Hilfe bei einer Watergraphic

SPS, Logo, Easy und Co.
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Peeslosh
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Hilfe bei einer Watergraphic

Beitrag von Peeslosh » Mo 16. Mär 2015, 08:35

Hallo,
Mein Ausbilder und ich haben nach einem Projekt für die vielen Ausbildungsmessen gesucht.
Nach einer anstrengenden Woche voller Ideen haben wir uns darauf geeinigt einer sogenannte Watergraphic zu bauen.
--> falls ihr soetwas nicht kennen solltet ist hier ein kleines Video:
https://www.youtube.com/watch?v=y1KEONGipTE
Wir haben geplant dass das ganze 1m breit wird und auf einem festen Stativ aus minitec Profilen gebaut wird.
d.h. laut Wikepedia brauchen wir 96 Magnetventile.
Wir haben schon mal ein sehr Interessantes Modell bestellt und wenn dies angekommen ist werde ich euch mehr Informationen darüber geben.
Die Frage ist jetzt wie ich die einzelnen Magnetventile am besten mit einer SPS ansteuere?
Ich habe mir überlegt wie dies am besten umzusetzen ist.
ich wollte berechnen wielange dass Wasser braucht, im freinen Fall eine gewisse Strecke zurückzulegen.
Aschließend wollte ich jedes einzelne Magnetventil mit Zeitgliedern ansteuern, um ein Sauberes Bild zu bekommen.
Dies wird natürlich sehr schwierig zu Timen.
Am besten wäre es wenn ich es schaffe das Firmenlogo runterfallen zu lassen.
Bild
Wenn ihr Anregungen, Tipps oder Vorschläge habt, wäre ich sehr dankbar darüber.
Mit freundlichen Grüßen
Peeslosh
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Prayer192
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Re: Hilfe bei einer Watergraphic

Beitrag von Prayer192 » Mo 23. Mär 2015, 22:49

Moin Peeslosh,

ich weiß jetzt nicht ob die Antwort etwas zu spät ist (bin nicht so häufig hier), ich versuche aber dennoch mal ein kurzen und sinnvollen Beitrag zu bringen.

Die Idee finde ich erstmal ganz cool und am Ende wird das sicherlich ein richtig tolles System. Bei der Ansteuerung gibt es aber natürlich ein paar Macken, die man beachten und einplanen muss.

Aber fangen wir bei null an!

Wenn ich ein derartiges System entwickle (bzw. die Ansteuerung), dann muss ich mir erstmal Gedanken machen, wie kritisch, bzw. empfindlich die Ansteuerung sein muss und was für Funktionen diese implementieren (umsetzen) muss. Dabei geht es im Wesentlichen darum ob ich Hardware oder Software für die Steuerung verwende.
Hardware wäre zum Beispiel eine spezialisierte Schaltung, keine SPS, ein CPLD oder gar ein FPGA oder ASIC. Bei Software geht es um Mikrocontroller, Mikroprozessoren, Industrie PCs und normale Computer, wobei hier natürlich auch abhängig von den zeitlichen Anforderungen ausgewählt wird.

In deinem spezifischen Fall reicht schon ein Mikrocontroller für die zeitlichen Anforderungen bei der Ansteuerung (z.B. - auch wenn ich sie nicht gut finde - Arduinos). Die Vorteile sind dann unter Anderem, dass du ein kleines PC Programm nutzen kannst um einfache Bilder (96 Pixel Breit und schwarz/weiß) übertragen kannst und diese dann flexibel darstellen kannst. Eine SPS würde dir zwar direkt passende IOs bringen (kein Löten für Treiberbausteine), jedoch könnte diese nur sehr schwer Bilder vom PC übertragen bekommen und darstellen.

Du kommst natürlich nicht daran vorbei die Fallgeschwindigkeit des Wassers zu messen, jedoch würdest du mit Mikrocontrollern deutlich besser unterwegs sein, als wenn du eine SPS für die Aufgabe vergewaltigst (die sind wirklich nicht dafür ausgelegt).

MfG
Prayer

P.S.: Ich habe den Beitrag mal abonniert. Vielleicht hast du ja noch Detailfragen.
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Re: Hilfe bei einer Watergraphic

Beitrag von Peeslosh » Di 24. Mär 2015, 11:09

Ahhh,
Ok vielleicht ist es doch besser wenn ich das ganze mit einem Mikrocontroller programmiere.
Aber ich hab noch nie davon gehört das man ein Programm schreiben kann was mir ein Bild in einen Programmcode umwandelt.
Prayer192 hat geschrieben:Die Vorteile sind dann unter Anderem, dass du ein kleines PC Programm nutzen kannst um einfache Bilder (96 Pixel Breit und schwarz/weiß) übertragen kannst und diese dann flexibel darstellen kannst
Wenn du mir dabei helfen könntest wäre ich sehr dankbar dafür.

P.S.: Ich habe mitlererweile mal versucht das Programm im TIA Portal zu realisieren.
Aber jedes mal wenn der Zyklus durchgelaufen ist meldet die SPS einen Fehler da es eine Zeitüberschreitung gibt.
Ich glaube mein Programm ( 2173Zeilen in SCL) ist halt eifach zu groß 8O :lol: .
Wenn du mir helfen könntest das ganze mit Mikrocontrollern zu programmieren wird das mit Sicherheit ein Cooles Projekt.
MfG.
Peeslosh
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Re: Hilfe bei einer Watergraphic

Beitrag von Prayer192 » Di 24. Mär 2015, 21:05

Man kann natürlich ein Bild mit Programmcode darstellen, jedoch ist es nicht das was du möchtest. Du möchtest das Bild als eine Datenstruktur abspeichern. Um es konkreter zu beschreiben in einem zwei dimensionalen Array.

Das folgende Beispiel stellt den Buchstaben P in einem derartigen Array dar (natürlich für das Beispiel vereinfacht).

Code: Alles auswählen

4 x x x
3 x      x
2 x x x
1 x
0 x
   0 1 2 3 4
Bei der Umsetzung würde der Mikrocontroller so eingestellt, dass er in der von dir gemessenen Zeit (die du für eine Zeile brauchst) einen sogenannten Interrupt auslöst und dann die Werte an die Ventile gibt. Im Beispiel würde also zuerst das Ventil 0 geöffnet werden weil die Zeile 0 (also die erste Zeile) für das Ventil 0 etwas drin stehen hat. Die Ventile 1 bis 4 bleiben dabei verschlossen. Kommt nun nach einer gewissen Zeit der erste Interrupt, dann wird die nächste Zeile gelesen (Zeile 1). Hier verändert sich nichts, weil die Zeilen gleich sind. Kommt nach den gleichen Zeitabstand noch ein Interrupt, dann wird die Zeile 2 gelesen und die Ventile 1 und 2 werden dazu geschaltet (steht ja im Array).

Und das Ganze geht immer so weiter...

Am Ende angekommen startest du etwa wieder von Vorne oder du nimmst das nächste Array (mit dem nächsten Bild). Der Vorteil zur SPS ist, dass das Dargestellte nicht zwangsläufig im Code verankert sein muss. Wenn du dich einmal eingearbeitet hast (vielleicht hast du ja auch Fachinformatiker in der Firma, die helfen können), dann bist du in der Lage mit wenig Aufwand die Ausgabe zu verändern. Du würdest dann die Steuerung an einem Notebook anschließen und kannst von dort aus immer neue Sachen an den Mikrocontroller geben, die er als Watergraphic darstellen soll.

Der erste Schritt wäre also mit eine Mikrocontroller eine Reihe von Ausgängen entsprechend anzusteuern. Mit einem Arduino solltest du das leicht hin bekommen (gibt genügend Anleitungen). Wenn du das geschafft hast werden zwar die IOs des Mikrocontrollers zwar zu wenige sein, jedoch kann man diese entweder oder du nimmst mehrere Mikrocontroller, die immer ein Teil des Bildes darstellen und von einem einzelnen Mikrocontroller Anweisungen bekommen (ein Master und n Slaves wenn man so will).
Das sind aber Probleme denen du dich erst später annehmen wolltest. Sie sind tatsächlich leicht zu lösen und ich kann dir auch später - bei Bedarf - ein paar Strategien vorstellen, jedoch solltest du wenn erstmal versuchen die Anfänge zum Laufen zu bekommen.

Also Arbeits- bzw. Lehrplan:
- Mikrocontroller erstmal in Betrieb nehmen (LEDs ein und aus schalten - reichen als einfache Simulation der Ventile aus).
- Ein Timer-Interrupt programmieren.
- Zwei dimensionales Array einbilden (immer wieder die ein einfaches Bild darstellen).

- Wenn das läuft, dann die Ventile anbinden. <- Hier musst du die unterschiedlichen Spannungen und benötigten Ströme für die Ventile erzeugen (kann man mit einfachen Mosfet-Schaltungen lösen wenn du nichts besseres findest), unter Umständen gibt es dafür ein fertiges Arduino-Shield.
- Dann musst (vermutlich) du mehrere Arduinos verbinden um alle Ventile ansprechen zu können. Wenn das ein Problem ist, dann sag Bescheid und ich gebe dir eine entsprechende "Architektur".
- PC-Programm einbinden, damit du auf der Messe die Bilder hinzufügen, verändern und auswählen kannst.

Das sollte erstmal für die nächsten Schritte ausreichen.

MfG
Prayer
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