energie monitoring systeem - ghent...
TRANSCRIPT
Energie Monitoring Systeem
Maarten Leloup
Promotoren: prof. ir. Jan Beyens, dhr Benny Van Doorsselaere (Ontex bvba)
Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van
Master of Science in de industriële wetenschappen: elektrotechniek
Vakgroep Industriële Technologie en Constructie Voorzitter: prof. Marc Vanhaelst
Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur
Academiejaar 2014-2015
Energie Monitoring Systeem
Maarten Leloup
Promotoren: prof. ir. Jan Beyens, dhr Benny Van Doorsselaere (Ontex bvba)
Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van
Master of Science in de industriële wetenschappen: elektrotechniek
Vakgroep Industriële Technologie en Constructie Voorzitter: prof. Marc Vanhaelst
Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur
Academiejaar 2014-2015
Auteursrechtelijke bescherming
‘De auteur(s) geeft (geven) de toelating deze scriptie voor raadpleging beschikbaar te stellen
en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de
beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichte
bronvermelding bij het gebruiken of aanhalen van teksten of resultaten uit deze scriptie.’
Woord vooraf
Deze Masterproef is de kers op de taart van mijn opleiding Master of Science in de industriële
wetenschappen: elektrotechniek, met als afstudeerrichting Automatisering aan Universiteit
Gent te campus Schoonmeersen Gent. Het was een leerrijke Masterproef met veel
opzoekwerk. Hierdoor heb ik geleerd om zelf problemen op te lossen wat later belangrijk zal
zijn op de werkvloer. Het schrijven en uitvoeren van deze Masterproef was niet mogelijk
geweest door verschillende personen en bij deze wil ik ze bedanken.
Eerst en vooral wil ik mijn promotor van Ontex Eeklo, Benny Van Doorsselaere, bedanken
voor het begeleiden en de steun bij het uitoefenen van deze Masterproef.
Alsook de mensen van de dienst ‘Elektriciteit & Automatisering’ voor de technische
uitvoering en de mensen van Siemens voor de documentatie en de verschillende demo’s.
Jan Beyens, mijn promotor van UGent, wil ik ook bedanken voor het begeleiden en het
opstellen van deze Masterproef.
Daarnaast wil ik ook alle studenten waarmee ik mij opleiding volbracht heb, bedanken voor
de mooie jaren en de steun.
Als laatste wil ik mijn familie en vriendin bedanken voor de steun en in het bijzonder mijn
ouders die het mogelijk gemaakt hebben dat ik deze opleiding kon volbrengen.
Maarten Leloup
Gent, 01/06/2015
Abstract
Het opzetten van een Energie Monitoring Systeem waarbij je verschillende energiemetingen
en persluchtmetingen uitvoert en deze visualiseert en rapporteert. Hoe begin je eraan? Deze
Masterproef is een uitgebreid verslag ervan in het bedrijf Ontex Eeklo.
Mijn thesis begint met een korte voorstellingen van Ontex Eeklo en de omschrijving van mijn
onderwerp.
In het tweede hoofdstuk is alle informatie terug te vinden over de PLC. Hierbij heb ik de
werking, adressering, werken met binaire getallen, programmeertalen en soorten PLC’s
besproken.
In het derde hoofdstuk heb ik TIA Portal besproken, het programmeerprogramma voor de
PLC, waarmee ik gewerkt heb.
In het vierde hoofdstuk heb ik WinCC besproken, het visualisatieprogramma waarmee ik
gewerkt heb, met de belangrijkste functies.
In het vijfde hoofdstuk wordt er een opsomming gegeven van de verschillende protocollen,
adressen en communicatiesystemen.
Vervolgens in het zesde hoofdstuk worden de verschillende communicatiekabels besproken.
In het zevende hoofdstuk wordt de Sentron PAC-meter, de energiemeter van Siemens,
uitgelegd die gebruikt wordt voor het berekenen van bepaalde energiewaarden.
Daarna wordt in het achtste hoofdstuk de Schmidt debietsensor besproken die het debiet
perslucht zal berekenen.
In het laatste hoofdstuk zullen de onderdelen van het elektrisch bord, dat enkel dient voor het
Energie Monitoring Systeem, besproken worden.
Als laatste zijn er nog een aantal bijlagen, namelijk een plattegrond van Ontex Eeklo, een
handleiding voor het programmeren in TIA Portal, een handleiding voor het programmeren in
WinCC, een handleiding voor het gebruik van de Information Server, de elektrische schema’s
en als laatste de datasheets van de verschillende componenten.
Extended Abstract The set-up of an Energy Monitoring System, where you implement several energy
measurements and pressured air measurements, visualize them and report them. Where do
you start? This thesis for my Master’s degree is an extended report thereof in the firm Ontex
in Eeklo, Belgium.
My thesis starts with a short introduction of Ontex Eeklo and the explanation of my subject.
The second chapter describes all the information on PLC. I described the function, the I/O-
addresses, working with binary code, programming languages and different kinds of PLC.
The third chapter is about TIA Portal, the programming program used for the PLC I used.
The fourth chapter is about WinCC, the program I used for visualization and its main
functions.
The fifth chapter is an enumeration of the different protocols, I/O-addresses and systems of
communication.
The sixth chapter deals with different cables used for communication.
The seventh chapter explains the Sentron PAC-meter, the Siemens energy meter used to
calculate certain energy readings.
Afterwards in the eighth chapter I give information on the Schmidt flow sensor, which
calculates the flow of pressured air used.
The ninth and last chapter explains the parts of the switchboard used for the Energy
Monitoring System.
Additional you can find some annexes, such as a ground plan of Ontex Eeklo, a manual for
programming in TIA Portal, a manual for programming in WinCC, a manual for using the
Information Server, electrical schedules and as last annex, datasheets for the different
components.
Inhoudsopave
Woord vooraf……………………………………….......………………………....…3
Abstract………………………………………………………………………………4
Extended Abstract…………………………………………………………………...5
Inhoudsopgave……………………………………………………………………….6
1 Inleiding ........................................................................................................... 8 1.1 Voorstelling van het bedrijf .................................................................................................................... 8 1.2 De opdracht ................................................................................................................................................11 1.3 De productielijnen ...................................................................................................................................12 1.4 Planning opdracht ....................................................................................................................................13
2 PLC .................................................................................................................14 2.1 Wat is een PLC? .......................................................................................................................................14 2.2 Werking van een PLC ............................................................................................................................15 2.3 Adressering binnen PLC........................................................................................................................17 2.4 Binaire getallen .........................................................................................................................................19 2.5 Programmeertalen ....................................................................................................................................22
2.5.1 Ladder (LAD) ............................................................................................................................................ 22 2.5.2 Functieblokdiagram (FDB) ................................................................................................................. 22 2.5.3 Statement List (STL) ............................................................................................................................... 23 2.5.4 Sequential Function Chart (SFC) ..................................................................................................... 23 2.5.5 Structured text (ST) ................................................................................................................................. 24
2.6 Soorten PLC's ....................................................................................................................................... …24 2.6.1 Traditionele PLC ..................................................................................................................................... 24 2.6.2 Slot PLC ...................................................................................................................................................... 25 2.6.3 Soft PLC ...................................................................................................................................................... 25 2.6.4 OPLC ............................................................................................................................................................ 25 2.6.5 Veiligheids-PLC ....................................................................................................................................... 26
3 TIA Portal .......................................................................................................27 3.1 Eigenschappen ..........................................................................................................................................27 3.2 Ontwerpomgeving ...................................................................................................................................27
4 WinCC Explorer .............................................................................................28 4.1 Wat is WinCC? .........................................................................................................................................28 4.2 Belangrijke functies ................................................................................................................................29
4.2.1 Computer .................................................................................................................................................... 29 4.2.2 Tag Management ..................................................................................................................................... 30 4.2.3 Graphics Designer .................................................................................................................................. 30 4.2.4 Alarm Logging .......................................................................................................................................... 30 4.2.5 Tag Logging ............................................................................................................................................... 31 4.2.6 Global Script ............................................................................................................................................. 31 4.2.7 Redundancy ................................................................................................................................................ 31 4.2.8 Web Navigator .......................................................................................................................................... 31 4.2.9 WebUX ......................................................................................................................................................... 31
5 Protocollen, adressen en communicatiesystemen .............................................32 5.1 Protocollen .................................................................................................................................................32
5.1.1 TCP/IP ......................................................................................................................................................... 32 5.1.2 UDP/IP ........................................................................................................................................................ 33
5.2 Adressen .....................................................................................................................................................34 5.2.1 IP-adres ....................................................................................................................................................... 34 5.2.2 Subnet Mask adres .................................................................................................................................. 35 5.2.3 MAC adres ................................................................................................................................................. 36
6 Soorten communicatiekabels ..........................................................................37
6.1 Ethernet-kabel ...........................................................................................................................................37 6.2 Crossover-kabel ........................................................................................................................................40 6.3 RS232 ..........................................................................................................................................................41 6.4 RS422 ..........................................................................................................................................................42 6.5 Industrieel Ethernet .................................................................................................................................43 6.6 Elektromagnetische interferentie (EMI) ......................................................................................43 7 Sentron PAC-meter ........................................................................................44 7.1 Inleiding ......................................................................................................................................................44 7.2 Eigenschappen ..........................................................................................................................................44 7.2 Plaatsing......................................................................................................................................................45 7.3 Aansluiting .................................................................................................................................................48 7.4 Instellen IP-adres .....................................................................................................................................50
8 Debietsensor ....................................................................................................78 8.1 Werking ......................................................................................................................................................78 8.2 Meetbereik .................................................................................................................................................78 8.3 Installatie ....................................................................................................................................................78
9 Elektrisch bord ...............................................................................................78 9.1 Stroomtransformatoren ..........................................................................................................................78
9.1.1 Werking ....................................................................................................................................................... 78 9.1.2 Uitvoeringsvormen ................................................................................................................................. 78 9.1.3 Specificaties ............................................................................................................................................... 78 9.1.4 Berekenen van de stroomtransformatoren .................................................................................... 78
9.2 Kortsluitklemmen ....................................................................................................................................78 9.3 Transformator ...........................................................................................................................................78 9.4 2-polige automaat ....................................................................................................................................78 9.5 4-polige automaat ....................................................................................................................................78 9.6 Voeding .......................................................................................................................................................78 9.7 ET200SP .....................................................................................................................................................78
9.7.1 Opbouw ET200SP ................................................................................................................................... 78 9.7.2 Analoge ingangskaart ............................................................................................................................ 78 9.7.3 AI Energy Meter....................................................................................................................................... 78
10 Algemeen besluit ...........................................................................................78
Lijst met figuren en tabellen ...............................................................................78 Bijlagen………………………………………………………………………………………………………………….. Bijlage 1: Plattegrond Ontex……………………………………………………………………….. Bijlage 2: Handleiding TIA Portal…………………………………………………………………. Bijlage 3: Handleiding WinCC………………………………………………………………………. Bijlage 4: Handleiding Information Server 2013………………………………………….. Bijlage 5: Overzicht elektrisch bord…………………………………………………………….. Bijlage 6: Elektrische schema's……………………………………………………………………. Bijlage 7: Datasheets…………………………………………………………………………………..
8
1 Inleiding
1.1 Voorstelling van het bedrijf
Ontex Eeklo is één van de productievestigingen van de Ontex Globalgroep, de Europese
marktleider in wegwerphygiëneproducten voor de private label-sector. Ontex biedt een breed
gamma aan babyverzorgingsproducten (luiers,
broekluiers en vochtige doekjes), dameshygiëne
(maandverbanden, inlegkruisjes en tampons) en
incontinentieproducten voor volwassenen waarbij
kwaliteit en innovatie steeds centraal staan. Alle
producten van Ontex worden onder zowel eigen Ontex-
merken als private labels gefabriceerd. De hoofdzetel
van Ontex Global voor België is gevestigd in Aalst. De
CEO van Ontex global is de heer Charles Bouaziz.
Ontex Global heeft vestigingen verspreid over de hele
wereld.
België:
Aalst
Buggenhout
Eeklo
Frankrijk:
Arras
Villefranche sur Saône
Verenigd Koninkrijk:
Corby
Hertfordshire
Duitsland:
Mayen
Lotte
Grosspostwitz
Polen:
Lodz
Figuur 1: Logo Ontex (Ontex, 2015)
9
Spanje:
Segovia
Marokko:
Cassablanca
Algerije:
Algiers
Italië:
Brescia
Grandate
Ortona
Tsjechië:
Turnov
Oekraïne:
Kyiv
Rusland:
Moscow
Noginsk
Turkije:
Istanbul
Kazakstan:
Almaty
Pakistan:
Karachi
China:
Yangzhou
10
Australië:
Milton Brisbane
Eastern Creek
Ontex Eeklo
Het bedrijf Ontex Eeklo werd gesticht in1976 onder de naam Eutima, die toen deel uitmaakte
van de groep “Georgia Pacific”. Men maakte er toen dameshygiëneproducten en babyluiers
totdat de Ontexgroep deze overnam. In 1997 werd de site dus overgenomen door de
Ontexgroep. Zoals eerder vermeld heeft België drie vestigingen namelijk de hoofdzetel in
Aalst en twee productievestigingen en Eeklo en Buggenhout. In 2000 werd er een nieuwe
productiehal geopend waardoor de productiecapaciteit verdubbelde. In Eeklo produceert men
op 22 productielijnen babyluiers, babybroekjes, maandverbanden en inlegkruisjes.
Figuur 2: Ontex Eeklo (Taptoe, 2015)
11
1.2 De opdracht
Doordat de vraag naar energie stijgt en de voorraad fossiele brandstoffen daalt, is het
controleren van het energieverbruik zeer belangrijk. Een gevolg daarvan is dat de
energieprijzen zullen stijgen en de milieuvoorschriften strenger worden voor bedrijven.
Daarom heeft Ontex Eeklo besloten om een energiemonitoringssysteem te implementeren in
hun productiehallen. Dit systeem moet het mogelijk maken om op een overzichtelijke manier
het energieverbruik van de verschillende productielijnen in kaart te brengen om zo een exacte
energiekost te bepalen. Hier gaat het om elektrisch verbruik en persluchtverbruik wat de twee
grootste energiebronnen zijn binnen de site. Nog een reden waarom ze dit
energiemonitoringssysteem willen implementeren is om te voldoen aan de norm ISO 50001.
ISO 50001
ISO staat voor International Organization for Standardization. De ISO 50001-norm is de norm
omtrent energiemanagementsystemen. Hierbij is het de bedoeling om zuiniger om te gaan met
energie en daarbij de energie-efficiëntie te verhogen. Verder is het beter voor het milieu en
zullen de energiekosten beperkt worden.
ISO 50001 is de internationale opvolger van het Europese EN 16001 norm. Bedrijven die de
ISO 50001 norm bezitten, hebben alleen maar voordelen.
Met een energiemanagementsysteem zoals in deze Masterproef kan je overzichtelijk je
energieverbruik en je energiekosten weergeven. Daaruit kan je gemakkelijk afleiden hoe je
het verbruik kan verminderen wat ook gepaard gaat met een lagere energiefactuur. Verder
kunnen bedrijven die ISO 50001 implementeren, een certificaat aanvragen wat een bewijs is
naar hun klanten toe dat ze belangrijke inspanningen leveren voor het milieu.
Mijn opdracht:
Opmaken van een planning van de opdracht
Het bepalen van de positie van de meeteenheden binnen de installatie
Opzetten van netwerkverbindingen met meeteenheden elektriciteit en perslucht
Data capteren in PLC en pushen naar WinCC server waar men dan een
dashboard heeft met alle data actueel
Rapporten genereren
12
1.3 De productielijnen
In totaal zijn er 22 productielijnen verspreid over twee productiehallen. In de eerste
productiehal staan de oudere productielijnen met o.a. Siemens S5 en Mitsubishi A2 PLC’s.
Waar er in de tweede productiehal meestal met de Siemens S7 en de Mitsubishi Q PLC
gewerkt wordt. De naam van de productielijn is een afkorting voor het product of het merk.
Bijvoorbeeld PS staat voor ‘Protège-slips’ en UP staat voor ‘Ultra Plus’.
Hieronder vind je een lijst met alle productielijnen volgens volgorde van plaats.
3WD2
3D27
3D23
3WD1
3IK8
3W3
3PS1
3SUPER
3PS3
3UM1
3UM2
3IK5
3DP2
3WD4
3UP4
3UP8
3IK7
3DP1
3UP6
3UP7
3DP3
3D21
Het is de bedoeling dat al deze productielijnen voorzien worden van een
energiemonitoringssysteem.
13
1.4 Planning opdracht
Voordat ik effectief kon beginnen met het uitvoeren van de werken en het plaatsen van de
verschillende meeteenheden was het belangrijk voor zowel mezelf als voor het bedrijf dat ik
een planning zou opmaken.
Het grootste probleem om de planning op te maken binnen het bedrijf is dat de
productielijnen voor sommige aanpassingen stilgelegd moeten worden. Een productielijn
stilleggen gaat natuurlijk gepaard met een kostenplaatje. Daarvoor worden productielijnen
enkel stilgelegd tijdens de geplande ‘revisies’. Tijdens deze revisies is het dan voor de
verschillende diensten binnen het bedrijf de unieke kans om aanpassingen te doen. Dus soms
was het een paar weken wachten tot ik een aanpassing kon doen. Ook daarmee moest ik
rekening houden met het opstellen van een goede planning.
Vanuit het bedrijf werd gevraagd om bepaalde productielijnen zeker te voorzien van het
energiemonitoringssysteem omdat het onmogelijk is om dit voor het volledige bedrijf te doen
aangezien de tijd te beperkt was. Dus het was de bedoeling om een paar productielijnen te
voorzien en een goede handleiding te schrijven zodat mijn project in de toekomst kan verder
gezet worden door iemand van de dienst Elektriciteit & Automatisering.
De aanpassingen die uitgevoerd moeten worden zijn:
Het plaatsen van een PAC-meter
Het aansluiten van deze PAC-meter
Het plaatsen van stroomtransformatoren
Het plaatsen van het energievoorzieningsbord
Het plaatsen van de ET200SP-module
Het plaatsen van een persluchtmeter
Verder zullen al deze componenten uitgebreid aan bod komen.
14
2 PLC
De PLC die ik gebruikt heb is van de Siemens S7-1500 reeks. Deze PLC dient om de data
komende van we verschillende productielijnen te capteren en door te sturen naar WinCC, het
visualisatieprogramma.
2.1 Wat is een PLC?
PLC staat voor Programmable Logic Controller (Programmeerbare Logische Eenheid). Dit is
eigenlijk een elektrisch apparaat met een microprocessor dat op basis van de informatie op
zijn verschillende ingangen, zijn uitgangen aanstuurt. Het werkt aan de hand van een
geschreven programma (Programmable) dat je via software naar het programmageheugen
verstuurt. Er wordt gebruik gemaakt van logische functies (Logic) in het programma. De
hoofdfunctie van een PLC is het aansturen van machines (Controller).
Figuur 3: Opbouw PLC
Een PLC bestaat standaard uit:
Voeding
De meeste PLC's werken op een veiligheidsspanning van 24V. Ook de meeste
sensoren werken op deze spanning.
CPU
CPU staat voor Central Processing Unit en is eigenlijk de PLC. De CPU bestaat uit:
een processor, een programmageheugen, accumulator, PII- en PIQ-register,
programma voor opstarten en controle van de PLC en interface voor data-uitwisseling
tussen I/O modules en PII- en PIQ-register.
Ingangskaart
Dit zijn modules waarop men de ingangen aansluit. We maken een onderscheid tussen
analoge en digitale kaarten. Ze werken ook op 24V DC.
15
Uitgangskaart
Dit zijn de modules waarop men de uitgangen aansluit. Ook hier maken we een
onderscheid tussen analoge en digitale. Bij een digitale uitgangskaart is
uitgangsspanning 0V of 24V. Bij een analoge uitgangskaart kan men spanning of
stroom aan de uitgang hebben. Het spanningsgebied is 0V-10V ofwel -10V-10V. Als
we het stroomgebied bekijken is dit 0mA-20mA ofwel 4mA-20mA.
Extra modules
Men kan nog extra modules toevoegen: ethernetkaart, energiemodule,….
2.2 Werking van een PLC
Een PLC doorloopt intern voortdurend een vaste, voorgeprogrammeerde cyclus. Deze cyclus
bestaat uit deze 6 belangrijke stappen:
Figuur 4: Werking PLC
16
Stap 1: Start?
Voor dat men de cyclus kan starten moet er een overgang zijn van de Stop-fase naar de Run-
fase.
Stap 2: PIQ (Process Image Output) register op 0 zetten
Hier zal het PIQ register op 0 gezet worden. Dit geeft als gevolg dat alle uitgangen laag
worden gezet m.a.w. ze worden op 0 gezet.
Stap 3: Start cyclustijdbewaking
De cyclustijd is de tijd die nodig is om een volledige cyclus uit te voeren. Als de cyclustijd
groter wordt dan de maximaal ingestelde waarde dan zal de PLC zich in Stopfase begeven.
Stap 4: PII (Process Image Input) register inlezen
Aan het begin van elke cyclus kijkt de PLC naar de waarden van de ingangen, om te bepalen
of deze aan of uit staan. De PLC slaat deze gegevens op in het PII register om deze te kunnen
gebruiken tijdens deze cyclus.
Stap 5: Instructies
Nu gaat de PLC het programma instructie per instructie uitvoeren. Doordat de PLC een
overzicht heeft van alle ingangen die aan en uit zijn aan de hand van de vorige stap kan de
PLC nu beslissen welke uitgangen en/of functies moeten ingeschakeld worden. De PLC zal
nu deze resultaten van zijn berekeningen opslaan in het PIQ register om deze dan te kunnen
gebruiken bij de volgende stap.
Stap 6: PIQ register overdragen
Nu gaat de PLC de toestanden van de uitgangen bijwerken aan de hand van het PIQ register.
17
Na het uitvoeren van de deze stap, keert de PLC terug naar de cyclustijdbewaking en wordt de
cyclus continue herhaald.
Figuur 5: PII- en PIQ-register (Acro, 2014)
PII staat voor “Process Image Input” en PIQ staat voor “Process Image Output”. In
bovenstaand voorbeeld is I2.0 in het PII-register geset en door het programma zal Q4.3 geset
worden in het PIQ-register.
2.3 Adressering binnen PLC
Een bit is de kleinste eenheid binnen het binair stelsel. De waarde is 0 of 1. Een nibble bestaat
uit 4 bits, een byte uit 8 en een word uit 16. MSB staat voor “Most Significant Bit” en LSB
voor “Least Significant Bit”. Een schematische voorstelling wordt weergegeven in
onderstaande Figuur.
Figuur 6: Voorstelling bit
18
De instructieopbouw bestaat als volgt.
Figuur 7: Instructie opbouw
De operatie bestaat uit:
A: EN-functie
LD: Laden
O: OF-functie
N: NIET-functie
S: Set-functie
R: Reset-functie
=: Toewijzen
Het operand kenteken bestaat uit:
I: Ingang
Q: Uitgang
M: Merker
SM: Speciale merker
T: Tijdfunctie
C: Counters
V: Variabele willekeurige getallen
19
2.4 Binaire getallen
Een binair getal bestaat uit verschillende bits. Een bit heeft ofwel waarde 1 ofwel waarde 0.
Als we een n-bit getal hebben dan hebben we 2n verschillende adressen en is onze maximale
waarde 2n-1.
Bijvoorbeeld een 3-bit getal:
000
001
010 We hebben 23 = 8 verschillende adressen.
011 De maximale waarde is 23-1= 7.
101 111=22+21+2°=7.
100
110
111
Omzetten van decimaal naar binair:
Bv.: 140 (140)d=(10001100)2
Rest
140/2= 70 0 20
70/2= 35 0 21
35/2= 17 1 22
17/2= 8 1 23
8/2= 4 0 24
4/2=2 0 25
2/2= 1 0 26
1/2= 0 1 27
Tabel 1: Decimaal naar binair (140)
20
Bv.: 60
Rest
60/2= 30 0 20
30/2= 15 0 21
15/2= 7 1 22
7/2= 3 1 23
3/2= 1 1 24
1/2=0 1 25
Tabel 2: Decimaal naar binair (60)
(60)d=(00111100)2
Bewerkingen met binaire getallen:
(140)d+(60)d=(200)d
1 0 0 0 1 1 0 0
+ 0 0 1 1 1 1 0 0
= 1 1 0 0 1 0 0 0 -> 27+26+23=200
Om een negatief getal te kunnen maken nemen we het 2-compliment van het positief getal.
Hierbij gaan we de inverse nemen en vermeerderen met 1.
Bv.: -60
(60)d=(00111100)2
(-60)d=(11000100)2
21
Dus nu kunnen we ook het verschil van 2 binaire getallen bepalen door de som te nemen van
een getal en het 2-compliment van het andere getal.
(140)d-(60)d=(80)d
1 0 0 0 1 1 0 0
+ 1 1 0 0 0 1 0 0
= 1 0 1 0 1 0 0 0 0 -> 24+26= 80
De eerste “1” is een overflow dus die moeten we niet in rekening brengen.
Stel nu dat we het 2-compliment hebben van een getal en we willen het positieve getal
vinden dan gaan we als volgt te werk.
Bv.: -63 en we zoeken 63
Stap 1: som van (-60)d en (-1)d
(-60)d=(11000100)2
(-1)d=(11111111)2
1 1 0 0 0 1 0 0
+ 1 1 1 1 1 1 1 1
= 1 1 1 0 0 0 0 1 1
Stap 2: De uitkomst inverteren
(111000011)2 inverteren -> (00111100)2=(60)d
22
2.5 Programmeertalen
In Ontex Global worden verschillende programmeertalen gebruikt. Dit komt omdat men met
verschillende merken van PLC’s werkt. Niet alle merken kunnen geprogrammeerd worden
met dezelfde programmeertaal. Verder hangt de keuze van programmeertaal af van
programmeur tot programmeur, waardoor we een mix krijgen van programmeertalen binnen
Ontex Global. Ik heb gekozen om te programmeren in FDB.
2.5.1 Ladder (LAD)
Deze programmeertaal gebruikt men bij de
Mitsubishi PLC’s binnen Ontex Eeklo. Deze
programmeertaal is gebaseerd op elektrische
schema's. De stroombanen worden horizontaal
en onder elkaar gerangschikt.
Voordelen:
eenvoudig leesbaar;
elektrische schema's kunnen gebruikt worden;
compatibel voor andere type PLC's.
Nadelen:
geen complexere bewerkingen mogelijk;
langere programma's.
2.5.2 Functieblokdiagram (FDB)
Deze programmeertaal gebruikt men vooral bij
Siemens PLC’s binnen Ontex Eeklo. Deze
programmeertaal is gebaseerd op de logische
bouwstenen van de elektronica. Deze wordt
vooral gebruikt bij grotere PLC's om snel een
overzicht te kunnen bekomen van het programma.
Voordelen:
gestructureerde opbouw;
logische opbouw;
kennis van logische bouwstenen volstaat.
Figuur 8: Ladderdiagram (VTI, 2015)
Figuur 9: Functieblokdiagram (VTI, 2015)
23
Nadelen:
geen complexere bewerkingen mogelijk;
langere programma's;
maximum 6 symbolen na elkaar per FDB.
2.5.3 Statement List (STL)
Deze programmeertaal werd ook gebruikt binnen Ontex Eeklo
maar dan vooral voor de Mitsubishi PLC’s. Deze programmeertaal
is gebaseerd op het programmeren van CPU in assembler. Dit is
de basis programmeertaal van de PLC. Alle mogelijke
programmeertalen kunnen geconverteerd worden naar STL.
Voordelen:
basis programmeertaal voor PLC;
korte instructies.
Nadelen:
moeilijke programmeertaal;
niet overzichtelijk.
2.5.4 Sequential Function Chart (SFC)
Deze programmeertaal werd niet gebruikt binnen
Ontex Eeklo. Deze programmeertaal is ontworpen
voor programma's waar een bepaalde volgorde van
het aansturen van belang is.
Voordelen:
programmeren is eenvoudig;
overzichtelijk programma.
Nadelen:
niet alle PLC’s kunnen SFC verwerken.
Figuur 10: Statement List (VTI, 2015)
Figuur 11: Sequential Function Chart (VTI, 2015)
24
2.5.5 Structured text (ST)
Deze programmeertaal werd tevens ook niet toegepast
binnen Ontex Eeklo. Deze programmeertaal is gebaseerd
op het programmeren in Visual Basic. Dit is de enigste
programmeertaal die het mogelijk maakt om lussen te
programmeren.
Voordelen:
leesbaarheid is beter dan in STL;
complexere bewerking mogelijk.
Nadelen:
kennis van hogere programmeertaal is nodig;
een oneindige lus programmeren kan PLC in storing brengen.
2.6 Soorten PLC's
Zoals al reeds aangehaald heeft Ontex Eeklo een ruim assortiment aan PLC’s.
2.6.1 Traditionele PLC
Deze PLC kan volledig zelfstandig werken en
bezit over een eigen voeding en geheugen. Het
programma wordt geschreven op een PC en kan
via een kabel, geheugenkaartje, USB, netwerk
of draadloos overgebracht worden naar de PLC.
Voordelen:
Het is robuust;
Het is bedrijfszeker;
Flexibele configuratie door gebruik van verschillende modules.
Figuur 12: Structured Text (Microdigit, 2015)
Figuur 13: Traditionele PLC (Siemens, 2015)
25
2.6.2 Slot PLC
Dit is een PCI-kaart, die in een PC kan gestoken worden. Deze
PLC heeft een eigen processoren geheugen en werkt
onafhankelijk van de PC.
Voordelen:
Configuratie van PC wordt benut;
PLC kan gebruikt maken van software die op PC staat.
Nadeel:
Als PC uitstaat, werkt de PLC niet.
2.6.3 Soft PLC
Dit is een PLC die op een PC draait als software. Het
verschil tussen een Slot PLC en een Soft PLC is dat een
Soft PLC wel gebruikt maakt van alle componenten van de
PC zoals processor, geheugen, voeding,....
Voordeel:
PLC maakt gebruik van alle componenten van PLC.
Nadeel:
Niet interessant voor tijdkritische processen: de PLC de processortijd moet
delen met de PC.
2.6.4 OPLC
Dit is een operating panel PLC en is eigenlijk een
PLC met ingebouwde HMI. Deze bestaat uit een
toetsenbord met scherm of een touch panel.
Voordeel:
Visualisatie mogelijk.
Figuur 14: Slot PLC
(Siemens, 2015)
Figuur 15: Soft PLC (SoftPLC, 2015)
Figuur 16: OPLC (Elektronikforumet, 2015)
26
2.6.5 Veiligheids-PLC
Dit zijn PLC's speciaal ontworpen voor het implementeren van
veiligheidssystemen.
Voordeel:
Veiligheidsfuncties zitten in de PLC.
Nadeel:
Bij grote installaties kan men hinder ondervinden bij
de veiligheidsfuncties bij het opstarten.
Er bestaan veel PLC-merken. De bekendste zijn: Allen Bradley, Kloeckner- Moeller,
Mitsubishi, Omron, Phoenix Contact, Schneider, Siemens en WAGO. Voor de data te capteren
en door te sturen naar WinCC was het voldoende om een traditionele PLC (zie punt 2.6.1.) te
gebruiken. Hierbij hebben we gekozen voor de nieuwste reeks van de Siemens PLC’s
namelijk de S7-1500 reeks.
Figuur 17: Veiligheids-PLC
(Wurldtech, 2015)
27
3 TIA Portal
Met de komst van de nieuwe S7-1200 en de S7-1500 reeks van de Siemens PLC’s heeft
Siemens ook een nieuw softwareplatform ontworpen namelijk TIA Portal. TIA Portal staan
voor Totally Integrated Automation Portal en is bedoeld om de nieuwe S7-1200, S7-1500 en
de nieuwe generatie HMI-panels te programmeren maar ook hun voorhangers namelijk de S7-
300 en de S7-400. TIA Portal geeft meer functionaliteit en flexibiliteit dan de klassieke
Simatic Manager.
3.1 Eigenschappen
De voordelen van TIA Portal:
Vereenvoudiging van de diagnosefuncties;
Eenvoudiger aanmaken en beheren van projecten;
Alle bouwstenen die gewijzigd worden, zullen worden gedownload.
De nadelen van TIA Portal:
Alle bouwstenen die gewijzigd worden, zullen worden gedownload;
TIA Portal ondersteunt geen hardwarecomponenten van voor oktober 2007.
3.2 Ontwerpomgeving
De nieuwe ontwerpomgeving TIA Portal vat alle software omtrent automatisatie samen in één
gebruiksvriendelijke grafische interface. Het is het eerste softwarepakket dat op het principe
werkt van ‘één ontwerpomgeving, één softwareproject’ en hiermee is TIA Portal een mijlpaal
binnen de automatisatie.
TIA Portal omvat dus volgende software:
Programmatie van HMI-panels
Online en diagnose-pakket
Configuratie van netwerken
Programmatie van PLC’s
Configureren van drives
Technologisch programmeren
Figuur 18: TIA Portal (Xiak, 2015)
28
4 WinCC Explorer
Om bepaalde waarden van de PLC te visualiseren moet er gebruik
gemaakt worden van een visualisatiepakket. Bij Ontex Eeklo heeft
men gekozen voor een visualisatiepakket van Siemens, namelijk
WinCC Explorer v7.3.
4.1 Wat is WinCC?
WinCC is een krachtig HMI-systeem. HMI staat
voor Human Machine Interface wat eigenlijk de
interface tussen de operator en het proces
voorstelt. Het automatiseringsproces (AS) behoudt
de controle over het proces. De operator is in staat
om het proces op te volgen en indien nodig bij te
sturen.
“WinCC wordt gebruikt om het proces te visualiseren en een grafische interface te
ontwikkelen voor de besturing van het proces.
WinCC maakt het mogelijk om de operator een grafische weergave van het
proces weer te geven;
Deze weergave wordt aangepast telkens als er een statusverandering
plaatsvindt in het proces;
WinCC maakt het mogelijk voor de operator om het proces te
controleren;
WinCC maakt het mogelijk om alarmen weer te geven;
WinCC maakt het mogelijk om al de proceswaarden af te drukken of
elektronisch bij te houden in archieven.
We kunnen verschillende eigenschappen onderscheiden van WinCC:
WinCC is makkelijk toe te passen in automatiseringsprojecten;
WinCC-gegevens kunnen geïnterfacet worden met o.a. MES- en ERP pakketten of
zelfs met programma's zoals MS Excel;
WinCC maakt het mogelijk om eigen programma's te schrijven;
De configuratie in WinCC kan op elk ogenblik aangepast worden;
WinCC is een Internet-compatibel HMI-systeem;
Grote keuze uit configuratiemogelijkheden;
WinCC is optimaal aanpasbaar naar eigen vereisten.”1
1 Captatie van data in een proces netwerk en visualiseren in een office netwerk (2006). Geraadpleegd op 6
februari 2015 via
http://doks.khk.be/eindwerk/do/files/FiSe413ebf17093f9ba2010943d675be1285/thesis2006697.pdf?recordId=S
KHK413ebf17093f9ba2010943d675be1284
Figuur 19: WinCC (Disec, 2015)
Figuur 20: WinCC aansluiting (Siemens, 2015)
29
4.2 Belangrijke functies
Nadat we een nieuw project hebben aangemaakt krijgen we een volgend scherm te zien. Dit is
het hoofdmenu van WinCC en van hieruit kunnen we verschillende functies gebruiken. Hier
komen enkel de belangrijkste functies aan bod.
Figuur 21: WinCC functies
4.2.1 Computer
Hier moeten we de juiste server instellen. Ontex Eeklo heeft een aparte server waar o.a.
WinCC op draait.
30
4.2.2 Tag Management
Bij het tabblad ‘Tag Management’ kan men de verbinding met de verschillende PLC’s tot
stand brengen. Dit gebeurt door het kiezen van de juiste ‘communication driver’. Niet alle
merken van PLC’s gebruiken dezelfde driver om met WinCC te kunnen communiceren. Om
met de S7-1500 PLC te kunnen communiceren is de ‘Simatic S-1200, S7-1500 Channel’
driver vereist.
In deze drivers worden dan de tags ingegeven die uit de PLC’s binnen gelezen moeten
worden.
Figuur 22: SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel (Myforum, 2015)
4.2.3 Graphics Designer
Hierin worden de uiteindelijke visualisatieschermen ontworpen. Hier kan men de data
weergeven onder de vorm van getallen, tekst, het veranderen van kleur of door middel van
een figuur. Het eerste scherm dat we gaan maken is het startscherm waarbij je een keuze kan
maken tussen enerzijds het ‘Energie Monitioring Systeem’ en anderzijds een ander project
binnen de dienst Automatisatie namelijk MES-project. De daarop volgende schermen moeten
een overzichtelijk beeld geven van de productielijnen met hun respectievelijke energie- en
perslucht verbruiken.
4.2.4 Alarm Logging
Met deze functie kunnen alarmen, waarschuwingen en wijzigingen die zich voortdoen op de
machine, weergegeven worden. Aangezien bij ingewikkelde machines er veel alarmen,
waarschuwingen en wijzigingen zich kunnen voordoen is het manueel ingeven een tijdrovend
werk. Om dit op een vluggere manier mogelijk te maken, schrijven we alle alarmen uit in een
MS Excel-file en vervolgens slaan we dit op als een .csv file (Comma Seperated Values). Dit
maakt het mogelijk om de alarmen makkelijk te importeren. Door in het project zelf een apart
blad aan te maken om alarmen weer te geven is het makkelijker voor de operator om uit te
zoeken waar het probleem zicht voordoet. Verder is het ook mogelijk om met verschillende
kleuren te werken waarbij het verschil tussen een alarm en een waarschuwing visueel
duidelijker is.
31
4.2.5 Tag Logging
Met deze functie is het mogelijk bepaalde tags in functie van de tijd bij te houden in een
database. Hiermee kunnen we het verloop van die data in functie van de tijd weergeven in
verschillende grafieken, wat het voordeel heeft van een mooi overzicht te krijgen van
mogelijke stilstanden van een machine. Ook hier moeten we de juiste tags die nodig zijn
invoeren.
4.2.6 Global Script
Dit is een zeer belangrijke functie binnen WinCC. Met scripts maakt men het mogelijk om
iets toe te kennen aan een object, bijvoorbeeld een knop. Deze knoppen kunnen dan een
nieuw venster oproepen die bepaalde waarden of grafieken gaan weergeven. Al deze acties
zullen worden geprogrammeerd via ‘Global Scripts’.
4.2.7 Redundancy
Met deze functie kan WinCC redundant opgesteld worden. Hierbij werkt men met twee
servers. Wanneer er één van de twee uitvalt door één of andere reden, dan zal deze
overschakelen naar de andere. Hierdoor is men zeker dat er continu communicatie van PLC
naar WinCC mogelijk is zonder verlies van data.
4.2.8 Web Navigator
Met deze functie kan men via Internet Explorer het WinCC programma overnemen. Dit door
naar de site http://(hier vul je het IP-adres van de WinCC-server in). Het voordeel is dat men
dan het WinCC-project niet kan stoppen vanaf Internet Explorer. Ook is het mogelijk om een
wachtwoord toe te kennen.
4.2.9 WebUX
Een nieuwe functie binnen WinCC v7.3 is de applicatie WebUX. Met deze applicatie is het
mogelijk om visualisatieschermen aan te maken en deze via een smartphone of tablet te
bekijken. Door naar de juiste site te surfen: het IP-adres van de server gevolgd door het
poortnummer dat instaat voor WebUX.
32
5 Protocollen, adressen en communicatiesystemen
5.1 Protocollen
5.1.1 TCP/IP
Transmission Control Protocol (TCP) is het bekendste internetprotocol. IP staat voor Internet
Protocol. Het is gebaseerd op het OSI-model. Het OSI model is een theoretisch model voor
netwerkcommunicatie, waarbij elke laag een bepaalde functie van het netwerk voorstelt. Het
OSI-model of het 7-lagen model bestaat uit 7 lagen, het TCP/IP model bestaat tevens uit 4
lagen.
Figuur 23: OSI-model en TCP/IP
Zoals bovenstaande figuur weergeeft, bestaat het TCP/IP-model uit 4 lagen namelijk:
Applicatie
Deze laag bezit o.a. FTP protocol (File Transfer Protocol) en SMTP (Simple Mail
Transfer Protocol). Als we bijvoorbeeld een e-mail van een mailserver willen
downloaden dan maken we gebruik van de SMTP dus van de applicatielaag.
33
Transport
Deze maakt de data-uitwisseling tussen de hosts op het internet mogelijk. Hier wordt
gebruikt gemaakt van o.a. UDP- en TCP-protocol.
Internet of netwerk
Deze laag bestaat uit het IP-protocol. Deze maakt het mogelijk om het verzenden van
de data ongeacht het type data en het protocol.
Netwerk-Interface
Deze netwerk-interfacelaag geeft aan hoe het internetprotocol gebruik moet maken
van andere protocollen en netwerken. Deze laag is verantwoordelijk voor het plaatsen
en opnemen van data van een medium.
Hieronder ziet men de verschillende protocollen die gebruikt worden binnen de verschillende
lagen van het TCP/IP-model.
Figuur 24: Verschillende protocollen in TCP/IP-model (R.J. van der Beek, 2015)
Dit protocol (TCP/IP) wordt gebruikt als men zeker wil zijn dat de datagegevens aankomen
wat tevens wel overeenkomt met een tragere communicatie. TCP is betrouwbaarder dan UDP
maar is dus wel minder snel.
5.1.2 UDP/IP
User Datagram Protocol is een basisprotocol van het internet. Een UDP-bericht bestaat uit een
header en een datadeel. De header bestaat uit: bron, bestemming, lengte en controle.
Figuur 25: UDP-bericht (Wikipedia, 2015)
Dit protocol wordt gebruikt in processen waar de overdracht snel moet gaan (zoals telefoon,
video,…) Nadeel van dit protocol is dat het minder betrouwbaar is dan de TCP/IP. En tevens
kan de UDP niet garanderen dat de gegevens werkelijk zijn aangekomen.
34
5.2 Adressen
5.2.1 IP-adres
IP staat voor 'Internet Protocol' zoals eerder vermeld. Het IP-adres is een adres dat een
netwerkkaart van een host binnen een netwerk krijgt. Elke gebruiker die verbonden is met een
netwerk heeft een IP-adres, dat zichtbaar is voor alle gebruikers op dit netwerk. Het bestaat
uit 4 keer 3 cijfers gescheiden door “.”. De PAC-meters en ET200SP-modules werden
gevonden of geconfigureerd volgens een IP-adres. Een voorbeeld van een IP-adres:
192.168.4.24.
We hebben 5 soorten IP-adresklassen:
Figuur 26: IP-adressen (Marc Persiau, 2015)
Klasse A:
Deze worden gebruikt bij netwerken waarvan het aantal hosts groot is. Het Netwerk
ID bestaat uit 7bits en de Host ID uit 24bits. Het aantal mogelijke netwerken is 126
(27 − 2)en het aantal hosts is 16.777.214 (224 − 2). Men doet telkens '-2' omdat 0 en
127 niet meetellen. Het is een klasse met weinig aantal netwerken maar met veel
gebruikers.
Klasse B:
Deze worden gebruikt bij iets meer netwerken en iets minder gebruikers. Het Netwerk
ID bestaat uit 14bits en het Host ID uit 16bits. Het aantal mogelijke netwerken is
16.384(214 − 2)en het aantal hosts is 65.534 (216 − 2).
Klasse C:
Deze netwerken worden gebruikt bij veel netwerken maar weinig gebruikers. Het
Netwerk ID bestaat uit 21bits en het Host ID uit 8bits. Het aantal mogelijke netwerken
is 2.097.152(221 − 2) en het aantal hosts is 254(28 − 2).
35
Klasse D:
Deze klasse wordt gereserveerd voor multicast-groepen. Een multicast-groep kan
bestaan uit geen, één of meerdere hosts. De eerste 4 vier bits liggen vast, namelijk
1110, en de volgende 28bits vormen de Multicast-groep ID.
Klasse E:
Deze klasse wordt voorbehouden voor de toekomst.
Gebruikte IP-adressen
Voor het toekennen van IP-adressen werd gebruik gemaakt van een bepaalde logica. Deze
logica maakt het mogelijk indien er ergens een fout zich voordoet, dat men vlug kan
achterhalen welke PAC-meter of ET200SP-module defect of losgekoppeld is van het netwerk.
Zoals eerder vermeld bestaat een IP-adres uit 4 keer 3 cijfers. Een voorbeeld van de gebruikte
logica is: 10.43.160.2.
5.2.2 Subnet Mask-adres
Dit is een adres dat bestaat uit 32bits. Het dient eigenlijk om een deel van het IP-adres te
verbergen zodanig dat het Netwerk ID kan onderscheiden worden van de Host ID. Elke
gebruiker die op een netwerk zit, moet een Subnet Mask hebben. Hieronder zien we een lijst
van de adresklassen met de overeenkomstige Subnet Mask-adressen. Bij Ontex Eeklo was dit
altijd 255.255.255.0.
Figuur 27: Subnet Mask-adressen (Marc Persiau, 2015)
Deze Subnet Mask-adressen kunnen we gaan berekenen. Dit doen we door te kijken wat het
hoogste en laagste IP-adres binnen ons netwerk is. Vervolgens zetten we deze onder elkaar in
binaire vorm. Zijn de twee binaire getallen die onder elkaar staan gelijk dan schrijven we een
1, als deze verschillend zijn dan schrijven we een 0. Dit binair getal dat we uitkomen, is onze
Subnet Mask-adres.
Voor Ontex Eeklo is dit het volgende.
Laagste: 00001010.00101011.10100000.00000000 (10.43.160.0)
Hoogste: 00001010.00101011.10100000.11111111 (10.43.160.255)
Subnet Mask: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)
36
5.2.3 MAC adres
MAC staat voor 'Media Access Control'. Het MAC-adres is een uniek adres dat een gebruiker
in een ethernet-netwerk krijgt. Dit adres is zoals gezegd uniek en wordt meestal voorgesteld in
hexadecimale vorm. Het bestaat uit 6 keer 2 karakters gescheiden door “:”. De ET200SP-
modules werden gevonden volgens hun MAC adres. Een voorbeeld van een MAC-adres:
C4:17:FE:B3:B6:C9.
6 Soorten communicatiekabels
6.1 Ethernet-kabel
Hieronder maken we een onderscheid tussen UTP, FTP en STP.
UTP: Unshielded Twisted Pair. Deze heeft geen afscherming tegen
elektromagnetisme. Deze wordt vooral gebruikt voor computernetwerken.
Figuur 28: UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)
FTP: Foiled Twisted Pair. Dit is eigenlijk een UTP met een folie als
beschermlaag tegen elektromagnetische interferentie.
Figuur 29: FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)
38
STP: Shielded Twisted Pair. Deze heeft een elektromagnetische bescherming per
aderpaar. Deze wordt vooral gebruikt in token-ringnetwerken.
Figuur 30: STP-kabel (Netwerkproducten, 2015)
S/FTP: Deze heeft vlechtwerk als kabelbescherming en een folie als
aderparenafscherming. Dit is eigenlijk een combinatie van STP en FTP.
Figuur 31: S/FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)
39
SF/UTP: Deze heeft een folie en vlechtwerk als kabelbescherming en geen
aderparenafscherming.
Figuur 32: SF/UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)
Binnen de Ethernet-kabels maken we onderscheid tussen verschillende types. Dit zijn de 2
belangrijkste:
UTP Cat5e: Deze heeft snelheden tot 1000 Mbit/s en wordt gebruikt voor 1 Gb
transport.
UTP Cat6: Deze heeft dezelfde eigenschappen als UTP Cat5e maar kan meer data
tegelijkertijd verwerken dan een UTP Cat5e.
Zoals hierboven vermeld is FTP dus beter afgeschermd. Als men gebruik maakt van FTP dan
heeft men andere connectoren nodig dan bij UTP. Ze zijn even groot maar FTP-connectoren
hebben een metalen omhulsel. Als we deze nu gaan inpluggen in een UTP-socket, zal dit ook
werken maar dan heeft de metalen afscherming geen nut daar de UTP-socket uit plastic is.
FTP-sockets bestaan dan ook uit metaal.
Op plaatsen waar de EMI zeer groot is worden er geen FTP-kabels aangelegd. (zie 6.6).
40
6.2 Crossover-kabel
De dag van vandaag is de technologie zo aangepast dat men geen verschil meer maakt tussen
een Ethernet- en een Crossover-kabel. Dit komt omdat de poorten de dag van vandaag
slimmer zijn en zelf de TXD en de RXD intern kunnen omwisselen. Vroeger was dit niet het
geval en werd een Crossover-kabel gebruikt om in beide richtingen te kunnen zenden en
ontvangen. Toch heb ik deze bij bepaalde Ethernet-modules moeten gebruiken omdat een
gewone Ethernet-kabel niet compatibel was. Zowel Ethernet-kabel als Crossover-kabel
hebben een maximale lengte van 100m. Als we dit willen verlengen moeten we gebruik
maken van een router of hub. Als men een Ethernet-kabel wil maken moet men aan beide
kanten de kleurencode 568-B gebruiken. Als men een Crossover-kabel wil maken moet men
aan de ene zijde kleurencode 568-A en aan de andere zijde kleurencode 568-B gebruiken.
Figuur 33: Kleurencodes (Ethernet Practical, 2015)
Pin 1: Aanvraag tot verzenden
Pin 2: DTE bereid om data te ontvangen
Pin 3: Massa
Pin 4: Zenden van de data
Pin 5: Ontvangst van de data
Pin 6: Detectie van de draag
Pin 7: DCE bereid om data te ontvangen
Pin 8: Klaar om te verzenden
41
DTE: Data Terminal Equipment
DCE: Data Circuit-Terminal Equipment
Deze geven aan welke draden de signalen zullen zenden en welke zullen ontvangen.
6.3 RS232
RS staat voor Radio Standaard. RS232 wordt gebruikt als seriële communicatiemiddel tussen
computers en randapparatuur of tussen de computers onderling. Het is een seriële binaire
datacommunicatie. Dit wil zeggen dat er bit per bit wordt verzonden. Men kan gebruik maken
van een 9-pins of een 25-pins poort. De meest gebruikte is de 9-pins poort. Deze mag maar
een maximale kabellengte van 15m hebben. Deze wordt vooral gebruikt in Ontex Eeklo om
het programma van de oudere PLC’s aan te passen en te uploaden.
Figuur 34: 9-pins RS232 (Nokta Industrial, 2015)
42
6.4 RS422
Dit is ook een seriële communicatiemiddel. Er zijn enkele verschillen met de RS232:
grotere kabellengte tot 1200m;
kan communiceren met meerdere apparaten: 1 zender kan maximaal met 10
ontvangers;
minder gevoelig voor storingen.
Omdat de RS422 een langere kabellengte toelaat wordt deze gebruikt om een RS232-signaal,
via omvormers, te kunnen transporteren over een langere afstand. Deze communicatiekabel
heb ik zelf niet moeten gebruiken.
Pin Omschrijving
1: DCD (Data Carrier Detect) Detectie van de draadgolf
2: RX (Received Data) Ontvangst van de data
3: TX (Transmit Data) Zenden van de data
4: DTR (Data Terminal Ready) Geeft aan als DTE bereid is om data te ontvangen
5: Massa Massa
6: DSR (Data Set Ready) Geeft aan als DCE bereid is om data te ontvangen
7: RTS (Request to Send) Zender geeft aan dat hij klaar is om te verzenden
8: CTS (Clear to Send) Ontvanger geeft aan dat hij klaar is om te ontvangen
9: RI (Ring Indicator) Indicatie van een ringsignaal
Tabel 3: Pinomschrijving RS232
43
6.5 Industrieel Ethernet
PROFINET is een open en innovatieve standaard voor industriële automatisering op basis van
Industrieel Ethernet. Hiermee kan men procesgegevens met de machines uitwisselen. Maar in
de plaats van een veldbussysteem te gebruiken, gebruikt PROFINET het Ethernet als
communicatiemedium.
PROFINET is de naam van het industrieel ethernet dat Siemens gebruikt. Doordat men
gebruikt maakt van een tokensysteem waarbij de masters in de structuur om de beurt met
elkaar gegevens gaan uitwisselen, zullen er zich minder botsingen van data voordoen op de
kabel. Daardoor kan men hogere datasnelheden verkrijgen wat overeenkomt met een kortere
reactietijd: namelijk 100ms.
Figuur 35: PROFINET Type A-kabel
6.6 Elektromagnetische interferentie (EMI)
Elektromagnetische interferentie is ongewenste elektrische energie afkomstig van externe
apparatuur, zoals transformatoren, motoren en zelfs andere UTP-kabels in de nabije
omgeving. Door elektromagnetische interferentie kan het ontvangen signaal onleesbaar
worden.
44
7 Sentron PAC-meter
7.1 Inleiding
De Sentron PAC-meters zijn energiemeters van het merk Siemens. Deze energiemeters
registreren de energieverbruiken van je installatie met behulp van stroomtransformatoren en
geven deze eenvoudig grafisch weer op een display. Ze kunnen rechtstreeks gebruikt worden
in maximum 690V-installaties en zowel één-, twee- als driefasige waarden meten. Verder
kunnen hogere spanningen gemeten worden a.d.h.v. spanningsomvormers.
Binnen deze Sentron PAC-meters bestaan er 3 types namelijk:
PAC3100 met 30 meetwaarden;
PAC3200 met 50 meetwaarden;
PAC4200met meer dan 200 meetwaarden.
7.2 Eigenschappen
De voordelen van deze PAC-meters:
Eenvoudig in gebruik
Snelle en eenvoudige montage
LCD display met goede zichtbaarheid bij slechte verlichtingscondities
Geschikt voor 50Hz en 60Hz systemen
Voorzijde IP65-bescherming
Interne berekening van de kWh-meting
Diverse communicatiemogelijkheden, TCP/IP
De precisie van de metingen van deze meter is zeer nauwkeurig:
Voor spanning: ± 0,3%
Voor stroom: ± 0,2%
Voor vermogen: ± 0,5%
Voor frequentie: ± 0,05%
Voor de arbeidsfactor: ± 0,5%
Daarom wordt de PAC-meter ook gebruikt als energiemeter voor de facturatie binnen een
bedrijf.
45
7.2 Plaatsing
Binnen Ontex Eeklo hebben we besloten de PAC3200 en de PAC4200 te gaan plaatsen. De
PAC4200 wordt gebruikt voor het meten van de energieverbruiken van de
hoofdverdeelborden, de PAC3200 wordt gebruikt voor het meten van de energieverbruiken
van de hoofdkast van elke productielijn. We gaan de PAC3200 plaatsen in de deur van de kast
waar de stroomtransformatoren zitten. We moeten er op letten dat de PAC-meter mooi
rechtzit zodat het Lcd-scherm optimale verlichting kan bieden.
Figuur 36: Plaatsing PAC-meter (Siemens, 2015)
Het eerste wat we gaan doen is een gat ponsen uit onze deur. Het gat moet volgende
afmetingen hebben: 92.0 x 92,0mm. Vervolgens plaatsen we de PAC-meter de opening en
duwen hem volledig tegen de deur.
Figuur 37: PAC-meter monteren (Siemens, 2015)
46
Vervolgens gaan we de PAC-meter bevestigen aan de deur en dit doen we door de zwarte
klemmen die meegeleverd zijn te monteren als volgt. Plaats de clips (2) in de aangegeven
gleuf (1).
Figuur 38: Klemmen PAC-meter plaatsen (Siemens, 2015)
Daarna duwen we ons klem tegen onze PAC-meter aan tot we een klik horen.
Figuur 39: Klemmen PAC-meter monteren (Siemens, 2015)
47
Als dit gebeurt is moeten we de schroeven nog goed aandraaien zodat de PAC-meter zeker
vast zit.
Figuur 40: Vastschroeven PAC-meter (Siemens, 2015)
Als laatste gaan we de Ethernet-module bevestigen. Dit doen we door onze Ethernet-module
te bevestigen op “MOD 1”. Nu is de PAC-meter klaar om aangesloten te worden. Standaard
werkt de PAC-meter via Modbus waardoor TIA Portal maximum 4 connecties kan maken via
Modbus. Aangezien we in Ontex Eeklo over meer dan 4 PAC-meters beschikken hebben we
dan ook gekozen voor de Ethernet-module welke met TCP/IP werkt en we dus geen
beperkingen hebben qua connecties.
Figuur 41: Aansluiten Ethernet-module (Siemens, 2015)
48
7.3 Aansluiting
Hieronder de aansluitklemmen van de PAC-meter.
Figuur 42: Aansluitklemmen PAC-meter (Siemens, 2015)
49
Omschrijving
1 Lijnstroom IL1 (ingang)
2 Lijnstroom IL1 (uitgang)
3 Lijnstroom IL2 (ingang)
4 Lijnstroom IL2 (uitgang)
5 Lijnstroom IL3 (ingang)
6 Lijnstroom IL3 (uitgang)
7 Lijnspanning UL1
8 Lijnspanning UL2
9 Lijnspanning UL3
10 Neutrale geleider UN
11 Voeding lijnspanning
12 Voeding neutrale geleider
13 Referentiepotentiaal
14 Digitale input -
15 Digitale input +
16 Digitale output -
17 Digitale output +
Tabel 4: Aansluitklemmen PAC-meter
50
7.4 Instellen IP-adres
Eenmaal de PAC-meter is aangesloten kunnen we deze een IP-adres geven. Het eerste wat we
moeten doen is de taal instellen en vervolgens gaan we met de pijltjes (F2 en F3) naar
“Communication” en bevestigen met ENTER (F4).
Figuur 43: Communicatie-menu PAC-meter (Siemens, 2015)
Eenmaal we dit gedaan hebben krijgen we onderstaand scherm te zien. Hier zien we het
MAC-adres van onze PAC-meter. Verder kunnen we het IP-, subnet- en gateway-adres
instellen. Dit door met de pijltjes (F2 en F3) te gaan werken. Als laatste gaan we het protocol
instellen, in ons geval is dit TCP/IP.
Figuur 44: Instellen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015)
51
Als we dan vervolgens bevestigen door op “Edit” (F4) te klikken krijgen we volgende
waarschuwing en klikken we op “OK” (F4). Nu heeft onze module een ingesteld IP-adres en
kan deze uitgelezen worden via TIA Portal.
Figuur 45: Bevestigen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015)
52
8 Debietsensor
De sensor die geplaatst is om het debiet perslucht te meten is een Schmidt SS20.261, met als
model 526 335-121. Dit is een IN-line type sensor.
Een nauwkeurige debietsmeting van de perslucht is gunstig voor:
Energiebesparing
Verhoging energie-efficiëntie
Controle afrekening perslucht
Bewaking van de productie
De voordelen van deze sensor zijn:
Directe meting tot 90m/s zonder bijkomende compensatie of berekeningen
Geïntegreerde temperatuurmeting
Eenvoudig te installeren
Beveiliging tegen het loskomen onder druk
Geschikt voor leidingdiameters van DN 25 tot DN 600
LED status display
Geschikt voor bedrijfsdrukken tot 8bar.
Figuur 46: Schmidt SS20.261 sensor (Yuden, 2015)
53
8.1 Werking
Deze sensor werkt volgens het principe van de hete draad anemometer. Een elektrisch
verwarmde draad in een gasstroom bereikt een stabiele temperatuur wanneer het toegevoerd
elektrisch vermogen even groot is als het warmteverlies ten gevolge van het
stromingstransport dat veroorzaakt wordt door het temperatuurverschil.
𝐼2. 𝑅𝑑 = ℎ. 𝐴𝑑 . (𝑇𝑑 − 𝑇𝑔) (1)
met 𝐼: stroom door de draad [𝐴]
𝑅𝑑: weerstand van de draad [Ω]
ℎ: warmte-overdrachtscoëfficiënt [𝑊
𝑚2.𝐾]
𝐴𝑑: geprojecteerde oppervlakte van de draad [𝑚2]
𝑇𝑑: temperatuur van de draad [𝐾]
𝑇𝑔: temperatuur van de gasstroom [𝐾]
Waarbij h de warmte-overdrachtscoëfficiënt is en die afhankelijk is van de gasstroom 𝑣𝑔.
ℎ = 𝑎 + 𝑏. 𝑣𝑔𝑐 (2)
waarbij a, b en c kalibratieconstanten zijn en waarbij c ≈ 0,5.
De weerstand van een draad hangt ook af van de temperatuur namelijk:
𝑅𝑑 = 𝑅𝑟𝑒𝑓[(1 + 𝛼(𝑇𝑑 − 𝑇𝑟𝑒𝑓)] (3)
met ℎ: warmte-overdrachtscoëfficiënt [𝑊
𝑚2.𝐾]
𝑅𝑑: weerstand van de draad [Ω]
𝑅𝑟𝑒𝑓: weerstand van de draad bij referentietemperatuur [Ω]
𝛼: thermische weerstandscoëfficiënt [1
°𝐶]
𝑇𝑑: temperatuur van de draad [°𝐶]
𝑇𝑟𝑒𝑓: referentietemperatuur [°𝐶]
54
Uit (1), (2) en (3) volgt dat de gasstroom gelijk is aan:
𝑣𝑔 = {𝐼2. 𝑅𝑟𝑒𝑓[1 + 𝛼(𝑇𝑑 − 𝑇𝑟𝑒𝑓)]
𝑏. 𝐴𝑑(𝑇𝑑 − 𝑇𝑔)− 𝑎}
12⁄
8.2 Meetbereik
Deze analoge sensor kan zowel de snelheid als de temperatuur meten. Voor ons is het enkel
van toepassing om de snelheid te meten. Het analoog signaal dat de temperatuur meet is enkel
van toepassing waar de perslucht grote temperatuurschommelingen ondergaat, dit is niet het
geval binnen Ontex Eeklo. Deze sensor werkt met een analoog signaal van 4-20mA. Als we
vervolgens kijken in de tabel met de voorstelling van de verschillende meetbereiken zien we
dat ons nominaal bereik gaat van 0 t.e.m. 27648.
Figuur 47: Voorstelling analoge waarden (Acro, 2015)
55
De sensor die geïnstalleerd is heeft als artikelnummer 526 335-121. Als we kijken in
onderstaande tabel dan zien we dat:
de sensorlengte 200mm bedraagt;
het meetbereik loopt van 0 … 60m/s;
deze een standaard kalibratie heeft.
Figuur 48: Specificaties sensor (Schmidt, 2015)
8.3 Installatie
De ideale positie voor het plaatsen van deze sensor is in het deel van de leiding waar er een
laminaire stroom is zonder turbulentie. Verder willen we ook obstructies zoals bochten,
afsluiters,.. vermijden. Dit kunnen we verwezenlijken door ervoor te zorgen dat er voor de
sensor obstructievrije, rechte pijpleiding aanwezig is van 10 keer de leidingdiameter en
minstens 5 keer de leidingdiameter na de sensor. Ook heel belangrijk is om de sensor in de
juiste richting te installeren. Op de sensorkop staat er een pijl afgebeeld en deze moet
overeenkomen met de stromingsrichting van de perslucht in de leiding.
Figuur 49: Installatie Schmidt sensor (Schmidt, 2015)
56
Verder kan men zoals eerder gezegd zowel temperatuur als snelheid meten. Hierdoor heeft
onze sensorkabel namelijk 4 geleiders. Twee geleiders dienen als voeding en de andere twee
zijn respectievelijk het snelheidssignaal en het temperatuursignaal. We gaan onze sensor
voeden met 24V DC.
Figuur 50: Bedrading Schmidt sensor (Schmidt, 2015)
Deze signaaldraden moeten worden aangesloten op onze ET200SP-module (zie later). Deze
module zal het snelheidssignaal opmeten. Via TIA Portal kunnen we dan dit signaal uitlezen
en verschalen zodat we uiteindelijk het effectieve debiet perslucht hebben door onze leiding.
De binnendiameter van onze leiding is 53,3mm. Als we dit controleren in onderstaande tabel
dan zien we dat er enkel 51,2mm en 54,5mm in staat: we moeten boven- en ondergrens
berekenen. Deze boven- en ondergrens is belangrijk voor onze omzetten in TIA Portal. We
hebben volgende waarden:
Voor binnendiameter 51,2mm:
o Ondergrens: 1,14m3/h
o Bovengrens: 343m3/h
Voor binnendiameter 54,5mm:
o Ondergrens: 1,30m3/h
o Bovengrens: 391m3/h
Voor een binnendiameter verschil van 1mm:
o Ondergrens: 1,30−1,14
3,3= 0,048m3/h
o Bovengrens: 391−343
3,3= 14,55m3/h
Voor een binnendiameter van 53,3mm:
o Ondergrens: 1,14 + ((53,3 − 51,2). 0,048) = 1,24m3/h
o Bovengrens: 343 + ((53,3 − 51,2). 14,55) = 373,5m3/h
Dit zijn nu de waarden die we aan onze SCALE-blok moeten hangen in TIA Portal om onze
omzetting van snelheid naar debiet te kunnen verwezenlijken.
57
Tabel 5: Debieten Schmidt sensor (Schmidt, 2015)
58
9 Elektrisch bord
Elke productielijn bezit een elektrisch bord dat enkel geschikt is voor het energie monitoring
systeem. Aangezien dit nog niet aanwezig was, was het dan ook mijn taak om deze te
ontwerpen. Hieronder is een overzicht van alle onderdelen op dit bord met de nodige uitleg.
9.1 Stroomtransformatoren
Wanneer het te meten stroombereik groter is dan de stroom die een meettoestel kan meten,
moeten we gebruik maken van een stroomtransformator(TI). De stroomtransformator zal de te
hoge primaire stroom transformeren naar een lagere secundaire stroom. Een
stroomtransformator bevat een primaire en secundaire wikkeling die op een
gemeenschappelijke kern gewikkeld zijn. Het materiaal waaruit deze gemeenschappelijke
kern bestaat is meestal ferriet of ijzer.
De verhouding van primaire en secundaire stroom noemt men de overzetverhouding of
transformatieverhouding k. Waardoor we volgende formule kunnen afleiden.
𝐼𝑠 = 𝐼𝑝.𝑁𝑝
𝑁𝑠
Een veel voorkomende verhouding waarmee ik te maken kreeg in Ontex was 600A/5A.
Hierbij is dus de overzetverhouding k gelijk aan.
𝑘 =600𝐴
5𝐴= 120
Figuur 51: Stroomtransformator
59
Om een ideale meting uit te voeren zouden we in theorie de secundaire moeten kortsluiten.
Maar in de praktijk is een zuivere kortsluiting niet haalbaar: we zorgen voor een zo laag
mogelijke belastingsweerstand. Men kan dit doen op twee manieren:
- met een ampèremeter:
Hierbij heeft de ampèremeter een laag ohmse weerstand.
Figuur 52: Ampèremeter in secundaire
- met een shuntweerstand 𝑅𝑠ℎ en een voltmeter:
Waarbij de waarde van de shuntweerstand zo laag mogelijk is.
Figuur 53: Shuntweerstand en voltmeter in secundaire
Doordat de primaire wikkeling van de stroomtransformator in serie staat met de belasting,
moet men ervoor zorgen dat de spanningsval over deze primaire wikkeling zo laag mogelijk
is. De secundaire spanning zo laag mogelijk houden kan men verwezenlijken door een zo
klein mogelijke secundaire belasting en een grote wikkelingsverhouding dus secundair veel
wikkelingen t.o.v. de primaire. Meestal kiest men voor 1 wikkeling in de primaire.
60
9.1.1 Werking
De stroomtransformator bestaat net zoals de gewone transformator uit een kern, een primaire
en een secundaire wikkeling.
Indien er een stroom door de primaire wikkeling vloeit dan zal deze de kern magnetiseren en
zal deze met gevolg een spanning induceren op de secundaire.
𝑉𝑠𝑒𝑐 = 4,44. 𝑓. 𝑁. 𝐴. 𝐵
met Vsec: de geïnduceerde secundaire spanning (V)
f: de netfrequentie (Hz)
N: aantal windingen van secundaire spoel
A: de kernoppervlakte (m2)
B: de fluxdichtheid (T)
9.1.2 Uitvoeringsvormen
Er bestaan passieve en actieve stroomtransformatoren. Als we over een stroomtransformator
spreken bedoelen we meestal een passieve transformator die enkel geschikt is voor het meten
van wisselstroom. Daarentegen bestaan er ook actieve stroomtransformatoren die het mogelijk
maken om ook gelijkstroom te gaan meten. Verder is er dan ook nog een verschil in
monteerbaarheid. Er bestaan stroomtransformatoren die demonteerbaar zijn. Deze hebben het
voordeel dat je ze kan plaatsen als de installatie al aanwezig is, doordat men de onderste zijde
van de stroomtransformator kan losmaken. Er bestaan ook niet demonteerbare
stroomtransformatoren. Het nadeel is hier dat de kabels erdoor getrokken moeten worden. Een
productielijn moet dus spanningsloos geplaatst worden.
De stroomtransformatoren die we in Ontex Eeklo zullen gebruiken zijn van het type TP-812
en zijn demonteerbaar zoals op onderstaande foto zichtbaar.
Figuur 54: Stroomtransformator TP-812 (Der Energiezähler Shop, 2015)
61
9.1.3 Specificaties
Thermische grensstroom: dit is de stroom die gedurende één seconde door de
primaire wikkeling van de stroomtransformator mag vloeien zonder dat deze schade
kan oplopen.
Maximaal toelaatbaar schijnbaar vermogen: dit is het maximale vermogen dat de
stroomtransformator kan leveren aan de secundaire, uitgedrukt in VA. Het
eigenverbruik en de jouleverliezen van de kabels moeten kleiner zijn dan dit
vermogen. De jouleverliezen worden als volgt berekent: 𝑃 = 𝐼2. 𝑅. Hierbij is deze
kwadratisch afhankelijk van de stroom die door de kabels vloeit. Door bijvoorbeeld
kabels van 2,5mm2 te nemen, hebben we een kleinere weerstand waardoor het
jouleverlies ook zal dalen.
Klasse2: De stroomtransformatoren kunnen volgende nauwkeurigheidsklassen hebben:
0.1, 0.2, 0.2S, 0.5, 0.5S, 1, 3 of 5. Voor deze nauwkeurigheidklassen zijn grenzen
gedefinieerd omtrent de hoek- en amplitudefout bij frequenties van 15HZ tot 100Hz.
De fouten zijn gedefinieerd bij een secundaire belasting van 25% tot 100% van de
nominale secundaire belasting en van onderstaande tabellen.
Voor klassen 0.1, 0.2, 0.5 en 1 krijgen we onderstaande tabel.
Klasse Percentage fout op %
primaire stroom Faseverplaatsing bij procentuele primaire stroom
Minuten Centiradialen
5% I 20% I 100% I 120% I 5% I 20% I 100% I 120% I 5% I 20% I 100% I 120% I
0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5 0,45 0,24 0,15 0,15
0,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 10 0,9 0,45 0,3 0,3
0,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 30 2,7 1,35 0,9 0,9
1 3 1,5 1 1 180 90 60 60 5,4 2,7 1,8 1,8 Tabel 6: Klassen 0.1, 0.2, 0.5 en 1 van CT
Voor klassen 0.2S en 0.5S krijgen we onderstaande tabel.
Klasse Percentage fout op procentuele primaire
stroom
Faseverplaatsing bij procentuele primaire stroom
Minuten Centiradialen
1% I 5% I 20% I 100% I 120% I 1% I 5% I 20% I 100% I 120% I 1% I 5% I 20% I 100% I 120% I
0,2S 0,75 0,35 0,2 0,2 0,2 30 15 10 10 10 0,9 0,45 0,3 0,3 0,3
0,5S 1,5 0,75 0,5 0,5 0,5 90 45 30 30 30 2,7 1,35 0,9 0,9 0,9
Tabel 7: Klassen 0.2S en 0.5S van CT
2 Integratie van een energiemeter, visualisatie van energiedata en onderzoek naar overbelasting van meetstroomtransformatoren(2013). Geraadpleegd op 10 april via https://uhdspace.uhasselt.be/dspace/bitstream/1942/17469/1/12354992013H55.pdf
62
Voor klassen 3 en 5 zijn de fouten gedefinieerd bij een secundaire belasting van 50%
tot 100% van de secundaire nominale belasting en door onderstaande tabel.
Er wordt ook nog een veiligheidsfactor Fs meegegeven. Deze veiligheidsfactor geeft
aan bij welke overstroom de fout 10% bedraagt.
9.1.4 Berekenen van de stroomtransformatoren
De formule die we gaan gebruiken voor het bepalen welke stroomtransformator we nodig
hebben per productielijn halen we uit de basisformule voor het actief vermogen P.
𝑃 = √3. 𝑈. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑
met 𝑈 = 400𝑉 en 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,8.
De beschikbare TI’s zijn 600A, 800A en 1000A.
3CG7:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
244,9757𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 441,8𝐴
Hier kiezen we voor een 800A.
3CG3:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
248,5664𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 448,5𝐴
Hier kiezen we voor een 800A TI.
Klasse Percentage fout op procentuele
primaire stroom
50% I 120% I
3 3 3
5 5 5
8: Klassen 3 en 5 van CT
63
3WD1:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
114,41067𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 206,4𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3WD5:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
31,0016𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 55,9𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3WD3:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
131,01867𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 236,4𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3PS1:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
83,5936𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 150,8𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3SUPER:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
152,60907𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 275,3𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3PS3:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
74,366933𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 134,1𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
64
3UM1:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
186,37867𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 336,3𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3UM2:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
118,10133𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 213,1𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3WD4:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
151,31733𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 273,0𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3WD2:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
171,616𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 309,6𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3IK5:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
57,205333𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 103,2𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3IK8:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
103,33867𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 186,4𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
65
3DP2:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
59,7888𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 107,9𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3UP4:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
175,30667𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 316,3𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3IK7:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
42,442667𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 76,6𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3DP1:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
325,7013𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 587,6𝐴
Hier kiezen we voor een 800A TI.
3UP6:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
157,776𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 284,7𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
3UP7:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
158,69867𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 286,3𝐴
Hier kiezen we voor een 600A TI.
66
3DP3:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
315,73653𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 569,7𝐴
Hier kiezen we voor een 800A TI.
3D21:
𝐼 =𝑃
√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=
243,584𝑘𝑊
√3. 400𝑉. 0,8= 439,5𝐴
Hier kiezen we voor een 800A TI.
9.2 Kortsluitklemmen
Deze kortsluitklemmen maken het mogelijk om de stroomtransformatoren kort te sluiten, om
zo veilig te kunnen werken. Dit kan door het oranje schroefje los te draaien en te verschuiven.
9.3 Transformator
Aangezien er in de eerste productiehal, die tevens de oudste is, geen 230V ter beschikking is,
maar enkel 380V, moet er een transformator geplaatst worden. Deze transformator,
380V/230V, heeft als doel de SITOP, PAC3200 en de ET200SP te voeden. Om een juiste
transformator te kiezen moet we berekenen hoeveel schijnbaar vermogen (in VA) deze
transformator moet bezitten. Uit de datasheets krijgen we volgende waarden.
SITOP: 24V/ 2,5A
Figuur 55: Kortsluitklemmen (Phoenix Contact, 2015)
67
PAC3200: 8VA
ET200SP: 2,4W
Als we nu alles optellen krijgen we het minimale schijnbaar vermogen dat de transformator
moet bezitten, dit komt neer op 70,4VA. In het magazijn had ik een transformator liggen van
100VA dus deze voldoet aan de voorwaarde.
9.4 2-polige automaat
Deze automaat wordt gebruikt voor het beveiligen van de ET200SP.
9.5 4-polige automaat
Deze automaat zal gebruikt worden om blijvende spanning te hebben op onze PAC-meter,
ook al ligt de hoofdschakelaar van onze kast uit.
9.6 Voeding
Om de ET200SP te voeden hebben we een voeding nodig van 24V. Hiervoor gebruiken we
een SITOP-voeding.
68
9.7 ET200SP
De ET200SP is een decentraal I/O systeem van de ET200-reeks van Siemens. Deze ET200-
systemen kunnen eenvoudig uitgebreid worden met digitale en analoge in- en
uitgangskaarten, energiemodules,….
9.7.1 Opbouw ET200SP
Figuur 56: Opbouw ET200SP (Siemens, 2015)
Omschrijving
1: Busadapter: deze module zorgt voor de communicatie. Standaard bevat deze
2xRJ45-connectoren.
2: Voeding
3: De hoofdmodule van de ET200SP
4: Light Base Unit: aan deze module moeten we de spanning (24V) hangen en deze zal
de spanning doorverbinden naar de Dark Base Unit-modules.
5: Dark Base Unit: de spanning wordt verkregen van de Light Base Unit.
6: Labels
7: I/O modules: dit kunnen digitale of analoge ingang- of uitgangsmodules,
energiemodules, … zijn.
8: Server module: dit is altijd de laatste module van de ET200SP.
69
De ET200SP opstelling binnen Ontex Eeklo bestaat uit volgende modules:
Busadapter BA 2xRJ45: 6ES7193-6AR00-0AA0
Interface module IM 155-6PN HF: 6ES7155-6AU00-0CN0
Digitale ingangskaart DI 8x24VDC HF: 6ES7131-6BF00-0CA0
Digitale uitgangskaart DQ 8x24VDC/0.5A HF: 6ES7132-6BF00-0CA0
Analoge ingangskaart AI 4xI 2-/4-wire ST: 6ES7134-6GD00-0BA1
AI Energy Meter 400VAC ST: 6ES7134-6PA00-0BD0
Voorlopig wordt enkel de analoge ingangskaart gebruikt. De andere modules zijn al
aangekocht om deze te gebruiken in de toekomst.
9.7.2 Analoge ingangskaart
Deze kaart heeft volgende specificaties:
Analoge ingangskaart met 4 ingangen
Zowel voor 2- als 4-draad transducers
Ingangssignalen
o 4-20mA
o 0-20mA
o ±20mA
We gaan de analoge ingangskaart gebruiken voor het uitlezen van de
waarden komende van de debietsensor. Dit zijn 2-draad transducers.
Meestal hebben we 2 debietsensoren per productielijn, deze van de
hoofdmachine en dan één voor de Optima. Dus ons ‘speed signal’ van
onze debietsensoren gaan we respectievelijk op klem 13 en klem 14
aansluiten.
Figuur 57: Analoge ingangskaart
ET200SP (Lemu, 2015)
70
Het aansluitschema van de analoge ingangskaart in hieronder afgebeeld.
Figuur 58: Aansluitschema analoge ingangskaart ET200SP (Siemens, 2015)
9.7.3 AI Energy Meter
De “AI Energy Meter” is een module die het mogelijk maakt om elektrische metingen uit te
voeren, o.a. vermogen, stroom, spanning, frequentie, arbeidsfactor en dit zowel één- als 3-
fasig. Ook deze module is aangekocht voor in de toekomst. Hiermee willen ze dan elektrische
metingen uitvoeren van onderdelen van de uiteindelijke machine.
Hieronder het aansluitschema van de AI Energy Meter.
Figuur 59: Aansluitschema AI Energy Meter (Siemens, 2015)
Aangezien de maximale stroom die door deze module mag vloeien 5A bedraagt, moeten we
gebruik maken van stroomtransformatoren en dit voor alle drie de fasen. In een groot deel van
de hoofdkasten van de productielijnen waren er al stroomtransformatoren beschikbaar. De
maximale spanning die aan de module mag aangesloten worden is 460V, dus daarvoor hebben
we in Ontex Eeklo geen transformatoren voor nodig.
71
Verder moeten we bij het aansluiten van de AI Energy Meter op volgende zaken letten:
De module mag niet op de eerste plaats van het rack geplaats worden daar er een Light
Base Unit aanwezig moet zijn. Als we enkel AI Energy Meters hebben moeten we een
dummy voorzien.
Voor de interface module die wij gekozen hebben kunnen er maximum 42 AI Energy
Meters geplaatst worden op het rack.
De maximale stroom door een AI Energy Meter bedraagt 5A.
De stroomtransformatoren mogen niet te ver van de AI Energy Meter geplaatst
worden daar een lange kabel een grotere interne weerstand met zich meebrengt en de
belasting van de secundaire van de stroomtransformator ook zal stijgen.
Er kunnen geen gelijkspanningen en gelijkstromen gemeten worden met de AI Energy
Meter.
Als men de AI Energy Meter wil verwijderen uit het rack moeten we er zeker van zijn
dat er geen stroom meer doorvloeit, anders is de kans groot dat de module defect
geraakt.
72
10 Algemeen besluit
Bij de start van mijn Masterproef stel je een planning op die je denkt te zullen volgen. Maar
gaandeweg moet deze worden bijgestuurd. Je merkt dat niet elke beslissing de juiste was en er
worden betere oplossingen gevonden dan welke eerst waren voorzien.
Bij aanvang van mijn Masterproef had ik al een voorkennis van Siemens PLC’s en van
WinCC. Maar gedurende de Masterproef leer je nieuwe dingen ontdekken en gebruiken. Zelf
ben ik iemand die alles in de praktijk moet gezien hebben om een beter beeld te krijgen hoe
het werkt.
Het was zeer leerrijk om met de PAC-meters, ET200SP-modules, TIA Portal en de nieuwe
versie van WinCC te kunnen en mogen werken. Dit omdat dit producten en programma’s zijn
die ik ongetwijfeld nog in de toekomst ga tegenkomen.
Als ik terugblik op de periode dat ik aan mijn Masterproef heb gewerkt ben ik zeer tevreden.
Alle doelstellingen die op voorhand waren opgesteld zijn bereikt en er zijn zelfs extra’s
verwezenlijkt. Nu is het de bedoeling dat ik de verdere uitbreiding naar de volledige
productiehal volbreng.
Ik heb veel bijgeleerd en weet nu ook welke vaardigheden moeten worden bijgewerkt. De voorbije vijf jaar waren enorm interessant en zowel op technisch als op persoonlijk vlak zeer leerrijk, met als kers op de taart de Masterproef.
73
Lijst met figuren en tabellen Figuur 1: Logo Ontex (Ontex, 2015) ............................................................................ 8
Figuur 2: Ontex Eeklo (Taptoe, 2015) ........................................................................ 10
Figuur 3: Opbouw PLC ............................................................................................... 14
Figuur 4: Werking PLC ............................................................................................... 15
Figuur 5: PII- en PIQ-register (Acro, 2014) ................................................................ 17
Figuur 6: Voorstelling bit ............................................................................................ 17
Figuur 7: Instructie opbouw ........................................................................................ 18
Figuur 8: Ladderdiagram (VTI, 2015) ........................................................................ 22
Figuur 9: Functieblokdiagram (VTI, 2015) ................................................................. 22
Figuur 10: Statement List (VTI, 2015) ........................................................................ 23
Figuur 11: Sequential Function Chart (VTI, 2015) ..................................................... 23
Figuur 12: Structured Text (Microdigit, 2015) ........................................................... 24
Figuur 13: Traditionele PLC (Siemens, 2015) ............................................................ 24
Figuur 14: Slot PLC (Siemens, 2015) ......................................................................... 25
Figuur 15: Soft PLC (Siemens, 2015) ......................................................................... 25
Figuur 16: OPLC (Siemens, 2015) .............................................................................. 25
Figuur 17: Veiligheids-PLC (Wurldtech, 2015) ......................................................... 26
Figuur 18: TIA Portal (Xiak, 2015) ............................................................................ 27
Figuur 19: WinCC (Disec, 2015) ................................................................................ 28
Figuur 20: WinCC aansluiting (Siemens, 2015) ......................................................... 28
Figuur 21: WinCC functies ......................................................................................... 29
Figuur 22: SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel (Myforum, 2015) ......................... 30
Figuur 23: OSI-model en TCP/IP ................................................................................ 32
Figuur 24: Verschillende protocollen in TCP/IP-model (R.J. van der Beek, 2015) ... 33
Figuur 25: UDP-bericht (Wikipedia, 2015) ................................................................ 33
Figuur 26: IP-adressen (Marc Persiau, 2015) .............................................................. 34
Figuur 27: Subnet Mask adressen (Marc Persiau, 2015) ............................................ 35
Figuur 28: UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ...................................................... 37
Figuur 29: FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ....................................................... 37
Figuur 30: STP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ....................................................... 38
Figuur 31: S/FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015).................................................... 38
Figuur 32: SF/UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ................................................. 39
Figuur 33: Kleurencodes (Ethernet Practical, 2015) ................................................... 40
Figuur 34: 9-pins RS232 (Nokta Industrial, 2015) ..................................................... 41
Figuur 35: PROFINET Type A-kabel ......................................................................... 43
Figuur 36: Plaatsing PAC-meter (Siemens, 2015) ...................................................... 45
Figuur 37: PAC-meter monteren (Siemens, 2015) ...................................................... 45
Figuur 38: Klemmen PAC-meter plaatsen (Siemens, 2015) ....................................... 46
Figuur 39: Klemmen PAC-meter monteren (Siemens, 2015) ..................................... 46
Figuur 40: Vastschroeven PAC-meter (Siemens, 2015) ............................................. 47
Figuur 41: Aansluiten Ethernet-module (Siemens, 2015) ........................................... 47
Figuur 42: Aansluitklemmen PAC-meter (Siemens, 2015) ........................................ 48
Figuur 43: Communicatie-menu PAC-meter (Siemens, 2015) ................................... 50
Figuur 44: Instellen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015) ......................................... 50
Figuur 45: Bevestigen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015) ..................................... 51
Figuur 46: Schmidt SS20.261 sensor (Schmidt, 2015) ............................................... 78
Figuur 47: Voorstelling analoge waarden (Acro, 2015) ............................................. 78
Figuur 48: Specificaties sensor (Schmidt, 2015) ........................................................ 78
74
Figuur 49: Installatie Schmidt sensor (Schmidt, 2015) ............................................... 78
Figuur 50: Bedrading Schmidt sensor (Schmidt, 2015) .............................................. 78
Figuur 51: Stroomtransformator .................................................................................. 78
Figuur 52: Ampèremeter in secundaire ....................................................................... 78
Figuur 53: Shuntweerstand en voltmeter in secundaire .............................................. 78
Figuur 54: Stroomtransformator TP-812 (Der Energiezähler Shop, 2015) ................ 78
Figuur 55: Kortsluitklemmen ...................................................................................... 78
Figuur 56: Opbouw ET200SP (Siemens, 2015) .......................................................... 78
Figuur 57: Analoge ingangskaart ET200SP (Lemu, 2015) ......................................... 78
Figuur 58: Aansluitschema analoge ingangskaart ET200SP (Siemens, 2015) ........... 78
Figuur 59: Aansluitschema AI Energy Meter (Siemens, 2015) .................................. 78
Tabel 1: Decimaal naar binair (140) ........................................................................... 19
Tabel 2: Decimaal naar binair (60) ............................................................................. 20
Tabel 3: Pinomschrijving RS232 ................................................................................ 42
Tabel 4: Aansluitklemmen PAC-meter ....................................................................... 49
Tabel 5: Debieten Schmidt sensor (Schmidt, 2015) .................................................... 57
Tabel 6: Klassen 0.1, 0.2, 0.5 en 1 van CT…………………………………………...61
Tabel 7: Klassen 0.2S en 0.5S van CT………………………………………………..61
Tabel 8: Klassen 3 en 5 van CT………………………………………………………62
75
Bronvermelding en literatuurlijst
Tekst
Inleiding:
Ontex. Geraadpleegd op 13 februari 2015 via http://www.ontexglobal.com/
ISO 50001:
ISO 50001-Energy management. Geraadpleegd op 13 februari 2015 via
http://www.iso.org/iso/home/standards/management-standards/iso50001.htm
PLC:
Index. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/
Saillé, T. (2015). Industriële Bussystemen [cursustekst]. Universiteit Gent, campus
Schoonmeersen.
TIA Portal:
TIA Portal; Geraadpleegd op 20 februari 2015 via
http://w5.siemens.com/belux/web/nl/industrie/industrie/tia-portal/Pages/TIA-portal.aspx
WinCC:
SIMATIC WinCC V7.0 Getting started. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via
https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_GettingSt
arted_en-US.pdf
WinCC Configuration Manual. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via
http://fa.jonweb.net/siemens/images/ziliao/SW/CONFB2V5_E.PDF
Siemens PLC. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via
http://plc.opdenbrouw.nl/TutorialSiemensPLC.pdf
Protocollen:
Saillé, T. (2015). Industriële Bussystemen [cursustekst]. Universiteit Gent, campus
Schoonmeersen.
Soorten communicatiekabels:
Netwerkproducten. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via
https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html
Nokta. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via
http://www.noktaendustriyel.com/eng/pratx0x1.html
76
PAC-meter:
Sentron PAC3200. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via
http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
PAC3200 paneelmultimeter. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via
http://www.industry.siemens.nl/automation/nl/nl/energieverdeelsystemen-en-
installatiemateriaal/product-portfolio/meetcomponenten/multimeters/pac-3200-
paneelmultimeter/pages/default.aspx
Debietsensor:
SCHMIDT Technology GmbH. (2012). SCHMIDT Flow Sensor SS20.261: Instructions for
Use. (1ste druk). SCHMIDT Technology GmbH.
Stroomtransformator:
Stoomtransformator. Geraadpleegd op 28 februari 2015 via
http://meettechniek.info/instrumenten/stroomtrafo.html
The Current Transformer. Geraadpleegd op 28 februari 2015 via http://www.electronics-
tutorials.ws/transformer/current-transformer.html
Integratie van een energiemeter, visualisatie van energiedata en onderzoek naar overbelasting van meetstroomtransformatoren(2013). Geraadpleegd op 10 april via https://uhdspace.uhasselt.be/dspace/bitstream/1942/17469/1/12354992013H55.pdf
ET200SP:
ET200SP. Geraadpleegd op 28 februari 2015 via http://w3.siemens.com/mcms/distributed-
io/en/ip20-systems/et-200sp/pages/default.aspx
ET200SP Analog input module AI Energy Meter ST
https://cache.industry.siemens.com/dl/files/696/73098696/att_31267/v1/et200sp_ai_energyme
ter_st_manual_en-US_en-US.pdf
77
Figuren:
Figuur 1: http://www.ontexglobal.com
Figuur 2: http://www.taptoe.be/regionaal-nieuws/indrukwekkende-cijfers-bij-ontex-eutima-
eeklo
Figuur 5:
http://www.acro.be/Downloads/BasisPLC/Hoofdstuk%202_Step%207%20project%20aanma
ken.pdf
Figuur 8: http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/TIN_deel3.pdf
Figuur 9: http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/TIN_deel3.pdf
Figuur 10: http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/TIN_deel3.pdf
Figuur 11: http://wiki.edu-
lab.nl/(S(qmqj4q45ssliwviby4h0ny55))/History.aspx?Page=Sequential%20Functions%20SFC
&Revision=26
Figuur 12: http://www.microdigit.hu/das/i-8000/i8isa.htm Figuur 13: http://www.automation.siemens.com/mcms/programmable-logic-
controller/en/simatic-s7-controller/s7-300/pages/default.aspx Figuur 14: http://www.automatyka.siemens.pl/solutionandproducts_ia/5089.htm
Figuur 15: http://softplc.com/news/july2011.html Figuur 16: http://www.elektronikforumet.com/forum/viewtopic.php?f=2&t=53957
Figuur 17: http://wurldtech.com/product_services/certify_educate/certified_products/
Figuur 18: http://www.xiak.be/service.php?svc=47
Figuur 19: http://www.disec.co.jp/english/products/wincc.html
Figuur 20:
https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_Ge
ttingStarted_en-US.pdf
Figuur 22:
https://www.google.be/search?hl=nl&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1676&bih=81
1&q=S7-1200+S7-1500+Channel&oq=S7-1200+S7-
1500+Channel&gs_l=img.3...23934.36219.0.36478.23.10.0.13.13.0.131.986.5j5.10.0....0...1a
c.1.64.img..12.11.983.rM4wgdnDS_I#imgrc=qFQr7jO98WdAYM%253A%3BwPbCmYJf43
diRM%3Bhttp%253A%252F%252Fs10.postimg.org%252Ff4vo21buh%252F101908495_Wi
n_CC_S71200_S71500_Channel.png%3Bhttp%253A%252F%252Fplc.myforum.ro%252Fwi
ncc-v73-vt5277.html%3B640%3B213
Figuur 24: http://lcinformatica.amsterdams.info/klas5/h14/h14_1.htm
Figuur 25: http://nl.wikipedia.org/wiki/User_Datagram_Protocol
Figuur 26: http://users.telenet.be/marc.persiau/IT/TCPIP/tcpip01.htm
Figuur 27: http://users.telenet.be/marc.persiau/IT/TCPIP/tcpip01.htm
Figuur 28: https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html
Figuur 29: https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html
Figuur 30: https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html
Figuur 31: https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html
Figuur 32: https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html
Figuur 33: http://www.telecom.otago.ac.nz/tele301/student_html/ethernet.html
Figuur 34: http://www.noktaendustriyel.com/eng/pratx0x1.html
Figuur 36: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 37: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
78
Figuur 38: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 39: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 40: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 41: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 42: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 43: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 44: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 45: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-
dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf
Figuur 46: http://www.yuden.com.tw/elistx.asp?NewsId=247
Figuur 47:
http://www.acro.be/Downloads/BasisPLC/Hoofdstuk%209_Analoge%20waarden.pdf
Figuur 48:
http://www.schmidttechnology.de/de/sensorik/download/datenblaetter/SS_20.261_en.pdf
Figuur 49:
http://www.schmidttechnology.de/de/sensorik/download/datenblaetter/SS_20.261_en.pdf
Figuur 50:
http://www.schmidttechnology.de/de/sensorik/download/ss_gebrauch/Instr_SS20.261_en.pdf
Figuur 54: http://www.energie-zaehler.com/Messwandler/Trennkernwandler/Typ-TP-812-
Fenster-80x120mm
Figuur 55: https://www.phoenixcontact.com/online/portal/nl?urile=pxc-oc-
itemdetail:pid=0313086&library=nlnl&tab=1
Figuur 56: https://support.industry.siemens.com/cs/#document/81524595?dti=0&lc=en-SA
Figuur 57: http://www.lemu.dk/et-200sp-ai-4xi-2--4-wire-st/7889222086
Figuur 58:
https://cache.industry.siemens.com/dl/files/161/59768161/att_109158/v1/et200sp_ai_4xi_2_4
_wire_st_manual_en-US_en-US.pdf?download=true
Figuur 59:
https://cache.industry.siemens.com/dl/files/696/73098696/att_31267/v1/et200sp_ai_energyme
ter_st_manual_en-US_en-US.pdf
1
Bijlagen
2
Bijlage 1:
Plattegrond Ontex
3
4
Bijlage 2:
Handleiding TIA
Portal
5
Handleiding TIA Portal V13
Inhoud
1 Aanmaken nieuw project ................................................................................. 6
2 Instellen hardware ........................................................................................... 8 2.1 PLC ................................................................................................................................................................ 8 2.2 PAC-meter ................................................................................................................................................... 8 2.3 ET200SP .....................................................................................................................................................13
3 Tags ................................................................................................................16 3.1 Aanmaken tags .........................................................................................................................................16 3.2 Aanmaken DB’s .......................................................................................................................................17
4 Het programma ..............................................................................................19 4.1 Debiet perslucht .......................................................................................................................................19 4.2 Energiemetingen ......................................................................................................................................20
Lijst van figuren ..................................................................................................24
6
1 Aanmaken nieuw project Eerst en vooral open we TIA Portal V13, en maken een nieuw project aan. Hier geven
we ons project een naam en kiezen we een de plaats waar het project opgeslagen moet
worden.
Figuur 1: Aanmaken nieuw project
Vervolgens bevestigen we door op “Create” te klikken. Nu krijgen we onderstaande
keuze. Eerst en vooral gaan we een ‘device’ configureren. We klikken op “Configure a
device”
Figuur 2: Menu TIA Portal
7
We klikken op “Configure a device” en kiezen voor “Add new device” daar het een
nieuw programma aanmaakt.
Figuur 3: 'Device & networks'
We geven ons ‘device’ een naam en we zoeken onze PLC, namelijk de CPU 1511-1
PN. We klikken erop en kiezen de juiste Firmware-versie, in ons geval is dit V1.1.
Vervolgens klikken we op “Add”.
Figuur 4: Invoegen van de PLC
We krijgen nu onze CPU te zien en we dubbelklikken erop en we krijgen nu ons
project te zien.
8
2 Instellen hardware
2.1 PLC Het eerste wat we nu doen in het instellen van onze hardware van de PLC. Onze PLC
bestaat uit volgende kaarten:
Voeding: PM70W 120/230V AC
CPU: 1511-1 PN (V1.1)
Digitale ingangskaart: DI 16x24VDC HF (V1.0)
Digitale uitgangskaart: DQ 16x24VDC/0.5A ST (V1.0)
Deze module kunnen we terugvinden in de catalogus. Hierbij moeten we terug
opletten dat we de juiste Firmware-versie kiezen. Nu is de hardware van onze PLC
ingesteld.
Figuur 5: Hardware PLC
2.2 PAC-meter Om nu een PAC-meter toe te voegen aan ons netwerk gaan klikken we eerst op het
tabblad “Network view” binnen het venster “Device configuration”. Daarna gaan we
op zoek in onze catalogus naar onze PAC-meter. Zoals reeds vermeld maken we
gebruik van 2 types PAC-meters namelijk de PAC3200 en de PAC4200. De PAC3200
wordt gebruikt in de hoofdkast per productielijn en de PAC4200 wordt gebruikt in het
hoofdlaagspanningsbord. We kunnen deze PAC-meters terugvinden in de catalogus
onder ‘Other field devices’ ‘PROFINET IO’ ‘Sensors’ ‘SIEMENS AG’
‘SENTRON’ ‘PMD’. Ook hier vullen we de juiste Firmware-versie in, in ons geval
is dit V2.0.
9
Hieronder zie je nog eens hoe je de PAC-meters kan terugvinden in de catalogus.
Figuur 6: Invoegen PAC-meter
Als we de juiste PAC-meter gevonden hebben, dubbelklikken we erop en deze komt
nu terecht in het tabblad “Network view”. Als we nu dubbelklikken op onze net
aangemaakte PAC-meter dan krijgen we een nieuw scherm waarin we alle instellingen
omtrent deze module kunnen aanpassen. Het eerste wat we gaan doen is het invoegen
van de ‘tags’, dit zijn de waarden die we uit onze PAC-meter willen halen. Dit doen
we door in onze catalogus de juiste ‘tag’ te gaan en deze te verslepen naar de “Device
overview”. We kunnen de ‘tags’ vinden onder de map “Module”.
10
Hieronder zie je nog eens hoe je de ‘tags’ kan terugvinden in de catalogus.
Figuur 7: Opzoeken tags voor PAC-meter
Hieronder zie je een lijst van de ‘tags’ die we uit de PAC3200 halen.
Figuur 8: Invoegen tags voor PAC-meter
11
Vervolgens gaan we de PAC-meter instellen, dit doen we door te klikken op de
module.
Figuur 9: PAC-meter
We krijgen nu onderstaand scherm te zien.
Figuur 10: Instellen IP-adres van PAC-meter
Hier kiezen we het juiste subnet dat we aangemaakt hebben, verder stellen we hier ook
het IP-adres in voor onze PAC-meter. We kiezen ook voor het automatisch genereren
van een naam voor de module. Als dit voltooid is, gaan we terug naar het tabblad
“Network view”.
12
Vervolgens gaan we rechts klikken op “Not assigned” en kiezen voor “Assign to new
IO controller”. Hiermee gaan we onze verbinding maken met de PLC.
Figuur 11: PAC-meter koppelen met PLC
We dubbelklikken op onze PAC-meter en krijgen een nieuw scherm te zien. Daar gaan
we klikken op onze module en vervolgens op de knop “Name” klikken. Hiermee gaan
we een naam koppelen aan onze module.
Figuur 12: Naam toekennen aan PAC-meter
We krijgen onderstaand scherm te zien en kiezen voor een PN/IE als type voor de
interface en voor een ‘Intel® Ethernet Connection I217-LM’. We klikken op “Update
list” en selecteren de juiste PAC-meter a.d.h.v. het IP-adres en klikken op “Assign
name”.
Figuur 13: Zoeken naar naam PAC-meter
13
Vanaf nu kunnen we zelf de adressen van onze tags van de PAC-meter instellen. Dit is
zeer handig om een mooie onderverdeling te maken binnen het machinepark van
Ontex Eeklo.
Figuur 14: Aanpassen adressen tags PAC-meter
2.3 ET200SP Om nu een ET200SP toe te voegen aan ons netwerk gaan klikken we eerst op het
tabblad “Network view” binnen het venster “Device configuration”. Daarna gaan we
op zoek in onze catalogus naar onze ET200SP onder ‘Distributed I/O’ ‘ET200SP’
’Interface modules’ ‘PROFINET’ ‘IM 155-6 PN HF’ ‘6ES7 155-6AU00-
0CN’.
Figuur 15: Invoegen ET200SP
14
Als we de juiste ET200SP gevonden hebben, dubbelklikken we erop en deze komt nu
terecht in het tabblad “Network view”. Als we nu dubbelklikken op onze net
aangemaakte ET200SP dan krijgen we een nieuw scherm waarin alle kaarten kunnen
configureren. We vinden de nodige kaarten terug in de catalogus. Voor onze ET200SP
krijgen we onderstaande hardware-instellingen.
Figuur 16: Hardware-instellingen ET200SP
Vervolgens gaan we onze Interface Module van de ET200SP instellen. Dit doen we
door te klikken op onze module en onderaan zien we de instellingen verschijnen. Hier
kiezen we ons subnet namelijk PN/IE_1 en vullen we ons IP-adres in.
Figuur 17: Instellen Interface Module ET200SP
15
Vervolgens klikken we op onze analoge ingangskaart en vullen we voor alle vier de
kanalen onderstaande waarden in.
Figuur 18: Instellingen analoge ingangskaart ET200SP
Ook hier gaan we onze ET200SP koppelen met onze PLC dit doen we door in het
tabblad ‘Network view’ rechts te klikken op “Not assigned” en te kiezen voor “Assign
to new IO controller”.
Figuur 19: ET200SP koppelen met PLC
We dubbelklikken op onze ET200SP en selecteren onze Interface Module (meest
linkse module).Vervolgens gaan we klikken op de knop “Name” . Hiermee gaan we
een naam koppelen aan onze module.
Figuur 20: Naam toekennen aan ET200SP
16
Nu gaan we net zoals bij de PAC-meter (zie figuur 13) zoeken naar onze ET200SP
module en klikken op “Assign name”.
Vanaf nu kunnen we de adressen aanpassen van onze module wat het overzichtelijker
maakt.
Figuur 21: Aanpassen adressen ET200SP
3 Tags Nu we de hardware van de modules hebben ingesteld kunnen we de tags gaan
aanmaken.
3.1 Aanmaken tags Per machine maken we onderstaande tags aan. Let hierbij op dat deze het juiste
dataformaat meekrijgen. De adressen moeten overeenkomen met de tags die we
hebben geconfigureerd in de hardware van zowel de PAC-meter als de ET200SP.
Figuur 22: Tags per machine
17
3.2 Aanmaken DB’s Om het eenvoudig door te sturen van onze data, worden alle tags die we nodig hebben
in WinCC opgeslagen in een DB (Data Bouwsteen). Voor een DB aan te maken
klikken we op . We krijgen onderstaand scherm te zien en klikken
op “Data block” en kiezen als type ‘Global DB’. Verder vullen we de naam voor onze
DB in en maken deze aan door op “OK” te klikken.
Figuur 23: Aanmaken DB
18
De opbouw van de DB’s zien er als volgt uit.
Voor energiemetingen:
Figuur 24: DB energiemetingen
Voor persluchtmetingen:
Figuur 25: DB persluchtmetingen
Om het overzichtelijk te maken heb ik per productielijn een map aangemaakt met
daarin:
FC energiemetingen
FC persluchtmetingen
DB energiemetingen
DB persluchtmetingen
Figuur 26: Map productielijn
19
4 Het programma
4.1 Debiet perslucht Hieronder wordt het programma voor het berekenen van het debiet perslucht
uitgelegd. We voegen de “SCALE”-blok, deze gaat ons ingangssignaal van 0-20mA
omzetten in debiet. Aan de ingang (IN) hangen we onze PIW corresponderend met de
juiste productielijn. Deze adressen hebben we ingesteld in onze ET200SP. Bij
“HI_LIM” gaan we het maximale debiet ingeven wat overeenkomt met 20mA. Bij
“LO_LIM” gaan we de ondergrens van ons debietbereik instellen wat overeenkomt
met 0mA. Deze waarden zijn terug te vinden in de datasheet van de corresponderende
debietsensor.In mijn geval heb ik deze waarden moeten berekenen omdat onze
afmetingen van de buis niet in de tabel stonden. Voor de bovengrens vullen we 373,5
in en voor de ondergrens nemen we 1,24. Verder zetten we “BIPOLAR” op false. Bij
“RET_VAL” gaan we wegschrijven in onze database onder de naam ‘Scale errors
machine’. Als laatste gaan we onze uiteindelijk debiet (in m3/h) wegschrijven naar
diezelfde database onder de naam ‘Perslucht Debiet Machine’. Het kan zijn dat er per
productielijn meerdere persluchten berekend worden.
Onderstaand netwerk gaan we aanmaken in een nieuwe FC louter voor die
productielijn.
Figuur 27: Berekenen perslucht debiet
Opdat de PLC deze FC zou uitvoeren moeten we onze FC nog oproepen in onze OB1.
Dit is hieronder weergegeven.
Figuur 28: FC oproepen in OB1
20
We willen ook de cumulatieve debietstroom perslucht meten. Daarvoor hebben we een
speciale OB namelijk de OB30 deze OB zal cyclisch om de 0.1s uitgevoerd worden.
Dus daar gaan we onze cumulatieve debietstroom perslucht gaan berekenen. We
krijgen onze perslucht binnen en delen die door 36000 zodat we het perslucht debiet
per 0.1s hebben. Daarna tellen we deze waarde op met de vorige waarde en zo bekomt
men de cumulatieve debietstroom perslucht.
Figuur 29: Berekenen cumulatieve perslucht debiet
4.2 Energiemetingen Hieronder vind je het programma voor de energiemetingen. In onderstaand netwerk
roepen we een blok op die ervoor zorgt dat bij het loskoppelen van de module de
waarden toch behouden worden.
Figuur 30: Behouden waarden bij loskoppelen module
21
In netwerk 2 verplaatsten we de stroom, door L1 die we uitlezen via onze PAC-meter,
naar onze DB.
Figuur 31: Bereken stroom door L1
In netwerk 3 verplaatsten we de stroom, door L2 die we uitlezen via onze PAC-meter,
naar onze DB.
Figuur 32: Berekenen stroom door L2
In netwerk 4 verplaatsten we de stroom, door L3 die we uitlezen via onze PAC-meter,
naar onze DB.
Figuur 33: Berekenen stroom door L3
22
In netwerk 5 verplaatsten we het actief vermogen, die we uitlezen via onze PAC-
meter, naar onze DB.
Figuur 34: Berekenen actief vermogen
In netwerk 6 verplaatsten we het reactief vermogen, die we uitlezen via onze PAC-
meter, naar onze DB.
Figuur 35: Berekenen reactief vermogen
In netwerk 5 verplaatsten we het schijnbaar vermogen, die we uitlezen via onze PAC-
meter, naar onze DB.
Figuur 36: Berekenen schijnbaar vermogen
23
In ons laatste netwerk verplaatsten we de totale arbeidsfactor, die we uitlezen via onze
PAC-meter, naar onze DB.
Figuur 37: Berekenen totale arbeidsfactor
24
Lijst van figuren Figuur 1: Aanmaken nieuw project ................................................................................................ 6 Figuur 2: Menu TIA Portal ............................................................................................................... 6 Figuur 3: 'Device & networks' ......................................................................................................... 7 Figuur 4: Invoegen van de PLC ...................................................................................................... 7 Figuur 5: Hardware PLC ................................................................................................................... 8 Figuur 6: Invoegen PAC-meter ....................................................................................................... 9 Figuur 7: Opzoeken tags voor PAC-meter ................................................................................ 10 Figuur 8: Invoegen tags voor PAC-meter ................................................................................. 10 Figuur 9: PAC-meter ....................................................................................................................... 11 Figuur 10: Instellen IP-adres van PAC-meter .......................................................................... 11 Figuur 11: PAC-meter koppelen met PLC ................................................................................ 12 Figuur 12: Naam toekennen aan PAC-meter ........................................................................... 12 Figuur 13: Zoeken naar naam PAC-meter ................................................................................ 12 Figuur 14: Aanpassen adressen tags PAC-meter .................................................................... 13 Figuur 15: Invoegen ET200SP ..................................................................................................... 13 Figuur 16: Hardware-instellingen ET200SP ............................................................................ 14 Figuur 17: Instellen Interface Module ET200SP .................................................................... 14 Figuur 18: Instellingen analoge ingangskaart ET200SP ....................................................... 15 Figuur 19: ET200SP koppelen met PLC ................................................................................... 15 Figuur 20: Naam toekennen aan ET200SP ............................................................................... 15 Figuur 21: Aanpassen adressen ET200SP ................................................................................. 16 Figuur 22: Tags per machine ........................................................................................................ 16 Figuur 23: Aanmaken DB .............................................................................................................. 17 Figuur 24: DB energiemetingen ................................................................................................... 18 Figuur 25: DB persluchtmetingen ............................................................................................... 18 Figuur 26: Map productielijn ........................................................................................................ 18 Figuur 27: Berekenen perslucht debiet ...................................................................................... 19 Figuur 28: FC oproepen in OB1 .................................................................................................. 19 Figuur 29: Berekenen cumulatieve perslucht debiet .............................................................. 20 Figuur 30: Behouden waarden bij loskoppelen module ........................................................ 20 Figuur 31: Bereken stroom door L1 ............................................................................................ 21 Figuur 32: Berekenen stroom door L2 ....................................................................................... 21 Figuur 33: Berekenen stroom door L3 ....................................................................................... 21 Figuur 34: Berekenen actief vermogen ...................................................................................... 22 Figuur 35: Berekenen reactief vermogen .................................................................................. 22 Figuur 36: Berekenen schijnbaar vermogen ............................................................................. 22 Figuur 37: Berekenen totale arbeidsfactor ................................................................................ 23
25
Bijlage 3:
Handleiding WinCC
26
Handleiding WinCC v7.3
Inhoud
1 Aanmaken nieuw project .................................................................................27
2 Tag Management ............................................................................................28 2.1 Add New Driver .......................................................................................................................................28
3 Graphics Designer ..........................................................................................30 3.1 Template project ......................................................................................................................................30 3.2 Aanmaken faceplate ................................................................................................................................32 3.3 Acties op knoppen ...................................................................................................................................34
3.3.1 Openen pagina in ‘Picture Window’ ............................................................................................. 35 3.3.2 Openen faceplate in ‘Picture Window’ ........................................................................................ 35
4 Tag Logging ....................................................................................................36
5 WebUx ............................................................................................................39
6 User Administrator .........................................................................................39
Lijst van figuren ..................................................................................................40
27
1 Aanmaken nieuw project
We openen SIMATIC WinCC Explorer en klikken op het tabblad ‘File’ en kiezen voor
‘New’. We krijgen volgend scherm te zien.
Figuur 1: Nieuw project aanmaken
We kiezen voor een ‘Single-User Project’ en klikken vervolgens op “OK”. Verolgens krijgen
we onderstaand scherm te zien waarin we de naam van ons poject en onze opslaglocatie
invullen. We bevestigen onze instellingen door te klikken op “Create”.
Figuur 2: Opslaan nieuw project
28
2 Tag Management
Hierbij gaan we de verbindingen aanmaken met verschillende PLC’s. Het spreekt voor zicht
dat niet alles PLC’s werken volgens hetzelfde protocol en elke PLC heeft een ander IP-adres.
Al deze instellingen komen hier aan bod. Verder kunnen hier ook ‘Internal tags’ aangemaakt
worden.
2.1 Add New Driver Een driver maakt het mogelijk dat er communicatie kan plaatsvinden tussen WinCC en de
PLC. Men heeft verschillende drivers voor de verschillende PLC’s. We klikken rechts op
‘Tag Management’ en kiezen voor ‘Add new driver’. Nu krijgen we een lijst met alle drivers
te zien. Daar de PLC die we gebruiken één van de S7-1500 reeks is kiezen we voor de
‘SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel’.
Figuur 3: Toevoegen nieuwe driver
Vervolgens geven we onze driver een naam. Ik heb gekozen voor ‘PLC_Energiemonitoring’.
29
Daarna stellen we onze connectieparameters in met onderstaand scherm. We vullen het IP-
adres in van onze PLC en kiezen met welk protocol deze werkt. En omdat onze PLC één van
de S7-1500 reeks kiezen we voor een ‘s71500-connection’. Om te bevestigen klikken we op
“OK”.
Figuur 4: Parameters instellen connectie driver
Nu onze driver volledig geïnstalleerd is, gaan we de tags die we nodig hebben gaan selecteren
zodanig dat WinCC weet waar hij de tags moet gaan halen. Dit doen we door rechts te klikken
op onze driver ‘PLC_Energiemonitoring’ en te kiezen voor ‘AS Symbols’-> ‘Read from AS’.
Als we dit gedaan hebben krijgen we een volledige lijst van alle tags die in onze PLC
aanwezig zijn. We hoeven enkel een keuze te maken en in de ‘Access’-kolom de gewenste
tags aan te vinken.
Figuur 5: Tags ophalen uit PLC
30
3 Graphics Designer
Hierbij kunnen we pagina’s aanmaken. Deze pagina’s worden dan opgeroepen en tags,
grafieken, alarmlogging,... bevatten. Door dubbel te klikken op “Graphics Designer” maken
we een nieuwe pagina aan. Als men eenmaal op “Graphics Designer’ klikt dan krijgen we een
lijst te zien met alle aangemaakte pagina’s.
3.1 Template project
Voor dat we beginnen met het aanmaken van de pagina’s is het noodzakelijk om eerst een
soort van template te maken. Dit is zeer eenvoudig om later tijdens het aanmaken van de
pagina’s overal dezelfde lay-out te verkrijgen. Deze template bestaat uit verschillende ‘Picture
Windows’.
Eerst en vooral maken we een nieuwe pagina aan. Vervolgens kiezen we in onze ‘Standard’
voor ‘Picture Window’ en dubbelklikken erop.
Figuur 6: Invoegen 'Picture Window'
We krijgen nu een vierkant te zien en klikken erop. Onderaan krijgen we nu onze instellingen
van onze ‘Picture Window’ te zien. Bij het tabblad ‘Properties’ kunnen we de naam vinden
van onze ‘Picture Window’. In dit geval is die ‘PictureWindow4’. Daar we voor het
programma bepaalde pagina’s gaan laten oproepen binnen deze ‘Picture Window’ is het zeer
belangrijk dat we dit in de juiste ‘Picture Window’ doen. Daar is het interessant om de naam
te weten.
Figuur 7: 'Picture Window'-naam
31
Bij het tabblad ‘Properties’ ->’Picture Window’-> Miscellaneous’ typen we de naam van de
pagina die moet worden weergegeven als het programma opgestart wordt.
Figuur 8: Pagina toekennen aan 'Picture Window'
Dit gaan we drie keer uitvoeren zodat we onderstaande template bekomen.
Figuur 9: Lay-out template
32
3.2 Aanmaken faceplate
Wanneer we voor het opvragen van tags eenzelfde lay-out gebruiken, is het aan te raden
faceplates te gebruiken.
Eerst en vooral maken we een nieuwe pagina aan. Vervolgens klikken we op ‘File’ en kiezen
voor ‘New Faceplate Type’.
Figuur 65: Aanmaken faceplate
We willen volgende faceplate aanmaken.
Figuur 11: Faceplate energie
33
Hierbij gaan we ‘Static Text’- en ‘I/O Field’-velden aanmaken. Dit doen we door in onze
‘Standard’ te dubbel klikken op respectievelijk ‘Static Text’ en ‘I/O Field’.
Figuur 1266: Invoegen 'Static Text' en 'I/O Field'
We klikken op onze ‘Static Text’ en bij het tabblad ‘Properties’->’Static Text’-> ‘Font’-
>’Text’ typen we de tekst dat we willen zien in onze ‘Static Text’. Ook kunnen we hier het
lettertype en de grootte aanpassen.
Figuur 1367: Instellingen 'Static Text'
Als we nu klikken op onze ‘I/O Field’ en bij het tabblad ‘Properties’->’Group’-> ’IO_Unit’->
‘Output/Input’ vullen we onderstaande waarden in. Bij ‘Field Type’ kiezen we voor ‘Output’
en bij ‘Input Value’ en ‘Output Value’ vullen we de eenheid in van de tag. Verder vullen we
nog in dat het data formaat een string is.
Figuur 14: Instellingen eenheid 'I/O Field'
34
Als we nu gaan kijken bij het tabblad ‘Properties’-> ‘Group’-> ‘IO_Value’-> ‘Output/Input’
dan vullen we onderstaande waarden in. Ook hier kiezen we als veldtype voor ‘Output’. Bij
‘Output Value gaan we een dynamische tag invoegen. Dit is namelijk het stuk van de tag dat
voor elke machine dezelfde is. De tags zien eruit als volgt: Machinenaam_Uitgelezen waarde.
Een voorbeeld is 3DP1_StroomL1. Hierbij is StroomL1 hetzelfde voor alles machines. Voor
de ‘Update Cycle’ kiezen we voor ‘Upon change’. Verder vullen we als datatype decimaal in
en bij de ‘Output format’ kunnen we instellen hoeveel cijfers we na de komma willen zien.
Figuur 15: Instellingen tag 'I/O Field'
3.3 Acties op knoppen
Om een actie toe te kennen wanneer men op een ‘Button’ klikt, kun je als volgt te werk gaan.
Eerst en vooral voeg je een ‘Button’ in. Dit doe je door bij ‘Standard’ te dubbelklikken op
‘Button’.
Figuur 16: Invoegen 'Button'
Vervolgens klikken we op onze ‘Button’ en bij het tabblad ‘Events’-> ‘Button’-> ‘Mouse’
klikken we rechts op het ‘bliksem’-symbool bij ‘Press Left’ en kiezen voor ‘C-Action…’.
Figuur 17: Invoegen 'C-Action'
35
3.3.1 Openen pagina in ‘Picture Window’
We gebruiken de code ‘SetPictureName’ hierbij gaan we definiëren welke pagina er geopend
moet worden in welke ‘Picture Window’, die we aangemaakt hebben als template. De code is
als volgt opgebouwd:
{
SetPictureName(“naam van de template-pagina”,”naam van de ‘Picture Window’”,”naam van
de pagina dat in de ‘Picture Window’ weergegeven moet worden”);
}
Figuur 18: 'C-Action' voor pagina
We bevestigen door te klikken op “OK”.
3.3.2 Openen faceplate in ‘Picture Window’
We gebruiken onderstaande code voor het openen van een faceplate in een ‘Picture Window’.
Hier gaan we de machinenaam toekennen aan onze knop. Achter deze machinenaam gaan we
een ‘_’ plaatsen. Als we dat nu koppelen aan de instellingen van het ‘I/O Field’ van de
faceplate (praefix) krijgen we de juiste tag (zie 3.2). Verder plaatsen we de overige ‘Picture
Windows’ op onzichtbaar zodat we enkel de ‘Picture Window’ te zien krijgen van de machine
die we gekozen hebben.
Figuur 19: 'C-Action' voor faceplate
36
4 Tag Logging
Hier gaan we de ‘tags’ loggen om deze dan te kunnen gebruiken in o.a. Information Server
voor het genereren van grafieken. Het eerste wat we gaan doen is het instellen om de hoeveel
tijd een tag bijgehouden moet worden. We klikken op ‘Timers’ en voegen een nieuwe ‘Timer’
in. Men wil bijvoorbeeld om de 5minuten een waarde bijhouden dan kiezen we als ‘Timer
name’ 5min. De ‘Time base’ zal in dit geval ‘1 minute’ zijn en de ‘Time factor’ zal 5 zijn.
Figuur 20: Instellen timers
Vervolgens klikken we op ‘Process Value Archives’ waar we de mappen per machine en per
doeleinde kunnen aanmaken.
Figuur 21: Aanmaken 'Archive'-mappen
37
Eenmaal een map aangemaakt klikken we op die map onder ‘Process Value Archives’. Hier
kunnen we onze tag invoegen en kan men de ‘Acquisition cycle’ instellen met de
aangemaakte timers.
Figuur 22: Aanmaken 'Archive'-tags
Nog een instelling die belangrijk is voor het maken van grafieken in Information Server is
‘TagLogging Slow’. Men kan deze instellingen wijzigen bij ‘Archives’-> ‘Archive
Configuration’-> ‘TagLogging Slow’-> ‘Properties’.
Figuur 23: Instellingen 'TagLogging Slow'
38
Onder het tabblad ‘Archive Configuration’ vullen we onderstaande waarden in. Standaard
staat de tijdperiode voor een ‘single segment’ op een dag waardoor je geen waarden kan zien
van een de huidige dag. Door deze op een uur te zetten kunnen we de waarden zien t.e.m. het
vorige uur.
Figuur24: Tijdinstellingen 'TagLogging Slow'
Vervolgens kunnen we onder het tabblad ‘Backup Configuration’ de opslagplaats van een
back-up file ingeven.
Figuur25: Back-up instellingen 'TagLogging Slow'
39
5 WebUx
WebUx is een tool voor het aanmaken van schermen voor smartphones en tablets. Men maakt
gewoon een pagina aan maar bij de instellingen van de pagina kiest men bij ‘Picture Object’-
> ‘Miscellaneous’-> ‘Web-enabled’ voor ‘Yes’.
Figuur 26: Instellingen WebUx
Bij het installeren van WebUx hebben ze een bepaald poortnummer eraan toegekend. Om nu
WebUx te starten moet je naar internetbrowser gaan en het IP-adres van de server ingeven
gevolgd door ‘:’ en de poortnummer.
6 User Administrator
Hier kan men users met wachtwoorden aanmaken. We stellen bijvoorbeeld in dat de ‘user
name’ test is met een bepaald wachtwoord en enkel met deze inloggegevens kan je de WebUx
starten. We stellen ook ons startscherm voor de WebUx-applicatie in.
Figuur 27: Instellingen 'User Administrator'
40
Lijst van figuren Figuur 1: Nieuw project aanmaken…………………………………………………………...27
Figuur 2: Opslaan nieuw project………………………………………………………...……27
Figuur 3: Toevoegen nieuwe driver…………..………………………………………………28
Figuur 4: Parameters instellen connectie driver………………………………………………29
Figuur 5: Tags ophalen uit PLC……………..……………………………………………......29
Figuur 6: Invoegen 'Picture Window'………………………………………………………...30
Figuur 7: 'Picture Window'-naam……………………………………………………….……30
Figuur 8: Pagina toekennen aan 'Picture Window'………………………………………...…31
Figuur 9: Lay-out template…………………………………………………………………...31
Figuur 10: Aanmaken faceplate………………………………………………………...…….32
Figuur 11: Faceplate energie……………………………………………………..………...…32
Figuur 12: Invoegen 'Static Text' en 'I/O Field' ....................................................................... 33
Figuur 13: Instellingen 'Static Text' ........................................................................................ 33
Figuur 14: Instellingen eenheid 'I/O Field' .............................................................................. 33
Figuur 15: Instellingen tag 'I/O Field' ..................................................................................... 34
Figuur 16: Invoegen 'Button' ................................................................................................... 34
Figuur 17: Invoegen 'C-Action' ............................................................................................... 34
Figuur 18: 'C-Action' voor pagina ........................................................................................... 35
Figuur 19: 'C-Action' voor faceplate ....................................................................................... 35
Figuur 20: Instellen timers…………………………………………………………………....36
Figuur 21: Aanmaken 'Archive'-mappen…………………………………………………..…36
Figuur 22: Aanmaken 'Archive'-tags…………………………………………………………37
Figuur 23: Instellingen 'TagLoggingSlow'…………………………………………………...37
Figuur 24: Tijdinstellingen 'TagLogging Slow'……………………………………………...38
Figuur 25: Back-up instellingen 'TagLoggingSlow'……………………………………….…38
Figuur 26: Instellingen WebUx………………………………………………………………39
Figuur 27: Instellingen 'User-Administrator'…………………………………………….…...39
41
Bijlage 4:
Handleiding
Information Server
2013
42
Handleiding Information Server 2013
Inhoud
1 Installatie .........................................................................................................43
2 Administration ................................................................................................44 2.1 Configuratie-instellingen .......................................................................................................................45 2.2 E-mail-instellingen ..................................................................................................................................45 2.3 Licenties ......................................................................................................................................................45 2.4 Gebruikers-instellingen ..........................................................................................................................46
3 Dashboard ......................................................................................................46
4 Reporting ........................................................................................................50
5 Download ........................................................................................................54
6 Excel Addin ....................................................................................................54
Lijst met figuren ..................................................................................................60
43
1 Installatie
Het eerste wat we gaan doen is de software installeren. Bij de installatie is moet je de
Information Server linken aan een bepaalde poort. Hierbij heeft men gekozen voor de poort
8080.
Om nu onze Information Server te gaan openen, typen we het volgende in de adresbalk van
onze internetbrowser: http://localhost:8080 en wekrijgen onderstaand scherm te zien.
Figuur 1: SIMATIC Information Server
Zoals we zien krijgen we onze ‘Home’-pagina te zien waarbij men keuze heeft uit:
Dashboard
Reporting
Download
Administration
44
2 Administration
Als we op ”Administration” gaan klikken krijgen we onderstaan scherm te zien. Hier krijgen
we nog eens een onderverdeling waarbij we verschillende instellingen kunnen wijzigen
namelijk:
Configuratie-instellingen
Licenties
E-mail-instellingen
Gebruikers-instellingen
De belangrijkste instellingen voor ons zijn de “Configuratie-instellingen”.
Figuur 2: Instellingen 'Administration’
45
2.1 Configuratie-instellingen
Hier gaan we instellen met welk WinCC-project de Information Server gekoppeld moet
worden zodanig dat deze de juiste tags kan uitlezen.
We klikken op ‘Project’ -> ‘Create folder’ en geven de naam van ons project en de server-
naam of IP-adres. Als alles in orde is krijgen we onderstaan scherm te zien. Nu kunnen we
beginnen met het uitlezen en rapporteren van tags aangemaakt in ons WinCC-project.
Figuur 3: Configuratie-instellingen
2.2 E-mail-instellingen
Hierbij kunnen we alle instellingen omtrent het versturen van rapporten via mail. Dit was
momenteel nog niet van toepassing voor Ontex Eeklo.
2.3 Licenties
Hier kan je zien welke licenties je hebt en welke niet aanwezig zijn. Zoals je kan zien zijn de
licenties allemaal aanwezig.
Figuur 4: Licentiestatus
46
2.4 Gebruikers-instellingen
Hier kan je bepaalde rechten toekennen aan de gebruikers. Ook dit was nog niet van
toepassing bij Ontex Eeklo.
3 Dashboard
Als we op “Dashboard” klikken krijgen we onderstaand scherm te zien. Hier kunnen we
waarden laten weergeven in vorm grafieken of tabellen. Deze grafieken of tabellen kunnen
dan automatisch gegenereerd worden op een bepaald tijdstip of dagelijks.
Figuur 5: Dashboard
47
Voor het aanmaken van een ‘Dashboard’ klikken we op “Create” en krijgen we onderstaan
scherm te zien. We kiezen welke lay-out we willen. Het overzichtelijkste is de 1x1 waarbij je
maar 1 grafiek of tabel op een pagina staan hebt.
Figuur 6: Aanmaken dashboard
Als we een keuze gemaakt hebben krijgen we onderstand scherm te zien. Hierin vullen we de
naam voor onze grafiek of tabel en klikken we op “Report Template” en slepen we die naar
het lege vak onder “Edit Widget”.
Figuur 7: Invoegen 'Report template'
48
Vervolgens krijgen we volgend scherm te zien. Hierbij gaan we onze grafiek of tabel kiezen.
Onder de map ‘Public’-> ‘Tags’ kunnen we een keuze maken tussen een trendgrafiek of een
tabel.
Figuur 8: Invoegen tags voor dashboard
Eenmaal een keuze gemaakt klikken we op “Set report parameters” waar we onze tijd-as en
onze tag gaan instellen.
Bij ‘Project’ kiezen we het project waarvan
we de tags willen uitlezen.
Bij ‘Start’ stellen we in vanaf welk tijdstip
we willen weergeven. Als we werken met
relatieve tijdstippen moeten we werken met
*(= huidig tijdstip) en dan + of -.
Bijvoorbeeld *-24h betekent een dag
geleden.
Bij ‘End’ stellen we dan ons einde van
onze tijd-as in.
Bij ‘Tags’ klikken we op “Add” om zo een
tag toe te voegen.
Figuur 9: Instellen dashboard parameters
49
Hier kunnen we nu onze tags toevoegen. We selecteren de juiste map van ‘Archive tags’. Als
we in de juiste map zitten kunnen we de juiste tag(s) selecteren. Om te bevestigen klikken we
op “Save”.
Figuur 10: Selecteren tags voor dashboard
Nu krijgen we onderstaand scherm te zien waarbij we alle instellingen nog eens kunnen
controleren. Als we op de knop “Show preview” klikken krijgen we de opmaak van onze
tabel of grafiek te zien. Als alles naar wens is bevestigen we met “Save”.
Figuur 11: Dashboard-instellingen
50
4 Reporting
Hier kan je grafieken en tabellen aanmaken en deze opslaan of verzenden via mail.
Eerst en vooral klikken we op ‘Reporting’. Vervolgens krijgen we onderstaand scherm te zien
en kiezen of we een grafiek of tabel willen genereren.
Figuur 12: Keuze rapport
Eenmaal een keuze gemaakt klikken we op “Create report/ subscription”.
Figuur 13: Aanmaken rapport
51
Nu krijgen we volgend venster te zien. Hier vullen de naam van het WinCC-project in. Ook
stellen we onze start- en eindtijdstip in. Ook hier kan men terug met relatieve tijdstippen
werken.
Figuur 14: Instellingen tag voor rapport
Om nu een tag toe te voegen aan onze tabel of grafiek moeten we klikken op “Add” en
krijgen we onderstaand scherm te zien. Hier zoeken we dan de juiste tag en klikken we op
“Save”.
Figuur 15: Invoegen tag voor rapport
52
Nu komen we terug op ons vorige scherm terecht. Onze tag is nu volledig ingesteld. Wat we
nu nog moeten doen is het instellen op welk tijdstip er een rapport gegenereerd moet worden.
Dit doen we door te klikken op “Create subscription”.
Figuur 16: 'Create subscription'
We krijgen onderstaand scherm te zien we een naam moeten geven voor onze ‘subcription’.
Ook het bestandstype kunnen we kiezen, hier kiezen we voor PDF. Verder moeten we de
bestandsnaam invullen en de opslagplaats indien we het willen opslaan. We kunnen ook via
mail verzenden.
Figuur 17: Aanmaken 'subcription'
Eenmaal dit allemaal ingesteld is klikken we op “Add” en kiezen voor “Time trigger”.
Hiermee kunnen we de tijdstip(pen) instellen waarbij het rapport wordt opgeslagen of
verzonden.
Figuur 18: 'Time trigger'
53
We krijgen onderstaand venster te zien. Hier moeten we een keuze maken als we het rapport
één keer willen genereren of als men dit herhaaldelijk wil laten genereren. Als we kiezen voor
eenmaal dan hoeven we enkel het tijdstip in te vullen wanneer er een rapport genereerd moet
worden en bevestigen we door op “Save” te klikken.
Figuur 19: Eenmalig rapport genereren
Als we kiezen voor herhaaldelijk een rapport te genereren kiezen we voor ‘Recurring’ en
krijgen we onderstaand venster te zien. Hier vullen de we begin- en eindtijdstippen in, of we
het dagelijks, wekelijks of maandelijks willen genereren. We kunnen nog kiezen welke dag
we willen laten genereren en één of meerdere keren per dag. Om onze instellingen te
bevestigen klikken we op “Save”.
Figuur 20: Herhaaldelijk rapport genereren
Om nu al deze instellingen op te slaan klikken we op “Create report”.
Figuur 21: Genereren rapport
54
5 Download
Bij download kan men de Office-Add-in van Information Server downloaden. Deze Add-in is
zeer handig voor het aanmaken van grafieken en tabellen binnen bijvoorbeeld Excel.
6 Excel Add-in
Als we de Office-Add-in geïnstalleerd hebben en we openen MS Excel dan zien we dat we
een nieuw tabblad krijgen namelijk ‘Information Server’. Als we daarop klikken kunnen we
een keuze maken uit onderstaande instellingen.
Figuur 22: Information Server Add-in
Het eerste wat we gaan doen is het instellen van onze server. We klikken hiervoor op
“Server” en krijgen onderstaand venster te zien. Hier vullen we de naam van de server in en
vullen we de poortnummer in.
Figuur 23: Verbinding maken met server
55
Eenmaal de server gekoppeld is gaan we een ‘Excel Workbook’ aanmaken. Dit doen we door
op te klikken. Vervolgens moeten we onderstaande stappen uitvoeren. Hier selecteren
we ‘Current workbook’ en klikken op “Next >”.
Figuur 24: Aanmaken Excel-workbook
Nu kiezen we voor ‘Insert group in vertical sequence’ en vervolgens klikken we op “Next >”.
Figuur 25: Invoegen tags
56
Vervolgens klikken we op “Next >”.
Figuur 26: Invoegen archive tags
Ook hier klikken we op “Next >”.
Figuur 27: Invoegen alarmen
57
Dit is het laatste scherm van onze instellingen omtrent de Excel Workbook. Hier gaan we al onze
instellingen bevestigen door te klikken op “Finish”.
Figuur 28: Genereren Excel-workbook
Nu dit allemaal ingesteld is kunnen we aan de slag met het invoegen van tags. Dit doen we
door te klikken op “Tags”-> “Insert tag”.
Figuur 29: Invoegen tags in Excel
58
Vervolgens krijgen we onderstaan scherm te zien. Hier selecteren we ons WinCC-project.
Bij ‘Properties’-> ‘Layout’ kunnen we instellen vanaf welke cel we de waarden willen laten
verschijnen en als deze horizontaal of verticaal moeten weergegeven worden. Verder is het
handig om ook de ‘Header’ en ‘Time stamp’ aan te vinken zodat deze ook worden
weergegeven.
Figuur 30: Instellingen tag invoegen
Bij ‘Tag name’ klikken we op en krijgen we onderstaand venster te zien. Hier gaan we
onze tag gaan zoeken en selecteren deze en vervolgens klikken we op “Ok”.
Figuur 31: Tag selecteren
59
Nu klikken we op ‘Porperties’-> ‘Configuration’ om onze tijdsspanne in te stellen. Ook hier
is het handig om met relatieve tijdstippen te werken. Waarbij * staat voor huidig tijdstip.
Verder zetten we de mode op ‘Time series’ en vervolgens klikken we op “Insert”.
Figuur 32: Tijdsspanne ingeven tag
Het voordeel van Excel is dat je zelf je opmaak bepaalt. Je kan tabellen of verschillende
grafieken laten weergeven.
60
Lijst met figuren Figuur 1: SIMATIC Information Server ....................................................................... 43
Figuur 2: Instellingen 'Administration’ ......................................................................... 44
Figuur 3: Configuratie-instellingen ............................................................................... 45
Figuur 4: Licentiestatus ................................................................................................. 45
Figuur 5: Dashboard ...................................................................................................... 46
Figuur 6: Aanmaken dashboard .................................................................................... 47
Figuur 7: Invoegen 'Report template' ............................................................................ 47
Figuur 8: Invoegen tags voor dashboard ....................................................................... 48
Figuur 9: Instellingen dashboard parameters ................................................................ 48
Figuur 10: Selecteren tags voor dashboard ................................................................... 49
Figuur 11: Dashboard-instellingen ................................................................................ 49
Figuur 12: Keuze rapport .............................................................................................. 50
Figuur 13: Aanmaken rapport ....................................................................................... 50
Figuur 14: Instellingen tag voor rapport ....................................................................... 51
Figuur 15: Invoegen tag voor rapport ........................................................................... 51
Figuur 16: 'Create subscription' ..................................................................................... 52
Figuur 17: Aanmaken 'subcription' ............................................................................... 52
Figuur 18: 'Time trigger' ................................................................................................ 52
Figuur 19: Eenmalig rapport genereren ........................................................................ 53
Figuur 20: Herhaaldelijk rapport genereren .................................................................. 53
Figuur 21: Genereren rapport ........................................................................................ 53
Figuur 22: Information Server Add-in .......................................................................... 54
Figuur 23: Verbinding maken met server ..................................................................... 54
Figuur 24: Aanmaken Excel-workbook ........................................................................ 55
Figuur 25: Invoegen tags ............................................................................................... 55
Figuur 26: Invoegen archive tags .................................................................................. 56
Figuur 27: Invoegen alarmen ........................................................................................ 56
Figuur 28: Genereren Excel-workbook ......................................................................... 57
Figuur 30: Instellingen tag invoegen ............................................................................. 58
Figuur 31: Tag selecteren .............................................................................................. 58
Figuur 32: Tijdsspanne ingeven tag .............................................................................. 59
61
Bijlage 5: Overzicht
elektrisch bord
62
63
Bijlage 6: Elektrische
schema’s
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
Bijlage 7:
Datasheets
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112