Transcript Hovudprosjektrapport - Høgskulen i Sogn og Fjordane

Prosjektrapport
Fôrvogn
22.05.2012
Torbjørn Yndestad
Arne Veimo
Skjalg G. Oppedal
AVDELING FOR INGENIØR- OG NATURFAG
HOVUDPROSJEKTRAPPORT HO2-300 2/2012
http://prosjekt.hisf.no/~12forvogn
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
1.0 Referanseside
TITTEL
RAPPORTNR
Hovudprosjektrapport
DATO
22.05.2012
Fôrvogn
PROSJEKTTITTEL
TILGJENGE
TAL SIDER
Fôrvogn
Open
53 (utan vedlegg)
FORFATTARAR
Torbjørn Yndestad (prosjektleiar)
Skjalg G. Oppedal
Arne Veimo
STYRINGSGRUPPE
Joar Sande (Prosjektansvarleg)
Olav Sande
Jørgen Wik
OPPDRAGSGJEVAR
Jørgen Wiik, storfekjøtprodusent
SAMANDRAG
Prosjektet gjekk ut på å prosjektere og utvikle ei ny styring til ei fôrvogn. Fôrvogna
skulle kunne dele ut kraftfôr og grovfôr automatisk i fjøset. Prosjektgruppa har
konstruert og sett opp ny styring, og denne er no i dagleg drift.
Styringa er laga av mellom anna ein Siemens PLS, kontaktorar og rele. Ein
Siemens berøringsskjerm og brytarar er brukt som brukargrensesnitt.
Den nye styringa har mellom anna ei GSM-modul for sending av feilmeldingar, fleire
nye tryggleiksfunksjonar, eit system for automatisk påfylling av kraftfôr og eit meir
brukarvennleg brukargrensesnitt.
EMNEORD
Fôrvogn, automatisering, PLS, HMI, berøringsskjerm, givar, posisjonering.
1
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
2.0 Føreord
Siste semesteret ved automasjonslinja på Høgskulen i Sogn og Fjordane skal
studentane gjennomføre eit hovudprosjekt. Det oppfordrast til enten å velje oppgåve
sjølv, eller finne ein ekstern oppdragsgjevar. I prosjektet vårt er oppdragsgjevar
Jørgen Wik, som er storfekjøtprodusent i Askvoll kommune.
”Prosjektet skal vere praktisk og/eller teoretisk, helst eit utviklings- eller
utgreiingsprosjekt for industrien/næringslivet eller offentleg forvaltning.
Hovudprosjektet omfattar planlegging, kostnadsoverslag, litteraturstudiar,
prosjektering, konstruksjon, større målingar/undersøkingar og utvikling av eventuell
prototype. Det blir lagt stor vekt på utarbeiding av dokumentasjon og kvalitetssikring
av resultatet. Det vert lagt opp til oppgåver i nært samarbeid med verksemder i fylket.
I samband med utviklingsarbeidet er det aktuelt å lese utvalde forskingsartiklar under
rettleiing.” [11]
Gruppene skal bestå av to til fire personar, kvar person skal legge ned rundt 500
arbeidstimar. Hovudprosjektet gir 20 studiepoeng.
Styringsgruppe for prosjektet:
Joar Sande
Prosjektansvarleg
Olav Sande
Rettleiar
Jørgen Wik
Rettleiar/oppdragsgivar
Takk til:
Oppdragsgivar Jørgen Wik, Rettleiarane våre, ein spesiell takk Olav Sande for god
hjelp og rådgiving innanfor programmering, Bjarte Indrebø ved Bravida Førde, for
god hjelp med bestilling av deler, og Arve Tefre som vi besøkte for å sjå på hans
fôrvogn.
Førde 22.05.2012
Torbjørn Yndestad
Skjalg G. Oppedal
Nettside: http://prosjekt.hisf.no/~12forvogn
2
Arne Veimo
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
3.0 Innhaldsliste
1.0 Referanseside ...................................................................................................... 1
2.0 Føreord ................................................................................................................. 2
3.0 Innhaldsliste.......................................................................................................... 3
4.0 Samandrag ........................................................................................................... 6
5.0 Innleiing ................................................................................................................ 7
5.1 Fôrvogn ............................................................................................................. 8
5.2 Hovudmål .......................................................................................................... 8
5.3 Terminologi og forkortingar................................................................................ 9
6.0 Opphavleg tilstand .............................................................................................. 10
7.0 Krav til styring ..................................................................................................... 12
8.0 Val av løysing ..................................................................................................... 15
8.1 Metode for levering av kraftfôr ......................................................................... 15
8.2 Automatisk påfylling av kraftfôr........................................................................ 15
8.4 Styring av kraftfôrskruar .................................................................................. 15
9.0 HMT .................................................................................................................... 16
10.0 Styreskap og andre komponentar på vogn ....................................................... 17
10.1 Styreskap ...................................................................................................... 18
10.2 PLS ............................................................................................................... 20
10.2.1 Tilkopling av inngang/utgangskort ........................................................... 21
10.3 Brukargrensesnitt .......................................................................................... 22
10.4 Straumforsyning ............................................................................................ 23
10.4.1 Straumforsyning til kraftfôrskruar ............................................................ 24
10.5 Rele ............................................................................................................... 24
10.5.1 Kraftfôrskruerele...................................................................................... 24
10.5.2 Naudstopprele ......................................................................................... 24
10.6 Motorar .......................................................................................................... 25
10.6.1 Framdriftsmotor ....................................................................................... 25
10.6.2 Kraftfôrskruemotorar ............................................................................... 26
10.7 Givarar .......................................................................................................... 27
10.7.1 Teljehjul ................................................................................................... 27
10.7.2 Nullstillingsgivarar ................................................................................... 28
3
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.7.3 Endebrytar .............................................................................................. 28
10.8 Brytarar.......................................................................................................... 29
10.9 GSM modul ................................................................................................... 29
11.0 Styreprogram .................................................................................................... 31
11.1 Inngangar og utgangar .................................................................................. 33
11.2 Datablokker og databasar ............................................................................. 34
11.2.1 Programmering av databasar .................................................................. 34
11.3 Hovuddatabase .......................................................................................... 34
11.3.1 Programmering av hovuddatabase – utleveringspunkt for kraftfôr .......... 35
11.3.2 Programmering av hovuddatabase – mengde kraftfôr ............................ 36
11.4 Programmering av gradvis opptrapping av mengde kraftfôr .......................... 36
11.5 Programmering av fôringstider ...................................................................... 36
11.6 Posisjonsteljing.............................................................................................. 37
11.7 Hovudprogram............................................................................................... 37
11.7.1 Tilstandar i hovudprogram ...................................................................... 38
11.7.2 Tilstandar i hovudprogram – Kraftfôrmodus ............................................ 38
11.7.2 Tilstandar i hovudprogram – Grovfôrmodus ............................................ 40
11.8 Motorstyring................................................................................................... 40
11.8.1 Blokkeringsstopp ..................................................................................... 40
11.9 Kraftfôrstyring ................................................................................................ 40
11.11 Feilhandtering.............................................................................................. 41
11.12 Manuell styring ............................................................................................ 41
11.13 Omstart av PLS ........................................................................................... 41
12.0 Berøringsskjerm ............................................................................................... 42
12.1 Start - F1 ....................................................................................................... 42
12.2 Manuell køyring - F2 ...................................................................................... 43
12.3 Grovfôr – F3 .................................................................................................. 43
12.4 Kraftfôr – F4 .................................................................................................. 44
12.5 Feilmeldingar – F5 ......................................................................................... 44
12.6 Innstillingar – F6 ............................................................................................ 45
13.0 Kraftfôrpåfylling ................................................................................................. 46
13.1 Påfyllingssekvens .......................................................................................... 48
14.0 Konklusjon ........................................................................................................ 49
4
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
14.1 Avvik i forhold til plan ..................................................................................... 49
14.2 Utvidingar ...................................................................................................... 49
15.0 Prosjektadministrasjon...................................................................................... 50
15.1 Organisering .................................................................................................. 50
15.2 Generell gjennomføring ................................................................................. 50
15.3 Gjennomføring i forhold til tidsplan ................................................................ 50
15.4 Møter ............................................................................................................. 51
15.5 Nettside ......................................................................................................... 51
17.0 Figur og formelliste ........................................................................................... 51
18.0 Referanseliste ................................................................................................... 52
19.0 Vedlegg ............................................................................................................ 53
5
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
4.0 Samandrag
Hovudprosjektet har blitt utført som avsluttande del av utdanninga ved Høgskulen i
Sogn og Fjordane, avdeling for ingeniør og naturfag våren 2012.
Ideen til prosjektet kom frå Jørgen Wik, som er storfekjøtprodusent i Askvoll
kommune. Wik kom med ein førespurnad til høgskulen om å lage ei ny styring til
fôrvogna hans, som leverer både kraftfôr og grovfôr. Den nye styringa skulle ha eit
enklare brukargrensesnitt, betre tryggleik og fleire moglegheiter for brukaren.
Prosjektgruppa tok på seg oppgåva om å undersøkje kva ei slik ombygging kom til å
koste, og om det ville være mogleg å gjennomføre som hovudprosjekt.
I forprosjektet konkluderte prosjektgruppa med at prosjektet er mogleg å gjennomføre
som hovudprosjekt innanfor gitte rammer, og oppdragsgjevar gav klarsignal for
prosjektet. Budsjettet for hovudprosjektet vart sett til 34 500 kroner i forprosjektet.
Hovudprosjektrapporten omfattar korleis den nye styringa er bygd opp, kva deler som
har blitt nytta, programmet til fôrvogna og korleis arbeidet med prosjektet vart utført.
Gruppa har konstruert og sett opp ny styring. Det er brukt ein Siemens PLS til styring
og ein Siemens berøringsskjerm som brukargrensesnitt. I tillegg er det konstruert og
satt opp eit system for automatisk påfylling av kraftfôrtank. Det er lagt fokus på
tryggleik, med mellom anna nye naudstoppbrytarar, blokkeringsstopp og fjernvarsling
ved feil.
Arbeidet med å planlegge, teste og til slutt montere styringa på fôrvogna har vore eit
lærerikt prosjekt for gruppa. Prosjektet har bestått av prosjektering, programmering,
koplingar og dokumentasjon, og har dekkja store områder av
automasjonsingeniørutdanninga.
6
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
5.0 Innleiing
Hausten 2011 tok Jørgen Wik, storfekjøtprodusent frå Askvoll kommune, kontakt
med høgskulen Sogn og Fjordane, avdeling Førde, i samanheng med eit mogleg
prosjekt. Wik har ei fôrvogn i fjøsen sin, og denne trengte ei ny styring.
Gruppa starta arbeidet med å sjå på løysningar for ny styring til vogna. Gruppa
hadde eit prosjekt hausten 2011 der vi laga ein modell og ei enkel styring for denne.
Denne modellen gav oss oversikt over kva som er naudsynt for å gjennomføre en
fullskala automatisering av ei fôrvogn. Mykje av tida som vart brukt i prosjektet haust
2011 gjekk med på å auke forståinga av programmering av PLS, berøringsskjerm og
korleis desse samhandlar.
I forprosjektet, våren 2012, vart det utarbeida eit forslag til deler som var nødvendige
og utarbeida eit kostnadsoverslag for ombygginga og om det ville være mogleg å
gjennomføre som hovudprosjekt.
I forprosjektet konkluderte prosjektgruppa med at prosjektet er mogleg å gjennomføre
som hovudprosjekt innanfor gitte rammer, og oppdragsgjevar ga klarsignal for
prosjektet.
Oppgåva dekker eit stort område innan utdanninga vi har tatt, og inneheld mellom
anna programmering, givarar og motorar.
Figur 5.0 – Fôrvogna til Wik.
7
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
5.1 Fôrvogn
Ei fôrvogn er ei teknisk innretning installert i ein fjøs for å lette arbeidet med fôring.
Vogna heng i løpekattar som går langs ei skinne i taket. Vogna går fram og tilbake i
fôrgangen, gangen mellom dyra, og stoppar undervegs slik at dyra kan ete grovfôr
rett frå vogna. Nokre vogner har også moglegheit for å levere kraftfôr, då ofte via
kraftfôrskruar. Vogna får tøff behandling av dyra, og miljøet er forureina av mykje
støv og skit.
Det er mange fordelar med ei fôrvogn, det blir mindre fysisk arbeid for gardbrukar,
mindre støy frå dyra, sidan dei ikkje lenger forbinder gardbrukar med fôring og det blir
meir fleksibel arbeidstid. Dette gjer at fôrvogner har blitt meir og meir vanlege.
Kraftfôr er tørrfôr, i pelletsform, med høge nivå av karbohydrata eller protein. Det er i
hovudsak laga av kornprodukt, men inneheld også mineralar og vegetabilske oljer frå
raps og soya.
5.2 Hovudmål
Erstatte eksisterande styring av fôrvogn. Styringa skal være i dagleg bruk, og utføre
fôring med grovfôr og kraftfôr. Det skal være mogleg å justere fôringstider, mengde
kraftfôr og kvar leveringspunkta er.
Delmål
-
Innkjøp av deler
Programmering
Testing av utstyr
Montering i driftsbygg
Kalibrering
Testing i driftsbygg
Lage brukarmanual
Skrive rapport
Presentasjon m/plakat
Ferdigstille nettside
8
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
5.3 Terminologi og forkortingar
PLS
UPS
HMI
HMT
VDC
VAC
GND
FEL
NEK400
GSM
DIN-skinne
PG-nipplar
IP-grad
Simatic S7
WinCC
CPU
Kraftfôr
Grovfôr
LED
Tachometer
Kapasativ givar
Induktiv givar
KF
Kraftfôrskrue
Programmerbar logisk styring
Unninterupted Power Supply (avbrotsfri straumforsyning)
Human Machine Interface
Helse, miljø og tryggleik
Likespenning
Vekselspenning
Jording
Forskrift for Elektriske Lavspenningsanlegg
Forskrifter for elektriske anlegg
Globalt System for Mobilkommunikasjon
Skinne for montering av utstyr i skap
Innføring for kablar i skap/koplingsboksar
International Protection rating, tettleiksgradering for komponentar
Program frå siemens for programmering av PLS
Program frå siemens for programmering av berøringsskjermar
Prossessor (hjernen i ei datamaskin)
Konsentrert fôr i pelletsform
Silofôr (konservert gras)
Lysdiode
Gir signal ved kvar omdreiing på t.d. ein aksling
Givar som detekterer alle material
Givar som detekterer metall
Forkorting for kraftfôr
Ein stor skrue roterer og ”skrur” ut kraftfôr
9
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
6.0 Opphavleg tilstand
Vogna til Wik har ein kapasitet på ca 170 kilo med kraftfôr og grovfôr tilsvarande ca
to rundballar.
Figur 6.1 – Teikning av fôrvogn
Styringa på vogna var delt opp i manuell, grovfôr - og kraftfôrmodus. Når styringa
stod i grovfôrmodus hadde den ei gangtid og ei pausetid, styrt av tidsur og
kontaktorar. Ei anna styring kontrollerte kraftfôr (sjå gul boks figur 6.2). Her hadde
brukar moglegheit for å legge inn mellom anna fôringstider og mengder kraftfôr. For
posisjonering i kraftfôrmodus vart det brukt induktive givarar som indikerte
metallstykke sveisa/skrudd fast til skinna, eit metallstykke for kvar
utleveringsposisjon.
Køyreretning på vogna vart styrt av ein vendebrytar montert på vogna som styrte ein
dreieretningsvedar. På endane på skinna var det motert opp ein arm som venda
brytaren. Om brukar skulle køyre vogna manuelt var han nøydt å vende over
vendebrytaren manuelt for å endre køyreretning. Kraftfôrprogrammet hadde ikkje
noko forhold til kva veg vogna gjekk, om eit utleveringspunkt ikkje vart registrert ville
vogna gå til enden av skinna, vende retning, for så å fortsette å levere på ny til den
siste posisjonen. Ved slike feil var brukar nøydt å køyre vogna manuelt gjennom
fjøsen for å sjå kva punkt givaren ikkje registrerte. [1]
Vogna mangla moglegheit for å styre den manuelt frå begge sider. Det var få
tryggleiksfunksjonar, ved feil kunne ein i verste fall risikere at vogna køyrte av skinna.
I tillegg ville vogna kunne vogna stå å spinne på skinna ved blokkeringar. Det var
heller ikkje naudstoppbrytarar på vogna.
10
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
Figur 6.2 – Gammalt styreskap.
Det gamle skapet var laga i plast, noko som oksane over tid gnog hol i. Skapet var i
etterkant forsterka med nye plater på utsida, men var ikkje lenger tett.
Skinna vogna går langs er ca 30 meter lang og fjøsen har kapasitet til ca 100 dyr. Det
er og mogleg å køyre vogna ut i fôrrommet for påfylling av grovfôr. Her kan brukar
opne skinna og fylle opp vogna med grovfôr frå siloane.
Fjøsen er delt opp i bingar med opptil seks dyr i kvar binge. Dyra går fritt i bingen.
11
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
7.0 Krav til styring
I samarbeid med oppdragsgivar vart det i forprosjektet sett opp ei liste med krav til
styring. Etter drøfting av dei ulike løysningane, og gjennomgang med oppdragsgivar
etter forprosjektet, endra denne lista seg på nokre punkt. Dette kapittelet inneheld
endeleg kravliste.
Lista er sett opp punktvis og delt inn i ulike kategoriar.
I lista er ”startposisjon” posisjon for start av programmering av rute og start for
kraftfôrprogram (ende av fjøs). ”Kraftfôrposisjon” er andre enden av fjøsen, der vogna
automatisk blir oppfylt av kraftfôr. X står for verdiar som skal kunne endrast.
Generelt
-
-
Vogna skal kunne styrast manuelt:
o Ein av/auto/manuell brytar på begge sider av vogna
o Manuel styring på sida med skapet gjerast via berøringsskjerm.
o På andre sida: Ein brytar for å køyre fram/tilbake og ein impulsbrytar for
retur til kraftfôrposisjon.
Posisjon av vogna blir styrt av rotasjonsgivar, denne vil bli nullstilt/kontrollert
ved endar og midt i fjøsen.
Ved korte straumbrot må vogna gå tilbake i drift etter at straumen kjem at,
dette løysast ved bruka av ein UPS.
Tryggleik
-
-
-
Alarmar skal varslast på ein av følgjande måte:
o Berøringsskjerm og lyd
o Berøringsskjerm , SMS og lyd. Dette inneber at ein GSM modul må
kjøpast.
 Kva nummer SMS blir sendt til må kunne endrast.
Alle feil skal lagrast og kunne lesast på berøringsskjerm.
Måte av varsling må kunne endrast av brukar via berøringsskjerm. T.d. ein
mindre viktig feil treng ikkje bli varsla med lyd.
Alarm ved blokkering av vogn
o Om vogna møter ei hindring, motoren går men drivhjula spinn på
skinna, stoppar den etter X sekund. Tal sekund skal kunne justerast.
Standardinnstilling 3 sek.
o Vogna startar automatisk etter X minuttar pause. Tal minutt pause skal
kunne justerast. Standardinnstilling 5 min. Vogna prøver å gå vidare ein
gong, ved liten (under 0,5 meter) rørsle stoppar vogn og alarm blir gitt.
o Om kjede på løpekatt blir broten eller liknande vil PLS oppfatte dette
som blokkering.
Alarm ved stillstand
o Naudstoppbrytar aktivert, straumbrot eller motorvern slått ut.
12
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
Grovfôrmodus
-
-
Brukar skal kunne justere ganglengde og pausetid. Vogna går X meter og
stoppar i X minutt. Vogna går berre i intervall i ei retning, frå kraftfôrposisjon til
startposisjon.
o Standardinnstilling ganglengde: 1 meter
o Standardinnstilling pausetid: 3 minutt
o I begge endar må vogna stå tre tidsperiodar. Dette fordi vogna ikkje går
forbi dette punktet, og dyr på enden vil derfor berre ha tilgang til vogn i
ein tidsperiode. (Det er ikkje ynskjeleg at vogna skal gå intervallengde
tilsvarande vognas lengde).
Om fjøsen er halvfull skal ikkje vogna gå i den tomme delen. Brukar kan
definere startposisjon og stopposisjon der vogna skal gå intervall.
Vogna går kontinuerleg i grovfôrmodus, med unntak av:
o Start av kraftfôrmodus. Dette vil overstyre grovfôrmodus.
o Ved manuell køyring t.d. ved påfyll av fôr.
Kraftfôrmodus
Generelt om kraftfôrmodus
-
-
-
-
-
Mengde fôr til kvar binge blir langt inn med berøringsskjerm.
o I brukargrensesnittet legg brukar inn tal oksar, tal kg pr. okse pr. døgn
og tal fôringar pr. døgn.
 Det skal være ei maks grense på 10 kg pr. binge pr. fôring, dette
for å hindre feil.
o Tid for start og tal fôringar blir bestemt av brukar.
Kalvar skal gradvis gå opp i mengde, dette skal skje automatisk. Brukar legg
inn startmengde/stoppmengde og tal dagar aukinga skal gå over. Resten av
utrekning skal programmet gjere sjølv. Brukar må kunne kontrollere mengde
og kor langt ein er komen.
Mengde levert kraftfôr bør loggast slik at brukar har moglegheit til å lese av
dette ved neste leveranse av kraftfôr.
o Mengde gitt i periode. Brukar kan lese når perioden starta og kor mykje
kraftfôr som er gitt sidan periodestart. Brukar kan nullstille teljar.
o Mengde kraftfôr som skal leverast kvar dag skal visast (summen av alle
mengder).
Brukar skal kunne ha moglegheit til manuell start av kraftfôring. Dette er
aktuelt dersom vogna har vert tom for gras, og kompensasjon med kraftfôr
nødvendig. Dette skal ikkje påverke tal forhands registrerte fôringar. På same
måte må bruker kunne kansellere kommande fôring. Når til dømes brukar har
gitt dyra kraftfôr med bøtte, og det er berre kort tid til neste planlagde
kraftfôrtildeling skal skje.
Kraftfôrskruane må kunne kalibrerast ved t.d. byting av merke på kraftfôr.
Begge skruane blir kalibrert for seg sjølv. Brukar startar kalibrering og veg opp
13
H02-300
-
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
mengde kraftfôr levert på ei tid, og legg dette inn via berøringsskjerm. Vidare
utrekning gjer PLS.
Brukar skal ha moglegheit for å køyre ei testfôring, altså køyre
kraftfôrprogrammet med 10% av lagra mengde.
Det skal lagast eit system for automatisk påfylling av kraftfôrtank.
Metodar for levering av kraftfôr
Kraftfôr skal leverast på ein av fyljande måtar:
Punktlevering med stopp
-
Fôrvogna stoppar likt tal gonger pr. binge som det er tal oksar i bingen.
o Ved tildelingsmetode skal begge mateskruane levere samtidig
o Om det er kort mellom to punkt treng ikkje mateskruen å stoppe. Mindre
start/stopp av motor på kraftfôrskrue er ein bonus med tanke på levetid
og startstraum.
Kontinuerleg levering
-
Vogna går kontinuerleg med levering på begge sider samtidig eller med
levering på ei side av gangen.
Mengde levert kraftfôr blir justert med tid og tal gonger vogna leverer.
Må i tilfell bruke frekvensomformar for å kunne endre hastigheit på vogn.
Større kostnad.
Fleire feilkjelder i forhold til punktlevering med stopp.
14
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
8.0 Val av løysing
8.1 Metode for levering av kraftfôr
Når vogna leverer ut kratfôr til dyra blir vogna mykje herja med. Oksane har lyst å
komme til kraftfôret, som delvis kjem under vogna under utlevering. Oksane står
også fleire dyr i kvar binge, og det blir kamp om å være den som får først, sjølv om
det er nok utleveringspunkt til alle. Om utleveringa tar lang tid vil den sterkaste oksen
kjempe seg fram til første plassen, ete opp si dose for så å dytte vekk oksen på siste
punktet og ete kraftfôret hans. Det er derfor viktig for brukar at kraftfôrutlegging skjer
på mest effektiv måte.
Levering av kraftfôr kontinuerleg medan vogna gjekk vart vurdert. Då måtte ein satt
inn ein frekvensomformar på framdrift for å kunne justere mengde kraftfôr. Eit
problem med denne metoden er at oksane på venstre og høgre side ikkje
nødvendigvis skal ha same mengde kraftfôr, og det hadde då blitt nødvendig med
justering av hastigheit på kraftfôrskurane.
Ein anna metode var å stoppe og levere ut punkt for punkt, på begge sider på same
tid i motsetning til den gamle styringa som kunn leverte til ei side om gangen.
Fôringstida ville då bli total utleggingstid for programmerte mengder pluss gangtid
gjennom fjøsen. Leveringstida til kraftfôrskruane ville vært den same i begge
alternativa, så tidsdifferansen mellom kontinuerleg gange og punktlevering er ei
gangtid gjennom fjøsen.
Gruppa, i samarbeid med oppdragsgivar, konkluderte med at punktlevering med
stopp var det beste alternativet. Dette vil gi mindre moglege feilkjelder og eit
rimelegare alternativ.
8.2 Automatisk påfylling av kraftfôr
Fleire alternativ for automatisk påfylling vart diskutert. Første ide var å opprette ein
form for kontakt mellom påfyllingsstasjon og vogn. Moglegheiter som trådlaus
sending vart vurdert, men gruppa konkluderte med at dette ville være lite påliteleg.
Fordelen med dette ville vært at en kunne brukt ein kapasitiv givar i kraftfôrtanken på
vogna for å sjekke nivå.
Gruppa besøkte Arve Tefre, ein gardbrukar i Førde kommune. Han hadde ei styring
for automatisk påfylling som ikkje kravde kommunikasjon mellom vogn og
fyllestasjon. Det vart konkludert med at dette var det rimelegaste alternativet (Kapittel
13).
8.4 Styring av kraftfôrskruar
Gruppa planla først å bruke tid til å styre kraftfôrskruane. Den opphavlege planen var
å køyre skruen ei tid, måle mengde utlevert kraftfôr og rekne ut tal gram per sekund,
for så å samanlikne dette med det som skulle leverast. Det viste seg at skruen ikkje
nødvendigvis hadde konstant fart, denne kunne variere litt frå når tanken var full til
15
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
tanken var tom. Eksisterande skruar hadde eit tachometer, og den gamle styringa
nytta dette til kalibrering og berekning. I tillegg vil tachometeret gi ein indikasjon på
om kraftfôrskruen faktisk roterar, så gruppa konkluderte med at det var dette
alternativet vi skulle jobbe vidare med. Mengde utlevert kraftfôr er nøyaktig ned til ein
omdreiing (ca 140 gram), same som tidlegare styring, og er godt nok. Meir nøyaktig
utlevering krev nytt tachometer med fleire registreringspunkt.
9.0 HMT
Hovudprosjekt har blitt utført med omsyn til gjeldande lovar og forskrifter, mellom
anna maskindirektivet, FEL og NEK400.
I “FOR 2009-05-20 nr 544: Forskrift om maskiner” blir maskin definert som:
“Med maskin menes:
- en enhet som er utstyrt med eller beregnet til å utstyres med et drivsystem, som
ikke kommer fra direkte drivkraft fra mennesker eller dyr, og som består av
sammensatte deler eller komponenter, hvor minst en del er bevegelig og som er
sammensatt for et bestemt bruk, (…)” [2]
I “FOR 1998-06-26 nr 608: Forskrift om bruk av arbeidsutstyr” blir arbeidsutstyr
definert som:
“Med arbeidsutstyr menes tekniske innretninger o.l. som maskiner, løfteredskap,
sikkerhetskomponenter, beholdere, transportinnretninger, apparater, installasjoner,
verktøy og enhver annen gjenstand som nyttes ved fremstilling av et produkt eller
ved utførelse av arbeid.” [2]
Tiltak som har blitt gjennomført:
-
Naudstopp er blitt montert på begge sider av vogna. Om naudstopp er
inntrykka, vil det ikkje være mogleg å køyre vogna.
Styresystemet er laga for å tåle driftspåkjenningar og ytre påverknadar.
Naudstoppfunksjonen bryt energitilførselen til drivinnretningane via
kontaktorar.
Ved brot i straumtilførsel vil ikkje vogna starte opp igjen når tilførselen kjem
tilbake.
Det er ikkje gjort ny risikovurdering av vogn/skinne då denne ikkje er gjort endringar
på.
Elektrisk arbeid er gjort etter FEL og NEK400. To av gruppemedlemmane, Skjalg
Oppedal og Torbjørn Yndestad er utdanna elektrikar og har fagbrev gruppe L.
Yndestad er tilsett i Bravida, Førde, og har føretatt sluttkontroll. Samsvarserklæring
er overlevert oppdragsgivar.
Oppdragsgjevar har totalansvar for fôrvogna og eig styring/PLS program.
16
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.0 Styreskap og andre komponentar på vogn
Dette kapittelet omhandlar dei ulike komponentane i skapet og på vogna. Figur 10.1
viser bilete av skapet.
Figur 10.1 – Det nye styringsskapet.
1: PLS
2: Rekkjeklemmer 24 VDC og GND
3: Brytar batteridrift UPS
4: UPS
5: Straumforsyning KF motor venstre
6: Straumforsyning KF motor høgre
7: Rele KF skruemotor venstre
8: Rele KF skruemotor høgre
9: Naudstopprele
10: Kontaktor framdriftsmotor fram
11: Kontaktor framdriftsmotor bak
12: Motorvernrele framdriftsmotor
13: Mjukstartar framdriftsmotor
14: 24 VDC batteri til UPS
15: Rekkjeklemmer for kablar
16: Brytar for 230VAC tilførsel
17: GSM modul
17
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.1 Styreskap
For å beskytte styringa vart det valt å bruke eit 60X40X20cm stålskap, IP66. Dette
var same størrelse som det gamle styreskapet, og hadde tilstrekkeleg plass.
I døra på skapet vart det skjert ut hol til naudstoppbrytar, auto/manuell/av brytar og
berøringsskjerm.
IP-graden til skapet vart IP65 med skjerm og brytarar montert. Det er ikkje nødvendig
å opne skapet under normal bruk. Dette fører til at ein ikkje får støv og skit inn i
skapet.
Figur 10.2 – Brukargrensesnitt. Brytar nede til venstre er auto/av/manuell brytar.
Naudstopp oppe til venstre. Skjermbilete på berøringsskjermen er manuell køyring.
18
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
Det vart montert DIN skinner for å feste alle komponentane. Kabelkanalar vart
montert for å halde kablane på plass. Nedst i skapet vart det montert rekkeklemmer
for å enkelt kunne kople til og frå inngåande kablar og ein modulbrytar for å kunne
kople frå 230V tilførselsspenning.
Figur 10.3 – Rekkjeklemmer nedst i skapet for tilkopling av kablar. Til høgre er
hovudbrytar for styringa.
Til alle kabelgjennomføringar i skapet vart det brukt PG-nipplar som vist på figur 10.4.
Desse har IP-grad 68, og tettar kabelgjennomføringane. Kablane er skjerma bak eit
deksel for å hindre at oksane har tilgang til dei. Alle kablar går inn under
kraftfôrtanken, og opp på mellom kraftfôrtanken og vogna.
Figur 10.4 – Innføringar av kablar i skap.
19
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.2 PLS
Til å styre fôrvogna vart det valt å bruke ein PLS. PLS står for programmerbar logisk
styring. Ein PLS er ei datamaskin som brukast i industrien for å automatisere
oppgåver. Ein PLS har moglegheiter for mellom anna analoge og digitale
inngangar/utgangar. Programmet til PLS blir programmert via PC. [3]
I dette prosjektet måtte det brukast ein PLS som kan fungere i lang tid utan problem.
Difor var det uaktuelt å bruke ein Soft-PLS, som ikkje er laga for å være i
kontinuerleg drift. Gruppa valte å bruke ein PLS frå Siemens.
Av Siemens sine modellar vart det vurdert mellom 300 serien, 200 serien og 1200
serien. Dette er dei minste seriane til Siemens. 1200 serien vart valt vekk, fordi den
ikkje har same programmeringsmoglegheiter som dei to andre. Valet falt på ein
ET200S, på grunn av at den var noko billegare enn ein 300 PLS, og har stort sett dei
same moglegheitene.
Figur 10.5 – Siemens ET 200S montert i skap.
1: Nettverkstilkoplingar
2: CPU
3: Minnekort
4: Powersupply kort
5: Utgangskort
6-8: Inngangskort
20
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
På PLS er det montert tre inngangskort med 8 inngangar kvar ( 6,7 og 8 på figur
10.5), og eit utgangskort med 8 utgangar (5 på figur 10.5). Inngang og utgangskorta
har grøne diodar som viser kva inngangar/utgangar som er aktive.
To av inngangskorta har jordingspotensial for aktivering på inngang (6 og 8 på figur
10.5). Det vil sei at det må være jordingssignal inn på inngangen for at PLS skal få
høgt signal. Det siste inngangskortet (7 på figur 10.5) har 24 VDC som ”høg” på
inngangen.
Utgangskortet (5 på figur 10.5) gjer ut 24 VDC når utgangen vert sett høg.
10.2.1 Tilkopling av inngang/utgangskort
Vist på figur 10.6 er tilordningar av inngangane på inngangskortet. Inngang 0 er sett
til terminal 1, inngang 2 er sett til terminal 5 osv. Dette gjelder for alle inngangskorta
og utgangskortet. AUX1 på alle korta er brukt som fordeling av jordingspotensial. Inn
og utgangskorta har skrutilkoplingar for tilkopling av kablar.
Figur 10.6 – Tilordningar av inngangar på inngangskortet. Bilete er frå
brukarmanualen til 24 VDC inngangskortet [4].
21
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.3 Brukargrensesnitt
Som brukargrensesnitt vart det valt å bruke ein berøringsskjerm og brytarar. Ein
berøringsskjerm er eit mykje brukt brukargrensesnitt i industri, og er enkelt å bruke.
Berøringsskjermen programmerast frå ein PC, der ein lagar til forskjellige
skjermbilete som kan visast. Ved å trykke på skjermen kan ein bla seg gjennom
skjermbileta, der ein kan lese og endre verdiar.
Til prosjektet vart det valt eit Siemens KTP600 panel. Dette er ein berøringsskjerm
med 6” skjerm utan fargar. Dette panelet er kompatibelt med valt PLS. Andre
produsentar kunne ha vore nytta, men det kunne ha oppstått problem med tilkoplinga
til PLS. Prosjektgruppa har og brukt Siemens sine HMI panel tidlegare, og sidan
programmeringsspråket (WinCC) er det same, vart programmeringsjobben enklare.
Figur 10.7 – Berøringsskjermen.
Figur 10.8 –Skjermen sett frå baksida.
Berøringsskjermen er tilkopla PLS med ethernetkabel. Skjermen vart montert i døra
på skapet. Fronten på skjermen har IP-grad 65.
Skjermen har seks fysiske knappar, som blir brukt til å veksle mellom
hovudmenyane.
22
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.4 Straumforsyning
PLS og berøringsskjerm krev 24VDC. For å forsyne styringa med 24 VDC måtte det
brukast ei straumforsyning som transformerer frå 230VAC til 24 VDC.
Det var og ynskjeleg å ha ein UPS på styringa. UPS er ei avbrotsfri straumforsyning.
UPS har eit batteri, slik at styringa beheld spenning ved straumbrot.
I dette prosjektet vart det valt å bruke ei kombinert straumforsyning og UPS frå
Phoenix. UPS har utgangar for batteridrift og feil som er kopla til PLS. Det er kopla
opp ein brytar for å kunne skru av batteridrift for vedlikehald, til dømes sveising på
vogna.
Figur 10.9 - Phoenix Trio UPS i skap (t. v) og Phoenix 24 Volt 7.2Ah batteri (t. h).
Batteriet vil halde PLS, berøringsskjerm og GSM modul (kapittel 10.9) i gang ved
bortfall av nettspenning.
Batteriet som er brukt i prosjektet er eit Phoenix 7,2Ah 24V batteri. Batteriet har to
sikringar på 25A for å hindre kortslutting og overbelastning.
Prosessoren i PLS har eit straumforbruk på ca 200mA, GSM modul har eit
normalforbruk på 15mA og berøringsskjermen brukar ca 250 mA. Dermed vil PLS
kunne være standby i ca 15 timar ved straumbrot.
23
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.4.1 Straumforsyning til kraftfôrskruar
Ettersom kraftfôrskruane går på 12 VDC, har desse eigne straumforsyningar. Det er
montert to 230VAC - 12 VDC 60W straumforsyningar, som forsyner kvar sin
kraftfôrskrue.
Figur 10.10 – 12V/5A Straumforsyningane til kraftfôrskruane. Til høgre er relea som
styrer kraftfôrskruane og rele for naudstopp. Relea har lysindikasjon.
10.5 Rele
Relea som vart nytta for styringa er montert med haldar for DIN skinne. Dette gjer
bytte av eit rele enkelt. Det er og LED indikering for å vise når relea har straum. Kvar
av relea har to normalt lukka (NC) og to normalt opne (NO) kontaktsett. Relea er vist
på figur 10.10.
10.5.1 Kraftfôrskruerele
Kvar av kraftfôrskruemotorane vert styrt av eit rele. PLS gjer 24 VDC til relea, og
kraftfôr skruane får spenning gjennom kontaktsetta på relea. Relea har og
tilbakemelding til PLS om dei er aktive gjennom eit normalt ope kontaktsett på releet.
10.5.2 Naudstopprele
Det er montert eit rele for naudstopp. Om ein av naudstoppbrytarane blir inntrykt, vil
naudstoppreleet miste spenninga. Naudstoppreleet kuttar då styrestraumen til
kontaktorane for framdrift og kraftfôrskruerelea. Det er og kopla ein inngang til PLS
gjennom naudstoppreleet, slik at PLS får signal ved aktivering av naudstoppbrytar.
24
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.6 Motorar
10.6.1 Framdriftsmotor
Til framdrift av vogna blei den eksisterande motoren brukt. Dette er ein 230 VAC
trefasemotor på 0,4 kW. Den blir styrt av to kontaktorar som er kopla som ein
dreieretningsvendar, for å kunne forandre retninga til vogna.
Ein dreieretningsvendar er ei kopling med to kontaktorar, der den eine kontaktoren
har bytta plass på to av fasane. Når to av fasane har bytta plass, vil motoren endre
dreieretning.
Kontaktorane vert styrt av PLS.
Ein mjukstartar frå den gamle styringa vart nytta.
Ein mjukstartar reduserer spenning og straum til motoren ved start, og sørgar for ein
rolegare start på motoren. Dette gjer at ein slepp kraftige byks frå vogna, og ein slepp
at drivhjula på vogna spinner på skinna. [5]
Det er montert eit motorvernrele på kontaktorstyringa, som er innstilt på
merkestraumen til framdriftsmotoren.
Motorvernet består av eit bimetall. Dersom straumtrekket til motoren vert for høgt, vil
bimetallet bli oppvarma og misse kontakten, og vil då styrestraumen.
Figur 10.11 – Kontaktorar kopla som dreieretningsvendar med motorvern. Til høgre
er mjukstartar.
25
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.6.2 Kraftfôrskruemotorar
Til å dele ut kraftfôr blei dei eksisterande kraftfôrskruemotorane brukt. Motorane vert
styrt av kvart sitt rele, som blir styrt av PLS.
Kvar av kraftfôrskruane har eit tachometer. Dette gjer ut ein puls for kvar omdreiing
på akslinga. Ei børste gir spenning til ei skinne som roterar med akslinga og ei anna
børste får kontakt med denne skinna ein gong per omdreiing. Sjå figur 10.13. [6]
Signalet frå tachometeret har blitt brukt i PLS programmet til å vite kor mykje kraftfôr
som blir delt ut.
Figur 10.12 – KF motor og tachometer.
Figur 10.13 – Prinsippskisse tachometer.
26
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.7 Givarar
Dei fire induktive givarane på vogna har kabel med M12 skrutilkopling. Dette gjer
fråkopling og utskifting av givarar enkelt. Givarane har 24 VDC driftspenning.
10.7.1 Teljehjul
For å vite posisjon vart det valt ei teljehjul.
Teljarhjulet er eit gummihjul som har ei skive som blir registrert av to induktive
givarar. Hjulet ligg, ved hjelp av ei fjøyr, i press mot sida av skinna som vogna går på.
Når hjulet går, vil skiva aktivere begge dei induktive givarane (2 på figur 10.15). Ein
kan då vite kva veg vogna går etter kva givar som misser signalet frå skiva først (3 på
figur 10.15).
Posisjoneringshjul vart montert på brakett, og givarane for posisjonering vart montert
på armen til hjulet.
Posisjoneringshjulet har ein diameter på 254 mm. Teljarskiva har fire knastar, så
nøyaktigheita vil bli
fôrvogna.
254𝑚𝑚
4
= 63,5 𝑚𝑚. Dette er tilstrekkeleg nøyaktigheit for
Figur 10.14 – Teljarhjul montert på vogna.
27
Figur 10.15 – Prinsippskisse for hjulet.
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.7.2 Nullstillingsgivarar
Det er montert to induktive givarar på vogna. Den eine registrerer eit påsveist
metallstykke på skinna i enden av driftsbygget, for å gje signal til PLS om at den er i
startposisjon. Den andre givaren registrerer eit påsveist metallstykke midt på skinna.
Denne vil sjekke teljarverdien mot gitt verdi, for å kunne fjerne eventuelle avvik.
Figur 10.16 – Senterposisjonsgivar.
10.7.3 Endebrytar
For å vite når fôrvogna er i kraftfôrpåfyllingsposisjon vart det valt å bruke ein
endebrytar på vogna. Det var viktig med ein fysisk brytar for dette for nøyaktig
posisjonering, sidan vogna ikkje stoppar momentant.
Figur 10.17 – Endebrytar slått inn (vogn i kraftfôrposisjon). Startposisjonsgivar til
venstre.
28
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
10.8 Brytarar
På vogna er det montert fleire brytarar. Det er montert ein naudstopp på kvar side, for
å ivareta tryggleiken.
Det er montert eit brytarpanel på baksida av vogna. Der er det montert ein
vendebrytar for auto/manuell/av, ein for å køyre vogna fram/bak, og ein impulsbrytar
for retur til base.
På skapdøra er det montert ein brytar for auto/manuell/av (figur 10.7). Køyring av
vogna frå denne sida vert gjort med berøringsskjermen.
Figur 10.18 – Brytarpanel på motstatt side av styreskapet.
10.9 GSM modul
For å varsla om feil på fôringsvogna vart det valt å bruke ein GSM modul. Denne skal
sende ut SMS ved feil, slik at brukar får beskjed om det er noko gale med vogna sjølv
om han ikkje er i fjøsen.
GSM modulen som vart valt er ein Telic STD32 GSM-modul. Denne har to inngangar
og to utgangar. Modulen kan ha drift og inngangsspenning frå 5 til 32 VDC. [7]
Det vart brukt ei ekstern antenne for GSM modulen, som vart montert på vogna (Sjå
figur neste side).
29
H02-300
Figur 10.19 – Antenne til GSM modul.
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
Figur 10.20 – GSM modul montert i skap.
For å nytte mobilnettet trengst eit SIM-kort, og tilhøyrande mobilabonnement.
Abonnementet som vart nytta var M2M frå Netcom. Dette er egna for GSM modular,
og har ein lav månadskostnad. [8]
Oppsett av GSM-modulen gjerast ved hjelp av ein mobiltelefon. Det er mange
moglege val for instillingar på modulen.
GSM-modulen kan sende ut to ulike tekstmeldingar ved signal inn på ein av dei to
inngangane, og ein kan nytte fem forskjellige nummer som skal varslast. Kva tekst
som skal stå i tekstmelding kan brukar velje.
Dei to inngangane på GSM modulen vart tilkopla kvar sin utgang på PLS, som gjer
signal ved feil. Dette vart valt som meldingstekst:
-
Fôringsfeil (feil på kraftfôrskruar, fôring ikkje gjennomført, osv).
Stillstand (Naudstopp trykkt inn, vogn blokkert osv).
I tillegg kjem det eit varsel når GSM modulen blir. Dette vil skje om det har vore
bortfall av nettspenning, og batteriet til UPS har blitt utlada. Når nettspenninga då
kjem tilbake vil tekstmeldinga ”start-up alarm” bli sendt til brukar.
30
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.0 Styreprogram
Dette kapittelet omhandlar programmet på PLS. Figur 11.1 viser prinsippskjema over korleis
styringa er bygd opp.
Figur 11.1 – Prinsippskisse for programmet.
Programmet er skrive i SCL (Structured Control Language), strukturert
programmeringsspråk, sjå døme figur 11.3. SCL er eit høgnivå
programmeringsspråk. Etter at koden er skriven kompilerast den og lagar ei blokk
som ein kan bruke vidare i programmet. Programmet består av fleire slike blokker.
Kvar blokk har sine oppgåver og får nødvendige signal frå inngangar og andre
blokker, og gir signal ut til utgangar/andre blokker. Ei blokk kan brukast fleire gonger.
Blokkene blir sett inn og kopla i hop i eit CFC-diagram (Continuous Function Chart),
som er ein grafisk framstilling av programmet, døme vist på figur 11.3. I tillegg er det
brukt nokre logiske portar, til dømes ”og” og ”eller”. [12, 13]
Figur 11.2 – Blokk laga i SCL vist i CFC.
31
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
Nesten alle funksjonsblokkene er skrive som ei endeleg tilstandsmaskin. (FSM –
finite-state machine). Ei endeleg tilstandsmaskin definerast av ei liste med moglege
tilstander, der ei hending får tilstandsmaskina til å gå frå ein tilstand til ein anna.
Programmet er i ein tilstand om gangen, til dømes kan ei motorstyring være i anten i
’”stopp”, ”startar”, ”køyrer” og ”stopper”. [10]
Figur 11.3 – Døme på koding i SCL. Bilete viser tilstand ciWriteNewValues i blokka
”Increase_Feed”.
Figur 11.4 – Utsnitt av CFC.
Sjå komplett oversikt over CFC diagram i vedlegg 6.
32
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.1 Inngangar og utgangar
Alle inngangar og utgangar er digitale, det vil sei enten høg eller låg (sann/usann).
Alle inngangar har adresser som startar med bokstaven ’I’, og utgangar har adresse
som startar med bokstaven ’Q’.
Figur 11.5– Inngangar vist i ’symbol table’.
Figur 11.6 – Utgangar vist i ’symbol table’.
Utgangane styrer kontaktorar/rele.
33
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.2 Datablokker og databasar
All kommunikasjon mellom berøringsskjerm og PLS program går via datablokker. Ei
datablokk består av ulike variablar, til dømes eit tal, som ein kan nytte på
berøringsskjermen og/eller i programmet. Eit enkelt døme: Brukar trykker på ein
knapp på skjermen og set då ein boolsk variabel i ei datablokk, til ”høg”. Programmet
på PLS hentar ut denne frå datablokk og handlar etter programkoden.
Ved hjelp av datablokker er det laga fleire databasar, desse inneheld mellom anna
posisjonar for utlevering av kraftfôr, mengde kraftfôr og tider for fôring.
11.2.1 Programmering av databasar
For å legge i verdiar i databasar blir det brukt funksjonsblokker. Desse behandlar og
kontrollerer verdiar frå berøringsskjerm og/eller eksterne signal, som t.d.
posisjonshjul, og lagrar desse i tilhøyrande database. Den største databasa, kalla
hovuddatabase, inneheld mellom anna posisjonar for utlevering av kraftfôr, binge
nummer venstre/høgre side og mengde kraftfôr venstre/høgre side.
11.3 Hovuddatabase
Hovuddatabasa inneheld mellom anna ein tabell der ein lagrar utleveringspunkt
(lengde i meter frå startposisjon) for kraftfôr og tilhøyrande bingenummer. Brukar kan
maksimalt legge inn 199 utleveringspunkt på kvar side. Hovuddatabasa blir
programmert av fleire funksjonsblokker.
Figur 11.7 – Tabell i hovuddatabase.
34
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.3.1 Programmering av hovuddatabase – utleveringspunkt for kraftfôr
Det første steget for å lage hovuddatabasa er å programmere inn posisjonar og binge
nummer. Dette blir gjort av brukar og behandla i funksjonsblokka ”Route_Prog”.
Figur 11.8 – Programmering av rute.
Brukar startar innlegging av rute via berøringsskjerm. Vogna blir køyrt til start og
eventuell eksisterande rute blir sletta. Brukar startar innlegging og køyrer til første
utleveringspunkt, kvitterer, og køyrer til neste punkt.
For å skilje mellom sidene vil bingane på eine sida få nummer 1-49 og andre sida 5099. Brukar vel bingenummer etter kvart som han lagrar punkta. Funksjonsblokka
validerer bingenummer og legg desse og posisjon inn i hovuddatabasa. Om ein
posisjon blir forsøkt lagra to gonger vil brukar bli gjort merksam på dette og må
bekrefte for å overskrive dei gamle verdiane.
Når brukar trykker ”ferdig” vil verdi -10 bli lagt som posisjon i siste linje, dette
indikerer at ruta er ferdig, og blir brukt av programmet.
Brukar kan også redigere ei ferdig rute. Brukar kan endre posisjon og bingenummer.
Under redigering bør brukar sjølv passe på at alle posisjonar er i stigandes rekkefølje
for å ha ei mest mogleg effektiv rute.
35
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.3.2 Programmering av hovuddatabase – mengde kraftfôr
Etter at ei rute er lagt inn er neste steg å legge inn kor mykje kraftfôr dei ulike punkta
skal ha. Dette blir behandla av funksjonsblokka ”Feed_Prog”. Brukar legg inn
mengde kraftfôr, kilo per okse per døgn, og kor mange dyr det står i bingen
(utleveringspunkt). ”Feed_Prog” søker deretter gjennom tabellen i hovuddatabasa
etter rett bingenummer, og legg inn mengde der den finn desse. Om brukar legg inn
fleire utleveringspunkt enn det er lagt inn i databasa, vil dette gi feilmelding.
Ved sletting av bingar, t.d. ved levering til slakteri, går ”Feed_Prog” gjennom
hovuddatabasa og slettar verdiar.
11.4 Programmering av gradvis opptrapping av mengde kraftfôr
Om brukar vel at mengda kraftfôr gradvis skal trappast opp er det funksjonsblokka
”Increase_Feed” med tilhøyrande datablokk som behandlar dette. Det blir lagt inn ei
startmengde, sluttmengde og tal dagar opptrappinga skal gå over. Funksjonsblokka
lagrar dette til ein tabell i tilhøyrande datablokk. Klokka 00.00 kvar dag køyrer
funksjonsblokka ei løkke som sjekkar etter bingar der automatisk opptrapping ligg
inne, reknar ut mengde for neste dag etter formel 1, og legg dei nye verdiane inn i
hovuddatabasa.
𝑁𝑦 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒 = 𝐷𝑎𝑔𝑒𝑛𝑠 𝑚𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒 +
𝑆𝑙𝑢𝑡𝑡𝑚𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒 − 𝑆𝑡𝑎𝑟𝑡𝑚𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒
𝑇𝑎𝑙 𝑜𝑝𝑝𝑡𝑟𝑎𝑝𝑝𝑖𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑔𝑎𝑟
Formel 1 – Utrekning av ny mengde.
Brukar kan enkelt sjå dagens mengde, kor mange dagar som er gått og kor mange
dagar det er totalt.
11.5 Programmering av fôringstider
Funksjonsblokka ”Time_Prog” og tilhøyrande datablokk, ”Time_DB”, inneheld
fôringstider. Funksjonsblokka validerer innlagte klokkeslett frå berøringsskjerm (00:00
– 23:59) og finner tid for neste fôring. I tillegg summerer den opp kor mange fôringar
brukar har lagt inn for vidare bruk i programmet. Funksjonsblokka samanliknar dei
innlagte tidene med klokka på PLS, og når desse er like gir den signal til
hovudprogrammet om at fôring skal starte. Funksjonsblokka får tilbakemelding etter
fullført fôring og finn neste tid, før den igjen ventar.
Brukar kan starte fôring manuelt, og kan då enten velje å avbryte neste fôring eller
behalde denne.
36
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.6 Posisjonsteljing
Å vite kvar vogna er på skinna er viktig. Funksjonsblokka ”Position_Counter” er
hovudblokka for dette. Den får signal om kva retning vogna beveger seg i (mot
kraftfôrpåfylling eller mot start), frå funksjonsblokka ”Position_Direction” som
behandlar signal frå posisjonshjulet. Brukar kan justere omkrets på posisjonshjulet
ved til dømes byting av hjul eller slitasje.
Teljaren vil bli nullstilt i tre posisjonar i fjøset; start for kraftfôr, senter og
kraftfôrpåfyllingsposisjon. Det er sett ein feilmargin i desse posisjonane, og
teljarverdien vil bli sjekka mot sette verdiar for posisjonane. Om differanse mellom
teljarverdien og satt verdi er meir enn 400 mm vil programmet gi feilmelding om
posisjoneringsfeil. Det er mogleg å justere denne feilmarginen på
brukargrensesnittet.
Brukar har moglegheit til å legge inn verdiar, i meter, på senterposisjon og
kraftfôrposisjon. Startposisjon vil alltid ha verdien 0.0 meter.
11.7 Hovudprogram
Hovudprogrammet, funksjonsblokka ”Feeding”, held kontroll på kva som skal utførast
av programmet når det er i auto. Hovudprogrammet hentar nødvendig informasjon frå
ulike datablokker, behandlar denne og sender vidare instruksjonar til andre blokker.
For å forklare verkemåten på denne blokka går vi kort gjennom dei ulike tilstandane
hovudprogrammet kan være i.
Figur 11.7 – Finite-state machine (FSM) konstantar i hovudprogram.
37
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.7.1 Tilstandar i hovudprogram
Tilstand ciIdle
Program i kvilemodus. Programmet kontrollerer om det skal starte i grovfôr- eller
kraftfôrsekvens, og nullstiller nødvendig interne variablar.
Ved signal om start av kraftfôr sett programmet neste tilstand til ciGoToStart.
Tilstand ciAutoOff
Om vogna står i ”manuell” eller ”av” går programmet til tilstand ciAutoOff. Om
programmet blir sett i ”auto” igjen, blir programmet sett tilbake til den tilstanden den
var i før ”auto” vart avslått.
11.7.2 Tilstandar i hovudprogram – Kraftfôrmodus
Ved signal om at kraftfôring skal starte vil programmet gå til tilstand ”ciGoToStart”.
Tilstand ciGoToStart
Programmet gir beskjed til motorstyring om at vogn skal gå til start, 0 meter. Ved
tilbakesignal frå motorstyring om at vogna er i posisjon går programmet vidare til
neste tilstand, ciPauseBeforeStartFeed.
Tilstand ciPauseBeforeStartFeed
Vogna venter to sekund , justerbar POPT verdi (POPT: Parameter OPTions, ein
inngang på blokkene med ulike parameterverdiar som lett kan endrast utan å måtte
endre koden), for at vogna skal stoppe heilt. Etter to sekund set programmet neste
tilstand til ciGetNextRecord
Tilstand ciGetNextRecord
Programmet hentar linje n frå hovuddatabase. Denne inneheld mellom anna neste
posisjon og mengde kraftfôr venstre og høgre side. ’n’ er ein verdi mellom 1 og 200,
sidan tabellen inneheld 200 linjer. Programmet validerer at tabell indeks (’n’) er
innanfor gitte grenser (1-200). Programmet kontrollerer at posisjonen faktisk skal ha
kraftfôr, om ikkje aukar den tabell indeks med en, og køyrer sjekk igjen. Om
posisjonen skal ha kraftfôr blir går programmet vidare til neste tilstand,
ciGoToPosition.
Om neste posisjon i hovuddatabase er verdien -10 (sjå 11.3.1), som indikerer at det
ikkje er fleire linjer i tabellen med innhald, går programmet til tilstand ciGoToBase.
Tilstand ciGoToPosition
Programmet gir signal til motorstyring om at den skal gå til neste posisjon, verdien
som ligg i hovuddatabasa. Ved signal tilbake om at vogn er i posisjon går
programmet vidare til neste tilstand, ciDetermineFeed.
38
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
Tilstand ciDetermineFeed
Programmet hentar ut mengde kraftfôr frå hovuddatabasa og sjekkar kva side som
skal ha kraftfôr. Ligg det verdiar på begge sider (venstre og høgre) går programmet
vidare til tilstand ciFeedBoth. Om det kunn er lagt inn kraftfôr på ei side går
programmet vidare til anten tilstand ciFeedLeft eller ciFeedRight.
Tilstand ciFeedBoth, ciFeedRight og ciFeedLeft
Programmet reknar ut mengde etter formelen:
𝑀𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒 𝑘𝑟𝑎𝑓𝑡𝑓ô𝑟[𝑘𝑔] =
𝑀𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒 𝑓𝑟å ℎ𝑜𝑣𝑢𝑑𝑑𝑎𝑡𝑎𝑏𝑎𝑠𝑒
∗ 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑒𝑙 𝑋
𝑇𝑎𝑙 𝑓ô𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎𝑟 𝑝𝑒𝑟 𝑑ø𝑔𝑛 𝑓𝑟å 𝑡𝑖𝑑𝑠𝑑𝑎𝑡𝑎𝑏𝑎𝑠𝑒
Formel 2 – Utrekning av mengde.
Variabel X: Ved normal fôring har denne verdi 1. Om brukar vil køyre ei testfôring,
altså køyre gjennom ruta og gi 10% av programmert mengde kraftfôr, blir den satt til
0.1.
Programmet gir signal til kraftfôrstyring om at fôring skal starte og kor mange kilo
som skal gis. Etter tilbakemelding frå kraftfôrstyring om at fôring er gjennomført går
programmet vidare til tilstand ciWaitAfterFeed.
Tilstand ciWaitAfterFeed
Programmet ventar i X sekund (POPT verdi), for at kraftfôr skal få tid å renne ut. Etter
tid går den tilbake til tilstand ciGetNextRecord.
Tilstand ciGoToBase
Programmet gir signal til motorstyring om å gå til posisjon kraftfôrpåfylling for å fylle
på kraftfôrtanken. Ved tilbakemelding om at vogn er i baseposisjon går programmet
vidare til tilstand ciWaitForRefill
Tilstand ciWaitForRefill
Vogna ventar i posisjon for kraftfôrpåfylling i X minutt. Brukar bestemmer sjølv kor
mange minutt vogna skal vente ut frå kor lang tid påfyllinga tar. Etter påfylling går
programmet i grovfôrmodus, og går til den posisjonen vogna var i når
kraftfôrprogrammet starta.
39
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
11.7.2 Tilstandar i hovudprogram – Grovfôrmodus
Brukar legg inn startposisjon og stopposisjon (i meter) for grovfôrmodus via
berøringsskjerm. På denne måten kan brukar velje i kva del av fjøsen vogna skal gå
i. Brukar legg inn pause tid og lengde mellom kvar pauseposisjon, til dømes tre
minutt pause, en meter gange. Når programmet er i grovfôrmodus går vogna frå
startposisjon til stopposisjon
Tilstand ciGrassFeedFWD
Programmet kjem inn i denne tilstanden når ein syklus i grovfôrmodus er
gjennomført. Vogna er då komen til startposisjon. Programmet startar ny syklus og
gir signal til motorstyring om at vogn skal gå til stopposisjon. Ved tilbakemelding om
at vogn er i posisjon går programmet til tilstand ciGrassFeedWait.
Tilstand ciGrassFeedREV
Programmet gir signal til motorstyring om neste posisjon. Ved tilbakemelding om at
vogn er i posisjon går programmet til tilstand ciGrassFeedWait.
Tilstand ciGrassFeedWait
Programmet ventar den tid brukar har bestemt. Om vogna står i anten startposisjon
eller stopposisjon blir denne tida ganga med tre, og står dermed trippel tid i
endeposisjonane. Programmet reknar ut neste posisjon (posisjon no – lengde mellom
kvar pauseposisjon) eller stopposisjon dersom vogna er komen attende til
startposisjon, og går til anten ciGrassFeedFWD eller ciGrassFeedREV.
11.8 Motorstyring
Når programmet står i ”auto” får funksjonsblokka ”Drive_Control” signal frå
hovudprogrammet om neste posisjon. Programmet samanliknar med aktuell posisjon
og sjekkar kva veg den må gå for å ny posisjon. Etter at vogna har funne rett posisjon
gir den signal tilbake til hovudblokka om at posisjonen er nådd og ventar på neste
kommando.
”Drive_Control” har også inngangar frå dei manuelle brytarane, og om vogna blir sett
i manuell styring kan desse nyttast for å køyre vogna.
11.8.1 Blokkeringsstopp
Funksjonsblokka ”NoMovement” kontrollerar at vonga beveger seg når utgangane til
motor er høge. Om vogna ikkje beveger seg/nesten ikkje beveger seg i løpet av ein
tidsperiode gitt av brukar vil vogna stoppe. Etter ei gitt tid av brukar vil vogna prøve å
starte att. Om den denne gongen ikkje klarer å flytte seg vil programmet gå i ”av” og
brukar vil bli varsla på valt måte.
11.9 Kraftfôrstyring
Funksjonsblokka ”Concentrate_Control” styrer utgangane som startar
kraftfôrskruane. Ved signal frå hovudprogrammet reknar programmet ut kor mangen
40
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
rotasjonar kraftfôrskruane må gå for å gi ut rett mengde kraftfôr, og startar skruane.
Programmet tel pulsane frå tachometeret, samanliknar med tal utrekna rotasjonar,
stoppar kraftfôrskruen når desse er like, og gir signal til hovudprogrammet om at
fôringa er gjennomført.
Ved kalibrering køyrer programmet kraftfôrskruane 25 rotasjonar. Brukar legg inn
oppmålt masse, i kilo, via berøringsskjerm, og programmet reknar ut gjennomsnittleg
masse kraftfôr som blir levert pr. rotasjon.
11.11 Feilhandtering
Datablokka ”YFI_DB” inneheld alle feilmeldingar gitt frå andre funksjonsblokker. Dei
fleste funksjonsblokker sjekkar etter feil, til dømes at utgang til kraftfôrskruerele er
høg, men programmet får ikkje tilbakemelding frå tachometeret, noko som kan
indikere fleire ting, til dømes feil på straumforsyning. Eventuell feilmelding vil komme
opp på berøringsskjerm, der brukar kan lese kva som er gale. Etter feilen er retta kan
brukar nullstille feilen.
Funksjonsblokka ”Error_Handling” les også ut eventuelle feilmeldingar frå ”YFI_DB”. I
tillegg har funksjonsblokka inngangar frå UPS, der den får signal om UPS er i
alarmmodus eller i baterimodus, og signal frå naudstopprele og motorvern.
Funksjonsblokka sette programmet i ”av” ved eventuelle feil. Programmet sjekkar om
brukar har valt å blir varsla SMS om aktuell feil, og sender i så fall signal til GSM
modul. Vogn vil stå i ”av” til anten brukar har retta feilen. Funksjonsblokka har i tillegg
ei utgang tenkt til lyd/lys varsling. Denne vil ved feil gi pulsar på 652ms (standard
alarmpuls).
11.12 Manuell styring
På kvar side av vogna er det sett opp brytarar for å sette programmet i ”av”,
”manuell”, eller ”auto”. For at programmet skal gå i ”auto” må brytarane på begge
sider stå i ”auto”, men det held å vri ein av brytarane for at vogn skal stå i ”manuell”
eller ”av”. Funksjonsblokka ”State” kontrollerar dette.
Køying av vogna manuelt blir på eine sida gjort med brytarar og på andre sida gjort
via berøringsskjerm. Programmet må stå i ”manuell” for å kunne gjere dette. På sida
med brytarboksen er det og satt opp ein impulsbrytar for å køyre vogn til
kraftfôrpåfylling. Dette kan og gjerast på berøringsskjerm, men der er det og
mogelegheit for å køyre vogn automatisk til startposisjon og moglegheit for å køyre
kraftfôrskruane manuelt. Funksjonsblokka ”ManControl” kontrollerer at ikkje to
motstridande (fram og bak) brytarar ligg inne på same tid.
11.13 Omstart av PLS
Kvar gang PLS blir slått på blir alle blokker, skrive som tilstandsmaskin, sett i tilstand
ciIdle (kvilemodus/første tilstand) for å hindre at programmet låser seg i ein tilstand.
41
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
12.0 Berøringsskjerm
Programmet på skjermen er programmert i programmet WinCC. På skjermen kan ein
mellom anna vise/legge inn verdiar, skru av/på brytarar og ha enkle trykknappar som
anten sette verdiar eller gjer andre operasjonar. Kommunikasjonen mot datablokkene
på PLS går gjennom ”taggar”. Ein ”tag” er ei merking av ein variabel i t.d. ei datablokk
som gjer den tilgjengleg på skjermen. Til dømes vil ein brytar kunne endre verdien i
ein tag frå ”usann” til ”sann” i ei datablokk. PLS hentar ut verdien frå datablokka,
behandlar den og sett den til ”usann”.
Totalt er det i programmet brukt 199 taggar. Skjermen har ei øvre grense på 500
taggar. I tillegg er det brukt nokre interne taggar. Alle taggar oppdaterar seg kvart
500ms.
Skjermen har seks fysiske knappar, desse er brukt til dei seks hovudmenyane i
programmet, ”Start”, ”Manuell Køyring”, ”Grovfôr”, ”Kraftfôr”, ”Alarmar” og
”Innstillingar”. Øvst på skjermen er det klokke, informasjon om program er i ”Auto”,
”Av” eller ”Manuell”, og informasjon om kraftfôrmodus eller grovfôrmodus er aktiv.
12.1 Start - F1
Startskjermen inneheld informasjon om kva vogna gjer. Eit statusfelt gir brukar
utfyllande informasjon om kva vogna gjer, til dømes ”Grovfôr venter – resttid: XX.XX”.
På denne måten kan brukar følgje vogna og kontrollerer at alt stemmer. Når
programmet er i kraftfôrmodus vil brukar mellom anna bli informert om tal kilo vogna
leverer ut, kva posisjon den er i, og kva posisjon som er neste. Brukar kan starte
ekstra fôring og velje om han vil behalde neste fôring eller avbryte denne.
Om det blir registrert ein feil vil feilmelding blinke på startskjermen.
Figur 12.1 – Startskjerm.
42
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
12.2 Manuell køyring - F2
Om vogna blir sett i manuell får brukar tilgang til å styre vogn frå skjermen. Fram/bak
og kraftfôrhøgre/venstre må holdast inne, medan ”Gå til start” og ”Gå til kraftfôr” vil
gjere at vogna automatisk går til posisjon.
Figur 12.2 – Manuell køyring.
12.3 Grovfôr – F3
Brukar kan på denne skjermen stille inn fôrtid og ganglengde. Startposisjon og
stopposisjon for intervall kan endrast under ”Innstillingar”.
Figur 12.3 – Grovfôr.
43
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
12.4 Kraftfôr – F4
I menyen kraftfôr programmerast mellom anna mengder og fôringstider. Etter vogna
er lært opp kan brukar legge inn kilo kraftfôr per okse per døgn og tal leveringspunkt
for bingen. Om brukar legg inn anten for mange punkt eller meir en 10kg per okse
per døgn vil brukar få feilmelding. Til høgre på figur 12.4 ser ein bilete av
undermenyen ”Mengde”, her er gradvis opptrapping aktivert og brukar kan legge inn
startmengde, stoppmengde og tal dagar opptrappinga skal gå over. Ved å bla
gjennom bingane vil skjermen vise kva som ligg inne. Brukar kan sjå detaljert tabell
over posisjonar, mengder og bingenummer under ”Sjå alle”.
Figur 12.4 – Kraftfôr hovudmeny og undermeny ”Mengde”.
12.5 Feilmeldingar – F5
Ved feil kan brukar lese detaljert informasjon på denne skjermen. Etter at feil er
retta/vogn kontrollert kan brukar nullstille meldinga. Brukarrettleiinga inneheld
informasjon om alle moglege feil og kva som kan forårsake dette.
44
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
12.6 Innstillingar – F6
Under innstillingar kan brukar mellom anna legge inn køyrerute, kalibrere
kraftfôrskruar, stille inn nullstillingsposisjonar og omkrets på posisjonshjul. Pålogging
med brukarnamn og passord krevjast for å kunne gjere endringar.
Figur 12.5 – Innstillingar.
45
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
13.0 Kraftfôrpåfylling
Det er behov for påfylling av kraftfôrtanken på vogna minimum to gonger dagleg. Det
vart konstruert og montert ei separat styring for automatisk påfylling av kraftfôr. Når
vogna kjem til posisjon for kraftfôrpåfylling registrerer ein induktiv givar at vogna er i
posisjon. Denne startar eit tidsrele, som startar ein kontaktor som styrer fôrskruen frå
hovudtanken.
Når tanken på vogna blir full samlar fôret seg i ei trakt og fyller seg opp i utløpsrøyret
frå hovudtanken. Ein kapasativ givar er montert i utløpsrøyret, og vil detektere
kraftfôret når det dekkar givaren, og stoppe påfylling. I tillegg er det montert eit
tidsrele som sikrar at påfyllinga ikkje overgår gitt tid.
Når vogna begynner å gå vil kraftfôret i utløpsrøyret bli fordelt utover trakta, og hindre
søl av kraftfôr. Sjå figur 13.1.
Figur 13.1 – Prinsippskisse for automatisk kraftfôrpåfylling.
46
H02-300
Figur 13.2 – Kraftfôrpåfyllingsstyring.
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
Figur 13.3 – Kraftfôrpåfyllingsstyring.
Tidsreleet er eit multifunksjonsrele, med fleire funksjonar, og tidsinstillingar frå 0,05
sekund til 100 timar. I denne koplinga vart tidsreleet satt til forseinka utkopling.
Tidsreleet er sett til å køyre motoren i maks 12 minutt, som er lengre tid en det tek å
fylle kraftfôrtanken etter kvar fôring.
Det er montert ein knapp for manuell start av kraftfôrpåfyllingsmotoren. Denne
knappen må haldast inne for å køyre motoren.
47
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
13.1 Påfyllingssekvens
Påfylling vil gå etter følgjande sekvens:
1. Vogna har gitt kraftfôr, og kjem til kraftfôrpåfyllingsposisjon. Vogna står der i gitt
tid. Givar for posisjon ser at vogna står i posisjon, og startar tidsrelé.
2. Påfylling startar.
3. Stopp av påfylling skjer på ein av følgjande måte:
a. Givar for kraftfôr (kapasitiv givar) detekterar fôr i røret, tanken er full, stopp
signal blir gitt.
b. Tidsrelé bryt etter gitt tid.
c. Vogn flytter seg, givar for posisjon mister kontakt, stopp signal blir gitt. På
denne måten kan vogna køyre ut av base før kraftfôrtanken er full, t.d. ved
manuell køyring.
Figur 13.4 – Kapasativ givar i røyr,
Figur 13.5 – Midlertidig røyr og trakt på
kraftfôrtanken.
induktiv givar i brakett som registrerer
at vogn er i posisjon.
48
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
14.0 Konklusjon
Gruppa har konstruert og montert ny styring til fôrvogna. Styringa fungerer, og utfører
no alle fôringar i fjøset. Styringa har per 22.05.2012 vært i dagleg drift i over to veker
utan feil. Etter at vogna med ny styring vart satt i drift 08.12 kom oppdragsgivar med
ei siste tilbakemelding om ting han ville ha endra i brukargrensesnitt, og siste versjon
av programmet vart lasta inn på PLS 20.05.
I forprosjektet vart det budsjettert med 34 504 kroner. Dette budsjettet innehaldt ikkje
delar for automatisk kraftfôrpåfylling. I tillegg kom det ei ekstrautgift på nye
straumforsyningar til kraftfôrskruane, då den gamle forsyninga ikkje var kraftig nok for
å drive begge skruane samtidig.
Totalprisen på ferdig styring, med automatisk kraftfôrpåfylling, vart 35 294. Pris utan
automatisk kraftfôrpåfylling vart ca. 28 000, altså godt innafor budsjett.
Testing av posisjonsnøyaktigheita har blitt gjort i fjøset, og har vist at avviket er svært
lite. Det har heller ikkje blitt gitt nokon feilmeldingar om posisjoneringsfeil i laupet av
den tida vogna har vore i drift.
14.1 Avvik i forhold til plan
Lyd/lys er ikkje montert. Etter samtale med brukar kom ein fram til av vi skulle
avvente dette. PLS er programmert for dette så om ynskjeleg går dette an å kople til.
14.2 Utvidingar
Det har vore vurdert å ha ei fotocelle som varslar om det er tomt for grovfôr i vogna.
Dette har ikkje blitt montert, og kan være ei utviding som er aktuell i framtida.
Slik den automatiske kraftfôrpåfyllinga er no, startar denne om ein køyrer vogna forbi
kraftfôrpåfyllingsposisjonen. Det optimale hadde vore å hatt ein forseinka innkopling
av kraftfôrpåfyllinga. Dette krev eit ekstra tidsrele, og er ei utviding som er mogleg å
gjennomføre.
Dagens trakt på kraftfôrtanken er litt lita, så noko av kraftfôret som ligg i
påfyllingsrøret etter påfylling dett av. Brukar bør lage ei betre trakt på kraftfôrpåfylling
for å hindre svinn.
49
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
15.0 Prosjektadministrasjon
15.1 Organisering
Organisering av prosjektet er delt opp i tre nivå som vist på figur 16.1.
Figur 15 – Organisasjonskart.
15.2 Generell gjennomføring
I gjennomføringa av hovudprosjektet har gruppa tilegna seg mykje ny kunnskap, spesielt
innafor programmering.
Gruppa har jobba mykje individuelt, men det har vorte lagt vekt på at alle
gruppemedlemmane skulle ta del i dei forskjellige oppgåvene. På denne måten har alle fått
programmert, kopla og skrive på dokumentasjonen. Kontakten med oppdragsgjevar har vore
god, og han har gitt oss eit godt bilete av korleis han ynskja at styringa skulle bli.
15.3 Gjennomføring i forhold til tidsplan
I Gantt-skjemaet (vedlegg 7) er det lagt vekt på at programmeringa ville ta mykje av tida. Det
stemmer godt med faktisk tidsbruk.
50
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
15.4 Møter
Statusmøter i starten vart gjennomført klokka 12.45 kvar 14.dag etter plan. Dette vart
gjennomført fram til påske, etter vart det haldt eit møte. Gruppa og styringsgruppe såg
det ikkje nødvendig med fleire møter etter dette.
15.5 Nettside
Addressen til nettsida er http://prosjekt.hisf.no/~12forvogn. Nettsida er laga med hjelp av
dataverktøyet ”Microsoft Expression Web 4”. Sida er laga dels ved å skrive i PHP-kode, og
dels laga ved å bruke ferdigløysningar som kjem med programvaren. Malen som sida er laga
over kjem frå www.freecsstemplates.com, som er ei side med gratis malar.
Gruppa har oppdatert sida jamleg under «Nyhende». Det er mellom anna blitt lagt ut bilete
og video frå prosjektarbeidet.
17.0 Figur og formelliste
Beskriving
Sidetal
Figur 5.0 – Fôrvogna til Wik
Figur 6.0 – Teikning av fôrvogn
Figur 6.1 – Gammalt styreskap
Figur 10.1 – Det nye styreskapet
Figur 10.2 – Brukargrensesnitt
Figur 10.3 – Bilete av rekkjeklemmer og hovudbrytar
Figur 10.4 – Innføringar av kablar i skap
Figur 10.5 – Siemens ET200S montert i skap
Figur 10.6 – Tilordningar av inngangar på inngangskortet
Figur 10.7 – Berøringsskjerm
Figur 10.8 – Skjermen sett frå baksida
Figur 10.9 – Phoenix Trio UPS og Phoenix 24 volt 7.2 Ah batteri
Figur 10.10 – 12V/5A straumforsyning til kraftfôrskruane
Figur 10.11 – Dreieretningsvendar, motorvern og mjukstartar
Figur 10.12 – Kraftfôrmotor og tachometer
Figur 10.13 – Prinsippskisse tachometer
Figur 10.14 – Teljarhjul montert på vogna
Figur 10.15 – Prinsippskisse for teljarhjulet
Figur 10.16 – Senterposisjonsgivar
Figur 10.17 – Endebrytar og startposisjonsgivar
Figur 10.18 – Brytarpanel på vogn
Figur 10.19 – Antenne til GSM modul
Figur 10.20 – GSM modul montert i skap
Figur 11.1 – Prinsippskisse for programmet
Figur 11.2 – Blokk laga i SCL vist i CFC
Figur 11.3 – Døme på koding i SCL
Figur 11.4 – Utsnitt av CFC
Figur 11.5 – Inngangar vist i ’symbol table’
Figur 11.6 – Utgangar vist i ’symbol table’
Figur 11.7 – Tabell i hovuddatabase
Figur 11.8 – Programmering av rute
51
7
10
11
17
18
19
19
20
21
22
22
23
24
25
26
26
27
27
28
28
29
30
30
31
31
32
32
33
33
34
35
H02-300
22.05/2012
Figur 11.9 – Finite-state machine konstantar i hovudprogram
Figur 12.1 – Startskjerm
Figur 12.2 – Manuell køyring
Figur 12.3 – Grovfôr
Figur 12.4 – Kraftfôrhovudmeny og undermeny ”Mengde”
Figur 12.5 – Innstillingar
Figur 13.1 – Prinsippskisse for automatisk kraftfôrpåfylling
Figur 13.2 – Kraftfôrpåfyllingsstyring
Figur 13.3 – Kraftfôrpåfyllingsstyring
Figur 13.4 – Kapasitiv givar i røyr. Induktiv givar i brakett
Figur 13.5 – Midlertidig røyr og trakt på kraftfôrtanken
Figur 15.1 – Organisasjonskart
Formel 1 – Utrekning av ny mengde
Formel 2 – Mengde kraftfôr
Hovudprosjektrapport
36
42
43
43
44
45
46
47
47
48
49
51
36
39
18.0 Referanseliste
Munnlege kjelder:
1
2
Jørgen Wik, oppdragsgivar
Arve Tefre, gardbrukar Førde
Nettsider:
2
3
4
5
6
7
8
9
http://www.lovdata.no
http://no.wikipedia.org/wiki/Pls
https://www.automation.siemens.com/mdm/default.aspx?DocVersionId=592361
9595&TopicId=5072624523&GuiLanguage=EN&Language=EN
http://en.wikipedia.org/wiki/Motor_soft_starter
http://en.wikipedia.org/wiki/Tachometer
https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/assets/datasheets/STD32_eng_manual.pdf
http://www.Netcom.no
http://no.wikipedia.org/wiki/Endelig_tilstandsmaskin
Bøker og andre dokument:
11
12
13
Emneomtale H02-300
Kompendium Prosesstyring, A7, Olav Sande.
Automating with SIMATIC, 3. utgave 2006, Hans Berge
52
H02-300
22.05/2012
Hovudprosjektrapport
19.0 Vedlegg
1. Plakat
2. Brukarrettleiing
3. Koplingsskjema
4. Budsjett
5. Rekneskap
6. CFC diagram
7. Prosjektbeskriving
8. CD. Innhald: Program, brukarrettleiing, kort brukarrettleiing, bilete frå prosjektet
gantt-skjema, forprosjektrapport i PDF. hovudprosjektrapport i PDF, møtereferat,
datablad og instruksjonsmanualar.
53
PROSJEKT FÔRVOGN
Utført av:
Torbjørn Yndestad, Skjalg Oppedal og Arne Veimo
Oppdragsgjevar:
Jørgen Wik, storfekjøtprodusent, Askvoll.
Mål:
Lage ny styring til fôrvogn. Fôrvogna skal være i dagleg drift, og skal gi grov- og kraftfôr.
Styringa skal være brukarvennleg, innehalde funksjonar beskrive av oppdragsgivar og
yte betre tryggleik.
Metode:
Nødvendige delar vart innkjøpt og det vart laga eit nytt styreskap til fôrvogna. Ein
Siemens PLS vart brukt til styring med ein berøringsskjerm som brukargrensesnitt.
Brukar var med under design av brukargrensesnitt og kom med innspel om kva
funksjonar han ville ha. Styringa, nye sensorar for posisjonering og endebrytar vart
montert på vogna. Det vart laga ei styring for automatisk påfylling av kraftfôr, dette
plassert på veggen inne i fjøsen. Ein GSM-modul vart nytta for å sende SMS til brukar
ved feil på vogn.
Resultat:
Den nye styringa fungerer og fôrvogna er i dagleg drift. Styringa har fleire nye
funksjonar, mellom anna automatisk påfylling av kraftfôr etter kvar fôring, SMS ved feil,
ny og presis posisjonering, lettare betjening og fleire nye tryggleikfunksjonar som til
dømes at vogna stoppar automatisk om den blir blokkert.
Brukarrettleiing for fôrvogn
1
Innhald
1 Brytarar ................................................................................................................... 3
1.1 Naudstopp:........................................................................................................ 3
1.2 Køyring av fôrvogna med brytarpanel: .............................................................. 4
2 Berøringsskjerm ...................................................................................................... 5
2.1 F1: Startmeny ................................................................................................... 6
2.2 F2: Manuell køyring .......................................................................................... 8
2.3 F3: Grovfôr ........................................................................................................ 9
2.4 F4: Kraftfôr ...................................................................................................... 10
2.5 F5: Feilmeldingar ............................................................................................ 13
2.6 F6: instillingar .................................................................................................. 14
3 Komponentar ......................................................................................................... 21
4 Feilsøking .............................................................................................................. 23
4.1 Feilmeldingar - feilsøking: ............................................................................... 23
4.2 Feilsøking automatisk kraftfôrpåfylling: ........................................................... 27
5 Vedlikehald ............................................................................................................ 28
5.1 Relebytte ......................................................................................................... 28
5.2 Sveising på vogn eller skinne .......................................................................... 29
5.3 Bytte av givarar ............................................................................................... 29
5.4 Periodisk vedlikehald ...................................................................................... 30
2
1 Brytarar
1.1 Naudstopp:
Det er montert ein naudstoppbrytar på kvar side av vogna. Blir ein av desse trykt inn,
vil framdriftsmotor og kraftfôrskruar stoppe, og feilmelding vil komme opp på
berøringsskjermen. NB! Naudstoppbrytaren skal ikkje brukast for å stoppe
vogna ved vanleg bruk! Dette vil føre til feilmelding på SMS!
Vendebrytar auto-manuell-av:
Det er montert to vendebrytarar for å bestemme om vogna er i auto, manuell eller av.
Dersom ein av brytarane er sett i av, er vogna sett i av, og det er ikkje mogleg å
gjere noko med vogna.
Dersom ein av brytarane er sett i manuell og den andre er i auto, står vogna i
manuell. For at vogna skal stå i automatisk fôring, må begge brytarane stå i auto.
Når vogna står i auto, vil den gjennomføre planlagte kraftfôrfôringar, og gå i grovfôr.
Fig 1.1 – Naudstopp og vendebrytar ”auto/av/manuell” montert på skap.
3
1.2 Køyring av fôrvogna med brytarpanel:
For å køyre vogna med brytarpanelet, må vendebrytaren på skapet stå i auto eller
manuell, og vendebrytaren på brytarpanelet stå i manuell.
På brytarpanelet er det montert ein impulsvendebrytar for å køyre vogna. Når ein
held den ned, går den bak, og når ein held den opp går den fram.
Det er montert ein impulsbrytar for å kunne køyre vogna til kraftfôrpåfyllinga. Når ein
trykker inn denne, vil vogna gå til kraftfôrpåfyllinga. Denne kan og brukast etter
vogna har blitt påfyllt silofôr for å køyre den tilbake til kraftfôrpåfyllingsposisjon. For å
stoppe vogna før den er komen til kraftfôrposisjon, sett vendebrytar ”man/av/auto” i
av, eller vri om ”fram/bak” brytar og slepp den.
Fig 1.2 – Brytarpanel. Brytarar nedanifrå og opp: fram/bak, auto/av/man,
impuls retur til kraftfôrpåfylling, naudstopp.
4
2 Berøringsskjerm
Fig 2.1 - Berøringsskjerm
for å veksle mellom menyar, kan ein bruke knappane under skjermen.
F1: Startmeny
F2: Manuell køyring
F3: Grovfôr
F4: Kraftfôr
F5: Feilmeldingar
F6: Instillingar
Oppe i venstre hjørne i alle menyar kan brukaren sjå kva styringa er sett til. ”AV”,
”MANUELL” eller ”AUTO”.
Oppe i høgre hjørne er klokkeslett. Oppe til venstre er knapp for å returnere til førre
skjermbilete.
Fig 2.2 – Statusfelt øvst i alle skjermbilete.
5
2.1 F1: Startmeny
Fig 2.1.1 – Startmeny (i grovformodus).
I auto vil det stå om vogna er i grovfôr eller kraftfôrmodus.
I grovfôrmodus vil har skjermen ha to moglege statusar:
-
Vogna ventar: ”ventetid gjenstår xx min xx sekund”.
Vogna går til neste posisjon: ”går til posisjon xx”.
I kraftfôrmodus vil skjermen kunne ha desse statusfelta:
-
Vogna går til neste posisjon: ”går til posisjon xx”
Vogna deler ut kraftfôr: ” deler ut kraftfôr venstre side – x.x kg høgre side – x.x
kg”
Vogna går til kraftfôrpåfylling: ”går til base for påfylling”
Vogna ventar i kraftfôrpåfylling: ” ventetid xx min xx sekund”
Fig 2.1.2 – Start (leverer kraftfôr)
6
Fig 2.1.3 – Start (går til neste posisjon i kraftfôr).
Dersom det er feilmelding, eller har vore feil som ikkje har blitt kvittert for, vil
meldinga ”FEIL! TRYKK F5 FOR MEIR INFO” blinke på startskjermen.
I nederste del av startskjermen er det eit statusfelt for kraftfôr, som viser tid for neste
fôring, eventuelt ”ingen fôring lagra” om ingen kraftfôringar er lagra.
Om vogn deler ut kraftfôr kan ein avbryte pågåande kraftfôring ved å trykke på
knappen ”avbryt aktiv fôring”.
Om ein trykker på denne når ei fôring pågår, vil eit nytt vindu komme opp, der ein får
spørsmål om ein er sikker på om ein vil avbryte fôringa. Om kraftfôringa blir
avbroten, vil vogna fortsette der den var med grovfôring.
Om det ikkje er ei pågåande fôring, vil ein kunne starte ny fôring med same
knappen. Ein får då opp eit vindu der ein kan velje mellom å behalde neste fôring
eller avbryte neste fôring. Om ein avbryt neste fôring, vil den neste fôringa ikkje bli
gjennomført. Om ein beheld neste fôring vil denne gå til planlagt tid.
7
2.2 F2: Manuell køyring
Om vogna er sett i manuell, kan ein køyre vogna på denne skjermen. Om vogna
ikkje er i manuell vil melding ”vogna er ikkje satt i manuell” komme opp, og det er
ikkje mogleg å køyre vogna.
Fig 2.2 – skjermbilete for manuell køyring
Skjermen har fylgjande knappar:
Frampil: Hald inne knappen for å køyre vogna framover.
Bakpil: Hald inne knappen for å køyre vogna bakover.
Gå til kraftfôrpåfylling: Vogna vil gå til kraftfôrpåfyllingposisjon, uavhengig om den
er inne i fjøset, eller i fôrrommet.
Gå til start: Vogna vil gå til startposisjon for kraftfôring.
Kraftfôrskrue venstre: Startar kraftfôrskrue på venstre side. Skruen vil gå så lenge
knappen er haldt inne.
Kraftfôrskrue høgre: Startar kraftfôrskrue på høgre side. Skruen vil gå så lenge
knappen er haldt inne.
8
2.3 F3: Grovfôr
Fig 2.3.1 – Grovfôr.
Fig 2.3.1 – Grovfôrinstillingar.
Fôrtid: Kor lenge skal vogna stå i kvar posisjon (i minutt).
Ganglengde: Kor langt skal vogna gå mellom kvar stopp.
Instillingar: Instillingar for grovfôring.
-
Frå: Startpunkt for grovfôring.
Til: Stoppunkt for grovfôring.
NB! Stoppunkt må være større enn startpunkt!
I grovfôrmodus vil vogna gå mellom gitt start og stoppunkt, med gitt interval
(ganglengd) og stå i gitt tid (fôrtid). I enden av fôringsområde er det 3 gangar så lang
tid, for at dei dyra som står der skal kunne ete like lenge.
Vogna vil kun gå i intervall eine vegen, og når den kjem til enden (startpunkt), vil
den returnere til stoppunkt, og starte opp igjen med intervallkøyringa.
9
2.4 F4: Kraftfôr
Fig 2.4.1 - Kraftfôrmeny
Fôringstider: Her kan ein stille kor mange fôringar det skal være, og når dei skal
være.
-
Sett knapp frå ”av” til ”på” for å legge til ei ny fôring. Trykk på timefeltet for å
stille inn timar, og minuttfeltet for å stille minutt.
Mengde: Her kan ein stille inn kor mange kilo kvar enkelt binge skal ha.
Fig 2.4.2 – Kraftfôrmengde.
Fig 2.4.3 – Kraftfôrmengde med opptrapping.
10
Binge: Vel den binga som skal endrast. Bingar på venstre side skal være innanfor
område 1-49, og bingar på høgre side skal være innanfor område 50-99.
bingenummer kan endrast med ”+” og ”-” knappen, eller å trykke på nummeret for å
endre.
-
Total mengde kraftfôr pr dyr: tal kilo kvart dyr får kvart døgn.
Tal leveringspunkt: tal leveringspunkt i kvar binge (tal oksar).
Lagre: lagrar gitte data.
Opptrapping på: trykker ein på knappen ”opptrapping på” kan ein legge til
automatisk auking i kraftfôrmenge over ein tidsperiode. Denne funksjonen kan
fjernast ved å trykke same knappen, som då er merkt med ”opptrapping av”.
-
Startmengde: Sett startmengde kraftfôr i kilo.
Sluttmengde: Sett sluttmengde kraftfôr i kilo.
Tal dagar: Sett tal dagar opptrappinga skal gå over.
Lagre: lagrar gitte data.
Mengde i dag: viser kor mykje kraftfôr som blir gitt til binga i dag.
Dagar att: tal dagar igjen av opptrappinga.
Sjå alle: går inn til eit nytt vindu der ein kan bla igjennom bingane, leveringspunkt,
posisjon og sjå kor mykje kraftfôr kvart leveringspunkt får i døgnet.
-
Pil opp: blar opp i tabellen.
Pil ned: blar opp i tabellen.
Fig 2.4.4 – Skjermbilete for å vise alle kraftfôrmengder.
11
Levere til slakt:
Ved skrive inn nummeret på binga, og trykke ”ok”, leverer ei binge. Binga vil då ikkje
få kraftfôr. Posisjonar og bingenummer vil ikkje bli forandra.
Fig 2.4.5 – Skjermbilete for levering av bingar.
Køyr test:
Startar kraftfôring, men gjer 10% av den lagra mengda.
Automatisk påfylling:
Her kan ein stille inn tal minutt vogna skal stå i kraftfôrpåfyllingsposisjon.
12
2.5 F5: Feilmeldingar
I tekstfelta vil feilmeldingane komme opp. Om det ikkje er nokon feilmeldingar, står
det ”OK!”. for å fjerne feilmeldinga trykker ein på ”reset” bak feilmeldingsfeltet som
viser feil. Dersom feilmeldinga ikkje vil forsvinne, er feilen fortsett tilstades. Sjå
feilsøking.
Fig 2.5 – Feilmeldingar.
Moglege alarmar:
-
Feil teljarverdi i baseposisjon
Feil teljarverdi i senterposisjon
Feil teljarverdi i startposisjon
Kraftfôrskruerele høgre startar ikkje
Ingen kontakt med kraftfôrskrue høgre
Kraftfôrskruerele venstre startar ikkje
Ingen kontakt med kraftfôrskrue venstre
Neste Posisjon er negativ
Finner ikkje posisjon
Fôring ikkje gjennomført
Vogn blokkert - prøver igjen
Vogn blokkert - i stopp
Nødstopp er trykkt inn
Termisk rele har slått ut
UPS er i batterimodus
UPS er i alarmmodus
13
2.6 F6: instillingar
Fig 2.6.1 – Innstillingar.
For å kunne forandre på instillingar, må ein logge seg inn med administrator
brukarnamn og passord.
Dato/Klokke:
Fig 2.6.2 – Dato/Klokke instilling.
Her kan ein stille inn dato og klokke.
Trykker ein ”pil ned”, vil ein sette ned tida som er no i det nedste feltet. I det nedste
feltet kan ein forandre dato og tid. Når ein har stilt inn tida, trykker ein ”sett tid” for å
sette klokka til tida i det nedste feltet.
14
Kalibrering:
Fig 2.6.3 – skjermbilete for kalibrering
Kalibreringa er delt i to, venstre og høgre skrue.
”start”: startar kalibrering av kraftfôrskruen. Skruen vil gå 25 omdreiingar.
Veg kraftfôret som kom ut, og tast inn i feltet under ”mengde i kilo”.
”sett verdi”: lagrar mengde i kilo, og reknar ut gram/rotasjon.
Under ”siste kalibrering” vil datoen for siste gang skruen vart kalibrert komme opp.
Heilt nederst er det oppgitt gram pr rotasjon for venstre og høgre skrue som vart satt
ved siste kalibrering.
15
Opplæring:
Fig 2.6.4 – Opplæring startvindu
”Juster eksisterande rute”: Her er mogleg å forandre posisjonen på eit punkt, utan
å slette heile den eksisterande ruta.
Fig 2.6.5 – Justering av eksisterande rute.
NB! Leveringspunkt må være i stigande rekkjefølgje. Dei bingane som skal
endrast på må leverast eller sette kraftfôrmengde til 0 først, for så å stille inn
mengde etter den er endra!
16
For å starte opplæring, må den eksisterande ruta slettast. Det kjem opp eit vindu der
ein må bekrefte at ein vil slette eksisterande rute.
Fig 2.6.6 – Opplæring.
”Gå til start”: fôrvogna vil returnere til startposisjon.
”Start”: startar opplæringa.
Når ein lagar ei ny rute, kan ein køyre vogna med piltastane.
”Kraftfôr venstre” og ”Kraftfôr høgre”: startar kraftfôrskruane, slik at ein kan sjå
at kraftfôret kjem på rett plass.
Under feltet ”posisjon” står den noverande posisjonen. Under ”førre posisjon” står
den førre posisjonen som vart lagra.
I feltet bak ”binge” skriv ein inn bingenummer til posisjonen.
”Punkt venstre på/av” og ”punkt høgre på/av”: brukast til å bestemme om det
skal være punkt på venstre/høgre side.
”Nytt punkt”: lagrar gitte verdiar i dette punktet. NB! Ein bør sjekke at førre posisjon
blir oppdatert til den posisjonen vogna står i, då har den blitt lagra.
”Ferdig”: trykk ferdig når ein har lagt til alle punkta for å avslutte opplæringa.
17
Kontrollpanel:
Fig 2.6.7 - Kontrollpanel
Kalibrer skjerm: startar kalibrering av skjerm.
Juster kontrast opp: justerer kontrasten på skjermen opp.
Juster kontrast ned: justerer kontrasten på skjermen ned.
Systeminfo:
Viser total mengde kraftfôr gitt i periode og kraftfôr gitt siste døgnet.
Fig 2.6.8 – Skjermbilete for systeminfo
18
Alarmar:
Fig 2.6.9 – Alarmar.
Fig 2.6.10 – Instillingar for blokkering av vogn.
Her kan ein stille inn kva dei ulike feila skal gjere.
Lyd/lys: gjer lyd og lys ved feil. Det er ikkje montert lys/lydvarsling.
SMS: sender SMS til telefon ved feil.
Instillingar – blokkering av fôrvogn: instillingar for blokkeringsstopp
-
Maks blokkeringstid: kor lenge vogna kan stå i ro medan motorane går før
den gjer ut feil, og stoppar vogna.
Tid før vogna prøver igjen etter blokkering: etter vogna har stoppa etter
blokkering, vil vogna prøve å starte igjen etter gitt tid. Viss den fortsatt ikkje
klarer å gå, vil den stoppe opp, og sende feilmelding. Feil må nullstillast for å
starte vogna igjen.
19
Instillingar:
Fig 2.6.11 - Instillingar
Senterposisjon: verdien teljaren blir sett til i seterposisjon.
Kraftfôrposisjon: verdien teljaren blir sett til i kraftfôrposisjon.
Omkrets posisjonshjul: omkretsen til posisjonshjulet.
Feiltoleranse nullstillingar: er verdien utanfor desse grensene i senter/kraftfôr og
startposisjon, vil det bli gitt feilmelding.
Vask skjerm:
Trykker ein på vask skjerm, vil knappane på skjermen bli deaktivert i 20 sekund, for
at ein skal kunne vaske skjermen utan å trykke på noko.
20
3 Komponentar
Fig 3.1 – Styringsskapet
1: PLS
2: Rekkjeklemmer 24 VDC og GND
3: Brytar batteridrift UPS
4: UPS
5: Straumforsyning KF motor venstre
6: Straumforsyning KF motor høgre
7: Rele KF skruemotor venstre
8: Rele KF skruemotor høgre
9: Naudstopprele
10: Kontaktor framdriftsmotor fram
11: Kontaktor framdriftsmotor bak
12: Motorvernrele framdriftsmotor
13: Mjukstartar framdriftsmotor
14: 24 VDC batteri til UPS
15: Rekkjeklemmer for kablar
16: Brytar for 230VAC tilførsel
17: GSM modul
21
Fig 3.2 – Startgivar og kraftfôrpos.givar.
Fig 3.3 – Induktiv givar pos.hjul
og sentergivar.
Fig 3.4 – Siemens ET 200S montert i skap. Nettverkskabel for kommunikasjon med
berøringsskjerm.
1: Nettverkstilkoplingar
2: CPU
3: Minnekort
4: Powersupply kort
5: Utgangskort
6-8: Inngangskort
22
4 Feilsøking
4.1 Feilmeldingar - feilsøking:
Fig 4.1.1 – Feilmeldingar.
Ved feilmeldingar gjer følgjande:
-
Gå til F5 og prøv å resete feilen, om feilen vedvarer finn feilmeldinga
under, og følg instruksjonane.
Moglege feilmeldingar:
1. Generelt ved feil teljarverdi i posisjonar
2. Feil teljarverdi i kraftfôrpåfyllingsposisjon
3. Feil teljarverdi i senterposisjon
4. Feil teljarverdi i startposisjon
5. Finner ikkje start/senter
6. Finner ikkje Kraftfôrpåfyllingsposisjon
7. Kraftfôrskruerele høgre/venstre startar ikkje
8. Ingen kontakt med kraftfôrskrue høgre/venstre
9. Neste posisjon er negativ
10. Finner ikkje posisjon
11. Fôring ikkje gjennomført
12. Vogn blokkert - i stopp
13. Nødstopp er trykkt inn
14. Motorvernrele har slått ut
15. UPS er i batterimodus
16. UPS er i alarmmodus
23
1. Generelt ved feil teljarverdi i posisjonar:
- Køyr vogna manuelt, og sjå at posisjonshjulet bevegar seg, og at lysa på
givarane til posisjonshjulet lyser. Dersom ein eller begge ikkje gjer det, kan
dei være øydelagt. Skift ut med givar av same sort.
2. Feil teljarverdi i kraftfôrpåfyllingsposisjon:
- Reset feilen. Sjekk posisjon til vogna på startskjermen mot posisjonen i fjøset.
Dersom det er stort avvik, køyr vogna til kraftfôrpåfyllingsposisjon manuelt for
å setje verdien på nytt. Dersom feilen vedvarer, køyr vogna til start, køyr så til
kraftfôrpåfyllingsposisjon, og sjå kva verdi teljaren i startmenyen har i
posisjonen. Gå inn på F6: innstillingar – endre verdien for
kraftfôrpåfyllingsposisjon.
- Sjekk at det ikkje er mykje skit på teljarhjulet. Kontroller diameteren på hjulet
mot det som er sett i programmet. Ved større differanse, skriv inn ny verdi.
- NB! Dersom dette ofte skjer , både i kraftfôrpåfyllingsposisjon og
senterposisjon, er det mogleg å stille opp feilmarginen for teljaren. F6:
instillingar – endre verdien for feilmargin.
3. Feil teljarverdi i senterposisjon:
- Reset feilen. Sjekk posisjon til vogna på startskjermen mot posisjonen i fjøset.
Dersom det er stort avvik, køyr vogna til senterposisjon manuelt for å setje
verdien på nytt. Dersom feilen vedvarer, køyr vogna til start, køyr så til
senterposisjon, og sjå kva verdi teljaren i startmenyen har i posisjonen. Gå inn
på F6: innstillingar – endre verdien for senterposisjon.
- Sjekk at det ikkje er mykje skit på teljarhjulet. Kontroller diameteren på hjulet
mot det som er sett i programmet. Ved større differanse, skriv inn ny verdi.
- NB! Dersom dette ofte skjer , både i kraftfôrpåfyllingsposisjon og
senterposisjon, er det mogleg å stille opp feilmarginen for teljaren. F6:
instillingar – endre verdien for feilmargin.
4. Feil teljarverdi i startposisjon:
- Reset feilen. Sjekk posisjon til vogna på startskjermen mot posisjonen i fjøset.
Dersom det er stort avvik, køyr vogna til startposisjon manuelt for å setje
verdien på nytt. Dersom feilen vedvarer, køyr vogna til start, køyr så til
senterposisjon, og sjå kva verdi teljaren i startmenyen har i posisjonen.
- Sjekk at det ikkje er mykje skit på teljarhjulet. Kontroller diameteren på hjulet
mot det som er sett i programmet. Ved større differanse, skriv inn ny verdi.
- NB! Dersom dette ofte skjer , både i kraftfôrpåfyllingsposisjon og
senterposisjon, er det mogleg å stille opp feilmarginen for teljaren. F6:
instillingar – endre verdien for feilmargin.
24
5. Finner ikkje senterposisjon:
- Køyr vogna manuelt til den posisjonen den ikkje finner, og sjekk at givaren
slår inn. Dersom den ikkje gjer det, juster flatjernet slik at den blir registrert.
Om den ikkje slår inn etter justering, prøv med anna metall framfor givaren.
Dersom det ikkje er lysindikering, bør givaren byttast.
6. Kraftfôrskruerele høgre/venstre startar ikkje:
- Køyr kraftfôrskruen manuelt, og sjå om lysdioden på releet slår inn. Dersom
den ikkje gjer det, kan releet være øydelagt. Sjå kapittel ”Relebytte”.
7. Ingen kontakt med kraftfôrskrue høgre/venstre:
- Manglande tacho signal frå kraftfôrskrue. Kontroller at kraftfôrskruen går ved
å køyre dei manuelt. Om den ikkje går, sjekk at det er spenning ut til
kraftfôrskruemotoren frå rekkjeklemmene.
8. Neste posisjon er negativ:
- Programfeil. Ta kontakt med kvalifisert personell.
9. Finner ikkje posisjon:
- Vogna har brukt for lang tid på å gå til posisjon. Kontroller vogn, og reset feil.
10. Fôring ikkje gjennomført:
- Førre fôring har ikkje blitt gjennomført. Kontroller kraftfôrskruar. Sett vogn i
manuell, og prøv å køyre fôringa ein gong til. Om feilen kjem ein gong til er
det programfeil. Kontakt kvalifisert personell.
11. Vogn blokkert - i stopp:
- Vogna har blitt blokkert i gitt tid utan å gå, og har prøvd å køyre igjen utan å
lykkast. Sjekk kva det er som har blokkert vogna.
- Køyr vogna manuelt og sjå til at beggeposisjonshjulgivarane lyser.
- Om feilen skjer ofte utan at det er noko blokkering, sett høgre verdi på F6:
instillingar – instillingar for blokkeringsstopp – maks blokkeringstid. Ein kan og
stille inn kor lang tid det skal ta før vogna prøver igjen på F6: instillingar –
instillingar for blokkeringsstopp – Tid før vogna prøver igjen etter blokkering.
12. Nødstopp er trykkt inn:
- Sjekk at ingen av nødstoppbrytarane er trykkt inn. Reset feil på skjermen.
Dersom det ikkje går å resette, sjekk om naudstoppreleet lyser. Dersom det
ikkje gjer det, kan releet være øydelagt. Sjå kapittel 5.1 Relebytte.
.
25
Motorvernrele har slått ut:
-
Trykk reset knapp på motorvernreleet. Reset feilen på skjermen. Kontroller
motor og skinne. Om motorvernet slår ut igjen, kontakt elektrikar.
Fig 4.1.2 – Kontaktorar og motorvernrele. 1: Resetknapp for motorvern.
13. UPS er i batterimodus:
- Reset feilen. Dersom den vedvarer, er det ikkje nettspenning inn på UPS, og
UPS er i batterimodus. Sjekk sikring for fôrvogn i sikringsskapet. Om sikringa
er oppe, og det er nettspenning i fjøset ellers, kontakt elektrikar.
14. UPS er i alarmmodus:
- Sjekk at sikringar til batteriet (1) er heile. Om dei er det, kontakt elektrikar.
- Om sikringa har roke, skru av brytar for batteridrift UPS (2) og bytt sikring (1)
med tilsvarande sikring (2X25A). Skru på igjen brytar for batteridrift UPS (2).
Om sikringa ryk igjen, kontakt elektrikar.
Fig 4.1.3 – Batteri og UPS brytar. 1: sikringar for batteri.
2: Brytar for batteridrift UPS.
26
4.2 Feilsøking automatisk kraftfôrpåfylling:
Den automatiske kraftfôrpåfyllinga startar ikkje:
-
-
Sjekk jordfeilbrytar og sikringa til kraftfôrpåfyllinga i skapet.
Tørk av støv på den kapasative givaren i påfyllingsrøyret.
Sjekk at den induktive givaren til påfyllinga slår inn når vogna er i posisjon.
Denne skal lyse når vogna er i posisjon. Om den ikkje gjer det, juster festet til
givaren.
Om den ikkje lyser sjølv om det er metall framfor den er den defekt.
Sjekk at relea til givarane fungerer. Når givarane slår inn, skal det komme eit
”klikk” og det vil komme orange farge i indikatorvindua på relea.
Køyr påfyllinga manuelt med den grønne knappen. Dersom dette ikkje
fungerer, kontakt elektrikar.
Den automatiske kraftfôrpåfyllinga stoppar ikkje:
-
Skru av sikringa til påfyllinga, og kontakt elektrikar.
Fig 4.2 – Givarar for automatisk kraftfôrpåfylling.
27
5 Vedlikehald
5.1 Relebytte
Rele er ein slitedel, og det må medreknast at dei ryk ein gang innimellom. Om eit
rele ikkje virkar, gjer følgjande:
-
Skaff nytt rele (sjå deleliste).
Skru av brytar for batteridrift UPS (trykk ned).
Ta av 230VAC tilførselbrytar (trykk ned).
Fig 5.1.1 – 4: UPS batteridriftsbrytar (ved UPS) 5: 230VAC tilførselbrytar (nede i
skapet).
-
Trykk ned hendel (2), og ta ut releet (1). Erstatt med nytt rele. Pass på at
hendelen (2) kjem heilt opp igjen. Naudstoppreleet skal lyse når
naudstoppbrytarane ikkje er trykka inn. Kraftfôrskruerelea skal lyse når
kraftfôrskruane går. Prøv å køyr kraftfôrskruane manuelt. Om relelyset lyser,
fungerer releet.
Fig 5.1.2 – Rele, frå venstre: KF motor venstre, KF motor høgre, Naudstopp.
1: Rele 2:hendel 3: lysdiode
28
5.2 Sveising på vogn eller skinne
Om det skal sveisast på vogna, gjer følgjande:
- Skru av brytar for UPS.
- Skru av hovudbrytar i styreskap.
- Skru av sikring til fôrvogn i sikringsskap.
- Dra ut sikringar for batteri.
Etter sveisearbeidet er ferdig:
- Sett i sikringane for batteriet.
- Slå på brytar for UPS.
- Slå på hovudbrytar i sikringsskap, og sikring for fôrvogn i sikringsskap.
5.3 Bytte av givarar
Givarar på fôrvogn:
- Skru av brytar for UPS. NB! Denne må takast av før hovudbrytar i styreskap!
- Skru av Hovudbrytar i styreskap.
- Sjå til at det ikkje er lys i berøringsskjerm.
- Skru av kabel på givar. Alle givarar på fôrvogna har hurtigkopling.
- Erstatt givar med riktig type givar.
- Skru på kabel igjen.
- Skru på brytar for UPS.
- Skru på hovudbrytar i styreskap.
29
Givarar på automatisk kraftfôrpåfylling:
NB! Dette er 230VAC på denne styringa, utbytting av givarar må gjerast av
elektrikar.
- Skru av sikring for automatisk kraftfôrpåfylling.
- mål med multimeter at spenninga på styringa er av.
- Skru frå givaren som skal byttast, og erstatt med riktig type givar.
- Fest givar og kabel forskriftsmessig.
- Skru på spenninga, og kontroller at givar fungerer.
5.4 Periodisk vedlikehald
Mekaniske deler på vogna
-
Følg vedlikehaldslista i den originale brukarrettleiinga til fôrvogna.
Posisjoneringshjul
-
Reingjer posisjoneringshjulet med jamne mellomrom. Om det legg seg mykje
skit på det, vil det bli feil i posisjonar, fordi omkretsen på hjulet blir feil. Sjekk
omkretsen på hjulet
Skinne
-
Reingjer skinne slik at det ikkje blir mykje skit som samlar seg på
posisjoneringshjulet.
Kablar
-
Sjå over alle kablar at det ikkje er skader på nokon kablar, eller at kablane ligg
i press.
Induktive givarar
-
Sett vogna i manuell og køyr vogna til start, og så til kraftfôrpåfyllingsposisjon.
Sjå til at dei induktive givarane slår inn på dei rette posisjonane, og ingen
andre stader. Juster metallet dei skal registrere om nødvendig.
Kapasativ givar kraftfôrpåfylling
-
Reingjer den kapasative givaren til kraftfôrpåfyllinga. Om det blir mykje skit på
den, vil ikkje den automatiske påfyllinga starte.
30
Budsjett
utstyr
pls
skjerm
skap
1
1
1
leverandør
Goodtech
Goodtech
Elektroskandia
ups batteri 7.4Ah
230VAC/24VDV og ups
5a
1
rs-online
1
rs-online
gsm sendar
induktiv sensor
sensor kraftfor (kap)
naudstoppbrytar
naudstoppbrytar m/boks
brytar fram/tilbake
brytar auto/man/av
lengdemålingssensor
Endebrytar
impulsbrytar
Kontaktor
Motorvern
modulbrytar
1
3
1
1
1
1
1
1
2
1
2
1
1
elfa
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
TKS-AS
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
sikring 230V/10A til 24V
forsyning
panel for brytarar
rele til kraftforskruar
Mjukstartar
lys/lydvarsling
ymse (kablar osv)
1
1
2
1
1
1
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Elektroskandia
Totalpris
antall
pris/stk
tot pris
34504
Rekneskap
Type
Antall
Pris
Elnr./artikkelnr.
Frå ELFA
Rele -230 Volt
Sokkel, rele
Trykk-knapp, rød
Trykk-knapp, grøn
Kapasitiv giver
Induktiv giver
Boks
Induktiv giver
Kabel
GSM-modul
Boks til GSM-modul
GSM-antenne
Frakt
Miljøavgift
2
2
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
37-300-58
48-079-05
35-118-60
35-118-62
37-585-47
37-578-64
50-611-36
37-575-64
44-739-43
30-905-04
30-905-06
78-401-71
1
1
1
1
1
1
1
268028
268039
917126
922558
911012
921320
3
1
1
1
1
1
1
1
1
6ES7131-4BF50
6ES7132-4BF00
6ES7138-4CA50
6ES7151-8AB01
6ES7193-4CA40
6ES7193-4CD20
6ES7193-4JA00
6ES7953-8LJ30
6AV6647-0AB111
Frå TKS
Giverfeste
Giverhjul
Mutter
Gummihjul
Vribolt til giverfeste
Fjær
Porto
Frå Goodtech
Output-kort 24Volt
Elektronikk-modul
Power-module
CPU
Terminal-module
Terminal-module
Spare-part
Memory-Card
KTP-600 basic
Frå Bravida
3-pol bryter
1-pol bryter
Veggskap
Motorvernrele
Kontaktblokk
kontaktor
trykknapp svart
Nødstopp bryter
Vender
Vender
Trykknapp-boks
Kabel m/hurtigkobling
Rele 24Volt
Induktiv giver
Endebryter
Inputkort 24V
Batteri UPS
12Volt likeretter
UPS
Ymse
Total
Inkludert mva(avrundet)
1
1
1
1
2
2
1
2
2
1
1
2
3
2
1
1
1
2
1
1421008
1421020
2401910
4162952
4163442
4163499
4303264
4303288
4303320
4303321
4303503
4313231
4334319
4350304
4350715
4510567
6613002
6644287
2866611
28235,06
35294,00
CFC 1.
CFC 2.
CFC 3.
CFC 4.
Prosjektbeskrivelse OR2-300 Hovudprosjekt
Prosjekt: Automatisering av fôrvogn
Dato: 19.1.2012
Mål
Gruppa skal automatisere ei fôrvogn. Fôrvogna er i dagleg drift. Eksisterande styring skal
bytast med ny. Styringa skal ha nokon fleire funksjonar, være meir brukarvennleg og yte
betre tryggleik.
Organisering
Oppdragsgivar: Jørgen Wik
Styringsgruppe: Joar Sande, Jørgen Wik, Marcin Fojcik, Olav Sande
Prosjektansvarleg: Joar Sande
Prosjektleiar: Torbjørn Yndestad
Gruppemedlemmer: Arne Veimo, Skjalg Oppedal
Framdriftsplan
Tysdag 03.01.12
Torsdag 19.01.12
Prosjektstart
Innlevering av prosjektbeskrivelse
Fredag 17.02.12
Innlevering av forprosjektrapport
Onsdag 23.05.12
Innlevering av sluttrapport
Fredag 25.05.12
Presentasjon m/plakat
Onsdag 06.06.12
Nettsida ferdigstilt. Opprydding ferdig.