Energie Monitoring Systeem - Ghent...

Energie Monitoring Systeem

Maarten Leloup

Promotoren: prof. ir. Jan Beyens, dhr Benny Van Doorsselaere (Ontex bvba)

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van

Master of Science in de industriële wetenschappen: elektrotechniek

Vakgroep Industriële Technologie en Constructie Voorzitter: prof. Marc Vanhaelst

Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur

Academiejaar 2014-2015

Auteursrechtelijke bescherming

‘De auteur(s) geeft (geven) de toelating deze scriptie voor raadpleging beschikbaar te stellen

en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de

beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichte

bronvermelding bij het gebruiken of aanhalen van teksten of resultaten uit deze scriptie.’

Woord vooraf

Deze Masterproef is de kers op de taart van mijn opleiding Master of Science in de industriële

wetenschappen: elektrotechniek, met als afstudeerrichting Automatisering aan Universiteit

Gent te campus Schoonmeersen Gent. Het was een leerrijke Masterproef met veel

opzoekwerk. Hierdoor heb ik geleerd om zelf problemen op te lossen wat later belangrijk zal

zijn op de werkvloer. Het schrijven en uitvoeren van deze Masterproef was niet mogelijk

geweest door verschillende personen en bij deze wil ik ze bedanken.

Eerst en vooral wil ik mijn promotor van Ontex Eeklo, Benny Van Doorsselaere, bedanken

voor het begeleiden en de steun bij het uitoefenen van deze Masterproef.

Alsook de mensen van de dienst ‘Elektriciteit & Automatisering’ voor de technische

uitvoering en de mensen van Siemens voor de documentatie en de verschillende demo’s.

Jan Beyens, mijn promotor van UGent, wil ik ook bedanken voor het begeleiden en het

opstellen van deze Masterproef.

Daarnaast wil ik ook alle studenten waarmee ik mij opleiding volbracht heb, bedanken voor

de mooie jaren en de steun.

Als laatste wil ik mijn familie en vriendin bedanken voor de steun en in het bijzonder mijn

ouders die het mogelijk gemaakt hebben dat ik deze opleiding kon volbrengen.

Maarten Leloup

Gent, 01/06/2015

Abstract

Het opzetten van een Energie Monitoring Systeem waarbij je verschillende energiemetingen

en persluchtmetingen uitvoert en deze visualiseert en rapporteert. Hoe begin je eraan? Deze

Masterproef is een uitgebreid verslag ervan in het bedrijf Ontex Eeklo.

Mijn thesis begint met een korte voorstellingen van Ontex Eeklo en de omschrijving van mijn

onderwerp.

In het tweede hoofdstuk is alle informatie terug te vinden over de PLC. Hierbij heb ik de

werking, adressering, werken met binaire getallen, programmeertalen en soorten PLC’s

besproken.

In het derde hoofdstuk heb ik TIA Portal besproken, het programmeerprogramma voor de

PLC, waarmee ik gewerkt heb.

In het vierde hoofdstuk heb ik WinCC besproken, het visualisatieprogramma waarmee ik

gewerkt heb, met de belangrijkste functies.

In het vijfde hoofdstuk wordt er een opsomming gegeven van de verschillende protocollen,

adressen en communicatiesystemen.

Vervolgens in het zesde hoofdstuk worden de verschillende communicatiekabels besproken.

In het zevende hoofdstuk wordt de Sentron PAC-meter, de energiemeter van Siemens,

uitgelegd die gebruikt wordt voor het berekenen van bepaalde energiewaarden.

Daarna wordt in het achtste hoofdstuk de Schmidt debietsensor besproken die het debiet

perslucht zal berekenen.

In het laatste hoofdstuk zullen de onderdelen van het elektrisch bord, dat enkel dient voor het

Energie Monitoring Systeem, besproken worden.

Als laatste zijn er nog een aantal bijlagen, namelijk een plattegrond van Ontex Eeklo, een

handleiding voor het programmeren in TIA Portal, een handleiding voor het programmeren in

WinCC, een handleiding voor het gebruik van de Information Server, de elektrische schema’s

en als laatste de datasheets van de verschillende componenten.

Extended Abstract The set-up of an Energy Monitoring System, where you implement several energy

measurements and pressured air measurements, visualize them and report them. Where do

you start? This thesis for my Master’s degree is an extended report thereof in the firm Ontex

in Eeklo, Belgium.

My thesis starts with a short introduction of Ontex Eeklo and the explanation of my subject.

The second chapter describes all the information on PLC. I described the function, the I/O-

addresses, working with binary code, programming languages and different kinds of PLC.

The third chapter is about TIA Portal, the programming program used for the PLC I used.

The fourth chapter is about WinCC, the program I used for visualization and its main

functions.

The fifth chapter is an enumeration of the different protocols, I/O-addresses and systems of

communication.

The sixth chapter deals with different cables used for communication.

The seventh chapter explains the Sentron PAC-meter, the Siemens energy meter used to

calculate certain energy readings.

Afterwards in the eighth chapter I give information on the Schmidt flow sensor, which

calculates the flow of pressured air used.

The ninth and last chapter explains the parts of the switchboard used for the Energy

Monitoring System.

Additional you can find some annexes, such as a ground plan of Ontex Eeklo, a manual for

programming in TIA Portal, a manual for programming in WinCC, a manual for using the

Information Server, electrical schedules and as last annex, datasheets for the different

components.

Inhoudsopave

Woord vooraf……………………………………….......………………………....…3

Abstract………………………………………………………………………………4

Extended Abstract…………………………………………………………………...5

Inhoudsopgave……………………………………………………………………….6

1 Inleiding ........................................................................................................... 8 1.1 Voorstelling van het bedrijf .................................................................................................................... 8 1.2 De opdracht ................................................................................................................................................11 1.3 De productielijnen ...................................................................................................................................12 1.4 Planning opdracht ....................................................................................................................................13

2 PLC .................................................................................................................14 2.1 Wat is een PLC? .......................................................................................................................................14 2.2 Werking van een PLC ............................................................................................................................15 2.3 Adressering binnen PLC........................................................................................................................17 2.4 Binaire getallen .........................................................................................................................................19 2.5 Programmeertalen ....................................................................................................................................22

2.5.1 Ladder (LAD) ............................................................................................................................................ 22 2.5.2 Functieblokdiagram (FDB) ................................................................................................................. 22 2.5.3 Statement List (STL) ............................................................................................................................... 23 2.5.4 Sequential Function Chart (SFC) ..................................................................................................... 23 2.5.5 Structured text (ST) ................................................................................................................................. 24

2.6 Soorten PLC's ....................................................................................................................................... …24 2.6.1 Traditionele PLC ..................................................................................................................................... 24 2.6.2 Slot PLC ...................................................................................................................................................... 25 2.6.3 Soft PLC ...................................................................................................................................................... 25 2.6.4 OPLC ............................................................................................................................................................ 25 2.6.5 Veiligheids-PLC ....................................................................................................................................... 26

3 TIA Portal .......................................................................................................27 3.1 Eigenschappen ..........................................................................................................................................27 3.2 Ontwerpomgeving ...................................................................................................................................27

4 WinCC Explorer .............................................................................................28 4.1 Wat is WinCC? .........................................................................................................................................28 4.2 Belangrijke functies ................................................................................................................................29

4.2.1 Computer .................................................................................................................................................... 29 4.2.2 Tag Management ..................................................................................................................................... 30 4.2.3 Graphics Designer .................................................................................................................................. 30 4.2.4 Alarm Logging .......................................................................................................................................... 30 4.2.5 Tag Logging ............................................................................................................................................... 31 4.2.6 Global Script ............................................................................................................................................. 31 4.2.7 Redundancy ................................................................................................................................................ 31 4.2.8 Web Navigator .......................................................................................................................................... 31 4.2.9 WebUX ......................................................................................................................................................... 31

5 Protocollen, adressen en communicatiesystemen .............................................32 5.1 Protocollen .................................................................................................................................................32

5.1.1 TCP/IP ......................................................................................................................................................... 32 5.1.2 UDP/IP ........................................................................................................................................................ 33

5.2 Adressen .....................................................................................................................................................34 5.2.1 IP-adres ....................................................................................................................................................... 34 5.2.2 Subnet Mask adres .................................................................................................................................. 35 5.2.3 MAC adres ................................................................................................................................................. 36

6 Soorten communicatiekabels ..........................................................................37

6.1 Ethernet-kabel ...........................................................................................................................................37 6.2 Crossover-kabel ........................................................................................................................................40 6.3 RS232 ..........................................................................................................................................................41 6.4 RS422 ..........................................................................................................................................................42 6.5 Industrieel Ethernet .................................................................................................................................43 6.6 Elektromagnetische interferentie (EMI) ......................................................................................43 7 Sentron PAC-meter ........................................................................................44 7.1 Inleiding ......................................................................................................................................................44 7.2 Eigenschappen ..........................................................................................................................................44 7.2 Plaatsing......................................................................................................................................................45 7.3 Aansluiting .................................................................................................................................................48 7.4 Instellen IP-adres .....................................................................................................................................50

8 Debietsensor ....................................................................................................78 8.1 Werking ......................................................................................................................................................78 8.2 Meetbereik .................................................................................................................................................78 8.3 Installatie ....................................................................................................................................................78

9 Elektrisch bord ...............................................................................................78 9.1 Stroomtransformatoren ..........................................................................................................................78

9.1.1 Werking ....................................................................................................................................................... 78 9.1.2 Uitvoeringsvormen ................................................................................................................................. 78 9.1.3 Specificaties ............................................................................................................................................... 78 9.1.4 Berekenen van de stroomtransformatoren .................................................................................... 78

9.2 Kortsluitklemmen ....................................................................................................................................78 9.3 Transformator ...........................................................................................................................................78 9.4 2-polige automaat ....................................................................................................................................78 9.5 4-polige automaat ....................................................................................................................................78 9.6 Voeding .......................................................................................................................................................78 9.7 ET200SP .....................................................................................................................................................78

9.7.1 Opbouw ET200SP ................................................................................................................................... 78 9.7.2 Analoge ingangskaart ............................................................................................................................ 78 9.7.3 AI Energy Meter....................................................................................................................................... 78

10 Algemeen besluit ...........................................................................................78

Lijst met figuren en tabellen ...............................................................................78 Bijlagen………………………………………………………………………………………………………………….. Bijlage 1: Plattegrond Ontex……………………………………………………………………….. Bijlage 2: Handleiding TIA Portal…………………………………………………………………. Bijlage 3: Handleiding WinCC………………………………………………………………………. Bijlage 4: Handleiding Information Server 2013………………………………………….. Bijlage 5: Overzicht elektrisch bord…………………………………………………………….. Bijlage 6: Elektrische schema's……………………………………………………………………. Bijlage 7: Datasheets…………………………………………………………………………………..

8

1 Inleiding

1.1 Voorstelling van het bedrijf

Ontex Eeklo is één van de productievestigingen van de Ontex Globalgroep, de Europese

marktleider in wegwerphygiëneproducten voor de private label-sector. Ontex biedt een breed

gamma aan babyverzorgingsproducten (luiers,

broekluiers en vochtige doekjes), dameshygiëne

(maandverbanden, inlegkruisjes en tampons) en

incontinentieproducten voor volwassenen waarbij

kwaliteit en innovatie steeds centraal staan. Alle

producten van Ontex worden onder zowel eigen Ontex-

merken als private labels gefabriceerd. De hoofdzetel

van Ontex Global voor België is gevestigd in Aalst. De

CEO van Ontex global is de heer Charles Bouaziz.

Ontex Global heeft vestigingen verspreid over de hele

wereld.

België:

Aalst

Buggenhout

Eeklo

Frankrijk:

Arras

Villefranche sur Saône

Verenigd Koninkrijk:

Corby

Hertfordshire

Duitsland:

Mayen

Lotte

Grosspostwitz

Polen:

Lodz

Figuur 1: Logo Ontex (Ontex, 2015)

9

Spanje:

Segovia

Marokko:

Cassablanca

Algerije:

Algiers

Italië:

Brescia

Grandate

Ortona

Tsjechië:

Turnov

Oekraïne:

Kyiv

Rusland:

Moscow

Noginsk

Turkije:

Istanbul

Kazakstan:

Almaty

Pakistan:

Karachi

China:

Yangzhou

10

Australië:

Milton Brisbane

Eastern Creek

Ontex Eeklo

Het bedrijf Ontex Eeklo werd gesticht in1976 onder de naam Eutima, die toen deel uitmaakte

van de groep “Georgia Pacific”. Men maakte er toen dameshygiëneproducten en babyluiers

totdat de Ontexgroep deze overnam. In 1997 werd de site dus overgenomen door de

Ontexgroep. Zoals eerder vermeld heeft België drie vestigingen namelijk de hoofdzetel in

Aalst en twee productievestigingen en Eeklo en Buggenhout. In 2000 werd er een nieuwe

productiehal geopend waardoor de productiecapaciteit verdubbelde. In Eeklo produceert men

op 22 productielijnen babyluiers, babybroekjes, maandverbanden en inlegkruisjes.

Figuur 2: Ontex Eeklo (Taptoe, 2015)

11

1.2 De opdracht

Doordat de vraag naar energie stijgt en de voorraad fossiele brandstoffen daalt, is het

controleren van het energieverbruik zeer belangrijk. Een gevolg daarvan is dat de

energieprijzen zullen stijgen en de milieuvoorschriften strenger worden voor bedrijven.

Daarom heeft Ontex Eeklo besloten om een energiemonitoringssysteem te implementeren in

hun productiehallen. Dit systeem moet het mogelijk maken om op een overzichtelijke manier

het energieverbruik van de verschillende productielijnen in kaart te brengen om zo een exacte

energiekost te bepalen. Hier gaat het om elektrisch verbruik en persluchtverbruik wat de twee

grootste energiebronnen zijn binnen de site. Nog een reden waarom ze dit

energiemonitoringssysteem willen implementeren is om te voldoen aan de norm ISO 50001.

ISO 50001

ISO staat voor International Organization for Standardization. De ISO 50001-norm is de norm

omtrent energiemanagementsystemen. Hierbij is het de bedoeling om zuiniger om te gaan met

energie en daarbij de energie-efficiëntie te verhogen. Verder is het beter voor het milieu en

zullen de energiekosten beperkt worden.

ISO 50001 is de internationale opvolger van het Europese EN 16001 norm. Bedrijven die de

ISO 50001 norm bezitten, hebben alleen maar voordelen.

Met een energiemanagementsysteem zoals in deze Masterproef kan je overzichtelijk je

energieverbruik en je energiekosten weergeven. Daaruit kan je gemakkelijk afleiden hoe je

het verbruik kan verminderen wat ook gepaard gaat met een lagere energiefactuur. Verder

kunnen bedrijven die ISO 50001 implementeren, een certificaat aanvragen wat een bewijs is

naar hun klanten toe dat ze belangrijke inspanningen leveren voor het milieu.

Mijn opdracht:

Opmaken van een planning van de opdracht

Het bepalen van de positie van de meeteenheden binnen de installatie

Opzetten van netwerkverbindingen met meeteenheden elektriciteit en perslucht

Data capteren in PLC en pushen naar WinCC server waar men dan een

dashboard heeft met alle data actueel

Rapporten genereren

12

1.3 De productielijnen

In totaal zijn er 22 productielijnen verspreid over twee productiehallen. In de eerste

productiehal staan de oudere productielijnen met o.a. Siemens S5 en Mitsubishi A2 PLC’s.

Waar er in de tweede productiehal meestal met de Siemens S7 en de Mitsubishi Q PLC

gewerkt wordt. De naam van de productielijn is een afkorting voor het product of het merk.

Bijvoorbeeld PS staat voor ‘Protège-slips’ en UP staat voor ‘Ultra Plus’.

Hieronder vind je een lijst met alle productielijnen volgens volgorde van plaats.

3WD2

3D27

3D23

3WD1

3IK8

3W3

3PS1

3SUPER

3PS3

3UM1

3UM2

3IK5

3DP2

3WD4

3UP4

3UP8

3IK7

3DP1

3UP6

3UP7

3DP3

3D21

Het is de bedoeling dat al deze productielijnen voorzien worden van een

energiemonitoringssysteem.

13

1.4 Planning opdracht

Voordat ik effectief kon beginnen met het uitvoeren van de werken en het plaatsen van de

verschillende meeteenheden was het belangrijk voor zowel mezelf als voor het bedrijf dat ik

een planning zou opmaken.

Het grootste probleem om de planning op te maken binnen het bedrijf is dat de

productielijnen voor sommige aanpassingen stilgelegd moeten worden. Een productielijn

stilleggen gaat natuurlijk gepaard met een kostenplaatje. Daarvoor worden productielijnen

enkel stilgelegd tijdens de geplande ‘revisies’. Tijdens deze revisies is het dan voor de

verschillende diensten binnen het bedrijf de unieke kans om aanpassingen te doen. Dus soms

was het een paar weken wachten tot ik een aanpassing kon doen. Ook daarmee moest ik

rekening houden met het opstellen van een goede planning.

Vanuit het bedrijf werd gevraagd om bepaalde productielijnen zeker te voorzien van het

energiemonitoringssysteem omdat het onmogelijk is om dit voor het volledige bedrijf te doen

aangezien de tijd te beperkt was. Dus het was de bedoeling om een paar productielijnen te

voorzien en een goede handleiding te schrijven zodat mijn project in de toekomst kan verder

gezet worden door iemand van de dienst Elektriciteit & Automatisering.

De aanpassingen die uitgevoerd moeten worden zijn:

Het plaatsen van een PAC-meter

Het aansluiten van deze PAC-meter

Het plaatsen van stroomtransformatoren

Het plaatsen van het energievoorzieningsbord

Het plaatsen van de ET200SP-module

Het plaatsen van een persluchtmeter

Verder zullen al deze componenten uitgebreid aan bod komen.

14

2 PLC

De PLC die ik gebruikt heb is van de Siemens S7-1500 reeks. Deze PLC dient om de data

komende van we verschillende productielijnen te capteren en door te sturen naar WinCC, het

visualisatieprogramma.

2.1 Wat is een PLC?

PLC staat voor Programmable Logic Controller (Programmeerbare Logische Eenheid). Dit is

eigenlijk een elektrisch apparaat met een microprocessor dat op basis van de informatie op

zijn verschillende ingangen, zijn uitgangen aanstuurt. Het werkt aan de hand van een

geschreven programma (Programmable) dat je via software naar het programmageheugen

verstuurt. Er wordt gebruik gemaakt van logische functies (Logic) in het programma. De

hoofdfunctie van een PLC is het aansturen van machines (Controller).

Figuur 3: Opbouw PLC

Een PLC bestaat standaard uit:

Voeding

De meeste PLC's werken op een veiligheidsspanning van 24V. Ook de meeste

sensoren werken op deze spanning.

CPU

CPU staat voor Central Processing Unit en is eigenlijk de PLC. De CPU bestaat uit:

een processor, een programmageheugen, accumulator, PII- en PIQ-register,

programma voor opstarten en controle van de PLC en interface voor data-uitwisseling

tussen I/O modules en PII- en PIQ-register.

Ingangskaart

Dit zijn modules waarop men de ingangen aansluit. We maken een onderscheid tussen

analoge en digitale kaarten. Ze werken ook op 24V DC.

15

Uitgangskaart

Dit zijn de modules waarop men de uitgangen aansluit. Ook hier maken we een

onderscheid tussen analoge en digitale. Bij een digitale uitgangskaart is

uitgangsspanning 0V of 24V. Bij een analoge uitgangskaart kan men spanning of

stroom aan de uitgang hebben. Het spanningsgebied is 0V-10V ofwel -10V-10V. Als

we het stroomgebied bekijken is dit 0mA-20mA ofwel 4mA-20mA.

Extra modules

Men kan nog extra modules toevoegen: ethernetkaart, energiemodule,….

2.2 Werking van een PLC

Een PLC doorloopt intern voortdurend een vaste, voorgeprogrammeerde cyclus. Deze cyclus

bestaat uit deze 6 belangrijke stappen:

Figuur 4: Werking PLC

16

Stap 1: Start?

Voor dat men de cyclus kan starten moet er een overgang zijn van de Stop-fase naar de Run-

fase.

Stap 2: PIQ (Process Image Output) register op 0 zetten

Hier zal het PIQ register op 0 gezet worden. Dit geeft als gevolg dat alle uitgangen laag

worden gezet m.a.w. ze worden op 0 gezet.

Stap 3: Start cyclustijdbewaking

De cyclustijd is de tijd die nodig is om een volledige cyclus uit te voeren. Als de cyclustijd

groter wordt dan de maximaal ingestelde waarde dan zal de PLC zich in Stopfase begeven.

Stap 4: PII (Process Image Input) register inlezen

Aan het begin van elke cyclus kijkt de PLC naar de waarden van de ingangen, om te bepalen

of deze aan of uit staan. De PLC slaat deze gegevens op in het PII register om deze te kunnen

gebruiken tijdens deze cyclus.

Stap 5: Instructies

Nu gaat de PLC het programma instructie per instructie uitvoeren. Doordat de PLC een

overzicht heeft van alle ingangen die aan en uit zijn aan de hand van de vorige stap kan de

PLC nu beslissen welke uitgangen en/of functies moeten ingeschakeld worden. De PLC zal

nu deze resultaten van zijn berekeningen opslaan in het PIQ register om deze dan te kunnen

gebruiken bij de volgende stap.

Stap 6: PIQ register overdragen

Nu gaat de PLC de toestanden van de uitgangen bijwerken aan de hand van het PIQ register.

17

Na het uitvoeren van de deze stap, keert de PLC terug naar de cyclustijdbewaking en wordt de

cyclus continue herhaald.

Figuur 5: PII- en PIQ-register (Acro, 2014)

PII staat voor “Process Image Input” en PIQ staat voor “Process Image Output”. In

bovenstaand voorbeeld is I2.0 in het PII-register geset en door het programma zal Q4.3 geset

worden in het PIQ-register.

2.3 Adressering binnen PLC

Een bit is de kleinste eenheid binnen het binair stelsel. De waarde is 0 of 1. Een nibble bestaat

uit 4 bits, een byte uit 8 en een word uit 16. MSB staat voor “Most Significant Bit” en LSB

voor “Least Significant Bit”. Een schematische voorstelling wordt weergegeven in

onderstaande Figuur.

Figuur 6: Voorstelling bit

18

De instructieopbouw bestaat als volgt.

Figuur 7: Instructie opbouw

De operatie bestaat uit:

A: EN-functie

LD: Laden

O: OF-functie

N: NIET-functie

S: Set-functie

R: Reset-functie

=: Toewijzen

Het operand kenteken bestaat uit:

I: Ingang

Q: Uitgang

M: Merker

SM: Speciale merker

T: Tijdfunctie

C: Counters

V: Variabele willekeurige getallen

19

2.4 Binaire getallen

Een binair getal bestaat uit verschillende bits. Een bit heeft ofwel waarde 1 ofwel waarde 0.

Als we een n-bit getal hebben dan hebben we 2n verschillende adressen en is onze maximale

waarde 2n-1.

Bijvoorbeeld een 3-bit getal:

000

001

010 We hebben 23 = 8 verschillende adressen.

011 De maximale waarde is 23-1= 7.

101 111=22+21+2°=7.

100

110

111

Omzetten van decimaal naar binair:

Bv.: 140 (140)d=(10001100)2

Rest

140/2= 70 0 20

70/2= 35 0 21

35/2= 17 1 22

17/2= 8 1 23

8/2= 4 0 24

4/2=2 0 25

2/2= 1 0 26

1/2= 0 1 27

Tabel 1: Decimaal naar binair (140)

20

Bv.: 60

Rest

60/2= 30 0 20

30/2= 15 0 21

15/2= 7 1 22

7/2= 3 1 23

3/2= 1 1 24

1/2=0 1 25

Tabel 2: Decimaal naar binair (60)

(60)d=(00111100)2

Bewerkingen met binaire getallen:

(140)d+(60)d=(200)d

1 0 0 0 1 1 0 0

+ 0 0 1 1 1 1 0 0

= 1 1 0 0 1 0 0 0 -> 27+26+23=200

Om een negatief getal te kunnen maken nemen we het 2-compliment van het positief getal.

Hierbij gaan we de inverse nemen en vermeerderen met 1.

Bv.: -60

(60)d=(00111100)2

(-60)d=(11000100)2

21

Dus nu kunnen we ook het verschil van 2 binaire getallen bepalen door de som te nemen van

een getal en het 2-compliment van het andere getal.

(140)d-(60)d=(80)d

1 0 0 0 1 1 0 0

+ 1 1 0 0 0 1 0 0

= 1 0 1 0 1 0 0 0 0 -> 24+26= 80

De eerste “1” is een overflow dus die moeten we niet in rekening brengen.

Stel nu dat we het 2-compliment hebben van een getal en we willen het positieve getal

vinden dan gaan we als volgt te werk.

Bv.: -63 en we zoeken 63

Stap 1: som van (-60)d en (-1)d

(-60)d=(11000100)2

(-1)d=(11111111)2

1 1 0 0 0 1 0 0

+ 1 1 1 1 1 1 1 1

= 1 1 1 0 0 0 0 1 1

Stap 2: De uitkomst inverteren

(111000011)2 inverteren -> (00111100)2=(60)d

22

2.5 Programmeertalen

In Ontex Global worden verschillende programmeertalen gebruikt. Dit komt omdat men met

verschillende merken van PLC’s werkt. Niet alle merken kunnen geprogrammeerd worden

met dezelfde programmeertaal. Verder hangt de keuze van programmeertaal af van

programmeur tot programmeur, waardoor we een mix krijgen van programmeertalen binnen

Ontex Global. Ik heb gekozen om te programmeren in FDB.

2.5.1 Ladder (LAD)

Deze programmeertaal gebruikt men bij de

Mitsubishi PLC’s binnen Ontex Eeklo. Deze

programmeertaal is gebaseerd op elektrische

schema's. De stroombanen worden horizontaal

en onder elkaar gerangschikt.

Voordelen:

eenvoudig leesbaar;

elektrische schema's kunnen gebruikt worden;

compatibel voor andere type PLC's.

Nadelen:

geen complexere bewerkingen mogelijk;

langere programma's.

2.5.2 Functieblokdiagram (FDB)

Deze programmeertaal gebruikt men vooral bij

Siemens PLC’s binnen Ontex Eeklo. Deze

programmeertaal is gebaseerd op de logische

bouwstenen van de elektronica. Deze wordt

vooral gebruikt bij grotere PLC's om snel een

overzicht te kunnen bekomen van het programma.

Voordelen:

gestructureerde opbouw;

logische opbouw;

kennis van logische bouwstenen volstaat.

Figuur 8: Ladderdiagram (VTI, 2015)

Figuur 9: Functieblokdiagram (VTI, 2015)

23

Nadelen:

geen complexere bewerkingen mogelijk;

langere programma's;

maximum 6 symbolen na elkaar per FDB.

2.5.3 Statement List (STL)

Deze programmeertaal werd ook gebruikt binnen Ontex Eeklo

maar dan vooral voor de Mitsubishi PLC’s. Deze programmeertaal

is gebaseerd op het programmeren van CPU in assembler. Dit is

de basis programmeertaal van de PLC. Alle mogelijke

programmeertalen kunnen geconverteerd worden naar STL.

Voordelen:

basis programmeertaal voor PLC;

korte instructies.

Nadelen:

moeilijke programmeertaal;

niet overzichtelijk.

2.5.4 Sequential Function Chart (SFC)

Deze programmeertaal werd niet gebruikt binnen

Ontex Eeklo. Deze programmeertaal is ontworpen

voor programma's waar een bepaalde volgorde van

het aansturen van belang is.

Voordelen:

programmeren is eenvoudig;

overzichtelijk programma.

Nadelen:

niet alle PLC’s kunnen SFC verwerken.

Figuur 10: Statement List (VTI, 2015)

Figuur 11: Sequential Function Chart (VTI, 2015)

24

2.5.5 Structured text (ST)

Deze programmeertaal werd tevens ook niet toegepast

binnen Ontex Eeklo. Deze programmeertaal is gebaseerd

op het programmeren in Visual Basic. Dit is de enigste

programmeertaal die het mogelijk maakt om lussen te

programmeren.

Voordelen:

leesbaarheid is beter dan in STL;

complexere bewerking mogelijk.

Nadelen:

kennis van hogere programmeertaal is nodig;

een oneindige lus programmeren kan PLC in storing brengen.

2.6 Soorten PLC's

Zoals al reeds aangehaald heeft Ontex Eeklo een ruim assortiment aan PLC’s.

2.6.1 Traditionele PLC

Deze PLC kan volledig zelfstandig werken en

bezit over een eigen voeding en geheugen. Het

programma wordt geschreven op een PC en kan

via een kabel, geheugenkaartje, USB, netwerk

of draadloos overgebracht worden naar de PLC.

Voordelen:

Het is robuust;

Het is bedrijfszeker;

Flexibele configuratie door gebruik van verschillende modules.

Figuur 12: Structured Text (Microdigit, 2015)

Figuur 13: Traditionele PLC (Siemens, 2015)

25

2.6.2 Slot PLC

Dit is een PCI-kaart, die in een PC kan gestoken worden. Deze

PLC heeft een eigen processoren geheugen en werkt

onafhankelijk van de PC.

Voordelen:

Configuratie van PC wordt benut;

PLC kan gebruikt maken van software die op PC staat.

Nadeel:

Als PC uitstaat, werkt de PLC niet.

2.6.3 Soft PLC

Dit is een PLC die op een PC draait als software. Het

verschil tussen een Slot PLC en een Soft PLC is dat een

Soft PLC wel gebruikt maakt van alle componenten van de

PC zoals processor, geheugen, voeding,....

Voordeel:

PLC maakt gebruik van alle componenten van PLC.

Nadeel:

Niet interessant voor tijdkritische processen: de PLC de processortijd moet

delen met de PC.

2.6.4 OPLC

Dit is een operating panel PLC en is eigenlijk een

PLC met ingebouwde HMI. Deze bestaat uit een

toetsenbord met scherm of een touch panel.

Voordeel:

Visualisatie mogelijk.

Figuur 14: Slot PLC

(Siemens, 2015)

Figuur 15: Soft PLC (SoftPLC, 2015)

Figuur 16: OPLC (Elektronikforumet, 2015)

26

2.6.5 Veiligheids-PLC

Dit zijn PLC's speciaal ontworpen voor het implementeren van

veiligheidssystemen.

Voordeel:

Veiligheidsfuncties zitten in de PLC.

Nadeel:

Bij grote installaties kan men hinder ondervinden bij

de veiligheidsfuncties bij het opstarten.

Er bestaan veel PLC-merken. De bekendste zijn: Allen Bradley, Kloeckner- Moeller,

Mitsubishi, Omron, Phoenix Contact, Schneider, Siemens en WAGO. Voor de data te capteren

en door te sturen naar WinCC was het voldoende om een traditionele PLC (zie punt 2.6.1.) te

gebruiken. Hierbij hebben we gekozen voor de nieuwste reeks van de Siemens PLC’s

namelijk de S7-1500 reeks.

Figuur 17: Veiligheids-PLC

(Wurldtech, 2015)

27

3 TIA Portal

Met de komst van de nieuwe S7-1200 en de S7-1500 reeks van de Siemens PLC’s heeft

Siemens ook een nieuw softwareplatform ontworpen namelijk TIA Portal. TIA Portal staan

voor Totally Integrated Automation Portal en is bedoeld om de nieuwe S7-1200, S7-1500 en

de nieuwe generatie HMI-panels te programmeren maar ook hun voorhangers namelijk de S7-

300 en de S7-400. TIA Portal geeft meer functionaliteit en flexibiliteit dan de klassieke

Simatic Manager.

3.1 Eigenschappen

De voordelen van TIA Portal:

Vereenvoudiging van de diagnosefuncties;

Eenvoudiger aanmaken en beheren van projecten;

Alle bouwstenen die gewijzigd worden, zullen worden gedownload.

De nadelen van TIA Portal:

Alle bouwstenen die gewijzigd worden, zullen worden gedownload;

TIA Portal ondersteunt geen hardwarecomponenten van voor oktober 2007.

3.2 Ontwerpomgeving

De nieuwe ontwerpomgeving TIA Portal vat alle software omtrent automatisatie samen in één

gebruiksvriendelijke grafische interface. Het is het eerste softwarepakket dat op het principe

werkt van ‘één ontwerpomgeving, één softwareproject’ en hiermee is TIA Portal een mijlpaal

binnen de automatisatie.

TIA Portal omvat dus volgende software:

Programmatie van HMI-panels

Online en diagnose-pakket

Configuratie van netwerken

Programmatie van PLC’s

Configureren van drives

Technologisch programmeren

Figuur 18: TIA Portal (Xiak, 2015)

28

4 WinCC Explorer

Om bepaalde waarden van de PLC te visualiseren moet er gebruik

gemaakt worden van een visualisatiepakket. Bij Ontex Eeklo heeft

men gekozen voor een visualisatiepakket van Siemens, namelijk

WinCC Explorer v7.3.

4.1 Wat is WinCC?

WinCC is een krachtig HMI-systeem. HMI staat

voor Human Machine Interface wat eigenlijk de

interface tussen de operator en het proces

voorstelt. Het automatiseringsproces (AS) behoudt

de controle over het proces. De operator is in staat

om het proces op te volgen en indien nodig bij te

sturen.

“WinCC wordt gebruikt om het proces te visualiseren en een grafische interface te

ontwikkelen voor de besturing van het proces.

WinCC maakt het mogelijk om de operator een grafische weergave van het

proces weer te geven;

Deze weergave wordt aangepast telkens als er een statusverandering

plaatsvindt in het proces;

WinCC maakt het mogelijk voor de operator om het proces te

controleren;

WinCC maakt het mogelijk om alarmen weer te geven;

WinCC maakt het mogelijk om al de proceswaarden af te drukken of

elektronisch bij te houden in archieven.

We kunnen verschillende eigenschappen onderscheiden van WinCC:

WinCC is makkelijk toe te passen in automatiseringsprojecten;

WinCC-gegevens kunnen geïnterfacet worden met o.a. MES- en ERP pakketten of

zelfs met programma's zoals MS Excel;

WinCC maakt het mogelijk om eigen programma's te schrijven;

De configuratie in WinCC kan op elk ogenblik aangepast worden;

WinCC is een Internet-compatibel HMI-systeem;

Grote keuze uit configuratiemogelijkheden;

WinCC is optimaal aanpasbaar naar eigen vereisten.”1

1 Captatie van data in een proces netwerk en visualiseren in een office netwerk (2006). Geraadpleegd op 6

februari 2015 via

http://doks.khk.be/eindwerk/do/files/FiSe413ebf17093f9ba2010943d675be1285/thesis2006697.pdf?recordId=S

KHK413ebf17093f9ba2010943d675be1284

Figuur 19: WinCC (Disec, 2015)

Figuur 20: WinCC aansluiting (Siemens, 2015)

http://doks.khk.be/eindwerk/do/files/FiSe413ebf17093f9ba2010943d675be1285/thesis2006697.pdf?recordId=SKHK413ebf17093f9ba2010943d675be1284

http://doks.khk.be/eindwerk/do/files/FiSe413ebf17093f9ba2010943d675be1285/thesis2006697.pdf?recordId=SKHK413ebf17093f9ba2010943d675be1284

29

4.2 Belangrijke functies

Nadat we een nieuw project hebben aangemaakt krijgen we een volgend scherm te zien. Dit is

het hoofdmenu van WinCC en van hieruit kunnen we verschillende functies gebruiken. Hier

komen enkel de belangrijkste functies aan bod.

Figuur 21: WinCC functies

4.2.1 Computer

Hier moeten we de juiste server instellen. Ontex Eeklo heeft een aparte server waar o.a.

WinCC op draait.

30

4.2.2 Tag Management

Bij het tabblad ‘Tag Management’ kan men de verbinding met de verschillende PLC’s tot

stand brengen. Dit gebeurt door het kiezen van de juiste ‘communication driver’. Niet alle

merken van PLC’s gebruiken dezelfde driver om met WinCC te kunnen communiceren. Om

met de S7-1500 PLC te kunnen communiceren is de ‘Simatic S-1200, S7-1500 Channel’

driver vereist.

In deze drivers worden dan de tags ingegeven die uit de PLC’s binnen gelezen moeten

worden.

Figuur 22: SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel (Myforum, 2015)

4.2.3 Graphics Designer

Hierin worden de uiteindelijke visualisatieschermen ontworpen. Hier kan men de data

weergeven onder de vorm van getallen, tekst, het veranderen van kleur of door middel van

een figuur. Het eerste scherm dat we gaan maken is het startscherm waarbij je een keuze kan

maken tussen enerzijds het ‘Energie Monitioring Systeem’ en anderzijds een ander project

binnen de dienst Automatisatie namelijk MES-project. De daarop volgende schermen moeten

een overzichtelijk beeld geven van de productielijnen met hun respectievelijke energie- en

perslucht verbruiken.

4.2.4 Alarm Logging

Met deze functie kunnen alarmen, waarschuwingen en wijzigingen die zich voortdoen op de

machine, weergegeven worden. Aangezien bij ingewikkelde machines er veel alarmen,

waarschuwingen en wijzigingen zich kunnen voordoen is het manueel ingeven een tijdrovend

werk. Om dit op een vluggere manier mogelijk te maken, schrijven we alle alarmen uit in een

MS Excel-file en vervolgens slaan we dit op als een .csv file (Comma Seperated Values). Dit

maakt het mogelijk om de alarmen makkelijk te importeren. Door in het project zelf een apart

blad aan te maken om alarmen weer te geven is het makkelijker voor de operator om uit te

zoeken waar het probleem zicht voordoet. Verder is het ook mogelijk om met verschillende

kleuren te werken waarbij het verschil tussen een alarm en een waarschuwing visueel

duidelijker is.

31

4.2.5 Tag Logging

Met deze functie is het mogelijk bepaalde tags in functie van de tijd bij te houden in een

database. Hiermee kunnen we het verloop van die data in functie van de tijd weergeven in

verschillende grafieken, wat het voordeel heeft van een mooi overzicht te krijgen van

mogelijke stilstanden van een machine. Ook hier moeten we de juiste tags die nodig zijn

invoeren.

4.2.6 Global Script

Dit is een zeer belangrijke functie binnen WinCC. Met scripts maakt men het mogelijk om

iets toe te kennen aan een object, bijvoorbeeld een knop. Deze knoppen kunnen dan een

nieuw venster oproepen die bepaalde waarden of grafieken gaan weergeven. Al deze acties

zullen worden geprogrammeerd via ‘Global Scripts’.

4.2.7 Redundancy

Met deze functie kan WinCC redundant opgesteld worden. Hierbij werkt men met twee

servers. Wanneer er één van de twee uitvalt door één of andere reden, dan zal deze

overschakelen naar de andere. Hierdoor is men zeker dat er continu communicatie van PLC

naar WinCC mogelijk is zonder verlies van data.

4.2.8 Web Navigator

Met deze functie kan men via Internet Explorer het WinCC programma overnemen. Dit door

naar de site http://(hier vul je het IP-adres van de WinCC-server in). Het voordeel is dat men

dan het WinCC-project niet kan stoppen vanaf Internet Explorer. Ook is het mogelijk om een

wachtwoord toe te kennen.

4.2.9 WebUX

Een nieuwe functie binnen WinCC v7.3 is de applicatie WebUX. Met deze applicatie is het

mogelijk om visualisatieschermen aan te maken en deze via een smartphone of tablet te

bekijken. Door naar de juiste site te surfen: het IP-adres van de server gevolgd door het

poortnummer dat instaat voor WebUX.

32

5 Protocollen, adressen en communicatiesystemen

5.1 Protocollen

5.1.1 TCP/IP

Transmission Control Protocol (TCP) is het bekendste internetprotocol. IP staat voor Internet

Protocol. Het is gebaseerd op het OSI-model. Het OSI model is een theoretisch model voor

netwerkcommunicatie, waarbij elke laag een bepaalde functie van het netwerk voorstelt. Het

OSI-model of het 7-lagen model bestaat uit 7 lagen, het TCP/IP model bestaat tevens uit 4

lagen.

Figuur 23: OSI-model en TCP/IP

Zoals bovenstaande figuur weergeeft, bestaat het TCP/IP-model uit 4 lagen namelijk:

Applicatie

Deze laag bezit o.a. FTP protocol (File Transfer Protocol) en SMTP (Simple Mail

Transfer Protocol). Als we bijvoorbeeld een e-mail van een mailserver willen

downloaden dan maken we gebruik van de SMTP dus van de applicatielaag.

33

Transport

Deze maakt de data-uitwisseling tussen de hosts op het internet mogelijk. Hier wordt

gebruikt gemaakt van o.a. UDP- en TCP-protocol.

Internet of netwerk

Deze laag bestaat uit het IP-protocol. Deze maakt het mogelijk om het verzenden van

de data ongeacht het type data en het protocol.

Netwerk-Interface

Deze netwerk-interfacelaag geeft aan hoe het internetprotocol gebruik moet maken

van andere protocollen en netwerken. Deze laag is verantwoordelijk voor het plaatsen

en opnemen van data van een medium.

Hieronder ziet men de verschillende protocollen die gebruikt worden binnen de verschillende

lagen van het TCP/IP-model.

Figuur 24: Verschillende protocollen in TCP/IP-model (R.J. van der Beek, 2015)

Dit protocol (TCP/IP) wordt gebruikt als men zeker wil zijn dat de datagegevens aankomen

wat tevens wel overeenkomt met een tragere communicatie. TCP is betrouwbaarder dan UDP

maar is dus wel minder snel.

5.1.2 UDP/IP

User Datagram Protocol is een basisprotocol van het internet. Een UDP-bericht bestaat uit een

header en een datadeel. De header bestaat uit: bron, bestemming, lengte en controle.

Figuur 25: UDP-bericht (Wikipedia, 2015)

Dit protocol wordt gebruikt in processen waar de overdracht snel moet gaan (zoals telefoon,

video,…) Nadeel van dit protocol is dat het minder betrouwbaar is dan de TCP/IP. En tevens

kan de UDP niet garanderen dat de gegevens werkelijk zijn aangekomen.

34

5.2 Adressen

5.2.1 IP-adres

IP staat voor 'Internet Protocol' zoals eerder vermeld. Het IP-adres is een adres dat een

netwerkkaart van een host binnen een netwerk krijgt. Elke gebruiker die verbonden is met een

netwerk heeft een IP-adres, dat zichtbaar is voor alle gebruikers op dit netwerk. Het bestaat

uit 4 keer 3 cijfers gescheiden door “.”. De PAC-meters en ET200SP-modules werden

gevonden of geconfigureerd volgens een IP-adres. Een voorbeeld van een IP-adres:

192.168.4.24.

We hebben 5 soorten IP-adresklassen:

Figuur 26: IP-adressen (Marc Persiau, 2015)

Klasse A:

Deze worden gebruikt bij netwerken waarvan het aantal hosts groot is. Het Netwerk

ID bestaat uit 7bits en de Host ID uit 24bits. Het aantal mogelijke netwerken is 126

(27 − 2)en het aantal hosts is 16.777.214 (224 − 2). Men doet telkens '-2' omdat 0 en

127 niet meetellen. Het is een klasse met weinig aantal netwerken maar met veel

gebruikers.

Klasse B:

Deze worden gebruikt bij iets meer netwerken en iets minder gebruikers. Het Netwerk

ID bestaat uit 14bits en het Host ID uit 16bits. Het aantal mogelijke netwerken is

16.384(214 − 2)en het aantal hosts is 65.534 (216 − 2).

Klasse C:

Deze netwerken worden gebruikt bij veel netwerken maar weinig gebruikers. Het

Netwerk ID bestaat uit 21bits en het Host ID uit 8bits. Het aantal mogelijke netwerken

is 2.097.152(221 − 2) en het aantal hosts is 254(28 − 2).

35

Klasse D:

Deze klasse wordt gereserveerd voor multicast-groepen. Een multicast-groep kan

bestaan uit geen, één of meerdere hosts. De eerste 4 vier bits liggen vast, namelijk

1110, en de volgende 28bits vormen de Multicast-groep ID.

Klasse E:

Deze klasse wordt voorbehouden voor de toekomst.

Gebruikte IP-adressen

Voor het toekennen van IP-adressen werd gebruik gemaakt van een bepaalde logica. Deze

logica maakt het mogelijk indien er ergens een fout zich voordoet, dat men vlug kan

achterhalen welke PAC-meter of ET200SP-module defect of losgekoppeld is van het netwerk.

Zoals eerder vermeld bestaat een IP-adres uit 4 keer 3 cijfers. Een voorbeeld van de gebruikte

logica is: 10.43.160.2.

5.2.2 Subnet Mask-adres

Dit is een adres dat bestaat uit 32bits. Het dient eigenlijk om een deel van het IP-adres te

verbergen zodanig dat het Netwerk ID kan onderscheiden worden van de Host ID. Elke

gebruiker die op een netwerk zit, moet een Subnet Mask hebben. Hieronder zien we een lijst

van de adresklassen met de overeenkomstige Subnet Mask-adressen. Bij Ontex Eeklo was dit

altijd 255.255.255.0.

Figuur 27: Subnet Mask-adressen (Marc Persiau, 2015)

Deze Subnet Mask-adressen kunnen we gaan berekenen. Dit doen we door te kijken wat het

hoogste en laagste IP-adres binnen ons netwerk is. Vervolgens zetten we deze onder elkaar in

binaire vorm. Zijn de twee binaire getallen die onder elkaar staan gelijk dan schrijven we een

1, als deze verschillend zijn dan schrijven we een 0. Dit binair getal dat we uitkomen, is onze

Subnet Mask-adres.

Voor Ontex Eeklo is dit het volgende.

Laagste: 00001010.00101011.10100000.00000000 (10.43.160.0)

Hoogste: 00001010.00101011.10100000.11111111 (10.43.160.255)

Subnet Mask: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)

36

5.2.3 MAC adres

MAC staat voor 'Media Access Control'. Het MAC-adres is een uniek adres dat een gebruiker

in een ethernet-netwerk krijgt. Dit adres is zoals gezegd uniek en wordt meestal voorgesteld in

hexadecimale vorm. Het bestaat uit 6 keer 2 karakters gescheiden door “:”. De ET200SP-

modules werden gevonden volgens hun MAC adres. Een voorbeeld van een MAC-adres:

C4:17:FE:B3:B6:C9.

6 Soorten communicatiekabels

6.1 Ethernet-kabel

Hieronder maken we een onderscheid tussen UTP, FTP en STP.

UTP: Unshielded Twisted Pair. Deze heeft geen afscherming tegen

elektromagnetisme. Deze wordt vooral gebruikt voor computernetwerken.

Figuur 28: UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)

FTP: Foiled Twisted Pair. Dit is eigenlijk een UTP met een folie als

beschermlaag tegen elektromagnetische interferentie.

Figuur 29: FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)

38

STP: Shielded Twisted Pair. Deze heeft een elektromagnetische bescherming per

aderpaar. Deze wordt vooral gebruikt in token-ringnetwerken.

Figuur 30: STP-kabel (Netwerkproducten, 2015)

S/FTP: Deze heeft vlechtwerk als kabelbescherming en een folie als

aderparenafscherming. Dit is eigenlijk een combinatie van STP en FTP.

Figuur 31: S/FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)

39

SF/UTP: Deze heeft een folie en vlechtwerk als kabelbescherming en geen

aderparenafscherming.

Figuur 32: SF/UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015)

Binnen de Ethernet-kabels maken we onderscheid tussen verschillende types. Dit zijn de 2

belangrijkste:

UTP Cat5e: Deze heeft snelheden tot 1000 Mbit/s en wordt gebruikt voor 1 Gb

transport.

UTP Cat6: Deze heeft dezelfde eigenschappen als UTP Cat5e maar kan meer data

tegelijkertijd verwerken dan een UTP Cat5e.

Zoals hierboven vermeld is FTP dus beter afgeschermd. Als men gebruik maakt van FTP dan

heeft men andere connectoren nodig dan bij UTP. Ze zijn even groot maar FTP-connectoren

hebben een metalen omhulsel. Als we deze nu gaan inpluggen in een UTP-socket, zal dit ook

werken maar dan heeft de metalen afscherming geen nut daar de UTP-socket uit plastic is.

FTP-sockets bestaan dan ook uit metaal.

Op plaatsen waar de EMI zeer groot is worden er geen FTP-kabels aangelegd. (zie 6.6).

40

6.2 Crossover-kabel

De dag van vandaag is de technologie zo aangepast dat men geen verschil meer maakt tussen

een Ethernet- en een Crossover-kabel. Dit komt omdat de poorten de dag van vandaag

slimmer zijn en zelf de TXD en de RXD intern kunnen omwisselen. Vroeger was dit niet het

geval en werd een Crossover-kabel gebruikt om in beide richtingen te kunnen zenden en

ontvangen. Toch heb ik deze bij bepaalde Ethernet-modules moeten gebruiken omdat een

gewone Ethernet-kabel niet compatibel was. Zowel Ethernet-kabel als Crossover-kabel

hebben een maximale lengte van 100m. Als we dit willen verlengen moeten we gebruik

maken van een router of hub. Als men een Ethernet-kabel wil maken moet men aan beide

kanten de kleurencode 568-B gebruiken. Als men een Crossover-kabel wil maken moet men

aan de ene zijde kleurencode 568-A en aan de andere zijde kleurencode 568-B gebruiken.

Figuur 33: Kleurencodes (Ethernet Practical, 2015)

Pin 1: Aanvraag tot verzenden

Pin 2: DTE bereid om data te ontvangen

Pin 3: Massa

Pin 4: Zenden van de data

Pin 5: Ontvangst van de data

Pin 6: Detectie van de draag

Pin 7: DCE bereid om data te ontvangen

Pin 8: Klaar om te verzenden

41

DTE: Data Terminal Equipment

DCE: Data Circuit-Terminal Equipment

Deze geven aan welke draden de signalen zullen zenden en welke zullen ontvangen.

6.3 RS232

RS staat voor Radio Standaard. RS232 wordt gebruikt als seriële communicatiemiddel tussen

computers en randapparatuur of tussen de computers onderling. Het is een seriële binaire

datacommunicatie. Dit wil zeggen dat er bit per bit wordt verzonden. Men kan gebruik maken

van een 9-pins of een 25-pins poort. De meest gebruikte is de 9-pins poort. Deze mag maar

een maximale kabellengte van 15m hebben. Deze wordt vooral gebruikt in Ontex Eeklo om

het programma van de oudere PLC’s aan te passen en te uploaden.

Figuur 34: 9-pins RS232 (Nokta Industrial, 2015)

42

6.4 RS422

Dit is ook een seriële communicatiemiddel. Er zijn enkele verschillen met de RS232:

grotere kabellengte tot 1200m;

kan communiceren met meerdere apparaten: 1 zender kan maximaal met 10

ontvangers;

minder gevoelig voor storingen.

Omdat de RS422 een langere kabellengte toelaat wordt deze gebruikt om een RS232-signaal,

via omvormers, te kunnen transporteren over een langere afstand. Deze communicatiekabel

heb ik zelf niet moeten gebruiken.

Pin Omschrijving

1: DCD (Data Carrier Detect) Detectie van de draadgolf

2: RX (Received Data) Ontvangst van de data

3: TX (Transmit Data) Zenden van de data

4: DTR (Data Terminal Ready) Geeft aan als DTE bereid is om data te ontvangen

5: Massa Massa

6: DSR (Data Set Ready) Geeft aan als DCE bereid is om data te ontvangen

7: RTS (Request to Send) Zender geeft aan dat hij klaar is om te verzenden

8: CTS (Clear to Send) Ontvanger geeft aan dat hij klaar is om te ontvangen

9: RI (Ring Indicator) Indicatie van een ringsignaal

Tabel 3: Pinomschrijving RS232

43

6.5 Industrieel Ethernet

PROFINET is een open en innovatieve standaard voor industriële automatisering op basis van

Industrieel Ethernet. Hiermee kan men procesgegevens met de machines uitwisselen. Maar in

de plaats van een veldbussysteem te gebruiken, gebruikt PROFINET het Ethernet als

communicatiemedium.

PROFINET is de naam van het industrieel ethernet dat Siemens gebruikt. Doordat men

gebruikt maakt van een tokensysteem waarbij de masters in de structuur om de beurt met

elkaar gegevens gaan uitwisselen, zullen er zich minder botsingen van data voordoen op de

kabel. Daardoor kan men hogere datasnelheden verkrijgen wat overeenkomt met een kortere

reactietijd: namelijk 100ms.

Figuur 35: PROFINET Type A-kabel

6.6 Elektromagnetische interferentie (EMI)

Elektromagnetische interferentie is ongewenste elektrische energie afkomstig van externe

apparatuur, zoals transformatoren, motoren en zelfs andere UTP-kabels in de nabije

omgeving. Door elektromagnetische interferentie kan het ontvangen signaal onleesbaar

worden.

44

7 Sentron PAC-meter

7.1 Inleiding

De Sentron PAC-meters zijn energiemeters van het merk Siemens. Deze energiemeters

registreren de energieverbruiken van je installatie met behulp van stroomtransformatoren en

geven deze eenvoudig grafisch weer op een display. Ze kunnen rechtstreeks gebruikt worden

in maximum 690V-installaties en zowel één-, twee- als driefasige waarden meten. Verder

kunnen hogere spanningen gemeten worden a.d.h.v. spanningsomvormers.

Binnen deze Sentron PAC-meters bestaan er 3 types namelijk:

PAC3100 met 30 meetwaarden;

PAC3200 met 50 meetwaarden;

PAC4200met meer dan 200 meetwaarden.

7.2 Eigenschappen

De voordelen van deze PAC-meters:

Eenvoudig in gebruik

Snelle en eenvoudige montage

LCD display met goede zichtbaarheid bij slechte verlichtingscondities

Geschikt voor 50Hz en 60Hz systemen

Voorzijde IP65-bescherming

Interne berekening van de kWh-meting

Diverse communicatiemogelijkheden, TCP/IP

De precisie van de metingen van deze meter is zeer nauwkeurig:

Voor spanning: ± 0,3%

Voor stroom: ± 0,2%

Voor vermogen: ± 0,5%

Voor frequentie: ± 0,05%

Voor de arbeidsfactor: ± 0,5%

Daarom wordt de PAC-meter ook gebruikt als energiemeter voor de facturatie binnen een

bedrijf.

45

7.2 Plaatsing

Binnen Ontex Eeklo hebben we besloten de PAC3200 en de PAC4200 te gaan plaatsen. De

PAC4200 wordt gebruikt voor het meten van de energieverbruiken van de

hoofdverdeelborden, de PAC3200 wordt gebruikt voor het meten van de energieverbruiken

van de hoofdkast van elke productielijn. We gaan de PAC3200 plaatsen in de deur van de kast

waar de stroomtransformatoren zitten. We moeten er op letten dat de PAC-meter mooi

rechtzit zodat het Lcd-scherm optimale verlichting kan bieden.

Figuur 36: Plaatsing PAC-meter (Siemens, 2015)

Het eerste wat we gaan doen is een gat ponsen uit onze deur. Het gat moet volgende

afmetingen hebben: 92.0 x 92,0mm. Vervolgens plaatsen we de PAC-meter de opening en

duwen hem volledig tegen de deur.

Figuur 37: PAC-meter monteren (Siemens, 2015)

46

Vervolgens gaan we de PAC-meter bevestigen aan de deur en dit doen we door de zwarte

klemmen die meegeleverd zijn te monteren als volgt. Plaats de clips (2) in de aangegeven

gleuf (1).

Figuur 38: Klemmen PAC-meter plaatsen (Siemens, 2015)

Daarna duwen we ons klem tegen onze PAC-meter aan tot we een klik horen.

Figuur 39: Klemmen PAC-meter monteren (Siemens, 2015)

47

Als dit gebeurt is moeten we de schroeven nog goed aandraaien zodat de PAC-meter zeker

vast zit.

Figuur 40: Vastschroeven PAC-meter (Siemens, 2015)

Als laatste gaan we de Ethernet-module bevestigen. Dit doen we door onze Ethernet-module

te bevestigen op “MOD 1”. Nu is de PAC-meter klaar om aangesloten te worden. Standaard

werkt de PAC-meter via Modbus waardoor TIA Portal maximum 4 connecties kan maken via

Modbus. Aangezien we in Ontex Eeklo over meer dan 4 PAC-meters beschikken hebben we

dan ook gekozen voor de Ethernet-module welke met TCP/IP werkt en we dus geen

beperkingen hebben qua connecties.

Figuur 41: Aansluiten Ethernet-module (Siemens, 2015)

48

7.3 Aansluiting

Hieronder de aansluitklemmen van de PAC-meter.

Figuur 42: Aansluitklemmen PAC-meter (Siemens, 2015)

49

Omschrijving

1 Lijnstroom IL1 (ingang)

2 Lijnstroom IL1 (uitgang)





7 Lijnspanning UL1

8 Lijnspanning UL2

9 Lijnspanning UL3

10 Neutrale geleider UN

11 Voeding lijnspanning

12 Voeding neutrale geleider

13 Referentiepotentiaal

14 Digitale input -

15 Digitale input +

16 Digitale output -

17 Digitale output +

Tabel 4: Aansluitklemmen PAC-meter

50

7.4 Instellen IP-adres

Eenmaal de PAC-meter is aangesloten kunnen we deze een IP-adres geven. Het eerste wat we

moeten doen is de taal instellen en vervolgens gaan we met de pijltjes (F2 en F3) naar

“Communication” en bevestigen met ENTER (F4).

Figuur 43: Communicatie-menu PAC-meter (Siemens, 2015)

Eenmaal we dit gedaan hebben krijgen we onderstaand scherm te zien. Hier zien we het

MAC-adres van onze PAC-meter. Verder kunnen we het IP-, subnet- en gateway-adres

instellen. Dit door met de pijltjes (F2 en F3) te gaan werken. Als laatste gaan we het protocol

instellen, in ons geval is dit TCP/IP.

Figuur 44: Instellen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015)

51

Als we dan vervolgens bevestigen door op “Edit” (F4) te klikken krijgen we volgende

waarschuwing en klikken we op “OK” (F4). Nu heeft onze module een ingesteld IP-adres en

kan deze uitgelezen worden via TIA Portal.

Figuur 45: Bevestigen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015)

52

8 Debietsensor

De sensor die geplaatst is om het debiet perslucht te meten is een Schmidt SS20.261, met als

model 526 335-121. Dit is een IN-line type sensor.

Een nauwkeurige debietsmeting van de perslucht is gunstig voor:

Energiebesparing

Verhoging energie-efficiëntie

Controle afrekening perslucht

Bewaking van de productie

De voordelen van deze sensor zijn:

Directe meting tot 90m/s zonder bijkomende compensatie of berekeningen

Geïntegreerde temperatuurmeting

Eenvoudig te installeren

Beveiliging tegen het loskomen onder druk

Geschikt voor leidingdiameters van DN 25 tot DN 600

LED status display

Geschikt voor bedrijfsdrukken tot 8bar.

Figuur 46: Schmidt SS20.261 sensor (Yuden, 2015)

53

8.1 Werking

Deze sensor werkt volgens het principe van de hete draad anemometer. Een elektrisch

verwarmde draad in een gasstroom bereikt een stabiele temperatuur wanneer het toegevoerd

elektrisch vermogen even groot is als het warmteverlies ten gevolge van het

stromingstransport dat veroorzaakt wordt door het temperatuurverschil.

𝐼2. 𝑅𝑑 = ℎ. 𝐴𝑑 . (𝑇𝑑 − 𝑇𝑔) (1)

met 𝐼: stroom door de draad [𝐴]

𝑅𝑑: weerstand van de draad [Ω]

ℎ: warmte-overdrachtscoëfficiënt [𝑊

𝑚2.𝐾]

𝐴𝑑: geprojecteerde oppervlakte van de draad [𝑚2]

𝑇𝑑: temperatuur van de draad [𝐾]

𝑇𝑔: temperatuur van de gasstroom [𝐾]

Waarbij h de warmte-overdrachtscoëfficiënt is en die afhankelijk is van de gasstroom 𝑣𝑔.

ℎ = 𝑎 + 𝑏. 𝑣𝑔𝑐 (2)

waarbij a, b en c kalibratieconstanten zijn en waarbij c ≈ 0,5.

De weerstand van een draad hangt ook af van de temperatuur namelijk:

𝑅𝑑 = 𝑅𝑟𝑒𝑓[(1 + 𝛼(𝑇𝑑 − 𝑇𝑟𝑒𝑓)] (3)

met ℎ: warmte-overdrachtscoëfficiënt [𝑊

𝑚2.𝐾]

𝑅𝑑: weerstand van de draad [Ω]

𝑅𝑟𝑒𝑓: weerstand van de draad bij referentietemperatuur [Ω]

𝛼: thermische weerstandscoëfficiënt [1

°𝐶]

𝑇𝑑: temperatuur van de draad [°𝐶]

𝑇𝑟𝑒𝑓: referentietemperatuur [°𝐶]

54

Uit (1), (2) en (3) volgt dat de gasstroom gelijk is aan:

𝑣𝑔 = {𝐼2. 𝑅𝑟𝑒𝑓[1 + 𝛼(𝑇𝑑 − 𝑇𝑟𝑒𝑓)]

𝑏. 𝐴𝑑(𝑇𝑑 − 𝑇𝑔)− 𝑎}

12⁄

8.2 Meetbereik

Deze analoge sensor kan zowel de snelheid als de temperatuur meten. Voor ons is het enkel

van toepassing om de snelheid te meten. Het analoog signaal dat de temperatuur meet is enkel

van toepassing waar de perslucht grote temperatuurschommelingen ondergaat, dit is niet het

geval binnen Ontex Eeklo. Deze sensor werkt met een analoog signaal van 4-20mA. Als we

vervolgens kijken in de tabel met de voorstelling van de verschillende meetbereiken zien we

dat ons nominaal bereik gaat van 0 t.e.m. 27648.

Figuur 47: Voorstelling analoge waarden (Acro, 2015)

55

De sensor die geïnstalleerd is heeft als artikelnummer 526 335-121. Als we kijken in

onderstaande tabel dan zien we dat:

de sensorlengte 200mm bedraagt;

het meetbereik loopt van 0 … 60m/s;

deze een standaard kalibratie heeft.

Figuur 48: Specificaties sensor (Schmidt, 2015)

8.3 Installatie

De ideale positie voor het plaatsen van deze sensor is in het deel van de leiding waar er een

laminaire stroom is zonder turbulentie. Verder willen we ook obstructies zoals bochten,

afsluiters,.. vermijden. Dit kunnen we verwezenlijken door ervoor te zorgen dat er voor de

sensor obstructievrije, rechte pijpleiding aanwezig is van 10 keer de leidingdiameter en

minstens 5 keer de leidingdiameter na de sensor. Ook heel belangrijk is om de sensor in de

juiste richting te installeren. Op de sensorkop staat er een pijl afgebeeld en deze moet

overeenkomen met de stromingsrichting van de perslucht in de leiding.

Figuur 49: Installatie Schmidt sensor (Schmidt, 2015)

56

Verder kan men zoals eerder gezegd zowel temperatuur als snelheid meten. Hierdoor heeft

onze sensorkabel namelijk 4 geleiders. Twee geleiders dienen als voeding en de andere twee

zijn respectievelijk het snelheidssignaal en het temperatuursignaal. We gaan onze sensor

voeden met 24V DC.

Figuur 50: Bedrading Schmidt sensor (Schmidt, 2015)

Deze signaaldraden moeten worden aangesloten op onze ET200SP-module (zie later). Deze

module zal het snelheidssignaal opmeten. Via TIA Portal kunnen we dan dit signaal uitlezen

en verschalen zodat we uiteindelijk het effectieve debiet perslucht hebben door onze leiding.

De binnendiameter van onze leiding is 53,3mm. Als we dit controleren in onderstaande tabel

dan zien we dat er enkel 51,2mm en 54,5mm in staat: we moeten boven- en ondergrens

berekenen. Deze boven- en ondergrens is belangrijk voor onze omzetten in TIA Portal. We

hebben volgende waarden:

Voor binnendiameter 51,2mm:

o Ondergrens: 1,14m3/h

o Bovengrens: 343m3/h

Voor binnendiameter 54,5mm:

o Ondergrens: 1,30m3/h

o Bovengrens: 391m3/h

Voor een binnendiameter verschil van 1mm:

o Ondergrens: 1,30−1,14

3,3= 0,048m3/h

o Bovengrens: 391−343

3,3= 14,55m3/h

Voor een binnendiameter van 53,3mm:

o Ondergrens: 1,14 + ((53,3 − 51,2). 0,048) = 1,24m3/h

o Bovengrens: 343 + ((53,3 − 51,2). 14,55) = 373,5m3/h

Dit zijn nu de waarden die we aan onze SCALE-blok moeten hangen in TIA Portal om onze

omzetting van snelheid naar debiet te kunnen verwezenlijken.

57

Tabel 5: Debieten Schmidt sensor (Schmidt, 2015)

58

9 Elektrisch bord

Elke productielijn bezit een elektrisch bord dat enkel geschikt is voor het energie monitoring

systeem. Aangezien dit nog niet aanwezig was, was het dan ook mijn taak om deze te

ontwerpen. Hieronder is een overzicht van alle onderdelen op dit bord met de nodige uitleg.

9.1 Stroomtransformatoren

Wanneer het te meten stroombereik groter is dan de stroom die een meettoestel kan meten,

moeten we gebruik maken van een stroomtransformator(TI). De stroomtransformator zal de te

hoge primaire stroom transformeren naar een lagere secundaire stroom. Een

stroomtransformator bevat een primaire en secundaire wikkeling die op een

gemeenschappelijke kern gewikkeld zijn. Het materiaal waaruit deze gemeenschappelijke

kern bestaat is meestal ferriet of ijzer.

De verhouding van primaire en secundaire stroom noemt men de overzetverhouding of

transformatieverhouding k. Waardoor we volgende formule kunnen afleiden.

𝐼𝑠 = 𝐼𝑝.𝑁𝑝

𝑁𝑠

Een veel voorkomende verhouding waarmee ik te maken kreeg in Ontex was 600A/5A.

Hierbij is dus de overzetverhouding k gelijk aan.

𝑘 =600𝐴

5𝐴= 120

Figuur 51: Stroomtransformator

59

Om een ideale meting uit te voeren zouden we in theorie de secundaire moeten kortsluiten.

Maar in de praktijk is een zuivere kortsluiting niet haalbaar: we zorgen voor een zo laag

mogelijke belastingsweerstand. Men kan dit doen op twee manieren:

- met een ampèremeter:

Hierbij heeft de ampèremeter een laag ohmse weerstand.

Figuur 52: Ampèremeter in secundaire

- met een shuntweerstand 𝑅𝑠ℎ en een voltmeter:

Waarbij de waarde van de shuntweerstand zo laag mogelijk is.

Figuur 53: Shuntweerstand en voltmeter in secundaire

Doordat de primaire wikkeling van de stroomtransformator in serie staat met de belasting,

moet men ervoor zorgen dat de spanningsval over deze primaire wikkeling zo laag mogelijk

is. De secundaire spanning zo laag mogelijk houden kan men verwezenlijken door een zo

klein mogelijke secundaire belasting en een grote wikkelingsverhouding dus secundair veel

wikkelingen t.o.v. de primaire. Meestal kiest men voor 1 wikkeling in de primaire.

60

9.1.1 Werking

De stroomtransformator bestaat net zoals de gewone transformator uit een kern, een primaire

en een secundaire wikkeling.

Indien er een stroom door de primaire wikkeling vloeit dan zal deze de kern magnetiseren en

zal deze met gevolg een spanning induceren op de secundaire.

𝑉𝑠𝑒𝑐 = 4,44. 𝑓. 𝑁. 𝐴. 𝐵

met Vsec: de geïnduceerde secundaire spanning (V)

f: de netfrequentie (Hz)

N: aantal windingen van secundaire spoel

A: de kernoppervlakte (m2)

B: de fluxdichtheid (T)

9.1.2 Uitvoeringsvormen

Er bestaan passieve en actieve stroomtransformatoren. Als we over een stroomtransformator

spreken bedoelen we meestal een passieve transformator die enkel geschikt is voor het meten

van wisselstroom. Daarentegen bestaan er ook actieve stroomtransformatoren die het mogelijk

maken om ook gelijkstroom te gaan meten. Verder is er dan ook nog een verschil in

monteerbaarheid. Er bestaan stroomtransformatoren die demonteerbaar zijn. Deze hebben het

voordeel dat je ze kan plaatsen als de installatie al aanwezig is, doordat men de onderste zijde

van de stroomtransformator kan losmaken. Er bestaan ook niet demonteerbare

stroomtransformatoren. Het nadeel is hier dat de kabels erdoor getrokken moeten worden. Een

productielijn moet dus spanningsloos geplaatst worden.

De stroomtransformatoren die we in Ontex Eeklo zullen gebruiken zijn van het type TP-812

en zijn demonteerbaar zoals op onderstaande foto zichtbaar.

Figuur 54: Stroomtransformator TP-812 (Der Energiezähler Shop, 2015)

61

9.1.3 Specificaties

Thermische grensstroom: dit is de stroom die gedurende één seconde door de

primaire wikkeling van de stroomtransformator mag vloeien zonder dat deze schade

kan oplopen.

Maximaal toelaatbaar schijnbaar vermogen: dit is het maximale vermogen dat de

stroomtransformator kan leveren aan de secundaire, uitgedrukt in VA. Het

eigenverbruik en de jouleverliezen van de kabels moeten kleiner zijn dan dit

vermogen. De jouleverliezen worden als volgt berekent: 𝑃 = 𝐼2. 𝑅. Hierbij is deze

kwadratisch afhankelijk van de stroom die door de kabels vloeit. Door bijvoorbeeld

kabels van 2,5mm2 te nemen, hebben we een kleinere weerstand waardoor het

jouleverlies ook zal dalen.

Klasse2: De stroomtransformatoren kunnen volgende nauwkeurigheidsklassen hebben:

0.1, 0.2, 0.2S, 0.5, 0.5S, 1, 3 of 5. Voor deze nauwkeurigheidklassen zijn grenzen

gedefinieerd omtrent de hoek- en amplitudefout bij frequenties van 15HZ tot 100Hz.

De fouten zijn gedefinieerd bij een secundaire belasting van 25% tot 100% van de

nominale secundaire belasting en van onderstaande tabellen.

Voor klassen 0.1, 0.2, 0.5 en 1 krijgen we onderstaande tabel.

Klasse Percentage fout op %

primaire stroom Faseverplaatsing bij procentuele primaire stroom

Minuten Centiradialen

5% I 20% I 100% I 120% I 5% I 20% I 100% I 120% I 5% I 20% I 100% I 120% I

0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5 0,45 0,24 0,15 0,15

0,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 10 0,9 0,45 0,3 0,3

0,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 30 2,7 1,35 0,9 0,9

1 3 1,5 1 1 180 90 60 60 5,4 2,7 1,8 1,8 Tabel 6: Klassen 0.1, 0.2, 0.5 en 1 van CT

Voor klassen 0.2S en 0.5S krijgen we onderstaande tabel.

Klasse Percentage fout op procentuele primaire

stroom

Faseverplaatsing bij procentuele primaire stroom

Minuten Centiradialen

1% I 5% I 20% I 100% I 120% I 1% I 5% I 20% I 100% I 120% I 1% I 5% I 20% I 100% I 120% I

0,2S 0,75 0,35 0,2 0,2 0,2 30 15 10 10 10 0,9 0,45 0,3 0,3 0,3

0,5S 1,5 0,75 0,5 0,5 0,5 90 45 30 30 30 2,7 1,35 0,9 0,9 0,9

Tabel 7: Klassen 0.2S en 0.5S van CT

2 Integratie van een energiemeter, visualisatie van energiedata en onderzoek naar overbelasting van meetstroomtransformatoren(2013). Geraadpleegd op 10 april via https://uhdspace.uhasselt.be/dspace/bitstream/1942/17469/1/12354992013H55.pdf

https://uhdspace.uhasselt.be/dspace/bitstream/1942/17469/1/12354992013H55.pdf

62

Voor klassen 3 en 5 zijn de fouten gedefinieerd bij een secundaire belasting van 50%

tot 100% van de secundaire nominale belasting en door onderstaande tabel.

Er wordt ook nog een veiligheidsfactor Fs meegegeven. Deze veiligheidsfactor geeft

aan bij welke overstroom de fout 10% bedraagt.

9.1.4 Berekenen van de stroomtransformatoren

De formule die we gaan gebruiken voor het bepalen welke stroomtransformator we nodig

hebben per productielijn halen we uit de basisformule voor het actief vermogen P.

𝑃 = √3. 𝑈. 𝐼. 𝑐𝑜𝑠𝜑

𝐼 =𝑃

√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑

met 𝑈 = 400𝑉 en 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,8.

De beschikbare TI’s zijn 600A, 800A en 1000A.

3CG7:

𝐼 =𝑃

√3. 𝑈. 𝑐𝑜𝑠𝜑=

244,9757𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 441,8𝐴

Hier kiezen we voor een 800A.

3CG3:

𝐼 =𝑃


248,5664𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 448,5𝐴

Hier kiezen we voor een 800A TI.

Klasse Percentage fout op procentuele

primaire stroom

50% I 120% I

3 3 3

5 5 5

8: Klassen 3 en 5 van CT

63

3WD1:

𝐼 =𝑃


114,41067𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 206,4𝐴


3WD5:

𝐼 =𝑃


31,0016𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 55,9𝐴


3WD3:

𝐼 =𝑃


131,01867𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 236,4𝐴


3PS1:

𝐼 =𝑃


83,5936𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 150,8𝐴


3SUPER:

𝐼 =𝑃


152,60907𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 275,3𝐴


3PS3:

𝐼 =𝑃


74,366933𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 134,1𝐴


64

3UM1:

𝐼 =𝑃


186,37867𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 336,3𝐴


3UM2:

𝐼 =𝑃


118,10133𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 213,1𝐴


3WD4:

𝐼 =𝑃


151,31733𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 273,0𝐴


3WD2:

𝐼 =𝑃


171,616𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 309,6𝐴


3IK5:

𝐼 =𝑃


57,205333𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 103,2𝐴


3IK8:

𝐼 =𝑃


103,33867𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 186,4𝐴


65

3DP2:

𝐼 =𝑃


59,7888𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 107,9𝐴


3UP4:

𝐼 =𝑃


175,30667𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 316,3𝐴


3IK7:

𝐼 =𝑃


42,442667𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 76,6𝐴


3DP1:

𝐼 =𝑃


325,7013𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 587,6𝐴


3UP6:

𝐼 =𝑃


157,776𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 284,7𝐴


3UP7:

𝐼 =𝑃


158,69867𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 286,3𝐴


66

3DP3:

𝐼 =𝑃


315,73653𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 569,7𝐴


3D21:

𝐼 =𝑃


243,584𝑘𝑊

√3. 400𝑉. 0,8= 439,5𝐴


9.2 Kortsluitklemmen

Deze kortsluitklemmen maken het mogelijk om de stroomtransformatoren kort te sluiten, om

zo veilig te kunnen werken. Dit kan door het oranje schroefje los te draaien en te verschuiven.

9.3 Transformator

Aangezien er in de eerste productiehal, die tevens de oudste is, geen 230V ter beschikking is,

maar enkel 380V, moet er een transformator geplaatst worden. Deze transformator,

380V/230V, heeft als doel de SITOP, PAC3200 en de ET200SP te voeden. Om een juiste

transformator te kiezen moet we berekenen hoeveel schijnbaar vermogen (in VA) deze

transformator moet bezitten. Uit de datasheets krijgen we volgende waarden.

SITOP: 24V/ 2,5A

Figuur 55: Kortsluitklemmen (Phoenix Contact, 2015)

67

PAC3200: 8VA

ET200SP: 2,4W

Als we nu alles optellen krijgen we het minimale schijnbaar vermogen dat de transformator

moet bezitten, dit komt neer op 70,4VA. In het magazijn had ik een transformator liggen van

100VA dus deze voldoet aan de voorwaarde.

9.4 2-polige automaat

Deze automaat wordt gebruikt voor het beveiligen van de ET200SP.

9.5 4-polige automaat

Deze automaat zal gebruikt worden om blijvende spanning te hebben op onze PAC-meter,

ook al ligt de hoofdschakelaar van onze kast uit.

9.6 Voeding

Om de ET200SP te voeden hebben we een voeding nodig van 24V. Hiervoor gebruiken we

een SITOP-voeding.

68

9.7 ET200SP

De ET200SP is een decentraal I/O systeem van de ET200-reeks van Siemens. Deze ET200-

systemen kunnen eenvoudig uitgebreid worden met digitale en analoge in- en

uitgangskaarten, energiemodules,….

9.7.1 Opbouw ET200SP

Figuur 56: Opbouw ET200SP (Siemens, 2015)

Omschrijving

1: Busadapter: deze module zorgt voor de communicatie. Standaard bevat deze

2xRJ45-connectoren.

2: Voeding

3: De hoofdmodule van de ET200SP

4: Light Base Unit: aan deze module moeten we de spanning (24V) hangen en deze zal

de spanning doorverbinden naar de Dark Base Unit-modules.

5: Dark Base Unit: de spanning wordt verkregen van de Light Base Unit.

6: Labels

7: I/O modules: dit kunnen digitale of analoge ingang- of uitgangsmodules,

energiemodules, … zijn.

8: Server module: dit is altijd de laatste module van de ET200SP.

69

De ET200SP opstelling binnen Ontex Eeklo bestaat uit volgende modules:

Busadapter BA 2xRJ45: 6ES7193-6AR00-0AA0

Interface module IM 155-6PN HF: 6ES7155-6AU00-0CN0

Digitale ingangskaart DI 8x24VDC HF: 6ES7131-6BF00-0CA0

Digitale uitgangskaart DQ 8x24VDC/0.5A HF: 6ES7132-6BF00-0CA0

Analoge ingangskaart AI 4xI 2-/4-wire ST: 6ES7134-6GD00-0BA1

AI Energy Meter 400VAC ST: 6ES7134-6PA00-0BD0

Voorlopig wordt enkel de analoge ingangskaart gebruikt. De andere modules zijn al

aangekocht om deze te gebruiken in de toekomst.

9.7.2 Analoge ingangskaart

Deze kaart heeft volgende specificaties:

Analoge ingangskaart met 4 ingangen

Zowel voor 2- als 4-draad transducers

Ingangssignalen

o 4-20mA

o 0-20mA

o ±20mA

We gaan de analoge ingangskaart gebruiken voor het uitlezen van de

waarden komende van de debietsensor. Dit zijn 2-draad transducers.

Meestal hebben we 2 debietsensoren per productielijn, deze van de

hoofdmachine en dan één voor de Optima. Dus ons ‘speed signal’ van

onze debietsensoren gaan we respectievelijk op klem 13 en klem 14

aansluiten.

Figuur 57: Analoge ingangskaart

ET200SP (Lemu, 2015)

http://www.google.be/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.lemu.dk/et-200sp-ai-4xi-2--4-wire-st/7889222086&ei=oNNEVaf6MoqAUa2egOgG&bvm=bv.92291466,d.d2s&psig=AFQjCNHwABkxGOIUDQdUm8oDten-Mp3xxQ&ust=1430660356195790

70

Het aansluitschema van de analoge ingangskaart in hieronder afgebeeld.

Figuur 58: Aansluitschema analoge ingangskaart ET200SP (Siemens, 2015)

9.7.3 AI Energy Meter

De “AI Energy Meter” is een module die het mogelijk maakt om elektrische metingen uit te

voeren, o.a. vermogen, stroom, spanning, frequentie, arbeidsfactor en dit zowel één- als 3-

fasig. Ook deze module is aangekocht voor in de toekomst. Hiermee willen ze dan elektrische

metingen uitvoeren van onderdelen van de uiteindelijke machine.

Hieronder het aansluitschema van de AI Energy Meter.

Figuur 59: Aansluitschema AI Energy Meter (Siemens, 2015)

Aangezien de maximale stroom die door deze module mag vloeien 5A bedraagt, moeten we

gebruik maken van stroomtransformatoren en dit voor alle drie de fasen. In een groot deel van

de hoofdkasten van de productielijnen waren er al stroomtransformatoren beschikbaar. De

maximale spanning die aan de module mag aangesloten worden is 460V, dus daarvoor hebben

we in Ontex Eeklo geen transformatoren voor nodig.

71

Verder moeten we bij het aansluiten van de AI Energy Meter op volgende zaken letten:

De module mag niet op de eerste plaats van het rack geplaats worden daar er een Light

Base Unit aanwezig moet zijn. Als we enkel AI Energy Meters hebben moeten we een

dummy voorzien.

Voor de interface module die wij gekozen hebben kunnen er maximum 42 AI Energy

Meters geplaatst worden op het rack.

De maximale stroom door een AI Energy Meter bedraagt 5A.

De stroomtransformatoren mogen niet te ver van de AI Energy Meter geplaatst

worden daar een lange kabel een grotere interne weerstand met zich meebrengt en de

belasting van de secundaire van de stroomtransformator ook zal stijgen.

Er kunnen geen gelijkspanningen en gelijkstromen gemeten worden met de AI Energy

Meter.

Als men de AI Energy Meter wil verwijderen uit het rack moeten we er zeker van zijn

dat er geen stroom meer doorvloeit, anders is de kans groot dat de module defect

geraakt.

72

10 Algemeen besluit

Bij de start van mijn Masterproef stel je een planning op die je denkt te zullen volgen. Maar

gaandeweg moet deze worden bijgestuurd. Je merkt dat niet elke beslissing de juiste was en er

worden betere oplossingen gevonden dan welke eerst waren voorzien.

Bij aanvang van mijn Masterproef had ik al een voorkennis van Siemens PLC’s en van

WinCC. Maar gedurende de Masterproef leer je nieuwe dingen ontdekken en gebruiken. Zelf

ben ik iemand die alles in de praktijk moet gezien hebben om een beter beeld te krijgen hoe

het werkt.

Het was zeer leerrijk om met de PAC-meters, ET200SP-modules, TIA Portal en de nieuwe

versie van WinCC te kunnen en mogen werken. Dit omdat dit producten en programma’s zijn

die ik ongetwijfeld nog in de toekomst ga tegenkomen.

Als ik terugblik op de periode dat ik aan mijn Masterproef heb gewerkt ben ik zeer tevreden.

Alle doelstellingen die op voorhand waren opgesteld zijn bereikt en er zijn zelfs extra’s

verwezenlijkt. Nu is het de bedoeling dat ik de verdere uitbreiding naar de volledige

productiehal volbreng.

Ik heb veel bijgeleerd en weet nu ook welke vaardigheden moeten worden bijgewerkt. De voorbije vijf jaar waren enorm interessant en zowel op technisch als op persoonlijk vlak zeer leerrijk, met als kers op de taart de Masterproef.

73

Lijst met figuren en tabellen Figuur 1: Logo Ontex (Ontex, 2015) ............................................................................ 8

Figuur 2: Ontex Eeklo (Taptoe, 2015) ........................................................................ 10

Figuur 3: Opbouw PLC ............................................................................................... 14

Figuur 4: Werking PLC ............................................................................................... 15

Figuur 5: PII- en PIQ-register (Acro, 2014) ................................................................ 17

Figuur 6: Voorstelling bit ............................................................................................ 17

Figuur 7: Instructie opbouw ........................................................................................ 18

Figuur 8: Ladderdiagram (VTI, 2015) ........................................................................ 22

Figuur 9: Functieblokdiagram (VTI, 2015) ................................................................. 22

Figuur 10: Statement List (VTI, 2015) ........................................................................ 23

Figuur 11: Sequential Function Chart (VTI, 2015) ..................................................... 23

Figuur 12: Structured Text (Microdigit, 2015) ........................................................... 24

Figuur 13: Traditionele PLC (Siemens, 2015) ............................................................ 24

Figuur 14: Slot PLC (Siemens, 2015) ......................................................................... 25

Figuur 15: Soft PLC (Siemens, 2015) ......................................................................... 25

Figuur 16: OPLC (Siemens, 2015) .............................................................................. 25

Figuur 17: Veiligheids-PLC (Wurldtech, 2015) ......................................................... 26

Figuur 18: TIA Portal (Xiak, 2015) ............................................................................ 27

Figuur 19: WinCC (Disec, 2015) ................................................................................ 28

Figuur 20: WinCC aansluiting (Siemens, 2015) ......................................................... 28

Figuur 21: WinCC functies ......................................................................................... 29

Figuur 22: SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel (Myforum, 2015) ......................... 30

Figuur 23: OSI-model en TCP/IP ................................................................................ 32

Figuur 24: Verschillende protocollen in TCP/IP-model (R.J. van der Beek, 2015) ... 33

Figuur 25: UDP-bericht (Wikipedia, 2015) ................................................................ 33

Figuur 26: IP-adressen (Marc Persiau, 2015) .............................................................. 34

Figuur 27: Subnet Mask adressen (Marc Persiau, 2015) ............................................ 35

Figuur 28: UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ...................................................... 37

Figuur 29: FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ....................................................... 37

Figuur 30: STP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ....................................................... 38

Figuur 31: S/FTP-kabel (Netwerkproducten, 2015).................................................... 38

Figuur 32: SF/UTP-kabel (Netwerkproducten, 2015) ................................................. 39

Figuur 33: Kleurencodes (Ethernet Practical, 2015) ................................................... 40

Figuur 34: 9-pins RS232 (Nokta Industrial, 2015) ..................................................... 41

Figuur 35: PROFINET Type A-kabel ......................................................................... 43

Figuur 36: Plaatsing PAC-meter (Siemens, 2015) ...................................................... 45

Figuur 37: PAC-meter monteren (Siemens, 2015) ...................................................... 45

Figuur 38: Klemmen PAC-meter plaatsen (Siemens, 2015) ....................................... 46

Figuur 39: Klemmen PAC-meter monteren (Siemens, 2015) ..................................... 46

Figuur 40: Vastschroeven PAC-meter (Siemens, 2015) ............................................. 47

Figuur 41: Aansluiten Ethernet-module (Siemens, 2015) ........................................... 47

Figuur 42: Aansluitklemmen PAC-meter (Siemens, 2015) ........................................ 48

Figuur 43: Communicatie-menu PAC-meter (Siemens, 2015) ................................... 50

Figuur 44: Instellen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015) ......................................... 50

Figuur 45: Bevestigen IP-adres PAC-meter (Siemens, 2015) ..................................... 51

Figuur 46: Schmidt SS20.261 sensor (Schmidt, 2015) ............................................... 78

Figuur 47: Voorstelling analoge waarden (Acro, 2015) ............................................. 78

Figuur 48: Specificaties sensor (Schmidt, 2015) ........................................................ 78

74

Figuur 49: Installatie Schmidt sensor (Schmidt, 2015) ............................................... 78

Figuur 50: Bedrading Schmidt sensor (Schmidt, 2015) .............................................. 78

Figuur 51: Stroomtransformator .................................................................................. 78

Figuur 52: Ampèremeter in secundaire ....................................................................... 78

Figuur 53: Shuntweerstand en voltmeter in secundaire .............................................. 78

Figuur 54: Stroomtransformator TP-812 (Der Energiezähler Shop, 2015) ................ 78

Figuur 55: Kortsluitklemmen ...................................................................................... 78

Figuur 56: Opbouw ET200SP (Siemens, 2015) .......................................................... 78

Figuur 57: Analoge ingangskaart ET200SP (Lemu, 2015) ......................................... 78

Figuur 58: Aansluitschema analoge ingangskaart ET200SP (Siemens, 2015) ........... 78

Figuur 59: Aansluitschema AI Energy Meter (Siemens, 2015) .................................. 78

Tabel 1: Decimaal naar binair (140) ........................................................................... 19

Tabel 2: Decimaal naar binair (60) ............................................................................. 20

Tabel 3: Pinomschrijving RS232 ................................................................................ 42

Tabel 4: Aansluitklemmen PAC-meter ....................................................................... 49

Tabel 5: Debieten Schmidt sensor (Schmidt, 2015) .................................................... 57

Tabel 6: Klassen 0.1, 0.2, 0.5 en 1 van CT…………………………………………...61

Tabel 7: Klassen 0.2S en 0.5S van CT………………………………………………..61

Tabel 8: Klassen 3 en 5 van CT………………………………………………………62

75

Bronvermelding en literatuurlijst

Tekst

Inleiding:

Ontex. Geraadpleegd op 13 februari 2015 via http://www.ontexglobal.com/

ISO 50001:

ISO 50001-Energy management. Geraadpleegd op 13 februari 2015 via

http://www.iso.org/iso/home/standards/management-standards/iso50001.htm

PLC:

Index. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/

Saillé, T. (2015). Industriële Bussystemen [cursustekst]. Universiteit Gent, campus

Schoonmeersen.

TIA Portal:

TIA Portal; Geraadpleegd op 20 februari 2015 via

http://w5.siemens.com/belux/web/nl/industrie/industrie/tia-portal/Pages/TIA-portal.aspx

WinCC:

SIMATIC WinCC V7.0 Getting started. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via

https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_GettingSt

arted_en-US.pdf

WinCC Configuration Manual. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via

http://fa.jonweb.net/siemens/images/ziliao/SW/CONFB2V5_E.PDF

Siemens PLC. Geraadpleegd op 20 februari 2015 via

http://plc.opdenbrouw.nl/TutorialSiemensPLC.pdf

Protocollen:

Saillé, T. (2015). Industriële Bussystemen [cursustekst]. Universiteit Gent, campus

Schoonmeersen.

Soorten communicatiekabels:

Netwerkproducten. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via

https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html

Nokta. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via

http://www.noktaendustriyel.com/eng/pratx0x1.html

http://www.ontexglobal.com/

http://www.iso.org/iso/home/standards/management-standards/iso50001.htm

http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/

http://w5.siemens.com/belux/web/nl/industrie/industrie/tia-portal/Pages/TIA-portal.aspx

https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_GettingStarted_en-US.pdf

https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_GettingStarted_en-US.pdf

http://fa.jonweb.net/siemens/images/ziliao/SW/CONFB2V5_E.PDF

http://plc.opdenbrouw.nl/TutorialSiemensPLC.pdf



76

PAC-meter:

Sentron PAC3200. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via

http://w3.usa.siemens.com/us/internet-

dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf

PAC3200 paneelmultimeter. Geraadpleegd op 27 februari 2015 via

http://www.industry.siemens.nl/automation/nl/nl/energieverdeelsystemen-en-

installatiemateriaal/product-portfolio/meetcomponenten/multimeters/pac-3200-

paneelmultimeter/pages/default.aspx

Debietsensor:

SCHMIDT Technology GmbH. (2012). SCHMIDT Flow Sensor SS20.261: Instructions for

Use. (1ste druk). SCHMIDT Technology GmbH.

Stroomtransformator:

Stoomtransformator. Geraadpleegd op 28 februari 2015 via

http://meettechniek.info/instrumenten/stroomtrafo.html

The Current Transformer. Geraadpleegd op 28 februari 2015 via http://www.electronics-

tutorials.ws/transformer/current-transformer.html

Integratie van een energiemeter, visualisatie van energiedata en onderzoek naar overbelasting van meetstroomtransformatoren(2013). Geraadpleegd op 10 april via https://uhdspace.uhasselt.be/dspace/bitstream/1942/17469/1/12354992013H55.pdf

ET200SP:

ET200SP. Geraadpleegd op 28 februari 2015 via http://w3.siemens.com/mcms/distributed-

io/en/ip20-systems/et-200sp/pages/default.aspx

ET200SP Analog input module AI Energy Meter ST

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/696/73098696/att_31267/v1/et200sp_ai_energyme

ter_st_manual_en-US_en-US.pdf

http://w3.usa.siemens.com/us/internet-dms/btlv/access/access/Docs/SENTRON_pac3200_manual_ul_PSC_en.pdf


http://www.industry.siemens.nl/automation/nl/nl/energieverdeelsystemen-en-installatiemateriaal/product-portfolio/meetcomponenten/multimeters/pac-3200-paneelmultimeter/pages/default.aspx



http://meettechniek.info/instrumenten/stroomtrafo.html

http://www.electronics-tutorials.ws/transformer/current-transformer.html

http://www.electronics-tutorials.ws/transformer/current-transformer.html

https://uhdspace.uhasselt.be/dspace/bitstream/1942/17469/1/12354992013H55.pdf

http://w3.siemens.com/mcms/distributed-io/en/ip20-systems/et-200sp/pages/default.aspx

http://w3.siemens.com/mcms/distributed-io/en/ip20-systems/et-200sp/pages/default.aspx

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/696/73098696/att_31267/v1/et200sp_ai_energymeter_st_manual_en-US_en-US.pdf


77

Figuren:

Figuur 1: http://www.ontexglobal.com

Figuur 2: http://www.taptoe.be/regionaal-nieuws/indrukwekkende-cijfers-bij-ontex-eutima-

eeklo

Figuur 5:

http://www.acro.be/Downloads/BasisPLC/Hoofdstuk%202_Step%207%20project%20aanma

ken.pdf

Figuur 8: http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/TIN_deel3.pdf



Figuur 11: http://wiki.edu-

lab.nl/(S(qmqj4q45ssliwviby4h0ny55))/History.aspx?Page=Sequential%20Functions%20SFC

&Revision=26

Figuur 12: http://www.microdigit.hu/das/i-8000/i8isa.htm Figuur 13: http://www.automation.siemens.com/mcms/programmable-logic-

controller/en/simatic-s7-controller/s7-300/pages/default.aspx Figuur 14: http://www.automatyka.siemens.pl/solutionandproducts_ia/5089.htm

Figuur 15: http://softplc.com/news/july2011.html Figuur 16: http://www.elektronikforumet.com/forum/viewtopic.php?f=2&t=53957

Figuur 17: http://wurldtech.com/product_services/certify_educate/certified_products/

Figuur 18: http://www.xiak.be/service.php?svc=47

Figuur 19: http://www.disec.co.jp/english/products/wincc.html

Figuur 20:

https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_Ge

ttingStarted_en-US.pdf

Figuur 22:

https://www.google.be/search?hl=nl&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1676&bih=81

1&q=S7-1200+S7-1500+Channel&oq=S7-1200+S7-

1500+Channel&gs_l=img.3...23934.36219.0.36478.23.10.0.13.13.0.131.986.5j5.10.0....0...1a

c.1.64.img..12.11.983.rM4wgdnDS_I#imgrc=qFQr7jO98WdAYM%253A%3BwPbCmYJf43

diRM%3Bhttp%253A%252F%252Fs10.postimg.org%252Ff4vo21buh%252F101908495_Wi

n_CC_S71200_S71500_Channel.png%3Bhttp%253A%252F%252Fplc.myforum.ro%252Fwi

ncc-v73-vt5277.html%3B640%3B213

Figuur 24: http://lcinformatica.amsterdams.info/klas5/h14/h14_1.htm

Figuur 25: http://nl.wikipedia.org/wiki/User_Datagram_Protocol

Figuur 26: http://users.telenet.be/marc.persiau/IT/TCPIP/tcpip01.htm

Figuur 27: http://users.telenet.be/marc.persiau/IT/TCPIP/tcpip01.htm

Figuur 28: https://netwerkproducten.com/soorten-netwerkkabel.html





Figuur 33: http://www.telecom.otago.ac.nz/tele301/student_html/ethernet.html

Figuur 34: http://www.noktaendustriyel.com/eng/pratx0x1.html

Figuur 36: http://w3.usa.siemens.com/us/internet-




http://www.ontexglobal.com/

http://www.taptoe.be/regionaal-nieuws/indrukwekkende-cijfers-bij-ontex-eutima-eeklo

http://www.taptoe.be/regionaal-nieuws/indrukwekkende-cijfers-bij-ontex-eutima-eeklo

http://www.acro.be/Downloads/BasisPLC/Hoofdstuk%202_Step%207%20project%20aanmaken.pdf

http://www.acro.be/Downloads/BasisPLC/Hoofdstuk%202_Step%207%20project%20aanmaken.pdf

http://users.telenet.be/mijn_favorieten/files/TIN_deel3.pdf



http://wiki.edu-lab.nl/(S(qmqj4q45ssliwviby4h0ny55))/History.aspx?Page=Sequential%20Functions%20SFC&Revision=26



http://www.microdigit.hu/das/i-8000/i8isa.htm

http://www.automation.siemens.com/mcms/programmable-logic-%20controller/en/simatic-s7-controller/s7-300/pages/default.aspx

http://www.automation.siemens.com/mcms/programmable-logic-%20controller/en/simatic-s7-controller/s7-300/pages/default.aspx

http://www.automatyka.siemens.pl/solutionandproducts_ia/5089.htm

http://softplc.com/news/july2011.html

http://www.elektronikforumet.com/forum/viewtopic.php?f=2&t=53957

http://wurldtech.com/product_services/certify_educate/certified_products/

http://www.xiak.be/service.php?svc=47

http://www.disec.co.jp/english/products/wincc.html

https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_Ge%20ttingStarted_en-US.pdf

https://moodle.dce.fel.cvut.cz/pluginfile.php/933/course/section/206/WinCC_V7.0_Ge%20ttingStarted_en-US.pdf

https://www.google.be/search?hl=nl&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1676&bih=811&q=S7-1200+S7-1500+Channel&oq=S7-1200+S7-1500+Channel&gs_l=img.3...23934.36219.0.36478.23.10.0.13.13.0.131.986.5j5.10.0....0...1ac.1.64.img..12.11.983.rM4wgdnDS_I#imgrc=qFQr7jO98WdAYM%253A%3BwPbCmYJf43diRM%3Bhttp%253A%252F%252Fs10.postimg.org%252Ff4vo21buh%252F101908495_Win_CC_S71200_S71500_Channel.png%3Bhttp%253A%252F%252Fplc.myforum.ro%252Fwincc-v73-vt5277.html%3B640%3B213







http://lcinformatica.amsterdams.info/klas5/h14/h14_1.htm

http://nl.wikipedia.org/wiki/User_Datagram_Protocol

http://users.telenet.be/marc.persiau/IT/TCPIP/tcpip01.htm

http://users.telenet.be/marc.persiau/IT/TCPIP/tcpip01.htm






http://www.telecom.otago.ac.nz/tele301/student_html/ethernet.html






78

















Figuur 46: http://www.yuden.com.tw/elistx.asp?NewsId=247

Figuur 47:

http://www.acro.be/Downloads/BasisPLC/Hoofdstuk%209_Analoge%20waarden.pdf

Figuur 48:

http://www.schmidttechnology.de/de/sensorik/download/datenblaetter/SS_20.261_en.pdf

Figuur 49:


Figuur 50:

http://www.schmidttechnology.de/de/sensorik/download/ss_gebrauch/Instr_SS20.261_en.pdf

Figuur 54: http://www.energie-zaehler.com/Messwandler/Trennkernwandler/Typ-TP-812-

Fenster-80x120mm

Figuur 55: https://www.phoenixcontact.com/online/portal/nl?urile=pxc-oc-

itemdetail:pid=0313086&library=nlnl&tab=1

Figuur 56: https://support.industry.siemens.com/cs/#document/81524595?dti=0&lc=en-SA

Figuur 57: http://www.lemu.dk/et-200sp-ai-4xi-2--4-wire-st/7889222086

Figuur 58:

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/161/59768161/att_109158/v1/et200sp_ai_4xi_2_4

_wire_st_manual_en-US_en-US.pdf?download=true

Figuur 59:

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/696/73098696/att_31267/v1/et200sp_ai_energyme

ter_st_manual_en-US_en-US.pdf

















http://www.yuden.com.tw/elistx.asp?NewsId=247

http://www.acro.be/Downloads/BasisPLC/Hoofdstuk%209_Analoge%20waarden.pdf



http://www.schmidttechnology.de/de/sensorik/download/ss_gebrauch/Instr_SS20.261_en.pdf

http://www.energie-zaehler.com/Messwandler/Trennkernwandler/Typ-TP-812-Fenster-80x120mm

http://www.energie-zaehler.com/Messwandler/Trennkernwandler/Typ-TP-812-Fenster-80x120mm

https://www.phoenixcontact.com/online/portal/nl?urile=pxc-oc-itemdetail:pid=0313086&library=nlnl&tab=1

https://www.phoenixcontact.com/online/portal/nl?urile=pxc-oc-itemdetail:pid=0313086&library=nlnl&tab=1

https://support.industry.siemens.com/cs/#document/81524595?dti=0&lc=en-SA

http://www.lemu.dk/et-200sp-ai-4xi-2--4-wire-st/7889222086

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/161/59768161/att_109158/v1/et200sp_ai_4xi_2_4_wire_st_manual_en-US_en-US.pdf?download=true

https://cache.industry.siemens.com/dl/files/161/59768161/att_109158/v1/et200sp_ai_4xi_2_4_wire_st_manual_en-US_en-US.pdf?download=true



1

Bijlagen

2

Bijlage 1:

Plattegrond Ontex

4

Bijlage 2:

Handleiding TIA

Portal

5

Handleiding TIA Portal V13

Inhoud

1 Aanmaken nieuw project ................................................................................. 6

2 Instellen hardware ........................................................................................... 8 2.1 PLC ................................................................................................................................................................ 8 2.2 PAC-meter ................................................................................................................................................... 8 2.3 ET200SP .....................................................................................................................................................13

3 Tags ................................................................................................................16 3.1 Aanmaken tags .........................................................................................................................................16 3.2 Aanmaken DB’s .......................................................................................................................................17

4 Het programma ..............................................................................................19 4.1 Debiet perslucht .......................................................................................................................................19 4.2 Energiemetingen ......................................................................................................................................20

Lijst van figuren ..................................................................................................24

6

1 Aanmaken nieuw project Eerst en vooral open we TIA Portal V13, en maken een nieuw project aan. Hier geven

we ons project een naam en kiezen we een de plaats waar het project opgeslagen moet

worden.

Figuur 1: Aanmaken nieuw project

Vervolgens bevestigen we door op “Create” te klikken. Nu krijgen we onderstaande

keuze. Eerst en vooral gaan we een ‘device’ configureren. We klikken op “Configure a

device”

Figuur 2: Menu TIA Portal

7

We klikken op “Configure a device” en kiezen voor “Add new device” daar het een

nieuw programma aanmaakt.

Figuur 3: 'Device & networks'

We geven ons ‘device’ een naam en we zoeken onze PLC, namelijk de CPU 1511-1

PN. We klikken erop en kiezen de juiste Firmware-versie, in ons geval is dit V1.1.

Vervolgens klikken we op “Add”.

Figuur 4: Invoegen van de PLC

We krijgen nu onze CPU te zien en we dubbelklikken erop en we krijgen nu ons

project te zien.

8

2 Instellen hardware

2.1 PLC Het eerste wat we nu doen in het instellen van onze hardware van de PLC. Onze PLC

bestaat uit volgende kaarten:

Voeding: PM70W 120/230V AC

CPU: 1511-1 PN (V1.1)

Digitale ingangskaart: DI 16x24VDC HF (V1.0)

Digitale uitgangskaart: DQ 16x24VDC/0.5A ST (V1.0)

Deze module kunnen we terugvinden in de catalogus. Hierbij moeten we terug

opletten dat we de juiste Firmware-versie kiezen. Nu is de hardware van onze PLC

ingesteld.

Figuur 5: Hardware PLC

2.2 PAC-meter Om nu een PAC-meter toe te voegen aan ons netwerk gaan klikken we eerst op het

tabblad “Network view” binnen het venster “Device configuration”. Daarna gaan we

op zoek in onze catalogus naar onze PAC-meter. Zoals reeds vermeld maken we

gebruik van 2 types PAC-meters namelijk de PAC3200 en de PAC4200. De PAC3200

wordt gebruikt in de hoofdkast per productielijn en de PAC4200 wordt gebruikt in het

hoofdlaagspanningsbord. We kunnen deze PAC-meters terugvinden in de catalogus

onder ‘Other field devices’ ‘PROFINET IO’ ‘Sensors’ ‘SIEMENS AG’

‘SENTRON’ ‘PMD’. Ook hier vullen we de juiste Firmware-versie in, in ons geval

is dit V2.0.

9

Hieronder zie je nog eens hoe je de PAC-meters kan terugvinden in de catalogus.

Figuur 6: Invoegen PAC-meter

Als we de juiste PAC-meter gevonden hebben, dubbelklikken we erop en deze komt

nu terecht in het tabblad “Network view”. Als we nu dubbelklikken op onze net

aangemaakte PAC-meter dan krijgen we een nieuw scherm waarin we alle instellingen

omtrent deze module kunnen aanpassen. Het eerste wat we gaan doen is het invoegen

van de ‘tags’, dit zijn de waarden die we uit onze PAC-meter willen halen. Dit doen

we door in onze catalogus de juiste ‘tag’ te gaan en deze te verslepen naar de “Device

overview”. We kunnen de ‘tags’ vinden onder de map “Module”.

10

Hieronder zie je nog eens hoe je de ‘tags’ kan terugvinden in de catalogus.

Figuur 7: Opzoeken tags voor PAC-meter

Hieronder zie je een lijst van de ‘tags’ die we uit de PAC3200 halen.

Figuur 8: Invoegen tags voor PAC-meter

11

Vervolgens gaan we de PAC-meter instellen, dit doen we door te klikken op de

module.

Figuur 9: PAC-meter

We krijgen nu onderstaand scherm te zien.

Figuur 10: Instellen IP-adres van PAC-meter

Hier kiezen we het juiste subnet dat we aangemaakt hebben, verder stellen we hier ook

het IP-adres in voor onze PAC-meter. We kiezen ook voor het automatisch genereren

van een naam voor de module. Als dit voltooid is, gaan we terug naar het tabblad

“Network view”.

12

Vervolgens gaan we rechts klikken op “Not assigned” en kiezen voor “Assign to new

IO controller”. Hiermee gaan we onze verbinding maken met de PLC.

Figuur 11: PAC-meter koppelen met PLC

We dubbelklikken op onze PAC-meter en krijgen een nieuw scherm te zien. Daar gaan

we klikken op onze module en vervolgens op de knop “Name” klikken. Hiermee gaan

we een naam koppelen aan onze module.

Figuur 12: Naam toekennen aan PAC-meter

We krijgen onderstaand scherm te zien en kiezen voor een PN/IE als type voor de

interface en voor een ‘Intel® Ethernet Connection I217-LM’. We klikken op “Update

list” en selecteren de juiste PAC-meter a.d.h.v. het IP-adres en klikken op “Assign

name”.

Figuur 13: Zoeken naar naam PAC-meter

13

Vanaf nu kunnen we zelf de adressen van onze tags van de PAC-meter instellen. Dit is

zeer handig om een mooie onderverdeling te maken binnen het machinepark van

Ontex Eeklo.

Figuur 14: Aanpassen adressen tags PAC-meter

2.3 ET200SP Om nu een ET200SP toe te voegen aan ons netwerk gaan klikken we eerst op het

tabblad “Network view” binnen het venster “Device configuration”. Daarna gaan we

op zoek in onze catalogus naar onze ET200SP onder ‘Distributed I/O’ ‘ET200SP’

’Interface modules’ ‘PROFINET’ ‘IM 155-6 PN HF’ ‘6ES7 155-6AU00-

0CN’.

Figuur 15: Invoegen ET200SP

14

Als we de juiste ET200SP gevonden hebben, dubbelklikken we erop en deze komt nu

terecht in het tabblad “Network view”. Als we nu dubbelklikken op onze net

aangemaakte ET200SP dan krijgen we een nieuw scherm waarin alle kaarten kunnen

configureren. We vinden de nodige kaarten terug in de catalogus. Voor onze ET200SP

krijgen we onderstaande hardware-instellingen.

Figuur 16: Hardware-instellingen ET200SP

Vervolgens gaan we onze Interface Module van de ET200SP instellen. Dit doen we

door te klikken op onze module en onderaan zien we de instellingen verschijnen. Hier

kiezen we ons subnet namelijk PN/IE_1 en vullen we ons IP-adres in.

Figuur 17: Instellen Interface Module ET200SP

15

Vervolgens klikken we op onze analoge ingangskaart en vullen we voor alle vier de

kanalen onderstaande waarden in.

Figuur 18: Instellingen analoge ingangskaart ET200SP

Ook hier gaan we onze ET200SP koppelen met onze PLC dit doen we door in het

tabblad ‘Network view’ rechts te klikken op “Not assigned” en te kiezen voor “Assign

to new IO controller”.

Figuur 19: ET200SP koppelen met PLC

We dubbelklikken op onze ET200SP en selecteren onze Interface Module (meest

linkse module).Vervolgens gaan we klikken op de knop “Name” . Hiermee gaan we

een naam koppelen aan onze module.

Figuur 20: Naam toekennen aan ET200SP

16

Nu gaan we net zoals bij de PAC-meter (zie figuur 13) zoeken naar onze ET200SP

module en klikken op “Assign name”.

Vanaf nu kunnen we de adressen aanpassen van onze module wat het overzichtelijker

maakt.

Figuur 21: Aanpassen adressen ET200SP

3 Tags Nu we de hardware van de modules hebben ingesteld kunnen we de tags gaan

aanmaken.

3.1 Aanmaken tags Per machine maken we onderstaande tags aan. Let hierbij op dat deze het juiste

dataformaat meekrijgen. De adressen moeten overeenkomen met de tags die we

hebben geconfigureerd in de hardware van zowel de PAC-meter als de ET200SP.

Figuur 22: Tags per machine

17

3.2 Aanmaken DB’s Om het eenvoudig door te sturen van onze data, worden alle tags die we nodig hebben

in WinCC opgeslagen in een DB (Data Bouwsteen). Voor een DB aan te maken

klikken we op . We krijgen onderstaand scherm te zien en klikken

op “Data block” en kiezen als type ‘Global DB’. Verder vullen we de naam voor onze

DB in en maken deze aan door op “OK” te klikken.

Figuur 23: Aanmaken DB

18

De opbouw van de DB’s zien er als volgt uit.

Voor energiemetingen:

Figuur 24: DB energiemetingen

Voor persluchtmetingen:

Figuur 25: DB persluchtmetingen

Om het overzichtelijk te maken heb ik per productielijn een map aangemaakt met

daarin:

FC energiemetingen

FC persluchtmetingen

DB energiemetingen

DB persluchtmetingen

Figuur 26: Map productielijn

19

4 Het programma

4.1 Debiet perslucht Hieronder wordt het programma voor het berekenen van het debiet perslucht

uitgelegd. We voegen de “SCALE”-blok, deze gaat ons ingangssignaal van 0-20mA

omzetten in debiet. Aan de ingang (IN) hangen we onze PIW corresponderend met de

juiste productielijn. Deze adressen hebben we ingesteld in onze ET200SP. Bij

“HI_LIM” gaan we het maximale debiet ingeven wat overeenkomt met 20mA. Bij

“LO_LIM” gaan we de ondergrens van ons debietbereik instellen wat overeenkomt

met 0mA. Deze waarden zijn terug te vinden in de datasheet van de corresponderende

debietsensor.In mijn geval heb ik deze waarden moeten berekenen omdat onze

afmetingen van de buis niet in de tabel stonden. Voor de bovengrens vullen we 373,5

in en voor de ondergrens nemen we 1,24. Verder zetten we “BIPOLAR” op false. Bij

“RET_VAL” gaan we wegschrijven in onze database onder de naam ‘Scale errors

machine’. Als laatste gaan we onze uiteindelijk debiet (in m3/h) wegschrijven naar

diezelfde database onder de naam ‘Perslucht Debiet Machine’. Het kan zijn dat er per

productielijn meerdere persluchten berekend worden.

Onderstaand netwerk gaan we aanmaken in een nieuwe FC louter voor die

productielijn.

Figuur 27: Berekenen perslucht debiet

Opdat de PLC deze FC zou uitvoeren moeten we onze FC nog oproepen in onze OB1.

Dit is hieronder weergegeven.

Figuur 28: FC oproepen in OB1

20

We willen ook de cumulatieve debietstroom perslucht meten. Daarvoor hebben we een

speciale OB namelijk de OB30 deze OB zal cyclisch om de 0.1s uitgevoerd worden.

Dus daar gaan we onze cumulatieve debietstroom perslucht gaan berekenen. We

krijgen onze perslucht binnen en delen die door 36000 zodat we het perslucht debiet

per 0.1s hebben. Daarna tellen we deze waarde op met de vorige waarde en zo bekomt

men de cumulatieve debietstroom perslucht.

Figuur 29: Berekenen cumulatieve perslucht debiet

4.2 Energiemetingen Hieronder vind je het programma voor de energiemetingen. In onderstaand netwerk

roepen we een blok op die ervoor zorgt dat bij het loskoppelen van de module de

waarden toch behouden worden.

Figuur 30: Behouden waarden bij loskoppelen module

21

In netwerk 2 verplaatsten we de stroom, door L1 die we uitlezen via onze PAC-meter,

naar onze DB.

Figuur 31: Bereken stroom door L1


naar onze DB.

Figuur 32: Berekenen stroom door L2


naar onze DB.

Figuur 33: Berekenen stroom door L3

22

In netwerk 5 verplaatsten we het actief vermogen, die we uitlezen via onze PAC-

meter, naar onze DB.

Figuur 34: Berekenen actief vermogen

In netwerk 6 verplaatsten we het reactief vermogen, die we uitlezen via onze PAC-


Figuur 35: Berekenen reactief vermogen

In netwerk 5 verplaatsten we het schijnbaar vermogen, die we uitlezen via onze PAC-


Figuur 36: Berekenen schijnbaar vermogen

23

In ons laatste netwerk verplaatsten we de totale arbeidsfactor, die we uitlezen via onze

PAC-meter, naar onze DB.

Figuur 37: Berekenen totale arbeidsfactor

24

Lijst van figuren Figuur 1: Aanmaken nieuw project ................................................................................................ 6 Figuur 2: Menu TIA Portal ............................................................................................................... 6 Figuur 3: 'Device & networks' ......................................................................................................... 7 Figuur 4: Invoegen van de PLC ...................................................................................................... 7 Figuur 5: Hardware PLC ................................................................................................................... 8 Figuur 6: Invoegen PAC-meter ....................................................................................................... 9 Figuur 7: Opzoeken tags voor PAC-meter ................................................................................ 10 Figuur 8: Invoegen tags voor PAC-meter ................................................................................. 10 Figuur 9: PAC-meter ....................................................................................................................... 11 Figuur 10: Instellen IP-adres van PAC-meter .......................................................................... 11 Figuur 11: PAC-meter koppelen met PLC ................................................................................ 12 Figuur 12: Naam toekennen aan PAC-meter ........................................................................... 12 Figuur 13: Zoeken naar naam PAC-meter ................................................................................ 12 Figuur 14: Aanpassen adressen tags PAC-meter .................................................................... 13 Figuur 15: Invoegen ET200SP ..................................................................................................... 13 Figuur 16: Hardware-instellingen ET200SP ............................................................................ 14 Figuur 17: Instellen Interface Module ET200SP .................................................................... 14 Figuur 18: Instellingen analoge ingangskaart ET200SP ....................................................... 15 Figuur 19: ET200SP koppelen met PLC ................................................................................... 15 Figuur 20: Naam toekennen aan ET200SP ............................................................................... 15 Figuur 21: Aanpassen adressen ET200SP ................................................................................. 16 Figuur 22: Tags per machine ........................................................................................................ 16 Figuur 23: Aanmaken DB .............................................................................................................. 17 Figuur 24: DB energiemetingen ................................................................................................... 18 Figuur 25: DB persluchtmetingen ............................................................................................... 18 Figuur 26: Map productielijn ........................................................................................................ 18 Figuur 27: Berekenen perslucht debiet ...................................................................................... 19 Figuur 28: FC oproepen in OB1 .................................................................................................. 19 Figuur 29: Berekenen cumulatieve perslucht debiet .............................................................. 20 Figuur 30: Behouden waarden bij loskoppelen module ........................................................ 20 Figuur 31: Bereken stroom door L1 ............................................................................................ 21 Figuur 32: Berekenen stroom door L2 ....................................................................................... 21 Figuur 33: Berekenen stroom door L3 ....................................................................................... 21 Figuur 34: Berekenen actief vermogen ...................................................................................... 22 Figuur 35: Berekenen reactief vermogen .................................................................................. 22 Figuur 36: Berekenen schijnbaar vermogen ............................................................................. 22 Figuur 37: Berekenen totale arbeidsfactor ................................................................................ 23

25

Bijlage 3:

Handleiding WinCC

26

Handleiding WinCC v7.3

Inhoud

1 Aanmaken nieuw project .................................................................................27

2 Tag Management ............................................................................................28 2.1 Add New Driver .......................................................................................................................................28

3 Graphics Designer ..........................................................................................30 3.1 Template project ......................................................................................................................................30 3.2 Aanmaken faceplate ................................................................................................................................32 3.3 Acties op knoppen ...................................................................................................................................34

3.3.1 Openen pagina in ‘Picture Window’ ............................................................................................. 35 3.3.2 Openen faceplate in ‘Picture Window’ ........................................................................................ 35

4 Tag Logging ....................................................................................................36

5 WebUx ............................................................................................................39

6 User Administrator .........................................................................................39

Lijst van figuren ..................................................................................................40

27

1 Aanmaken nieuw project

We openen SIMATIC WinCC Explorer en klikken op het tabblad ‘File’ en kiezen voor

‘New’. We krijgen volgend scherm te zien.

Figuur 1: Nieuw project aanmaken

We kiezen voor een ‘Single-User Project’ en klikken vervolgens op “OK”. Verolgens krijgen

we onderstaand scherm te zien waarin we de naam van ons poject en onze opslaglocatie

invullen. We bevestigen onze instellingen door te klikken op “Create”.

Figuur 2: Opslaan nieuw project

28

2 Tag Management

Hierbij gaan we de verbindingen aanmaken met verschillende PLC’s. Het spreekt voor zicht

dat niet alles PLC’s werken volgens hetzelfde protocol en elke PLC heeft een ander IP-adres.

Al deze instellingen komen hier aan bod. Verder kunnen hier ook ‘Internal tags’ aangemaakt

worden.

2.1 Add New Driver Een driver maakt het mogelijk dat er communicatie kan plaatsvinden tussen WinCC en de

PLC. Men heeft verschillende drivers voor de verschillende PLC’s. We klikken rechts op

‘Tag Management’ en kiezen voor ‘Add new driver’. Nu krijgen we een lijst met alle drivers

te zien. Daar de PLC die we gebruiken één van de S7-1500 reeks is kiezen we voor de

‘SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel’.

Figuur 3: Toevoegen nieuwe driver

Vervolgens geven we onze driver een naam. Ik heb gekozen voor ‘PLC_Energiemonitoring’.

29

Daarna stellen we onze connectieparameters in met onderstaand scherm. We vullen het IP-

adres in van onze PLC en kiezen met welk protocol deze werkt. En omdat onze PLC één van

de S7-1500 reeks kiezen we voor een ‘s71500-connection’. Om te bevestigen klikken we op

“OK”.

Figuur 4: Parameters instellen connectie driver

Nu onze driver volledig geïnstalleerd is, gaan we de tags die we nodig hebben gaan selecteren

zodanig dat WinCC weet waar hij de tags moet gaan halen. Dit doen we door rechts te klikken

op onze driver ‘PLC_Energiemonitoring’ en te kiezen voor ‘AS Symbols’-> ‘Read from AS’.

Als we dit gedaan hebben krijgen we een volledige lijst van alle tags die in onze PLC

aanwezig zijn. We hoeven enkel een keuze te maken en in de ‘Access’-kolom de gewenste

tags aan te vinken.

Figuur 5: Tags ophalen uit PLC

30

3 Graphics Designer

Hierbij kunnen we pagina’s aanmaken. Deze pagina’s worden dan opgeroepen en tags,

grafieken, alarmlogging,... bevatten. Door dubbel te klikken op “Graphics Designer” maken

we een nieuwe pagina aan. Als men eenmaal op “Graphics Designer’ klikt dan krijgen we een

lijst te zien met alle aangemaakte pagina’s.

3.1 Template project

Voor dat we beginnen met het aanmaken van de pagina’s is het noodzakelijk om eerst een

soort van template te maken. Dit is zeer eenvoudig om later tijdens het aanmaken van de

pagina’s overal dezelfde lay-out te verkrijgen. Deze template bestaat uit verschillende ‘Picture

Windows’.

Eerst en vooral maken we een nieuwe pagina aan. Vervolgens kiezen we in onze ‘Standard’

voor ‘Picture Window’ en dubbelklikken erop.

Figuur 6: Invoegen 'Picture Window'

We krijgen nu een vierkant te zien en klikken erop. Onderaan krijgen we nu onze instellingen

van onze ‘Picture Window’ te zien. Bij het tabblad ‘Properties’ kunnen we de naam vinden

van onze ‘Picture Window’. In dit geval is die ‘PictureWindow4’. Daar we voor het

programma bepaalde pagina’s gaan laten oproepen binnen deze ‘Picture Window’ is het zeer

belangrijk dat we dit in de juiste ‘Picture Window’ doen. Daar is het interessant om de naam

te weten.

Figuur 7: 'Picture Window'-naam

31

Bij het tabblad ‘Properties’ ->’Picture Window’-> Miscellaneous’ typen we de naam van de

pagina die moet worden weergegeven als het programma opgestart wordt.

Figuur 8: Pagina toekennen aan 'Picture Window'

Dit gaan we drie keer uitvoeren zodat we onderstaande template bekomen.

Figuur 9: Lay-out template

32

3.2 Aanmaken faceplate

Wanneer we voor het opvragen van tags eenzelfde lay-out gebruiken, is het aan te raden

faceplates te gebruiken.

Eerst en vooral maken we een nieuwe pagina aan. Vervolgens klikken we op ‘File’ en kiezen

voor ‘New Faceplate Type’.

Figuur 65: Aanmaken faceplate

We willen volgende faceplate aanmaken.

Figuur 11: Faceplate energie

33

Hierbij gaan we ‘Static Text’- en ‘I/O Field’-velden aanmaken. Dit doen we door in onze

‘Standard’ te dubbel klikken op respectievelijk ‘Static Text’ en ‘I/O Field’.

Figuur 1266: Invoegen 'Static Text' en 'I/O Field'

We klikken op onze ‘Static Text’ en bij het tabblad ‘Properties’->’Static Text’-> ‘Font’-

>’Text’ typen we de tekst dat we willen zien in onze ‘Static Text’. Ook kunnen we hier het

lettertype en de grootte aanpassen.

Figuur 1367: Instellingen 'Static Text'

Als we nu klikken op onze ‘I/O Field’ en bij het tabblad ‘Properties’->’Group’-> ’IO_Unit’->

‘Output/Input’ vullen we onderstaande waarden in. Bij ‘Field Type’ kiezen we voor ‘Output’

en bij ‘Input Value’ en ‘Output Value’ vullen we de eenheid in van de tag. Verder vullen we

nog in dat het data formaat een string is.

Figuur 14: Instellingen eenheid 'I/O Field'

34

Als we nu gaan kijken bij het tabblad ‘Properties’-> ‘Group’-> ‘IO_Value’-> ‘Output/Input’

dan vullen we onderstaande waarden in. Ook hier kiezen we als veldtype voor ‘Output’. Bij

‘Output Value gaan we een dynamische tag invoegen. Dit is namelijk het stuk van de tag dat

voor elke machine dezelfde is. De tags zien eruit als volgt: Machinenaam_Uitgelezen waarde.

Een voorbeeld is 3DP1_StroomL1. Hierbij is StroomL1 hetzelfde voor alles machines. Voor

de ‘Update Cycle’ kiezen we voor ‘Upon change’. Verder vullen we als datatype decimaal in

en bij de ‘Output format’ kunnen we instellen hoeveel cijfers we na de komma willen zien.

Figuur 15: Instellingen tag 'I/O Field'

3.3 Acties op knoppen

Om een actie toe te kennen wanneer men op een ‘Button’ klikt, kun je als volgt te werk gaan.

Eerst en vooral voeg je een ‘Button’ in. Dit doe je door bij ‘Standard’ te dubbelklikken op

‘Button’.

Figuur 16: Invoegen 'Button'

Vervolgens klikken we op onze ‘Button’ en bij het tabblad ‘Events’-> ‘Button’-> ‘Mouse’

klikken we rechts op het ‘bliksem’-symbool bij ‘Press Left’ en kiezen voor ‘C-Action…’.

Figuur 17: Invoegen 'C-Action'

35

3.3.1 Openen pagina in ‘Picture Window’

We gebruiken de code ‘SetPictureName’ hierbij gaan we definiëren welke pagina er geopend

moet worden in welke ‘Picture Window’, die we aangemaakt hebben als template. De code is

als volgt opgebouwd:

{

SetPictureName(“naam van de template-pagina”,”naam van de ‘Picture Window’”,”naam van

de pagina dat in de ‘Picture Window’ weergegeven moet worden”);

}

Figuur 18: 'C-Action' voor pagina

We bevestigen door te klikken op “OK”.

3.3.2 Openen faceplate in ‘Picture Window’

We gebruiken onderstaande code voor het openen van een faceplate in een ‘Picture Window’.

Hier gaan we de machinenaam toekennen aan onze knop. Achter deze machinenaam gaan we

een ‘_’ plaatsen. Als we dat nu koppelen aan de instellingen van het ‘I/O Field’ van de

faceplate (praefix) krijgen we de juiste tag (zie 3.2). Verder plaatsen we de overige ‘Picture

Windows’ op onzichtbaar zodat we enkel de ‘Picture Window’ te zien krijgen van de machine

die we gekozen hebben.

Figuur 19: 'C-Action' voor faceplate

36

4 Tag Logging

Hier gaan we de ‘tags’ loggen om deze dan te kunnen gebruiken in o.a. Information Server

voor het genereren van grafieken. Het eerste wat we gaan doen is het instellen om de hoeveel

tijd een tag bijgehouden moet worden. We klikken op ‘Timers’ en voegen een nieuwe ‘Timer’

in. Men wil bijvoorbeeld om de 5minuten een waarde bijhouden dan kiezen we als ‘Timer

name’ 5min. De ‘Time base’ zal in dit geval ‘1 minute’ zijn en de ‘Time factor’ zal 5 zijn.

Figuur 20: Instellen timers

Vervolgens klikken we op ‘Process Value Archives’ waar we de mappen per machine en per

doeleinde kunnen aanmaken.

Figuur 21: Aanmaken 'Archive'-mappen

37

Eenmaal een map aangemaakt klikken we op die map onder ‘Process Value Archives’. Hier

kunnen we onze tag invoegen en kan men de ‘Acquisition cycle’ instellen met de

aangemaakte timers.

Figuur 22: Aanmaken 'Archive'-tags

Nog een instelling die belangrijk is voor het maken van grafieken in Information Server is

‘TagLogging Slow’. Men kan deze instellingen wijzigen bij ‘Archives’-> ‘Archive

Configuration’-> ‘TagLogging Slow’-> ‘Properties’.

Figuur 23: Instellingen 'TagLogging Slow'

38

Onder het tabblad ‘Archive Configuration’ vullen we onderstaande waarden in. Standaard

staat de tijdperiode voor een ‘single segment’ op een dag waardoor je geen waarden kan zien

van een de huidige dag. Door deze op een uur te zetten kunnen we de waarden zien t.e.m. het

vorige uur.

Figuur24: Tijdinstellingen 'TagLogging Slow'

Vervolgens kunnen we onder het tabblad ‘Backup Configuration’ de opslagplaats van een

back-up file ingeven.

Figuur25: Back-up instellingen 'TagLogging Slow'

39

5 WebUx

WebUx is een tool voor het aanmaken van schermen voor smartphones en tablets. Men maakt

gewoon een pagina aan maar bij de instellingen van de pagina kiest men bij ‘Picture Object’-

> ‘Miscellaneous’-> ‘Web-enabled’ voor ‘Yes’.

Figuur 26: Instellingen WebUx

Bij het installeren van WebUx hebben ze een bepaald poortnummer eraan toegekend. Om nu

WebUx te starten moet je naar internetbrowser gaan en het IP-adres van de server ingeven

gevolgd door ‘:’ en de poortnummer.

6 User Administrator

Hier kan men users met wachtwoorden aanmaken. We stellen bijvoorbeeld in dat de ‘user

name’ test is met een bepaald wachtwoord en enkel met deze inloggegevens kan je de WebUx

starten. We stellen ook ons startscherm voor de WebUx-applicatie in.

Figuur 27: Instellingen 'User Administrator'

40

Lijst van figuren Figuur 1: Nieuw project aanmaken…………………………………………………………...27

Figuur 2: Opslaan nieuw project………………………………………………………...……27

Figuur 3: Toevoegen nieuwe driver…………..………………………………………………28

Figuur 4: Parameters instellen connectie driver………………………………………………29

Figuur 5: Tags ophalen uit PLC……………..……………………………………………......29

Figuur 6: Invoegen 'Picture Window'………………………………………………………...30

Figuur 7: 'Picture Window'-naam……………………………………………………….……30

Figuur 8: Pagina toekennen aan 'Picture Window'………………………………………...…31

Figuur 9: Lay-out template…………………………………………………………………...31

Figuur 10: Aanmaken faceplate………………………………………………………...…….32

Figuur 11: Faceplate energie……………………………………………………..………...…32

Figuur 12: Invoegen 'Static Text' en 'I/O Field' ....................................................................... 33

Figuur 13: Instellingen 'Static Text' ........................................................................................ 33

Figuur 14: Instellingen eenheid 'I/O Field' .............................................................................. 33

Figuur 15: Instellingen tag 'I/O Field' ..................................................................................... 34

Figuur 16: Invoegen 'Button' ................................................................................................... 34

Figuur 17: Invoegen 'C-Action' ............................................................................................... 34

Figuur 18: 'C-Action' voor pagina ........................................................................................... 35

Figuur 19: 'C-Action' voor faceplate ....................................................................................... 35

Figuur 20: Instellen timers…………………………………………………………………....36

Figuur 21: Aanmaken 'Archive'-mappen…………………………………………………..…36

Figuur 22: Aanmaken 'Archive'-tags…………………………………………………………37

Figuur 23: Instellingen 'TagLoggingSlow'…………………………………………………...37

Figuur 24: Tijdinstellingen 'TagLogging Slow'……………………………………………...38

Figuur 25: Back-up instellingen 'TagLoggingSlow'……………………………………….…38

Figuur 26: Instellingen WebUx………………………………………………………………39

Figuur 27: Instellingen 'User-Administrator'…………………………………………….…...39

41

Bijlage 4:

Handleiding

Information Server

2013

42

Handleiding Information Server 2013

Inhoud

1 Installatie .........................................................................................................43

2 Administration ................................................................................................44 2.1 Configuratie-instellingen .......................................................................................................................45 2.2 E-mail-instellingen ..................................................................................................................................45 2.3 Licenties ......................................................................................................................................................45 2.4 Gebruikers-instellingen ..........................................................................................................................46

3 Dashboard ......................................................................................................46

4 Reporting ........................................................................................................50

5 Download ........................................................................................................54

6 Excel Addin ....................................................................................................54

Lijst met figuren ..................................................................................................60

43

1 Installatie

Het eerste wat we gaan doen is de software installeren. Bij de installatie is moet je de

Information Server linken aan een bepaalde poort. Hierbij heeft men gekozen voor de poort

8080.

Om nu onze Information Server te gaan openen, typen we het volgende in de adresbalk van

onze internetbrowser: http://localhost:8080 en wekrijgen onderstaand scherm te zien.

Figuur 1: SIMATIC Information Server

Zoals we zien krijgen we onze ‘Home’-pagina te zien waarbij men keuze heeft uit:

Dashboard

Reporting

Download

Administration

http://localhost:8080/

44

2 Administration

Als we op ”Administration” gaan klikken krijgen we onderstaan scherm te zien. Hier krijgen

we nog eens een onderverdeling waarbij we verschillende instellingen kunnen wijzigen

namelijk:

Configuratie-instellingen

Licenties

E-mail-instellingen

Gebruikers-instellingen

De belangrijkste instellingen voor ons zijn de “Configuratie-instellingen”.

Figuur 2: Instellingen 'Administration’

45

2.1 Configuratie-instellingen

Hier gaan we instellen met welk WinCC-project de Information Server gekoppeld moet

worden zodanig dat deze de juiste tags kan uitlezen.

We klikken op ‘Project’ -> ‘Create folder’ en geven de naam van ons project en de server-

naam of IP-adres. Als alles in orde is krijgen we onderstaan scherm te zien. Nu kunnen we

beginnen met het uitlezen en rapporteren van tags aangemaakt in ons WinCC-project.

Figuur 3: Configuratie-instellingen

2.2 E-mail-instellingen

Hierbij kunnen we alle instellingen omtrent het versturen van rapporten via mail. Dit was

momenteel nog niet van toepassing voor Ontex Eeklo.

2.3 Licenties

Hier kan je zien welke licenties je hebt en welke niet aanwezig zijn. Zoals je kan zien zijn de

licenties allemaal aanwezig.

Figuur 4: Licentiestatus

46

2.4 Gebruikers-instellingen

Hier kan je bepaalde rechten toekennen aan de gebruikers. Ook dit was nog niet van

toepassing bij Ontex Eeklo.

3 Dashboard

Als we op “Dashboard” klikken krijgen we onderstaand scherm te zien. Hier kunnen we

waarden laten weergeven in vorm grafieken of tabellen. Deze grafieken of tabellen kunnen

dan automatisch gegenereerd worden op een bepaald tijdstip of dagelijks.

Figuur 5: Dashboard

47

Voor het aanmaken van een ‘Dashboard’ klikken we op “Create” en krijgen we onderstaan

scherm te zien. We kiezen welke lay-out we willen. Het overzichtelijkste is de 1x1 waarbij je

maar 1 grafiek of tabel op een pagina staan hebt.

Figuur 6: Aanmaken dashboard

Als we een keuze gemaakt hebben krijgen we onderstand scherm te zien. Hierin vullen we de

naam voor onze grafiek of tabel en klikken we op “Report Template” en slepen we die naar

het lege vak onder “Edit Widget”.

Figuur 7: Invoegen 'Report template'

48

Vervolgens krijgen we volgend scherm te zien. Hierbij gaan we onze grafiek of tabel kiezen.

Onder de map ‘Public’-> ‘Tags’ kunnen we een keuze maken tussen een trendgrafiek of een

tabel.

Figuur 8: Invoegen tags voor dashboard

Eenmaal een keuze gemaakt klikken we op “Set report parameters” waar we onze tijd-as en

onze tag gaan instellen.

Bij ‘Project’ kiezen we het project waarvan

we de tags willen uitlezen.

Bij ‘Start’ stellen we in vanaf welk tijdstip

we willen weergeven. Als we werken met

relatieve tijdstippen moeten we werken met

*(= huidig tijdstip) en dan + of -.

Bijvoorbeeld *-24h betekent een dag

geleden.

Bij ‘End’ stellen we dan ons einde van

onze tijd-as in.

Bij ‘Tags’ klikken we op “Add” om zo een

tag toe te voegen.

Figuur 9: Instellen dashboard parameters

49

Hier kunnen we nu onze tags toevoegen. We selecteren de juiste map van ‘Archive tags’. Als

we in de juiste map zitten kunnen we de juiste tag(s) selecteren. Om te bevestigen klikken we

op “Save”.

Figuur 10: Selecteren tags voor dashboard

Nu krijgen we onderstaand scherm te zien waarbij we alle instellingen nog eens kunnen

controleren. Als we op de knop “Show preview” klikken krijgen we de opmaak van onze

tabel of grafiek te zien. Als alles naar wens is bevestigen we met “Save”.

Figuur 11: Dashboard-instellingen

50

4 Reporting

Hier kan je grafieken en tabellen aanmaken en deze opslaan of verzenden via mail.

Eerst en vooral klikken we op ‘Reporting’. Vervolgens krijgen we onderstaand scherm te zien

en kiezen of we een grafiek of tabel willen genereren.

Figuur 12: Keuze rapport

Eenmaal een keuze gemaakt klikken we op “Create report/ subscription”.

Figuur 13: Aanmaken rapport

51

Nu krijgen we volgend venster te zien. Hier vullen de naam van het WinCC-project in. Ook

stellen we onze starten eindtijdstip in. Ook hier kan men terug met relatieve tijdstippen

werken.

Figuur 14: Instellingen tag voor rapport

Om nu een tag toe te voegen aan onze tabel of grafiek moeten we klikken op “Add” en

krijgen we onderstaand scherm te zien. Hier zoeken we dan de juiste tag en klikken we op

“Save”.

Figuur 15: Invoegen tag voor rapport

52

Nu komen we terug op ons vorige scherm terecht. Onze tag is nu volledig ingesteld. Wat we

nu nog moeten doen is het instellen op welk tijdstip er een rapport gegenereerd moet worden.

Dit doen we door te klikken op “Create subscription”.

Figuur 16: 'Create subscription'

We krijgen onderstaand scherm te zien we een naam moeten geven voor onze ‘subcription’.

Ook het bestandstype kunnen we kiezen, hier kiezen we voor PDF. Verder moeten we de

bestandsnaam invullen en de opslagplaats indien we het willen opslaan. We kunnen ook via

mail verzenden.

Figuur 17: Aanmaken 'subcription'

Eenmaal dit allemaal ingesteld is klikken we op “Add” en kiezen voor “Time trigger”.

Hiermee kunnen we de tijdstip(pen) instellen waarbij het rapport wordt opgeslagen of

verzonden.

Figuur 18: 'Time trigger'

53

We krijgen onderstaand venster te zien. Hier moeten we een keuze maken als we het rapport

één keer willen genereren of als men dit herhaaldelijk wil laten genereren. Als we kiezen voor

eenmaal dan hoeven we enkel het tijdstip in te vullen wanneer er een rapport genereerd moet

worden en bevestigen we door op “Save” te klikken.

Figuur 19: Eenmalig rapport genereren

Als we kiezen voor herhaaldelijk een rapport te genereren kiezen we voor ‘Recurring’ en

krijgen we onderstaand venster te zien. Hier vullen de we begin- en eindtijdstippen in, of we

het dagelijks, wekelijks of maandelijks willen genereren. We kunnen nog kiezen welke dag

we willen laten genereren en één of meerdere keren per dag. Om onze instellingen te

bevestigen klikken we op “Save”.

Figuur 20: Herhaaldelijk rapport genereren

Om nu al deze instellingen op te slaan klikken we op “Create report”.

Figuur 21: Genereren rapport

54

5 Download

Bij download kan men de Office-Add-in van Information Server downloaden. Deze Add-in is

zeer handig voor het aanmaken van grafieken en tabellen binnen bijvoorbeeld Excel.

6 Excel Add-in

Als we de Office-Add-in geïnstalleerd hebben en we openen MS Excel dan zien we dat we

een nieuw tabblad krijgen namelijk ‘Information Server’. Als we daarop klikken kunnen we

een keuze maken uit onderstaande instellingen.

Figuur 22: Information Server Add-in

Het eerste wat we gaan doen is het instellen van onze server. We klikken hiervoor op

“Server” en krijgen onderstaand venster te zien. Hier vullen we de naam van de server in en

vullen we de poortnummer in.

Figuur 23: Verbinding maken met server

55

Eenmaal de server gekoppeld is gaan we een ‘Excel Workbook’ aanmaken. Dit doen we door

op te klikken. Vervolgens moeten we onderstaande stappen uitvoeren. Hier selecteren

we ‘Current workbook’ en klikken op “Next >”.

Figuur 24: Aanmaken Excel-workbook

Nu kiezen we voor ‘Insert group in vertical sequence’ en vervolgens klikken we op “Next >”.

Figuur 25: Invoegen tags

56

Vervolgens klikken we op “Next >”.

Figuur 26: Invoegen archive tags

Ook hier klikken we op “Next >”.

Figuur 27: Invoegen alarmen

57

Dit is het laatste scherm van onze instellingen omtrent de Excel Workbook. Hier gaan we al onze

instellingen bevestigen door te klikken op “Finish”.

Figuur 28: Genereren Excel-workbook

Nu dit allemaal ingesteld is kunnen we aan de slag met het invoegen van tags. Dit doen we

door te klikken op “Tags”-> “Insert tag”.

Figuur 29: Invoegen tags in Excel

58

Vervolgens krijgen we onderstaan scherm te zien. Hier selecteren we ons WinCC-project.

Bij ‘Properties’-> ‘Layout’ kunnen we instellen vanaf welke cel we de waarden willen laten

verschijnen en als deze horizontaal of verticaal moeten weergegeven worden. Verder is het

handig om ook de ‘Header’ en ‘Time stamp’ aan te vinken zodat deze ook worden

weergegeven.

Figuur 30: Instellingen tag invoegen

Bij ‘Tag name’ klikken we op en krijgen we onderstaand venster te zien. Hier gaan we

onze tag gaan zoeken en selecteren deze en vervolgens klikken we op “Ok”.

Figuur 31: Tag selecteren

59

Nu klikken we op ‘Porperties’-> ‘Configuration’ om onze tijdsspanne in te stellen. Ook hier

is het handig om met relatieve tijdstippen te werken. Waarbij * staat voor huidig tijdstip.

Verder zetten we de mode op ‘Time series’ en vervolgens klikken we op “Insert”.

Figuur 32: Tijdsspanne ingeven tag

Het voordeel van Excel is dat je zelf je opmaak bepaalt. Je kan tabellen of verschillende

grafieken laten weergeven.

60

Lijst met figuren Figuur 1: SIMATIC Information Server ....................................................................... 43

Figuur 2: Instellingen 'Administration’ ......................................................................... 44

Figuur 3: Configuratie-instellingen ............................................................................... 45

Figuur 4: Licentiestatus ................................................................................................. 45

Figuur 5: Dashboard ...................................................................................................... 46

Figuur 6: Aanmaken dashboard .................................................................................... 47

Figuur 7: Invoegen 'Report template' ............................................................................ 47

Figuur 8: Invoegen tags voor dashboard ....................................................................... 48

Figuur 9: Instellingen dashboard parameters ................................................................ 48

Figuur 10: Selecteren tags voor dashboard ................................................................... 49

Figuur 11: Dashboard-instellingen ................................................................................ 49

Figuur 12: Keuze rapport .............................................................................................. 50

Figuur 13: Aanmaken rapport ....................................................................................... 50

Figuur 14: Instellingen tag voor rapport ....................................................................... 51

Figuur 15: Invoegen tag voor rapport ........................................................................... 51

Figuur 16: 'Create subscription' ..................................................................................... 52

Figuur 17: Aanmaken 'subcription' ............................................................................... 52

Figuur 18: 'Time trigger' ................................................................................................ 52

Figuur 19: Eenmalig rapport genereren ........................................................................ 53

Figuur 20: Herhaaldelijk rapport genereren .................................................................. 53

Figuur 21: Genereren rapport ........................................................................................ 53

Figuur 22: Information Server Add-in .......................................................................... 54

Figuur 23: Verbinding maken met server ..................................................................... 54

Figuur 24: Aanmaken Excel-workbook ........................................................................ 55

Figuur 25: Invoegen tags ............................................................................................... 55

Figuur 26: Invoegen archive tags .................................................................................. 56

Figuur 27: Invoegen alarmen ........................................................................................ 56

Figuur 28: Genereren Excel-workbook ......................................................................... 57

Figuur 30: Instellingen tag invoegen ............................................................................. 58

Figuur 31: Tag selecteren .............................................................................................. 58

Figuur 32: Tijdsspanne ingeven tag .............................................................................. 59

61

Bijlage 5: Overzicht

elektrisch bord

63

Bijlage 6: Elektrische

schema’s

78

Bijlage 7:

Datasheets

Energie Monitoring Systeem - Ghent...

Documents

Transcript of Energie Monitoring Systeem - Ghent...