Pienoismallisen lajitteluaseman suunnittelu ja toteutus

Abstract

Opinnäytetyönä suunniteltiin ja toteutettiin yksinkertainen lajitteluasema, joka nostaa kappaleita pienoismallisen sähköjunan vaunuista. Lajitteluasemaa ohjataan ohjelmoitavaan logiikkaan ladatun ohjelman mukaisesti. Opinnäytetyö toteutettiin Tampereen ammattikorkeakoulun sähkö- ja automaatiolaboratorion tilaan. Työssä toteutetun lajitteluaseman on mahdollista toimia myös opetuskäytössä automaatiotekniikan opintojaksoilla.

Työssä käsiteltiin käytettävien komponenttien teoriaa ja toimintaperiaatteita. Suunnittelu aloitettiin tekemällä alustava toimintakuvaus lajitteluaseman toiminnasta, jonka perusteella tehtiin komponenttilista ja valittiin sopiva rakennemalli, johon lajitteluasema rakennettiin. Rakennemalliksi valittiin malli, jossa on liikkuvuudet X-, Y- ja Z-suuntiin.

Työ toteutettiin laaditun suunnitelman pohjalta. Sopiva runko löytyi valmiina ammattikorkeakoulun konetekniikan tiloista. Komponenttien asentamisen, johdottamisen ja kytkentöjen jälkeen aloitettiin logiikan ohjelmointi. Ohjelmointi tapahtui Siemens TIA Portal -ohjelmaa ja ladder diagram (LAD) -ohjelmointikieltä käyttäen. Valmis ohjelma ladattiin ja suoritettiin testaus sekä käyttöönotto.

Tämän opinnäytetyön lopputuloksena on automaattisesti toimiva lajitteluasema, joka lajittelee kappaleet ennalta määritettyihin paikkoihin. Lajitteluasemaa voisi kehittää lisäämällä siihen esimerkiksi näyttöpaneelin prosessin visualisoimiseen ja operoimiseen tai konenäköä kappaleen lajittelemiseen esimerkiksi värin tai muodon perusteella.

The purpose of this thesis was to design and implement a simple automated sorting station system which picks up from the wagons of a miniature electrical train. It is operated by a programmable logical controller (PLC). The sorting station was implemented in the laboratory of automation engineering. The laboratory is located at Tampere University of Applied Sciences. The system can be used for educational purposes for students.

The thesis contains theoretical background and operating principles of the main components used in the system. Designing was started by creating a functional description of the system. Required components were listed on a component list and a suitable structure model with X-, Y- and Z-axis movement was chosen.

The system was implemented from the design. An existing suitable structure model was found in the mechanical engineering laboratory of Tampere University of Applied Sciences. After installation of components and completion of wiring and electrical connection, PLC programming was started. The programming was done by using Siemens TIA Portal software and the ladder diagram (LAD) programming language. The programme was downloaded to the PLC, and commissioning of the system was performed.

The result of the thesis is an automatically operating sorting station which places objects to predefined positions. The sorting station can be further developed, for example, by adding an HMI (Human Machine Interface) panel for process visualisation and controlling or machine vision for sorting objects based on colour or shape.