Cilinder blijft uit op het afkeurstation
Een opleidingsbedrijf heeft een kleine bottellijn. Een transportband met een 0,55 kW-motor (400 V) wordt via een contactor in- en uitgeschakeld. Een fotosensor S1 ziet de flessen en geeft per fles een puls van ongeveer 0,3 s aan een PLC (24 V). Bij een afkeursein stuurt de PLC een 5/2-magneetventiel aan; cilinder A duwt de fles van de band. De band loopt 0,4 m/s en de flessen staan 0,25 m uit elkaar. In de praktijk telt de PLC sommige flessen dubbel, vooral bij flessen met glimmend folie. Soms blijft cilinder A langer dan 2 s uit en stopt de band. De noodstop is nu bedraad naar een ingang van de PLC, en de PLC schakelt daarna de contactor af. De docent wil de lijn veiliger en betrouwbaarder maken zonder de besturing volledig te vervangen. Er ligt één extra naderingssensor klaar die bij cilinder A gemonteerd kan worden.
1. Verklaar de dubbele telling en beschrijf een oplossing in het PLC-programma. Onderbouw met een berekening dat je oplossing geen echte flessen overslaat.
Read the worked answer
Oorzaak: de fotosensor ziet bij glimmend folie reflecties en geeft binnen één fles meerdere korte pulsen in plaats van één puls van 0,3 s. De PLC-scan is veel korter (enkele ms), dus elke puls wordt als een nieuwe fles geteld.
Oplossing in het programma, twee lagen:
- Een inschakelvertraging/filter van 30 ms op de ingang, zodat contactdender en zeer korte reflectiepulsen verdwijnen.
- Een flankdetectie (positieve flank) met een blokkeertijd: na één telling start een timer T_lock en gedurende die tijd worden nieuwe flanken genegeerd.
Berekening blokkeertijd: de tijd tussen twee flessen is 0,25 m / 0,4 m/s = 0,625 s. Kies T_lock = 0,3 s. Dan valt elke dubbeltelling binnen de blokkade (pulsen liggen binnen dezelfde fles, dus binnen circa 0,3 s), terwijl de volgende echte fles na 0,625 s ruim buiten de blokkade valt. Met T_lock = 0,8 s zou je bij hoge bandsnelheid echte flessen gaan missen – daarom niet groter kiezen dan nodig.
2. Hoe gebruik je de extra naderingssensor bij cilinder A om de fout 'cilinder blijft uit' te vinden, en wat moet het programma doen als de eindstand niet op tijd komt?
Read the worked answer
De naderingssensor geeft de eindstand van cilinder A terug aan de PLC. Daarmee maak je de besturing zelfcontrolerend in plaats van blind uitsturen.
Programma: zodra de PLC het ventiel bekrachtigt, start timer T1 (2 s). Is de eindstand bij het aflopen van T1 niet bereikt, dan: ventiel bekrachtigd laten of juist terugzetten, band stoppen, storingslamp aan en een storingsbit zetten dat pas na een reset verdwijnt. Zo duwt de cilinder niet tegen een fles die klem zit en blijft de band niet eindeloos doorlopen.
Opsporen, in deze volgorde:
- Lucht druk op de unit (manometer) – te lage druk geeft trage of geen uitslag.
- Ventiel handmatig bedienen: komt de cilinder dan wel uit, dan zit het probleem in de aansturing (PLC-uitgang, ventielspoel, stekker).
- Sensorpositie en led op de sensor: kijkt hij wel naar de magneet op de zuiger?
- Lekkage langs de zuigerstang of knik in de slang bij langzaam uitschuiven.
Zo scheid je besturing, pneumiek en mechaniek voordat je iets vervangt.
3. Beoordeel de noodstopbedrading en geef de veilige oplossing. Betrek daarbij ook cilinder A.
Read the worked answer
Afkeuren. Een noodstop die alleen via een PLC-ingang loopt, is niet veilig: de PLC kan vastlopen, de software kan fout zijn en een uitgegane transistor of relaiscontact kan blijven plakken. De machine stopt dan niet. Bovendien weet je nooit zeker of de stop werkte zoals bedoeld.
Veilige oplossing:
- De noodstop hard bedraad in de bekrachtigingskring van de contactor opnemen, zodat de contactor fysiek afvalt (stopcategorie 0). De PLC krijgt de noodstop alleen als signaal binnen voor melding en logica.
- Bij voorkeur een veiligheidsrelais met twee redundante uitgangen en een terugmelding (spiegelcontact) op de contactor, zodat een vastgebrand contact wordt gedetecteerd.
- Herstart alleen na vrijgave van de noodstop en na een bewuste reset-handeling; geen automatische herstart.
- Cilinder A: bij noodstop ook de perslucht afsluiten met een dumpventiel, zodat de cilinder niet alsnog uitschuift. Een cilinder kan iemand ernstig beknellen, ook als de band al stilstaat.
Test dit daarna met een functietest: contactor valt af, cilinder gaat drukloos, en herstarten lukt alleen na reset.