PiXtend als Steuereinheit einsetzen (Seite 2)

Als Antrieb für den Aufzug fungiert ein zweckentfremdeter Servomotor: Die Steuerelektronik bauen Sie aus, sodass der Motor frei drehen kann. Im Internet finden Sie bei Bedarf einige Anleitungen zum Hacken von Servos. Versuchen Sie gegebenenfalls, eine Umbauanleitung genau für den gewünschten Typ zu finden. Der umgebaute Servo kostet erheblich weniger als ein Getriebemotor aus dem Modellbau. Es liegt bei Ihnen, für welche der beiden Lösungen Sie sich entscheiden.

Sie steuern den Motor über eine sogenannte H-Brücke an. Die sehen Sie links unten im Schaltplan (Abbildung 1) noch einmal extra eingezeichnet. Mithilfe einer solchen Brücke lässt sich die Achse des Motors rechts und links drehen. Passen Sie beim Ansteuern einer H-Brücke allerdings nicht auf, erzeugen Sie schnell einen erstklassigen Kurzschluss.

Abbildung 1: Der Schaltplan für unsere Aufzugsteuerung. Links unten sehen Sie die H-Brücke.

Damit die Fahrgastzelle nicht zu schnell fährt, versorgt ein Labornetzteil den Motor mit der passenden Spannung. Die hängt von der Untersetzung des Getriebes und der Dicke der Kabeltrommel ab. Ein solches Netzteil ist außerdem üblicherweise kurzschlussfest. So machen Sie nichts kaputt, wenn Ihnen beim Verdrahten der H-Brücke ein Fehler unterläuft.

Abbildung 2 zeigt, wie der Aufzug aussieht, wenn Sie alle Teile zusammengesetzt haben. Die im Test verwendete Lösung für die Kabeltrommel funktioniert zwar, jedoch nicht optimal: Die Trommel löste sich im Test immer wieder vom Servo. Auf der Heft-DVD finden Sie ein kleines Video, das den Aufzug in Aktion zeigt.

Abbildung 2: Der komplett aufgebaute Aufzug samt Fahrgast in der Aufzugzelle.

Idealerweise führen Sie alle Leitungen zum Aufzugmodell über eine Klemmleiste (Abbildung 3). So lässt sich das Modell bei Bedarf schnell an eine andere Steuerung anschließen. Falls ein Fehler beim Verdrahten auftritt, beheben Sie diesen an der Leiste unproblematisch. Zu guter Letzt haben Sie dort für eine Fehlersuche schnell Zugriff auf alle Messpunkte.

Abbildung 3: Der Anschluss des Aufzugs erfolgt über eine Klemmleiste. Im Bild sehen Sie auch den Motor samt Seiltrommel.

Software

Ein Programm mit Quellcode im allgemeinen Sinn gibt es für dieses Projekt nicht – eher etwas, das entfernt einem Schaltplan ähnelt. Profis sprechen in diesem Kontext von einem Funktionsplan (FUP), anhand dessen sich die Abläufe gut erläutern lassen. Sie finden die vollständigen Daten auf der Heft-DVD.

Abbildung 4 zeigt den Teil, der die Variablen für die Ein- und Ausgänge definiert. Darauf folgen die RS-Flip-Flops, die das Programm benötigt. Die Teile 2 und 3 des FUPs (Abbildung 5 und**6) bilden die eigentliche Software. Für jede Etage benötigen Sie zwei Speicher: einen für die Fahrt nach oben und einen für die Fahrt nach unten. Eine Ausnahme stellen die erste und letzte Etage dar, bei denen es nur in eine Richtung geht.

Abbildung 4: Die Variablendefinition für unsere Aufzugsteuerung (FUP, Teil 1).

Abbildung 5: Die erste Hälfte des Funktionsplans für den Aufzug (FUP, Teil 2).

Abbildung 6: Die zweite Hälfte des Funktionsplans für den Aufzug (FUP, Teil 3).

Alle Flip-Flop-Ausgänge für das Hochfahren sind über eine Verknüpfung mit OR (logisch ODER) zusammengeführt und schalten Relay0 und Relay2. Das Herunterfahren funktioniert auf dieselbe Weise mithilfe von Relay1 und Relay3. Sobald die Kabine eine Etage erreicht, löscht das Programm alle Flip-Flops für dieses Stockwerk und die Kabine hält an.

Über die zwei AND-Verknüpfungen (logisch UND) an den Eingängen von RS_1 und RS_2 ermittelt die Software, ob der Aufzug nach oben oder nach unten fahren soll. Das geschieht mithilfe der Endschalter in den Etagen. Das Ermitteln der Fahrtrichtung fällt komplexer aus, je mehr Etagen Sie einfügen.

Um das Programm auf dem PiXtend auszuführen, laden Sie es erst in die Hardware. Dazu verwenden Sie die Einloggen-Funktion, um sich mit dem Gerät zu verbinden. Falls dort schon eine Applikation läuft, beenden Sie diese und laden die neue Applikation. Nun startet der Download des Programms. Nach dessen Abschluss startet es automatisch.

Fazit

Zugegebenermaßen erfordert es etliche Schritte, Codesys mit dem PiXtend-Modul zusammen zu verwenden. Haben Sie aber diese Hürde erst einmal genommen, steht Ihnen eine wirklich flexible Lösung zur Hausautomation bereit. Obendrein entspricht die Software der Norm IEC 61131-3 für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). Wenn Sie Codesys beherrschen, versetzt Sie das (zumindest theoretisch) in die Lage, zahlreiche gängige Industriesteuerungen zu programmieren.