Pendelregelung

Problemstellung
Ziel dieser Arbeit war es, eine Anlage zu gestalten die durch Beschleunigung hervorgerufene Schwingungen eines Pendels mithilfe einer Regelung kompensiert.
Die Anlage soll durch spezielle Sicherheitsbauklemmen ausgestattet werden, welche das Anfahren der Linearachse an den beiden Enden verhindern soll.
Der Versuch, die reale Anlage mit einem virtuellen Modell zu vergleichen, wird außerdem angestrebt.

Zielsetzung
– Kompakte und billige Konstruktion
– Grafische Simulation der Pendelregelung
– Motorauslegung und Parametrierung des Reglers
– Regelung eines Servomotors
– Vergleich von realem und virtuellem Modell
– Visualisierung des SPS Programms

Projektablauf
Erstellen einiger Konzepte
Erstellen des Pflichtenheftes
Entwerfen und Programmieren einer Regelung
Simulieren der Anlage in Demo 3D
Zusammenbau und Verdrahten der Anlage
Vergleichsanalyse
Dokumentieren der Arbeitsabläufe
Präsentieren der Arbeit vor Schule, Eltern und Schülern

Ergebnis
Die fertige Versuchsanlage konnte Anfang Mai 2012 für die Schule fertiggestellt werden.

Kurzbeschreibung
Die Pendelregelung umfasst eine Linearachse inkl. Laufkatze, welche durch den Gleichstrommotor translatorisch bewegt wird.
Das Pendel ist an der Laufkatze befestigt und gelagert, somit entsteht bei abruptem stoppen der Laufkatze ein schwingungsfähiges System.
Der Drehgeber übermittelt die aktuelle Position des Pendels. Der Regler soll die Laufkatze so bewegen,
dass die Schwingungen weitgehend ausgeglichen werden und das Pendel nahezu still steht.

Initial Situation
The target of this project was to develop a system which can compensate the vibrations of a pendulum. In addition the system was added with safety clips,
which should prevent the trolley from hitting the ends of the linear axis. Also there was the plan to compare the real model with the virtual model.

Target
– Compact and cheap construction
– Graphical simulation of the Pendulum control
– Choose a fitting motor and configuration of the controller
– Controlling of DC motor
– Comparision between real and virtual model

Project Process
Generally we tried to find ideas and solutions for our problems. The best solutions were chosen by the designers and the project supervisors together.
Starting the construction, choosing a motor and a controller, these were the first steps of our project. After that we started the assembly and writing the control logic, which means writing the PLC Program. In addition the project was added with Safety clips. Finally the project was simulated in Demo 3D.

Usability
Control engineering is a very important part of the automation technology and it will also be a big education point in the future too.
So it was very important for us to design the system for laboratory exercises. A visualization tool was implemented too to show all data.