Projektet utförs i samarbete med företaget STABE Drives AB i Halmstad.
STABE Drivers AB lagerför och säljer produkter inom elektronik och automation från bland annat etablerade märken som Parker Hannifin och Busck. Utöver produktförsäljning erbjuds även skräddarsydda lösningar ut-efter kundens behov.
1.2 Syfte
Syftet med projektet är att underlätta olika typer utav kraft- och slag-mätningar inom industrin. Ett flexibelt ställdon skall ersätta flertalet indivi-duellt anpassade ställdon för specifika tester. På så vis kan ett och samma ställdon användas och anpassas utefter olika funktioner.
1.3 Mål
Målet med projektet är att konstruera ett programmerbart ställdon där kom-ponenter kan bytas ut efter behov. För att få ställdonet att röra sig utef-ter valfri funktion beroende på applikation skall en OP-panel programmeras och integreras med systemet. Innan prototypen levereras till kunden skall en
testrigg för ställdonet konstrueras för att verifiera att den angivna funktionen är korrekt.
1.4 Användning
Användaren skall enkelt installera valfria moduler i ställdonet. Via pekskär-men på den tillhörande OP-panelen, alternativt via en förprogrammerad Ex-celfil, skall användaren ange valfria funktioner för ställdonet.
1.5 Problemformulering
Idén till projektet uppstod då STABE Drivers AB fick in en förfrågan om en testutrustning avsedd för bilpedaler. I dagsläget används mekaniska mot-stånd för att simulera motkraften en bilpedal genererar. Dessa önskades bytas ut mot elektriskt drivna motstånd (hädanefter kallad ställdon) där olika slag-längder genererar olika krafter (hädanefter kallad funktioner). Då liknande förfrågningar tidigare mottagits anses det finnas behov utav testutrustning där ställdon och funktioner kan kontrolleras.
Det skall vara enkelt att byta ut ställdonet och konfigurera funktioner.
Önskade funktioner skall importeras från tillhörande OP-panel. Då utrust-ningen skall vara flexibel krävs att aktuator, drivning och styrning är utbyt-bara mot både större och mindre modeller.
2 ÖVERSIKT AV SYSTEM
2 Översikt av system
I detta kapitel redogörs en övergripande beskrivning utav hur den färdiga prototypen är tänkt att fungera.
2.1 Grov beskrivning av produkt
Användaren utav systemet monterar valfria moduler i ställdonet. För att utföra tester på ställdonet skall funktioner matas in via en tillhörande OP-panel. Värdena som styr ställdonet skall kunna variera över tid och systemet skall vara anpassat för att köras kontinuerligt. Utifrån kraft- och positions-mätare verifieras ställdonets funktion i testriggen.
(a) Delsystem 1 och delsystem 2 består
utav ställdonet. (b) Delsystem 3 är en testrigg för ställdo-net.
Figur 1: Den slutgiltliga prototypen är tänkt att bestå utav ett system samt en testrigg.
2.2 Produktkomponenter
Följande komponenter kommer att ingå i system ställdon.
• Aktuator
• Servomotor
• Servodrift
• OP-panel
Följande komponenter kommer att ingå i system testrigg.
• Fjädervåg
• Måttband
2.3 Beroenden till andra system
För att systemet skall fungera krävs inget utomstående system.
2.4 Ingående delsystem
• Systemet behöver inte klara stora variationer i kraft, längd eller has-tighet
• Systemet kommer inte fungera med alla olika typer av ställdon Avgränsningar testrigg:
• Systemet behöver inte klara stora variationer i kraft, längd eller has-tighet
2.6 Designfilosofi
En ställdon där valfri aktuator tillsammans med motor och drivning kan sät-tas samman är tänkt att konstrueras. Då aktuator och drivning från samma serie skall användas kommer det vara enkelt att byta ut dessa utefter behov.
Då valfria komponenter är valda skall passande funktioner konfigureras via den tillhörande OP-panelen.
2.7 Generella krav på hela systemet
3 DELSYSTEM 1:
1. Original Linjär aktuator, drivning och styrning skall
vara utbytbara 1
2. Original Aktuatorn skall finnas i olika storlekar 1 3. Original Drivningen skall anpassas efter aktuatorn 1 4. Original Styrningen skall kunna driva olika stora
motorer 1
5. Original Funktionerna för ställdonet skall appliceras
via en OP-panel 1
Tabell 2: Generella krav för ställdon.
6. Original En kraftsensor skall ange hur mycket
ställdo-net håller emot 3
7. Original En positionssensor skall ange hur långt
ställ-donet rör sig 3
Tabell 3: Generella krav för testrigg.
3 Delsystem 1:
Figur 2: Hur delsystem 1 skall konstrueras.
3.1 Inledande beskrivning av delsystem 1
Delsystem 1 kommer att bestå utav konstruktionen av ställdonet. Här skall en aktuator med tillhörande drivning och styrning sättas samman och monteras i systemet. En OP-panel för kommunikation mellan användare och ställdon skall även kopplas samman med systemet.
3.2 Gränssnitt
8. Original Drivningen skall kommunicera med
delsy-stem 2 via RS-232 1
Tabell 4: Krav på gränssnitt för delsystem 1.
3 DELSYSTEM 1:
3.3 Designkrav
9. Original Designen utav systemet skall göra det enkelt att byta moduler i ställdonet 1 Tabell 5: Krav på design för delsystem 1.
3.4 Funktionella krav för delsystem
10. Original Aktuator, drivning och styrning skall vara
ut-bytbara 1
11. Original Användaren skall via OP-panelen ange hur
ställdonet skall röra sig 1
Tabell 6: Krav på funktionalitet för delsystem 1.
4 Delsystem 2:
Figur 3: Hur delsystem 2 skall konstrueras.
4.1 Inledande beskrivning av delsystem 2
Delsystem 2 består utav programmeringen utav OP-panelen och PLC:n. Här skall avnändaren via OP-panelens pekskärm styra funktionerna för ställdo-net.
4.2 Gränssnitt
12. Original Via OP-panelens pekskärm skall användaren ange funktioner för ställdonet 1 13. Original Kommunikation med delsystem 1 sker via
RS-232 1
Tabell 7: Krav på gränssnitt för delsystem 2.
4 DELSYSTEM 2:
4.3 Designkrav
14. Original Användarvänligt gränssnitt i OP-panelen 1 Tabell 8: Krav på design för delsystem 2.
4.4 Funktionella krav för delsystem
15. Original Ange ställdonets funktioner via OP-panel 1 16. Original Nödstopp för ställdonet skall alltid vara
till-gängligt och fungerande 1
17. Original Ställdonets funktioner skall gå att återställa
efter nödstopp 1
Tabell 9: Krav på funktionalitet för delsystem 2.
5 Delsystem 3:
Figur 4: Hur delsystem 3 skall konstrueras.
5.1 Inledande beskrivning av delsystem 3
I delsystem 3 skall testriggen konstrueras. En positionssensor skall fästas i ena änden utav ställdonets aktuator för att verifiera den kraft det krävs för att förslytta aktuatorn. Tillsammans med en positionssensor skall de angivna funktionerna i delsystem 2 verifieras.
5.2 Gränssnitt
Inga krav för gränssnitt för delsystem 3.
5.3 Designkrav
18. Original Designen skall göra det enkelt att utföra
mät-ningar för delsystem 1 3
19. Original Resultatet som presenteras på OP-panelen
skall vara enkla att tolka 3
Tabell 10: Krav på design för delsystem 3.
5 DELSYSTEM 3:
5.4 Funktionella krav för delsystem
20. Original Kraftsensor skall verifiera den kraft
delsy-stem 1 genererar 3
21. Original Positionssensor skall verifiera den längd
del-system 1 arbetar på 3
Tabell 11: Krav på funktionalitet för delsystem 3.
6 Krav på vidareutveckling
22. Original Dokumentation, kod och ritningar skall spa-ras och överlämnas till kunden 1 Tabell 12: Krav på vidareutveckling.
7 TILLFÖRLITLIGHET
7 Tillförlitlighet
23. Original Alla krav med prioritet 1 skall vara uppfyllda
enligt testspecifikation 1
Tabell 13: Krav på tillförlitlighet.
8 Ekonomi
24. Original Varje projektmedlem skall lägga 20 timmar
per vecka på projektet 1
25. Original Alla kostnader täcks av STABE Drivers AB 1 Tabell 14: Krav på ekonomi.
9 KRAV PÅ SÄKERHET
9 Krav på säkerhet
26. Original Ett nödstopp skall placeras i OP-panelen 1 Tabell 15: Krav på säkerhet.
10 Dokumentation
27. Original All dokumentation rörande projektet skall granskas och godkännas utav minst en
per-son 1
Tabell 16: Krav på dokumentation.
Appendix B
Testspecifikation Flexibelt ställdon
Hanna Eriksson Eric Gustafsson
Maj 2016
Version 1.0
Innehåll
1 Referenslista 1
2 Inledning 1
2.1 Ingående delsystem . . . 1 2.2 Testspecifikationens struktur . . . 1 2.3 Ej godkända tester . . . 2
3 Komponenttest 2
3.1 Delsystem 1 . . . 2 3.2 Delsystem 2 . . . 2 3.3 Delsystem 3 . . . 3
4 Integrationstest 3
4.1 Delsystem 1 . . . 3 4.2 Delsystem 2 . . . 3 4.3 Delsystem 3 . . . 4
5 Systemtest 4
1 Referenslista
Denna testspecifikation refererar till följande dokument:
• Projektplan ”Flexibelt ställdon”
• Kravspecifikation ”Flexibelt ställdon”
2 Inledning
Testspecifikationen ämnar att testa de krav som ställs på projektet Flexibelt ställdon. Ett flexibelt system där ställdon och funktioner är utbytbara efter applikation skall konstrueras och verifieras.
Alla test som återfinns i detta dokument är beskrivna enligt tabellen nedan. Kolumn ett anger testets identifikationsnummer. Kolumn två anger vilket krav från kravspecifikationen testet refererar till. Kolumn tre ger en kortfattad beskrivning utav testet. Kolumn fyra anger vilket datum testet genomfördes.
Test nummer x Krav nummer x Beskrivning av krav Datum Tabell 1: Alla test som specificeras i testspecifikationen beskrivs enligt föl-jande tabell.
En testplan skall sammanställas och fyllas i utefter projektets gång. Test från testspecifikationen kommer att utföras då de blir aktuella och utfallet kommer dokumenteras i tillhörande testplan.
3 KOMPONENTTEST
2.3 Ej godkända tester
De tester som ej blir godkända enligt testspecifikationen kommer dokumen-teras och diskudokumen-teras i gruppen och med företaget för att hitta en ny lösning.
3 Komponenttest
3.1 Delsystem 1
1 1, 10 Byt ut moduler efter applikation 16-04-12 2 11 Ställdonet rör på sig när funktioner angetts
via OP-panelen 16-03-31
3 26 Utsätt nödstopp för stresstester då en
funk-tion körs 16-05-02
Tabell 2: Komponenttest för delsystem 1.
3.2 Delsystem 2
4 15 Ange ställdonets funktioner via OP-panel 16-04-28 5 16, 17 Nödstopp skall alltid vara tillgänglig och
pro-grammet skall återställas efter användning 16-04-28 Tabell 3: Komponenttest för delsystem 2.
3.3 Delsystem 3
6 20, 21 Kraft- och positionssensor skall verifiera
funktionerna som angetts i delsystem 2 16-05-02 Tabell 4: Komponenttest för delsystem 3.
4 Integrationstest
4.1 Delsystem 1
7 8 Styrningen skall ta emot instruktioner från
delsystem 2 via RS-232 16-04-01
8 9 Byta komponenter utan att ändra i någon
kod 16-04-01
Tabell 5: Integrationstest för delsystem 1.
4.2 Delsystem 2
9 12 Ange funktioner via OP-panel 16-04-28
10 13 Skicka instruktioner till delsystem 1 via
RS-232 16-04-01
11 14 Enkelt att ange funktioner i OP-panelen 16-05-09 Tabell 6: Integrationstest för delsystem 2.
5 SYSTEMTEST
4.3 Delsystem 3
12 18, 19 Designen skall göra det enkelt att utföra mät-ningar för delsystem 1 samt enkelt att tolka
resultatet 16-05-09
Tabell 7: Integrationstest för delsystem 3.
5 Systemtest
För att kontrollera att systemet fungerar korrekt kommer ett systemtest ut-föras för alla generella krav på systemet.
System ställdon:
• Aktuator från ETH-serien, drivning från SHM-serien, styrning från Compax3-serien och OP-panel från XPR2-serien skall kunna bytas ut efter applikation
• Funktionerna för ställdonet appliceras via OP-panelen
Projektplan Flexibelt ställdon
Hanna Eriksson Eric Gustafsson Februari 2016
Version 1.0
1.1 Parter . . . 1
2 Syfte 2 2.1 Översiktlig beskrivning av system . . . 2
2.2 Avgränsningar . . . 2
3 Metod 3 3.1 Kunskapsläge . . . 3
3.2 Specificering av uppgift . . . 3
3.3 Metodbeskrivning . . . 4
3.4 Analys av resultat . . . 4
3.5 UtExpo . . . 4
4 Tidsplan 5 4.1 GANTT-schema . . . 5
4.2 Rapportering . . . 6
1 INTRODUKTION
1 Introduktion
Idén till projektet uppstod då STABE Drivers AB fick in förfrågan om en te-stutrustning avsedd för bilpedaler. I dagsläget används mekaniska motstånd för att simulera motkraften en bilpedal genererar. Dessa önskades bytas ut mot elektriskt drivna motstånd (hädanefter kallad ställdon) där olika slag-längder genererar olika krafter (hädanefter kallad funktioner). Då liknande förfrågningar tidigare mottagits anses det finnas behov utav testutrustning där ställdon och funktioner kan kontrolleras.
Det skall vara enkelt att byta ut ställdonet och konfigurera funktioner.
Önskade funktioner skall importeras från tillhörande OP-panel. Då utrust-ningen skall vara flexibel krävs att ställdonet är utbytbart mot både större och mindre modeller.
1.1 Parter
Projektet utförs i samarbete med företaget STABE Drives AB i Halmstad.
STABE Drivers AB lagerför och säljer produkter inom elektronik och automation från bland annat etablerade märken som Parker Hannifin och Busck. Utöver produktförsäljning erbjuds även skräddarsydda lösningar ut-efter kundens behov.
2 Syfte
Syftet med projektet är att underlätta olika typer utav kraft- och slagmät-ningar inom industrin. Ett flexibelt ställdon skall ersätta flertalet individuellt anpassade ställdon för specifika tester. På så vis kan ett och samma ställdon användas och anpassas utefter olika funktioner.
2.1 Översiktlig beskrivning av system
Användaren utav systemet monterar valfritt ställdon i testriggen. För att utföra tester på ställdonet skall funktioner matas in via en tillhörande OP-panel. Värdena som styr ställdonet skall kunna variera över tid och systemet skall vara anpassat för att köras kontinuerligt. Utifrån kraft- och positions-mätare verifieras ställdonets funktion i testriggen.
(a) System 1 består utav ställdon. (b) System 2 är en testrigg för ställdonet.
Figur 1: Den slutgiltliga prototypen är tänkt att bestå utav ett system samt en testrigg.
2.2 Avgränsningar
Avgränsningar ställdon:
• Inga beräkningar utav energiåtgång
• Systemet behöver inte klara stora variationer i kraft, längd eller has-tighet
Avgränsningar testrigg:
• Inga beräkningar utav energiåtgång
• Systemet behöver inte klara stora variationer i kraft, längd eller has-tighet
• Systemet kommer inte fungera med alla olika typer av ställdon
3 METOD
3 Metod
Projektet kommer delas upp i tre faser:
• Startfas
• Utvecklingsfas
• Slutfas
Startfasen innefattar planering utav projektet samt ingående förstudier för att få god förståelse utav vad som skall göras. Här skall även kravspecifika-tion och testspecifikakravspecifika-tion sammanställas.
Utvecklingsfasen innefattar tre steg.
1. Konstruktion av ställdon 2. Programmering utav ställdon 3. Verifiera ställdon i testrigg
Slutfasen innefattar utvärdering utav de resultat som uppnåtts. Här skall även produkten levereras till kunden och all dokumentation sammanställas.
Därefter skall slutpresentation och UtExpo fullföljas för att sedan avsluta projektet.
3.1 Kunskapsläge
I dagsläget tar företag fram nya och specialanpassade ställdon utefter be-hov. Dessa ställdon fungerar då endast i specifika applikationer. Detta pro-jekt kommer att konstruera ett generellt system där ställdon och funktioner går att variera. Önskade funktioner för ställdonet matas in via OP-panelens pekskärm. För att utföra uppgiften kommer det behövas fördjupning inom områdena elektriska motorer, linjära ställdon, kraft- och positionsmätningar samt metoder för att designa industriella testutrustningar.