Projektarbeit Prozessanalyse Kaffeeherstellung
Gruppe 6:
Haas Peter, Hois Christian
Modul: B-PA
WS 2011/2012
Projektarbeit
Prozessanalyse Kaffeeherstellung
Inbetriebnahme, Einschalten per GSM Modul
Dozent / Verantwortlicher : Prof. Dr. rer. nat. Hermann Ketterl
Fakultät Maschinenbau
FH Regensburg
Aufgabenstellung:
Unsere Aufgabe bestand darin das vorhandene GSM Modul von INSYS in Betrieb zu nehmen und
damit unsere Siebträgermaschine per SMS Ein-bzw. Auszuschalten sowie für weitere Funktionen wie
z.B. Kommunikation mit einer SPS vorzubereiten.
Durchführung der Inbetriebnahme
Zuerst mussten wir eine Verbindung zwischen dem GSM Modul und dem PC herstellen. Dazu haben
wir die mitgelieferte Software HS-COMM auf dem Laborrechner installiert und die RS32 Schnittstelle
mit dem PC verbunden. Zur Spannungsversorgung haben wir Anfangs das vorhandene einstellbare
Netzteil im Labor verwendet.
Nachdem wir die Verbindung hergestellt hatten mussten wir uns in die Funktionsweise der Software
einarbeiten und uns ein Konzept überlegen wie wir das Schalten per SMS am einfachsten realisieren.
Als Sim-Karte verwenden wir eine Prepaidkarte von Klarmobil (D1- Netz). Nach der Freischaltung
haben wir diese ins Modul eingesetzt und die GSM-Feldstärke getestet sowie versucht das Modul
per SMS zu erreichen. Damit hatten wir Anfangs einige Probleme da nicht die richtige SMS Service
Center Nummer eingestellt war.
Danach erstellten wir einen Schaltplan und legten fest welche mechanischen und elektrischen
Bauteile wir benötigen.
Nun konnten wir mit dem Aufbau des Schaltkastens beginnen. Zur 24V Spannungsversorgung des
Steuerstromkreises verwenden wir ein Laptop Netzteil das wir seitlich mit einer Halterung im
Schaltkasten angebracht haben. Da wir unseren Kasten zwischen die Versorgungsleitung unserer
Siebträgermaschine schleifen, können wir von diesen 3 Phasen die 220V für das Netzteil abgreifen.
Den Steuerstromkreis haben wir mit einem Sicherungsautomaten C2A abgesichert. Das Schalten des
Lastkreises erfolgt mit Schützen. Um die Übersichtlichkeit auf dem engen Bauraum weitestgehend zu
gewährleisten haben wir Klemmen verwendet und diese beschriftet. Leider konnten wir aus
Platzmangel keinen Kabelkanal einbauen.
Das Modul die Schütze sowie alle Klemmen und die Sicherung wurden auf Hutschienen angebracht
und diese mit der Grundplatte des Kastens verschraubt. Die 5 Poligen Versorgungskabel haben wir
an einem Kraftstromstecker bzw. Buchse angeklemmt und mit einer Zugentlastung versehen.
Zuletzt haben wir noch 2 Leuchten und einen Drehschalter zum manuellen Schalten an der
Frontplatte angebracht und beschriftet.
Schaltkasten Innenansicht
GSM Modul
Netzteil
Schütze
K1 Kaffeemaschine
K2 Hilfsschütz
Sicherungsautomat
C 2 Ampere
Kleimmleiste für 24V- und
220V ~
Außenansicht
Lampe Betrieb
Lampe SMS
Freigabe
Handwahlschalter EIN / AUS
Schaltplan
Kurzanleitung
Es handelt sich hierbei nur um einen Kurzüberblick zum Bedienen der wesentlichen Funktionen und
zum Schalten per SMS. Eine Ausführliche Anleitung der Software, des Moduls sowie AT-Befehlssätze
und Schaltbilder sind auf der INSYS-CD bzw. dem Benutzerhandbuch zu finden.
Vorgehensweise zum Ein- bzw. Ausschalten per SMS
Zum Einschalten der Kaffeemaschine muss folgendes gewährleistet sein:
Der Handschalter am Schaltkasten muss auf EIN stehen.
Der Steuerstromkreis muss per SMS freigeschalten werden.
Dazu sendet man eine SMS mit dem Inhalt:
AT**OUT1=1,CN: +49…….
Optional
Eigene Nummer für Rückantwort
eingeben. Das Modul sendet dann
nach erfolgreichem Schalten Ein
OK ans Handy zurück.
Leerzeichen beachten!
Ausgang 1 wird auf Close (High) geschaltet
an die Nummer des GSM Moduls: +491606925574
Jetzt wird der Steuerstromkreis über den Ausgang 1 eingeschaltet und die gelbe Lampe SMS Freigabe
leuchtet.
Nun kann mit dem Handschalter die Kaffeemaschine manuell Ein und Ausgeschalten werden (grüne
Lampe Betrieb).
Um den Steuerstromkreis wieder zu unterbrechen einfach AT**OUT1=0 senden. Ausgang 1 geht auf
Open (LOW) und die Lampe SMS Freigabe erlischt. Da der Steuerstromkreis jetzt wieder
unterbrochen ist fallen die Schütze ab und die Spannungsversorgung zu Maschine ist wieder
unterbrochen egal wie die Schalterstellung am Handschalter S1 ist. Somit ist gewährleistet das die
Kaffeemaschine immer pes SMS ausgeschaltet werden kann.
Aktuelle Schaltung der Ausgänge abfragen
AT**OUT?,CN: +49…..
Jetzt bitte unbedingt die eigene Handynummer als Rückrufnummer nach CN: eingeben damit das
Modul den Status auch zurückschicken kann. Die Antwort ist dann zum Beispiel:
INSYS GSM 4.x:
OUT: OUT1=CLOSE, OUT2=CLOSE
Herstellen einer Verbindung zwischen dem PC und dem GSM Modul
RS232 Kabel zwischen PC und Modul anschließen und in der Software in der Ansicht
Grundeinstellungen auf RS232 Synchronisieren klicken.
Die von uns vogenommene Parametrierung ist bereits auf dem Modul gespeichert und wird mit
Einstellungen auslesen auf den PC geladen.
Jetzt können Einstellungen vorgenommen werden und mittels Werte senden wieder zum ins Modul
geladen werden
Einstellen der Rufnummernselektierung
Um zu gewährleisten das nur ausgewählte Handynummern Befehle senden können, müssen diese
unter Zugriffsschutz eingestellt werden.
Befehlseingabe im Terminal
Im Terminal kann man mittels AT-Befehle den aktuellen Status des Moduls abfragen sowie die
Ausgänge manuell Schalten. Eine Liste aller AT-Befehle ist auf der CD-Rom der Software enthalten
(AT-Befehlsreferenz INSYS 4.x).
Beispiele:
Schalten von Ausgängen 1 oder 2:
AT**OUT[1/2]=[1/0]
Abfragen des Einbuchungszustandes ins Netz: AT+CREG?
Einsetzen und Freischalten der Sim-Karte
Unsere Sim Karte ist eine Prepaidkarte von Klarmobil (D1-Netz). Falls eine neue Sim Karte zum
Einsatz kommen soll muss das Modul zum Einsetzen der Sim Karte ausgeschaltet sein. Wichtig ist
das die richtige PIN Nummer vorher bei den Grundeinstellungen eingestellt wurde sonst wird die
neue Karte gesperrt.
Daten der Karte:
Rufnummer: : +491606925574
GSM-Service-Center Nummer (D1): +491710760000
Aktuelle PIN:
PUK:
Kosten: 9Cent pro SMS in alle Netze
Abfragen und Aufladen des Guthabens auf der Sim-Karte
Leider ist es nicht möglich mittels der Software das Guthaben auf der Sim-Karte zu überprüfen. Somit
muss die Karte aus dem Gerät entfernt werden und in ein handelsübliches Handy eingesetzt werden.
Die Guthabenabfrage erfolgt dann durch eingeben von *100# und Bestätigung mit der Ruftaste.
Sollte kein Geld mehr auf der Karte sein kann das Modul immer noch Befehle entgegennehmen,
jedoch ist es natürlich nicht mehr möglich Statusmeldungen und Bestätigungen zu versenden.
Zum Aufladen des Guthabens muss man eine Aufladekarte von Klarmobil kaufen. Geschäfte in
Regensburg kann man unter http://sites.klarmobil.de/aufladefinder/index.php suchen.
Zur Aufladung die Codenummer der Karte ins Handy eingeben und die Sim Karte danach wieder ins
Modul einsetzen.
Schaltausgänge
Wie oben gesehen verwenden wir den Ausgang 1 zum durchschalten des Steuerstromkreises. Dieser
ist als Schließer (NO) angeklemmt. Mit dem Handschalter wird das Schütz K1 zum Durchschalten der
Phasen angesteuert. Das Schütz K2 schaltet gleichzeitig mit K1. Auf K2 sind noch weitere Öffner und
Schließer für zusätzliche Schaltaufgaben vorhanden.
Ausgang 2 ist derzeit nicht belegt und kann später auch für zusätzliche Aufgaben verwendet werden.
Dieser kann ebenfalls per SMS oder per Alarm am Alarmeingang angesteuert werden.
Alarmeingänge
Im Moment ist nur der Alarmeingang 2 mit über einen Schließer von K2 angeschlossen. Dies
bedeutet dass beim Ein- bzw. Ausschalten am Handschalter der Alarmeingang auf Masse gezogen
wird. Dies löst im GSM-Modul einen so genannten „Einfachen Alarm“ aus. Man kann dann unter dem
Menüpunkt ALARM/Schalten2 einstellen dass z.B. eine Alarm-SMS „Kaffeemaschine wurde
eingeschaltet!“ versendet wird.
Einfacher Alarm : Wird durch den Wechsel von
High(4-12V) auf Low (0-1V) am Eingang ausgelöst.
Nach 4s sendet das Modul einen SMS Alarmtext an die
Empfängernummern
Weitere Möglichkeiten
Im Rahmen unserer Projektarbeit haben wir das Ein-und Ausschalten mit einem Schaltausgang
realisiert. Der Funktionsumfang des Moduls ist jedoch weitaus größer. Hier geben wir noch einen
kurzen Überblick über weitere Möglichkeiten des GSM-Moduls.
Routinemeldung: Das Modul kann in einem einstellbaren Zeitraum eine Status SMS absenden
Power Up-SMS: Bei einem Spannungsabfall sendet das Modul nach dem Hochfahren eine SMS als
Zeichen, dass das Modul spannungslos war und jetzt wieder bereit ist. Dies kann auch für einen
eventuellen Funknetzausfall eingestellt werden.
Pulse an den Alarmeingängen auswerten:
Das Modul kann auch Pulse die z.B. von einer SPS an die Alarmeingänge gesendet werden auswerten.
Die Länge eines Pulses bzw. der Pause kann zwischen 0,3 und 2 Sekunden betragen. Abhängig von
der Anzahl der Zählimpulse sendet das Modul die Alarmmeldungen 1 bis 10 an die Empfänger. Dazu
muss der jeweilige Alarmeingang in der Software auf Impulsalarm eingestellt werden. Somit ist es
möglich Meldungen von der SPS auszuwerten und weiterzuleiten. Aus Zeitmangel konnten wir das
jedoch noch nicht mehr testen.
Beispiel:
Sensor an SPS registriert: Kein Wasser im Tank
Step7 Programm: Schalte den Ausgang X.X 3mal
von Low auf High
GSM Modul registriert: 3 Pulse am Alarmeingang 1
Sende Alarmmeldung 3 (Wasser Nachfüllen!) an
Handynummern……
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