JEMMY LIEBL, PATRICK ROMAN, MANUEL ENGEL HANS-ULRICH BAUTZ AM JUDENSAND 12, MAINZ AUTOMATISIERUNGSTECHNIK FSAPZ/PD 11

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1 Pflichtenheft Projekt Bar4You VORGELEGT VON: PROJEKTBETREUER: SCHULE: SCHULFORM: BEARBEITUNGSZEITRAUM: ABGABE: PATRIC ABEL, JEMMY LIEBL, PATRICK ROMAN, MANUEL ENGEL MARKUS MUSIELACK, HANS-ULRICH BAUTZ BBS1 MAINZ, AM JUDENSAND 12, MAINZ FACHSCHULE FÜR AUTOMATISIERUNGSTECHNIK FSAPZ/PD /15 Seite 1

2 Inhaltsverzeichnis - Pflichtenheft 1. Ausgangssituation Zielsetzung Zapfanlage: Kaffeemaschine: Abgekoppeltes Cocktails mixen: Infosystem der Getränke: Eiscrusher: Eiswürfelmaschine: Rückgabesystem für Leergut: Intelligentes Lagersystem: Lichttechnik: Dezentraler, mobiler Aufbau der Bar: Produkteinsatz funktionale Anforderung nichtfunktionale Anforderung Lieferumfang Anforderung an den Kunden Projektphasen und Meilensteine Termine & Meilensteine Aufgabenbereiche der Teilnehmer Patric Abel Jemmy Liebl Patric Roman Manuel Engel Gemeinsame Aufgaben Gantt-Diagramm Zeitplanung Ressourcenplanung Seite 2

3 1. Ausgangssituation Die modular aufzubauende Anlage, eine automatisierte Getränke Bar mit der Bezeichnung Bar 4 You ist eine Idee der Fachschule BBS1 Mainz. Hierbei handelt es sich um einen funktionsfähigen modularen Aufbau einer Getränke Bar mit einem Mitsubishi Melfa RV 6S Roboters, der als Barkeeper fungiert. Über einen Bedien- und Rückgabestand werden die vom Roboterarm erstellten Getränke dem Kunden ausgeliefert, bzw. wieder entgegen genommen. Die Steuerung wird mit einer Phoenix Contact ILC 350PN realisiert, welche über Profinet mit den einzelnen Stationen kommunizieren kann. Zum Schutz des Menschen wird eine Lichtschranke im Gefahrenbereich (SICK, Baureihee C2000 Standard) installiert und mit einem Phoenix Contact PSR- etc. sind von der TRISAFEM Sicherheitsmodul ausgewertet. Zusätzliche Peripherie Einheiten wie z.b. eine Bierzapfanlage, ein Getränkespender, Fachschule BBS1 Mainz gesponsert und werden in der Bar integriert sein. Seite 3

4 2. Zielsetzung Es soll mit vorhandenen Peripheriegeräten eine modulare Roboter Bar aufgebaut werden, welche in sich formschlüssig ist und jederzeit an verschiedenen Orten leicht und schnell aufgebaut und betrieben werden kann. Zielsetzung der Getränkeauswahl ist wie folgt: Heißgetränke: Kaffee, Cappuccino, Latte-Machiato und Espresso Cocktails der Sorte: KiBa, Wodka-Kirsch und Orange und Pina Colada frisch gezapftes Pils Folgende Komponenten werden in Bar 4 You wiederzufinden sein: 2.1. Zapfanlage: Es wird eine klassische Bierzapfanlage in den Thekenbereich integriert. Ansteuerung des Zapfhahns erfolgt über einen pneumatischen Zylinder. In den nicht sichtbaren Unterbau der Theke werden die benötigten Komponenten für das Bierzapfen verbaut (Bierfass, Gasflasche, etc) Kaffeemaschine: Eine Saeco Kaffeemaschine wird für die Heißgetränke der Bar sorgen. In den Tassenbereich wird ein Sensor zur Erkennung des Gefäßes eingebaut. Die Ansteuerung für die Wahl des Heißgetränks erfolgt über die SPS-Steuerung. Keine manuelle Wahl des Roboters erforderlich! Der Kaffeesatz wird in einem externen Behälter gesammelt. Die Tresterquittierung erfolgt automatisch durch die SPS-Steuerung. Zur Vergrößerung der Reichweitee wird ein zusätzlicher externer Wassertank eingesetzt. Bei Unterschreiten des Mindestlevels wird eine Hinweismeldung generiert. Seite 4

5 2.3. Abgekoppeltes Cocktails mixen: Für eine schnellstmögliche Getränke Zubereitung wird das Cocktails mixen getrennt vom Roboterarm realisiert. Auf einem Laufband wird das Glas zu den einzelnen Cocktailkomponenten befördert und dort über einen pneumatischen Hub mit den Zutaten gefüllt. Nur die Zutat, unter der das Glas steht wird dann abgegeben. Das Servieren des Cocktail Glasess erfolgt dann wieder durch den Roboter Infosystem der Getränke: Bei der Auswahl der Getränke am Touchpanel wird ein Hinweis auf die Zutaten des Getränks angezeigt. Während der Zubereitung des gewählten Getränks bekommt der Kunde Informationen zu seinem gewählten Getränk am Touchpanel angezeigt, wie die Entstehungsgeschichte, etc. Zudem wird über einen Statusbalken der Fortschritt der Getränkezubereitung visualisiert Eiscrusher: Es wird ein fertiges Eiscrush System installiert um die Eiswürfel zu zerkleinern. Dies ist rein für die Cocktailstation erforderlich. Die notwendige Eis Menge wird in einem Zylinder über dem Eiscrusher vorgehalten und kann bei Bedarf über einen pneumatisch betätigten Schieber dem Eiscrusher hinzugefügt werden. Über eine Schützschaltung wird der Eiscrusher ein- und ausgeschaltet Eiswürfelmaschine: Die Eiswürfelmaschine versorgt den Eiscrusher mit Eiswürfeln. Für eine optimale Taktoptimierung wird benötigte Eis Menge für einen Cocktail vorproduziert und in einem Kunststoffzylinder vorgehalten. Der Austritt der Eis Menge erfolgt anschließend über einen Pneumatik-Zylinder. Der Wasserbehälter wird über eine Wasserleitung bei Bedarf automatisch nachgefüllt. Seite 5

6 2.7. Rückgabesystem für Leergut: Für die automatische Rückgabe werden drei Rückgabepunkte in der Theke eingelassen, für jede Getränkesorte eines. Der Roboter erkennt die Rückgabe des Glases automatisch und spült dieses in der Reinigungsstation. Nach dem Reinigen wird das Glas in das intelligente Lagersystem wieder eingeordnet Intelligentes Lagersystem: Ein intelligentes Lagersystem in Form eines Rondells stellt die Gläser zur Verfügung. Das Rondell ist mit drei Ebenen aufgebaut. Die Ebenen werden den Gefäßtypen zugeordnet. Die Steuerung ermittelt welche Plätze belegt und frei sind. Somit kann der Roboter immer auf Anfrage das richtige Glas entnehmen und das gesäuberte zurückführen Lichttechnik: Um eine anschauliche Arbeitsweise des Roboters nachvollziehen zu können wird ein Lichtkonzept entwickelt. Dies beleuchtet die einzelnen Arbeitsschritte des Roboters. Die aktive Station wird demnach über einen Lichteffekt beleuchtet, damit der Kunde den Produktionsverlauf live nachverfolgen kann Dezentraler, mobiler Aufbau der Bar: Die Bar wird auf insgesamt 4 Alu-Paletten montiert. Jedes Palettensystem beinhaltet separate Funktionen der Bar. Um ein neues teachen und programmieren der Bar zu vermeiden sind die Paletten formschlüssig zueinander. Durch einen Farbcode an den Palettenseiten ist dies für jeden erkennbar und einfach aufzubauen. Jede Ein-/ Ausgänge der Einzelsysteme werden in einer Anschaltbaugruppe gesammelt und via ProfiNet an die Hauptsteuerung übertragen. Auf einer fünften Palette befindet ausschließlich das Steuerungs- und Bediensystem, welches in einem RITTAL Schrank 1200x1000x300mm verbaut ist. Das Touchpanel ist auf einer bedienerfreundlichen Höhe in der Tür des Steuerschrankes montiert. Seite 6

7 3. Produkteinsatz Die Bar 4 You wird als Vorführprojekt im Rahmen des Infotages der Fachschule BBS1 Mainz am zum Einsatz kommen. Sie wird die Service Aufgaben eines Barkeepers übernehmen und die Besucher bewirten. Dies soll veranschaulichen, welchen Umfang eine Ausbildung als staatlich geprüften Techniker / Automatisierungstechnik hat. Zusätzlich wird die Anlage an dem von Phoenix Contact ausgeschriebenen Xplore Wettbewerb teilnehmen und je nach Auswahl des Komitees am in Bad Pyrmont vorgestellt. Seite 7

8 4. funktionale Anforderung Über ein Touchpanel kann sich der Kunde ein Getränk auswählen, welches im Anschluss von dem automatisierten Barkeeper in einer adäquaten Zeit hergestellt und ausgegeben wird. Über ein separates Rückgabesystem werden die leeren Gläser zurückgeführt und vom Roboter gespült und in das intelligente Lagersystem wieder eingegliedert. Übersicht der Getränke: Heißgetränke: 1. Kaffee 2. Latte-Machiatto 3. Espresso 4. Cappuccino Cocktails: 1. KiBa (Kirsch-Banane) 2. Pina Colada 3. Wodka-Kirsch 4. Wodka-Orange Bier: 1. Frisch gezapftes Pils. Seite 8

9 5. nichtfunktionale Anforderung An dem Touchpanel kann sich der Kunde alle Inhalte des auszuwählenden Getränkes anschauen. Während der Herstellung bekommt der Kunde einen Fortschrittsbalken angezeigt und zusätzlich diverse Hintergrund Informationen zu diesem Getränk (s. 2.4 Infosystem der Getränke). Über diverse Lichttechnik Einbauten (s. 2.9 Lichtsystem) wird der Arbeitsschrittprozess des Roboters veranschaulicht. Die Bar 4 You solll ein bartypisches Ambiente vermitteln und wird durch die Dekoration dem gerecht. Verschiedene Animationsprogramme sollen im Hintergrund von dem Roboterarm ablaufen, um den Kunden zu unterhalten. Seite 9

10 6. Lieferumfang Die Bar wird als eine mobile Roboterbar aufgebaut. Dies bedeutet es gibt 4 Hauptelemente, aufgebaut auf modifizierten, formschlüssigen Alu-Paletten. Auf diesen Paletten befinden sich einzelne Unterstationen wir der Cocktailstand, die Bierzapfvorrichtung oder das Eissystem. Jede Palette wird mit einem Steuerkasten versehen in der alle Peripheriesignale eingelesen werden und über Profinet an die Steuerung transferiert werden, um die logische Verarbeitung zu realisieren. Für die Objekterkennung werden optische Sensoren verwendet, unter anderen Sensoren der Fa. SICK, welche von der Fachschule BBS1 Mainz gesponsert werden. 7. Anforderung an den Kunden Für einen Betrieb der mobilen Bar ist vom Kunden ein 16A CEE-, ein Frischwasser- sowie ein Druckluftanschluss zur Verfügung zu stellen. Seite 10

11 8. Projektphasen und Meilensteine 8.1. Termine & Meilensteine Bewerbungsvideo für Xplore Projektbeginn Abgabe Lastenheft Angabe Pflichtenheft Fortschrittsvideo abgeben Abgabe Projektdokumentation Fachgespräche Fachgespräche Abschlussvideo Xplore Abschlusspräsentation Infotag Projektübergabe Präsentation der Xplore Projekte in Bad Pyrmont Seite 11

12 8.2. Aufgabenbereiche der Teilnehmer Patric Abel Internetauftritt Aufbau einer Internetpräsenz des Projektes und die stetige Aktualisierung der Inhalte Termin: Pflichtenheft Führung und Pflegen des Pflichtenheftes, Kontrolle der Termin Termin: Sponsoring Schaltschrankgehäuse der Firma Fives Pillard Deutschland GmbH Termin: Konstruktion der Einzelteile Konstruktion des Unterbaus und Aufbaus der Theke. Termin: Verdrahtung der elektrischen Betriebsmittel Verdrahtung aller Teilsysteme in die Sammelkästen auf die Anschaltbaugruppe Termin: Roboter Programmierung Programmieren des Roboterarms mittels COSIROP 3.0 Termin: Seite 12

13 Jemmy Liebl Sponsoring Aufbau der Theke Aufbau der Unterkonstruktion mittels Schweißen und Schrauben, Aufbauu der Theken Teilsysteme Termin: SPS Programmierung Programmierung der Phoenix Steuerung mittels PC Worx Termin: Visualisierung Programmieren des Touchpanels via VISU+ Termin: Seite 13

14 Patric Roman Internetauftritt Aufbau einer Internetpräsenz des Projektes und die stetige Aktualisierung der Inhalte Termin: Pflichtenheft Führung und Pflegen des Pflichtenheftes, Kontrolle der Termin Termin: Projektüberwachung Führung und Pflegen GANTT-Diagramm, Kontrolle der Meilensteine Termin: durchgehend Konstruktion der Einzelteile Konstruktion des Unterbaus und Aufbaus der Theke. Termin: Verdrahtung der elektrischen Betriebsmittel Verdrahtung aller Teilsysteme in die Sammelkästen auf die Anschaltbaugruppe Termin: Roboter Programmierung Programmieren des Roboterarms mittels COSIROP 3.0 Termin: Seite 14

15 Manuel Engel Sponsoring Alu Paletten der Firma NEWA GmbH Termin: Siebdruckplatten der Firma NEWA GmbH Termin: Aufbau der Theke Aufbau der Unterkonstruktion mittels Schweißen und Schrauben, Aufbauu der Theken Teilsysteme Termin: SPS Programmierung Programmierung der Phoenix Steuerung mittels PC Worx Termin: Visualisierung Programmieren des Touchpanels via VISU+ Termin: Seite 15

16 Gemeinsame Aufgaben Verwaltung des Online-Blogs über den Projektverlauf der Bar. Tätigkeitsnachweis über den gesamten Projektverlauf führen. Materialbeschaffung / Sponsoring für das gesamte Projekt. Aufbau des Steuerschrankes Termin: Erstellen der Videos für den Xplore Wettbewerb und die von der Idee-Entstehung bis hin zum endgültigen Produktionsablauf. Dokumentation erstellen, pflegen und aufarbeiten der gesamten Bar-Inhalte Termin: Fachgespräche Termin: Ab Abschlusspräsentation Termin: Lasten- & Pflichtenheft Termin: Layout der Anlage Termin: Projektname und Logo-Design Termin: Getränkesorten bestimmen Termin: Die Terminpunkte der einzelnen Projektteilnehmer sind ungefähre Richtlinien bis wann einzelne Abschnitte des Projektes fertig sein sollten. Wichtig: Jedoch gilt, dass das Projekt bis zum realisiert sein muss und am Infotag der Schule präsentiert werden kann. Seite 16

17 9. Gantt-Diagramm 9.1. Zeitplanung Seite 17

18 9.2. Ressourcenplanung Seite 18