Pflichtenheft. Datum: Version: 1.7. Auftraggeber: BBS1 Mainz Judensand 12, Mainz Ansprechpartner: Hr. Müller, Hr. Löser, Hr.

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1 Pflichtenheft Datum: Version: 1.7 Projekt: Auftraggeber: BBS1 Mainz Judensand 12, Mainz Ansprechpartner: Hr. Müller, Hr. Löser, Hr. Decker Auftragnehmer: -Team Abschlussprojekt zum staatl. geprüften Techniker für Automatisierungstechnik Ansprechpartner: -Team

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Zielsetzung Grundgestell Türmechanik Greifmechanik Photovoltaik-Ladestation Ladevorgang Stationsaufstellung Schaltschrankaufbau Lastteil Steuerteil Verleihvorgang Rahmenbedingungen Umwelteinflüsse Personenschutz Vandalismusschutz Termine und Meilensteine Produkteinsatz Anwendungsbereiche Zielgruppen Betriebsbedingungen Funktionale Anforderungen Aufbewahrung Pedelec Türmechanik Greifmechanik Ein-/Auslagerungsvorgang Lademanagement Photovoltaik Insellösung Visualisierung Zugangsvisualisierung Prozessvisualisierung Zugangsmöglichkeiten Standort: Kontakt: 2

3 4.9 Überwachungsmöglichkeit Beachtung der Datenschutzanforderungen nach BDSG Sicherheit Nichtfunktionale Anforderungen Dokumentation Schaltpläne CAD-Zeichnungen Programmentwurf Programmablaufplan Bedienungsanleitung Busaufbau(Topologie) Internetauftritt Vision Erweiterbarkeit Produktdaten Hardware Software Steuerkomponenten Antriebstechnik Aufgabenverteilung Offene Punkte Ansprechpartner Lieferumfang Qualitätsanforderungen Glossar Standort: Kontakt: 3

4 Änderungsverzeichnis Änderungen Nr. Datum Version Geänderte Kapitel Alle Beschreibung der Änderungen Initiale Produktbeschreibung Ergänzung Inhalt Ergänzung Inhalt, Korrektur Ergänzung Rechtsgrundlage Textkorrektur Tabelle 1: Änderungsverzeichnis Abbildungen, Tabellenund Abbildungsverzeichnis Ergänzung Inhaltskorrektur, Textkorrektur Ergänzung Autor Marco Reichel, David Berg Marco Reichel Marco Reichel Marco Reichel Marco Reichel Marco Reichel, David Berg Marco Reichel Marco Reichel Zustand Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Änderungsverzeichnis... 4 Tabelle 2: Maße Grundgestell Tabelle 3: Eingesetzte Software Tabelle 4: Qualitätsmerkmale Tabelle 5: Glossar Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Konzept Grundgestell und Logo... 6 Abbildung 2: Zeitachse Projekt Abbildung 3: Beispieldarstellung Buskomponenten Standort: Kontakt: 4

5 1 Einführung Unser Team besteht aus vier jungen Fachschülern, die eine Ausbildung zum staatlich geprüften Techniker für Automatisierungstechnik an der Berufsbildenden Schule 1 in Mainz durchführen. Während dieser Ausbildung fertigen wir in Lernmodul 15 selbständig eine Projektarbeit an und erwerben dabei die Fähigkeit, ein fachliches Problem selbständig zu erkennen, zu analysieren, zu strukturieren und zu beurteilen sowie praxisgerechte Lösungen zu entwickeln, zu dokumentieren und zu präsentieren. Stellvertretend für die Fachschule der Berufsbildenden Schule 1 in Mainz wird unser Team von Herrn Müller, Herrn Löser und Herrn Decker betreut. Durch die Projektbetreuer wurden die umzusetzenden Punkte während der Projektarbeit festgelegt und vom Projektteam im Lastenheft festgehalten. Grundlage für die Erstellung dieses Pflichtenheftes ist das Lastenheft Projekt Version 1.1 vom Standort: Kontakt: 5

6 2 Zielsetzung 2.1 Die fertige Station bietet, mit all Ihren Komponenten, den optimalen Schutz für Pedelecs oder E-Bikes vor Wind, Regen, Umweltbedingungen und Vandalismus. Das Fahrzeug wird durch den Bediener/Kunden an die Station herangeführt. Nachdem die Türen geöffnet wurden, wird das Pedelec oder E-Bike in einen Greifmechanismus eingelassen. Während der Positionierung des Fahrzeugs in der Station wird der Fahrradständer automatisch ausgeklappt und mit der Ladeplatte verbunden. Die Türen der Station schließen automatisch nach dem Fahrzeugeinzug. Im den Akkumulatoren, zuvor durch Photovoltaikpanel gespeicherte Energie, wird über die induktiven Ladeplatten und den Fahrradständer in den Akkumulator des Fahrrads übertragen. Die Daten der einzelnen Prozesse werden in der Steuerung, welche sich im Schaltschrank befindet eingelesen, verarbeitet und den Prozessen wieder zugeführt. Unter den folgenden Punkten wird näher auf die einzelnen umzusetzenden Stationsteile eingegangen Grundgestell Grundkonzept ist eine geschlossene Station für ein E-Bike oder Pedelec, welche Schutz vor Witterung, Wind, Wetter und Vandalismus bietet. Das Grundgestell wird so konzipiert, dass ein modularer Auf- und Abbau der Station gewährleistet wird. Abbildung 1: Konzept Grundgestell und Logo Standort: Kontakt: 6

7 2.1.2 Türmechanik Der Türaufbau wird durch automatisch, per elektrischem Antrieb öffnende Schiebetüren realisiert. Die zwei Schiebetüren (links, rechts) gewährleisten einen platzsparender Aufbau. Für den späteren Betrieb sind entsprechende Maßnahmen zu treffen, durch welche eine Kollisions- und Quetschgefahr für Mensch und Fahrzeug ausgeschlossen wird. Die Türen werden so verschlossen, dass das Fahrzeug vor Vandalismus und Diebstahl geschützt wird und ein unrechtmäßiger Zugang zum Fahrzeug verhindert wird Greifmechanik Die Greifmechanik der Station soll einen stabilen Ein- und Auslagerprozess gewährleisten. Greiferplatten bieten ausreichend Auflagefläche am Vorderrad, so dass das Fahrzeug während dem Ein- und Auszug optimal fixiert wird. Die Greifmechanik ist auf einem Schienensystem geführt mit dessen Hilfe der Positionierbetrieb des E-Bikes oder Pedelecs durchgeführt wird. 2.2 Photovoltaik-Ladestation Die Ladung der Stationsakkumulatoren wird über ein Photovoltaikpanel verwirklicht. Das Panel wird auf der Station fixiert und fest verbunden. 2.3 Ladevorgang Energieübertragung von Stationsakkumulatoren zu den induktiven Ladeplatten. Die Ladeplatten und der Ständer des Pedelecs oder E-Bikes bilden eine berührungslose, induktive Ladetechnik. Der Fahrradständer wird automatisch während dem Einlagerungsvorgang ausgeklappt und während dem Auslagerungsvorgang eingeklappt. Der induktive Fahrradständer ist bereits am Fahrzeug installiert. 2.4 Stationsaufstellung Die Bedienung und Visualisierung der Station erfolgt mittels Touch Panel, welches rechts neben der Schiebetür seine Position findet. An der Vorderseite der Station wird der Bereich mit Blechen, welche eine kleine Steigung haben ausgelegt. Dieser Bereich wird mit entsprechender Sensorik und Kamera überwacht. Auf der Rückseite der Station befindet sich der Schaltschrank und oberhalb der Station wird das Photovoltaikpanel angebracht. Standort: Kontakt: 7

8 2.5 Schaltschrankaufbau Zur Unterbringung der Steuerkomponenten wird ein kompakter Hauptschaltschrank an der Rückseite der Station angebracht. Dieser ist unterteilt in Last- und Steuerteil und wird zusätzlich mit einem Verschlusssystems zur Zugangsbeschränkung ausgestattet Lastteil Der Laststromteil mit Netzspannungsversorgung, Anschluss für Servicesteckdose, Mini-PC und Ansteuerung der Frequenzumrichter für die Antriebe wird getrennt vom Steuerspannungsteil eingerichtet, verdrahtet und abgesichert. Die Frequenzumrichter der Antriebe bieten sowohl einen Kurzschluss- als auch Überspannungsschutz Steuerteil Der Steuerteil wird unabhängig vom Laststromkreis abgesichert und durch diesen unter anderem mit Hilfe von Transformatoren mit Spannung versorgt. Die Steuerspannung wird für die Versorgung der Steuerungseinheit, der Sensoren, der Greifermechanik(sowohl Last als auch Logikstrom), des RFID-Zugangs, des Touch Panels, der Türverriegelung und der Kameraüberwachung benötigt. 2.6 Verleihvorgang Es wird ein Szenario erstellt, in dem das Verleihen eines Pedelecs oder E-Bikes aufgearbeitet wird. Standort: Kontakt: 8

9 2.7 Rahmenbedingungen Umwelteinflüsse Schlechtes Wetter wie starker Wind, Regen oder auch Hagel können die Elektronik bzw. das gesamte Pedelec oder E-Bike stark beschädigen. Die bietet aber nicht nur in diesem Fall optimalen Schutz gegen diese Arten von Schlechtwetter sondern, schützt auch durch entsprechend, in der Station verbauten Überspannungsschutzeinrichtungen vor Blitzeinschlag. In diesem Fall ist nicht nur die Station sondern auch das Fahrzeug bestens geschützt Personenschutz Die Stromkreise der Anlage werden zu Personenschutzzwecken mit RCD Schalteinrichtungen ausgestattet. Im Bereich des Fahrzeugein- und Fahrzeugauszuges wird mit Hilfe einer Personenerfassungssensorik die Anwesenheit einer oder mehrerer Personen im Gefahrenbereich vor der Station erfasst. Vor der Station werden Stolperstellen und mögliche Rutschgefahren bei Regen, durch entsprechende Maßnahmen, wie z.b. Antirutschfolie und Abwinkeln der Bleche vermieden. Innerhalb der Box wird eine mechanische Notentriegelung, einer möglicherweise eingesperrten Person, die Möglichkeit bieten die Türen zu öffnen. In unmittelbarer Nähe der Bedienoberfläche ist ein Not-Aus, welcher im Fehlerfall die Anlage sofort Stoppt, angebracht. Der Not-Aus ist mit einem Sicherheitsbaustein im Schaltschrank verbunden. Um unterschiedliche Potenziale zwischen den einzelnen Anlagenkomponenten zu minimieren, werden diese auf eine Potentialausgleichsschiene geführt Vandalismusschutz Die ist so aufgebaut, dass sie sowohl Schutz gegen Diebstahl, mutwillige Zerstörung und Beschädigung des Pedelecs oder E-Bikes bietet. Zusätzlich stellt die Internet-Kameraüberwachung sowohl vor als auch in der Station eine Kontrollmöglichkeit für den Anwender und eine abschreckende Wirkung für Vandalen dar. Standort: Kontakt: 9

10 2.8 Termine und Meilensteine Projektbeginn Erstellung Lastenheft Abgabe Projektstatusformular Abgabe Lastenheft Abgabe Pflichtenheft Abgabe Projektfortschrittvideo Zeitraum Zwischenpräsentation Abgabe Projektdokumentation Fachgespräche plore Abschlussvideo einreichen Fachgespräche Bekanntgabe Teilnahmeprojekte für Bad Pyrmont(plore) Abschlusspräsentation Informationstag BBS1 Mainz Präsentation in Bad Pyrmont(plore) Preisverleihung auf der Hannovermesse Abbildung 2: Zeitachse Projekt Standort: Kontakt: 10

11 3 Produkteinsatz 3.1 Anwendungsbereiche Die Einsatzbereich der ist sowohl für Pedelecs und E-Bikes Verleihstationen oder auch für Firmen oder Privatanwender gedacht. Die Station ist als Fahrradgarage und Unterstellmöglichkeit ideal für den Urbanen Raum, kann aber auch dank des Insellösungskonzepts in abgelegenen Regionen zum Einsatz kommen. Der modulare Aufbau und die Gewichtreduzierung durch den Aluminiumrahmen der Station ermöglichen einen schnellen Auf- und Abbau der Station, falls ein Standortwechsel notwendig sein sollte. 3.2 Zielgruppen - regionale Verkehrsverbände als Einsatz von Verleihstationen - Firmen auf deren Gelände große Distanzen mit Betriebsfahrrädern überwunden werden. - Besitzer von E-Bikes und Pedelecs - Altersgruppen jeglicher Art - Ballungsräume/Urbanen Raum 3.3 Betriebsbedingungen - unabhängig von Wetterbedingungen, Tageszeit und Lichtverhältnissen - Richtlinien der Sicherheitsbedingungen sind einzuhalten - Die direkte Umgebung der Station sollte genug Raum zum Rangieren des Pedelecs oder E-Bikes bieten - Die Station und das Photovoltaikpanel müssen so aufgestellt werden, dass genügend Sonneneinfall auf die Fläche des Panels trifft um die Akkumulatoren der Station zu laden. Standort: Kontakt: 11

12 4 Funktionale Anforderungen Folgende Punkte beschreiben die genaue Funktionalität, die an das fertige Produkt gestellt wird. 4.1 Aufbewahrung Pedelec Profilschienen bilden das Grundgestell der Station und dienen zur Befestigung der Plexiglas-Außenscheiben, der Aluminiumverschlussplatte (oben), der Sensoren und Aktoren, des Touch Panels und des Schaltschranks. Sie sind so angebracht, dass ein modularer Auf-/Abbau gewährleistet wird. 4.2 Türmechanik Doppel-Schiebetüren ermöglichen einen Platzsparenden und sicheren Aufbau im Fahrzeugübergabebereich. Sie werden so angebracht, dass sie weder Person noch Fahrzeug beschädigen und verfahren mittels elektrischen Antriebs. Die Positionsendlagen der Tür sind mit Hilfe der SPS über Sensoren abzufragen. Die Verschließ- und Öffnungszeit beträgt jeweils maximal 10 Sekunden. Der Schutz gegen unberechtigtes und mutwilliges Öffnen der Türen wird durch einen elektromechanischen Türverschluss realisiert. 4.3 Greifmechanik Der Einzug des Fahrzeugs erfolgt mit Hilfe einer zu konzipierenden Greifmechanik. Spezielle Platten spannen das Vorderrad so ein, dass der Einzug ohne Beschädigung des Fahrrads durchgeführt wird. Das Spannen des Vorderrades geschieht innerhalb der Kontur des Grundgestells und wird mit Hilfe einer elektromechanischen Vorrichtung, welche über Profibus mit der SPS kommuniziert, ausgeführt. Positions- und Kraftabfrage der elektromagnetischen Vorrichtung werden über einen speziellen Controller erfasst und verarbeitet. Die Parametrierung dieser Vorrichtung erfolgt mittels der herstellereigenen Software. 4.4 Ein-/Auslagerungsvorgang Der Ein- und Auslagerungsvorgang findet vollautomatisch statt. Angaben zu Spielzeiten finden Sie unter Punkt 8 Produktdaten. Standort: Kontakt: 12

13 4.5 Lademanagement Die induktive Ladeplatte ist nur bei eingelagertem Pedelec (Pedelecerkennung) aktiviert. Die Deaktivierung der Platten bleibt aus Gründen der Energieersparnis so lange bestehen, bis ein Pedelec eingelagert wird. Gespeicherte Energie der Akkumulatoren ist somit ressourcensparend zu verwalten. Eine visuelle Rückmeldung des Ladevorgangs, des Ladzustand, oder ob die Station besetzt ist, wird als Information am Touch Panel und durch zusätzliche Leuchtmelder dargestellt. 4.6 Photovoltaik Insellösung Die Akkumulatoren werden durch das oberhalb der Kabine angebrachten Photovoltaik Panel geladen. Die elektrische Energie des Panels wird über einen Controller verwaltet. 4.7 Visualisierung Zur Bedienung und Visualisierung wird auf der rechten Seite neben der Türmechanik ein Touch Panel angebracht. Die Darstellung des Panels ist so umzusetzen, dass eine intuitive Bedienung ermöglicht wird und gegebenenfalls Prozessdaten abgelesen werden können. Damit keine Sprachbarrieren entstehen, wird im Falle einer wörtlichen oder textlichen Abbildung, die Möglichkeit gegeben, zwischen der deutschen und englischen Darstellung zu wechseln Zugangsvisualisierung Für den Kundenzugang wird ein Begrüßungstext eingeblendet. Die farbliche Darstellung ist in den Farben des Projektlogos zu halten. Primär soll der Kunde über die Visualisierung des Touch Panels Informationen zur Verwahrzeit, zum aktuellen Stand des Ein- und Auslagerungsvorgangs und zur Verfügbarkeit der Station erhalten. Sekundär sollen Alarmzustände und Störungen dargestellt werden Prozessvisualisierung Für Servicearbeiten wird eine visuelle Darstellung zu allen Prozessschritten erstellt. Über diese Prozessvisualisierung ist es möglich den jeweiligen Prozesszustand abzulesen. Ebenfalls wird es möglich sein alle Prozessabschnitte manuell zu bedienen. Der Zugang für Servicemitarbeiter wird mit einem Kennwort geschützt, so dass der Zugang zur Prozessvisualisierung für Unbefugte gesperrt wird. Standort: Kontakt: 13

14 4.8 Zugangsmöglichkeiten - RFID-Zugangsmöglichkeit schaffen - Freischaltung/Überwachung durch Smartphoneanbindung - Zugang/Freischaltung durch SMS - manuelle Bedienung für Servicepersonal - manuelle Bedienung für Kunden 4.9 Überwachungsmöglichkeit Die Überwachung des Innenraums der Station und des Bereichs vor der Station werden mittels IP-Kamera überwacht. Die Kameras funktionieren sowohl tagsüber als auch bei schlechten Lichtverhältnissen dank Infrarottechnik 4.10 Beachtung der Datenschutzanforderungen nach BDSG Auf Grund verschiedenster Zugangs- und Überwachungsmöglichkeiten muss unter Beachtung der Datenschutzanforderungen nach BDSG der Umgang mit eventuell zu speichernden Daten geregelt werden. Festgelegt wird der Umgang mit personenbezogenen Daten. Daten sind personenbezogen, wenn sie persönliche oder sachliche Verhältnisse einer natürlichen Person beschreiben. Dazu genügt es, wenn die Person nicht namentlich benannt wird, aber bestimmbar ist (beispielsweise: Telefonnummer, -Adresse, IP-Adresse beim Surfen, Personalnummer) Sicherheit Es Ist ein vollständiger Not-Aus-Kreis mit Not-Aus-Knopf, Sicherheitsbaustein und vorrangiger Signalverarbeitung innerhalb der Steuerung aufzubauen. Der Not-Aus- Kreis ist drahtbruchsicher zu installieren. Wird der Not-Aus-Kreis aktiviert und meldet eine Störung ist die Anlage sofort in einen sicheren Zustand zu überführen. Der sichere Zustand kann unter Umständen bedeuten, dass die Anlage sich nicht weiter bewegt. Die Vorgehensweise zum Quittieren des Alarms bzw. die Einbindung der Funktion Not-Aus-Reset ist zu überprüfen. Wie unter Punkt aufgeführt, wird zur Überwachung des Ein- und Auszugsbereichs eine Personenerkennungssensorik installiert. Dies bedeutet, dass wenn während dem Verfahrens des Fahrzeugs eine oder mehrere Personen in den zu Überwachenden Bereich treten, weitere Aktionen abgestellt werden. Standort: Kontakt: 14

15 5 Nichtfunktionale Anforderungen Hier sind alle Anforderungen aufgeführt, die sich nicht auf die Funktionalität, die Leistung und die Benutzeroberfläche beziehen. 5.1 Dokumentation Während der gesamten Projektphase, sind von jedem Teammitglied entsprechend alles Arbeitsschritte zu dokumentieren. Ergänzend zu den Einzeldokumentationen wird eine Gesamtdokumentation sowohl in Papier- als auch in Datenform(CD- Datenträger) erstellt. Die Projektdokumentationen werden nach Fertigstellung des Projektes den Projektbetreuern übergeben und gehen zu diesem Zeitpunkt in das Eigentum der Schule über. Schaltpläne, CAD-Zeichnungen, Programmablaufpläne, Bedienungsanleitungen, Bilder und Videos sind ebenso Bestandteil des Dokumentationsumfangs. 5.2 Schaltpläne Die Erstellung der Schaltpläne erfolgt Normgerecht nach IEC / IEC DIN EN IEC 62023: :Strukturierung technischer Informationen und Dokumentationen Dies bedeutet, dass die Darstellung von Symbolen, Darstellungsregeln für Dokumente, Kennzeichnung und Datenelemente für Schaltpläne nach aktuellem Stand durchgeführt wird. 5.3 CAD-Zeichnungen CAD Zeichnungen sind Dokumente, die in grafischer und schriftlicher Form alle notwendigen Informationen für die Herstellung und zur Beschreibung der geforderten Funktionen und Eigenschaften der Einzelteile, der Baugruppen und des kompletten Produkts zeigen und Bestandteil der technischen Produktdokumentation sind. Standort: Kontakt: 15

16 5.4 Programmentwurf Die Anfertigung des Programms der speicherprogrammierbaren Steuerung wird nach IEC umgesetzt. IEC :2003: Speicherprogrammierbare Steuerungen Teil 1 Allgemeine Informationen. Die Programmstruktur ist somit je nach Busaufbau und möglicher Buserweiterung aufzubauen. 5.5 Programmablaufplan Parallel zur Programmstruktur nach IEC wird ein Programmablaufplan(PAP) nach DIN erstellt. DIN 66001: : Informationen; Sinnbilder und ihre Anwendungen Der Programmablaufplan stellt eine übersichtliche Darstellung des Programmalgorithmus, mit Hilfe von genormten Symbolen, dar. Die Programmstruktur wird bildhaft als Ablauf dargestellt, wobei Pfeilverbindungen die Richtung der Verarbeitung darstellen. 5.6 Bedienungsanleitung Für die Bedienung der Anlage durch den Auftragnehmer und durch Dritte wird eine Bedienungsanleitung in Textform und eine Schnellbedienungsanleitung in Bildschriftzeichen erstellt. Standort: Kontakt: 16

17 5.7 Busaufbau(Topologie) Die einzelnen Komponenten, wie z.b. SPS, Greifer, Ein- und Ausgangs Inlineklemmen der Steuerung, Touch Panel usw., die zur Automatisierung der Anlage benötigt werden, kommunizieren Untereinander über einen oder mehrere Datenbussysteme. Abbildung 3 zeigt eine schematische Beispieldarstellung des Busaufbaus aber nicht die Netzwerktopologie des fertigen Produkts. Änderungen im Busaufbau können auf Wunsch und im gegenseitigen Einverständnis von Auftraggeber und Auftragnehmer angepasst oder geändert werden. Abbildung 3: Beispieldarstellung Buskomponenten 5.8 Internetauftritt Bestandteil der Projektarbeit ist die Erstellung einer Internetseite, auf welcher das Projekt, der Projektfortschritt, die Meilensteine, das Projektteam, mögliche Sponsoren, Bilder und Videos sowie das Führen eines Tagebuches jedes Teammitgliedes Bestandteil sein soll. Für Gestaltung und Inhalt ist das Projektteam verantwortlich. Für den Inhalt von Gästebucheinträgen, Kommentaren oder Posts ist allein der Verfasser verantwortlich. Standort: Kontakt: 17

18 6 Vision Im Rahmen des Projektes wird ein zusätzliches Modell in Form einer technischen Zeichnung für den Anwendungsfall, bei dem mehrere Stationen mit einander kombiniert werden, erstellt. Das Modell wird mehrere Anwendungsbeispiele beschreiben, aufzeigen und im Rahmen der Projektpräsentation zu sehen sein. 7 Erweiterbarkeit Während der Projektumsetzung ist darauf zu achten, dass die Möglichkeit der Erweiterung der Station gegeben ist. Sowohl Schaltschrank, SPS-Komponenten und die Station selbst sind so zu konzipieren, dass z.b. zusätzliche Sensoren, Aktoren und Steuerkomponenten an- und untergebracht werden können. Die Möglichkeit zusätzliche Stationen anzubinden wird ebenfalls mit beachtet. Standort: Kontakt: 18

19 8 Produktdaten - Der Ein-/Auslagerungsvorgang eines E-Bikes oder Pedelecs soll jeweils nicht über 60 Sekunden liegen. Ein Wechselspiel(Ein- und anschließende Auslagerung) darf nicht länger als 120 Sekunden dauern. - Der Ein- bzw. Auslagerungsvorgang soll vollautomatisch stattfinden und dabei weder Mensch noch Maschine gefährden. Es können die gängigen Elektrofahrradgrößen(28 Zoll) in der Station verwahrt und geladen werden. - Folgende Grundmaße sollen nicht überschritten werden. Bei gleichbleibender Funktionalität können diese Maße unterschritten werden. Hier nicht einbezogen ist der/die Schaltschrank/-schränke. Länge des Grundgestell Breite des Grundgestell Höhe des Grundgestell 2600 mm 1500 mm 2500 mm Tabelle 2: Maße Grundgestell 8.1 Hardware - Grundgestell aus Aluminium - Verkleidung aus Plexiglasscheiben - Schaltschrank aus Metall - elektromagnetischer Greifer - induktionsplatten mit vorhandenem Fahrradständer - Drehstrommotoren mit vorgeschaltetem Frequenzumrichter - Kameras mit Internetzugang und PoE - Photovoltaikpanel - Verschlussplatte Station oben aus Aluminium - Dryfit-Akkumulatoren(Stationsakkus) - Spannungstransformator(Wechselrichter) Photovoltaikpanel zu Akkumulatoren - Spannungstransformator Netzspannung 230VAC zu Steuerspannung 24VDC - Sensor zu Personenüberwachung - RFID-Zugangsmodul - RCD-Fehlerstromschutzschalter - Überspannungsschutz(Blitzschutz) - Potenzialausgleichschiene - Kabel(Last- und Steuerspannung) - Pedelec mit eingebautem LiMn-Akkumulator Standort: Kontakt: 19

20 8.2 Software Nr. Software Hersteller Anlass Funktionsumfang AutoCAD Erstellung CAD- 1 Inventor LT Autodesk Vollversion Zeichnungen Suite EPLAN Education V2.x MS Projekt Prof PC WOR V EPLAN Erstellung Elektroschaltpläne Studentenversion Microsoft Projektierung Studentenversion Phoenix Contact 5 VISU+ 2.x Phoenix Contact 6 A OPC Server Phoenix Contact 7 WEBVIST 1.x Phoenix Contact 8 Festo Configuration Tool V1.2.1(3) Tabelle 3: Eingesetzte Software 8.3 Steuerkomponenten Festo Programmierung SPS, Verbindungsaufbau Datenbusteilnehmer Visualisierung Touch Panel mit Bedien- und Beobachtungsmöglichkeit Anbindung Touch Panel an Steuerungsebene Web-Visualisierungen für Steuerungen mit integriertem Web-Server Bewegungs- und Kommunikationsparametrierung Greifer Basic Version Basic Version Basic Version Basic Version Vollversion Die Komponenten für die speicherprogrammierbare Steuerung sind ausschließlich von Phoenix Contact zu beziehen, da im Zusammenhang mit dem anstehenden plore New Automation Contest ein Budget von 3000 Euro eingeräumt wurde. Die folgende Auflistung zeigt einen Teil der zum Einsatz kommenden Komponenten. - 1x speicherprogrammierbare Steuerung - ILC 150 GSM/GPRS - 2x ILB BT ADIO MU-OMNI 8-1x Inline Klemmen IB IL 24 DO 16-1x Inline Klemmen IB IL 24 DI 16 - Phoenix Contact Touch-Panel TP 3070T oder größeres Modell - Industrial Ethernet Switch FL SWITCH SMN 6T/2POF-PN - Sicherheitsbaustein PSR-TRISAFE Die Ansteuerung und Parametrierung der IP-Kameras, sowie weiterer möglicher Netzwerkkomponenten soll mit Hilfe eines universell einsetzbaren Mini-PCs(Server, Steuerungseinheit) erfolgen, welcher im Schaltschrank fest verbaut wäre. Ebenfalls könnte der Mini-PC zu Darstellungszwecken am Präsentationstag Anwendung finden. Folgender Typ käme dafür in Frage. Die Umsetzung wird allerdings noch geprüft. - Raspberry Pi Model B+, ARM1176JZFS 700MHz, 512MB RAM, 2xUSB, 1xHDMI Standort: Kontakt: 20

21 8.4 Antriebstechnik Zu verwendende Antriebstechnik wird eventuell von SEW im Rahmen eines Sponsorings bereitgestellt. Hierbei wird es sich, nach derzeitigem Stand, um frequenzgesteuerte Drehstrommotoren handeln. Die Details sind allerdings noch zu klären. Angefragt ist derzeit ein Motor mit Frequenzumrichter für den Ein- und Ausziehmechanismus der Station. 9 Aufgabenverteilung Marco Reichel Elektroniker für Betriebstechnik Jean Müller GmbH - Teamsprecher - Projektplan erstellen - Videoauftritt - Kontakt Sponsoren - Softwareverwaltung - Schaltschrankmontage(elektrisch) - Auswahl Sensorik - Lademanagement - Programmierung und Visualisierung - Dokumentation (EPLAN) - Lastenheft - Pflichtenheft - Internetauftritt - Verwaltung Twitter-Account. David Berg Elektroniker für Gebäude und Energieelektronik Jones Lang LaSalle Services GmbH - Kontakt Sponsoren - Programmierung und Visualisierung - Erstellung Dokumentation - Erstellung Pflichtenheft - elektrische Ansteuerung Peripherie - Auswahl Aktoren - Kameraüberwachung - Zugangsmöglichkeit (RFID etc.) - Türverschluss - Verwaltung Facebook-Account Standort: Kontakt: 21

22 Michael Birkner Fluggerätemechaniker Honeywell - Mechanischer Aufbau - CAD-Zeichnungen für Greifmechanismus - Mechanik für Fahrradständer - Aufbau Grundgestell - Schaltschrankmontage(mechanik) - Schaltschrankverdrahtung - Montage Solarpanel - Verkleidung Grundgestell und Tür - Bedienungsanleitung erstellen. Christian Schäfer Qualitätssicherung BorgWarner Turbo Systems - Mechanischer Aufbau - Bestellung Profilschienensystem und Torantrieb - CAD-Zeichnungen Grundgestell, Tür und Einzugssystem - Positionsbestimmung und Montage Sensorik - Positionsbestimmung Antriebe - Verdrahtung Aktoren - CAD Zeichnung Solarpanelhalter - Dokumentation(CAD) - Erstellen eines Modells(Zeichnung oder ähnlich) für einen E-Bike Tower. Standort: Kontakt: 22

23 10 Offene Punkte - Die endgültige Größe des Touch Panels ist zu ermitteln. - Die Anbindung der Sensoren und Aktoren mittels ASI-Bus ist zu prüfen. - Der mögliche Einsatz von SEW Antriebskomponenten ist noch nicht endgültig mit Herr Wohlfahrt von SEW entschieden. - Darstellung Bustopologie - Mini PC Anbindung 11 Ansprechpartner Ansprechpartner für Anregungen zum Projekt, während der Präsentationtage, bei Störungen sind die Teammitglieder der Projektarbeit. Das Team besteht aus den unter Punkt 9 aufgeführten Personen. Ansprechpartner für die Teammitglieder während der Umsetzungsphase des Projekts sind die Projektbetreuer Herr Müller, Herr Löser und Herr Decker. 12 Lieferumfang - vollautomatische, betriebsbereite mit allen zum Betrieb benötigten Komponenten - Bedienungsanleitung in Schriftform und Schnellbedienungsanleitung Bildschriftzeichen(Schriftlich und Digital) - Programmentwurf mit Kommentaren - Dokumentationen und Betriebsanleitungen von Kaufteilen - Montage - Gesamt- und Einzeldokumentationen(Schriftlich und Digital) - Alle durch die Schule zur Verfügung gestellten Mittel - Alle Zugangsschlüssel - Alle Passwörter wenn vorhanden - Endgültige Version des Lasten- und Pflichtenheftes Standort: Kontakt: 23

24 13 Qualitätsanforderungen Die Qualitätsanforderungen an die wurden zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer während der Lastenhefterstellung verbindlich festgelegt. Die Angemessenheit, Korrektheit und Vollständigkeit der Merkmale sind durch den Auftragnehmer zu dokumentieren. Die Überprüfung findet durch den Auftragnehmer statt. Merkmale sehr gut gut normal nicht relevant Funktionalität Angemessenheit (Platzbedarf) Smartphone-/ Handyzugang RFID-Zugang Ordnungsmäßigkeit (Normgerecht) Sicherheit (Vandalismus) Sicherheit (Wettereinfluss) Zuverlässigkeit Fehlertoleranz Bedienbarkeit Verständlichkeit Erlernbarkeit Benutzbarkeit Effizienzverhalten (Solarbetrieb) Effizienzverhalten (Netzbetrieb) Zeitverhalten Lärmentwicklung Änderbarkeit Modifizierbarkeit Standort: Kontakt: 24

25 Merkmale sehr gut gut normal nicht relevant Stabilität Prüfbarkeit Installierbarkeit Konformität Zugänglichkeit (Wartung/Reparatur) Austauschbarkeit (Sensoren/Aktoren) Umwelteinwirkungen Umweltauswirkungen Tabelle 4: Qualitätsmerkmale Standort: Kontakt: 25

26 14 Glossar Akkumulatoren Bluetooth Dryfit-Akku Ladecontroller Ladegerät Lernmodul LiMn-Akku Pedelec E-Bike Photovoltaik SPS Touchpanel Wechselrichter Frequenzumrichter Induktion IP-Adresse natürliche Person surfen(internet) PoE(Power over Ethernet) Tabelle 5: Glossar Wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie Funktechnik zur Datenübertragung für kurze Distanzen Bei-Gel-Akkumulator; Industriebatterie speziell für Solaranwendungen. Managementsystem für die Ladung von Akkumulatoren durch Solarmodule Managementsystem für die Ladung von Akkus durch 230V Netzspannung In sich abgeschlossenes und eigenständig Bewertetes Modul der Fachschulausbildung Lithium-Ionen Mangan-Akkumulator verbaut im Pedelec Fahrrad mit Trittunterstützung durch einen Elektromotor und Akku bis zu einer Fahrgeschwindigkeit von 25 km/h Unterschied zum Pedelec: Der Elektroantrieb wirkt auch wenn nicht pedaliert wird. Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie durch Solarzellen Speicherprogrammierbare Steuerung zur Regelung/Steuerung einer Maschine oder Anlage Ein-/Ausgabegerät, welches durch Bildschirmberührung mit dem Finger bedient werden kann. Wechselrichter = Gerät welches Gleichspannung In Wechselspannung umrichtet. Frequenzumrichter ist ein Stromrichter, der aus Wechselspannung eine in der Frequenz und Amplitude veränderbare Wechselspannung für die direkte Versorgung von elektrischen Maschinen wie Drehstrommotoren generiert Entstehen eines elektrischen Feldes durch Änderung der magnetischen Flussdichte. Ist eine Adresse in Computernetzen, die wie das Internet auf dem Internetprotokoll (IP) basiert Der Mensch in seiner Rolle als Rechtssubjekt, d. h. als Träger von Rechten und Pflichten Das aufeinanderfolgende Betrachten von mehreren Webseiten im Internet bezeichnet. Bezeichnet ein Verfahren, mit dem netzwerkfähige Geräte über das achtadrige Ethernet-Kabel mit Strom versorgt werden Standort: Kontakt: 26