Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

1

CONDUCEREA AUTOMATĂ A ACȚIONĂRILOR HIDROPNEMATICE CU AJUTORUL AUTOMATELOR PROGRAMABILE

1. Scopul lucrării

Lucrarea are ca scop să familiarizeze studenți cu elementele de bază privind conducerea automată a acționărilor hidropneumatice cu automatele programabile.

2. Noțiuni teoretice

Echipamentele cu logică programată(ELP) sau automatele programabile (AP) sau programmable logic controllers (PLC), sunt echipamente destinate conducerii automate a proceselor industriale.

Structura unui proces automatizat cu ajutorul unui automat programabil poate fi sintetizată prin schema bloc prezentată mai jos (fig. 2.1):

Fig. 2.1: Structura unui proces automatizat cu ajutorul unui automat programabil

Automatul programabil realizează astfel cele două sarcini principale ale automatizăriiunui proces:

- măsura, care în acest caz presupune monitorizarea stării procesului prin achiziţia la intrărileautomatului, prin intermediul senzorilor, butoanelor, limitatoarelor de cursă, etc. a variabilelor de stare din proces;

- controlul, care presupune prelucrarea informaţiilor primite de la intrări şi generarea comenzilor necesare spre elemente de execuţie din procesul automatizat, conform unui program specific.

Automatele programabile pot înlocui automatizările discrete ce utilizează o comandă realizată cu elemente electromecanice, pneumatice sau electronice în logică cablată, aducândflexibilitate, structură compactă, siguranţă mărită în funcţionare şi programare uşoară şirapidă.

Proces automatizat

Automat programabil

MĂSURĂ

Informații despre starea procesului, primite de la senzori, butoane ,limitatoare

CONTROL

Comenzi trimise spre elementele de execuție

Intrări Ieșiri

Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

2

3. Automatul programabil Easy Moeller Un automat programabil frecvent utilizat în automatizările casnice și industriale este automatul

Easy Moeller (fig. 3.1).

Fig. 3.1. Automatul programabil Easy Moeller

2.1. Avantajele utilizării automatului programabil Easy Moeller

Dintre avantajele care recomandă automatul Easy Moeller se amintesc: flexibilitate: în trecut era nevoie pentru fiecare dispozitiv care trebuia controlat de un automat

care să-l conducă. Prin intermediul automatelor programabile este posibilă conducerea concomitentă a mai multor dispozitive folosind un singur controler logic programabil. Fiecare dispozitiv vă avea programul său care va rula pe automatul programabil;

implementarea schimbărilor şi corecţia erorilor: prin intermediul unei conduceri realizată în logica cablată era nevoie de timp în cazul unei schimbări sau în corecţia unei erori. Prin utilizarea automatelor programabile aceste schimbări sau corecţii pot fi efectuate foarte uşor în program;

cost redus: la acest cost s-a ajuns în decursul timpului şi astfel poate fi achiziţionat un automat cu numeroase timere, numărătoare şi alte funcţii pentru sume pornind de la câteva sute de dolari;

posibilităţi de testare: programul poate fi rulat şi evaluat înainte de a fi instalat pe automat pentru a realiza conducerea dispozitivului. Astfel, pot fi evaluate cu costuri foarte mici erorile care apar precum şi posibilităţile de îmbunătăţire a programului;

viteza de operare: este un alt avantaj. Viteza de operare este dependentă de timpul de scanare al intrărilor, timp care în prezent este de domeniul milisecundelor;

modul de programare: prin introducerea diagramelor leadder respective a metodei booleene de programare a fost facilitat accesul la mediul de programare şi pentru cei care nuau cunoştinţe deosebite în domeniul programării;

documentare: este posibilă o foarte bună documentare a programelor prin înserarea de comentarii în spaţiile alocate acestora facilitând astfel continuarea şi depanarea acestora de către alţi programatori;

securitatea: mărită datorită modului de lucru cu procesul; 3.2. Caracteristicile automatului Easy Moeller

Cele mai importante functii in aplicatiile electrice sunt secventialitatea starilor de comutatie, comanda si controlul dependente de timp, numararea si compararea valorilor analogice. Secventialitatea starilor de comutatie este des implementata folosind dispositive traditionale care ocupa spatiu mai mult, nu intotdeauna se potrivesc la montare si sunt configurabile independent.

Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

3

Folosind Easy, configurarea efectiva a circuitului se face extrem de simplu prin “desenare” in cadrul releului.

Comutatia dependenta de timp este obtinuta in special prin folosirea releelor de timp si a temporizatoarelor de diferite tipuri fiecare echipat cu functii speciale (intarziere la anclansare, la declansare). Toate aceste solutii implica numeroase componente de diferite tipuri care trebuie conectate intre ele.

Functiile logice AND, NAND, OR, NOR etc. si functiile de comutatie se implementeaza doar cu o apasare de tasta.

Cele 121 de linii logice posibile fac din Easy un dispozitiv care se potriveste excelent in numeroase aplicatii in care mici sisteme de automatizare trebuie puse in functiune.

Detaliile tehnice dupa care se pot alege corespunzator diferite tipuri de Easy se referă la: • tensiunea de alimentare 115/230/24V • cu/fara ceas de timp real • fixare pe sina omega • dimensiuni standard 71,5x90x53cm • 8/12 intrari digitale • 2 intrari analogice (numai pentru cele in curent continuu) • 4/6 iesiri pe releu cu o capacitate de comutatie de 4 A, incarcare rezistiva • 8/12 iesiri pe tranzistor, capacitate de comutatie 0.5 A

Diagramele de circuit reprezinta baza aplicatiilor electrice. In acest domeniu Easy s-a intrecut pe sine - diagrama circuitului se introduce pur si simplu de la tastatura releului si visionata pe ecranul cu LCD al acestuia. In momentul testarii aparatului liniile de curent sunt ingrosate pentru a da posibilitatea utilizitatorului sa vada daca a facut sau nu greseli de programare. Tastele P1 - P4 pot fi si ele folosite ca intrari aditionale manuale (fig. 3.2).

Easy furnizeaza securitate sporita prin optiunea sa de protectie cu parola care previne accesul neautorizat la circuit sau la parametrii acestuia, cum ar fi timerele sau releele de timp folosite in circuit.

Programarea releului nu necesita cunostinte superioare de programare, deci utilizarea sa este foarte familiara.

Fig. 3.2. Exemplu de diagramă logică pentru PLC-ul Easy Moeller

4. Chestiuni de studiat 4. 1.Identificarea structurii stației de lucru automate conform schemelor de la pct. 5.1 4.2. Programarea PLC-ului, prin intermediul PC-ului cu ajutorul software-ului, Easy Soft. 4.3. Programarea PLC-ului, direct cu ajutorul tastelor.

Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

4

5. Modul de lucru 5.1. Prezentarea stației de lucru pentru presarea și evacuarea pieselor Stația de lucru este compusă din doi cilindrii pneumatici C1 și C2 (fig. 5.1), alimentați prin

intermediul distribuitoarelor monostabile, D1 și D2, comandate electric cu ajutorul bobinelor Y1 și Y2.

Fig. 5.1. Schema de principiu a acţionării

Fig. 5.2. Schema electrică de conexiui a PLC-ului la stația de prelucrare

Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

5

5.2. Programarea PLC-ului cu ajutorul softaware-ului Easy Soft

Interfaţa programului EASY-SOFT este constituită din trei ferestre (fig. 5.3): 1 = Casetă de instrumente, 2 = Câmp de atribute, 3 = Banc de lucru (Fereastră – Schemă de conexiuni)

În partea stângă este afişată caseta de instrumente. În partea dreaptă, sus este afişat bancul de lucru, respectiv fereastra schemei de conexiuni şi în partea dreaptă jos câmpul de atribute.

Fig.5.3. Fereastra principală a programului

Din meniul principal al programului se selectează dispozitivul 512 DC-RC. Prin tragerea

acestuia în câmpul de editare soft apoi apăsând pe OK programul este gata pentru editare. Pentru editarea programului se trage din meniul „INTRĂRI” o intrare in câmpul intrărilor. Sunt

disponibile trei coloane pentru intrări şi o coloană pentru ieşiri. Ieşirile nu pot fi plasate în câmpul afectat intrărilor, în schimb ieşirile pot fi plasate în câmpul intrărilor deoarece acestea sunt, de fapt imagini ale ieşirilor, cum ar fi de exemplu automenţinerea.

Programul poate fi întocmit mai uşor dacă iniţial se elaborează schema logică pe bază de funcţii logice „Function Block”.

În figura 5.4 este prezentată fereastra programului realizat sub formă de schemă de conexiuni. Programul permite comanda automată necesară procesului de presare-evacuare a unor piese. Procesele de presare- evacuare sunt inițiate la comanda unui operator uman.

1

2

3

Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

6

Fig.5.4. Fereastra programului-secțiunea „Schema de conexiuni”

Notațiile din figură au următoarele semnificații:

I01- intarea 1 a PLC-ului- Buton Start/Stop pentru operaţia de presare piesă (mişcare cilindru C1); I02- intarea 2 a PLC- ului –Buton Start/Stop pentru operaţia de evacuare piesă (mişcare cilindru C2); Q1,Q2 – ieșirile 1 și 2 ale PLC-ului corespunzătoare alimentării bobinelor Y1 şi Y2 ale distribuitoarelor. Așa cum se obsevă în figura 5.4, cu ajutorul butoanelor din bara de meniu se poate selecta varianta grafică convenabilă de programare (ex. modul de reprezentare conform DIN IEC (contacte și relee), modul de reprezentare specific aparatului, etc.). După realizarea programului se verifică funcționalitatea și corectitudinea implenetării acestuia prin selectarea butonului ˝Simulare˝ din meniul stânga-jos a ferestrei programului (fig. 5.5.). Activând butoanele și opțiunile încercuite în figură se va simula programul realizat. Funcționalitatea programului se va observa prin schimbarea culorii (culoarea roșie) circuitului și elementelor schemei (fig. 5.5.). După verificarea programului prin simulare se va face transferul acestuia în PLC. Pentru aceasta se activează fereastra ˝Comunicație˝ (fig. 5.6.). Se vor activa butoanele și opțiunile indicate în figură și programul va fi transferat în memoria PLC-ului. Se va testa funcționalitatea programului pe PLC.

Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

7

Fig.5.5. Fereastra programului-secțiunea „Simulare”

Fig.5.6. Fereastra programului-secțiunea „Comunicaţie”

Lucrarea nr. 9 A.A.H.P.

8

Se va realiza un alt program care să conțină elemente de temporizare (fig. 5.7). Pornirea ciclului de lucru se face la comanda operatorului uman prin activarea butonului I01. Se va efectua operația de presare (activarea ieșirii Q01), iar după o temporizare de 3 secunde, data de releul de timp T01, se va efectua și operația de evacuare a piesei (activarea ieșirii Q02). Pentru simularea și transferul programului se va proceda similar ca în cazul prezentat mai sus.

Fig. 5.7. Fereastra programului ce conține elemente de temporizare

5.3. Teme propuse

1. Să se modifice temporizarea între secvența de presare și evacuare a piesei la 5 secunde.

2. Realizarea unui program, pe PC, cu ajutorul software-ului Easy Soft pentru stația de prelucrare care să permită un ciclu de funcționare automat. Pornirea ciclului se face de către operatorul uman iar continuarea secvențelor de lucru să se realizeze cu senzorii de cap de cursă (p0, p1, e0, e1).

3. Pentru unul dintre programele descrise mai sus să se scrie programul direct în PLC, cu ajutorul tastelor acestuia.