continut_tehnic

Investeşte în oameni!

2. CONTINUT TEHNIC

2.1 Sisteme de actionare pneumatica

Actionarea reprezinta operatiunea prin care se comanda si se urmareste regimul

de functionare al diverselor instalatii de lucru sau procese tehnologice. Procesele

tehnologice implica deseori actionarea unor agregate cu ajutorul unor

motoare,,neelectrice ‘’, adica folosirea energiei unui lichid sub presiune (motoare

hidraulice) sau a unui gaz sub presiune (motoare pneumatice). In cazul actionarilor

pneumatice este necesara realizarea unor surse ,,generatoare’’ de energie

pneumatica.

O actionare pneumatica contine un generator pneumatic (compresorul), antrenat

de obicei de un motor electric, care transmite fluidul energetic (aer comprimat )

motorului pneumatic ce va antrena sarcina (utilajul).

Caracteristica principala a acestor dispozitive este data de utilizarea aerului ca

fluid compresibil al sistemului de actionare.

Aerul comprimat folosit ca agent purtator de energie şi informatie in sistemele

pneumatice de acţionare poate fi produs local cu ajutorul unui compresor, sau

centralizat, într-o staţie de compresoare. Ultima variantă este cea mai utilizata. De

altfel , producerea aerului comprimat este unul dintre serviciile de baza (alaturi de

alimentarea cu energie electrica, apa, gaze naturale) de care dispune un stabiliment

modern.

Acţionarile pneumatice si-au gasit aplicatii în domenii ale tehnicii extreme de

variate, pentru cele mai diferite scopuri. Acest fapt se datoreaza avantajelor prezentate

de aceste acţionari :

- datorita vitezelor de lucru şi de avans mari, precum şi momentelor de inerţie

mici, durata operaţiilor este mică.


- acţionarile pneumatice pot fi foarte rapide : utilizand elemente logice sau

convertoare electropneumatice se pot realiza instalaţii cu funcţioanre în ciclu

automat, care oferăaproductivitate mare .

- forţele, momentele şi vitezele motoarelor pot fi reglate uşor, utilizand dispozitive

simple ;

- supraincarcarea motoarelor pneumatice nu introduce pericol de avarii

- transmisiile pneumatice permit porniri, opriri, opriri dese si schimbari de sens

bruste, fara pericol de avarie ;

- aerul comprimat este relativ usor de produs şi de transportat prin reţele este

nepoluant si neinflamabil.

- poate fi stocat în cantitati apreciabile;

- pericolul de accidentare este redus;

- intreţinerea instalatiilor pneumatice este usoara daca se dispune de personal

calificat.

In comparaţie cu alte tipuri de acţionari (hidraulice, electice) acţionarile

pneumatice prezinta urmatoarele dezavantaje ;

- datorita limitarii presiunii de lucru forţele şi momentele oferite de motoarele

pneumatice sunt reduse ;

- compresibilitatea aerului nu permite reglarea precisa a unor parametri de

funcţionare, de exemplu menţinerea constanta a unor viteze mici de deplasare.

- aerul nu poate fi complet purificat cu costuri rezonabile, fapt ce duce la uzura

unor piese prin eroziune şi abraziune precum si la coroziunea componentelor ;

- in anumite conditii de mediu si functionare, exista pericol de inghet ;

- randamentul transmisiilor pneumatice este scazut.

Acţionarile pneumatice sunt utilizate : in industrie cu pericolul de incendii, explozii

: metalurgie, chimie, minerit, prelucrarea lemnului, termocentrale.

Schema pneumatica este reprezentarea grafica, obtinuta prin utilizarea de

simboluri si reguli de reprezentare a unui sistem pneumatic si descrie cu acuratete


functionarea acestuia. Elaborarea schemei pneumatice este al doilea pas facut in

proiectarea unui sistem pneumatic si, odata ce utilajul a fost realizat, este unul din

instrumentele de baza pentru operatiunile depunere in functiune, reglare a parametrilor

de functionare, diagnosticare si reparare.

Fiind o reprezentare a sistemului pneumatic, in principiu schema are o structura

identica acestuia, insa in ea nu sunt reprezentate elementele mecanice, cu exceptia

celor direct interconditionate cu cele pneumatice.

Aparatele pneumatice si conexiunile dintre ele precum si functiile pe care

acestea le indeplinesc, sunt redate prin simboluri si notatii specifice,cuprinse si descrise

in norme unanim acceptate, numite standard .

Schema pneumatica poate fi privita ca o structura formata din cinci nivele ,

fiecare etaj continand o anumita categorie de elemente pneumatice. Toate elementele

din schema sunt interconectate astfel incat sa realizeze functiile cerute de utilizator.

Cele cinci nivele cuprind :

● Elemente de preparare aer, care asigura alimentarea instalatiei cu energie pneumatica

la parametri ceruti din sistem:presiune, debit, filtrare, ungere.

● Elemente de comanda, care permit dialogul om-masina : comenzi depornire -

oprire, selectare pentru diferite functii sau moduri de lucru. De obicei, toate aceste

elemente sunt grupate intr-un panou (tablou) de comanda, aflat la distanta sau alipit

instalatiei de forta (de executie).

● Elemente de procesare - echipamente care asigura procesarea (interpretarea

si distribuirea) semnalelor primite in instalatie, atat a celor decomanda, provenite de la

tabloul de comanda, cat si a celor de reactie, caresunt de obicei semnalele ce ofera

informatii despre starea masinii si/sau aprocesului tehnologic desfasurat. Elementele de

procesare prelucreaza toate aceste semnale fie unitar, fie in anumite combinatii,

realizand diferite functiilogice:NU, SI, SAU, EXCLUSIV, temporizare, memorare.

• Elemente de comanda finala - sunt echipamente de distributie a energiei

pneumatice si reprezinta un etaj de amplificare a energiei, prin caresemnalele de


comanda sunt “injectate” direct elementelor de executie :motoare liniare, rotative,

oscilante, generatoare de vacuum cu ventuze,manipulatoare.

● Elemente de executie (actuatoare pneumatice) - sunt echipamente

careconvertesc energia de presiune a agentului de lucru (aer) in energiemecanica

(forte, moment) pentru efectuarea de lucru mecanic (miscare).In afara de aceste cinci

nivele de baza se mai pot identifica inca doua, numai putin importante:

● Elemente de conexiune (furtune, tevi, conectori) cu care se

construiestereteaua de aer comprimat ce leaga aparatele pneumatic intre ele.

● Matricea mecanica, adica toate acele accesorii mecanice cu care se

asambleaza mecanic cilindrii pneumatici in interiorul unei instalatii.

Clasificarea sistemelor pneumatice:

Dupa tipul etajului de comanda:

a) schema pur pneumatica : semnalele de comanda sunt numai pneumatice;

b) schema electro-pneumatica : semnalele de comanda sunt electrice.

dupa tipul elementelor de comanda, schemele de comanda electro -pneumatice

sunt de patru tipuri : cu releu, cu placi electronice imprimate, cu microprocesor

(automate programabile, calculatoare), mixte.

Dupa tipul de functionare impuse de etajul de comanda:

a) scheme conduse dupa timp : intr-o instalatie pneumatica, elementele

de executie se misca intr-o anumita ordine, descrisa cu ajutorul unui instrument

grafic numit Ciclograma sau Diagrama de miscare;

b) scheme condusa dupa spatiu : la aceste scheme, un nou semnal

decomanda este generat numai dupa ce, in urma unei verificari interne, se

confirma ca s-a executat corect miscarea sau procesul precedent.Verificariile se

fac cu ajutorul senzorilor sau al traductoarelor.

c) scheme mixte : sunt des intalnite in practica si imbina avantajele

oferitede tipurile discutate mai sus.

Dupa tipul circuitelor din schema:

a) cu un circuit comun pentru etajul de comanda si cel de forta ;


b) cu doua circuite pentru etajul de comanda si cel de forta

Reprezentarea schematica a unui sistem pneumatic se intilneste in doua

variante:

1) Reprezentarea pe nivele, aceasta fiind cea rezultata din proiectare;

cunoasterea modului de dispunere a elementelor intr-o schema usureaza mult aplicarea

algoritmilor de proiectare, intelegerea si interpretarea schemelor dar, in activitatea

practica, acest tip de reprezentare, la confruntarea cu instalatia reala, produce dificultati

in localizarea echipamentelor si urmarirea functionarii lor.

2) Reprezentarea elementelor pneumatice se face tinind seama de pozitia lor

reala pe utilaj (desigur, in limitele posibilitatilor); astfel, se tine seama de pozitia de lucru

a actuatoarelor (orizontala, verticala, oblica), de pozitia si modul de grupare a celorlalte

elemente, luind ca reper diferite parti din instalatie

2.2 Reprezentarea sistemelor de actionare pneumatica

In Tabelul 1.1 sunt prezentate notaţiile conexiunilor pneumatic ale aparatelor.

Exista doua tipuri de notare: numerica si literala. Notatia numeric este mai noua si tinde

sa o inlocuiasca, treptat, pe cea literala. In practica poate fi intalnita una din cele doua

tipuri de notare dar, de cele mai multe ori, se intalnesc ambele.


Limbajul tehnic presupune si utilizarea, de comun acord, conform unor standarde

internaţionale, a unor simboluri care sa permita reprezentarea si identificarea usoara a

aparatelor si componentelor electrice, pneumatice sau hidraulice atat ca elemente

singulare, cat si inglobate în sisteme (circuite).

Simbolurile pneumatice trebuie sa ofere informaţii privind: functia (functiile)

aparatului, notarea conexiunilor, metodele de acţionare, parametrii admisibili ai

agentului de comandă si de lucru. Deoarece, la prima vedere, simbolizarea

distribuitoarelor pare sa fie mai dificila, se va detalia modul de reprezentare si

identificare a acestor aparate.

La realizarea unei instalatii de automatizare cu actionare pneumatica, o prima

etapa consta în întocmirea unei scheme de principiu care sa redea în mod clar

succesiunea operatiilor si fazelor care compun ciclul de functionare.

Se stabilesc conditiile de pornire si oprire, conditiile de oprire în caz de avarie,

precum si alte conditii specifice ciclului de lucru (temporizari, semnalizare optica sau

sonora, posibilitati de reglaj a unor parametri etc.). Pe aceasta baza se trece la

realizarea schemei functionale, în care sunt reprezentate cu ajutorul simbolurilor toate

elementele care compun


schema, precum si conexiunile dintre acestea, fara a se tine seama de amplasamentul

real al acestor elemente.

In general, orice problema de actionare, simpla sau complexa, poate fi

solutionata in mai multe moduri. Schema optima este aceea care îndeplineste toate

conditiile functionale impuse si este alcatuita dintr-un numar minim de elemente.

Actionarile cu un singur motor pneumatic sunt utilizate frecvent pentru

automatizarea unor operatii de prindere si alimentare cu piese, pentru deplasarea unor

organe de lucru sau scule, precum si la dispozitivele de prehensiune ale

manipulatoarelor si robotilor industriali.

Pentru realizarea schemelor pneumatice, descrierea si întelegerea cât mai

usoara a functionarii acestora, se folosesc unele notatii si reguli de reprezentare

specifice.

Se folosesc pentru identificarea elementelor, litere si numere în diverse

combinatii, care sa ilustreze cât mai clar elementul respectiv. Din consideratii

didactice, pentru diversele scheme s-au adoptat urmatoarele notatii:

GPA - grup de preparare a aerului, compus din filtru + regulator (FR) sau filtru +

regulator + lubrificator (FRL);

C1, C2, C3....- motoare pneumatice liniare (cilindri cu piston sau cu membrana);

MR1, MR2... - motoare pneumatice oscilante;

DP1, DP2.....- distribuitoare pneumatice principale;

D1, D2.... - distribuitoare pneumatice auxiliare;

BP1, BP2...- distribuitore pneumatice cu comanda manuala de tip impuls

(butoane pneumatice).

ao, a1, bo, b1 - senzori de cursa: i=1,2..- numarul motorului; a1, b1 sau

j=1 - senzorul pentru cursa maxima; ao, bo sau j=0 - senzorul pentru cursa

minima (tija complet retrasa);

DR1, DR2... - drosele simple;

DC1, DC2... - drosele de cale;

m1, m2... - comenzi manuale;


x - semnale de intrare produse de senzori de cursa.

Simbolurile folosite in reprezentarea elementelor pneumatice trebuie sa

indeplineasca urmatoarele caracteristici:

• Functia

• Metoda de actionare si de revenire la starea initiala

• Numarul de conexiuni(orificii)

• Numarul de pozitii de comutare

• Principiul general de operare

• Reprezentare simplificata a fluxului de aer .

Simbolurile nu reprezinta urmatoarele caracteristici:

• Marimea sau dimensiunea componentelor


• Particularitati ale producatorilor, metode de constructie sau costuri

• Detalii fizice ale elementelor

• Imbinari sau conexiuni altele decatjonctiunile intre “porturi”

Standardul folosit pentru simbolizarea elementelor pneumatice este ISO 1219

Simbolurile principalelor elemente pneumatice sunt prezentate in ANEXA.

Exemple de elemente pneumatice:

Echipamente de preparare aer comprimat:

- Filtru cu purjare manuala

- Filtru cu purjare automata

-Regulator de presiune

-Unitate preparare aer : filtru, regulator, manometru, ungator

Actuatori pneumatic- cilindri pneumatic:


- Cilindru cu dubla actiune

- Cilindru cu simpla actiune

EXEMPLU : Simbolizarea distribuitoarelor

O simbolizare detaliata a unui distribuitor presupune indicarea urmatoarelor

caracteristici:

− numarul de cai

− numarul de poziţii

− modul de comanda

Prima cifra din notare arata numarul de cai, iar a doua numarul de pozitii pe care

poate comuta distribuitorul; cele doua indicatii sunt despartite printr-o bara inclinata:

Exemplu: distribuitor 3/2 = distribuitor cu 3 căi si 2 poziţii.

Simbolul distribuitorului este un dreptunghi imparţit intr-un numar de casete egal

cu numarul de poziţii pe care poate comuta; in fiecare caseta este reprezentata schema

de conectare corespunzatoare, astfel: sageţile indica traseele si sensul normal de

curgere prin distribuitor, iar “T”-urile indica existenta unor orificii “infundate”, prin care nu

curge aer.

Exemplu: distribuitor 3/2:


Fiecare din cele doua casete (deci poziţii) are un numar de trei orificii. Pentru a

cunoaste modul de conectare a distribuitorului trebuie notate căile, sau racordurile sale.

Notarea lor se face pe caseta corespunzatoare pozitiei pe care distribuitorul o ocupa

atunci cand nu este acţionat.

Exemplu:

Trebuie mentionat ca aceste notatii se aplica tuturor echipamentelor pneumatice,

nu numai distribuitoarelor. Simbolul de la exemplul anterior trebuie completat lateral, in

stanga si in dreapta cu modul de comanda.

Exemplu:

Putem spune ca distribuitorul de mai sus este cu 3 cai si 2 pozitii, normal inchis,

comandat pneumatic indirect (cu pilot), iar revenirea pe poziţie (resetarea) se face

pneumatic, direct (fara pilot).

Structura unei scheme pneumatice

Schema pneumatica poate fi privita ca o structura formata din 5 nivele (figura 1)

fiecare etaj continand o anumita categorie de elemente pneumatice. Toate elementele

din schema sunt interconectate astfel incat sa realizeze functiile cerute de utilizator.


Figura 1: Structura unei scheme pneumatice

1) Elementele care asigura alimentarea instalației cu energie pneumatica la

parametrii ceruti de sistem: presiune, debit, filtrare, ungere.

2) Elementele de comanda, care permit dialogul om-mașină: comenzi de pornire-

oprire, selectare pentru diferite funcții sau moduri de lucru, etc. De obicei, toate aceste

elemente sunt grupate într-un panou de comanda, alipit instalatiei.

3) Elementele de procesare: sunt echipamentele care asigura procesarea

(interpretarea si distribuirea) semnalelor primite in instalatie: atat a celor de comanda,

provenite de la tabloul de comanda, cat si a celor de reactie, care sunt de obicei

semnale ce oferă informatii despre starea masinii si/sau a procesului tehnologic

desfasurat. Elementele de procesare prelucreaza toate aceste semnale fie unitar, fie în

anumite combinatii, realizand diferite functii logice.

4) Elementele de comanda finala: sunt echipamente de distributie a energiei

pneumatice si reprezinta etajul din care semnalele de comanda sunt injectate direct

elementelor de executie: motoare liniare, rotative, oscilante, unitati de vidare, etc.


5) Elementele de executie: sunt echipamente care convertesc energia de

presiune a aerului comprimat în energie mecanică pentru efectuarea lucrului mecanic.

Figura 2: Schema pneumatic structurata pe nivele

Pozitionarea elementelor în schemele pneumatice se poate realiza în doua

moduri:

a) Dispunerea topografica - elementele sunt pozitionate în schema astfel

încât sa sugereze dispunerea reala în instalatie. Aceasta dispunere se foloseste în

cazul schemelor simple, cu numar redus de elemente, la care circuitele pot fi urmarite

usor;

b) Dispunerea pe nivele - elementele sunt grupate pe nivele astfel încât fluxul

energetic si informational sa mearga de la partea inferioara a schemei catre partea


superioara, iar secventele (fazele) ciclului de functionare sa se deruleze de la stânga

la dreapta (figura 2).

Cilindrul din stanga efectueaza prima cursa activa a ciclului, iar cel din dreapta

ultima faza. Nivelul inferior cuprinde elementele de intrare (butoane, sesizore de cursa

etc.). Intre aceste doua nivele sunt amplasate pe nivelul "logic" elemente logice (SI,

SAU etc.) si distribuitoare auxiliare care materializeaza diferite functii logice

Figura 3. Dispunerea elementelor in schemele pneumatice

Pentru alimentarea unui cilindru cu simpla actiune (simplu efect) este

necesar un distribuitor principal cu cel putin doua pozitii de lucru si trei orificii active

(DP 3/2), notate cu P sau 1 - sursa de presiune, A sau 3 - atmosfera si C sau 3 -

consumatorul, în acest caz camera activa a motorului.

In cazul cilindrilorcu dubla actiune (dublu efect), distribuitorul principal

trebuie sa aiba minim doua pozitii de lucru si patru orificii active P (1), A (3), C1 (4), C2

(2). Majoritatea


distribuitoarelor pneumatice sunt de tipul 5/2, cu doua orificii de atmosfera, notate cu

A1 si A2.

Pentru oprirea pistonului cilindrului pneumatic liniar în pozitii intermediare pe

cursa este necesar ca distribuitorul principal sa aiba trei pozitii de lucru (4/3 sau 5/3),

iar în pozitia centrala toate orificiile sa fie închise (centru închis).

Reglarea vitezelor de deplasare se realizeaza cu ajutorul rezistentelor

reglabile, denumite si drosele, care permit modificarea locala a sectiunii de curgere a

aerului. La amplasarea acestora în scheme trebuie avute în vedere urmatoarele reguli:

- pentru fiecare viteza reglata este necesar un drosel care se conecteaza în

schema astfel încât sa nu influenteze si alte viteze;

- se recomanda ca reglarea vitezelor sa se realizeze prin controlul debitului

de evacuare si numai daca acest lucru nu este posibil, prin controlul debitului de

admisie în motor. Controlul debitului de evacuare permite o reglare mai stabila a

vitezei, dar aceasta solutie conduce la cresterea contrapresiunii în camera de

evacuare a motorului si în consecinta la diminuarea fortei utile.

Actionarile pneumatice cu un singur motor se pot realiza cu comanda directa sau

indirecta (pilotata) pentru fiecare faza, în ciclu automat unic cu impuls de initiere sau

cu functionare continua (ciclu repetat). Aceste variante de utilizare sunt prezentate în

exemplele urmatoare.

Comanda directa se utilizeaza în cazul cand distanta dintre punctul de comanda

(în care se gaseste operatorul) si cilindrul pneumatic este relativ mica. Distribuitorul

principal DP, cu pozitie preferentiala (monostabil – figura 4) sau cu memorie (bistabil -

figura 5 si figura 6), este actionat prin buton, prin maneta, prin pedala sau de catre un

organ de masina.


Figura 4: Cilindru cu simpla actiune si revenire cu arc

Figura 5. Cilindru cu dubla actiune cu comanda manuala

directa prin distribuitor bistabil si reglarea vitezei în ambele sensuri


Figura 6. Cilindru cu dubla actiune cu comanda manuala directa prin

distribuitor cu centru inchis, cu reglarea vitezei in ambele sensuri

In cazul schemei din figura 4 viteza pe cursa activa v1 este reglata prin controlul

debitului admis, iar viteza de revenire v0 poate fi reglata, prin controlul debitului

evacuat din motor.

In schema din figura 5 distribuitorul principal de tip 4/2 impune pentru reglajul

vitezelor folosirea droselelor de cale, montate pe circuitele dintre motor si distribuitor.

In schema din figura 6 pistonul poate fi oprit în pozitii intermediare ale cursei

deoarece distribuitorul care deserveste motorul este de tipul 5/3 cu centru închis.

Reglarea vitezei în ambele sensuri se realizeaza cu drosele simple montate pe orificiile

de atmosfera ale distribuitorului. Pistonul poate fi oprit în pozitii intermediare pe cursa.


2.3 Utilizarea mediului „Fluidsim”

Mediul de lucru „FluidSim” este un pachet software special conceput pentru

construirea schemelor de acţionare pneumatice sau hidraulice si pentru simularea

functionarii acestora.

Fereastra principala a aplicaţiei (Figura 7) conţine, pe langa meniurile si

pictogramele standard (zona 1), trei zone distincte de lucru:

Figura 7 : Fluidsim pneumatic- fereastra principala


• Zona 2 – foaia de lucru, reprezinta suprafaţa pe care se construieste schema

propriu-zisa. Componentele aduse pe aceasta foaie se unesc intre ele prin furtune

virtuale reprezentate de linii, pornind de la una dintre componente.

Metoda de trasare a acestora este similara cu desenarea unei linii în orice

aplicaţie grafică. Punctele de conectare a furtunelor (liniilor) la componente sunt

simbolizate cu cerculeţe. Atunci cand un furtun este trasat pana in dreptul unui punct de

conectare, forma si culoarea pointerului mouse-ului se modifica atentionand asupra

posibilitătii de conectare cu acel racord.

Pentru a realiza o conexiune intre doua furtune (echivalentul utilizarii unui racord

de tip T sau Y) un furtun trebuie desenat pornind de la o componenta pana la

intersecţta cu furtunul (linia) cu care se doreste conectarea. Si de aceasta data pointerul

asi va schimba forma si culoarea indicand posibilitatea conectării.

• Zona 3 – biblioteca de componente, este construita pe o structura

colapsabila ierarhica si contine toate elementele necesare construirii unei

schemepneumatice funcţionale.

Prima grupa de elemente este denumita Supply elements (elemente de

alimentare) si conţine sursa de aer comprimat, compresoare, filtre, decantoare, grup de

preparare a aerului comprimat, etc.

A doua grupa este cea a elementelor de actionare (actuators), care contine o

larga varietate de cilindri cu simpla si dubla actionare, motoare oscilante si rotative

precum și elemente de actionare din tehnica vacuumului (ventuze, generatoare de vid).

Cea de-a treia grupa este cea dedicata aparatelor de comanda si control.

Acestea sunt separate în subgrupe conform categoriei din care fac parte: distribuitoare

preconfigurate uzuale si special avand diverse tipuri de actionare (manuala, mecanica,

electrica, pneumatica); distribuitoare configurabile (Figura 8); aparate de control al

presiunii si de selectare a sensului de curgere; aparate de reglare a debitului.

Grupa a patra conține aparate special (temporizatoare si numaratoare

pneumatice, alte blocuri si module functionale).


Cea de-a cincea grupa are in componentă aparate de masura si afisare a

parametrilor funcțtionali.

Figura 8: Fereastra de configurare a unui distribuitor

• Zona 4 – caseta de control a simularii, contine butoanele de modificare a

dimensiunii desenului pe foaia de lucru (Zoom) si butoanele de comanda a simularii

propriu-zise (ruleaza, pauza, stop, derulare).

La momentul rularii functionarii, traseele parcurse de aer se coloreaza diferit:

-conductele cu presiune ridicate au culoare albastru inchis și grosime mai mare (in

functie și de valoarea presiunii);

- conductele cu presiune scăzută (ventilate, de refulare) au culoare albastru

deschis

- conductele de vacuum au culoare mov.


De asemenea, sensul de curgere al fluidului printr-o conducta este reprezentat de

sageti plasate în punctele de racordare. Exista si posibilitatea de modificare a vitezei

simularii alegand „Simulation” din meniul de opțiuni.

Odata ce schema a fost construita prin amplasarea elementelor pe foaia de lucru

si legaturile intre componente realizate se poate trece direct la simularea functionarii

ansamblului creat. Daca se doreste functionarea la alti parametri decat cei alesi implicit

de catre program acest lucru se poate realiza pentru fiecare componenta în parte.

Exemplu :

Schema electro-pneumatică a unui system pneumatic


Schema electro-pneumatica in FluidSim

2.4 Metoda Grafcet

Metodele specifice de descriere a comportarii proceselor, pe baza carora se

realizeaza programele de conducere, sunt:

• metoda diagramei (sau organigramei, sau grafului) de stari

• metoda Grafcet

• metoda ladder.

Cunoscand foarte bine procesul şi protocolul sau de funcţionare şi alegand in

consecinţa un automat programabil, se poate începe transcrierea protocolului de

funcţionare al procesului, folosind una dintre metodele amintite anterior:

• diagrama de stari sau

• o diagramă Grafcet sau


• o diagrama ladder.

Apoi alocandu-se variabile de intrare, de ieşire, de memorie, de numarare, de

contorizare etc. corespunzator semnalelor procesului, se poate trece la realizarea

programului de conducere. Acesta poate cuprinde cateva secţiuni:

• a) aspecte (caracteristici) de operare;

• b) secvenţele (starile) de operare ale procesului;

• c) semnalele de ieşire;

• d) iesiri indicatoare de stari.

Metoda diagramelor Grafcet

Desi o diagrama Grafcet reda în esenţa aceleaşi elemente ca şi o

organigrama de stari, anumite particularitati de reprezentare ofera facilitati atat

proiectantului, cat ai utilizatorului, ceea ce a dus la largirea ariei de utilizare şi

penetrare a metodei într-un mare numar de aplicatii.

GRAFCET este un mod de reprezentare şi de analiza a fluxului proceselor

industriale.

Aceasta metoda este pretabila pentru descrierea unor detalii ale sistemului

condus precum şi ale funcţionarii acestuia. Utilizand o forma concentrata de

descriere simbolica, aceasta metoda combina avantajele altor metode,

prezentand clar şi concis secvenţele de control. De asemenea, diagramele

Grafcet ajuta la testarea şi depanarea sistemului de control, la diagnosticarea

defectelor aparute in sistemul de control.

Un Grafcet este un graf orientat, definit printr-un cvadruplet (S, T, E, M) unde:

S = {S1, S2, ... , Sn} - mulţimea secventelor (în particular a starilor)

T = {T1, T2, ...,Tp} - mulţimea condiţiilor ce determină tranziţiile dintr-o secventa în

alta

E = {E1, E2, ... , Eq} - mulţimea ieşirilor generate in timpul evoluţiei


M = {M1, M2, ... , Mm} - o mulţime de valori binare ce desemneaza starea de

activare a fiecarei secvente.

Simbolizarea Grafcet-ului nu este unica. O metoda utilizata frecvent în aplicatii

de conducere a proceselor industriale este prezentata în figura urmatoare:

Conexiunile intre blocurile unui Grafcet se obţin prin linii orizontale şi verticale.

Liniile verticale desemneaza evolutii, iar cele orizontale indica posibilitati de ramificare

condiţionata sau nu. O diagrama Grafcet cu o configuraţie de tip SAU arata astfel:


Linia orizontala A desemneaza evolutia din starea S10 atat în secvenţa S11,

cat şi in secvenţa S21, prin condiţia T10. Linia orizontală B determina convergenţa

evoluţiilor pe o logică ŞI (condiţia T12).

Tehnica de implementare a unui Grafcet se bazeaza pe transpunerea în limbajul

automatelor programabile a unei funcţii logice ce defineşte:

• set pe condiţiile de tranziţie TIN;

• memorarea variabilei asociata secvenţei;

• reset pe condiţiile de tranziţie TOUT.

Daca se noteaza prin Si variabila interna asociata secvenţei, condiţiile de mai sus

se pot scrie sub forma:

Si = TIN + Si ×

Pentru realizarea programului de conducere cu un automat programabil a unui

proces a carui funcţionare va fi descrisa printr-o diagrama Grafcet, trebuie mai intai

realizate primele doua etape generale prezentate, si anume descrierea completa a

conditiilor de funcţionare ale procesului si alegerea automatului programabil necesar.

Dupa ce aceste doua etape generale au fost realizate, urmeaza etapele:

1- elaborarea documentului sursa sub forma unei diagrame Grafcet

2- se aloca variabile de intrare, de iesire, de memorie (interne) specifice

automatului programabil folosit

3- se scriu ecuaţiile de implementare a fiecarei secvenţe (stari);

4- se scrie programul de conducere folosind setul de instrucţiuni al automatului

programabil.


2.5 APLICATIE PRACTICA

• Descrierea problemei

O banda transportoare BT1 este monitorizata de un senzor de proximitate PP1

pentru stabilirea prezentei unui pachet, caz in care acesta este ridicat de cilindrul 1A si

transferat pe o alta banda transportoare prin intermediul cilindrului 2A.

Cilindrii sunt actionați prin intermediul celor 2 distribuitoare cu bobina (notate Y1 si

Y2) si revenire cu arc. Cei 2 cilindri sunt prevazuti cu senzori de capat de cursa (notati

cu a0, a1, b0 ,b1).

Folosind un alt cilindru pneumatic cu dubla actiune (cu senzorii de capat de cursa c0,

c1) pachetul este mutat de pe banda transportoare BT2 pe banda BT3, atunci cand este

realizat senzorul prezenta pachet PP2.

Intregul proces incepe sa functioneze la apasarea push-butonului Start.


Se va utiliza pentru conducerea acestui sistem mecatronic automatul programabil IDEC-IZUMI FA1J.Variabile:Intrari: - senzor de proximitate prezenta pachet –PP1

- Cilindru 1A retras- a0

- cilindru 1A extins- a1

- cilindru 2A retras- b0

- cilindru 2A extins- b1

- cilindru 3A retras- c0

- -cilindru 3A extins- c1

- Senzor proximitate prezenta pachet-PP2

- Push-button Start process – Start


- Variabila intitializare prima stare – v.i.

Iesiri : - Avans cilindru 1A- Y1- Avans cilindru 2A- Y2- Avans cilindru 3A- Y3

Tabel alocari variabile:

Intrari FA1J

PP1 1

a0 2

a1 3

b0 4

b1 5

c0 6

c1 7

PP2 10

start 11

v.i. 12

Iesiri FA1J

Y1 1

Y2 2

Y3 3

Schema electro-pneumatica:


Diagrama Grafcet corespunzatoare protocolului de functionare este:

Ecuatiile starilor sunt:

S0

S1 S4

Y3 Y1S2 S5

Y1,Y2S6S3

S7

Start

PP2 PP1

c1

c0

a1

b1

a0 b0

v.i.


Codificarea starilor:Stari FA1JS0 400S1 401S2 402S3 403S4 404S5 405S6 406S7 407

Ecuatiile starilor in variabile alocate:

Iesirile sunt active astfel:Y1 : S5 + S6

Y2 : S6

Y3 : S2

Programul specific automatului programabil folosit va fi:0 LOD 4001 AND N 4012 AND N 4043 OR 124 OUT 400----5 LOD 4006 AND 117 LOD 4018 AND N 4029 OR LOD10 LOD 40311 AND 612 OR LOD13 OUT 401


----14 LOD 40115 AND 1016 LOD 40217 AND N 40318 OR LOD19 OUT 402----20 LOD 40221 AND 722 LOD 40323 AND N 40124 OR LOD25 OUT 403----26 LOD 40027 AND 1128 LOD 40729 AND 230 AND 431 OR LOD32 LOD 40433 AND N 40534 OR LOD 35 OUT 404----36 LOD 40437 AND 138 LOD 40539 AND N 40640 OR LOD41 0UT 405----42 LOD 40543 AND 344 LOD 40645 AND N 40746 OR LOD47 OUT 406----48 LOD 40649 AND 550 LOD 407


51 AND N 40452 OR LOD53 OUT 407----54 LOD 40555 OR 40656 OUT 20057 LOD 40658 OUT 20159 LOD 40260 OUT 20261 END

continut_tehnic

Documents