Specializarea: Masini Unelte Și Sisteme de Producție [304627]

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE

Specializarea: Masini Unelte Și Sisteme de Producție

LUCRARE DE LICENȚĂ

Sisteme de transfer automat pentru o linie de mase plastice

Sibiu

2016

CAPITOLUL1

INTRODUCERE

În anul 1948, a [anonimizat], din cadrul facultății de Mecanică a [anonimizat].

Înființarea noii secții de specialitate și respectiv, a catedrei, a avut loc ca urmare a [anonimizat]-lea Război Mondial când în țara noastră a început o dezvoltare mai intensă a industriei constructoare de mașini. Astfel s-a [anonimizat], [anonimizat]-Unelte, adică a acestor mașini ‚ [anonimizat]. [anonimizat]. În România interbelică au existat o [anonimizat]: Reșița, Malaxa, Grivița, Astra, care au produs o serie de mașini de performanță ca: locomotive, vagoane, [anonimizat], [anonimizat] o serie de cerințe pentru export fără de care dezvoltarea economică a unei țări era dificilă.

[anonimizat], [anonimizat], iar numărul studenților era doar de 45. Pentru a [anonimizat] a activității didactice a catedrei , [anonimizat], [anonimizat], s-a ajuns, [anonimizat] 80 de discipline obligatorii și obționale la un număr de 10 secții și formații de studiu ([anonimizat]) cu un efectiv de 1200 [anonimizat] 100 de posturi didactice. O etapă mai importantă în viața catedrei, a constituit-o [anonimizat], [anonimizat] a [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]. [anonimizat], devenind primul Decan al acestei noi Facultăți în anul 1962.

Catedra noastră a obținut rezultate și succese remarcabile. [anonimizat] o apreciere de excepție atât în rândul specialiștilor din țară cât și din strainătate. [anonimizat] a ajuns la cea de a XI-a ediție, în care ultimele două au fost cu participare internațională. O [anonimizat], altele au primit premiul Academiei Române. Dintre realizările mai importante pe această linie pot fi menționate contractele realizate cu Centrala de Mașini-Unelte, cu ICPMUA (actual SIMTEX) și ICTCM în stabilirea indicatorilor de fiabilitate a Mașinilor Unelte și echipamentelor aferente fabricate în țară, a performanțelor cinematice si dinamice ale acestora. Această colaborare culminând cu realizarea în comun a strungului carusel gigant cu comandă numerică cu un platou de 16 metri, unicat pe plan mondial, bine apreciat în țară și în export.

Alte lucrări importante ale acestei catedre au fost proiectarea si cercetarea împreună cu IMGB a unei instalații hidromecanice gigant de frezat arbori navali de 18 metri lungime. O altă lucrare importantă a fost realizarea unui batiu din beton în lungime de 5 metri pentru mașinile de alezat și frezat AFP-200.

Catedra de Mașini-Unelte și Scule, astăzi Catedra Mașini și Sisteme de Producție se prezintă cu un remarcabil bilanț de realizări și împliniri, care a adus o reală contribuție la dezvoltarea învățământului tehnic universitar din România, la progresul științei tehnice și tehnologiei din sfera noastră de activitate și la afirmarea acestora pe plan național și mondial. Nu este lipsit de interes mențiunea că în catedra noastră s-au format adevărate școli de Mașini Unelte, de Scule așchietoare și de Acționări hidraulice.

1.Sistemele sunt caracterizate de trei elemente și anume: obiective, sarcini și funcții.

1.1. SISTEMUL DE PRODUCȚIE INDUSTRIALĂ.

Este componenta principală a complexului economic național, contribuind la cristalizarea într-o structură unitară a tuturor celorlalte sisteme, care contribuie la desfașurarea proceselor economice și sociale. Structura unui sistem de producție a producției. Productivitatea diferă de metricii eficientei, care iau în considerație și valoarea a ceea ce se produce și costul intrărilor utilizate, dar diferă și de metricii este formată dintr-un ansamblu de elemente care vor acționa astfel încât să fie asigurată funcționarea principală de producție – transformarea materiei prime in produs finit.

Figura 1.1 Productivitatea

Structura simplificată a unui sistem de producție

Din Figura 1.1. se poate constata că principala componentă a sistemului de producție este subsitemul de fabricație, a cărui funcționare este asigurată de celelalte subsisteme.

Productivitatea este o măsură a eficienței producției. Productivitatea în economie se referă la metrici și măsurători ale ieșirilor din procesele de producție, pe unitatea de ieșire. De exemplu, productivitatea muncii se măsoară în mod clasic ca un raport între total ieșiri și o unitate de total ore lucrate, ca intrare. Productivitatea poate fi privită ca o măsurare a eficienței tehnice sau inginerești profitabilității, care se referă la diferețele dintre veniturile obșinute din ieșiri și cheltuielile asociate intrărilor.

Productivitatea este reprezentată de cele doua tipuri:

1.2.1. Productivitatea factorilor deproducție

1.2.2. Formele productivității

Productivitatea factorilor de producție este o expresie sintetică a eficinței utilizării factorilor de producție în activitățile din care rezultă bunuri economice. Prin productivitate se poate înțelege rodnicia, randamentul factorilor de producție utilizați. Nivelul productivității se determină după relația: W=, unde W – nivelul productivității, Q – efectul sau rezultatul, iar Fi – efortul depus, adică factorii de producție utilizați, care sunt evaluați după caz fizic sau în expresie monetară.

Factorii care influențează nivelul și evoluția productivității sunt următorii:

Calitatea factorilor de producție utilizati:

1.2.3. Calitatea conducerii activității economice.

1.2.4. Motivația economică a posesorilor factorilor de producție si măsura în care aceasta este realizată.

1.2.5. Condițiile naturale.

Productivitatea parțială exprimă productivitatea unui singur factor de producție, considerat a fi la originea producției și a modificării acesteia.

Productivitatea globala exprimă eficiența tuturor factorilor de producție implicați în obținerea unui rezultat.

Productivitatea medie înseamnă raportul dintre rezultatul și cantitatea de factori de producție utilizați.

Productivitatea marginală exprimă eficiența obținută prin modificarea cu o unitate a unuia sau a tuturor factorilor de producție.

Figura 1.2. Formele Productivității

CAPITOLUL 2

SISTEME DE TRANSFER AUTOMAT

2.1. STRUCTURA MECANICA A SISTEMELOR DE TRANSFER

2.1.1. Elemente de Mecanica Sistemelor de Transfer al Mișcării

Tipuri de Forțe:

1. GREUTATEA:

Este forța de atracție a Pământului.

Are sensul spre centrul Pământului.

, unde: (2.1)

m- este masa corpului (kg),

g- este accelerația gravitațională (variază cu latitudinea și altitudinea), g≈ 9,8 m/s2 ≈ 10 m/s2

2. NORMALA

Este forța de reacțiune a suprafeței de sprijin.

Are sensul întotdeauna perpendicular pe suprafața de sprijin.

3. FORȚA DE FRECARE

Este forța care apare la contactul a două corpuri (apare datorită întrepătrunderii asperităților microscopice ale suprafețelor celor două corpuri care alunecă unul peste celălalt).

Are sensul opus mișcării corpului și punctul de aplicație la suprafața de contact dintre corpuri.

Poate fi:

statică – dacă cele două corpuri sunt în repaus unul față de celălalt;

cinetică (la alunecare) – când cele două corpuri alunecă unul peste celălalt;

la rostogolire – când un corp se rostogolește peste celălalt;

Legile frecării la alunecare:

Forța de frecare la alunecare dintre două corpuri nu depinde de aria suprafețelor aflate în contact.

Forța de frecare la alunecare dintre două corpuri este direct proporțională cu apăsarea normală pe suprafața de contact.

Ff~N (2.2)

Figura 2.1. Forța de frecare la alunecare

Forța de frecare la alunecare dintre două corpuri depinde de natura și de gradul de șlefuire al suprafețelor aflate în contact prin coeficientul de frecare la alunecare μ.

(2.3)

4. TENSIUNEA

Este forța de întindere care acționează în fire, cabluri, bare, tije, supuse acțiunii unei forțe exterioare.

acționează în toate punctele firului.

dacă firul este ideal (masa neglijabilă și neelastic) are aceeași valoare în orice punct de-a lungul firului.

oriunde am secționa firul, acționează două forțe egale în ambele direcții, conform principiului acțiunii și reacțiunii.

5. FORȚA ELASTICĂ

Este forța care apare în fire elastice și resorturi.

Este proporțională cu valoarea deformației și de sens contrar deformației.

Este egală în modul și de sens opus forței deformatoare.

, unde: (2.4)

k- constanta elastică (N/m)

x = l = l – l0= alungirea / deformarea (m)

l0 = lungimea inițială (m)

l = lungimea finală (m)

Observații:

În cazul deformării elastice a unui fir, cablu, resort etc. Se aplică legea lui Hooke:

(2.5)

E – modulul lui Young (modul de elasticitate) – specifică materialului (N/m2)

F – forța deformatoare

S0 – aria secțiunii firului (m2)

– sarcină sau efort unitar; (2.6)

– alungire relativă; (2.7)

– constanta de elasticitate; (2.8)

Figura 2.2. Forța elastică

6.LUCRUL MECANIC

Este o forță care acționează asupra unui corp, care efectuează un lucru mecanic atunci când punctul ei de aplicație se deplasează pe o distanță d ()

Este o mărime fizică scalară.

Este o mărime de proces.

Lucrul mecanic al unei forțe constante care își deplasează punctul de aplicație pe o distanță este egal cu produsul scalar dintre vectorii forță și deplasare:

; unde α = unghiul dintre vectorii și (2.9)

2.1.2. Forțe și momente

Cel mai utilizat element în blocul de acționare este motorul electric rotativ.

Principiul conservării energiei impune echilibrul cuplurilor la arborele motorului electric de acționare.

Regimul staționar poate fi evidențiat astfel:

Dacă W>0 , M – = 0 ,unde: (2.10)

W- viteza unghiulară a arborelui motor;

M- momentul motor;

– momentul rezistent al sarcinii;

M – = ,unde : (2.11)

– cuplu dinamic sau cuplu inerțial;

Datorită legii dinamicii aplicată în mișcarea de rotație avem :

= (Jw) (2.12)

= J + w • = J + (2.13) unde:

J- moment de inerție axial al maselor aflate în mișcare de rotație

Dacă J= constant, relația (2.13) devine :

M – = J

În cazul în care M și w au același sens, mișcarea este accelerată, iar dacă M și w au sensuri diferite mișcarea este decelerată. Cuplul rezistent este de două tipuri :

reactiv : la frecare și deformare plastică efectul este de frânare, deoarece acționează în sens contrar mișcării.

potențial : datorită acțiunii câmpului gravitațional sau a deformării elastice a metalelor.

Pentru sistemele care au mișcare de translație ecuația mișcării se evidențiază prin puteri sau forțe :

F – = = = m + v = m + (2.14)

m = constant, rezultă:

F – = m (2.15)

Momentul de inerție axial al unui corp față de o axă de rotație care trece prin centrul de greutate este:

J = dm (2.16)

J = (2.17)

dm – masa elementului de volum

Se consideră masa m într-un punct la distanța r de axa de rotație și avem relația:

J = = m (2.18)

r – raza de girație

D – diametrul de girație

Dacă înlocuim în relația (2.18) greutatea G = mg obținem:

J = și =4gJ (2.19)

– momentul de girație sau moment de volant. Viteza de rotație o putem exprima în funcție de turație:

W = (2.20)

Vom utiliza ecuația mișcării sub forma:

M – = (2.21)

2.1.3. Modul de realizare al mișcărilor

Transmiterea și modificarea parametrilor mișcării se realizează cu ajutorul elementelor de serie intermediare ce se introduc între motor și procesul tehnologic. Elementele intermediare influențează cuplurile inerțiale, randamentele de transmitere a mișcării și a rapoartelor de transfer a mișcării.

Schema cinematică cuprinde totalitatea mecanismelor și lanțurilor cinematice care asigură transmiterea, transformarea sau reglarea mișcărilor principale și secundare impuse blocului de lucru, precum și valoarea mărimilor caracteristice.

Schemele cinematice se compun din mai multe tipuri de acționări:

Electro-mecanice,

Electro-pneumatice,

Electro-hidraulice,

Combinații ale acestora.

2.1.4. Tipuri de lanțuri cinematice

Lanțurile cinematice care intră în alcătuirea schemelor cinematice pot fi de mai multe tipuri:

Lanțuri cinematice principale;

Lanțuri cinematice secundare;

Lanțuri cinematice auxiliare.

Mișcările dezvoltate de aceste lanțuri cinematice pot fi: mișcări de rotație, mișcări rectilinii, continue sau intermitente.

Lanțul cinematic simplu realizează transmiterea și transformarea unei mărimi fizice de intrare yi într-o mărime de ieșire ye pe baza unui raport de transfer dat de formula 2.22 și prezentat în figura 2.3.

(2.22)

Figura 2.3. Lanț cinematic simplu

Lanțurile cinematice complexe se obțin prin asocierea lanțurilor cinematice simple în serie, paralel sau mixt, în scopul de a realiza două sau mai multe mișcări concomitente în cadrul unui sistem cu respectarea unor condiții tehnologice, funcționale și economice. Ecuația de transfer va avea următoarea formulă:

(2.23)

Figura 2.4. Lanț cinematic complex

Mecanismele sunt interconectate prin intermediul:

cuplajelor directe, care reprezintă cea mai simplă și mai ieftină soluție de cuplare se poate folosi numai în cazul când vitezele de rotație ale motorului și mașinii sunt egale.

cuplajul rigid, folosit între doi arbori cu lagăre de alunecare, dacă piesele în mișcare sunt echilibrate static și dinamic

cuplai flexibil, care poate compensa anumite erori unghiulare ale arborilor unul față de celalalt, cât și mici erori laterale sau de înălțime. Este folosit între doi arbori unul cu lagăre cu rulmenți și altul cu alunecare.

2.1.5. Tipuri de angrenaje

Angrenaje cu roți dințate – mecanisme simple-rigide figura 2.5. (cu dinți drepți a) forțe axiale reduse sau cu dinți înclinați b) suprafață de contact mare).

Figura 2.5. Mecanism cu roți dințate

(2.24)

Mecanisme de transmisie prin curele – mecanism simplu elastic

Figura 2.6 Mecanism transmisie prin curea

Mecanismele de transmisie prin curea pot avea două roluri:

sistem de acționare liniar:

(2.25)

sistem de transmitere și modificare a vitezei:

(2.26)

Mecanisme șurub piuliță – mecanisme de transformare a rotației în translație figura 2.7.

(2.27)

a. b.

Figura 2.7. Mecanisme șurub piuliță

unde:

ω – viteza unghiulară

v – viteza liniară

p- pasul șurubului

Figura 2.7.b. prezintă un șurub cu bile ce prezintă o serie de avantaje cum ar fi:

mișcări de translație de precizie ridicată,

raport de transmitere cu valori în limite largi,

lipsa zgomotului în funcționare,

rigiditate și un randament foarte bune.

Aceste proprietăți permit adaptarea lor la motoare electrice de curent continuu, motoare pas cu pas și la motoare hidraulice rotative.

Mecanism pinion-cremalieră – mecanism rotație translație

Figura 2.8. Mecanism pinion-cremalieră

Mecanism cu culisă oscilantă – mecanism rotație translație rigid cu inversare automată a sensului mișcării.

Figura 2.9. Mecanism cu culisă oscilantă

Mecanism bielă-manivelă – mecanism rotație translație rigid

Figura 2.10. Mecanism bielă manivelă

2.1.6. Tipuri de cuplaje

2.1.6.1 cuplaje electromagnetice

2.1.6.2 cuplaje mecanice

2.1.6.1. Cuplaje electromagnetice – permit modelarea fluxului de energie mecanică de la motorul electric spre mașina de lucru

a. Cuplaje electromagnetice cu fricțiune

1-corp de forma inelară

2-bobină de excitație

3-inele de alimentare a bobinei

4-arborele condus

5-suprafața de frecare (formă de disc)

6-arborele conductor

7-bucșă dințată

8-armatură

9-resort

Figura 2.11. Cuplaj electromagnetic cu fricțiune

Soluții constructive pentru partea de cuplare mecanică:

prin forța de frecare între două sau mai multe suprafețe, supuse la o forță axială;

prin forte tangențiale, rezultate din descompunerea unei forțe pe planuri înclinate (cuplaje cu dinți).

Avantaje:

asigură protecția motorului electric la cupluri de sarcină mari, prin alunecarea părții conduse față de cea conductoare ;

permite realizarea unor accelerații mari de pornire ;

permite comanda de la distanța și automatizarea.

Dezavantaje:

suprafețele de frecare trebuie curățate, pentru a împiedica scăderea coeficientului de frecare ;

datorită uzurii discurilor este necesară reglarea periodică a distanței dintre cele două semicuple și după un timp înlocuirea discurilor de frecare ;

reglarea vitezei arborelui condus se poate realiza numai prin impulsuri, ceea ce implică uzura suplimentară a discurilor de frecare.

b. Cuplaje electromagnetice cu pulbere

– realizează legătura dintre arborele conducător și condus prin intermediul unei suspensii de material feromagnetic în ulei, fier carbonil sau fier pulverizat, aliaj pulverizat de oțel cu nichel sau crom amestecat cu oxid de magneziu, sticlă fin dispersată.

1-arbore conducător

2-bobină de excitație;

3-semicuplă conductoare

4-semicuplă condusă

5-arbore condus

6-între fier

7-inele de alimentare

8-lagăr

Figura 2.12. Cuplaj electromagnetic cu pulbere

Avantaje:

timp de acționare mai mic și datorită inerției mai scăzute a semicuplei conduse;

uzură mai mică, în regim de alunecare;

randament mai ridicat.

Dezavantaje:

construcție relativ complicată, datorită etanșeității superioare;

la viteze mari, sub acțiunea forței centrifuge, apare o funcționare nestabilă sau griparea;

caracteristicile mecanice sunt determinate de îmbătrânirea amestecului, fenomen care impune și reîmprospătarea amestecului la fiecare 1500 ore de funcționare.

c. Cuplaje electromagnetice cu alunecare de tip:

– asincron, dacă există o înfășurare în colivie pe semicuplă conductoare;

– sincron, dacă pe suprafața dinspre întrefier semicuplă conducătoare este prevăzută cu dinți;

– cu curenți turbionari, dacă semicupla conducătoare se execută din oțel masiv.

Avantaje:

nu au piese supuse uzurii;

nu necesită întreținere;

permit modificarea turației;

protejează mult mai bine motorul electric.

Dezavantaje:

dimensiuni de gabarit și greutate mai mari;

inerție mai mare;

caracteristicile sunt influențate de încălzire

2.1.7. Caracteristicile lanțurilor cinematice

În schemele cinematice structurale mecanismele care realizează funcții identice, dar sunt de naturi diferite se reprezintă prin același simbol convențional.

Schema fluxului cinematic este o reprezentare intuitivă a modului de transmitere a mișcării prin mecanismele lanțului cinematic.

Figura 2.13 Lanț cinematic

Ecuația de transfer:

unde:

(2.28)

i – raport de transfer

xi – mărime de intrare

xe – mărime de ieșire

Figura 2.14

(2.29)

unde:

vav – viteza de avans

ns – turația șurubului

psc – pasul șurubului conducător

; (2.30)

Figura 2.15

Figura 2.16

; (2.31)

Notăm: ; ; (2.32)

Rezultă: (2.33)

unde:

iT – raport total de transfer

iC – raport constant

iR – raport reglabil

iD – raport dimensional

Ecuația de transfer a lanțului cinematic:

(2.34)

Ecuația de reglare a lanțului cinematic:

(2.35)

Mărimile de ieșire a lanțurilor cinematice pot să aibă la o anumită mașină-unealtă valori diferite:

ye1 (2.36)

Raportul de reglare a mărimii de ieșire:

(2.37)

Domeniul de reglare a mărimilor de intrare:

yi (2.38)

Raportul de reglare al mărimilor de intrare:

(2.39)

Capacitatea de reglare a lanțului cinematic:

sau

Mărimea capacității de reglare CR a lanțurilor cinematice caracterizează complexitatea mecanismului de reglare a lanțurilor cinematice.

2.1.8. Asocierea lanțurilor cinematice

Pentru a putea asocia lanțurile cinematice se impune ca două viteze ale mărimilor de ieșire din lanțurile cinematice să păstreze un anumit raport între ele.

Condiția economică, dar și condițiile de precizie și fiabilitate, impun ca într-un lanț cinematic să existe un număr minim de mecanisme.

Există trei moduri de asociere:

Asocierea serie:

Figura 2.17 Asocierea serie

Două sau mai multe lanțuri cinematice sunt asociate sau legate în serie (figura 2.17) atunci când, prin intermediul unui mecanism C, se transmite mărimea de ieșire ye1 dintr-un lanț cinematic sub formă de mărime de intrare yi2 în lanțul cinematic următor.

Datorită raportului de transfer iC al mecanismului C de legătură, între cele două mărimi există relația:

(2.40)

Asocierea paralel:

Figura 2.18 Asocierea paralelă a lanțurilor cinematice

Două sau mai multe lanțuri cinematice sunt asociate în paralel (figura 2.18) atunci când între mărimile de ieșire trebuie să existe anumite relații, sau când între mărimile de intrare există anumite relații.

Lanțurile cinematice asociate în paralel se pot subgrupa, în ceea ce privește legătura dintre mărimile de ieșire, ca fiind:

lanțuri cinematice cu legătură condiționată cinematic (figura 2.18a) – lanțuri cinematice care asigură mișcarea de rotație și de translație pentru obținerea directoarei elicoidale, ale căror viteze să satisfacă raportul: vT / vA = tg.

lanțuri cinematice cu legătură necondiționată cinematic – lanțuri cinematice care asigură viteza de așchiere și de avans, între care nu există o condiționare ca în cazul precedent.

În figura 2.18b este prezentată o variantă de asociere în paralel rezulată din considerente economice.

Asocierea mixtă:

Figura 2.19 Asocierea mixtă a lanțurilor cinematice

Asocierea mixtă a lanțurilor cinematice reprezintă o asociere între lanțurile cinematice legate în serie și lanțurile cinematice legate în paralel.

În funcție de numărul mărimilor de ieșire furnizate la capătul de ieșire avem:

asociere mixtă cu o mărime de ieșire (figura 2.19a);

asociere mixtă cu două sau mai multe mărimi de ieșire (figura 2.19b)

Asocierea mixtă cu o singură mărime de ieșire (figura 2.19a), constă în lanțuri cinematice asociate în paralel, ale căror mărimi se însumează pentru a furniza o singură mărime de ieșire lanțului următor, care este legat în serie cu precedentele, ceea ce ar permite și denumirea de asociere paralel-serie.

Însumarea algebrică a mărimilor de ieșire se obține printr-un mecanism de însumare, care poate fi: mecanism diferențial, mecanism cu clichet, cuplaj cu role, etc. ca mecanisme mecanice sau diferite tipuri de sertărașe hidraulice care permit însumarea debitelor, precum și orice alt mecanism care permite însumarea a două mărimi de aceeași natură sau de natură diferită.

Asocierea mixtă cu două sau mai multe mărimi de ieșire (figura2.19b), constă în asocierea de lanțuri cinematice în serie cu lanțuri cinematice în paralel, astfel aceasta poate fi denumită și asociere serie-paralel.

Cele două lanțuri cinematice asociate în paralel pot face parte din subgrupa, în ceea ce privește legătura dintre mărimile de ieșire, necondiționată sau condiționată cinematic.

2.2. SISTEME DE ACTIONARE A LINILOR DE TRANSFER

2.2.1. Motoare electrice: Introducere

Un motor electric este un dispozitiv electromecanic care transformă energia electrică în energie mecanică. Pentru a transforma in sens invers energia mecanică in energie electrică, se utilizează un generator electric. Nu există diferențe majore între cele două tipuri de mașini electrice, deoarece același dispozitiv poate indeplini ambele roluri în situații diferite.

Motoarele electrice pot fi grupate în următoarele categorii:

Motoare de curent continuu;

Motoare de curent alternativ;

Motoarele de curent alternativ se clasifică în:

Asincrone ;

Sincrone ;

Motorul electric, oricare îl vom alege prezintă două componente și anume : stator și rotor. Statorul este partea fixă motorului, care se află în exterior și include carcasa, bornele de alimentare, armătura feromagnetică statorică și înfășurarea statorică. Rotorul este partea mobilă a motorului și e plasată de obicei în interior. Este format dintr-un ax și o armătură rotorică ce susține înfășurarea rotorică. Între stator si rotor există o porțiune de aer numită intrefier ce permite mișcarea robotului față de stator.

Majoritatea motoarelor electrice funcționează pe baza forțelor electromagnetice ce acționează asupra unui conductor parcurs de curent electric aflat în câmp magnetic.

Un sistem de acționare electrică reprezintă o mulțime de obiecte interconectate și interdependente în scopul realizării conversiei electromagnetice a energiei pentru un anumit proces tehnologic.

Componentele principale ale unui sistem de acționare electrică sunt : motorul electric, mașina de lucru, transmisia si elementul de execuție (figura 2.20).

Figura 2.20. Componentele unui sistem de acționare

Motorul electric realizează transformarea puterii electrice în putere mecanică. Mașina de lucru (ML) este antrenată de motorul electric (M) și realizează anumite operații dintr-un proces tehnologic.

Transmisia (T) reprezintă legătura mecanică dintre motor și mașina de lucru ce are rolul de a realiza transferul de putere mecanică și de a schimba parametrii acestei puteri (viteza unghiulară, cuplu).Elementul de execuție (EE) are drept scop alimentarea cu energie electrică a motorului si comanda funcționarii motorului în conformitate cu anumite cerințe.

Realizarea si funcționarea optimă a unui sistem de acționare electrică presupune, în primul rând, cunoașterea foarte exactă a procesului tehnologic și a mașinii de lucru folosite, funcție de care se vor alege sau calcula si construi motorul electric, elementul de execuție și elementul de transmisie, avându-se în vedere asigurarea unui cost cât mai redus și a unei mari fiabilități în funcționare.

2.2.2. Motorul pas cu pas

Motoarele pas cu pas au înfășurări statorice concentrate, care transformă impulsurile de tensiune în deplasări unghiulare sau liniare discrete numite pași. Motoarele pas cu pas sunt convertoare-amplificatoare de informație numerică. Clasificarea motoarelor pas cu pas: active, care sunt excitate cu magneți permanenți și reactive;

Figura 2.21. Motorul pas cu pas reactive cu rotor bipolar și stator cu 12 poli

Bobinele statorice sunt alimentate printr-un comutator electronic de la o sursă de curent continuu. Pentru ca energia magnetică a sistemului să fie maximă rotorul ocupă poziția în care reluctanța (Rm) echivalentă a circuitului este minimă.

A.La alimentarea înfășurărilor corespunzătoare polilor 1-1' rotorul se situează în lungul axei acestora.

B. Înfășurările corespunzătoare polilor 1-1' și 2-2' alimentate fac rotorul să se situeze pe bisectoarea unghiului dintre axele polilor 1-1' și 2-2’, deci dintre axele geometrice a doi poli consecutivi, rezultând un unghi de pas de 15°.

C. Alimentarea înfășurărilor 2-2' face rotorul să se alinieze pe axa 2-2' rezultând un pas unghiular de 30° = 15° + 15°.

Motoarele pas cu pas se utilizează pentru acționarea mecanismelor de poziționare. Rotația unghiulară a motorului este proporțională cu pulsul electric aplicat;

Motorul are moment maxim în poziția oprit dacă bobinele sunt alimentate;

Are o poziționare precisă, cu o eroare de 3-5% la un pas, care nu se cumulează de la un pas la altul;

Prezintă răspunsuri excelente la pornit/oprit/schimbarea direcției de rotație;

Fiabilitate excelentă deoarece nu există perii de contact la motor, deci durata de funcționare depinde de rulment;

Se obțin viteze foarte mici cu sarcina legată direct pe axul motorului;

Utilizează o gamă foarte largă de viteze de rotație;

Există și unele dezavantaje:

Rezonanța poate apărea în cazul unui control deficitar;

Controlul greoi la viteze foarte mari;

Exista trei tipuri de motoare pas cu pas din punct de vedere al configuratie electrice.

Acestea sunt:

Cu reluctanță variabilă

Cu magnet permanent

Hibride

Figur 2.22 Reprezentare rotor și stator

În figura 2.22. este prezentat statorul si rotorul, iar acest tip de motor oferă avantajul unei inerții foarte mici, dar și un flux magnetic optim, deoarece nu există nici o legatură între cele doua bobine ale statorului. Modul de funcționare al motorului pas cu pas este simplu, în momentul când bobina este alimentată se crează un flux magnetic în stator.

Motoarele pas cu pas au două faze, dar exista si motoare cu trei sau cinci

faze. Un motor bipolar cu doua faze are o bobină, iar un motor unipolar are o bobină cu priză centrală. De obicei motorul unipolar este definit ca fiind un motor cu patru faze deși el are numai două faze. Pentru a putea întelege mai bine structura unui motor pas cu pas trebuie mentionat faptul ca un pol este considerat acea regiune din corpul magnetizat în care densitatea de flux magnetic este concentrata. Atât statorul cât si rotorul unui motor pas cu pas au poli. Se consideră faptul că cel mai simplu motor poate avea doi poli (o pereche de poli) pentru fiecare din cele doua faze pe stator si doi poli (o pereche) pe rotor. În realitate sunt prezente mai multe perechi de poli atât pe stator cât și pe rotor, acest lucru duce la creșterea numarului de pași la o rotație completă a motorului.

Rezolutia unghiulară sau pasul unghiular al unui motor pas cu pas este dat de relația dintre numarul de poli pe rotor si numarul de poli pe stator, si numarul de faze.

Pas unghiular = 360 / (NPh x Ph) = 360/N ,unde (2.41)

NPh – numarul de poli echivalenti /faza= numarul de poli pe rotor,

Ph – numarul de faze,

N – numarul total de poli pentru toate fazele.

În functie de modul de alimentare a fazelor exista mai multe tipuri de conducere a motoarelor pas cu pas. Cele mai comune moduri sunt:

Pas întreg;

Jumatate de pas;

Micropășire;

2.2.3. Tipuri de motoare pas cu pas

O clasificare importantă a acestor motoare este:

Motoare pas cu pas cu reluctanță variabilă;

Motoare pas cu pas cu magnet permanent;

Motoare pas cu pas hibride;

2.2.4. Motoare pas cu pas cu reluctanță variabilă

Figura 2.23 Secțiune motor pas cu pas

În figura 2.23 se prezintă o secțiune printr-un motor pas cu pas cu reluctanță variabilă tipic.

2.2.5. Aparatura ce intră în componența sistemelor de acționare hidrostatică și simbolizare.

Aspecte teoretice:

Acționarea hidrostatică reprezintă o acționare, care asigură o dublă conversie energetică, deoarece transformă energia mecanică în energie hidraulică și apoi din nou în energie mecanică la alți parametri cinematici și dinamici față de cei de la intrare. Are ca scop de a realiza mișcarea la ieșirea din motorul hidraulic, în condiții de forță sau cuplu impuse și cu viteze impuse.

Sistemele de acționare hidraulice se pot grupa in două categorii:

hidrostatice, care înmagazinează în agentul motor energie potențială de tip hidrostatic caracterizată prin presiunea mediului hidraulic. În acest caz, energia potențială a agentului motor se dezvoltă pe o suprafață creând mișcare și forță;

hidrodinamice, care vehiculează agent motor încărcat cu energie cinetică, materializată prin viteza acestuia, energie care se produce într-o pompă de tip centrifugal și care se transformă în energie mecanică într-un motor de tip turbină.

Figura 2.24. Sistemul de acționare hidrostatică

Sistemele de acționare hidrostatică se compun în general dintr-o pompă PH, regăsită in figura 2.24 , elemente de distribuție, reglare, control și protecție (EDRCP) și un motor hidraulic MH. Pompa PH , antrenată de motorul electric ME la cuplul Mi și turația ni, aspiră agentul motor din rezervorul Rz trimițându-l spre elementele de direcționare și reglare cu presiunea pp și debitul Qp. Elementele de reglare modifică presiunea și debitul agentului furnizat de pompă la alți parametri pm și Qm care sunt necesari acționării motorului hidraulic MH pentru a se putea obține la ieșire cuplul Me sau forța Fe cu turația ne sau viteza ve, utile acționării organului de lucru OL. De la motorul MH agentul motor este retransmis la rezervorul Rz.

În acest sistem vor avea loc trei conversii energetice:

electro-mecanică: la nivelul motorului electric ME.

mecano-hidraulică: la nivelul generatorului hidrostatic (pompa PH).

hidro-mecanică: la nivelul motorului hidrostatic MH.

Principalele componente ale sistemelor de acționare hidrostatice sunt:

Pompele volumice (PH): sunt ansamble care imprimă mediului hidraulic de lucru energie hidrostatică caracterizată prin presiune (pP) și debit (QP). Au rolul de a recepționa energia mecanică produsă de o mașină de forță și caracterizată de momentul Mi și turația ni și o transformă în energie hidrostatică. Aproape toate pompele sunt acționate în mișcare de rotație.

Motoarele hidrostatice (MH): sunt ansamble care primesc energia hidrostatică produsă de pompă și o transformă în energie mecanică de rotație la motoarele rotative sau de translație, la motoarele hidraulice liniare (cilindri de forță), pentru antrenarea mecanismului acționat (OL).

Motoarele hidraulice rectilinii (cilindri hidraulici) sunt din punct de vedere constructiv de tip cilindru – piston, deoarece astfel se mai numesc și cilindri de forță.

Figura 2.25. Simbolizarea pompelor și motoarelor rotative hidrostatice

Din punctul de vedere al modului în care se realizează acționarea, și a modului în care agentul motor acționează pe fețele pistonului, cilindri de forță pot fi de două tipuri: cu simplu sau cu dublu efect.

Din punct de vedere al raportului dintre diametrul tijei și a pistonului sunt:

cu diametrul pistonului mai mare decât diametrul tijei.

cu diametrul pistonului egal cu cel al tijei, adică cu pistoane plunjer.

Figura 2.26. Simbolizarea cilindrilor hidraulic

Elementele de distribuție au rolul de a dirija agentul motor spre diferitele conducte ale schemei hidraulice. Echipamentul de distribuție al acționării hidrostatice este alcătuit din: robinete distribuitoare, distribuitoare cu bilă, distribuitoare cu sertar (sertărașe distribuitoare) și supape de sens unic (supape de blocare).

Sertărașele distribuitoare sunt cele mai răspândite elemente de distribuție din sistemele de acționare hidrostatică și se întâlnesc într-o gamă variată de soluții constructive de aceea, simbolizarea lor va cuprinde pe lângă simbolul propriu-zis și un cod numeric exprimat printr-o fracție ordinară unde la numărător se va înscrie numărul căilor hidraulice racordate la distribuitor iar la numitor, numărul fazelor de lucru pe care le poate realiza distribuitorul. Astfel că 4/3 înseamnă că distribuitorul are 4 căi de racordare și 3 faze de lucru.

Figura 2.27. Simbolizarea distribuitoarelor

În tabelul figura 2.27. se regăsesc schemele pentru schemele pentru comutarea distribuitoarelor în altă fază de lucru, care se face printr-un dreptunghi alipit în dreapta sau în stânga simbolului de bază.

Figura 2.28. Simbolizarea comenzii pentru comutarea distribuitoarelor

Supapele de blocare asigură transmiterea debitului într-o singură direcție pe conductele pe care se montează. Sub aspect constructiv, supapele de blocare se întâlnesc în varianta cu scaun. Pe scaun poate presa o bilă sau un taler conic.

Figura 2.29. Simbolizarea supapelor de sens

Supapele de presiune sunt destinate asigurării presiunii dorite pe anumite circuite hidraulice. Ele pot fi în poziție normală, neacționate, normal închise sau normal deschise. Cele normal deschise au rol de supape de deversare (de descărcare) iar cele normal închise au rol de supape de siguranță.

Figura 2.30. Simbolizare supape

Echipamentul de reglare a debitului pe circuitele hidraulice constă în montarea unor rezistențe fixe sau reglabile (drosele) pe circuit, care laminează debitul de agent motor, fracționându-l și administrându-l la valoarea dorită motorului hidraulic.

Din punct de vedere constructiv și al poziției de montare în schema hidraulică, droselele sunt de două categorii:

drosele de traseu, care se montează direct pe conductele schemei hidraulice și care pot fi cu sau fără supapă de sens;

drosele de panou, care se montează pe panoul de comandă al instalației hidraulice și care sunt întotdeauna însoțite de supape de sens.

Figura 2.31. Simbolizare elemente de reglare a debitului

Echipamentul auxiliar al schemelor hidraulice se compune din: conducte, filtre, acumulatoar, rezervor (tanc), schimbător de căldură.

Conductele asigură circulația agentului motor către diferitele elemente ale schemei.

Figura 2.32. Simbolizare conducte

Filtrele sunt elemente destinate purificării agentului motor. Ele au rolul să rețină atât particulele mecanice cât și produsele de oxidare din agent. Într-o schemă hidraulică trebuie să existe minim trei filtre și anume: filtrul de umplere și aerisire, filtrul pe conducta de aspirație a pompei și un alt filtru montat în schema hidraulică.

Acumulatoarele sunt elemente care înmagazinează o parte a energiei hidrostatice furnizată de pompe, constituind pentru schema hidraulică o rezervă de energie hidrostatică. Acestea se montează pe o derivație a conductei de refulare a pompei. Scopul acumulatoarelor hidraulice este de a prelua volume de lichid sub presiune și de a le restitui ori de câte ori este necesar.

Rezervorul (tancul) are rolul de a furniza agentul motor schemei hidrostatice precum și de a limita temperaturile de funcționare ale acesteia.

Figura 2.33. Simbolizare filtre, acumulator, rezervor

Aparatele de măsură și control au rolul de a măsura și indica parametrii de lucru ai agentului motor: presiunea se măsoară cu manometrul, debitul cu debitmetrul iar temperatura cu termometrul.

Figura 2.34. Simbolizare manometru, debitmetru, termometru

Figura 2.35. Schema hidraulică a ciclului de lucru avans rapid – avans lent – retragere rapidă

2.2.6. Pompa cu roți dințate

Pompa cu roți dințate realizează debite de până la 1000 l/min și presiuni maxime de 250 bari. Ea nu se utilizează ca motor decât în cazuri rare datorită cuplului motor redus pe care îl dezvoltă.

Aspecte teoretice: După numărul de roți dințate în angrenare si felul danturii pompele pot fi:

cu două roți (rotoare), care pot avea dantură exterioară sau interioară.

cu mai multe roți dințate.

Cele mai răspândite sunt pompele cu două roți dințate , cu dantură exterioară, ca în figura 2.36.

Figura 2.36. Pompa cu două roți dințate egale, cu dantură exterioară

Pompa preia agentul hidraulic prin orificiul de aspirație A și îl transportă prin golurile dintre dinții roților spre orificiul de refulare R. Cele două roți dințate, una antrenoare și cealaltă antrenată, se rotesc cu turația n în interiorul carcasei. Turația nu depășește 3000 rot/min, la pompele cu roți dințate. Se recomandă ca turația de antrenare să fie de 1500 rot/min pentru siguranță și creșterea duratei de funcționare.

Pentru calculul debitului se ia în considerare volumul de fluid ce este transportat între A și R la o rotație, de către o roată dințată. Comform figurii 2.16. aceasta va fi:

V1=0,5πDw1hl [mm3] ,unde (2.42)

Dw1 – diametrul de divizare al roții dințate conducătoare [mm];

Dw1 = mz1;

h – înălțimea dintelui [mm]; h = 2m;

l – lățimea roții [mm]; l = mm;

z1 – numărul de dinți al roții conducătoare;

n1 – turația roții conducătoare [rot/min];

m – modulul roții dințate [mm];

Debitul pompei este dat de ecuația:

Q=πDw1hz1ln1 [l/min]; (2.43)

Dacă înlocuim in relația (2.43) elementele geometrice ale roții, în funcție de modul și numărul de dinți și ținând seama de unitățile de măsură obținem:

Q=210-6πm3z1mn1 (2.44)

Unde avem pompe cu trei rotoare debitul de va dubla.

Pentru rezolvarea calculului momentului de antrenare al pompei, trebuie să ținem cont despre volumul de agent transportat la o rotație:

V=2V1 (2.45)

Momentul de antrenare este:

[Nm] (2.46)

Unde: p – presiunea de lucru [bari] și V – volumul [mm3]

2.2.7. Instalarea pompei volumice

Antrenarea mecanică a pompei se face fie coaxial cu arborele de intrare, prin intermediul unui cuplaj elastic, fie lateral față de arborele de ieșire, când transmiterea mișcării se face prin angrenaj, roți de curea sau lanț.

Pentru conectarea pompei la rețeaua hidraulică a instalației trebuie respectate anumite reguli:

montarea obligatorie în apropierea orificiului de refulare a unei supape de siguranță pentru reglarea presiunii și deversarea excedentelor de debit ale pompei (figura 2.37).

La conectarea în serie a două sau mai multe pompe este obligatorie ca cea din amonte să aibă debitul ceva mai mare decât cea din aval, excedentul urmând a fi eliminat continuu prin supapă (figura 2.38).

La conectarea în paralel a două sau mai multe pompe se vor folosi supape de sens la conectarea pompelor, supape care fac posibilă reglarea pompelor la presiuni diferite,precum și oprirea uneia fără a perturba funcționarea celorlalte (figura 2.39).

2.2.8. Pompe și motoare cu palete

Pompele și motoarele cu palete se construiesc în două variante: cu debit vehiculat constant și cu debit variabil.

Pentru cele cu debit constant în condițiile antrenării rotorului pompei cu turație constantă, debitul refulat va fi constant iar în cazul alimentării motorului cu palete cu debit constant, el furnizează o turație constantă la ieșirea din motor.

După poziția paletelor, pot fi: cu palete în rotor (sunt utilizate cel mai des) sau cu palete în stator.

Pompele și motoarele cu palete în rotor pot fi cu dublă acțiune, când au două perechi de camere de admisie și refulare, figura 2.40. sau cu acțiune multiplă când prezintă mai multe perechi de camere de admisie și refulare.

Figura 2.40. Pompe cu palete cu debit constant

La aceste pompe, statorul 1 are un alezaj oval iar în centrul lui se află rotorul 2 care este prevăzut cu paletele 3 și este antrenat în mișcare de rotație. În mișcarea lor, paletele mătură un spațiu variabil cuprins între stator și rotor. Acest spațiu se mărește în dreptul camerelor de aspirație A1 și A2 creindu-se depresia necesară aspirației agentului motor și se micșorează în dreptul camerelor R1 și R2 realizându-se refularea agentului din pompă.

Funcționarea ca motor se obține alimentând sub presiune camerele R1 și R2 și punând în comunicație cu rezervorul camerele A1 și A2. Forțele de presiune care acționează pe o suprafață mai mare în dreptul camerei de refulare vor creia un cuplu motor care antrenează rotorul în mișcare de rotație în sens contrar celui indicat pe figura 2.20.

Menținerea paletelor în contact cu statorul se asigură prin arcuri sau cu presiune de ulei introdus în spațiul de sub palete: camerele a1 și a2 primesc ulei sub presiune, iar camerele b1 și b2 sunt cuplate la rezervor. Camerele sunt plasate în flanșele frontale ale pompei și comunică cu spațiile de sub palete. La motoare este invers, camerele a1 și a2 au comunicație cu rezervorul.

Debitul refulat de pompa cu dublă acțiune este dat de următoarea ecuație:

Q=2l(r1-r2)[(r1+r2)–bz/cos]n (2.47)

Unde avem:

r1 și r2 – sunt cele două raze (minimă și maximă) ale alezajului oval.

l – lățimea paletei.

b – grosimea paletei.

z – numărul de palete.

– unghiul de înclinare a paletei (Figura 2.21).

n – turația primită de la motorul electric.

Figura 2.41. Schema de calcul al debitului pompei cu palete cu debit constant

Dacă mașina funcționează ca motor turația furnizată este:

(2.48)

Pentru cele cu debit variabil, se deosebesc de cele cu debit constant prin faptul că axa rotorului este deplasată față de cea a statorului cu excentricitatea e. Uleiul este aspirat de pompă, prin camera de aspirație A reprezentată in figura 2.23, datorită depresiunii create, ca urmare a faptului că volumul măturat de palete crește și este refulat în camera de refulare R, unde spațiului dintre rotor și stator descreste. Debitul refulat de pompă se reglează prin modificarea excentricității e.

Figura 2.42. Pompe cu palete cu debit variabil

Paletele sunt menținute în contact cu statorul prin ghidare forțată sau împinse cu arcuri plasate sub palete. Ghidarea se asigură cu cepuri laterale, care culisează în flanșele laterale. Camerele de sub palete, din rotor, au comunicație cu spațiul dintre rotor și stator pentru evitarea depresiunii la aspirație, sau comprimării uleiului la refulare. Recircularea uleiului de sub palete se poate asigura prin practicarea în capacul pompei a unor camere care fac legătura între spațiul de sub paletă și spațiul dintre rotor și stator.

Debitul unei pompe cu palete cu debit variabil are următoarea ecuație:

Q=2(D–bz)lne (2.49)

unde:

D – diametrul interior al alezajului statorului.

b – grosimea paletei.

l – lățimea paletei.

z – numărul de palete.

e – excentricitatea.

n – turația primită de la motorul electric.

Pompele se folosesc pentru debite mari și presiuni relativ mici, parametrii lor caracteristici fiind următorii:

Q = (150…1500) [l/min].

p = (50…70) [daN/cm2].

n = (500…1500) [rot/min].

P = (2…50) [kW].

Turația motorului este dată de expresia:

n= (2.50)

unde :

Q – debitul administrat motorului.

Pompele cu debit variabil pot beneficia de o serie de calități și performanțe deosebite în condițiile când sunt construite cu regulatoare de putere.

2.2.9. Pompele cu palete cu regulator de putere

Aceste pompe au scopul de a acorda debitul refulat de pompă cu presiunea din sistem. Astfel, când în sistemul hidraulic nu mai este necesar a se furniza debit de ulei datorită creșterii presiunii în regulator se comandă reducerea debitului pompei aproape de valoarea zero.

Pompele cu palete cu debit variabil prevăzute cu regulator de putere și au următoarele avantaje principale:

se îmbunătățește bilanțul energetic al sistemului de acționare prin acordarea automată a debitului refulat la necesitățile reale ale consumatorului.

se micșorează temperatura uleiului ca urmare a reducerii debitului vehiculat.

se simplifică sistemul de protecție al schemei hidraulice, prin supapa de presiune trecând un debit mai mic.

capacitatea rezervorului de ulei poate fi micșorată, reducându-se cantitatea medie de ulei vehiculată.

Pompele cu regulator de putere se construiesc în două variante: folosind deplasarea cu arc a statorului sau folosind deplasarea hidraulică a statorului.

Pompa cu regulator folosesc deplasarea cu arc a statorului, ca în figura 2.23, reprezentat de statorul (4) format dintr-un inel deplasabil iar camera de refulare dispusă asimetric în raport cu axa pompei. Forța rezultantă F a presiunii din dreptul camerei de refulare se descompune în componentele F1 și F2 . Forța F2 este preluată de reazimele fixe ale arborelui rotorului iar forța F1 presează statorul deplasabil asupra resortului (2). Când forța F1 depășește forța de pretensionare a resortului, atunci statorul este deplasat, reducându-se excentricitatea e. Șurubul (1) reglează forța de pretensionare a resortului (2), reglând astfel presiunea la care are loc reducerea excentricității.

În repaos, când pompa nu refulează ulei, arcul (2) deplasează statorul la excentricitatea reglată inițial prin șurubul (3).

Figura 2.43. Pompa cu palete cu regulator de putere folosind

deplasarea cu arc a statorului

2.3. SISTEME DE COMANDA A LINILOR DE TRANSFER

2.3.1. CONTROLERUL LOGIC PROGRAMABIL (PLC)

PLC-ul (Programmable Logical Controller) este un automat programabil, sau un instrument care a fost inventat pentru a înlocui circuitele de relee secvențiale necesare pentru controlul instalațiilor de automatizare. Spunem ca orice aplicație care necesită un tip de control are nevoie de un automat programabil (PLC), iar cu cât mai mare este procesul de automatizare cu atât mai multă nevoie de PLC.

În figura 2.44 este prezentată structura unui PLC cum primește semnale de intrare (in) și le transformă în semnale de ieșire (out).

Figura 2.44 Structura unui PLC

Nivelele de prelucrare la a informației la un PLC sunt:

Comunicarea prin rețele standardizate (CAN).

Implementarea controlului în buclă inchisă.

Asimilarea funcțiilor temporizatoarelor, numărătoarelor.

Executarea operațiilor matematice.

Procesarea semnalelor analogice.

Programarea aplicațiilor se face de obicei pe un sistem de calcul auxiliar numit (PC), care comunică u PLC-ul printr-un port serial. Limbajele de programare folosite sunt: Ladder diagram și FBD. Funcționarea PLC-urilor se realizează prin procesarea ciclică și imaginea de proces.

Un program LDR este constituit din ramuri principale (rungs), care areminimun contact și conține cel puțin o spirală (coil).

Programele LDR sunt executate în ordine, adică ramură după ramură și ciclic, iar după terminarea tuturor ramurilor se reîncepe execuția de la prima ramură. Programul este executat doar în timpul când nu există o comandă de oprire.

Figura 2.45 Logica de procesare a unui program LDR

De obicei automatele programabile cu un singur proces folosesc, metoda imaginii de proces pentru actualizarea intrărilor și a ieșirilor.

Avantajele imaginii de proces sunt următoarele:

au rolul de a asigura că starea logică a intrărilor nu se modifică pe parcursul unui ciclu al programului.

se asigură ca ieșirile își mențin starea logică după ultimul ciclu.

Figura 2.46 Vedere a controlerului logic progamabil

Figura 2.47 Aplicație PLC: Simulare

Instrucțiunile de bază sunt următoarele:

Instrucțiunea Load (LD) este un contact normal deschis .

reprezintă Simbolul Load, iar condiția de pronire se mai numește si stare de 1 logic.

Instrucțiunea LoadBAr (LD) este un contact normal îinchis.

Figura 2.48 Tabel instrucțiunea Load

Instrucțiunea OUT (bobină) este ca o bobină de releu.

reprezintă Simbolul Out, este asemănată cu oieșire normal deschisă. Această instrucțiune poate fi folosită pentru bobinele externe și la ieșirile externe.

Instrucțiunea OUT-NOT (boină normal închisă).

Figura 2.49 Tabel instucțiunea Out

Avantajele lucrului cu automatele programabile sunt următoarele:

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 și corecția erorilor: Prin intermediul unei conduceri realizată în logica cablată era nevoie de timp în cazul unei schimbări sau în corecția unei erori. Prin utilizarea automatelor programabile aceste schimbări sau corecții pot fi efectuate foarte ușor în program.

Cost redus: La acest cost s-a ajuns în decursul timpului și astfel poate fi achiziționat un automat cu numeroase timere, numărătoare și alte funcții pentru sume pornind de la câteva sute de dolari;

Posibilități de testare: Programul poate fi rulat și evaluat înainte de a fi instalat pe 10 automat pentru a realiza conducerea dispozitivului. Astfel, pot fi evaluate cu costuri foarte mici erorile care apar precum și posibilitățile de îmbunătățire a programului.

Viteza de operare: Viteza de operare este dependentă de timpul de scanare al intrărilor, timp care în prezent este de domeniul milisecundelor.

Securitatea: Mărită datorită modului de lucru cu procesul.

Documentare: O foarte bună documentare a programelor prin înserarea de comentarii în spațiile alocate acestora facilitând astfel continuarea și depanarea acestora de către alți programatori.

Modul de programare: prin introducerea diagramelor leadder respective a metodei booleene de programare a fost facilitat accesul la mediul de programare și pentru cei care nu au cunoștințe deosebite în domeniul programării.

2.4. CONCLUZII

1. Automatizarea proceselor se impune datorită reducerii timpilor auxiliari și a creșterii productivității muncii și a calității produselor.

2. Automatizarea s-a diversificat în timp prin apariția de noi soluții de acționare, dezvoltarea controlelor logice programabile și a reducerii prețului acestora.

3. Funcționarea în mediu industrial a controlelor logice programabile, le-a impus ca soluții atât pentru mașinile individuale cât și pentru sistemele de tip linii și sitemele flexibile de fabricație.

4. PLC se aplică pe scară largă și în controlul roboților industriali. A manipulatoarelor automate în monotorizarea și supravegherea diverselor sisteme de producție.

CAPITOLUL 3

PROIECTAREA UNUI SISTEM DE TRANSFER PENTRU LINIA DE MASE PLASTICE

3.1. LINIA DE MASE PLASTICE

Figura 3.1 Ansamblul bandă transportoare

Ansamblul bandă transportoare din figura de mai sus este construit în Catia, Pro Engineering. Această bandă transportoare este alcatuită dintr-un suport de țeavă dreptunghiulară 30x40mm, pe care sunt sudate două picioare tot din țeavă de25x25mm ,iar pe fiecare picior este sudată o talpă. Datorită celor două tălpi sistemul a putut fi fixat pe o placă suport cu ajutorul a patru holșuruburi. Carcasa am prins-o prin intermediul unui șurub M8x20mm. În intermediul carcasei se găsesc doi rulmenți radiali și astfel am putut monta arborele, iar pe arbore am montat rola antrenoare. Fixarea rolei antrenoare pe arbore se face prin intermediul piuliței hexagonale M10 și a două șaibe plate. În capătul carcasei prin intermediul flanșei electromotor am montat ansamblul electromotor cu ajutorul a trei șuruburi M6x16mm. Legătura dintre ansamblul electromotor și arbore se face prin intermediul unei flanșe cuplaj. În flanșa cuplaj am dat trei găuri echidistante iar în interiorul lor intră trei cepi cilindrici de cauciuc. Datorită acestor lucruri capătul arborelui cu trei cepi și flanșa cuplajului formează un cuplaj elastic de transmitere a mișcării de rotație.

În partea opusă a brățării elastice am montat un subansamblu întinzător , care este alcătuit din: capac, suport întinzător, două șuruburi M8 și o piuliță M8 sudată pe suport. Prin intermediul celor doi rulmenți radiali am montat rola antrenată . Rulmenții sunt montați în

rola antrenată și asigurați axial cu ajutorul celor două inele de siguranță. Banda este montată pe cele două role, rola antrenoare și rola antrenată.

Pentru a funcționa corespunzător banda am folosit un subansamblu întinzător care funcționează astfel: prin rotirea spre dreapta sau stanga a șurubului M8x40mm care este fixat în capac se deplasează suportul întinzător marind sau micșorând distanța între cele două role care duce la intinderea sau destinderea benzii.

La nivelul benzii am sudat un stabilizator care are rolul de a nu lăsa banda să vibreze sau să oscileze în timpul deplasării. Subansamblul este format dintr-un suport din țeavă și o placă stabilizatoare din tablă prinse pe suport astfel încât banda când funcționeze să nu permită oscilarea.

Figura 3.2 Subansamblul sudat

Subansablul sudat este format din sport, două picioare sport, două tălpi, brățară, suport pentru fixare, suport stabilizator, piuliță M8.

Suportul este format dintr-o țeavă de profil dreptunghiular 40x30x2mm, debitat la lungimea de 980mm executat pe o mașină de debitat Forte. În capătul suportului am executat un canal 18x60mm prin frezare, la 74 mm de capătul suportului. În urma operaților am ajustat muchiile ascuțite 0,3÷0.5×45°.

Piciorul suport l-am executat dintr-o țeavă pătrată de 25x25x2mm debitată la lungiumea de 125mm pe o mașină de debitat Forte. Talpa piciorului am realizat-o din bandă de 5x30mm debitată la lungimea de 100mm pe aceași mașină. În talpă am realizat două gǎuri Ø5 în colțurile opuse la 8mm de margini. Am lamat gǎurile 2.5x45mm.

Brățara este confecționată din semifabricat laminat 60x30mm, debitat la o lungime de 114mm pe mașina de debitat Forte. Piesa am confecționat-o prin frezare pe mașina de frezat cu comandă numerică Micron.

Figura 3.3 Brățara

La unul dintre capete am realizat pe brățară un canal care permite o flexibilitate de 0.2mm, care are posibilitatea fixării carcasei în interiorul acesteia. Fixarea am facut-o cu ajutorul unui șurub M8. Suportul pentru fixare este facut dintr-un semifabricat 30x20mm laminat la rece și debitat la 34mm. Suportul pentru fixare este montat prin sudură la 200mm față de capătul suportului simetric față de laturile suportului.

Suportul stabilizator l-am realizat din țeavă dreptunghiulară 30x40x2mm, debitat la lungimea de 125mm.

Subansablul rolă antrenoare este format din: arbore, rolă antrenoare, carcasă, rulemnți, flanșă cuplaj, flanșă electromotor, cepi de cauciuc, șaibe plate, piuliță M10, inele de siguranță rulemnți și inel distațier rulmenți.

Figura 3.4 Subansamblul rolă antrenoare

Rola antrenoare am confecționat-o din semifabricat duraluminiu Ø65 și este debitat la 128mm, pe mașina de debitat Forte, care este realizată pe un strung cu comandă numerică.

Arborele l-am realizat din semifabricat laminat Ø45, material OLC45 îmbunǎtǎțit pentru a rezista tensiunilor existente, debitat la 166mm, pe mașina de debitat Forte. Finisarea locașurilor rulmenților s-a facut pe mașina de rectificat exterior. Carcasa am realizat-o din semifabricat laminat Ø80, debitat la 90mm pe mașina de dibitat Forte.

Flanșa electromotor am confecționat-o din semifabricat de aluminiu Ø90, debitat la 24mm, pe mașina de debitat Forte. Prelucrarea s-a executat pe un strung cu comandǎ numericǎ.

Flanșa cuplaj am făcut-o din semifabricat laminat la rece, material OL52 Ø40, debitat la 15mm, pe mașina de debitat Forte. Prelucrarea s-a executat pe strung cu comandǎ numericǎ.

Figura 3.5 Flanșă cuplaj

Subansamblul rolă antrenată e alcătuit din: rola antrenată, ax, suport întinzător, capac, piuliță M8, șaibă plată, inelde siguranță, șurub M8, rulmenți.

Figura 3.6 Rola antrenată

Această rolă este confecționată din acelaș material ca și rola antrenoare și este executată pe un strung cu comandă numerică.

Axul l-am realizat din semifabricat laminat OLC45 îmbunǎtǎțit Ø20 care este debitat la 132mm pe mașina de debitat Forte.

Suportul întinzător l-am realizat din semifabricat laminat la rece 30x40mm debitat la94mm, iar această prelucrare a fost făcută pe mașina de frezat cu comandă numerică. Această piesă are cateva caracteristici prin faptul că două fețe laterale sunt paralele, iar două sunt frezate la un unghi de 5 respectiv 2 grade pentru a putea permite reglarea unghiulară a rolei antrenată.

Figura 3.7 Suport întinzător

3.2. PROIECTAREA SISTEMULUI DE PRELUARE AL PIESELOR

3.2.1. Prezentare mașina de turnare Arburg

Figura 3.8 Mașina de injecție Arburg

Această mașină prezentată în figura de mai sus are câteva calități importante:

are rol în obținerea unor produse de înaltă calitate;

are o pretare perfectă la cele mai ridicate exigențe:

are o adaptibilitate la cerințele clientului de producție;

are o productivitate și o calitate importantă a pieselor;

Parametrii tehnici:

Forța de inchidere 40.8 t, capacitatea de injecție 70cm3, greutatea de injecție 59g, înălțimea plăcii pentru montarea matriței 405mm, lățimea plăcii pentru montarea matriței 405mm, distanta dintre coloane (orizontal) 270mm, distanța între coloane (vertical) 270mm, lungimea mașinii 2320mm, lațimea mașinii 1410mm.

Figura 3.9 Componentele mașinii de injecție

În figura de mai sus sunt prezentate următoarele componente:

1-mașina de turnat prin injecție,

2-standul de mașina/hidraulică,

3-unitatea de închidere,

4-injecția,

5-unitatea de injecție,

6-controlul

Figura 3.10 Cotare mașină Arburg

În urma procesului de injecție am obținut următoarele piese, care le voi așeza pe cofrag pentru a putea fi preluate mai apoi de brațul robotului.

Figura 3.11 Piesa

În figura de mai sus am executat piesa care este proiectată în programul de proiectare CatiaV5 și care este realizată din semifabricat de plastic. Piesa conține niste piciorușe care vor ajuta la fixare.

Figura 3.12 Aranjare pieselor

În această figură am realizat aranjarea pieselor în cofrag pentru a putea fi preluate mai departe de catre brațul robotului. Cofragul este realizat din plastic de o rezistență mare care va fi pus pe banda de transfer, pentru a putea fi preluat mai departe.

Figura 3.13 Matrița

În figura 3.13 am proiectat matrița folosită de mașina Aurburg pentru obținerea pieselor de plastic.

3.2.2. Sistemul de preluare al pieselor

Brațul robotului l-am proiectat în Catia și il voi prezenta în figurile ce vor urma mai jos. Brațul robotului este alcatuit din următoarele componente: placa suport braț, braț, braț care execută o translație, legătura braț cu translația, profil L translație, motor de rotație, profil pistonaș vacuum, pâlnie.

3.13 Figura Braț robot

Pentru mutarea pieselor de lucru sau la fixarea lor am folosit un sistem cu vacuum. Pentru piese de plastic prinderea cu vacuum este o soluție destul de utilizată, deoacere ajută la o fixare precisă.

Ventuza este componenta din instalația cu vacuum care vine în contact cu piesa (elemntul) manipulat.

În următoarele imagini vă voi prezenta sistemul de prindere direct din incinta fabricii unde este foloist.

3.14 Figura sistemului de alimentare

Figura 3.15 Prinderea cu vacuum

În figura de mai sus am surprins imaginea brațului de robot cum prinde piesa din semifabricat de plastic.

Figura 3.16 Cofrag piese

În această imagine am surprins cum fixează brațul robotului piesele.

3.3. SISTEMUL DE ALIMENTARE AL CONVEIORULUI

3.3.1 Alegerea lanțului transportor

Pentru siguranța fixării corecte a procedeului de calcul și alegerea lanțului transportor m-am referit la următoarele principale aspecte:

tipurile de bandă transportoare

greutatea lanțului de mișcare

diviziunile lanțului

legăturile a două lanțuri de transport

mediul de lucru

lubrifierea lanțului

1.Tipuri de transportor:

a)orizontale b)înclinate(conice) c)verticale d)combinate

2.Greutatea lanțului de mișcare este traseul care face lanțul să se deplaseze în unitatea de timp. Această greutate a lanțului transportor este un factor de bază pentru fixarea puterii, respectiv transportului.

Fixarea puterii are legătură cu distribuția lanțului în legătură cu diametrul.

Subordonările le-am reprezentat în figura de mai jos.

Figura 3.17

V=(m/min) ,unde: (3.1)

n-numărul de rotații al dinților(n/min)

p-împărțirea lanțului(mm)

v-greutatea mișcărilor lanțului (m/min)

Z-greutatea mișcărilor lanțului(m/min)

V==3.6(m/min)

La lanțul transportor granița cea mai mare este de aproximativ 60m/min.Valorile optime între 0 și 30m/min. În cazul în care aceste joase lanțuri de viteză cu lungimile transportorului semnificative de la(80-100m) cu roțile motoare mici (z=18-20) cu diviziuni mari și tăietura lanțului devine combinată.

Graficul din figura de mai jos arată zona de fluctuației a vitezei în procente.

Figura 3.18

Z=numărul dinților

R=raza numărului de dinți (m)

n=numărul rotaților (n/min)

r=R (m)=90=-10 (3.2)

r-R=zona schimbărilor de fluctuație a efectului de poligon

-10-90=-100

3.Lubrifierea lanțului

Lubrifierea are un efect mare pentru durata de viață a lanțului. Lubrifierea lanțului trebuie sa îndeplinească următoarele funcții principale:

a.coeficientul de frecare trebe sa scadă

b.să restrangă uzura lanțului și să aducă economie energetică

c.să protejeze lanțurile împotriva coroziunilor

d. să asigure funcția corectă a lanțului

a.reducerea coeficientului de frecare

La fiecare mișcare trebuie să se opună o rezistență clară, definită ca rezistență la frecare.

Figura 3.19 Corpul de masă P stă pe un nivel

F=direcția de mișcare

R=rezistența la frecare

P=masa corpului

µ=coeficientul statistic

τ=coeficient de mișcare dinamică

Valoarea R se calculează:

R= µ P (kg)

R= τ P (kg)

τµ

Pentru banda transportoare am proiectat jgheabul lanțului transportor după următoarele date principale:

Materialul benzii transportoare: piese din plastic

Distanța benzii transportoare: 5 m

Capacitatea benzii transportoare: 10T/h

Lățimea benzii transportoare: 350mm

Înălțimea benzii transportoare: 250mm

Numărul dinților: 9 (ales mai sus)

Figura 3.20 Banda transportoare

Capacitatea benzii transportoare trebuie să ajungă la Q=10T/h.

Viteza transportorului am calculat-o din formula:

Q=H (T/h) (3.3)

V=0.0755m/sec (3.4)

β=0.6 (nivelul de umplere, ales din tabel)

γ=0.7 (greutatea specifică aparentă alesă din tabel)

Sarcina lanțului transportor din materialul P1:

P1=a=5=277kg…….2716N (3.5)

Alegerea lanțului potrivit:

Am luat în considerare sarcina lanțului de la materialul P1 și siguranța împotriva rupturii lanțului, k=7 trebuie ca lanțul ce l-am ales să aibă următoarea putere de rupere:

=P1k=27167=19012 N (3.6)

După standardele DIN 8167 (ISO 1977) MRC 80 cu diviziunea p=125mm.

Masa lanțului P:

După tipul lanțului pe care l-am ales corespunde greutatea q=4.5kg/m, greutatea totală a lanțului o determin după formula:

===367,6mm……..0.368m diviziunea diametrului a roții dințate (3.7)

L=2a+ π=2100.368=21.16 m (3.8)

P=Lq=21.164.5=95.22 kg (3.9)

Coeficientul de frecare fr:

Lanțurile se mișcă după șina de alunecare , care nu sunt lubrifiate. Din tabel am ales fr=0.3

Coeficientul de producție Fs:

Coeficientul de producție l-am ales din tabel astfel Fs=1.73.

Numirea coeficientului de viteză Fv:

Pentru v=0.0755m/s și numărul de dinți a roții dințate Z=9 l-am ales din tabel Fv=0.8.

Coeficientul de frecare fm:

L-am ales din tabel, pentru plastic fm=0.7

Calculul la tracțiune T:
T=9,81=9,81 =26200 N (3.10)

Impulsul de încărcare N:

N===1.98 kW (3.11)

Articulația suprafeței de presare:

===55.98 Mpa 60Mpa din tabel. (3.12)

Pentru lanțul transportor MRC 80 x 125 suprafața articulată este egală cu f=468.

Roțile de lanț:

Pentru calcul unui cadran al diametrului, capul diametrului și picioarele diametrului roților dințate am folosit următoarele formule:

Dp= (mm) (3.13)

De=Dp+(0.550.8)D (mm) (3.14)

Di=Dp – D (mm)

Dp=cadran al diametrului (mm) P=distribuția lanțului

De=capul diametrului (mm) Z=numărul de dinți al angrenajului

Di=picioarele diametrului (mm) D=cilindrul diametrului (mm)

Dacă am folosit următoarele formule:

Dp= am înlocuit sin cu valoarea . (3.15)

n=constantă din tabel și se poate afla după formula:

Dp==Pn = 95.222.924=278.42 (3.16)

3.4. PROIECTAREA PE BAZA DE PLC

Programarea sistemului este reprezentată schematic prin intermediul schemei de mai jos unde sunt reprezentate toate elementele componente.

Figura 3.21 Structura simplificată a sistemului

În partea din dreapta este prezentată matrița care va alimenta cu piese conveiorul. În schema se mai regasesc senzori de proximitate (SP1, SP2, SP3, SP4, SP5), care au rolul de a emite unde electromagnetice. Acești senzori au o mare fiabilitate,deoarece nu dispun de piese mecanice și de contact fizic între senzor și obiectul simțit. În partea de jos a schemei se regasește conveiorul care are rolul de a asigura o productivitate foarte mare și care nu necesită control permanent din partea operatorului. Viteza de deplasare a conveiorului poate fie fixă sau impusă de către noi.

În figura de mai jos este prezentată aranjarea piselor în cofrag și bratul robotului care le preia mai departe.

Figura 3.22 Așezarea pieselor

În următoarele figurii ce vor urma prezentate mai jos am evidențiat configurația hardware și programul pentru sistemul proiectat să realizeze orientarea pieselor pentru depozitare pe suport (este reprezentată o translație și o rotație).

Programul folosit pentru cele spuse mai sus este FluidSim.

Figura 3.23 Sistemul proiectat

În figura 3.23 din partea stângă sunt prezentate circuitele de fortă pentru actionarea cu cilindru pneumatic liniar, cu simpla actiune si cu motor pneumatic rotativ pentru motorul rotativ cu dubla actiune. VS1, VS2 și VS3 sunt distribuitoarele electromagnetice.

În figura 3.23 din partea dreaptă avem configuratia hardware în jurul PLC-ului. La intrarea I1 este conectact butonul start,iar la intrarea I2 e conectat senzorul de proximitate SP1 care controleaza distribuitorul electromagnetic VS2. La intrarea I3 este conectat un senzor de proximitate electromagnetic SP2.

La ieșirea Q1 este conectat distribuitorul electromagnetic VS1, iar la ieșirile Q2 și Q3 sunt conectate distribuitoarele electromagnetice VS2 și VS3.

Figura 3.24 Sistemul înainte de start

În figura 3.24 am prezentat sistemul înainte de start pentru a putea face o analiză a acestuia în schemele ce vor urma a fi prezentate mai departe.

Figura 3.25 Sistemul alimentat

Figura 3.25, arată cum este alimentat sistemul de la intrarea I1 prin butonul de START care prin senzorul de proximitate SP1 va parasi sistemul.

Figura 3.26 Sistemul în faza de translație și rotație

Figura de mai sus evidențiază în primul rând cele două mișcări importante ale acestui sistem de translație și rotație.

Figura 3.27 Programul în limbaj FBD

Figura 3.28 Programul reprezentat în FluidSim

În această figură am reprezentat programul în limbaj FBD în FluidSim pentru a putea face o corelare între intrările și ieșirile sistemului.

3.5. PROGRAMAREA PLC A SISTEMULUI

Pentru a programa un control logic programabil (PLC), se începe de la definirea intrărilor ca tip și evoluție. Un PLC are intrări de tip digital: „0” sau „1”

sau de tip analogic cuprinsă între 0 și 10V curent continuu (DC).

Pentru intrările digitale, nivelul logic „1” reprezintă valoarea de tensiune de alimentare a controlerului logic programabil. În cazul în care tensiunea de alimentare a PLC-ului este de 12V DC atunci și valoarea tensiunii pentru activarea intrărilor va fi de 12V DC. Avem senzori de proximitate care activează intrările unui PLC, care au tensiunea de alimentare cuprinsă între 10 V și 30 V DC.

În aplicațiile în care folosim PLC-urile avem două cazuri, una în care avem numai intrări digitale sau una în care avem intrări analogice. Cele mai multe aplicații folosesc combinații de intrări, atât digitale cât și analogice. PLC se utilizează pentru a comanda succesiuni simple de operații în liniile de producție, caz în care comanda se bazează pe informațiile primite de PLC de la senzorii de proximitate.

Programul se scrie sub formă de Ladder Diagram sau Function Block Diagram sau Statement List.

Pentru a începe programul pornim cu prima linie de sus-stânga, „Top rung”, care se parcurge de la stânga la drepata, linie cu linie pâna ajungem la linia „Bottom rung” unde se va actualiza iesirea o:2/3. Timpul în care PLC-ul parcurge toate liniile de program, depinde de frecvența procesorului, timpul unui ciclu și de numărul liniilor de program ca în figura 3.28.

Figura 3.29 Parcurgerea liniilor de program

Pentru activarea intrărilor cu semnale digitale la fiecare intrare se conectează un element de control: buton cu sau fără memorie, întrerupator cu contact normal deschis sau normal închis sau senzor de proximitate. Legarea intrărilor și a ieșirilor PLC-ului la elementele de proces o numim configurația hardware, iar după această configurație putem trece la programarea sistemului.

Pentru programare folosim platforme de programare pe care ni le recomandă producătorul PLC-ului. În figura 3.29 este prezentat circuitul de alimentare a PLC-ului, iar activarea intrării l1 se face printr-un contact normal deschis spre 24 V DC, iar pe ieșirea Q1 circuitul de activare a ieșirii L care poate fi o lampă de semnalizare , un electromagnet al unui contactor sau releu intermediar.

Figura 3.30 Accesul la intrările și ieșirile unui controller logic programabil

Pentru a putea scrie programul PLC avem nevoie de instrucțiuni. OPERATORUL și OPERANDUL sunt elementele de bază ale instrucțiunii. Operatorul reprezintă operația logică asupra unui operand.

Figura 3.31 Structura unei instrucțiuni

În Operand se reflectă imaginea stării unui Timer sau Counter care, se programează pe aceeași platformă specifică PLC-ului.

Figura 3.32 Programarea funcției logice „ȘI” (AND)

În figura prezentată de mai sus se regăsește situația în care configurația prezentată anterior este programată să poată permite preluarea stării logice a intrării l1. Se poate vedea cum starea intrării l1 schimbă în mod direct starea ieșirii Q1. Programul aplicație din partea dreaptă arată că dacă l1=1, atunci Q1=1, PLC fiind un simplu intrerupător.

Dacă citim programul din STL avem: LD (încarcă), care citește starea intrării l0.1, iar rezultatul îl transferă la finalul programului în Q0.1.

Pentru scrierea unei linii de program, mai jos este reprezentată o aplicație care are o comandă de start, o comandă de stop, și o automenținere care este vazută în schema din figura 3.33, asemănătoare de la automatul cu relee.

Figura 3.33 Automatul cu relee

Considerăm linia verticală din stânga ca fiind linia activă cea care este conectată la potențialul care are nivelul logic „1”, de exemplu + 24 V DC. Linia verticală din partea dreaptă o considerăm linia legată la potențial „0 V”. Spunem că circuitul se închide de la + 24V DC prin contactul de start, stop, bobina releului și „0V”. Butonul de „start, de stop” precum și imaginea ieșirii „contactor”, „automenținere” se așează în câmpul intrărilor. Ieșirea „contactor” se așează în coloana ieșirilor care este una singură. Considerăm că interpretarea logică a ceea ce se întâmplă informațional cu starea celor două intrări „Start și Stop” este redată în figura 3.34 .

Figura 3.34 Reprezentarea în funcții logice

Evidențiem că ieșirea din program, starea contactorului este determinată de funcția logică „AND” care are ca intrări starea logică a butonului de „Stop” precum și rezultatul prelucrării în operatorul „OR” a stării butonului de „Start” și a imaginii ieșirii (starea contactorului) prin starea logică a „Automentinere”.

Trecerea la programul Ladder se face cu ajutorul platformelor în care realizăm programul aplicație pentru PLC. În figura de mai jos programul scris în Ladder diagram este asemănător schemei cu relee doar că au fost schimbate simbolurile.

Figura 3.35 Construcția unei linii de program Ladder

CAPITOLUL 4

CONCLUZII FINALE SI CONTRIBUTII

1. Automatizarea proceselor se impune datorită reducerii timpilor auxiliari și a creșterii productivității muncii și a calității produselor.

2. Automatizarea s-a diversificat în timp prin apariția de noi soluții de acționare, dezvoltarea controlelor logice programabile și a reducerii prețului acestora.

3. Funcționarea în mediu industrial a controlelor logice programabile, le-am impus ca soluții atât pentru mașinile individuale cât și pentru sistemele de tip linii și sitemele flexibile de fabricație.

4. PLC se aplică pe scară largă și în controlul roboților industriali. A manipulatoarelor automate în monotorizarea și supravegherea diverselor sisteme de producție.

5.

BIBLIOGRAFIA

Laurean BOGDAN, Alexandru Dorin, Actionarea electrica a masinilor-unelte si roboti industriali, Editura.Bren,Bucuresti 1998.

Dorin TELEA, Sisteme flexibile de producție, Editura.ULBS,Sibiu 2012.

Stefan BARBU, Ingineria sistemelor mecanice.Editia a II-a. Editura Universitatii”Lucian Blaga” Sibiu 2005

Sabina HILOHI, Doinita GHINEA, Nastase BICHIR, Elemente de comanda si control pentru actionari si sisteme de reglare automata, Editura Didactica, Bucuresti, 2002.