Această lucrare va prezenta o metodă prin care se pot elimina gazele ce rezultă în urma [623859]

1
1. Introducere
Această lucrare va prezenta o metodă prin care se pot elimina gazele ce rezultă în urma
unui proces tehnologic de încapsulare. În prima par te a lucrării voi oferi informații teoretice
generale despre ce este acela un automat programabil și funcțiile sale; informații despre
motoare trifazate asincrone; modalități de comanda a motoarelor trifazate asincrone . În a doua
parte a lucrării va fi descris , procesul te hnologic ș i sistemul proiectat, se va prezenta în detaliu
modul de proiectare a l sistemului tehnolog ic împreună cu componentele specifice utilizate,
specificații tehnice și orice altă informație utilizată pentru proiectarea respectiv
implementarea acestui sistem. În a treia parte a lucrării voi împărtăși concluziile mele cu
referire la acest proiect, păr eri, avantaje respectiv dezavantaje ale unui asemenea sistem, idei
de îmbunătățire.
Am ales această temă deoarece reflectă un proiect la care lucrez personal în cadrul firmei
în care sunt angajat. Din motive specifice, nu voi oferi un nivel ridicat de info rmații despre
procesul tehnologic pentru care este proiectat sistemul de evacuare.
Componentele importante din sistemul de evacuare sunt motorul asincron trifazat ,
convertizorul de frecvență, automatul programabil.

2
2. Informații teoretice

2.1.Automate programabile
Istoric, acestea se pot clasifica astfel:
a. Sisteme cu logică cablată
Acestea implementează o secvență rigidă a operațiilor, fără a fi posibilă adaptarea la
stări noi. Schimbarea logicii de control implică modificarea configurației hardware și
refacerea cablării
b. Automate programabile algoritmice
Acestea reprezintă o mașină algoritmică de stare care conține secvența de instrucțiuni
în memoria EPROM. Programarea acesteia se face la nivel de cod de procesor(spre
exemplu limbaj asembly) și este greoa ie.
c. Automate programabile vectoriale
Folosește un microcontroler destinat controlului secvenței logice. Programarea
microcontrolerului se poate face simplu cu ajutorul unor aplicații specializate. Este
posibilă folosirea unor limbaje de programare de nivel înalt(spre exemplu C#)
modulare și orientate pe obiecte(OOP).
În cele ce urmează voi prezenta informații despre automate programabile
vectoriale,acestea fiind cele mai utilizate în mediul industrial în momentul redactării acestei
lucrări.
Automatul program abil sau PLC(programmable logic controller) este un controller sau
sistem electronic digital proiectat pentru utilizarea în mediul industrial.

Figura 2.1 Structura hardware de bază a unui P.L.C.

3
Tensiunea de alimentare pentru automatul programabil diferă în funcție de modelul ales .
Programul care se dorește a fi rulat pe automatul programabil este încărcat în memoria de
program a automatului prin intermediului unui mediu de programare, de obicei furnizat de
producătorul automatului programabil.
Interfața de comunicare poate fi proiectată pentru a comunica prin mediul ethernet dar și
pentru comunicare serială.
Bornele automatului programabil pentru intrări respectiv ieșiri sunt proiectate pe ntru a
prelucra un anumit tip de semnal. Semnalele de intrare sunt izolate galvanic față de procesorul
automatului programabil și, în unele cazuri, sunt izolate galvanic între ele .
Vom observa semnal de două tipuri : semnal digital și analogic. Un semnal d e intrare
digital reprezintă o stare binară, (High sau Low), asemenea și semnalul de ieșire digital. Un
semnal analogic reprezint ă o plajă de valori ale tensiunii sau curentului măsurat la borna
respectivă, spre exemplu valori între 0 și 10V, valori între 4 și 20mA .
În funcție de tipul automatului programabil, acesta poate să „cunoască” anumite
protocoale de comunicare prin interfața pe care o posedă , cum ar fi pentru interfața ethernet :
profiNET, EtherCAT, Modbus TCP, etc; pentru interfața serială : RS23 2, RS485, USS, etc.
Codul program încărcat într -un automat programabil este rulat într -o buclă permanentă
care și scanează porturile de intrare ale automatului, prelucrează datele conform codului
program și modifică starea porturilor de ieșire.

Figura 2.2 . Ilustrație a ciclului program pentru P.L.C.
Mediul de programare poate să permită programarea automatului în diferite limbaje de
programare, conform IEC 61131.

4
In standardul IEC 61131 sunt prezentate următoarele limbaje de programare pentru PLC :
1. IL(Instruction List) – are structură asemănătoare cu limbajul assembly
2. ST(Structured Text) – are structură asemănătoare cu limbajele de nivel înalt
3. LD(Ladder Diagram) – este un limbaj semigrafic, asemănător schemelor cu circuite cu
relee si contacte. Ope rează în general cu variabile logice
4. FBD(Function Block Diagram) – este o extensie a limbajului LD care permite lucrul
cu blocuri de funcții complexe
5. SFC(Sequential Function Chart) – este un limbaj grafic asemănător organigramelor
funcționale
În cele ce ur mează voi prezenta informații despre protocolul USS (Universal Serial Interface
Protocol) suportat de PLC -urile de la producătorul Siemens, seria S7 -1200. Acesta folosește
interfața de comunicare serială cu care poate fi echipat automatul programabil.
2.1.1 Protocolul USS
Protocolul USS definește o tehnică de acces conform principiului master -slave pentru
comunicații prin magistrala serială. Trăsături esențiale ale acestui protocol:
-suportă conectori compatibili pentru conexiuni multi -punct(ex. Hardware RS485)
-tehnică de acces tip master -slave
-sistem cu un singur master
-maxim 32 de noduri(31 slaves)
-seturi de telegrame simple și fiabile
-ușor de implementat
-operații cu lungimi fixe sau variabile ale telegramelor
Se pot conect a un „master” și 31 de „slave” la magistrală. Fiecare „slave” este selectat
individual de către „master” printr -un caracter de adresă conținut în telegramă. Un „slave” nu
poate transmite de unul singur fără a i se cere aceasta și transferul direct de mesaj e între
„slave” nu este posibil.

5
Comunicațiile sunt realizate în modul half -duplex, transmiterea și recepționarea datelor sunt
controlare pe rând prin software. Modul half -duplex permite ca aceleași cabluri să fie utilizate
pentru transmiterea datelor în a mbele direcții. Aceasta permite un cost redus al cablului pentru
magistrala de comunicare, un cablu simplu pentru comunicare, operații în medii zgomotoase
din punct de vedere al perturbațiilor și rate ridicate de transfer.
Topologia mediului de comunicare pentru protocolul USS este topologie tip linie. Ambele
capete ale liniei se încheie la un nod.

Figura 2.3. Topologie linie
Lungimea maximă a cablului, cât și distanța maximă între master și ultimul slave este limitată
de caracteristicile cablului, condiț iile ambientale și rata de transfer. Pentru rate de transfer mai
mici de 100kbit/s, este permisă o lungime maximă a cablului de 1200m.
Ratele de transfer recomandate pentru protocolul USS se regăsesc în tabelul 2.1.
Rata de transfer a datelor Nr. Max.de noduri Lungimea max. a cablului
9.6 kbit/s 32 1200 m
19.2 kbit/s 32 1200 m
38.4 kbit/s 32 1200 m
187.5 kbit/s 30 1000 m
Tabelul 2.1 Rata de transfer, numarul de noduri și lungimea cablului

6
2.1.1.1. Structura telegramei

Figura 2.4 . Ilustrație despre structura telegramei protocolului USS
Fiecare telegramă începe cu STX(start character) – 02 hex, urmat de LGE(lenght
specification) –1 byte, reprezintă lungimea telegramei binar , ADR(address byte) – 1 byte,
conține adresa slave -ului, net characters – 1 byte fiecare, conținutul telegramei , BCC –1 byte,
sfârșit de telegramă.
Lungimea telegramei(LGE) este variabilă și este specificată în al doilea byte al telegramei. În
funcție de configurație, pot fi definite lungimi fixe ale telegramei.Pe ntru lungimi fixe ale
telegramei, diferite lungimi pot fi folosite pentru fiecare nod de slave din
magistrală.Lungimea maximă totală a telegramei este de 256 bytes.
Lungimea totală reală a telegramei este cu două caractere mai lungă decât ce va trimite LGE
deoarece primele două caractere (STX și LGE) nu sunt luate în considerare. Doar net
characters, ADR și BCC sunt incluse în LGE. Deci, lungimea telegramei LGE va fi:
LGE = n +2 unde n =252 net characters care pot fi transferate într -o telegramă.
Byte -ul de adrese(ADR) – pe langă adresa nodului din rețea, ADR conține și alte informații

Figura 2.5 . Structura byte -ului de adrese ADR

7
Biții de la 0 la 4 sunt pentru definirea numărului nodului.Biții 5, 6 și 7 au următoarea
semnificație, în funcție de combinație :
Bit 7 Bit6 Bit 5 Semnificație
0 0 0 Transfer standard de date.
Se vor evalua biții pentru numărul nodului.(biții de la 0 la 4)
0 1 0 Telegramă oglindă – Este evaluat numărul nodului iar slave -ul
adresat va returna telegrama, neschimbată, înapoi la master
0 0 1 Broadcast – Numărul nodului nu este evaluat
1 x x Telegramă specială – Telegrama este rejectată de toate modulele
slave unde nu este definită o telegramă specială.Nu este permis ca
telegrama să fie evaluată.
Tabelul 2.2 Tabel de adevăr cu combinațiile posibile ale biților 5,6 și 7 ai ADR
Nu este permis ca master -ul să transmită combinații nedefinite și ca slave -urile să răspundă la
acestea.
Byte -ul sfârșit de telegramă (BCC) – se va evidenția prin exemplu l 2.1 modul în care este
generat acest by te
Exemplul 2.1:
BCC este 0 înainte ca primul caracter(STX) al telegramei să fie primit.
BCC = 0 0 0 0 0 0 0 0
După ce primul caracter este primit BCC se va calcula prin efectuarea operației logice EXOR
cu primul caracte r.
Spre exemplu:
BCC = 0 0 0 0 0 0 0
STX = 0 0 0 0 0 1 0
BCC nou=0 0 0 0 0 0 0 0 EXOR 0 0 0 0 0 0 1 0 = 0 0 0 0 0 0 1 0
După aceea se execută operația EXOR cu fiecare din celelalte caractere primite , în ordinea în
care sunt acestea în telegramă.

8
Spre exemplu :
BCC = 0 0 0 0 0 0 1 0
Al doilea caracter(LGE) = 1 1 0 1 0 1 1 0
BCC nou = 0 0 0 0 0 0 1 0 EXOR 1 1 0 1 0 1 1 0 = 1 1 0 1 0 1 0 0
2.2 Mașina asincron ă
Mașina asincronă este o mașină de curent alternativ care, la o frecvență constantă a tensiunii
de lucru, are viteza reglabilă în funcție de sarcină și de regimul de funcționare.
Este adesea utilizată în regim de motor pentru diferite acționări electrice(ex. Acționări la
aparatură casnică, acționări în procesele de producție).Se pot găsi ma șini asincrone cu puteri
de până la 25MW. Tensiunea de alimentare statorică are valori standardizate, spre exemplu:
standardul german VDE prezintă ca valori nominale de joasă tensiune : 24V, 42V, 125V,
380V, 500V, 660V, 1000V și valori nominale de înaltă t ensiune : 3kV, 5kV, 6kV,
10kV.Referitor la puterea motorului, acestea sunt normalizate: 0,06 kW; 0,09 kW; 0,12 kW;
0,18kW; 0,25 kW; 0,37 kW; 0,55 kW; 0,75 kW; 1,1 kW; 1,5 kW; 2,2 kW; 3,0 kW ; 3,7 kW;
4,0 kW; 5,5 kW; 7,5 kW; 11 kW; 15 kW; 18,5 kW; 22 kW; 30 kW; 37 kW; 45 kW; 55 kW;
75 kW; 90 kW; 110 kW; 132 kW; 160 kW; 200 kW; 250 kW; 315 kW; 335 kW; 355 kW;
375kW; 400 kW; 425 kW; 450 kW; 475kW; 500 kW; 530 kW; 560 kW; 600 kW; 630 kW;
670 kW; 710 kW; 750 kW; 800 kW; 850 kW; 900 kW; 1000 kW.
Mașinile asincrone, din punct de vedere constructiv, sunt de două feluri:
-cu rotor bobinat(cu inele)
-cu rotor în scurtcircuit(în colivie)
Ca și principiu de funcționare, nu există o diferență între cele două feluri constructive.Rotorul
mașinii asincrone cu colivie este cap abil să preia automat numărul de poli statorici. Rotorul
mașinii asincrone cu inele trebuie proiectat astfel încât să aibă același număr de poli ca și
statorul.
În construcția normală, statorul este cel care induce(este inductor) curent în rotor(este
indus ).În construcție inversată, rotorul este inductor și statorul este indus.

9

Figura 2.6. Mașină asincronă cu rotor bobinat
1-Placa de borne; 2 – Jug statoric; 3 – Aripioare de răcire; 4 – Înfășurare statorică;
5- Suport lagăr; 6 – Rotor; 7 – Înfășurare rotorică; 8 – inele; 9 – ax; 10 – perii
Ca și motor, aceasta (mașina asincronă cu rotor bobinat) mai poartă numele de motor universal
deoarece poate opera atât de la sursă de curent continuu cât și de la sursă de curent
alternativ.Este foarte asemăn ător cu motorul de curent continuu însă este modificat astfel încât
să poată funcționa corect și alimentat la sursă de curent alternativ.Acest tip de motor produce
un cuplu de pornire ridicat, poate rula la turații ridicate. Dezavantajul sunt periile care, cu
timpul, se vor uza. De asemenea, din pricina comutatorului, acest tip de motor este zgomotos
atât acustic cât și electric.
Datorită proiectării lor, aceste tipuri de motoare sunt ușoare și puternice. Totuși, sunt oarecum
ineficiente având un randament de ~30% pentru motoarele mici și până la 70 -75% pentru
motoarele mai mari.
Acest tip de motor răspunde sarcinii prin a încetini, curentul consumat începe să crească și
cuplul crește proporțional cu patratul curentului, deoarece același curent trece și prin
înfășurările statorice cât și prin înfășurările rotorice. Curentul consumat este limitat doar de
rezistența totală a înfășurărilor. Cuplul poate fi foarte mare și există riscul ca înfășurările să se
supraîncălzească.

10

Figura 2.7. Mașina asincronă cu roto r în scurtcircuit

1-Placă de borne, 2 -jug statoric, 3 -cascasă cu aripioare de răcire, 4 -înfășurare statorică,
5-capac cu suport lagăr, 6 -rotor, 7 – înfășurare rotorică, 8 – ventilator, 9 -ax,10 -talpa de
susținere
Spre deosebire de mașina asincronă cu rotorul bobinat, mașina asincronă cu rotor în
scurtcircuit are pe rotor bare transversale plasate în crestături. Capetele sunt scurtcircuitate cu
inele de scurtcircuitate.
Mașina asincronă poate funcționa în 3 regimuri:
-regim de motor – mașina transformă puterea electrică primtă de la rețea, în putere mecanică
cedată pe la arbore unui mecanism.Este un regim foarte des întâlnit în toate tipurile de
industrii.Cele mai răspândite sunt motoarele trifazate și monofazate.
-regim de generator – mașina transformă p uterea mecanică primită pe la arbore, de la un
mecanism de antrenare, în putere electrică debitată pe o rețea consumatoare de curent
alternativ.
-regim de frână – mașina primește putere mecanică pe la arbore și putere electrică de la rețea,
transformându -le în căldură și totodată dezvoltând un cuplu necesar frânării

11
O caracteristică specifică mașinii asincrone este faptul că rotorul se rotește cu o viteză diferită
de viteza de sincronism.Diferența dintre viteza de sincronism și viteza rotorului se exprimă
prin intermediul unei mărimi numită alunecare.
Alunecarea se poate calcula cu ajutorul relației:
𝑠=𝑛1−𝑛
𝑛1
n1-turația de sincronism
n-turația rotorului
Unde:
𝑛1=60∗𝑓
𝑝
f=frecvența tensiunii de alimentare
p=numărul perechilor de poli ai motorul ui
De obicei, alunecarea este cuprinsă între 1% și 6%
În regim de motor, alunecarea este pozitivă.
La pornire, motorul asincron absoarbe de la rețea un curent cu valoare mărită care se menține
un foarte scurt timp. Acesta poate duce la distrugerea mașinii prin îmbătrânire prematură sau
poate perturba alți consumatori cuplați la rețea.Se recomandă limitarea acestui curent prin
diferite mijloace, cum ar fi:
-se alimentează motorul cu tensiune redusă, variabil crescătoare, cu ajutorul unui
autotransformator sa u folosind un regulator de inducție sau folosind variatoare de tensiune
alternativă sau convertoare de frecventă realizate cu elemente statice.
-alimentarea stea -triunghi, care se referă la alimentarea inițială a statorului prin conexiune stea
și apoi, dup ă scăderea valorii curentului de pornire, trecerea în conexiunea triunghi.Această
metodă se poate folosi doar la motoarele la care toate cele 6 capete ale înfășurărilor statorile
sunt scoase la placa de borne.Pentru motoarele cu o putere mai mica de 5.5KW, se poate
realiza pornirea prin alimentare directă la rețea cu condiția ca pornirea să se realizaze în
gol.(fără sarcină)

12
Schimbarea sensului de rotație se realizează inversând doua faze între ele, la bornele rețelei de
alimentare.
Funționarea în sarcină a motorului asincron reprezintă o dependență între următorii factori:
turația motorului(n); cuplul mecanic util dezvoltat (M 2); alunecarea (s); randamentul (η);
factorul de putere ( cos φ); curentul absorbit (I 1); puterea absorbită (P 1); puterea mecanică(P 2).
2.2.1 Modificarea turației motorului asincron
Turația rotorului unui motor asincron este dată de relația:
𝑛=(1−𝑠)∗𝑛1
𝑛1=60∗𝑓
𝑝
n- turația rotorului
n1- turația de sincronism
f-frecvența tensiunii de alimentare
p-numărul perechilor de poli
s- alunecare
Se poate observa că turația rotorului unui motor asincron se poate realiza prin modificarea
numărului perechilor de poli, prin modificarea alunecării sau prin schimbarea frecvenței
tensiunii de alimentare.
1.Schimbarea turaț iei prin modificarea numărului perechilor de poli.
Prin această metodă se poate modifica turația în trepte. Se utilizează în special la
motoarele asincrone cu rotor în scurtcircuit. Statorul motorului trebuie să fie prevăzut cu o
înfășurare specială cu pr ize mediane care permite modificarea numărului perechilor de
poli.Această modificare se face prin schimbarea conexiunilor secțiunilor înfășurărilor cu
ajutorul unui comutator. Se poate să se construiască și motoare cu două înfășurări statorice
care au un n umăr de perechi de poli diferiți.
În figura 2.8 se prezintă principiul de modificare a numărului de perechi de poli prin
modificarea conexiunilor secțiunilor înfășurărilor.

13

Figura 2.8 Schimbarea numărului perechilor de poli
În figura 2.8 a) secțiunea fa zelor statorice sunt conectate în serie iar în figura 2.8 b) secțiunea
fazelor statorice sunt conectate în paralel, modificându -se astfel numărul perechilor de poli de
la 2 la 1.

Această modalitate de modificare a turației prezintă dezavantajul că reglare a se realizează în
trepte iar motoarele care permit modificarea numărului perechilor de poli sunt mai
scumpe.Avantajul este că nu apar pierderi suplimentare de putere.
2)Schimbarea turației prin modificarea alunecării.
Modificarea alunecării se poate reali za prin modificarea tensiunii de alimentare.Modificarea
tensiunii de alimentare este posibilă prin modificarea rezitenței circuitului rotoric sau prin
modificarea puterii circuitului rotoric.Prin scăderea tensiunii de alimentare, cuplul maxim M m
scade proporțional cu pătratul tensiunii. Alunecarea critică s m ramâne constantă.Pentru un
cuplu de sacrină constant M s, turația rotorului scade cu scăderea tensiunii de
alimentare. Pentru o variație a tensiunii cu 10%, turația rotorului scade cu 2% iar ca pacitatea
de supraîncărcare a motorului cu 20%.
La motoarele cu rotorul bobinat, domeniul de reglaj poate fi extins prin introducerea în
circuitul rotoric a unui reostat.
Dezavantajul metodei de modificare a turației prin modificarea tensiunii de alimentar e, este că
prezintă un randament scăzut, datorită pierderilor suplimentare care apar în reostatul introdus
în circuitul rotoric.Această metodă se utilizează doar pentru variația turației în limite
restrânse.

14
Pentru o tensiune și frecvență constantă, chiar dacă se modifică rezistența rotorică, valoarea
cuplului maxim este constantă iar alunecarea critică se modifică.Odată cu creșterea rezistenței
circuitului rotoric, turația motorului scade.
Avantajul metodei este dat de simplitatea reglării turației și dome niul larg de reglaj pe care îl
oferă. Reostatele de reglaj nu pot fi înlocuite cu reostat de pornire deoarece aceste sunt
calculate la funcționări de scurtă durată iar reostatele de reglaj funcționează în regim de lungă
durată.
3)Schimbarea turației prin mo dificarea frecvenței tensiunii de alimentare
Pentru modificarea frecvenței tensiunii de alimentare este nevoie de o instalație specială. Prin
modificarea frecvenței se obține o variație continuă a turației în limite largi, fără a se produce
pierderi suplime ntare de putere.
Pentru varierea frecvenței tensiunii de alimentare se pot utiliza convertizoare rotative sau
convertizoare statice cu tiristoare.Convertizoarele statice de frecvență cu tiristoare au un
randament ridicat, siguranță în funcționare, volum redus, întreținere ușoară, se cumandă cu
puteri mici prin dispozitive fără contacte(ex. Transzitor), sunt silențioase, lipsite de interție.
2.2.2Frânarea motorului asincron
Se vor prezenta metode de frânare electrică, frânarea electrică având avantajul unui control
mai exact al momentului de oprire și a unei frânări mai line, comparativ cu frânarea mecanică.
Frânarea electrică se poate realiza în 3 feluri:
1)Frânarea cu recuperare
Este posibilă atunci când înfășurarea statorului este con ectată la rețeaua de alimentare,
iar rotorul este antrenat din exterior în acelși sens cu sensul câmpului magnetic învârtitor, cu o
turație mai mare decât turația de sincronism. Astfel, mașina va funcționa ca generator.Cuplul
electromagnetic este negativ, deci este un cuplu de frânare.Această metodă de frânare se
utilizează de regulă în cazul coborârii unor greutăți, în cazul coborârii pantelor, în cazul
motoarelor care permit schimbarea numărului perechilor de poli.
Această metodă nu va realiza oprirea mot orului.

15
2)Frânarea prin conectare inversă
Când turația rotorului are sens opus sensului câmpului învârtitor statori c, cuplul
electromagnetic se opune mișcării rotorului și astfel mașina funcționează ca frână
electromagnetică.Modul acesta de frânare se re alizează prin schimbarea sensului de rotație al
câmpului magnetic statoric adică prin schimbarea a două faze între ele, la bornele motorului.
În timpul frânării, valoare alunecării s este ridicată (s>1), ceea ce duce la absorbirea de la rețea
a unor curenți mai intenși comporativ cu pornirea.Pentru limitarea acestor curenți, la
motoarele cu rotorul bobinat,se introduc în circuitul rotoric rezistențe care au și rolul de a
obține cuplul de frânare dorit .Motorul primește energie electrică de la rețeaua de alim entare
și energie mecanică pe la arbore, pe care le transformă în energie calorică în înfășurarea
rotorică.Prin această metodă se obține o frânare puternică, sensul de rotație putându -se inversa
dacă mașina nu se deconectează la timp de la rețea.
3)Frânare a dinamică
Această metodă de frânare se realizează prin deconectarea înfășurării statorice de la
rețeaua electrică și cuplarea a două faze statorice la o sursă de curent continuu.Câmpul
magnetic fix produs de curentul continuu din stator induce în înfășur area rotorică închisă
tensiune electromotoare și curenți datorită mișcării rotorului.Curenții care apar în rotor
interacționează cu câmpul magnetic statoric dând naștere unui cuplu care se opune rotirii,
ducând la oprirea acestuia.Energia de frânare se tra nsformă în energie calorică în înfășurarea
rotorică.
Pentru modificarea valorii cuplului de frânare, la motoarele cu rotorul bobinat, se introduc
reostate reglabile în circuitul rotoric.La motoarele cu rotorul în scurtcircuit se poate regla
cuplul de frâna re prin modificarea tensiunii continue de alimentare a celor două faze statorice.

16
Cap 3. Realizarea proiectulului
1. Descrierea procesului tehnologic
Procesul tehnologic constă în încapsularea sticlei care va fi montate pe plafonul mașinii.Sticla
este poziționată în suportul matriței, împreună cu alte elemente de rezistență . Procesul verifică
dacă toate componentele necesare sunt poziționate și dacă toate componentele necesare sunt
prezente. Începerea încapsulării are loc prin închid erea etanș a matriței cu componentele în
interior și injectatrea a două substanțe chimice care, în urma contactului între ele,
reacționează. Matrița va rămâne închisă până când reacția chimică este completă. În urma
reacției, pe marginea exterioară a sticl ei, de jur împrejurul ei, va avea o gumă de poliurethan
cu rol de etanșarare, fixare, creșterii rezistenței sticlei și nu numai.
După fiecare injectare, matrița trebuie curățată. Pentru curățare se folosesc anumite substanțe
care se evaporă. Acei vapori trebuiesc eliminați din încăperea matriței.Pentru eliminarea
acelor vapori s -a creat acest sistem de exhaustare.Dat fiind faptul că nu es te doar o singură
stație de încapsulare, ci momentan două, sistemul de exhaustare a trebuit automatizat astfel
încât eliminarea acestor vapori să fie eficientă.
2. Componente utilizate

Fig. 3.1 – Interiorul tabloului de comandă
1
2
3
4
6
5
7
8

17

Fig. 3.2 – Interiorul tabloului de comandă – ușa

Fig. 3.3 – Modul intrări/ieșiri

9
.
10
11
.
12
.

18
1- Invertor
Invertorul folosit este produs de SIEMENS. Face parte din seria SINAMICS V20. Este un
invertor potrivit pentru aplicații care nu necesită o precizie ridicată. Are borne de alimentare
de la tensiune trifazată de 380V -480V cu frecvență de 47 până la 63Hz. Bornele de ieșire(spre
motor) furnizează tensiune trifazată 400V, cu un curent de 4.1A, dimensiunat pentru motoare
de 1.5kw.Prezintă un filtru de tensi une. Prezintă o interfață prin intermediul căreia se poate
configura invertorul conform cu specificațiile motorului pe care îl comandă. De asemenea, se
poate seta și protocolul de comunicare între un automat programabil și invertorul.
Protocoalele de comu nicare disponibile pentru acest invertor sunt : USS și Modbus RTU.
Pentru acest proiect am ales să realizez comunicarea între automatul programabil și invertor
prin intermediul protocolului USS.Acest protocol de comunicare este suportat și de automatul
programabil utilizat în acest proiect.
2- Releu termic
Releul termic comandă ventilatorul(11).Producatorul acestui releu termic este Finder, cod
produs 7T.81.0.000.2303.Tensiunea suportată este de 250V c.a. și o intensitate a curentului de
până în 10A.
Dat fiin d faptul că atât invertorul cât și sursa de curent continuu emană o cantitate simțitoare
de căldură, a fost nevoie ca panoul să poată fi răcit la o temperatura de 30 de grade celsius
pentru a nu afecta funcționarea componentelor electronice.
Acest releu t ermic are un potențiometru cu ajutorul căruia se poate selecta temperatura la care
să comute și astfel să alimenteze ventilatorul.
3- Siguranțe automate
Siguranțele automate sunt cu rol de protecție.Producătorul este Schnaider electric, cod
produs IK60N. Clasă de protecție C10, siguranțele sunt de 10A. Acestea au fost dimensionate
conform cu consumul de curent pe care îl are acest panou.
4- Cleme de conexiun e
Clemele de conexiune oferă posibilitatea organizării cablajelor.Alimentarea
componentelor, schimbul de semnale se întâmplă prin intermediul acestora.

19
5- Sursă de curent continuu
Sursa de curent continuu este necesara pentru componentele următoare: automatul
programabil, switch -ul ethernet, interfața om -mașină.Producătorul este Weidmuller, cod
produs 8951350000. Aceste componente au nevoie de o tensiune continuă de 24V.Aceasta
sursă de tensiune furnizează o tensiune continuă între 22.5V si 29.5V. Tensiunea do rită se
ajustează prin intermediul unui potențiometru care este localizat pe sursa de tensiune.
Curentul maxim furnizat este de 7.5A.
6- Automat programabil
Automatul programabil este de la producătorul Siemens, seria 1200, CPU 1214C
DC/DC/DC.Acesta coordonea ză procesul de evacuare a gazelor, comunică atât cu
invertorul cât și cu interfața om -mașină. Pentru comunicarea cu invertorul, prin
intermediul protocolului USS, automatul programabil are nevoie de un modul care face
posibila comunicarea.Modulul de comuni care prin RS485 este produs de Siemens, cod
produs CB1241.Acesta se poate programa prin intermediul soft -ului Step 7, care este
integrat în pachetul TIA Portal.
7- Switch ethernet
Switch -ul ethernet este necesar deoarece, având mai multe componente cu interfa ță
ethernet,este nevoie de un „mediu” care să facă posibilă conexiunea fizică între ele.
Producătorul este Weidmuller, cod produs 1240840000. Switch -ul permite acest lucru având
un număr suficient de porturi pentru a conecta toate dispozitivele.Fiecare dis pozitiv are un
singur port de comunicare.Numărul total de porturi ethernet pe care switch -ul le are este 5.
8- Cleme de conexiune
9- Întrerupător general
Întrerupătorul general este un comutator manual cu 3 poli.Aceste permite sau inhibă
alimentarea cu tensiune a întregului tablou electric.
10- Intefață om -mașină
Interfața om -mașină este prezentată prin intermediului ecranului de la Siemens. Modelul
ales este KTP700 Basic. permite ca operatorul să poate face modificări de parametrii pentru
proces.

20
De asemen ea, se pot monitoriza statusul procesului, liniile stațiile active, statusul
motorului.Interfată propiu zisă se creează cu ajutorul soft -ului WinCC, integrat în pachetul
TIA Portal.
11- Ventilator
Ventilatorul este montat pe ușa panoului electric. Acesta intro duce aer din exterior în
interiorul panoului. În partea de sus a panoului este un grilaj de aerisire. Aerul cald are
tendința să se ridice, de aceea grilajul de aerisire este montat in partea de sus a panoului.
Ventilatorul este poziționat în partea de jos a panoului.
12- Modul distrubuit de intrări/ieșiri
Modulul distribuit de intrări -ieșiri este de la producătorul Siemens, model ET200S.Este
echipat cu un CPU IM 151 -8 PN. Modulul distribuit de intrări -ieșiri are scopul de a reduce
cantitatea de cablaj folosit pentru conectarea senzorilor din procesul de producție, la
automatul programabil. De asemenea, automatul programabil, de unul singur, nu are
suficienta porturi de intrări – ieșiri pentru acest proces. Modulul distribuit oferă deci porturi de
intrări – ieșiri adiționale. Este numit „distribuit” deoarece poate fi amplasat departe de panoul
de comandă, mai aproape de proces, mai aproape de senzori respectiv elementele care
trebuiesc acționate. Sezorii sunt conectați la modulul distribuit prin cablul specific fie cărui tip
de sensor. Modulul distribuit comunică cu automatul programabil printr -un singur cablu
ethernet.Acesta se poate programa prin intermediul soft -ului Step 7, care este integrat în
pachetul TIA Portal.
La componentele specificate mai sus se adaugă și motorul trifazat asincron. Acesta are
următoarele specificații:
Putere Instalată 1.5kW
Hz/faze 50Hz/3faze
RPM 1400RPM
Poli 4P
Curent Maxim – stea 4A
Curent Maxim – triunghi 6.93
Tabelul 3.1 – Date tehnice motor asincron trifazat
Conexiunea stea este folosită pentru acest proiect.

21
Gura conductei pe care se face absorția gazelor este închisă sau deschisă prin intermediul unei
clapete, acționată de către un cilindru pneumatic. Comanda de acționare a cilindrului
pneumatic se face prin intermediul unei electrovalve, comanda este electrică și este transmisă
de către automatul programabil, în funcție de pașii programului.
Tipul electrovalvei folosite este 5/2, monostabil. Primește o comandă electrică pentru
comutare, iar revenirea est e cu arc mecanic. Presiunea de lucru este între 1.8 și 8 bari.

Fig. 3.5. Diagramă electrovalvă
3.2 Codul program și interfața om -mașină
Codul program a fost dezvoltat folosind aplicația TIA Portal. Această aplicație este dezvoltată
de Siemens și este ut ilizată specific pentru programarea ecranelor pentru HMI respectiv
automatelor programabile.
În proiectul creat în TIA Portal, în primul rând se definesc modelele componentelor folosite și
se face o configurare de bază, cum ar fi adresele IP ale dispozitiv elor.

Fig. 3.6 – Configurația hardware în TIA Portal
După cum se poate observa în figura 3.6., automatului programabil i -a fost atribuită adresa IP
192.168.0.1, ecranului pentru interfața om -mașină, adresa 192.168.0.2 iar modulului de
intrări/ieșiri remo te, adresa 192.168.0.10.

22
Odată creată structura hardware, în proiect vom avea acces la rubrica din fig. 3.7 pentru
automatul programabil.

Fig. 3.7. Structura blocurilor program pentru automatul programabil
De asemenea, o structură asemănătoare va fi dis ponibilă și pentru ecranul interfeței om –
mașină, după cum se poate vedea în figura 3.8.

Fig. 3.8. Structura blocurilor program pentru ecranul interfeței om -mașină

23
Codul program pe care îl scrie programatorul trebuie să se afle în rubrica „Program Block s”.

Fig. 3.9. Program blocks
În această locație se pot crea diferite tipuri de blocuri, cum ar fi:
Blocuri organizaționale – OB – acest tip de blocuri au prioritate față de celelelate tipuri de
blocuri în ceea ce privește execuția. Pentru ca un program să funcționeze, proiectul trebuie sa
includă cel puțin un OB. Blocuri organizațional principal este „Main [OB1] ”. Toate celelalte
funcții trebuiesc apelate în acest program pentru a fi executate.
Blocuri d e funcții cu memorie -FB- acest tip de blocuri de funcții permit păstrarea informației
de la un ciclu la altul. Odată create, acestea generează o bază de data „DB” unde păstrează
informațiile de la un ciclu la altul.
Blocuri de funcții fără memorie – FC – acest tip de blocuri nu generează o bază de date și nu
păstrează informația de la un ciclu la altul.
Blocurile organizaționale „OB” pot fi de diverse tipuri, cum este cazul blocului OB30, din
figura 3.9. Acest bloc „Cyclic interrupt” rulează codul program pe care îl conține la o anumită
perioadă de timp. În momentul în care rulează, celelalte funcții cum sunt cele apelate în
„Main” sunt intrerupte. După rularea codului din OB30, este reluată rularea celorlalte funcții
din blocul „Main”.

24