Automate Programabile Plc Uri

CUPRINS

Capitolul 1 Introducere …1

1.1 Motivarea temei …1

1.2 Obiective …2

1.3 Structurarea lucrarii …3

Capitolul 1. Introducere

Motivarea temei

Trăind într-o lume care este într-o continuă mișcare și dezvoltare, nevoie de energie reprezintă cel mai important factor pe care omenirea încearcă să-l dezvolte și să-l aducă la un numitor comun pentru toate categoriile de oameni. În mare parte, pentru orice mișcare, avem nevoie de energie, pentru mersul automobilelor, pentru zborul avioanelor, etc.

Deorece numărul populației crește alarmant pe Terra, oamenii de stiiinta, inginerii, încearcă să găsească cele mai bune surse de energie și să la exploateze aproape de maxim din potențialul lor. Avem multe surse de energie, cele mai ușor de exploatat fiind sursele de energie naturale cum ar fi energia solară, energia eoliană, energia hidraulică și energia pământului.

Energia solară reprezintă o sursă de energie principala, ușor de manipulat, dar destul de costisitoare. Este la îndemână oricui, dacă avem materialele necesare pentru un panou fotovoltaic, se poate exploata atât în cantități mici( pentru uz gospodăresc, folosit de unii omaneni) cât și în cantități industriale. Pentru a colecta energia solară nu avem nevoie neapărat de o prezența a soarelui constanța, este de ajunsă și lumina pe care acesta ne-o da.

Energia eoliană, în comparație cu celalalte surse de energie, este cel mai ușor de găsit, gândindu-ne că o adiere de vânt găsim în mare parte a globului, dar este mai greu de exploatat și nu este la îndemână oricui o instalație necesară pentru a colecta energia dată de mișcarea vântului.

Deoarece existența Terrei depinde de energia pe care o consumăm, consider că orice proiect realizat pentru a colecta energie folosind resursele naturale este foarte important și trebuie să fim tot timpul deschiși spre astfel de proiecte care folosesc sursele de energie naturale fără a altera starea Terrei.

Obiective

Una dintre principala dezavantaje a exploatării energiei solare este dată de faptul că până în moment există destul de puține metode de preluare a acestei energii, în mare parte multe din ele fiind destul de costisitoare de aceea mereu se încearcă să se găsească noi metode și modele de panouri fotovoltaice.

Lucrarea descrie un proces automatizat de asamblare a unui panou fotovoltaic. Proiectul este realizat în colaborare și sub strictă supraveghere a unei firme de automatizări din Cluj-Napoca.

Structurarea lucrării

In primul capitol numit „Introducere” se urmareste prezentarea obiectivelor propuse, motivarea temei si structurarea lucrarii, in ultimul subcapitol fiind prezentat fiecare capitol pe scurt.

In cel de-al doilea capitol numit „Automatizarea sistemelor de asamblare” sunt prezentate componente, echipamente, si softuri necesare pentru a putea realiza automatizarea unei linii de productie in cazul de fata.

Capitolul trei, intitulat „Proiectarea sistemelului de ansamblare” urmareste descrierea echipamentului folosit pentru

Capitolul 2. Automatizarea sistemelor de asamblare

2.1 Prezentare echipamente

2.1.1 Automate programabile(PLC)

PLC-este un acronim și provine din limba engleză, de la inițialele cuvintelor programmable logic controller, având că și traducere în limba română varianta de automat programabil – AP. Deoarece automatul programabil a fost proiectat pentru mediul industrial, acesta permite adaptarea și ușoară conectare cu diferite tipuri de traductori utilizați în cadrul sistemelor de reglare automată.

După cum știm, AP-ul este un dispozitiv care seamănă foarte mult cu un calculator dar are unele particularități specifice, fiind compus dintr-o parte hardware și o parte software, cea din urmă fiind implementată în memoria program. Cele două părți, hardware și software, sunt la rândul lor formate din anumite componente. Partea hardware conține unitatea centrală, interfață de comunicare cu exteriorul și sursă de alimentare cu energie electrică. Partea software reprezintă defapt programul propriu-zis, fiind modelat în funcție de cerințele problemei și utilizatorului.

figura 2.1 Structura PLC

O dată cu evoluția automatelor programabile, s-au format două mari categorii de echipamente: automate programabile de uz general și automate programabile specializate. AP de uz general se da în folosință utilizatorului fără a conține programul, acesta fiind scris în prealabil de către utilizator în funcțiile de nevoile lui și ale proiectului. Pentru a putea scrie un program compatibil cu un automat programabil, utilizatorul trebuie să fie familiarizat cu cel puțin una dintre metodele de programare folosite și să stăpânească cunoștințe avansate de programare. O dată cu primirea automatelor programabile, utilizatorii mai primesc și un soft de simulatoare de automate programabile, ce rulează pe calculatoare de tip PC. Simulatoarele de automate programabile sunt folosite de către utilizator pentru a testa programul(softul) înainte de a-l implementa în AP. Descărcarea programului în memoria automatului se face folosind o interfață de comunicare cu calculatorul de tip PC.

După cum s-a prezentat anterior, automatul programabil este format din două părți, cea hardware semnificând partea fizică și cea software formată din programul propriu-zis. Partea hardware conține sursă de alimentare, unitatea centrală și interfață cu procesul.

Unitatea centrală este alcătuită din procesor, memoria program, memoria de date și interfață de comunicare cu sistemul de programare. Dacă vorbim despre un proces mai mare de automatizare care urmărește monitorizarea unor anumiți parametrii, este posibil că unitatea centrală să fie extinsă folosind legături cu alte echipamente sau alte automate programabile.

Intrările și ieșirile logice formează partea de interfatare al unui automat programabil, fiind de două tipuri: intrări și ieșiri discrete și intrări și ieșiri de tip analogic. Intrările și ieșirile sunt o parte importantă a unui automat programabil deoarece prin intermediul acestora, AP-ul comunica cu procesul.

Comunicația dintre interfețe, procesor, memorie și proces se face folosind o magistrala (bus) de date.

Procesorul automatului programabil este format din o unitate aritmetică și una logică, care are că și sarcina preluarea semnalelor venite de la intrare, rularea programului scris de către utilizator și implementat în memorie și comandă ieșirilor. Magistralele de date asigura comunicarea dintre procesor, memorie și partea de interfețe.[1]

figura 2.2 Schema bloc a unui automat programabil

Totalitatea modulelor electronice dintre magistrala internă și intrările respectiv ieșirile automatului programabil, reprezintă interfetele de comunicare cu procesul automatizat de intrare și ieșire. Intrările și ieșirile automatului programabil pot lua valori între 0 și 1. Intrările automatului preiau informații de la elementele de comandă din cadrul sistemului de automatizare(senzori, butoane, traductoare) care sunt prelucrate în cadrul programului făcut de către utilizator și rulat de către procesor. Procesorul transmite rezultatele în urmă rulării programului către ieșirile automatului programabil.

Pentru fiecare intrare a automatului programabil se alocă o adresa de la 1 la n, de aceea se zice că interfață de intrare are n canale de intrări logice. Ieșirile automatului programabil sunt formate la rândul lor de un număr de m canale de ieșiri logice identice.

În toate cazurile interfață de intrare primește semnale electrice de la aparatele de comandă monta la intrările automatului programabil. În majoritatea cazurilor semnalele sunt prelucrate și transmise către procesor. Deorece pe parcusul procesului de prelucrare apar unele modificare, de obicei se folosesc redresări pentru semnalele alternative și se practică filtrarea sau integrarea pentru eliminarea regimurilor tranzitorii.

Avem doua tipuri de module de intrare: discrete si analogice. Modulele de intrari discrete servesc la conectarea la AP a semnalelor ce provin de la senzorii cu doua stari, semnale ce pot fi in curent continuu sau in curent alternativ, la diferite tensiuni. Prin intermediul acestor module se realizeaza o izolatie electrica intre semnalele de intrare si automatul programabil. Izolarea electrica se face folosind izolatori optici compusi dintr-un fototranzistor si un un LED, deoarece nu exista conexiuni electrice intre cele doua componente.

figura 2.3 Izolatie electrica folosind diana si tranzistor

figura 2.4 Canal intrare pentru un modul de intrare discreta

In figura 2.4 avem prezentata structura unui canal de intrare pentru un modul de intrare discreta. La apasarea butonului, curentul trece prin dioda D1, determinand astfel comutarea tiristorului TR1 si astfel se transmite un semnal de tip buffer catre UC. Dioda D2 este un LED folosita pentru a confirma prezenta semnalului de intrare. Diferenta dintre canalele modulelor de intrare discrete din curent alternativ fata de cele din curent continuu este data de faptul ca cele in curent alternativ mai au in plus o punte redresoare si un filtru.

Majoritatea producatorilor de automate programabile ofera module de intrari discrete, pe 8, 16 sau 32 de puncte de intrare, la diverse tensiuni continue sau alternative cu sau fara necesitatea utilizarii unor surse externe.

Conectare semnalelor de intrare se face prin suruburi, individual pentru fiecare semnal.

figura 2.5 Conectarea semnalelor la un model de intrari discrete

Modulele de intrari analogice au rolul de a converge intr-o reprezentatie digitala, folosita pentru progam, a semnalelor de intrare analogice cu variatie continua. De obicei apare o diminuare a rezolutiei datorita conversiei analog-numerica, iar aceasta diminuare depinde de numarul de biti utilizati pentru reprezentarea digitala a semnalului analogic.

In tabelul urmator sunt prezentate exemple de erori care apar datorita acestei conversii analog-numerice.

Tabel 2.1

Cel mai des se lucreaza cu cuvinte de 16 biti. Se foloseste un multiplexor pentru a se conecta mai multe semnale de intrare la un singur circuit de conversie analog-numeric, deoarece folosirea mai multor module de intrari analogice ar insemna un pret de cost prea ridicat.

figura 2.6 Modul de intrari analogice cu 4 canale multiplexoare

Daca avem un modul de intrari analogice cu 8 canale si 12 biti rezolutie, acesta va furniza 8 valori numerice in gama 0-4095. Principala probleme pe care un automat programabil trebuie sa le rezolve: cum sa preia data multiplexata de la modului de intrari analogice si cum sa utilizeze aceasta data in program. De obicei exista doua modalitati de preluare a datelor, prin selectie directa si prin functionare directa.

figura 2.7 Selectie directa figura 2.8 functionare continua

Se foloseste o adresa pe 3 sau 4 biti ca o instructiune de iesire catre modul pentru ca automatul programabil sa-si selecteze canalul dorit.

Acronime

GSM – Global System for Mobile Communications

Bibliografie

[1] Teodor V. Chira Lucrarea 7- Automate programabile(PLC-uri)

http://users.utcluj.ro/~cteodor/Lucrari/Automatizari_L7.pdf