Licenta Calota Alexandru 341b1 Sff [612344]

Universitatea Politehnica București
Facultatea de Automatică și Calculatoare
Departamentul de Automatică și Ingineria Sistemelor

LUCRARE DE LICENȚĂ

Automatizarea procesului de îmbuteliere
balsam la Fabrica de Cosmetice
Procter&Gamble Urlați

Absolvent: [anonimizat], 201 3

CUPRINS

1. Introducere 1
2. Sisteme de reglare automată 2
2.1. Noțiuni introductive 2
2.2. Structuri de reglare automată 5
2.3. Proiectarea sistemelor de reglare automată 8
3. Automate programabile 10
3.1. Noțiuni generale 10
3.2. Allen Bradley ControlLogix PLC 14
3.3. Mediul de programare RSLogix 5000 17
3.4. Interfața om -mașin ă FactoryTalk View 18
4. Descrierea procesului 20
4.1. Liniile de ambalare 20
4.2. Rezervoarele de stocare a produsului 39
4.3. Bulk Management System (BMS) 40
5. Proiectarea sistemului de control 42
5.1. Necesitatea automatizării 42
5.2. Soluția de automatizare pro pusă 43
5.3. Calculul modelului de proces 44
5.4. Proiectarea regulatorului și rezultate in simulare 46
5.5. Analiza de robustețe 49
6. Concluzii 53
7. Bibliografie 54

1
1. Introducere

Noțiunea de automatizare în cadrul domeniului industrial actual reprezintă un concept
cheie al oricărui proces de producție. Automatizarea proceselor industriale aduce cu sine
creșterea productivității și siguranței în operare. De asemenea, creșterea gradului de
autonomie a proceselor aduce cu sine o ușurare a muncii depuse de operatorii implicați în
producție.
În contextul actual al dezvoltării industriale, inginerii tehnologi lucrează îndeaproape
cu inginerii automatiști pentru a găsi noi soluții de aplicare a tehnicilor din automatic ă pentru
a eficientiza procesele de producție și a spori gradul de siguranță în operare a echipamentelor.
În cadrul acestei lucrări este prezentată modalitatea de abordar e pentru rezolvarea unei
probleme de automatizare a producției aplicând tehnici d in automati că asupra procesului de
îmbuteliere a balsamului în ca drul Fabricii de Cosmetice Proc ter&Gamble Urlați.
Pentru a spori productivitatea fabricii, a fost identificată oportunitatea de a automatiza
procesul de transfer al balsam ului din rezervoarele de stocare catre linia de ambalare.
Această modificare în cadrul procesului presupune identificarea cerințelor de
implementare împreună cu tehnologii de proces și folosirea tehnicilor de proiectare a
sistemelor automate pentru a răspunde eficient acestor cerințe.
Lucrarea debutează cu acest capitol introductiv, după care în capitolul doi este
realizată o prezentare generală a sistemelor de reglare automată și a modalității de abordare în
etapa de proiectare a acestor sisteme.
Capitolul trei face obiectul descrierii generale a funcționării automatelor programabile,
urmată de concentrarea atenției asupra familiei de controllere Allen Bradley ControlLogix,
folosite în automatizar ea existent ă în cadrul fabricii. De asemenea, în acest capitol este
realizată familiarizarea cu mediul de programare RS Logix 5000, folosit pentru a programa
automatele Allen Bradley și cu mediul de creare a interfețelor om -mașină FactoryTalk View.
În capi tolul patru este prezentat procesul de îmbuteliere prin descrierea liniilor de
ambalare, a echipamentelor existente și a modalității de transfer a produsului din unitățile de
stocare către linii. În partea a doua este realizată o descriere a sistemului aut omat de gestiune
pentru produs implementat în fabrică , care oferă procesului de îmbuteliere un grad ridicat de
autonomie.
Capitolul cinci oferă o imagine asupra necesității automatizării în cadrul proiectului,
urmată de proiectarea sistemului fizic necesar a fi implementat pentru a răspunde cerințelor
impuse. În continuare regăsim etapele necesare implementării soluției de control și anume
identificarea model ului de proces, calculul regulator ului și analiza de robustețe asupra
acest uia, precum și rezultatel e practice în simulare obținute în urma aplicării soluției de
automatizare.
Capitolul șase conține concluziile rezultate în urma derulării proiectului.
Ultimul capitol conține informații referitoare la referințele bibliografice utilizate în
cadrul redactăr ii acestei lucrări.

2
2. Sisteme de reglare automată

2.1. Noțiuni introductive
Ingineria se preocupă cu înțelegerea și controlul materialelor și forțelor naturii spre
beneficiul umanității. Inginerii de sistem se preocupă cu înțelegerea și controlul segmentelor
mediului în care activează, adesea numite sisteme, pentru a asigura produse economice
folositoare societății. Scopurile de înțelegere și control sunt complementare deoarece un
control eficient al unui sistem necesită ca acesta să fie înțeles și modelat. Provocarea din
prezent a inginerilor automatiști este modelarea și controlul sistemelor moderne, complexe,
interrelationale , asemenea traficului rutier, proceselor chimice și sistemelor de roboți. Poate că
cea mai mare calitate a ingineriei de si stem este oportunitatea de a controla mașini, procese
industriale și economice pentru beneficiul și dezvoltarea societății.
Ingineria reglării automate își are fundațiile în teoria feedback -ului și analiza
sistemelor. Aceasta integrează concepte de re țelistică și comunicații. Așadar, automatica își
găsește aplicabilitate în domeniile ingineriei aeronautice, chimice, mecanice, de mediu, civile,
energetice și electrice. Un sistem de control deseori include componente electrice, mecanice și
chimice. Mai mult, odată cu creșterea nivelului de înțelegere a dinamicii sistemelor
economice, sociale și politice, abilitatea de a controla aceste sisteme crește de asemenea.
Un sistem de control reprezintă o interconectare de componente ce formează o
configurație de siste m care asigură un comportament dorit al acestuia. Baza necesară pentru
analiza unui sistem este asigurată de teoria sistemelor liniare, care presupune o relație cauză –
efect între componentele unui sistem. Așadar, o componentă sau un proces ce se dorește a fi
controlat poate fi reprezentat sistemic printr -un bloc (figura 2.1.).

Figura 2.1. Diagramă bloc a unui proces

Relația intrare -ieșire reprezintă relația cauză -efect a procesului, care la rândul ei
reprezintă o procesare a semnalului de intrare pentru a furniza un semnal de ieșire. Un sistem
de control în bucl ă deschisă folosește un controller pentru a obține r ăspunsul dorit, după cum
se arată în figura 2.2. Un sistem în bucl ă deschisă nu conține fee dback.

Proces Intrare Iesire u y

3

Figura 2.2. Sistem în bucl ă deschisă

În contrast cu un sistem în bucl ă deschisă, un sistem în buclă închisă utilizează o
măsurătoare a ieșirii pentru a o compara cu referinț a. Structura unui astfel de sistem este
ilustrată în figura 2.3. Valoarea măsurată a ieșirii se numește semnal de feedback. Conceptul
de feedback reprezi ntă fundația pentru analiza și proiectarea sistemelor de control automat.

Figura 2.3. Sistem în buclă închisă

Datorită creșterii complexității sistemelor și interesului în obținerea performanțelor
optime, importan ța ingineriei sistemelor automate a crescut în ultimul deceniu. De altfel,
odată ce sistemele au devenit mai complexe, dependen țele între variabilele multiple controlate
trebuie luate în considerare în schemele de automatizare. O diagramă bloc a unui sistem de
control multivariabil este arătată în figura 2.4.

Proces Referinta Iesire u y
Controller r

Proces Iesire u y
Controller e
Referinta r

Traductor +
–

4

Figura 2.4. Sistem de control multivariabil

Teoria sistemelor automate moderne vizează sistemele care au calități optime de auto –
organizare, adaptive, robuste și de învățare. Termenul de automatizare definește controlul
unui proces industrial prin mijloace automate în detrimentul celo r manuale. Automatizarea se
regăsește cu precădere în industriile chimică, electrică, energetică, auto și siderurgic ă.
Conceptul de automatizare este nucleul societății industriale actuale. Mașinile automate sunt
folosite pentru a spori productivitatea une i fabrici per muncitor. Productivitatea se definește ca
fiind raportul între intrările și ieșirile fizice ale unui proces de producție. În acest caz, ne
referim la productivitatea muncii, care se definește ca fiind producția obținută per oră de
lucru.
Sistemele de control automat sunt folosite pentru a obține productivitate sporită și
performan țe crescute ale unui echipament sau sistem. De asemenea, automatizarea ajut ă la
obținerea de produse cu o calitate ridicată prin menținerea acestora în specificațiile tolerate cu
o precizie mare.
În utilizarea s a modernă, automatizarea poate fi definită ca o tehnologie care folosește
comenzi programate pentru a opera un proces, alături de informația din feedback pentru a
putea determina dacă comenzile au fost executate corect . Automatizarea se aplică adesea
proceselor care erau înainte operate de oameni. Atunci când un proces este complet
automatizat, acesta poate opera fără asistenț ă sau intervenție umană. De altfel, cele mai multe
sisteme automate sunt capabile să își execute funcțiile cu o precizie și acuratețe m ai bună,
într-un timp mai scurt decât o pot face oamenii. Un proces semiautomatizat este unul care
încorporează atât oameni cât și roboți.
Un robot este o mașină controlată de un calculator ce implică tehnolog ie asociată
îndeaproape cu automatizarea. Robotica industrială poate fi definită ca un domeniu particular
al automaticii în care robotul este conceput să înlocuiască unele funcții ale operatorului uman.
Astfel că roboții dețin unele caracteristici asemănăt oare cu cele ale omului. În prezent, cea
mai întâlnită caracteristică umană a unui robot este un braț manipulator care este conceput
asemănător brațului și încheieturii umane.
Scopul continuu al sistemelor automate este de a oferi flexibilitate extinsă și un nivel
ridicat de autonomie. Roboții industriali din prezent sunt percep uți ca fiind destul de autonomi
odată programați, intervenții suplimentare nefiind necesare în mod normal.
Proces Referinte Iesiri
Controller

Traductor

5
Datorită limitărilor senzorilor, aceste sisteme robotizate au flexibilitat e limitată în a se
adapta la modificări în mediile de lucru, ceea ce reprezintă motivația de cercetare exhaustivă
în dezvoltarea acestor elemente sensibile. Sistemul de control este adaptabil, dar se bazează
totuși pe supervizarea umană. Sistemele robotice avansate se doresc a fi adaptabile prin
intermediul feedback -ului senzorial îmbunătățit. Ariile de cercetare concentrate pe inteligen ță
artificială, integrare senzorială și supervizare computerizată vor face c a sistemele să fie mai
universal e și economice . Cercetarea în metode îmbunătățite de interfațare om -mașină și
administrare a bazelor de date intenționează să îmbunătățească eficiența operării. Numeroase
activități de cercetare sunt comune roboticii și automaticii și țintesc către reducerea costului
de implementare și extinderea plajei de aplicabilitate a soluțiilor de automatizare. Acestea
includ metode de comunicații și limbaje de programare avansate.

2.2. Structuri de reglare automată
Pentru un sistem de reglare automată, în general, se impun două obiective majore :
 Urmărirea referinței
 Rejecția perturbațiilor
În continuare vor fi prezentate principalele scheme de reglare existente.
1. Structura de reglare cu un singur grad de libertate
În figura 2.5. este prezentată structura unui sistem de reglar e automată cu o intrare r
(referință) și o ieșire măsurată y, supus acțiunii perturbației v aplicată la ieșirea procesului.

Figura 2.5. Sistem de reglare cu un singur grad de libertate

Cele două obiective ale sistemului de reglare nu pot fi realizate simultan dacă se
folosește o structură de reglare automată cu un grad de libertate. Perturbația și referința
acționează diferit asupra variabilelor de interes. În structur ă există un singur regulator, astfel
încât, prin alegerea acestuia, nu pot fi controlate în mod corespunzător toate variabilele de
interes.
2. Structura de reglare cu două grade de libertate
În figura 2.6. este prezentată structura unui sistem de reglar e automată cu două grade
de libertate, necesar pentru a obține simultan urmărirea referinței și rejecția perturbației. Cele
două regulatoare Cr și Cy plasate pe cele două canale asigur ă satisfacerea obiectivelor reglării.
u y e r +
– C P + v

6

Figura 2.6. Sistem de reglare cu două grade de libertate

Regulatorul Cr, printr -o alegere corespunzătoare, asigur ă comportarea în raport cu
referinț a, iar Cy asigur ă rejecția perturbației.
3. Structura de reglare cu trei grade de libertate
În cazul în care o perturbație ce acționează asupra procesului condus este măsurabil ă,
se poate adopta o structură de reglare cu controlul direct al acesteia. Astfel este realizată o
reglare directă de tip feedforward. Aceasta din urmă î mpreună cu reglarea cu două grade de
libertate devine o structură combinată, cu trei grade de libertate (figura 2.7.).

Figura 2.7. Sistem de reglare cu trei grade de libertate

Compensarea efectului perturbației v2 cu ajutorul blocului de reglare Cv asigur ă o
comportare mai bună a sistemului.

r
Cr +
– P + v
Cy u y
r
Cr +
– P + v1
Cy e u + Pv
Cv v2
y

7
4. Structura de reglare în cascadă
Acest tip de structură este folosit în cazul proceselor ce pot fi descompuse. Procesele
de acest tip au variabile intermediare măsurabile și controlabile. Reglarea acestora prin bucle
secundare ajut ă la îmbunătățirea comportării întregului sistem prin creșterea vitezei de răspuns
și a preciziei cu care se face reglarea. Structura de reglare în cascadă este ilustrată prin schema
cu două bucle de reglare și un regulator pentru urmărirea referinței din figura 2.8.

Figura 2.8. Sistem de reglare în cascadă

Admitem că bucla secundară C2 -P2 este mai rapidă decât bucla primară C1 -P1 iar
variabil a intermediară de la ieșirea buclei secundare este măsurabilă.
5. Structura de reglare cu model intern
În figura 2.9. este prezentată o structură de reglare cu model intern.

Figura 2.9. Sistem de reglare cu model intern

Am notat cu Pm modelul procesului și cu Cm modelul regulatorului determinat pe
baza modelului nominal Pm.
r
Cr +
– C1 +
– C2 + P2 + P1 + v1 v2 v3
y
+
– r
Cm P + v1
y + v2
u
–
Pm +

8
2.3. Proiectarea sistemelor de reglare automată
Proiectarea unui sistem de reglare automată își propune ca obiectiv identificarea
parametrilor cheie și obținerea specificațiilor și a configurației unui sistem propus spre
automatizare pentru a răspunde unei necesități fizice.
Primul pas în procesul de proiectare îl reprezintă stabilirea obiectivelor pentru sistem.
Următorul pas este identificarea variabilelor pe care dorim să le control ăm. Al treilea pas este
definirea specificațiilor în ceea ce privește acuratețea ce trebuie obținută. Acest pas ne va
conduce către identificarea senzorilor necesari pentru a măsura variabilele controlate.
Configurația sistemului va fi formată, în mod uzua l, din procesul ce se vrea a fi condus,
senzor sau traductor, element de execuție și controller. Următorul pas îl reprezintă
identificarea unui candidat viabil pentru rolul de element de execuție . Acesta va depinde în
principal de tipul procesului, dar tre buie avut în vedere c a elementul de execuție ales să fie
capabil să ajusteze eficient performan ța procesului. La încheierea pașilor precedenți, avem
nevoie să obținem un model pentru fiecare din aceste elemente. Pasul ce urmează este
reprezentat de selecți a controller -ului. Etapa finală de proiectare o reprezintă acordarea
parametrilor de sistem astfel încât să obținem performanțele dorite. Dacă acestea pot fi atinse
prin ajustarea parame trilor, vom finaliza proiectul și vom documenta rezultatele. În caz
contrar, va trebui să elaborăm o configurație de sistem îmbunătățită și eventual să alegem un
senzor sau element de execuție mai precis. Procesul de proiectare este sumarizat în figura
2.10.
Reglarea parametrilor tehnologici în cadrul unui sistem de reglare automată reprezintă
doar o parte a soluției de automatizare pentru o instalație tehnologică și nu totalitatea acesteia.
Pentru c a soluția oferită să fie completă, aceasta trebuie să includă, printre altele, și
următoarele componente :
 Pornirea și oprirea automată a instalației
 Monitorizarea și supervizarea evoluției procesului
 Optimizarea regimului de funcționare a instalației
De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că procesele reale sunt supuse acțiunii
perturbațiilor și modelarea acestora se rea lizează în cele mai multe cazuri cu incertitudini.
Procesul de proiectare a structurii de reglare automată trebuie să conducă la soluții cu o
robustețe ridicată față de incertitudinile de modelare în raport cu perturbațiile ce acționează
asupra sistemului.
Analiza factorilor ce pot interveni în adoptarea unei soluții de automatizare a unui
proces industrial urmărește optimizarea soluției, obținerea performanțelor conform cu
specificațiile și nu în ultimul rând asigurarea unor costuri cât mai mici de impleme ntare.
Analiza cost -beneficiu a unei soluții de automatiz are trebuie să fie una din prob lemele majore
adresate de către proiectantul de sistem.

9

Figura 2.10 . Procesul de proiectare al sistemelor de reglare

Stabilire obiective
Identificare variabile
controlate
Definirea specificatiilor p entru
variabile
Stabilire configuratie sistem si
identificare actuator
Obtinere model pentru
proces, actuator si senzor
Selectie controller si
parametrii de control cheie
Acordare parametrii
Performantele
sunt conform
specificatiilor
Finalizare design

10
3. Automate Programabile

3.1. Noțiuni generale
Un automat programabil este un dispozitiv electronic programabil, cu o structură și
funcționalitate specifică, dezvoltat pentru a înlocui releele și schemele secvențiale necesare
pentru controlul sistemelor automate. Principiul de bază al unui automat este următorul :
verific ă starea intrărilor și în funcție de acestea activează sau dezactivează ieșirile . Utilizatorul
introduce un program care face ca automatul să dea rezultatele dorite.
Automatul programabi l este compus în principal din unitate centrală, zon ă de memorie
și circuite pentru recepționarea datelor de I/O (figura 3.1.). Putem considera automa tul ca un
modul ce conține relee individuale, numărătoare, ceasuri și locații de memorare a datelor. În
general, componentele unui automat programabil sunt :
 Unitate centrală
 Module de I/O
 Regiștri de I/O
 Memorie de date
 Regiștri interni
 Circuite de tempor izare
 Circuite de numărare

Figura 3.1. Structura unui automat programabil

Unitatea centrală conține un procesor, o unitate de calcul aritmetic și diferite tipuri de
memorie. Gama de procesoare folosită de către producătorii de automate programabile este
diversificat ă, câteva exemple fiind Motorola, Intel sau Siemens. Procesoarele folosesc o
memorie de lucru de tip RAM pentru execuția instrucțiunilor, programul de executat fiind de
obicei memorat într -o memorie de tip Flash. Dimensiunile memoriilor diferă de la un tip de
automat la altul, influențând performanțele și costul acestora.

11
Modulele de intrare conțin unul sau mai multe circuite de intrare. Acestea există fizic,
sunt conectate cu echipamente externe și recepționează semnale de la comutatoare, senz ori și
alte dispozitive. Semnalele citite pot fi de două tipuri, digitale sau analogice. De regulă,
circuitele de intrare sunt implementate cu relee sau tranzistori.
Modulele de ieșire conțin unul sau mai multe circuite de ieșire. Acestea există fizic,
sunt conectate cu echipamente externe și transmit semnale digitale sau analogice către diferite
elemente de execuție. Ca variant ă constructivă pot fi aleși tranzistorii, releele sau triacele.
Regiștri de intrare sunt asociați intrărilor fizice. Valoarea semnalelor de intrare este
convertită în formă binară de către circuitele de intrare și memorat ă în aceștia. Pentru intrările
de tip digital, un singur bit din registru poate memora starea activ ă/inactivă a intrării. În cazul
unei intrări analogice sunt ne cesari mai mulți biți pentru memorarea valorii în format numeric.
Regiștri de ieșire sunt asociați ieșirilor fizice. Valoarea semnalelor de ieșire este scrisă
aici în formă binară, conversia într -un semnal electric de o anumită valoare fiind făcută de
către circuitele de ieșire (convertoare digital -analogice). Pentru ieșirile de tip digital, un singur
bit din registru poate memora starea activ ă/inactivă a ieșirii. În cazul unei ieșiri analogice sunt
necesari mai mulți biți pentru scrierea valorii în format binar.
Regiștri interni nu recepționează semnale din mediul extern, nici nu există fizic.
Conțin relee simulate prin bi ții din regiștri și au fost introduse pentru a elimina releele interne
fizice. Există și regiștri speciali care sunt dedicați unui anumit scop. Unele relee sunt
întotdeauna deschise, altele sunt întotdeauna închise. Unele sunt deschise numai o dată la
pornire și sunt folosite pentru inițializarea datelor memorate.
Numărătoarele nu există fizic, acestea sunt simulate și pot fi programate să contorizeze
impulsuri. De obicei, aceste numărătoare pot număra crescător, descrescător și în ambele
sensuri. Anumiți producători includ și numărătoare de mare viteză implementate hardware, pe
care le putem considera c a existente fizic.
Circuitele de tempo rizare sunt simulate software și contorizează perioadele de timp.
Pot fi găsite în diverse variante în ceea ce privește parametrii. Pasul de incrementare variază
de la 1ms până la 1s.
Memoria de date este formată în mod normal din simpli regiștri care memo rează date.
De obicei sunt folosiți pentru aplicații matematice sau pentru manipularea datelor. Pot fi
folosiți și pentru memorarea datelor cât timp automatului programabil i se întrerupe
alimentarea. La pornire, vor avea același conținut ca înainte de opr ire.
Automatele programabile pot avea în componenț ă o varietate mare de module I/O.
Acestea pot fi împărțite în două clase majore :
 Module I/O analogice : semnalul pe care îl transmit sau îl recepționează are
o valoare analogică
 Module I/O digitale : semna lul este de tip digital, putând avea doar două
valori
În funcție de mărimile fizice citite sau de semnalele transmise, iată câteva exemple de
module ce pot fi atașate unui automat programabil :

12
 I/O de curent continuu
 I/O de curent alternativ
 I/O de tens iuni continue sau alternative
 Module de citit temperaturi
 Module de reglare PID
 Module de control Fuzzy
Intrările de curent continuu sunt realizate prin circuite care funcționează la 5, 12, 24 și
48 de volți. Modulele de intrare permit conectarea unor disp ozitive de tip tranzistor PNP sau
NPN. În cazul unui comutator, nu se pune problema conectării de tip PNP sau NPN.
Fotocuploarele sunt folosite pentru a izola circuitele interne ale automatului programabil de
intrări. Acest lucru este necesar pentru a elimina zgomotele și se realizează prin conversia
semnalului de intrare din formă electrică în formă luminoasă și apoi invers.
Intrările de curent alternativ sunt realizate prin circuite care funcționează la 24, 48, 110
și 220 de volți. Dispozitivele legat e la intrarea de curent alternativ sunt sesizate mai greu de
către automat. De cele mai multe ori acest lucru nu are importanță pentru cel care
programează automatul, dar este bine de știut că se pierde timp din cauză că dispozitivele pe
bază de curent alt ernativ sunt de obicei dispozitive mecanice, care sunt mai lente. În plus,
apare și o întârziere de cel puțin 25ms datorită filtrării care are loc la intrarea în automat.
Ieșirile de tip releu sunt cele mai obișnuite pentru automate programabile. Releele p ot
fi folosite atât cu sarcin ă de curent alternativ cât și continuu. Metoda standard de conectare a
sarcinilor la ieșirile automatului presupune folosirea unei surse de curent alternativ, însă poate
fi folosit și curentul continuu. Releele se afl ă în inter iorul automatului programabil. Atunci
când programul care rulează în automat indic ă ieșirii să devină activă, automatul va aplica o
tensiune bobinei releului, care va închide contactul corespunzător. La închiderea contactului
începe să circule curent prin circuitul extern. Atunci când programul indic ă dezactivarea
ieșirii, automatul va întrerupe tensiunea aplicată bobinei releului, astfel circuitul extern va fi
deschis, deci inactiv.
Automatele programabile funcționează scanând continuu un program. Putem spune că
un ciclu de scanare are trei pași importanți (figura 3.2.) :
 Testarea intrărilor : Automatul cercetează starea intrărilor (activ/inactiv
pentru intrări numerice sau valoarea pentru intrări analogice) și o copiază,
în formă binară, în anumiți regiș tri asociați intrărilor
 Executarea programului : Automatul execut ă programul instrucțiune cu
instrucțiune și, în funcție de starea intrărilor și de logica programului,
schimb ă configurația regiștrilor de ieșire, în formă binară
 Actualizarea ieșirilor : Aut omatul actualizează starea ieșirilor fizice pe baza
stării ieșirilor rezultate din pasul anterior

13

Figura 3.2. Ciclu de scanare

Un ciclu de scanare este definit ca timpul în care se execută cei trei pași de mai sus.
Timpul de răspuns este un parametru i mportant al unui automat programabil. Acesta
reprezintă durata totală a unui ciclu automat (figura 3.3.).

Figura 3.3. Timpul de răspuns

14
Timpul de execuție al programului depinde de mai mulți factori :
 Numărul și tipul modulelor de I/O
 Performanțele procesorului automatului
 Complexitatea programelor utilizator
 Tipul instrucțiunilor folosite în program

3.2. Allen Bradley ControlLogix PLC
Familia de automate programabile ControlLogix produse de Allen Bradley oferă
control integrat pentru procese împreu nă cu comunicație și module I/O într -un format cu
sertar modular cunoscut și sub denumirea de rack. Acest tip de controller este capabil să
suporte următoarele discipline de control :
 Controlul secvențial : Ordonarea procesului printr -o serie de stări disc rete
 Controlul mișcării : Direcționarea mișcării prin controlul curentului,
accelerației, poziției și vitezei
 Controlul acțion ării : Gestionarea turației, cuplului, puterii și direcției unui
motor
 Controlul procesului : Operarea unui mediu de fabr icație utilizând
parametrii reg lați
 Controlul siguranței : Monitorizarea circuitelor și a dispozitivelor de
siguranță
Exemplu : Linia de îmbuteliere
 Controlul secvențial : Numărare rapidă
 Controlul mișcării : Aplicare de capace și etichete
 Controlul procesului : Dozare și umplere
 Controlul acționarii : Motor banda rulantă
 Controlul siguranței : Disconectori de siguranță
Un sistem simplu ControlLogix este format dintr -un controller singular și module I/O
montate într -un singur rack (figura 3.4.).

Figura 3.4. Sistem simplu ControlLogix

Pentru un sistem mai flexibil (figura 3.5.), pot fi folosite :

15
 Controllere multiple într -un singur rack
 Controllere multiple legate în rețea
 I/O de la platforme multiple care sunt distribuite în diferite locații și
conectate prin mai multe conexiuni I/O

Figura 3.5. Vedere de ansamblu a sistemului ControlLogix

Un sistem ControlLogix include :
 Controllerul Contro lLogix
 Mediul de programare RS Logix 5000
 Module I/O
 Module de comunicație pentru EtherNet/IP, ControlNet, DeviceNet
 Port serial integrat
Sistemul de control Allen Bradley ControlLogix împarte resursele între un procesor
Logix și un procesor integrat pe panoul posterior, denumit și backplane, reprezentând o placă
de circuite imprimate în partea din spate a sertarului, care oferă interconectarea electrică între
module (figura 3.6.).

Figura 3.6. Vedere de ansamblu a sistemului ControlLogix

16

 Procesorul Logix execută codul programului și mesajele
 Procesorul integrat comunică cu modulele I/O și trimite/ primește date din
sistemul interconectat. Acesta fu ncționează independent de procesorul
Logix, așadar trimite și primește informații de I/O asincron față de execuția
programului.
Automatul programabil ControlLogix poate fi conectat în rețea pentru a îndeplini
următoarele funcționalități :
 Controlul I/O dis tribuite (figura 3.7.)

Figura 3.7. Conectare în rețea pentru controlul I/O distribuite

 Producție/Consum (Interlock) de date între controllere (figura 3.8.)

Figura 3.8. Conectare în rețea pentru Interlock de date între controllere

 Trimitere și recepție de mesaje spre și de la alte dispozitive (figura 3.9.)

17

Figura 3.9. Conectare în rețea pentru trimitere și recepție de mesaje cu alte dispozitive

3.3. Mediul de programare RS Logix 5000
Software -ul RS Logix 5000 elaborat de compania Rockwell Automation este utilizat
pentru programarea și configurarea sistemelor ControlLogix. Acesta este folosit pentru
efectuarea următoarelor operații :
 Dezvoltarea și modificarea codului
 Monitorizarea componentelor proiectului și sistemului în timpul operării
 Configurarea modulelor hardware
RS Logix oferă următoarele beneficii :
 Aplicații de editare și componente bazate pe Windows , flexibile și ușor de
utilizat
 Ajutor pentru configurarea I/O
 Capacitatea de a copia și lipi componente între proiecte
 Limbaje de programare multiple : LD, FBD, SFC, ST
 Permite segmentarea aplicațiilor în programe mai mici reutilizabile, rutine
și instrucțiuni
 Include un set larg de instrucțiuni predefinite care pot fi completate cu
instrucțiuni definite de utilizator
 Elimin ă adresele de memorie fizice, folosind princ ipiul etichetării (tag)
 Permite efectuarea modificărilor în aplicație în timpul rulării programului
Secțiunile majore ale ferestrei principale RS Logix 5000 sunt ilustrate în figura 3.10.

18

Figura 3.10. Fereastra principală RS Logix 5000

În cadrul secțiunii Instrumente regăsim următoarele componente :
 Bara de instrumente Standard : Conține opțiuni generale precum Fișier
Nou, Salvare, Tăiere, Copiere, Lipire și altele
 Bara de instrumente Online : Furnizează starea controller -ului
 Bara de instrumente Adresa : Utilizată pentru comunicarea cu controller -ul
și vizualizarea stării comunicațiilor
 Bara de instrumente Limbaj : Conține elemente de programare grupate în
file pentru i ntrarea într -o rutină adecvată. Fiecare limbaj are propria lui
bară cu elemente.
Secțiunea Organizare Controller este o structură arborescent ă utilizată pentru
organizarea unui întreg proiect. Aceasta prezintă toate structurile majore ale unui proiect și
ierarhia componentelor.
Editorul de rutine este o fereastră care afișează rutina curentă sau colecția de etichete
deschisă prin intermediul Organizatorului de Controller.

3.4. Interfața om -mașină FactoryTalk View
FactoryTalk View este un mediu pentru dezvo ltarea și rularea aplicațiilor de interfață
om-mașină. Acesta este conceput pentru monitorizarea și controlul proceselor și
echipamentelor automate.
Aplicația este formată din două programe principale :
 FactoryTalk View Studio reprezintă un mediu de config urare folosit pentru
a dezvolta aplicații la nivel mașin ă
 FactoryTalk View Station este un mediu de operare în timp real pentru
aplicații la nivel mașin ă folosit pentru a rula interfețele create în
FactoryTalk View Studio
Instrumente
Organizare Controller
Editor

19
FactoryTalk View furnizează funcți onalitățile și flexibilitatea necesar e pentru a crea
sisteme solide de automatizări pentru procese sau fabrici. Cele mai importante facilități ale
aplicației sunt următoarele :
 Crearea de aplicații locale pentru procese din fabric ă ce sunt de sine
stătătoa re și nu sunt legate în mod direct cu alte procese
 Crearea de aplicații complexe care reflectă planul fizic al unui proces sau
unei fabrici
 Vizualizarea și modificarea aplicațiilor de la distanță
 Centralizarea , autentificarea și autorizarea utilizatorilor sistemului
 Modificarea în timp real a aplicațiilor fără a fi necesară repornirea acestora
 Crearea unui sistem complet de monitorizare prin alarme
Secțiunile majore ale ferestrei principale FactoryTalk View sunt ilustrate în figura
3.11.

Figura 3.11. Fereastra principală FactoryTalk View
Bara de instrumente conține opțiuni generale precum Fișier Nou, Salvare, Tăiere,
Copiere, Lipire și altele.
Fereastra de explorare are două secțiuni (tab -uri) :
 Secțiunea Aplicații conține elemente de editare pentru crearea și
modificarea aplicațiilor
 Secțiune a Comunicații conține arborele de comunicații pentru stația de
lucru pe care se face dezvoltarea
Fereastra de lucru este folosită pentru a vizualiza grafic componentele disponibile în
fereastra de explorare și a crea interfețe de tipul om -mașină.
Lista de diagnoză afișează mesaje privind activitatea sistemului.
Bara de instrumente
Fereastra de explorare
Fereastra de lucru
Lista de diagnoza

20
4. Descrierea procesului

4.1. Liniile de ambalare
Secția de ambalare a fabricii are în componenț ă patru linii de producție pentru șampon
și balsam. Liniile 1, 2 și 3 sunt dedicate în întregime producției de șampon, iar linia 4 este
folosită exclusiv pentru producția balsamului. Cele trei linii de șampon sunt similare în ceea
ce privește echipamentele existente, fiind complet automatizate. Pentru funcționarea liniilor în
producție este necesar un număr de trei operatori. Linia 4 este doar parțial automatizată,
pentru funcționarea acesteia fiind necesar un număr de zece operatori.
Liniile de ambalare sunt împărțite în 3 zone principale :
 Zona 1 reprezintă partea de aducere a sticlelor pe linie și umplerea acestora
cu produs
 Zona 2 reprezintă partea de etichetare și divizare a sticlelor pentru a fi
formate baxuri
 Zona 3 reprezintă formarea baxurilor cu sticle, etichetarea lor și apoi
paletizarea
Zona 1 este formată din trei echipamente :
 Sortator de sticle
 Orientator de sticle
 Monobloc
Primul echipament ce intră în componența Zonei 1 este sortatorul de sticle
(Unscrambler), reprezentat în figura 4.1. Acesta are rolul de a aduce sticlele pe linia de
ambalare.

Figura 4. 1. Sortator de sticle (Unscrambler)

21

Sticlele sunt încărcate din cutii într -un buncăr de către un operator. Din buncăr sticlele
sunt preluate de un elevator în trepte, care urc ă sticlele la nivelul plafonului echipamentului de
sortare. Sticlele intră în sortator printr -o deschidere în partea superioară a acestuia, numită
zonă de alimentare, de unde merg mai departe spre zona de selecție. Înăuntrul mașinii găsim
un disc rotativ (1) pe marginile căruia piesele de selectare se învârt în direcția opusă (2).
Aceste piese de sel ecție primesc sticlele în două poziții, cu gâtul în stânga sau în dreapta. Prin
acțiunea cumulată a pieselor de selecție și a unei piese de suport (3), sticlele cad prin canalele
de coborâre (4) într -o singură poziție și anume cu gâtul în sus. Aceste canal e transport ă
sticlele la ieșirea din mașină și le poziționează pe un conveior de ieșire (5). Mecanismul de
funcționare descris mai sus este ilustrat în figura 4.2.
Zona de alimentare primește sticlele aduse de elevator ș i le poziționează pe un disc
rotativ înclinat. Acesta face sticlele să se rotească în jurul centrului lor p ropriu de greutate,
astfel indre ptandu -se către zona de selecție.
Gravitația și sistemul rotativ existent ajut ă la evitarea frecării între sticle, acestea
alunecând lin de -a lungul disc ului. De asemenea, acest sistem asigur ă un grad de umplere cât
mai mare a pieselor de selecție cu sticle.
Etapa de selecție a sticlelor are rolul de a lăsa să treacă doar acele sticle poziționate
corect în piesele de selecție. Această operațiune este reali zată cu ajutorul unei suflante cu aer
comprimat, pentru a nu deteriora sticlele prin contact mecanic. Fluxul de aer este poziționat pe
secțiunea de mijloc a discului rotativ. Sticlele poziționate incorect în piesele de selecție sunt
aruncate de fluxul de a er spre partea din spate a mașinii.

Figura 4. 2. Mecanismul de funcționare al sortatorului de sticle
Următoarea etapă în proces o reprezintă umplerea cu sticle a canalelor de coborâre.
Acestea ajung în canale poziționate cu gâtul în sus, indiferent dacă în piesele de selecție au
fost cu gâtul în dreapta sau în stânga. Un sistem de senzori detectează poziționarea sticlelor în
piesele de selecție și, în funcție de aceasta, acționează sau păstrează în poziție o tijă metalică
localizată în partea din dreapta jos a pieselor de selecție. Operațiunea este ilustrată în figura
4.3. și 4. 4.

22
Zona de detecție și evacuare are rolul de a detecta sticlele poziționate greșit care nu au
ajuns corect în canalele de coborâre și de a le evacua. Detecția se face cu ajutorul un ui sistem
de senzori c e citesc poziția sticlei, iar evacuarea este realizată prin intermediul unei suflante
cu aer comprimat.
Atunci când sistemul de senzori detectează o sticlă poziționată incorect, este trimisă o
comandă de acționare către suflant ă, care elimină sticl a din mașin ă într-o cutie de colectare
aflată pe partea din spate a mașinii.

Figura 4. 3. Acționarea tijei la piesele de selecție

Figura 4. 4. Poziționarea sticlelor în canalele de coborâre

23
Al doilea echipament din componența Zonei 1 este reprezentat de orientatorul de sticle
(Orienter), ilustrat în figura 4.5. Rolul acestuia este de a orienta sticlele în poziția corectă.

Figura 4. 5. Orientatorul de sticle (Orienter)

Orientatorul este format din următoarele elemente :
 Baza mașinii (A), care conține motorizarea și principalele angrenaje de
transmisie
 Șurubul (B), folosit pentru spațierea sticlelor care vin pe conveior
 Stele le (C), folosite pentru transferul sticle lor de pe conveiorul de intrare și
pe conveiorul de ieșire
 Unitatea rotativă (D), folosită pentru preluarea sticlelor ce urmează a fi
orientate
 Unitatea de orientare (E), folosită pentru orientarea sticlelor în pozi ția
dorită prin rotirea plăcilor de suport
 Suporți superiori (F ), folosiți pentru a fixa sticla în timpul operațiunii de
orientare
 Camera video (G), pentru a verifica orientarea sticlelor

24
Componentele orientatorului de sticle sunt ilustrate în figura 4.6.

Figura 4. 6. Componentele orientatorului de sticle

Funcționarea echipamentului constă în rotirea sticlelor în jurul unei axe verticale
perpendiculară pe gâtul sticlei.
Sticlele, care intră în orientator prin intermediul conveiorului de intrare, sunt distanțate
de către șurub. De aici, sunt transferate către steaua de intrare, care realizează poziționarea
sticlelor pe plăcile de suport. Suporții superiori fixează și centrează sticlele pe plă cile
inferioare. În timpul transferului, sticlele trec prin dreptul camerei video, care controlează
corectitudinea orientării. Dacă orientarea sticlei nu este cea dorită, camera video emite un
semnal către unitatea de orientare, care prin intermediul plăci i suport corespunzătoare

25
realizează rotirea sticlei. Sticlele orientate sunt transferate prin intermediul stelei de ieșire
către conveiorul de ieșire al mașinii.
Al treilea echipament prezent în Zona 1 îl reprezintă monoblocul, ilustrat în figura 4.7.
În c omponența sa intră echipamentul de umplere, echipamentul de aplicare capace și
sortatorul de capace. Rolul monoblocului este de a umple sticlele cu produs conform unei
rețete și de a aplica capacele pe acestea.

Figura 4. 7. Monoblocul

Monoblocul este constituit dintr -un echipament de umplere volumetric rotativ și un
echipament de aplicare a capacelor, de asemenea rotativ, care sunt interconectate mecanic și
sincronizate și un sortator de capace.
Echipamentul de umplere (Filler), ilustrat în figura 4.8.(A), transfer ă în mod ciclic o
cantitate de produs , conform rețetei încărcate , în sticle prin intermediul unor contoare
inductive controlate electronic, reprezentate în figura 4.9.(B).

26

Figura 4. 8. Echipamentul de umplere (Filler)

Figura 4. 9. Contoare inductive

27
Sistemul de măsurare este bazat pe Legea de Inducție a lui Faraday. Într-un debitmetru
magnetic, fluidul conductiv care curge prin senzor reprezintă un conductor care se mișc ă într-
un câmp magnetic. Curentul rezultat, sau forț a electromotoare indusă, este amplificat și
procesat de instrument.
Pulsurile venite de la debitmetre sunt procesate de computerul conectat la
echipamentul de umplere. Acest procesor controlează toate oper ațiile de numărare și comandă
deschiderea sau închiderea duzelor de umplere.
Toate datele sunt trimise către ecranul de control extern al mașinii (HMI) prin
intermediul unui sistem de transmisie serial. Toate funcțiile mașinii pot fi accesate folosind
interfața cu operatorul. Aceasta este conectată la rândul ei cu PLC-ul prin intermediul unui
sistem de transmisie serial, pentru a administra toate controalele mașinii și alarmele.
Echipamentul de aplicare a capacelor (Capper), ilustrat în figura 4.10.(C), poz iționează
și presează capacele pe sticle prin intermediul capetelor de aplicare, care sunt interschimbabile
în funcție de modelul capacului cu care se lucrează.

Figura 4.1 0. Echipamentul de aplicare a capacelor (Capper)

28
Capacele sunt selectate de către sortatorul roatativ de capace (Cap Sorter), ilustrat în
figura 4.11.(D), iar apoi sunt transferate prin intermediul canalului de transfer cu aer
comprimat (F) către steaua de încărcare a echipamentului de aplicare a capacelor, reprezentată
în figura 4.12.(E).

Figura 4.1 1. Sortatorul de capace (Cap Sorter)

Figura 4.1 2. Steaua de încărcare

29
Sticlele, care intră în monobloc prin intermediul conveiorului de intrare, sunt distanțate
de șurub, figura 4.1 3.(G). De aici sunt transferate către steaua de intrare, figura 4.1 3.(H), care
realizează poziționarea lor pe plăcile de suport, figura 4.1 3.(I).

Figura 4.1 3. Șurub (G), stea de intrare (H), plăci de suport (I)

În timpul rotației, plăcile de suport sunt ridicate și coborâte în mod ciclic, astfel
permițând atât centrarea cât și introducerea duzei de umplere în gâtul sticlei. De asemenea,
plăcile garantează și stabilitatea sticlei în timpul rotației. După această fază inițială, un senzor
detectează prezența sticlei în poziția de umplere și activează procesul.
Valva de umplere, figura 4.1 4.(M) și duza, figura 4.1 4.(L), pot avea configurații
diferite, ambele putând fi ajustate în funcție de proprietățile produsului folosit pentru umplere.
La sfârșitul fazei de umplere, sticla este transferată de la echipamentul de umplere
către echipamentul de aplicare a capacelor prin intermediul stelei centrale, reprezentată în
figura 4.15.(N).

30

Figura 4.1 4. Valva de umplere (M), duza (L)

Figura 4.1 5. Steaua centrală de transfer

31
Pistonul pneumatic, figura 4.1 6.(O), folosit pentru a permite trecerea capacelor către
steaua de încărcare, figura 4.1 6.(E), este activat doar dacă este detectată prezența unei sticle.
Steaua de încărcare are rolul de a poziționa cu acuratețe capacele imediat sub capetele
de aplicare, de unde sunt preluate de acestea și presate pe sticle.
Pistoanele și capetele de aplicare sunt ridicate și coborâte în mod ciclic folosind o
camă, care garantează repetabilitatea fiecărei operațiuni de prindere și aplicare a capacelor.

Figura 4.1 6. Pistonul pneumatic (O), steaua de încărcare (E)

La finalul fazei de aplicare a capacelor, sticlele care ies din monobloc sunt poziționate
pe conveiorul de ieșire, figura 4.1 7.(P), de către steaua de ieș ire, figura 4.1 7.(Q).

Figura 4.1 7. Conveiorul de ieșire (P), steaua de ieșire (Q)

32
Zona 2 a liniei de ambalare este formată din două echipamente :
 Echipamentul de etichetare
 Echipamentul de divizare
Echipamentul de etichetare (Labeler), ilustr at în figura 4.18., are rolul de a aplica
etichetele pe faț a și spatele sticlelor.

Figura 4. 18. Echipamentul de etichetare (Labeler)

Sticlele intră în etichetare prin intermediul conveiorului de intrare. Aplicarea
etichetelor se face prin alinierea și spațierea sticlelor, urmate de lipirea efectivă a etichetelor.
Ultima etapă în acest proces o reprezintă asigurarea că etichetele au aderat corect la suprafața
sticlei.
Unitatea de ba ză este folosită pentru a susține conveiorul, unitatea de alimentare,
capetele de etichetare, unitatea de finisare și unitatea de control. De asemenea, în interior se
găsesc principalele echipamente electrice din componența mașinii.
Conveiorul este folosit pentru a transporta sticlele de -a lungul mașinii de etichetare.
Unitatea de alimentare este fixată de conveior și este folosită pentru a distan ța și alinia
sticlele pe conveior înainte ca acestea să fie etichetate.
Unitatea de stabilizare este folosită pe ntru a ține sticlele fixe în timp ce sunt etichetate.
Aceasta este montată de asupra conveiorului.

33
Capetele de etichetare sunt în număr de patru, două pentru aplicarea etichetelor pe fa ța
sticlei și două pentru spatele sticlei. Această dispunere oferă o facilitate important ă. Capetele
de același tip comută automat între ele atunci când cel aflat în funcționare termin ă rola de
etichete folosită. Astfel, schimbarea rolelor de etichete este posibilă fără ca mașina să fie
oprită.
Unitatea de detecție este com pusă din detectorul de sticle și detectorul de etichete.
Acestea furniz ează informații sistemului de control pentru a se putea asigura că etichetele au
fost poziționate corect pe sticlă. Detectorul de sticle pornește alimentarea cu etichete iar
detectorul de etichete controlează cantitatea de etichete alimentată în funcție de dimensiunea
acesteia.
Unitatea de finisare este fixată pe conveior și este folosită pentru a asigura aderen ța
corectă a etichetelor pe sticlă.
Unitatea de inspecție este formată dintr -un sistem de camere aflate la ieșirea din
etichetare. Acestea examinează sticlele în funcție de criteriile selectate în program și de rețeta
încărcată. Dacă o sticlă nu îndeplinește criteriile de inspecție, aceasta este rejectat ă de pe
conveior cu ajutorul unei suflante cu aer comprimat.
Componentele descrise mai sus sunt reprezentate în figura 4.19.

Figura 4. 19. Componentele echipamentului de etichetare

34
Următorul echipament aflat în ansamblul liniei de ambalare în Zona 2 îl reprezintă
echipamentul de divizare (Divider), ilustrat în figura 4.20. Rolul acestuia este de a trimite
succesiv un număr de zece sticle pe fiecare din cele șase canale de transfer că tre echipamentul
de formare a baxurilor.

Figura 4.2 0. Echipamentul de divizare (Divider)

Numărarea sticlelor se realizează cu ajutorul unui senzor care citește fiecare trecere
prin dreptul său a unei sticle. Un contor primește semnalele de la senzor. Acesta este resetat la
fiecare zece semnale succesive primite.
Împărțirea sticlelor pe fiecare din canale se face prin intermediul unui ghidaj mobil
acționat de un servomotor. Atunci când contorul a ajuns la zece sticle succesive, acesta trimite
semnal căt re servomotor, care mută poziția ghidajului mobil în dreptul următorului canal pe
care trebuie trimise sticlele.
Canalele de ieșire din echipamentul de divizare, reprezentate în figura 4.21., au rolul
de a aduce sticlele la intrarea în echipamentul de form are a baxurilor. De-a lungul acestora
există montate șase grupări de popice, folosite pentru a oferi ghidajelor metalice ale fiecărui
canal de divizare lățimea necesară diferitelor tipuri de sticle. Fiecare grupare conține câte un
rând dedicat de astfel de popice pentru fiecare format de sticlă folosit pe linia de ambalare.
Rândurile sunt dispuse circular pe un ax central, pentru a permite interschimbarea acestora în
mod eficient.

35

Figura 4.2 1. Canalele de divizare

Zona 3 a liniei de ambalare este compusă din următoarele echipamente :
 Echipamentul de formare a baxurilor
 Echipamentul de etichetare a baxurilor
 Paletizor
Echipamentul de formare a baxurilor (Bundler), ilustrat în figura 4.22., are rolul de a
forma și a înfolia baxuri de câte șase sticle, dispuse câte trei sticle pe două rânduri. Intrarea în
echipament se face prin intermediul celor șase canale de divizare, astfel acesta este capabil să
proceseze concomitent două baxuri, unul format din primele trei canale de divizare, iar
celălalt folosind sticle provenite din următoarele trei canale.

36

Figura 4.2 2. Echipamentul de formare a baxurilor (Bundler)

Prima fază în acest proces o reprezintă selecția numărului de rânduri necesare formării
unui bax. Aceast ă selecție este realizată cu ajutorul unui sistem de pini metalici care separ ă
rândurile de sticle. Acești pini ies de sub nivelul conveiorului și se poziționează între sticle.
Pinii se retrag succesiv pentru a trimite câte două rânduri de sticle în faza de înfoliere a
baxurilor.
A doua fază din proces este reprezentată de înfolierea baxurilor. Aceasta se realizează
prin intermediul unității de înfoliere. Atunci când sticlele ajung în zona de înfoliere, un senzor
de dete cție trimite un semnal către servomotorul care acționează un sistem de role pentru a
aduce folia necesară. Lungimea de folie necesară fiecărui format de sticle este citită din rețet a
încărcată în program. Atunci când lungimea necesară de folie este retrasă din rola principală,
este acționat un cuțit pentru tăierea acesteia.
Cele șase sticle ce formează baxul sunt împachetate cu folia tăiată folosind un sistem
de ghidaje metalice mobile și un set de curele. Curelele țin folia pe ghidajele metalice, care o
înfășoară în jurul baxului de sticle.
Procesul descris mai sus este ilustrat în figura 4.23.

37

Figura 4.2 3. Procesul de selecție și înfoliere a baxurilor de sticle

Următoarea etapă în procesul de formare a baxurilor o reprezintă fixarea foliei pe
sticle. Aceasta este realizată prin trecerea sticlelor înfoliate printr -un cuptor cu aer cald, care
determină folia să se strângă pe sticle.
Echipamentul de etichetare a baxurilor (Sticker Pack), ilustrat în figura 4.24. are rolul
de a aplica etichete pe baxurile de sticle. Acesta este format din două capete de etichetare, câte
unul pentru fiecare bax, acestea venind din faza de înfoliere în perechi. Etichetele sunt dispuse
sub formă de role pe un ax rotativ. În dreptul acestuia există un senzor pentru a detecta
terminarea rolei de etichete. Etichetele circulă pe o serie de role și tamburi, astfel fiind aduse
în dreptul baxurilor pentru a fi aplicate prin intermediul unei piese speciale din plastic.

Figura 4.2 4. Echipamentul de etichetare a baxurilor (Sticker Pack)

38
Ultimul echipament regăsit în cadrul liniei de ambalare, ilustrat în figura 4.25., este
paletizorul. Rolul acestuia este de a prelua baxurile de sticle și de a forma paleți cu acestea.

Figura 4.2 5. Paletizorul

39
Baxurile intră în zona de paletizare în perechi prin intermediul unui conveior. Acestea
sunt mai întâi distanțate, după care trec în etapa de formare a rândurilor. Aici, în funcție de
rețeta înc ărcată în program, baxurile sunt aranjate astfel încât să formeze un strat de
dimensiunea unui palet. Această operațiune este realizată cu ajutorul unor pistoane de
împingere a baxurilor.
În faza următoare, un palet este adus din magazia de paleți adiacent ă paletizorului prin
intermediul acționarii unui conveior cu role și este poziționat în zona de primire a baxurilor.
Pe acesta se așează un carton despărțitor cu ajutorul unui braț robotic ce are în capăt o ventuză
cu vacuum.
Următoarea etapă este coborâre a stratului de baxuri format anterior pe palet prin
intermediul unui elevator .
Aceste etape se repetă până când un sistem de senzori detectează formarea completă a
paletului. Atunci, paletul este luat pentru a fi depozitat folosind un stivuitor, iar un nou palet
gol este adus din magazie și procesul se reia.

4.2. Rezervoarele de stocare a produsului
Produsul, șampon sau balsam, este stocat într -o serie de rezervoare, de unde este extras
cu ajutorul unor pompe amplasate pe conducta de ieșire din acestea. Rezervoarele în care este
stocat șamponul au capacitatea de șase tone, pe când cele pentru stocarea balsamului au
capacitatea de trei tone. Fiecare linie de ambalare este deservită de trei astfel de rezervoare.
Așadar, există un număr de nouă rezervoare p entru stocarea șamponului și trei pentru
stocarea balsamului.
Dispunerea rezervoarelor este realizată astfel încât căderea de presiune pe traseul de
conduct ă între acestea și echipamentul de umplere să fie minimă. Astfel, rezervoarele sunt
poziționate deas upra echipamentelor de umplere de pe fiecare linie, la nivelul mezaninului.
Modul acesta de dispunere oferă un control optim al presiunii produsului la intrarea în
echipamentul de umplere .
Conductele de ieșire ale rezervoarelor de șampon ce deservesc aceea și linie de
ambalare se conectează într -o conductă comună care coboară prin podeaua mezaninului și se
conectează la echipamentul de umplere.
Transferul șamponului către echipamentul de umplere se realizează cu o singură
pomp ă amplasată pe conducta comună.
Transferul balsamului către echipamentul de umplere este realizat cu ajutorul a trei
pompe, amplasate câte una pe fiecare conductă de ieșire a rezervoarelor de stocare. Acest
lucru este necesar deoarece vâscozitatea balsamului este foarte ridicată.
De-a lungul sistemului de conducte sunt dispuse o serie de electrovalve pentru
închiderea sau deschiderea diferitelor trasee.
Pentru a putea realiza spălarea și sanitizarea conductelor folosite pentru transferul
produsului, conexiuni de aer comprimat, ap ă purificată și abur sunt încorporate în sistemul de
conducte de la nivelul rezervoarelor.

40
Pe conducta de intrare în echipamentul de umplere regăsim următorii senzori :
 Senzor de presiune folosit în bucla de reglare pentru calculul comenzii
asupra pompei
 Senzor de temperatură folosit pentru a monitoriza valoarea acestui
parametru
 Senzor de presiune înaltă folosit pentru a opri transferul produsului în cazul
în care presiunea în sistem depășește o valoare limit ă
În figura 4.26. este ilustrat un ansamblu de rezervoare de stocare ce deservesc o
singură linie de ambalare și sistemul de conducte adiacent.

Figura 4.2 6. Dispunerea rezervoarelor de stocare a produsului la mezanin

4.3. Bulk Management System (BMS)
Bulk Management System, denumit în continuare BM S, reprezintă sistemul de
gestionare a produsului, șampon sau balsam, implementat în cadrul fabricii. Acesta este un
sistem automat care gestionează transportul produsului de la rezervoarele de stocare finale
către Filler la o presiune constantă predefinit a. De asemenea, o altă funcție importantă a BMS
este de a garanta îndeplinirea în orice moment a cerințelor de calitate pentru traseul fizic pe
care circulă produsul prin intermediul curățării instalației. Principalele componente ale
sistemului fizic de tr ansfer a produsului sunt reprezentate de conducte, valve, pompe și Filler.

41
Principiul de bază al funcționării sistemului poate fi definit astfel : în momentul în care
operatorul selectează o acțiune ce trebuie executată de către BMS, acesta preia controlul
asupra echipamentelor implicate în proces și începe o secvență corespunzătoare formată din
mai multe evenimente ce pot fi executate succesiv sau concomitent.
Acțiunile care pot fi pornite din ecranul HMI al zonei BMS depind de starea în care se
află Filler -ul :
1. Filler -ul este în modul Wash Out. Acțiunile care pot fi făcute în acest mod sunt
după cum urmează :
 Purge : Se face golirea conductelor și a Filler -ului cu aer comprimat,
produsul este trimis în conducta de evacuare
 Purge+Prime : Se face purja rea, după care conductele și Filler -ul se vor
umple cu noul produs ce urmează a fi ambalat
 Wash Out : Se spal ă conductele și Filler -ul cu apă și abur
 Wash Out+Prime : Se face spălarea, după care conductele și Filler -ul se
vor umple cu noul produs ce urmeaz ă a fi ambalat
 Sanit : Se face sanitizarea traseului prin încălzirea conductelor și Filler –
ului cu abur până la o temperatură de minim 82 grade Celsius și
menținerea în acest mod un anumit interval de timp
 Sanit+Prime : Se face sanitizarea, după care condu ctele și Filler -ul se
vor umple cu noul produs ce urmează a fi ambalat
2. Filler -ul este în modul Production. Acțiunile care pot fi făcute în acest mod sunt
după cum urmează :
 Production : Se începe descărcarea produsului din rezervor
 Purge în bottles : Se fa ce purjarea produsului de pe conducte și din
Filler în sticle
În cele ce urmează va fi realizată o descriere a fiecărei secvențe ce poate fi executată
de BMS în modul Wash Out :
1. Purge
În timpul acestei secvențe traseul comun de conducte și Filler -ul sunt golite de produs
cu ajutorul aerului comprimat. Secvența de Purge este executată înaintea fiecărei secvențe ce
poate fi selectată din modul Wash Out al Filler -ului.
2. Wash Out
În timpul acestei secvențe se introduce un șoc de temperatură în traseu. Temperatura
este crescută cu ajutorul aburului după care este scăzută prin introducerea apei. Ciclul se
repetă de două ori.
3. Sanit
În timpul acestei secvențe instalația este încălzită cu abur la o temperatură de minim
82 grade Celsius pentru o perioadă de t imp determinată.
4. Prime
În timpul acestei secvențe se realizează umplerea traseului comun de conducte cu noul
produs ce urmează a fi ambalat.

42
5. Proiectarea sistemului de control

5.1. Necesitatea automatizării
În prezent, balsamul este produs exclusiv pe l inia 4. Această linie, spre deosebire de
cele dedicate producției de șampon, nu este complet automatizată. A șadar , pentru funcționarea
liniei, este nevoie de un număr de zece operatori.
Astfel, pentru a putea crește productivitatea la nivel de fabrică și a micșora costurile de
producție, a apărut necesitatea dezvoltării unui proiect prin care producția de balsam de pe
linia 4 să fie automatiz ată complet .
Pentru realizarea acestui proiect este necesară reconfigurarea modului în care balsamul
este transferat către echipamentul de umplere. Această modificare presupune înlocuirea
traseului existent între rezervoarele de stocare a balsamului și echipamentul de umplere de la
linia de producție 4 cu un traseu nou .
Este necesar ca transferul balsamului către echipament ul de umplere să se realizeze în
mod complet automatizat. De asemenea, trebuie realizată integrarea acestuia în sistemul
automat de gestiune al produsului existent.
Pentru a putea ambala balsamul folosind noul traseu, este necesară respectarea
condițiilor de calitate și microbiologie existente în fabrică. Astfel, între diferitele tipuri de
balsam, este necesară existența posibilității de a spăla și sanitiza traseul de conducte prin care
acesta va circula.
De asemenea, pentru a micșora cantitatea d e balsam pierdută în urma spălării traseului
de conductă, trebuie să existe posibilitatea ambalării produsului rămas în instalație în urma
golirii rezervorului de stocare. Datorită poziționării, pompa cu care se realizează extracția
balsamului din rezervor nu poate fi folosită pentru a executa această sarcină.
Echipamentul de umplere necesită un debit constant al produsului pentru a putea
realiza umplerea corectă a sticlelor . Așadar, este necesară men ținerea debitului balsamului la
o valoare constantă în si stem.
Având în vedere cele menționate mai sus, au fost definite următoarele cerințe de
proiectare a sistemului de control :
 Transferul balsamului din rezervoarele de stocare către echipamentul de
umplere se face în mod automat
 Controlul transferului se rea lizează de la calculatorul de linie de către
operator prin intermediul sistemului de gestiune a produsului
 Traseul de conducte prin care se realizează transferul balsamului către
echipamentul de umplere poate fi spălat și sanitizat la schimbarea tipului de
balsam produs
 Balsamul rămas în conduct ă în urma golirii rezervorului de stocare poate fi
ambalat în sticle
 Debitul balsamului în sistem este menținut la o referință constantă

43
5.2. Soluția de automatizare propusă
În contextul cerințelor de proiectare impuse, următoarele paragrafe ilustrează soluția
de automatizare propusă pentru realizarea proiectului dorit și modalitatea în care aceast a
răspunde cerințelor enumerate în subcapitolul anterior.
Pentru a putea interconecta rezervoarele de stocare a balsam ului cu echipament ul de
umplere aflate în componența liniei de producție 4, va fi montată o conductă de inox cu
diametrul interior de 100 mm, sau DN100 conform standardului european de dimensiuni
pentru conducte, cu o lungime de 45 m .
Extragerea balsamului din rezervoarele de stocare va fi realizată cu pompele existente
la ieșirea fiecăruia. În cadrul buclei de control, pompele au fost alese ca elemente de execuție.
Comanda calculată de regulatorul automat va fi aplicată asupra pompelor pentru a
putea menți ne debitul balsamului în sistemul de conducte la o valoare de referință.
Pentru a realiza transferul balsamului către echipament ul de umplere în mod automat,
o serie de el ectrovalve au fost instalate pe conducte pentru a avea posibilitatea de închidere și
deschidere a diferitelor porțiuni din traseu în funcție de necesitate. Acestea sunt controlate în
integralitate prin intermediul sistemului automat de gestiune a produsului.
Necesitatea de spălare și sanitizare a conductei de transfer a fost adresată prin
înțeparea acesteia cu conexiuni de ap ă purificată, abur și aer comprimat. Utilizând aceste
conexiuni, vor fi implementate în cadrul BMS secvențe automate pentru spălare și sanitizare.
Pentru a micșora timpul în care se realizează aceste secvențe, spălările și sanitiz ările se vor
realiza pe porțiuni izolate între ele, folosind mai multe seturi de con exiuni de utilități
amplasate de -a lungul conductei de transfer.
Ambalarea în sticle a balsamului rămas în traseul de conducte în urma golirii
rezervoarelor va fi realizată cu ajutorul unui sistem de piguire a conductei de transfer. Pentru
implementarea acestuia, de -a lungul conductei vor fi amplasate opritoare și detectoare de pig,
precum și con exiuni de aer comprimat pentru a împinge pig -ul în conductă. De asem enea,
electrovalvele existente pe conducta comună vor fi din familia valvelor cu bilă, pentru a putea
fi tranzitate de pig. Pentru depozitarea și lansarea pig -ului, conduct a va fi prelungită iar în
capătul acesteia va fi amplasat un lansator de pig.
Parame trul de proces esențial a fi controlat în timpul producției îl reprezintă debitul
balsamului în instalație. Debitul necesar pentru ca umplerea în sticle a balsamului să fie
realizată corect de către echipamentul de umplere variază în funcție de caracteristicile fiecărui
sortiment de balsam (densitate, vâscozitate).
Debitul în instalație este citit la intrarea în echipament ul de umplere folosind un
traducto r de presiune Endress -Hauser PMC71 prevăzut cu un bloc de conversie pentru
transformarea valorii de presiune în debit.
Valorile citite de traducto r sunt transmise către PLC -ul de la linia 4, unde pe baza
algoritmului de reglare este ca lculată comanda pentru pompa de la rezervorul de stocare aflat
în producție.

44
Pentru reglarea debitului în instalație am adoptat o schemă de reglare în buclă închisă.
Modelul procesului va avea o funcție de transfer de ordinul I. Regulatorul ce va fi
implementat este de tip RST cu obiective independente în urmărire și reglare. Modelele de
proces și regulatoarele vor fi calculate pentru fiecare din cele trei linii de producție. Schema
de reglare este ilustrată în figura 5. 1.

Figura 5. 1. Schema de reglare cu regulator RST cu obiective independente

5.3. Calculul modelului de proces
Modelul liniarizat al procesului de curgere al unui fluid în conducte este caracterizat
prin următoarea relație :

(5.1.)
, unde reprezintă constant a de curgere a fluidului în conductă , reprezintă volumul
conductei și reprezintă debitul de curgere a fluidului în regim staționar.
Funcția de transfer de ordinul I pentru procesul de curgere în conducte este :

(5.2.)
Factorul de amplificare și constanta de timp sunt date de relațiile :

(5.3.)

(5.4.)
Pentru modelarea procesului de curgere a balsamului în sistemul de conducte,
considerăm următoarele mărimi :
 Lungimea conductei
 Diametrul conductei
 Viteza de umplere a sticlelor

 Volumul unei sticle de balsam
 Constanta de curgere a balsamului

u r +
–

+ v

T
R y

45
Secțiunea conductei este :

(5.5.)
Volumul conductei este :
(5.6.)
Debitul de curgere a balsamului în conduct ă este :

(5.7.)
Constanta de timp a procesului de curgere a balsamului în conduct ă este :

(5.8.)
Așadar, modelul procesului este caracterizat prin următoarea funcție de transfer :

(5.9.)
Ieșirea traductorului folosit în proces este modulat ă în tensiune cu valori în intervalul
[0 – 5 V]. Plaja de valori măsurate de acesta o reprezintă intervalul [0 – 10 ].
Așadar, factorul de amplificare introdus de traductor este :

(5.10.)
Pompa folosită ca element de execuție este comandat ă în tensiune cu valori în
intervalul [0 – 10 V]. Debitul balsamului la ieșirea acesteia poate lua valori în intervalul
[0 – 10 ].
Așadar, factorul de amplificare introdus de elementul de execuție este :

(5.11.)
Funcția de transfer a părții fixate a proce sului este următoarea :

(5.12.)
Considerând constant a de timp a procesului am ales perioada de
eșantionare .
Modelul discretizat al părții fixate este :

(5.13.)

46
5.4. Proiectarea regulatorului și rezultate in simulare
Pentru calculul regulatorului RST cu obiective independente în urmărire și reglare am
folosit programul WinReg.
Performanțele impuse la urmărire sunt ilustrate în figura 5. 2. :
 Suprareglaj factorul de amortizare este 0,9
 Timp de r ăspuns

Figura 5. 2. Performanțele impuse la urmărire
Performanțele impuse la reglare sunt ilustrate în figura 5. 3. :
 Suprareglaj factorul de amortizare este 0,7
 Timp de r ăspuns

Figura 5. 3. Performanțele impuse la reglare

47
Polinoamele regulatorului RST obținut sunt următoarele :
(5.14.)
(5.15.)
(5.16.)
Coeficienții polinoamelor regulatorului RST calculat sunt ilustrați în figura 5. 4.

Figura 5. 4. Coeficienții polinoamelor regulatorului RST
Sistemul de reglare automată implementat pentru controlul debitului de balsam în
instalație este reprezentat în figura 5. 5.

Figura 5. 5. Sistemul de reglare automată a debitului în instalație
Rezervor
de
stocare
balsam
Echipament
de umplere F
D EE
T
FRC

48
Rezultatele obținute în simularea comportamentului sistemului de reglare la o intrare
de tip treaptă și o perturbație cu valoarea de 5% precum și comanda aplicată asupra
elementului de execuție pot fi observate în figura 5. 6.

Figura 5. 6. Comportamentul sistemului la intrare treaptă și perturbație

49
5.5. Analiza de robustețe
Datorită neliniarităților introd use în sistem de către traductor dar și a incertitudinilor
de modelare, am considerat necesară efectuarea unei analize d e robustețe asupra regulatorului
RST proiectat anterior .
În urma analizei de robustețe rulată în programul WinReg, au rezultat următoarele
valori ale marginilor de stabilitate pentru sistemul de reglare proiectat, ilustrate în figura 5. 7.
 Marginea de amplitudine
 Marginea de faz ă
 Marginea de întârziere
 Marginea de modul

Figura 5. 7. Valorile marginilor de stabilitate ale sistemului de reglare

Pentru robustețea sistemului, marginea de stabilitate de interes este marginea de
modul. Aceasta reprezintă distanța minimă între hodograful sistemului și punctul critic al lui
Nyquist.
Cu cât marginea de modul este mai mare, cu atât sistemul nostru este mai robust.
Așadar, pentru a p utea avea o rezervă de robustețe bună pentru regulatorul proiectat, impunem
ca marginea de modul să fie .
Cunoaștem faptul că marginea de modul este egală cu inversul maximului modulului
funcției de sensibilitate perturba ție-iesire a siste mului :
(5.17.)

50
Așadar, diminuarea valorii maximale a funcției de sensibilitate conduce la
creșterea marginii de modul și implicit a robusteții sistemului. Astfel, este necesară o analiză a
acestei funcții de sensibilitate reprezentată grafic în figura 5. 8.

Figura 5. 8. Reprezentarea grafică a funcției de sensibilitate perturba ție-iesire

Se poate observa că se afl ă în zon a de frecvențe înalte.
Pentru a -i micșora valoarea, vom impune a priori polinomul în structura
polinomului R de forma :
(5.18.)
În continuare, polinomul R va avea forma :
(5.19.)
Specificarea polinomului auxiliar în programul WinReg este ilustrată în
figura 5. 9.

51

Figura 5. 9. Int roducerea polinomului auxiliar în structura lui R

O nouă analiză a robusteții în urma introducerii polinomului auxiliar arată că marginea
de modul este conform cerințelor de robustețe impuse , având valoarea
, după cum se poate observa în figura 5.1 0.

Figura 5.1 0. Valorile modificate ale marginilor de stabilitate pentru sistemul de reglare

52
Modificarea valorii marginii de modul se poate observa și în graficul funcției de
sensibilitate perturba ție-ieșire din figura 5.1 1., modificată în urma introducerii polinomului
.

Figura 5.1 1. Reprezentarea grafică a funcției de sensibilitate perturba ție-ieșire
modificată prin introducerea polinomului

Astfel, regulatorul RST robust cu obiective independente în urmărire și reglare ce
acomodează procesul de îmbuteliere este descris de următoarele polinoame :
(5.20.)
(5.21.)
(5.22.)
Regulatorul îndeplinește atât obiectivele de urmărire și reglare impuse cât și cele
referitoare la robustețea acestuia.

53
6. Concluzii

În cadrul Fabricii de Cosmetice Procter&Gamble Urlați, creșterea productivității
reprezintă un obiectiv important în strategia de operare actuală. Pentru a putea realiza acest
țel, un proiect de amploare a fost demarat pentru a automatiza ambalarea st iclelor cu balsam
de pe linia 4 . Motivația acestui proiect o reprezintă gradul de automatizare scăzut al liniei 4
care atrage cu sine costuri mai mari de operare în comparație cu celelalte linii ce se afl ă la un
grad ridicat de automatizare.
Proiectul a ne cesitat o analiz ă detaliată a cerințelor de proiectare în urma căreia au fost
stabilite o serie de obiective ce se doresc a fi atinse la finalul implementării soluției
tehnologice de automatizare.
Pentru transferul automat al balsamului din rezervoarele de stocare către lini a de
ambalare a fost proiectat un sistem complex de conducte alături de echipamentele și
instrumentația necesare pentru automatizarea procesului. Astfel, a fost necesară includerea în
sistem a unui număr de treizeci de electrovalve, un s enzor de presiune, un senzor de
temperatură și un senzor pentru detecția pig -ului în conductă.
Procesul de umplere a sticlelor cu balsam necesită un control eficient al debitului de
produs în instalație pentru a putea fi realizat în mod corect. Așadar, ale gerea performanțelor
sistemului de reglare a fost efectuată în strânsă colaborare cu tehnologii de proces din fabrică.
Datorită perturbațiilor ce pot să apară în timpul procesului de ambalare datorate uzurii
elementelor mecanice prezente în sistemul de tra nsfer al balsamului către echipamentul de
umplere, am ales implementarea unui regulator discret de tip RST cu obiective independente
în urmărire și reglare. Astfel, rejecția perturbațiilor poate fi realizată într -un timp mai scurt
comparativ cu reglarea la schimbarea referinței.
Primul pas în proiectarea sistemului de reglare automată a fost determinarea unui
model matematic pentru procesul de curgere a balsamului în conductă. După obținerea
acestuia, conform cerințelor de performa ță impuse asupra sistemulu i am sintetizat un regulator
corespunzător pentru controlul debitului în instalație. Performa nțele sistemului de reglare au
fost verificate în simulare folosind regulatorul proiectat. Neliniaritățile introduse de
elementele de execuție și de traductoarele existente în sistem precum și incertitudinile de
modelare au impus realizarea unei analize de robustețe asupra regulatorului. Pentru a asigura
în procesul real performanțele obținute în simulare folosind un model al procesului, marginea
de robustețe a fost îmbunătățită prin recalcularea regulatorului inițial adăugând un polinom
auxiliar în structura polinomului R. Astfel a fost obținut un regulator robust potrivit pentru a
regla procesul real de îmbuteliere a balsamului în sticle având performanțele dorite.
Testarea preliminară a soluției de automatizare a fost realizată prin crearea unei
conexiuni temporare între rezervoarele de stocare și echipamentul de umplere de la linia 4.
Testul a fost un succes, reglarea debitului făcându -se conform cerințelor de per formanță ale
procesului, astfel obținând ambalarea corectă în sticle a unei cantități de trei tone de balsam.
Următorul pas în cadrul proiectului îl reprezintă construcția sistemului de transfer între
rezervoarele de stocare a balsamului și linia de producție. La finalizarea construcției, soluția
de automatizare proiectată în cadrul acestei lucrări va fi implementată și validat ă în cadrul
testelor de integrare , urmând a fi folosită permanent pentru ambalarea balsamului în fabric a de
la Urlați.

54
9. Bibliografie

Popescu D., Ștefănoiu D., Lupu C., Petrescu C., Ciubotaru B., Dimon C. 2006.
Automatică Industrială . Ed. Agir, București
Dumitrache I. 2010. Ingineria regl ării automate . Ed. Politehnica Press, București
Anton F . 201 2. Curs Automate Programabile și Microprogramare . București
Rockwell Automation. 2008. ControlLogix Controllers User Manual . Statele Unite ale
Americii
Rockwell Automation. 2009. FactoryTalk View User’s Guide . Statele Unite ale
Americii