Profesor doctor inginer Dorin Popescu Iulie 2017 CRAIOVA Conducerea cu Automatul Programabil Mitsubishi a unor sisteme mecatronice din cadrul FMS-200… [311745]

[anonimizat] 2017

CRAIOVA

Conducerea cu Automatul Programabil Mitsubishi a unor sisteme mecatronice din cadrul FMS-200

Alexandra-Mihaela Ilie

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC

Profesor doctor inginer Dorin Popescu

Iulie 2017

[anonimizat], student: [anonimizat], Calculatoare și Electronică a [anonimizat], [anonimizat]:

cu titlul Conducerea cu Automatul Programabil Mitsubishi a unor sisteme mecatronice din cadrul FMS-200,

[anonimizat] 2017.

[anonimizat]:

reproducerea exactă a [anonimizat]-o [anonimizat]-o [anonimizat],

[anonimizat], [anonimizat] a unor aplicații realizate de alți autori fără menționarea corectă a [anonimizat] a [anonimizat].

Pentru evitarea acestor situații neplăcute se recomandă:

plasarea între ghilimele a citatelor directe și indicarea referinței într-o [anonimizat] a [anonimizat] a sursei originale de la care s-a [anonimizat] s-[anonimizat], figuri, imagini, statistici, [anonimizat], a căror paternitate este unanim cunoscută și acceptată.

Data, Semnătura candidat: [anonimizat],

PROIECTUL DE DIPLOMĂ

REFERATUL CONDUCĂTORULUI ȘTIINȚIFIC

În urma analizei lucrării candidat: [anonimizat]:

[anonimizat]:

Data, [anonimizat]. Rezumatul proiectului are menirea de a da potențialilor cititori o imagine succintă a temei abordate și a motivației alegerii acesteia, a [anonimizat] a tehnologiilor utilizate, a problemelor întâlnite pe parcursul realizării acesteia și modul de soluționare al acestora. [anonimizat].

Termenii cheie: [autorul va enumera aici cuvintele cheie ale lucrării].

MULȚUMIRI

În această secțiune opțională (în eng., Acknowledgements), autorul are ocazia de a face o declarație de recunoștință față de oricine (conducătorul științific/alte persoane apropiate autorului/instituții/organizații/et caetera) a susținut sau a contribuit la realizarea lucrării sale.

CUPRINSUL

LISTA FIGURILOR

Figura 1. Selectarea prin click dreapta a opțiunii „Update field” 5

Figura 2. Actualizarea întregului tabel 5

LISTA TABELELOR

Tabelul 1. Nume de utilizatori și valorile rezumat ale parolelor acestora 5

Introducere

Sistemele moderne ,tehnologiile și solutile de fabricație au cunoscut de-a lungul istoriei o evoluție și o perfecționare continuă ,în paralel cu dezvoltarea nivelului de cunoștere ,a cerințelor pieței și a conjucturilor socio-economice.

De la fabricația manufacturială ,unde oamenii făceau produse unicat s-a ajuns în prezent să avem mai multe produse de serie, fabricandu-se la minut sute de produse, produsele unicat fiind acum considerate speciale și căutate de oamenii iubitori de tradiția și frumosul produsului realizat de mâna umană ,nu de sistemele mecatronice.

După cum am spus mai sus , produsele serie sunt realizate cu ajutorul sistemelor mecatronice cum ar fii sisteme flexibile de fabricație, roboți manipulatori , automate programabile, benzi trasportoare ,etc. Un protocol bine stabilit relealizeaza produsele după ce au trecut de partea de programare cu ajutorul automatelor programabile ,dar nu numai , apoi se realizează teste de calitate pe produsele asamblate sau fabricate , iar după ce se constată că produsul e de calitate abea atunci iese din fabrică și este dat spre vânzare.

Din perspectiva faptului că industria este într-o continuă dezvoltare și se caută posibilități pentru a se automatiză cât mai mute firme și domenii, dar și din prinzma faptului că am avut ocazia să învăț încă din timpul faptultati prin cursuri și proiecte în acest domeniu larg de automatizare, am prins drag de acesta și am început să fiu interesată să cunosc cât mai multe despre sistemele flexibile de fabricație și programarea automatelor programabile.

Datorită acestui interes pentru automatele programabile în special am ales că lucrare de diplomă stațile cu mesele rotative din cadrul Sistemului flexibil de fabricație SMC FMS-200.Scopul acestei lucrări este să realizez sortarea unor piese pentru un produs final prin programarea mai întâi pe hârtie a unei Diagrame Graffcet iar apoi prin introducerea ecuațiilor graffcetului în Diagramă Ledder.

În lucrarea curentă am încercat să creez câteva aplicații pentru sortarea pieselor de pe mesele rotative pentru a demonstra că automatele programabile oferă o gama largă din perspectiva de de programare pentru diverse stați mecatronice sau de ce nu pentru roboții manipulatori.

2 DESCRIEREA Sistemului flexibil de asamblare SMC FMS-200

Sistemul FMS-200 este un sistem complex, didactic, modular și flexibil, dezvoltat pentru o pregătire integrală în automatizări industriale. Tehnologiile integrate ale procesului de asamblare cu mai multe variante, permit utilizatorului să își dezvolte abilitățile profesionale cerute de industria automatizată.

Mobilitatea elementelor permite o utilizare variabilă.Astfel, întregul sistem poate fi adaptat la nevoile diferite ale companiilor sau instituțiilor de formare.

Sistemul include o serie întreagă de operațiuni de alimentare , de manipulare,verificare și de încărcare efectuate permițând dezvoltarea de abilități diferite asociate automatizărilor pneumatice, electropneumatice, electrice, robotice și de manipulare, tehnologii de programare și PLC, comunicații industriale, supraveghere, controlul calității și diagnosticarea și repararea defecțiunilor. De asemenea, permite studierea unei game largi de tipuri de senzori:

– Senzori magnetici.

– Senzori inductivi.

– Senzori fotoelectrici.

– Senzori de citire

– Senzori fotochromatici.

– Senzori capacitivi.

– Encodere lineare.

Pentru a oferi sistemului o mai mare flexibilitate,adaptăm diferitele stații la o largă varietate de ansambluri, prin introducerea variațiilor de materialele, culorile și dimensiuni. Combinarea a tuturor acestor posibilități înseamnă că un număr total de 24 de ansambluri diferite ce pot fi obținute permițând utilizarea strategiilor de management al producției.

Părțile sunt transportate între diferitele stații sau dispozitive printr-o linie automată de transfer de 4 metri, cu dopuri corespunzătoare și dispozitive de poziționare. Părțile sunt montate pe paleți cu sistem de codificare magnetică.

Stațiile funcționează fie independent de sistemul de transport, fie integrate în acesta. Stațiile sunt situate în jurul transferului și pot fi retrase pentru a fi repoziționate într-o altă ordine, mutate pentru viitoarele extensii sau lucrează într-un mod complet independent și autosuficient.

Fiecare stație dispune de un panou electric propriu, în care sistemul de cablare și automatul programabil sunt pe deplin vizibile pentru studiu, în timp ce elementele noi pot fi montate pe panou, dacă se dorește. Acest panou electric de comandă poate fi realizat în întregime independent de fiecare stație pentru a fi utilizat în programarea automatului programabil. Se mai pot construii și proiecta propriile controale cu automate programabile diferite și să fie integrate în stație, dezvoltându-se astfel o serie de competențe preconizate în ciclurile de instruire pentru acele persoane care formează grupul țintă.

Partea exterioară a fiecărei stații încorporează butoanele de pornire, oprire , ciclu automat/ manual și resetare. Sistemul este modular și poate fi extins, permițând încorporarea a altor stații de procesare în funcție de nevoile utilizatorilor.

Stațiile sunt montate pe secțiuni din aluminiu, formând mese cu o suprafață mare pentru a permite efctuarea de modificări sau extensii aduse stației.

Procesul de asamblare este după cum urmează:

Amplasare A: Corpul de alimentare pe care sunt asamblate celelalte părți. (FMS-201)

Amplasare B: Alegerea și poziționarea rulmentul. (FMS-202)

Amplasare C: Rulmenți de presare hidraulică(FMS-203)

Amplasare D: Alegerea și plasaarea capacul(FMS-204)

Amplasare F: Montarea șuruburilor(FMS-205)

Amplasare G: Robotizare șurub de conducere(FMS-206)

Amplasare H: Descărcarea, depozitarea și paletizarea ansamblului final(FMS-207)

Există două forme alternative de transferare a produsului final, care este asamblat în diferitele stații:

-cu ajutorul unei banzi transportoare bidirecțională de 4 metri lungime care permite atașarea de până la 8 stații de lucru

– folosind benzi transportoare modulare (în această opțiune fiecare dintre stațiile include o secțiune de transfer). Această versiune permite utilizatorului să creeze o configurație complet cu 10 stațiile de lucru disponibile la acel moment sau pentru a adaugă opțiuni în funcție de necesități.

3.1. Stațiile cu mesele rotative

Acest subcapitol este dedicate stațiilor cu mesele rotative unde fac o scurta descriere a modului lor de funcționare si a componentelor acestora.

3.1.1 FMS-204: Ax de selectare / aprovizionare

În aceată stație se derulează procesul necesar pentru a introduce un ax în rulmentul montat la o stație anterioară.Această stație reprezintă o creștere a flexibilității prin faptul că permite varietatea în ansambluri puse împreună, capabile să se potriveascacu axuri de diferite materiale(aluminiu sau plastic).

Existența acestor variante înseamnă că operațiunile suplimentare de verificare a tipului de material și de extracție care nu sunt din materialul dorit sunt adăugate la operațiile normale de alimentare, manipulare și introducere

Diferitele operații efectuate în această stație sunt distribuite în jurul unui disc rotativ cu 8 puncte de staționare și implică o creștere a complexității postului, ceea ce înseamnă că structura să ajută foarte mult la economisirea de spațiu și de asemenea toate operațiile pot fi executate simultan pentru a optimiza procesul.

Operațiunile succesive sunt realizate la aceste stație dupa cum urmeaza

1.Masă rotativă

2.Alimentare ax

3.Măsurarea înălțimii axului

4. Poziționarea și orientarea corectă a axului

5.Detectarea materialelor

6.Îndepărtarea axului incorrect

Fig. Sistemul FMS-204 vedere generală

1.Masă rotativă

Acest element este folosit ca un sistem alternativ al mișcări de rotație, în sensul că fiecare mișcare mută placă cu un număr de grade egal cu circumferința împărțit la numărul de poziții definite. Pentru a realiza acest efect, sistemul încorporează un cilindru pneumatic de împingere cu mișcare înainte și înapoi, oferind avansul unghiular necesar.

Există și alți doi cilindri de oprire care funcționează alternativ, o mișcare care ține placa în timpul întoarcerii și un alt cilindru fix care blochează placa în poziție când mișcarea a încetat. În acest fel, placa este menținută ferm, iar cilindrul de împingere poate reveni la poziția sa inițială să aștepte un nou ciclu.

Date tehnice :

Tavă din aluminiu profilată, 900 x 540 mm. Înălțime 900 mm.

2.Alimentare ax

Axurile sunt depozitate într-un alimentator de tip gravitațional prin intermediul unui sistem de alimentare pas cu pas care implică doi cilindri pneumatici. Acești cilindri se află într-o poziție contragreutate permanent, astfel încât în timp ce cel inferior eliberează axul următor de la alimentator, cel superior susține restul în poziție.

Date tehnice

Capacitatea magazinului: 17 arbori.

Servomotoare:

– 2 cilindri cu dublă acțiune Ø10, Înălțime: 10mm (CD85N10-10B). Controlat de o distribuitor monostabilă 5/2.

Fig

3.Măsurarea înălțimii axului

Axul nu este simetric și, prin urmare, trebuie montat pe ansamblul într-o anumită poziție. Acesta este măsurat pentru a verifică dacă acesta a fost introdus corect. Un cilindru pneumatic echipat cu un detector magnetic înregistrează dacă se face contactul cu axul în timpul deșurubării sau dacă cilindrul este capabil să ajungă la capătul cursei, dacă axul nu este în locul său corespunzător.

Date tehnice

Servomotoare:

– cilindru cu acționare dublă Ø12, Înălțime: 50mm (CD85N12-50A), cu regulatoare de debit și detector de poziție finală. Controlat de o distribuitor monostabilă 5/2 .

Senzori:

– Senzor magnetic tip citire (D-A73L).

4. Poziționarea si orientarea corecta a axului

În cazul în care cea de a două stație de pe masă rotativă determina că axul a fost plasat cu susul în jos, un manipulator are sarcina de a roții piese în poziția corectă. Acest lucru se realizează prin menținerea axului într-un gripper cu două degete, ridicându-l printr-un cilindru tijă paralel, apoi rotindu-l cu ajutorul unui dispozitiv de acționare rotativ 180ș și înlocuindu-l în poziția corectă în carcasă.

Date tehnice:

Servomotoare:

– Dispozitiv de prindere dublu cu acționare dublă (MHK2-16D). Controlat de o distribuitor monostabilă 5/2 .

– Axă verticală: Cilindrul cu tija paralelă cu acționare dublă Ø15, Înălțime: 50mm (CXSM15-50), cu regulatoare de debit și cu detector de poziție inițială. Controlat de o distribuitor monostabilă 5/2.

– Actuator rotativ: dublu acționare max = 180ș (MSUB3-180S), cu regulatoare de flux. Controlat de o distribuitor monostabilă cu unghi 5/2.

Senzori:

– Senzori magnetici de tip citire (D-Z73L). Ansamblul de detectare a materialului axului.

5.Detectarea materialelor

Următoarea operație la această stație se realizează utilizând două stații consecutive de pe masă rotativă.

Scopul este acela de a determina materialul de care este fabricat axul, fiind necesar să se facă distincția între aluminiu și plastic. Acest lucru este realizat de senzori inductivi(dm) și capacitivi(dp) montați la stațiile a treia și a patra de pe masă rotativă care permit diferențierea celor două tipuri de materiale.

Date tehnice:

Senzori:

– Senzor inductiv: OMRON E2EG-X5B1.

– Senzor capacitiv: OMRON E2K-C25MF1

6. Îndepărtarea axului incorect

Această stație îndeplinește potențialul de a lucra la un nivel superior de gestionare a celulelor, făcând o alegere a materialului axului care urmează să fie utilizat pentru diversele ansambluri. Această înseamnă că este necesar că un element să respingă axului dacă acesta nu este de tipul indicat, o operație efectuată la cea de-a cincea stație a mesei rotative și care implică un manipulator care îndepărtează axul de pe masă rotativă după primirea comenzii corespunzătoare.

Acest element este că un manipulator cu două axe, la capătul extrem, care este o ventuză pentru a ține partea superioară a axului. Fiecare axa cuprinde un cilindru pneumatic cu tijă paralelă utilizat pentru a ridică arborele și pentru a-l duce la o rampă de îndepărtare.

Axul este menținut prin tehnică de vacuum constând dintr-o cupa de aspirare, ejector pentru a creea vidul necesar și un comutator de vid care trimite un semnal către automatul programabil pentru a indică faptul că axul este fixat bine.

Date tehnice:

Servomotoare:

– Axă orizontală: Dublu cilindru paralel cu tija Ø15, Înalțime: 100mm (CXSM15-100), cu regulatoare de debit și cu detector de poziție inițială. Controlat de distribuitor bistabilă 5/2.

– Axa verticală: Cilindrul cu tija paralelă cu acționare dublă Ø10, Înaltime: 50mm (CXSM10-50), cu regulatoare de debit și cu detector de poziție inițială. Controlat de un distribuitor monostabilă 5/2.

– Brațul de reținere: ventuză Ø8 (ZPT08UN-B5), cu ejector de generare a vidului (ZU05S). Controlat de un distribuitor monostabilă 3/2 .

Senzori:

– Detectoare magnetice de tip reed (D-Z73L).

– Comutator vid de ieșire PNP (PS-1100-R06L).

7.Introducerea axului în ansamblul

Introducerea axului, efectuată la ultima stație de pe masă rotativă, este realizată de un manipulator de tip rotativ. Acesta este un cilindru rotativ-liniar care face posibilă că o singură componentă să preia arborele, să o ducă în punctul de descărcare și să o introducă.

Cilindrul oferă posibilitatea de a controla în mod independent instruirea și distrugerea tijei, precum și de a se deplasa spre stânga sau spre dreapta. Acest cilindru care se rotește cu un braț prevăzut cu o ventuză utilizată pentru a menține arborele pe tot parcursul mișcării. Că și în cazul celorlalți manipulatori care utilizează tehnică de vid, pentru cilindru sunt prevăzuți un ejector și un comutator de vid.

Dat fiind faptul că operațiunea de introducere a axului în ansamblu solicită o anumită precizie a paletului care susține componentele și apoi este așezat pe curea, după ce a fost reținut de un cilindru de oprire este ridicat de un cilindru suplimentar care încorporează știfturile de centrare pentru poziționarea corectă.

Panoul electric

Panou electric de control:

– Montat cu ajutorul unei rețele de 550 x 400 mm.

– Placă terminală accesibilă cu conexiuni de alimentare și intrări / ieșiri codate.

– Întrerupător termic de suprasarcină încorporat.

– Stație I / O: 20 intrări, 16 ieșiri.

– Sursă de alimentare: 24V / 60W.

– controlul Automatului programabil:

– Unitatea central de prelucrare

-Cartelă de comunicație pentru conexiunea la rețea a automatului programabil

3.1.2. FMS-205: Selectarea / furnizarea capacului

Aceasta statie are rolul de a manevra, selecta si pozitiona capacele dintr-un ansamblu. Structura are baza in jurul unei disc rotativ cu 8 puncte in care pot fi pozitionate piesele. Aceasta metoda este folosita deoarece ajuta foarte mult la economisirea de spatiu si de asemenea toate operatiile pot fi executate simultan pentru a optimiza procesul.

Există 6 tipuri diferite de capace: în funcție de material (aluminiu sau plastic), culoare (lumina sau închis) și înălțimea (mare sau mică). Această varietate oferă stația mai multe opțiuni didactice datorită unui întreg serii de operațiuni de verificare și de măsurare, care sunt efectuate. Diferitele operații întreprinse în această stație sunt distribuite în jurul unei mese rotative.

Operațiunile succesive sunt realizate la aceste stație dupa cum urmeaza:

1.Masa rotativa

2. Stație de alimentare capac

3. Stație de încărcare

4. Stații de detectare a materialelor

5. Stație de măsurare a capacului

6.Indepărtarea capacului incorect

7.Introducerea capacului în ansamblul

1.Masa rotativa

Plăcuța indicatoare de 8 stații care se deplasează pentru a efectua schimbul de părți între diferitele stații. Aceasta component se roteste pentru a interschimba pozitia pieselor intre diferitele component alea statiei. Este acționata de două cilindri, un opritor fix și unul care se mișcă, împreună cu un cilindru de împingere care produce mișcarea de rotire.

Date tehnice:

Actuatoare: Cilindru de impingere Ø25, grosime:100mm, compact si cu dubla actiune, cu regulator de debit si detector de pozitie initiala. Controlata de o valve monostabila 5/2.

Opriri: Doi cilindri compacti Ø16, grosime:100mm. Controlata de o valva monostabila 5/2 cu ventil electromagnetic.

Senzori: Detector magnetic (D-A73CL)

2. Stație de alimentare capac

Un alimentator gravitațional este utilizat pentru a stoca și alimenta capacele. Acesta este operat de un împingător acționat de un cilindru pneumatic și care realizează procesul de extracție a pieselor.

Date tehnice:

Capacitate: 19 capace.

Actuatori: Cilindru cu dubla actiune Ø16, grosime: 100mm, cu regulator de debit si detector de pozitie finala. Controlat de o valva monostabila 5/2

Senzori: Detector magnetic, microswitch OMRON V-166-1C5

3.Stație de încărcare

Fluxul de material descris mai sus furnizează capacele care vor fi montate mai târziu pe ansamblul care se află pe palet. În primul rând, însă, trebuie să fie încărcate pe masa rotativa.

Acest lucru este realizat de un manipulator care cuprinde un cilindru rotativ-linear, care ridică și apoi rotește un braț prevăzut cu un gripper cu două degete cu deschidere paralelă ce preia piesa si apoi o roteste cu turnul de 180 ° si părăsește gripperul în punctul exact de descărcare a capacului de la prima stație de pe masa rotativa.

Date tehnice:

Actuatori: Cilindru cu miscare liniara si rotativa Ø32, grosime 25mm, cu regulator de debit si detector de capat de cursa pentru miscarea liniara si detectie de la 0ș la 180ș pentru miscarea rotativa. Controlat de doua valve monostabile 5/2 cu ventil electromagnetic.

Brat de sustinere: Gripper pneumatic cu doua degete cu deschidere paralela.

Senzori: Detector magnetic (D-A73CL)

4. Stații de detectare a materialelor

După cum este descris mai sus, această stație oferă posibilitatea de a lucra cu aluminiu, plastic alb și, respectiv, plastic negru

4.1. Detectia de aluminiu

Pentru a diferenția primul dintre aceste tipuri, cea de-a doua stație de pe masa rotativa este echipată cu un senzor inductiv care furnizează un semnal către PLC numai dacă capacul prezent pe masa este din aluminiu.

4.2. Detectia de plastic

Detectarea capacelor de plastic necesită utilizarea unui alt tip de senzor, în acest sens avem senzorul capacitiv, care furnizează un semnal când partea detectată nu este făcută din metal.

Procesul de diferențiere finală a capacului este cel dintre plastic alb și negru și, în acest scop, este instalată o celulă fotoelectrică. Această componentă detectează numai capacele de plastic de culoare albă.

Date tehnice:

Senzori:

-Senzor inductiv OMRON E2EG-X5B1

-Senzor capacitiv OMRON E2K-C25MF1

-Senzor fotoelectric OMRON E3F2-DS30B4

5.Stație de măsurare a capacului

Capacele a două înălțimi diferite si pot fi masurate cu ajutorul unui dispozitiv de măsurare a înălțimii.

Componenta utilizată constă dintr-un cilindru pneumatic care deplasează sonda până când atinge capacul. Un encoder liniar integrat în cilindru trimite impulsuri care sunt contorizate de o intrare rapidă la PLC, ceea ce face posibilă determinarea distanței avans a cilindrului până la contactul cu capacul. Aceste informații permit determinarea directă a înălțimii capacului.

Date tehnice:

Actuatori: Cilindru cu dubla actiune cu citire de grosime Ø20, grosime: 50mm, cu regulatori de debit. Controlat de o valva monostabila 5/2 cu ventil electromagnetic.

Senzori: Encoder liniar integrat in cilindru.

6.Indepărtarea capacului incorrect

Dacă capacul ajunge la ultima tabelă cu plăcuțe de index, iar diferiții senzori de material sau de înălțime au indicat ca piesa nu corespunde cerintelor impuse, atunci acesta trebuie respinsa.

Această operație este afectată de un manipulator cu două axe, care prelucrează capacul de pe masa și o depozitează pe o rampă de îndepărtare dacă este recepționat semnalul corespunzător.

Manipulatorul cuprinde două cilindri pneumatici paralele, la capătul cărora se află o supapa cu trei cupe de vid.

Date tehnice:

Actuatori: Pe axa orizontala: cilindru cu dubla actiune si tija paralela Ø15, grosime: 100mm, cu regulator de debit si detector de pozitie initiala-finala. Controlat de o valva monostabila 5/2 cu ventil electromagnetic.

Brat de sustinere: 3 cupe de aspiratie Ø8, cu ejector generator de vacuum. Controlat de o valva monostabila 3/2 cu ventil electromagnetic.

Senzori: Detector magnetic (D-Z73L), comutator de vid cu iesire PNP (PS-1100-

3. Automate programabile prezentare generală

3.1. Scurt istoric

Dacă până în anii 60’ aveam sisteme de control bazate pe relee, sisteme cu logică cabloata și sisteme de calcul, odată cu dezvoltarea industriei automotive, la începutul anilor 70’, au început să se dezvolte autoamatele programabile care din puct de vedere tehnic erau mult mai ușoare și mai ieftine de întreținut, ocupanad un spațiu mult mai restrâns și tot odată fiind mult mai fiabile din puctul de vedere al perioadei de funcționare.

Datorită fiabilități automatelor programabile(PLC-urilor) s-a creat posibilitatea de modificare a programelor de control ale diferitelor echipamente nefiind necesară înlocuirea echipamentelor putându-se înlocui programule deja memorate anterior cu altele utilizând o consola de comandă sau o tastatură atașată controlului. Cu timpul interesul pentru aceste PLC-urilor a crescut , iar datorită acestor interese au început să se dezvolte foarte multe firme producătoare (de exemplu: Mitsubishi Electric Ltd, Festo, General Electric Fanuc, Telemecanique, etc.).

Din cauza interesului pentru automatele programabile și dezvoltări rapide a acestora s-au creeat familii întregi de utilizeazu microprocesoare de la sisteme mici cu 20 de intrări/ieșiri până la sisteme modulare sofisticate (module pentru intrări/ieșiri, module de control PID, module de comunicații, etc.).

3.2. Principii de funcționare si utilizare

Automatele programabile (sau controlerele logice programabile – PLC) sunt sisteme de control destinate automatizării proceselor industrial cu character preponderant secvențial, situate din punctual de vedere al complexități iîntre echipamentele cu relee și calculatoarele electronice.

Hardware-ul unui automat programabil este consta in unitatea central care este formata din microcontroller, o memorie, un anumit numar de puncte de intrare prin care se primesc semnalele de ce ajung de la senzor sau de la operator, un anumit numr de puncte de iesire cu ajutorul carora se transmit comenzile spre elementele de executie si semnalizarile aferente si interfere seriale si / sau paralele pentru conectarea automatului programabil cu dispositive de programare, cu dispositive PC ,etc.

Automatele programabile primesc date, le procesează și t ransmit în afară rezultatele.Acest proces se desfășoară în trei stadii:

un stadiu de intrare,

un stadiu de procesare

un stadiu de ieșire

Stadiul de intrare

Stadiul de intrare transmite semnalele de control de la comutatori, butoane sau senzori către stadiul de procesare.

Semnalele provenite de la aceste component sunt generate ca parte a procesului de control și sunt transmise în dispozitivele de intrare ca stări logice. Stadiul de intrare le transmite spre stadiul de procesare într-un format preprocesat

Stadiul de procesare

În stadiul de procesare, semnalele pre-procesate, venite din stadiul de intrare, sunt procesate și combinate cu ajutorul operațiilor logice și al altor funcții.

Memoria de programa stadiului de procesare este integral programabilă. Ordinea de procesare poate fi schimbată în orice moment, prin modificarea sau înlocuirea programului stocat.

Din punct de vedere softower PLC-urile sunt programate n funcție de procesul condus, trebuie stabilit un protocol de funcționare. Protocolul de funcționare al procesului, este descris printr-o diagramă de stări, o diagramă Grafcet sau o diagramă Ladder.

Automatele trebuie să fie ușor de programat, de aceea producătorii au încercat să răspundă cerințelor utilizatorilor prin implementarea unor metode simple care să poată să acopere toate nevoile.

Exista 2 metode de programare a PLC-urilor precum:

1. Metodă grafica (Metoda Ladder)

2. Seturi de instructiuni ale automatului( STL-Statement List)

3.2.1. Metodă grafica (Metoda Ladder)

Programarea ladder este un tip de programare aseamănătoare cu schema unui circuit electric simplu, serial și parallel. Aceasta metodă este una dintre cele mai folosite tipuri de programare. Programarea ladder se face cu ajutorul unor soft-uri speciale instalate pe un device care să le poată rula. Un program ladder are în spate ecuații de stare de care programatorul se folosi pentru a stabili funcționalitatea sistemului pe care dorește să-l controleze. În funcție de această formulă, prin simularea comenzilor (LOD, AND, OR, OUT) se construiește schema Ladder.

Ecuațiile de stare sunt scrie după următoarea formulă:

Si = Si-21*Ci-21+Si-22*Ci-22+Si*Si+21*Si+22 unde:

Si etapa curentă;

Si-21 si Si-22 două etape anterioare etapei curente;

Si+21 si Si+22 două etape succesoare etapei curente;

Ci-21 si Ci-22 condițiile de avansare din etapele anterioare in etapa curentă.

3.2.2. Lista de instrucțiuni( STL-Statement List)

Programarea Statement List este compusă din 3 câmpuri repetitive pentru fiecare instructiune si anume:

O memorie alfanumerică

Operanzi;

Adrese și date.

Instrucțiunile sunt convertite în una sau mai multe instrucțiuni prin reprezentarea binară. Fiecare instrucțiune are un anumit format de reprezentare, acesta este constituit din codul instrucțiunii și valoarea decodificată a adresei operandului curent, care poate fi de intrare, ieșire sau a locației de memorie executate.

4 Aplicații Stația fms-204

4.1 Ciclul de funcționare

Prin apasarea push butonului de Resetare(Rearme) cu intrarea X003 stația revine la poziția inițială și anume cu pistonul bistabil (C) în poziția avansat.

La apăsarea push butonului START(X000) se începe ciclu de funcționare al stație prin urmatoarele condiți:

1: Alimentare cu piese în magazia ( E ) .

2:Rotirea masei cu ajutorul senzorului de rotire (J) și al timerelor

3:Oprirea masei cu ajutorul opritorului (K) în dreptul pistonului de verificare a poziției piesei (F)

3.1. Dacă piesa nu este poziționată bine cu ajutorul pistonului (G) coboară și prinde piesa cu ajutorul gripperului (I), apoi se ridică pe G, rotește piese cu ajutorul lui (H), coboară cu G pentru a pune piese în suport, iar apoi revine la poziția ințială prin ridicarea lui G și rotirea lui H.

3.2. Dacă piesa este poziționată bine, atunci se rotește masa și ajunge în dreptul senzorului inductiv (dm) unde face verificarea materialului dacă este metal sau plastic.

4. Rotirea mesei până în dreptul senzorului capacitiv (dp)

5.În funcție de materialul axului avem 2 protocoale de funcționare după cum urmează:

5.1. Piesă metalică :

5.1.1. Rotește masa către pistonul bistabil (C)

5.1.2. În dreptul pistonului bistabil (C) avansează acesta cu C+

5.1.3. Coboară cu pistonul (D)

5.1.4. Menține pistonule (C) și (D) avansate și coborâte făcând în același timp Vaccum (V2)

5.1.5. Menține Vaccumul și face ridicarea pistonului (D) împreuna cu retragerea pistonului (C)

5.1.6. Coboară cu pistonul (D) împreuna cu vaccumul V2

5.1.7. Se operește vaccumul și apoi se ridică pistonul (D)

5.2. Piesă nemetalică:

5.2.1. Rotește masa către pistonul (B)

5.2.2. În dreptul pistonului (B) avansează acesta cu B

5.2.3. Coboară cu pistonul (A)

5.2.4. Menține pistonule (B) și (A) avansate și coborâte făcând în același timp Vaccum (V1)

5.2.5. Menține Vaccumul și face ridicarea pistonului (A) împreuna cu retragerea pistonului (B)

5.2.6. Coboară cu pistonul (A) împreuna cu vaccumul V1

5.2.7. Se operește vaccumul și apoi se ridică pistonul (A)

Ciclul protocolului face o singura piesa ,apoi pe urmatoarea.

Push butonul STOP oprește la sfarșit de ciclu.

Pentru a numara câte piese sunt,oprim cu push butonul STOP ,apoi comutăm pe modul MANUAL, iar led-ul FM ne indică numarul de piese.

Pentru reluarea ciclului comutăm pe modul AUTO.

Pozitiile initiale ale actionarilor

E – piston superior retras,piston inferior avansat

F – piston verificare pozitie piesa retras

G – piston avans gripper retras

I – gripper deschis

H – articulatie rotatie gripper(nerotit)

C – piston cu actionare bistabila

D – piston cu ventuza pentru vid retras

A – piston ridicare/coborare brat B(ridicat)

B – brat rotativ cu ventuza pentru vid(deasupra mesei)

V1 – vid la B

V2 – vid la D

FM – led numarare piesa

Index

B

Bibliografie 9

C

CUPRINSUL xi

D

Dimensiuni 3

F

Figuri 4

Formulele matematice 4

I

Ilustrațiile 4

L

Legenda 6

LISTA FIGURILOR xii

LISTA TABELELOR xiii

R

Referințe web 10

S

Structura documentului 2

T

Tabele 5