Sistem Automat Condus Prin Intermediul Controlerului Siemens S

„Învățătura este o comoară care își urmează stăpânul pretutindeni.”

Proverb popular

REZUMATUL PROIECTULUI

Întregul proiect este bazat pe automatul programabil SIMATIC S7-313C 2DP produs de către firma Siemens. Pornind de la acest automat am proiectat și construit o instalație automată pentru îmbuteliat sticle ce realizează operațiile de umplere a sticlelor, preluarea dopului și înfiletarea acestuia.

În introducere am prezentat pe scurt motivația și scopul alegerii acestei teme de proiect.

În capitolul al 2-lea din proiect am prezentat noțiuni generale despre automatele programabile, definiție, clasificare, principii de funcționare, întrebuințări, modul de selectare a automatului optim pentru îndeplinirea aumitor sarcini precum și limbaje și metode de programare.

În capitolul al 3-lea am prezentat pe larg instalația automată pentru îmbuteliat sticle realizată de către noi. Acest capitol l-am împărțit în două mari secțiuni: arhitectura hardware și arhitectura software.

Secțiunea din capitolul al 3-lea dedicată arhitecturii hardware este structurată pe sisteme funcționale, pe care le descrie. În cadrul fiecărui sistem sunt abordate și detaliate elementele componente din punct de vedere al rolului, caracteristicilor și funcționării, iar acolo unde este cazul se descrie modul și etapele de realizare.

Secțiunea din capitolul al 3-lea dedicată arhitecturii hardware descrie pas cu pas etapele și modul de realizare a programului implementat pe automatul programabil. Tot în această secțiune este prezentată și o interfață cu utilizatorul realizată de către noi.

Termenii cheie: automat programabil, controler, motor, motor pas cu pas, senzor, scada, HMI, microîntrerupător.

MULȚUMIRI

Mulțumim domnului Asist.univ.dr.ing. Florin Stângă pentru sprijinul acordat și sfaturile ce s-au dovedit foarte utile, dar mai ales pentru observațiile punctuale care ne-au făcut să sesizăm elemente pe care datorită lipsei de experiență uneori nu le-am luat în calcul.

De asemenea, mulțumim întregului colectiv de profesori din cadrul Facultății de Automatică, Calculatoare și Electronică pentru toate noțiunile teoretice și practice predate în cadrul orelor de curs, seminariilor și laboratoarelor fără de care realizarea proiectului nu ar fi fost posibilă.

CUPRINSUL

1 INTRODUCERE

2 AUTOMATE PROGRAMABILE

2.1 CLASIFICAREA AUTOMATELOR PROGRAMABILE

2.1.1Alegerea potrivită a automatului programabil

2.2 STRUCTURA UNUI AUTOMAT PROGRAMABIL

2.3 LIMBAJE PENTRU PROGRAMAREA AUTOMATELOR PROGRAMABILE

2.3.1Limbajul de programare STL

2.3.2Limbajul de programare ST (Structured Text) [COR09]

2.3.3 Limbajul de programare LAD

2.3.4Limbajul de programare FBD

2.4 REȚELE PROFIBUS

3 SISTEM AUTOMAT CONDUS PRIN INTERMEDIUL CONTROLERULUI SIEMENS S7-300

3.1 LINIE AUTOMATĂ PENTRU ÎMBUTELIAT STICLE

3.2 ARHITECTURA HARDWARE

3.2.1Automatul programabil Siemens SIMATIC S7-313C 2DP

3.2.2Structura mecanică

3.2.3Sistemul de transport și evacuare a sticlelor

3.2.4Sistemul umplere a sticlelor

3.2.5Sistemul de alimentare cu dopuri și de preluare a acestora

3.2.6Sistemul de înfiletare a dopurilor

3.2.6Sistemul monitorizare și averizare

3.3 ARHITECTURA SOFTWARE

3.3.1Configurarea hardware în STEP7

3.3.2Implementarea software

3.3.3Interfața cu utilizatorul

4 CONCLUZII

5 BIBLIOGRAFIE

6 REFERINȚE WEB

CD / DVD

INDEX

LISTA FIGURILOR

Figura 1: Automat programabil realizat în structuradeschisă [*1] 5

Figura 2: Automat programabil cu structură monobloc 5

Figura 3: Automat programabil în structură modulară [*14] 6

Figura 4: Conducerea proceselor cu AP conectat prin intermediul unei magistrale speciale la module distribuite de intrări/ieșiri [COR09] 7

Figura 5: Conducerea subproceselor autonome cu AP conectate prin intermediul unei magistrale speciale [COR09] 7

Figura 6: Automat programabil cu sursă și module detașabile 9

Figura 7: Schemă bloc automat programabil [*1] 10

Figura 8: Principalele elemente ce se conectează la un automat programabil [*1] 11

Figura 9: Circuit de interfață aferent intrărilor [*1] 12

Figura 10: Circuit de interfață aferent ieșirilor [*1] 13

Figura 11: Generarea semnalelor analogice printr-un modul de ieșiri analogice 13

Figura 12: Asemănarea dintre schemele electrice cu contacte și relee și programele realizate in limbajul LAD [COR09] 16

Figura 13: Schemă de execuție a programului [*6] 17

Figura 14: Exemplu de bobina in LAD [*35] 17

Figura 15: Exemplu de temporizator 18

Figura 16: Exemplu de numărător 18

Figura 17: Bloc funcțional, conform recomadărilor IEC 1131-3 20

Figura 18: Blocuri standard ale limbajului FBD 20

Figura 19: Schema unei rețele mono-master 21

Figura 20. Linie automată pentru îmbuteliat sticle 22

Figura 21. Automatul programabil SIMATIC S7-300 2DP [*11] 24

Figura 22. Panoul frontal al sursei de alimentare PS-307 5A [*13] 25

Figura 23. Structura internă a sursei de alimentare PS-307 5A [*13] 25

Figura 24: Unitatea centrală SIMATIC S7 313C-2DP – panoul frontal [*12] 26

Figura 25: Schema bloc a modulului I/O integrat în automatul SIMATIC S7 313C-2DP [*13] 28

Figura 26: Structura mecanică a instalației 29

Figura 27: Picior de susținere al instalației și tălpile reglabile 30

Figura 28: Motorul de curent continuu cu reductor 31

Figura 29: Schema de alimentare a motorului de curent continuu 32

Figura 30: Motor pas cu pas cu magneți permanenți [*17] 33

Figura 31: Secvența de funcționare a motorului pas cu pas cu magneti permanenți 33

Figura 32: Motor pas cu pas cu reluctanță variabilă [*18] 34

Figura 33: Secvența de funcționare a motorului cu reluctanță variabilă [*18] 34

Figura 34: Motorul pas cu pas hibrid [*19] 35

Figura 35: Structura rotorului motorului pas cu pas hibrid [*19] 35

Figura 36: Secvența de funcționare a motorului pas cu pas hibrid [*19] 35

Figura 37: Modul de realizare a înfășurărilor la motoarele unipolare [*20] 36

Figura 38: Modul de realizare a înfășurărilor la motoarele bipolare [*20] 36

Figura 39: Comanda motoarelor pas cu pas în secvență simplă [*21] 37

Figura 40: Comanda motoarelor pas cu pas în secvență dublă [*21] 37

Figura 41: Comanda motoarelor pas cu pas cu jumătate de pas [*21] 37

Figura 42: Motorul MITSUMI M42SP-7 [*22] 38

Figura 43: Pereche de tranzistori din CI ULN2803 în montaj Darlington [*23] 39

Figura 44: Schema electronică a driverului de comandă pentru motorul MITSUMI M42SP-7 39

Figura 45: Cablajul imprimat pentru driverul motorului MITSUMI M42SP-7 40

Figura 46: Driverul pentru comanda motorului MITSUMI M42SP-7 în formă finală 40

Figura 47: Schema generatorului de clock reglabil între 75 Hz și 1600 Khz [*25] 41

Figura 48: Cele trei generatoare de clock în formă finală 41

Figura 49: Semnalul livrat de generatoarele noastre de clock 42

Figura 50: Axul tractor pentru antrenarea benzii 42

Figura 51: Etape ale confecționării discului 43

Figura 52: Reprezentarea schematică a sistemului de transport 43

Figura 53: Pompă de apă Comet elegand 8 L 44

Figura 54: Circuitul de comandă cu releu al pompei de apă 44

Figura 55: Schema senzorului de detectare a umplerii sticlei 46

Figura 56: Mecanismul pentru poziționarea senzorului de detectare a umplerii sticlei 46

Figura 57: Schema punții H pentru comanda motorului senzorului 47

Figura 58: Montajul electronic al zenzorilor pentru apă 48

Figura 59: Conducta pentru transportul apei 48

Figura 60: Sistemul de alimentare cu dopuri 49

Figura 61: Prelucrarea părții inferioare a șinei pentru susținerea dopurilor 50

Figura 62: Modul de extragere a dopului din șină 50

Figura 63: Schema senzorului pentru prezență dop [*27] 51

Figura 64: Montajul electronic al senzorului pentru dop 51

Figura 65: Sistemul de înfiletare a dopurilor 52

Figura 66: Motorul cu dispozitivul de înfiletare a dopului 53

Figura 67: Schema electronică a driverului pentru motorul ce înfiletează dopul 54

Figura 68: Cablajul pentru realizarea driverului motorului ce înfiletează dopul 54

Figura 69: Driverul pentru motorul ce înfiletează dopul 55

Figura 70: Ansamblul culisant 56

Figura 71: Motorul de antrenare a ansamblului culisant 56

Figura 72: Schema driverului pentru motorul pas cu pas bipolar [*30] 57

Figura 73: Cablajul pentru driverul motorului bipolar ce antrenează ansamblul culisant [*30] 58

Figura 74: Driverul motorului ce antrenează ansamblul culisant 58

Figura 75: Microîntrerupătoarele capăt de cursă pentru limitarea mișcării în plan vertical 59

Figura 76: Senzor pentru detectarea prezenței sticlelor la înfiletare 59

Figura 77. Schema electronică a sitemului de afișare cu PIC 16F628A 60

Figura 78. Divizor rezistiv [*33] 61

Figura 79. Modulul electronic al sistemului de afișare 61

Figura 80. Structura unui proiect în STEP7 [*9] 62

Figura 81. Procedura de bază pentru configurarea hardware 63

Figura 82. Crearea unui proiect nou 63

Figura 83. Configurarea proiectului 64

Figura 84. Inserare Simatic 300 Station 64

Figura 85. Configurarea hardware 64

Figura 86. Adăugarea sinei de montaj 65

Figura 87. Adăugarea sursei automatului 65

Figura 88. Adăugarea modelului corespunzător de cpu 66

Figura 89. Selectarea tipului de comuncație între calculator și PLC 66

Figura 90. Finalizarea configurării hardware 67

Figura 91. Schema logică 68

Figura 92. Exemplu ciclu funcționare 70

Figura 93. Exemplu diagrama SAU 70

Figura 94. Exemplu diagrama ȘI 71

Figura 95. Diagrama Grafcet 72

Figura 96. Interfața grafică realizată cu softul Wincc 76

LISTA TABELELOR

Tabel 1. Erorile introduse de conversia analog numerică 12

Tabel 2. Caracteristici ale CPU 313C-2DP [*12] 27

Tabel 3. Principalele caracteristici ale structurii mecanice 30

Tabel 4. Caracteristici ale motorului MITSUMI M42SP-7 [*22] 38

Tabel 5. Caracteristicile pompei Comet elegant 8 L [*26] 45

Tabel 6. Caracteristicile motorului StepSyn 103H6701 [*28] 53

Tabel 7. Caracteristici ale motorului 103-546-8443 57

Tabel 8. Alocarea intrărilor și ieșirilor pentru automatul programabil S7-313c 2DP 69

Tabel 9. Alocare variabile interne pentru Timere 69

Tabel 10. Alocare variabile stărilor 73

1 Introducere

Este știut faptul că automatizarea diverselor procese a însemnat un pas important în creșterea productivității și a calității produselor obținute, iar privit din exterior un sistem automat, bine pus la punct, fascinează pe toată lumea prin modul în care își îndeplinește sarcinile pas cu pas, perfect încadrat în timp și fără greșeală de fiecare dată.

La fel ca toată lumea și noi suntem fascinați de sistemele automate, doar că nu vrem să privim din exterior, ci vrem să privim din interior, să înțelegem cum funcționeză sistemele automate și de ce nu, să încercăm să proiectăm și să punem în practică diverse automatizări.

Pentru că în momentul de față automatele programabile sunt utilizate pe scară largă pentru controlul diverselor procese din mediul industrial, am decis să realizăm un sistem automat pornind de la un automatul SIMATIC S7-313C 2DP, acesta făcând parte dintr-o familie de controlere frecvent întâlnită în diverse automatizări.

Scopul realizării acestui proiect fiind acela de a ne familiariza cu utilizarea automatelor programabile pentru controlul de procese inspirate din aplicațiile întâlnite în industrie.

2 AUTOMATE PROGRAMABILE

Automatele programabile sunt echipamente electronice destinate automatizării proceselor industriale cu caracter preponderent secvențial, situate din punct de vedere al complexității între echipamentele cu relee sau tranzistoare și calculatoarele electronice [DOR10].

Un automat programabil a fost definit de Capiel (in 1982) ca fiind: “un sistem electronic operând digital, proiectat pentru utilizarea în mediul industrial, care utilizează o memorie programabilă pentru memorarea internă de instrucțiuni, pentru implementarea unor funcții specifice precum funcții logice, secvențiale, temporizări, contorizări și funcții aritmetice, pentru a controla, prin intermediul modulelor de intrare/ieșire digitale sau analogice diverse tipuri de mașini și procese ”C S7-313C 2DP, acesta făcând parte dintr-o familie de controlere frecvent întâlnită în diverse automatizări.

Scopul realizării acestui proiect fiind acela de a ne familiariza cu utilizarea automatelor programabile pentru controlul de procese inspirate din aplicațiile întâlnite în industrie.

2 AUTOMATE PROGRAMABILE

Automatele programabile sunt echipamente electronice destinate automatizării proceselor industriale cu caracter preponderent secvențial, situate din punct de vedere al complexității între echipamentele cu relee sau tranzistoare și calculatoarele electronice [DOR10].

Un automat programabil a fost definit de Capiel (in 1982) ca fiind: “un sistem electronic operând digital, proiectat pentru utilizarea în mediul industrial, care utilizează o memorie programabilă pentru memorarea internă de instrucțiuni, pentru implementarea unor funcții specifice precum funcții logice, secvențiale, temporizări, contorizări și funcții aritmetice, pentru a controla, prin intermediul modulelor de intrare/ieșire digitale sau analogice diverse tipuri de mașini și procese ”.

Automatizările ocupă un cadru foarte larg în industrie și nu numai. Automatele programabile și-au început dezvoltarea în anii ’70 și au fost utilizate în principal în industria auto, unde au înlocuit panourile de comandă cu multe relee. Din punct de vedere al flexibilității, automatele programabile respectă această caracteristică, fiind extrem de flexibile în privința modificării programului de control, fără a deconecta vreun fir, pentru modificare fiind necesară o consolă de programare specifică automatului programabil.

În perioada anilor ’90 s-a pus accent din ce în ce mai mare asupra standardizării atât a modurilor de programare cât și a protocoalelor de comunicație. Anii ’90 au fost de asemenea martorii unei tendințe de înlocuire a sistemelor de automatizare bazate pe automate programabile cu sisteme de automatizare bazate pe calculatoare personale, tendință care nu s-a generalizat din următoarele motive:

Automatul programabil este garantat pentru utilizarea în condiții severe de “stres” industrial (variații de tensiune și temperatură, noxe, vibrații);

Programarea structurilor de tip automat programabil este simplă și constă în scrierea directă de la un terminal a unui șir de instrucțiuni, conform unor organigrame sau a unor seturi de ecuații booleene.

Execuția instructiunilor este ciclică, ceea ce face ca derularea rapidă a unui program în raport cu timpii de răspuns ai procesului să permită sesizarea evenimentelor la puțin timp dupa ce apar, fără riscul pierderii de informație sau perturbare a procesului [*1].

Principalele avantaje ale automatelor programabile:

flexibilitate: în trecut era nevoie de un releu pentru fiecare echipament care trebuia controlat, astăzi prin intermediul automatelor programabile este posibil conducerea concomitentă a mai multor dispozitive folosind un singur automat programabil;

viteza de operare: viteza de operare depinde de timpul de citire al intrărilor, fiind de obicei de ordinul milisecundelor;

consumul: comparativ cu releele din panoul de automatizare convențional, automatele programabile au un consum de energie mai redus.

testare: programul poate fi rulat și analizat înainte de a fi descărcat în memoria automatului programabil.

modul de programare: Automatele programabile pot fi programate prin utlizarea diagramelor ladder respectiv a metodei booleene, facilitând astfel accesul la mediul de programare și a celor care nu au cunoștințe solide în domeniul programării. Unele limbaje sunt mai apropiate de schemele clasice cu relee, în timp ce altele fiind mai apropiate de limbajele de programare.

documentația: majoritatea automatelor programabile oferă o foarte bună documentație totodată mediul de programarea facilitând depanarea programului și de către alți programatori.

costuri reduse: costurile necesare de punere în funcțiune a schemei de comandă vor fi reduse deoarece este posibilă scrierea programului, testarea acestuia, înainte de a fi realizată schema fizică.

posibilitatea vizualizării funcționării: la majoritatea automatelor programabile se poate vizualiza și urmării în timp real programul, identificarea unor funcționări defectuase fiind afișată prin mesaje de eroare

siguranța în funcționare: utilizând dispozitive electronice, siguranța în funcționare a automatelor programabile este mai ridicată în comparație cu releele mecanice.

Putem menționa și câteva dezavantaje ale automatelor programabile:

aplicații „fixe”: unele aplicații nu au nevoie de automat programabil datorită gradului foarte mic de complexitate astfel ajungându-se de cele mai multe ori la soluții clasice care se dovedesc a fi și mai avantajoase din punct de vedere al costului

influența mediului: în construcția unui automat programabil intră componente electronice care sunt sensibile la condiții de mediu cu un grad mai ridicat cum ar fi: temperatura, vibrații ridicate, radiații, putând duce la deteriorarea lor.

2.1 Clasificarea automatelor programabile

Generațiile actuale de automate programabile asigură posibilități complexe de comunicație serială și conectare în rețea. Versiunile constructive înglobează componente și unități de interfațare structurate modular pentru mărimi analogice și digitale preluate de la diverși traductori, module de achiziție analogică (temperatură, semnal unificat de automatizare), comunicație (pentru legarea în rețea și monitorizarea automată), module de ieșire analogică, module de poziționare sau control al mișcării, module specializate de reglare PID, module specializate de reglare fuzzy, module pentru recunoașterea formelor ș.a. [*1]

Din punct de vedere constructiv automatele programabile sunt clasificate astfel [*34]:

automate programabile algoritmice;

Se aseamănă cu structurile de tip calculator de proces, prin aceea că individualizează un ciclu instrucțiune, în care fazele de extragere a instrucțiunii și de execuție a acesteia sunt marcate de un ceas specific sistemului, iar transferurile de date se execută sincron [DOR10]

automate programabile vectoriale;

Automatele programabile vectoriale sunt microcalculatoare concepute pentru tratarea prin program a problemelor de logică combinațională și secvențială;

După numărul de procesoare, automatele programabile sunt clasificate în[COR09]:

automate programabile cu un singur procesor

Utilizează un buffer de memorie, numit imagine de proces în care se memorează valorile intrărilor și ieșirilor din proces pe durata execuției programului și care este updatată la finalul execuției programului;

automate programabile multiprocesor;

Automatele programabile multiprocesor sesizează modificarea intrărilor și ieșirilor imediat ce aceasta a avut loc.

Dimensiunea magistralei de date este un alt element după care sunt clasificate automatele programabile, astfel [COR09]:

automate programabile cu operații la nivel de bit, magistrala de date având dimensiunea de 1 bit, la care operanzii prelucrați au mărimea de un bit;

automate programabile cu operații la nivel de cuvânt cu mărimea de n biți, magistrala având dimensiunea egală cu lungimea cuvântului de n biți;

automate programabile mixte, la care sunt prevăzute două unități de calcul aritmetic și logic, una pentru operații pe cuvinte de n biți și alta pentru operații pe un bit [*2].

Din punct de vedere al structurii lor se pot distinge următoarele tipuri de automate programabile:

automate programabile în structură deschisă sub forma unei plăci cu circuite, fără carcasă,

Figura 1: Automat programabil realizat în structuradeschisă [*1]

Acest tip de automat este foarte ieftin, dezavantajul lui fiind numărul redus de intrări și ieșiri și imposibilitatea de a adauga ulterior module de extensie.

automate programabile cu structură monobloc realizate în carcasă închisă, fig.2

Figura 2: Automat programabil cu structură monobloc

Toate componentele unui automat programabil cu structură monobloc sunt grupate într-o carcasă, dimensiunile acestuia fiind relativ reduse. Această variantă de automat programabil permite adăugarea unor module de extensie care se conectează prin intermediul unor cabluri. Acest tip de automat are un cost mai redus față de automatele modulare, fiind destinat aplicațiilor cu complexitate redusă.

automate programabile realizate în structură modulară, un exemplu fiind cel din fig.3

Figura 3: Automat programabil în structură modulară [*14]

Această variantă de structură este specifică automatelor programabile complexe, cu un număr mare de intrări/ieșiri, având posibilitatea de a adăuga un număr mare de module de extensie. Acest tip de automat programabil este destinat aplicațiilor cu un grad ridicat de complexitate.

2.1.1 Alegerea potrivită a automatului programabil

Există mai mulți factori care contribuie la alegerea modelului de automat programabil [COR09]:

În cazul unei aplicații simple, cel mai important criteriu este numărul de intrări și ieșiri precum și mărimea programului utilizator.

Pentru aplicațiile mai complexe trebuie luate în calcul mai multe elemente, pe lângă numărul de intrări-ieșiri sau timpii de răspuns trebuie luată în calcul și dimensiunea memoriei ce trebuie să poată lucra cu un volum mare de date.

Pentru procesele distribuite în mai multe locații este indicată alegerea unor module de I/O distribuite în zonele de dispunere a proceselor și nu utilizarea modulelor de I/O dispuse pe automat

Figura 4: Conducerea proceselor cu AP conectat prin intermediul unei magistrale speciale la module distribuite de intrări/ieșiri [COR09]

Această soluție are ca avantaje reducerea numărului de cabluri între automat și proces, comunicația între module și CPU fiind realizată prin intermediul magistralei de comunicație folosind un număr minim de fire, acest lucru ducând la creșterea vitezei de răspuns [COR09].

În cazul în care procesul poate fi divizat în subprocese autonome, se poate alege soluția automatelor programabile dedicate subproceselor, iar acestea putând fi interconectate în rețea.

Figura 5: Conducerea subproceselor autonome cu AP conectate prin intermediul unei magistrale speciale [COR09]

În această situație se simplifică realizarea programelor implementate pe automatele programabile, deoarece semnalele din proces și comenzile către proces se realizează local, la nivelul fiecărui automat programabil, iar programele pentru fiecare automat sunt de dimensiuni reduse și relativ simple. Viteza de răspuns este de asemenea mare, automatele fiind interconectate prin intermediul magistralelor speciale [COR09].

2.2 Structura unui automat programabil

Structura unui automat programabil este alcătuită din componente hardware de bază asemenatoare cu cele ale unui calculator numeric dar în continuare existând diferențe majore [*3]. Acestea pot diferi ca număr de la un proces la altul, dar elementele principale sunt următoarele [*4]:

unitatea centrală: cea mai importantă componentă a automatului programabil, este o unitate logică și aritmetică care asigură printr-un număr de intrucțiuni funcțiile de bază ale unui proces automatizat. Unitatea centrală are în structura sa 3 componente importante: procesorul, memoria și sursa de alimentare;

unitatea de programare: de obicei fiind reprezentată de către un calculator prin intermediul căruia sunt scrise programele care sunt încărcate în unitatea centrală și apoi rulate, dar programele mai pot fi scrise folosind o consolă de programare conectată la unitatea centrală;

modulele de intrare/ieșire: reprezintă legătura dintre automatul programabil și procesul controlat, iar prin intermediul lor se primesc sau se transmit semnale către proces. Modulele de intrare/ieșire pot fi cuplate direct cu unitatea centrală sau pot fi detașabile comunicând la distanță (unde este cazul);

șina: reprezintă suportul pe care sunt dispuse unitatea centrală, modulele de intrare/ieșire, relee, comutatoare, siguranțe și alte componente necesare.

Unitatea centrala

Unitatea centrală de procesoare (CPU) este creierul automatului programabil care în mod obișnuit este un microcontroller. La automatele programabile mici, unitatea centrală și modulele de intrare/ieșire sunt dispuse în aceeași carcasă formând o structură monobloc. În cazul automatelor mai mari, procesorul și memoria se află în aceeași carcasă iar sursa de alimentare și modulele de intrare/ieșire formează module separate. Caracteristicile principale ale unui microprocesor sunt viteza (cât de rapid execută instrucțiunile) și mărimea datelor pe care le poate manipula (8,16,32 biți). Pe baza acestor caracteristici, microprocesoarele (componenta unității centrale) pot fi clasificate astfel [*4]:

automatele mici sunt pe 8 biți și au viteze în jur de 4 Mhz;

automatele medii sunt pe 16 biți și au viteze de lucru în jur de 10 Mhz;

automatele complexe au viteza de lucru în jur de 50 Mhz;

Memoria automatelor programabile poate fi împărțită în două: memoria fixă și memoria volatilă. Memoria fixă este cea care este scrisă de către fabricantul automatului, iar în memoria volatilă sunt scrise programele utilizator. Tipurile de memorie care sunt utilizate la automatele programabile sunt următoarele: ROM, RAM, PROM, EPROM, EEPROM și NOVRAM. În funcție de mărimea memoriei procesele ce pot fi conduse pot varia de la procese foarte complexe la procese simple.

Blocurile în care este împărțită o memorie sunt următoarele [*4]:

memoria utilizator: pentru programele scrise de utilizator;

imaginea intrărilor procesului : înmagazinează datele primite de la proces;

imaginea ieșirilor procesului: înmagazinează datele care sunt trimise către proces;

starea timerelor;

starea numărătoarelor;

date numerice;

alte funcții.

Figura 6: Automat programabil cu sursă și module detașabile

Unitatea de programare

Automatele programabile pot fi programate cu ajutorul unui calculator ( dacă are instalat softul corespunzător automatului programabil) dar pot fi programate și manual cu ajutorul unei console. Astăzi calculatoarele pot utiliza linii de transmisie pentru interconectarea PLC-urilor și programarea lor, fiind un avantaj enorm pentru industrie. Odată ce automatul programabil este conectat la calculator, pentru început se poate executa programul deja salvat în memoria automatului (dacă a fost programat anterior). Comunicația cu PLC-ul este importantă deoarece, pe langă celelalte avantaje care le aduce, permite monitorizarea procesului de automatizare de la distanță, inclusiv verificarea stării PLC-ului. O schemă bloc a unui automat programabil se poate observa în figura 7

Figura 7: Schemă bloc automat programabil [*1]

Module de intrare / ieșire

Modulele de intrare/ieșire au 4, 8, 12, 16 sau 32 de canale la diverse tensiuni continue sau alternative (5Vcc, 12-24 Vcc/ca, 24-50 Vca) cu sau fără necesitatea utilizării unor surse externe. Conectarea semnalelor se poate face prin șuruburi (individual pentru fiecare intrare/ieșire) dacă modulul este prevăzut cu bloc de terminale, sau printr-un conector tipizat. Modulele de intrări servesc la conectarea automatul programabil a semnalelor ce provin de la senzori cu două stări (butoane, limitatoare de cursă, comutatoare, senzori fotoelectrici, senzori de proximitate, traductoare de nivel, traductoare de deplasare, semnalul traductoarelor având o variație analogică). Aceste module realizează o izolare electrică între semnalele de intrare și automatul programabil și o conversie a acestor semnale la nivelul semnalelor utilizate în interiorul automatului programabil [*4].

Figura 8: Principalele elemente ce se conectează la un automat programabil [*1]

Un modul de intrări analogice convertește un semnal analogic cu variație continuă

într-o reprezentare digitală care poate fi utilizată apoi de către program. Semnalele analogice

acceptate de către aceste module au valori tipizate (0-5 V, 0-10 V, 0-20 mA, 4-20 mA,

etc.). Conversia analog-numerică este inevitabil însoțită de o diminuare a rezolutiei, care depinde de numărul de biți utilizați pentru reprezentarea numerică a unui semnal analogic [*5].

Tabel 1. Erorile introduse de conversia analog numerică

Ieșirile dirijează acționarea elementelor de execuție de tipul releelor, contactoarelor, lămpilor de control, electro-valvelor, elementelor de afișare. Există doua tipuri de bază de module de ieșire: module alimentate de la o sursă comună sau alimentate de o sursă separată. Intrărilor si ieșirilor trebuie acordată o atenție sporită, deoarece în aceste zone mărimile electrice (tensiuni, curenți) vehiculate ating valori care pot afecta CPU (central processing unit – microprocesorul automatului programabil). Protecția unității centrale de semnale de nivel periculos de la intrare (de exemplu conversia semnalului de intrare de 24 V în semnal de 5 V) se face prin separare optică, adică transmiterea semnalului prin intermediul luminii. Dispozitivul cuplat la intrare generează un semnal care comandă aprinderea unui LED a cărui lumină comandă intrarea în conducție a unui fototranzistor, în acest caz CPU recepționând semnal logic 0. Când semnalul de intrare încetează, LED-ul se stinge, tranzistorul iese din conducție, tensiunea din colectorul acestuia crește și CPU-ul recepționează semnal logic 1.

Figura 9: Circuit de interfață aferent intrărilor [*1]

Interfața aferentă mărimilor de ieșire (figura 10) funcționează similar. CPU-ul generează un semnal care comandă aprinderea unui LED. Lumina emisă de LED excită un fototranzistor care intră în conducție, astfel încât tensiunea dintre emitor și colector scade la 0.7 V, iar un dispozitiv conectat pe ieșire va recepționa această tensiune ca un semnal logic 0. Invers, va însemna că semnalul de ieșire va fi interpretat ca 1 logic. Fototranzistorul nu este conectat direct la ieșirea automatului, între fototranzistor și ieșire aflându-se un releu sau un tranzistor de putere mai mare, capabil să întrerupă curentul vehiculat prin circuitele de ieșire [*1].

Figura 10: Circuit de interfață aferent ieșirilor [*1]

Așa cum automatul programabil trebuie să citească intrări analogice, acesta trebuie să genereze și semnale de ieșire analogice, acestea având game standard: 0-5 V, 0-10 V, 4-20 mA etc. Spre exemplu un modul de ieșiri analogice tipic firmei Allen Bradley are 4 canale de ieșire, fiecare transformând o valorea numerică pe 12 biți (0-4095) într-o ieșire analogică. Sunt utilizate amplificatoare de izolare pe ieșiri pentru a reduce efectul zgomotelor și pentru a permite conectarea semnalelor analogice la dispozitive externe alimentate la tensiuni diferite. În figura 11 se poate observa cum se generează semnalele analogice printr-un modul de ieșiri analogice.

Figura 11: Generarea semnalelor analogice printr-un modul de ieșiri analogice

Un modul digital poate primi și transmite doar semnale digitale, iar un modul analogic poate transmite și citi doar semnale analogice. O altă deosebire între modulele digitale și cele analogice este faptul că pe modulele analogice nu există led-uri pentru semnalizarea stării intrărilor și ieșirilor, iar pentru acest lucru se utilizează un aparat de măsură sau un program specializat [*4].

2.3 Limbaje pentru programarea automatelor programabile

Limbajele de programare pentru automatele programabile trebuie să fie ușor de înțeles și de folosit în cadrul aplicațiilor destinate conducerii proceselor. Majoritatea producătorilor de automate programabile implementează aceleași instrucțiuni de bază, dar există și diferențe de la un producător la altul în ceea ce privește forma sau anumite funcții specifice [COR09].

Limbajele de programare pentru automate programabile se pot împărți în două grupe: limbaje literale și limbaje grafice.

Limbajele literale se pot împărți în [COR09]:

STL (Statement List) – Listă de instrucțiuni, sub forma unor liste de instrucțiuni asemănătoare cu limbajele de asamblare pentru microprocesoare;

ST (Structured Text) – Text structurat, ce utilizează instrucțiuni de atribuire, de selecție și de control a subprogramelor asemănându-se ca și structură cu limbajele de nivel înalt;

Limbajele grafice pot fi împărține în [COR09]:

LD (Ladder Diagram) – Diagramă scară, asemănător cu modul de proiectare a circuitelor cablate cu relee și contacte. Acest limbaj lucrează doar cu variabile de tip boolean;

FBD (Function Block Diagram) – Diagramă cu blocuri de funcții, conține blocuri complexe fiind o extensie a limbajului Ladder. Limbajul FBD poate lucra și cu variabile reale.

2.3.1 Limbajul de programare STL

Fiind un limbaj de nivel scăzut este folosit pentru realizarea de aplicații de mici dimensiuni sau la optimizarea codului unor părți distincte din diverse aplicații. Un program realizat în limbaj STL este o listă de instrucțiuni de diverse tipuri, care calculează, în mod uzual, termenii unor expresii logice, rezultatul operației fiind tot o valoare logică. Operanzii folosiți sunt variabile interne, intrări și ieșiri ale automatului programabil [COR09].

Operatori STL [COR09]

1. Operatori de tip boolean

de transfer:

LD – Transferă date din memorie în acumulator;

ST – Transferă date din acumulator în memorie;

Exemplu:

LD %I0.1 – Transferă conținutul lui I0.1 în acumulator

ST %Q1.1 – Transferă la ieșirea Q1.1 datele din acumulator

= %Q1.1 – Transferă la ieșirea Q1.1 datele din acumulator

de setare/resetare a operanzilor

S – Setează un operand;

R – Resetează un operand;

Exemplu:

S %Q1.1 – Setează bitul Q1.1

R %M0.1 – Resetează bitul M0.1

2. Operatori pe byte, cuvânt sau dublu cuvânt

MOV, transferă date între sursă și destinație. Pentru a se preciza tipul de date cu care operează, operatorului i se adaugă: B pentru octet, W pentru cuvânt și DW pentru cuvânt dublu. Instrucțiunea are 2 operanzi, primul este sursa iar al doilea destinația

Operatori aritmetici:

ADD – Adună la un operand conținutul acumulatorului;

SUB – Scade dintr-un operand conținutul acumulatorului;

MUL – Înmulțește un operand cu conținutul acumulatorului;

DIV – Împărțirea dintre conținutul acumulatorului și un operand.

Operatori de salt:

JMP – Realizează un salt necondiționat la o adresă specificată;

CALL – Realizează un salt la adresa de început a unei subrutine;

Operatori logici

AND – ȘI logic între conținutul acumulatorulu și un operand ;

OR – SAU logic între conținutul acumulatorului și un operand;

XOR – SAU-EXCLUSIV între conținutul acumulatorului și un operand.

2.3.2 Limbajul de programare ST (Structured Text) [COR09]

ST este un limbaj structurat de nivel înalt, similar cu Pascal și C, proiectat pentru procesele automate de programare. Acest limbaj este folosit în special pentru a implementa proceduri complexe care nu pot fi exprimate ușor cu limbaje grafice.

Textul Structurat este unul dintre cele două limbaje textuale din cadrul standardului IEC 1131-3, celălalt fiind limbajul Lista de Instrucțiuni. Standardul definește elemente textuale comune limbajelor textuale, printre care:

Declarații tip;

Declarații variabile;

Declarații ale pasului SFC, ale tranziției și acțiunii;

Declarații ale funcției și ale blocurilor funcție

2.3.3 Limbajul de programare LAD

Limbajul LAD face parte din categoria limbajelor grafice și este folosit pentru realizarea diverselor aplicații de către programatori ce au experiență anterioară în aplicații cu relee și contacte. Cu ajutorul limbajului LAD ecuațiile booleene sunt transformate în programul care ulterior se încarcă pe automatul programabil [COR09].

Un program în limbajul LAD este format din simboluri grafice ce alcătuiesc rețele. Rețelele sunt conectate în partea stângă și partea dreaptă la liniile de alimentare ale unei surse de putere. Execuția programului începe din partea de sus și dinspre stânga spre dreapta. În figura de mai jos este prezentată similitudinea dintre schemele electrice cu contacte si relee a) si programele realizate în limbajul LAD din automatele programabile b) [COR09]

Figura 12: Asemănarea dintre schemele electrice cu contacte și relee și programele realizate in limbajul LAD [COR09]

Contactele și bobinele sunt conectate la liniile de alimentare prin linii orizontale și verticale iar fiecare segment al unei linii poate avea starea TRUE sau FALSE.

Privind executia programului în LD, liniile programului sunt evaluate de la stânga la dreapta și de sus în jos, ramificațiile din cadrul unei linii fiind evaluate de la stânga sus la dreapta jos, așa cum se poate observa figura 13.

Figura 13: Schema de execuție a programului [*6]

Componentele principale folosite pentru realizarea unui program în limbajul LD sunt [*35]:

contacte;

bobine;

temporizatoare;

numărătoare;

funcții.

Bobinele sunt elemente care modelează funcționarea contactoarelor și releelor electromagnetice. Ca și în cazul bobinelor din scheme electrice, bobinele din programele Ladder pot avea doua stări: alimentate sau nealimentate. Un exemplu de bobină în LAD se poate observă în figura 14.

Figura 14: Exemplu de bobina in LAD [*35]

Temporizatoarele sunt elemente care modelează funcționarea releelor de timp și a contactelor temporizate. Sunt folosite în scopul realizării cu întârziere a unor acțiuni sau pentru acțiuni cu o durată stabilită de timp. Fabricanții de automate programabile furnizează atât timere elementare cât și timere complexe . Timerele simple pot fi utilizate pentru întârzierea unor acțiuni cu o anumită durată de timp ce poate fi programată, dar cele complexe pot fi folosite pentru temporizări variabile condiționate de evenimente ce se produc la un moment dat. Un exemplu de temporizator se poate observa în figura 15 [*6].

Figura 15: Exemplu de temporizator

Pentru fiecare timer din program este alocat un id unic. Modul de identificare a timerului este diferit în funcție de producător. Valoarea unui temporizator se poate exprima în secunde și la cei mai mulți producători poate lua valori între 0 și 999 secunde [*35].

Număratoarele (counterele) [*35] sunt elemente de programare care pentru fiecare impuls primit ca urmare a producerii unui eveniment își incrementează sau decrementează valoarea. Exemple de evenimente pe care numărătoarele le pot contoriza sunt:

pașii efectuați de un motor pas cu pas;

numărul de apăsări al unui întrerupător;

numărul de sticle transportate de o bandă transportoare.

Figura 16: Exemplu de numărător

Evenimentele numărate pot fi comparate cu valori prestabilite și în funcție de rezultat și alte condiții impuse se pot lua decizii și se pot inițializa acțiuni. După modul de numărare există următoarele tipuri de numărătoare:

crescătoare

descrescătoare

bidirecționale atât crescător cât și descrescător.

Un numărător are minim două intrări, una de numărare și una de inițializare și o ieșire. Există și numarătoare care sunt prevăzute cu 2 ieșiri, din care o ieșire reprezintă negarea celeilalte ieșiri [*6].

Blocurile functioale (BF) sunt utilizate în cadrul unor funcții mai complexe menite să ușureze scrierea programelor în limbaj LD. Blocurile funcționale modelează diverse categorii de funcții cele mai utilizate fiind:

funcții de încărcare a unor constante numerice;

funcții aritmetice;

funcții logice pe 8 sau 16 biți;

funcții de tratare a întreruperilor;

2.3.4 Limbajul de programare FBD

FBD este un limbaj grafic cu care se pot crea funcții complexe folosind blocurile care se află în bibliotecile mediului de programare. Ca și limbajul de programare LAD, FBD se execută tot de sus în jos și de la stânga la dreapta iar blocurile de funcții sunt conectate între ele prin linii de legătură. În FBD, un bloc este reprezentat printr-un dreptunghi, intrările fiind în partea stângă, iar ieșirile în partea dreaptă. La intrările blocului sunt legate variabilele de intrare, iar variabilele de ieșire ale blocului sunt conectate la ieșirile automatului programabil sau la intrările altor blocuri. Tipul variabilelor de intrare trebuie să corespundă cu tipul intrării blocului, ieșirea blocului având același tip cu intrările. Conform recomandărilor IEC orice bloc FBD dispune pe lângă intrările asupra cărora se realizează operații X respectiv Y, o intrare EN și o ieșire ENO pe lângă ieșirea Z. Atunci când EN este TRUE, intrările blocului sunt operaționale, ieșirea ENO trece în starea TRUE iar când EN va fi FALSE, intrările vor fi inactive iar ieșirea ENO va fi și ea FALSE. Dacă în timpul rulării apare o eroare ieșirea va trece automat în starea FALSE [COR09].

În figura 17 se poate observa un exemplu de bloc funcțional.

Figura 17: Bloc funcțional, conform recomadărilor IEC 1131-3

Se pot defini 2 tipuri de blocuri principale:

Blocuri standard, corespunzătoare operatorilor standard limbajului STL;

Blocuri speciale, implementate prin proceduri complexe;

Când spunem blocuri standard ne referim la blocuri de manipulare a datelor, blocuri pentru operații booleene (AND, NAND,NOT,OR,NOR,XOR), blocuri aritmetice și blocuri de comparație. Figura 18 exemplifică blocurile pentru operații booleene.

Figura 18: Blocuri standard ale limbajului FBD

Blocurile speciale sunt reprezentate de: blocuri de manipulare a datelor (multiplexoare, generatoare de numere aleatoare), temporizatoare, blocuri de procesare a semnalelor (histerezis sau trigger Schmitt, regulatoare PID, etc) blocuri generatoare de semnal (generatoare de semnal modulat în durată PWM, generatoare de semnal dreptunghiular), blocuri matematice (calculul valorii absolute, calculul funcției exponențiale, a funcțiilor trigonometrice, a rădăcinii pătrate, etc) [COR09].

2.4 Rețele PROFIBUS

PROFIBUS este o rețea de mare viteză pentru echipamente distribuite, standard care a fost introdus în Germania în anul 1989 și a fost ulterior acceptat ca standard internațional. PROFIBUS are 3 versiuni compatibile:

PROFIBUS DP (Decentralized Periphery): este o rețea de mare viteză, cu un cost redus și un nivel de comunicație simplu fiind prezent în 90% din rețele;

PROFIBUS FMS (Field bus Message Specification): este folosită in aplicații cu nivel înalt de comunicație;

PROFIBUS PA (Process Automation): dezvoltată pentru automatizarea proceselor în special în zone periculoase;

Viteza de transmisie pentru DP si FMS sunt: 9,6 Kbps, 19,2 Kbps, 93,75 Kbps 187 kbps, 500 Kbps, 1,5 Mbps, 3 Mbps, 6 Mbps, 12 Mbps, pentru PA fiind de 31,25 Kbps. Interfața PROFIBUS DP suportă implementarea a două tipuri de rețele: mono-master și multi-master. Componenta principală a unei rețele mono-master este un AP. Dispozitivele slave sunt cuplate prin intermediul mediului de transmisie. În figura 19 avem schema bloc a unei rețele mono-master. [*14]

Figura 19: Schema unei rețele mono-master

Pentru configurarea unei rețele PROFIBUS se poate utiliza un calculator, căruia i se atașează o interfață speciala de comunicație pe PROFIBUS sau MPI, pe aceste calculatoare se pot rula programe dedicate: Step 7 Manager, COM PROFIBUS [*7].

3 Sistem automat condus prin intermediul controlerului Siemens S7-300

Figura 20. Linie automată pentru îmbuteliat sticle

3.1 Linie automată pentru îmbuteliat sticle

Linia automată pentru îmbuteliat sticle realizată de către noi a fost proiectată pornind de la capabilitățile automatului SIMATIC S7-313C 2DP, produs de către firma Siemens și îndepliniște următoarele cerințe:

transportă si poziționează corect sticlele pentru umplere, preluare dop și înfiletare;

realizează umplerea sticlelor cu apă;

realizează preluarea dopului de către sticlă;

execută înfiletarea dopului;

evacuează sticlele pe un platou după executarea tuturor operațiunilor;

În afara celor enumerate mai sus, linia de îmbuteliat este capabilă să îndeplinească următoarele:

la pornire execută operația de inițializare și verificare a existenței și stării eventualelor sticlelor rămase pe linie datorită unei opriri accidentale;

dacă există sticle pe bandă, procesul se reia de unde a rămas;

oprește procesul și semnalizează acest lucru dacă:

toate sticlele existente pe bandă au trecut prin procesul de umplere, au fost

evacuate și nu au mai fost adăugate alte sticle pe bandă;

în rezervorul din care se face umplerea sticlelor nu există apă;

nu există dopuri în sistemul de alimentare cu dopuri;

3.2 Arhitectura hardware

Întreaga configurație hardware a fost proiectată și realizată de către noi pentru a putea fi condusă de un automat programabil folosind numai intrări și ieșiri digitale și conține următoarele părți importante:

automatul programabil SIMATIC S7-313C 2DP;

structura mecanică;

sistemul de transport și evacuare a sticlelor;

sistemul de umplere;

sistemul de alimentare cu dopuri și de preluare a acestora;

sistemul de înfiletare a dopurilor;

sistem de monitorizare și avertizare;

sistem de alimentare cu energie electrică.

Sistemele enumerate mai sus includ o serie de componente dintre care cele mai importante sunt următoarele:

un motor de curent continuu prevăzut cu reductor de turație;

un motor pas cu pas bipolar;

două motoare pas cu pas unipolare;

pompă de apă;

trei module electronice (drivere) pentru comanda motoarelor pas cu pas;

un modul electronic generator de clock;

În paginile următoare vom prezenta rolul, principalele caracteristici și modul de funcționare al fiecărui sistem, iar în cadrul descrierii fiecărui sistem vom detalia și elementele componente.

Componentele cu aceleași principii de funcționare, utilizate în mai multe sisteme ale instalației, vor fi descrise doar în cadrul unuia dintre sisteme, iar în cadrul celorlalte sisteme vor fi detaliate numai caracteristicile particulare, rolul și modul de funcționare în cadrul sistemului respectiv. Spre exemplu definirea, clasificarea și modul de funcționare al motoarele pas cu pas este făcută în cadrul sistemului de transport și evacuare, iar în cadrul sistemului de înfiletare a dopului nu mai sunt reluate aceste informații.

3.2.1 Automatul programabil Siemens SIMATIC S7-313C 2DP

Echipamentul SIMATIC S7-313C 2DP (figura 21) face parte din clasa medie de automate programabile fabricate de firma Siemens. Acestă familie de automate programabile este destinată aplicațiilor industriale de mică și medie complexitate fiind adecvată pentru controlul proceselor sau liniilor tehnologice formate din unul sau mai multe utilaje dintr-un atelier sau secție.

Din punct de vedere constructiv automatul SIMATIC S7-313C 2DP se prezintă sub forma unui panou cu modulele asamblate pe o șină standard având următoarele componente funcționale principale:

sursa de alimentare a echipamentului ;

unitatea centrală de prelucrare numerică – CPU cu selectorul modului de lucru;

șină pentru asamblarea modulelor;

cablu de alimentare a CPU;

module de extensie.

Sursa de alimentare

Modelul exact al sursei de alimentare este PS-307 5A și are următoarele caracteristici [*13]:

tensiune de alimentare: 220V/50Hz;

tensiunea de ieșire: 24 Vcc +/-3%;

curent maxim de ieșire: 0-5A;

protecție la supratensiune: declanșare la aproximativ 30V, restart automat la răcire;

protecție la scurtcircuit: declanșare electronica, restart automat la răcire;

semnalizare de stare: LED verde pentru 24V OK;

temperatura de funcționare: 0 – 60˚C;

putere disipată la sarcină de 5A: 18W.

Figura 21. Automatul programabil SIMATIC S7-300 2DP [*11]

Panoul frontal al sursei este prezentat în figura 22, iar pe el regăsim următoarele elemente:

1 – Led pentru semnalizarea prezenței tensiunii de ieșire 24 Vcc;

2 – Comutator On/Off ;

3 – Conectori pentru alimentare cu tensiunea de 220 Vca;

4 – Conectori pentru tensiunea de ieșire de 24 Vcc;

5 – Bridă pentru fixarea cablului de alimentare.

Structura internă a sursei este prezentată în figura 23.

Figura 22. Panoul frontal al sursei de alimentare PS-307 5A [*13]

Figura 23. Structura internă a sursei de alimentare PS-307 5A [*13]

Unitatea centrală SIMATIC S7 313C-2DP este prezentată în figura 24 și are pe panoul frontal următoarele componente [*12]:

1 – Led-uri de afișare a stării și a erorilor:

SF (rosu) – eroare hardware sau software;

BF (rosu) – eroare de comunicație pe interfața DP;

DC5V (verde) – existența alimentării 5v pentru CPU si BUS S7-300;

FRCE (galben) – Poziția forțată activă;

RUN (verde) – CPU este in RUN mod;

2 – Slot pentru cardul de memorie MMC;

3 – Intrări si ieșiri digitale;

4 – Borne pentru alimentare;

5 – Port interfață PROFIBUS DP;

6 – Port interfață MPI;

7 – Selector cu trei poziții pentru alegerea modului de operare;

Figura 24: Unitatea centrală SIMATIC S7 313C-2DP – panoul frontal [*12]

Tabel 2. Caracteristici ale CPU 313C-2DP [*12]

O particularitate a automatului SIMATIC S7 313C-2DP este existența ca și componentă integrată a unui modul I/O digital cu 16 intrări digitale și 16 ieșiri digitale, care pot fi utilizate ca intrări și ieșiri digitale standard. Domeniul de adrese al intrărilor digitale integrate este I124.0 – I124.7 și I125.0 – I125.7, iar domeniu ieșirilor este Q124.0 – Q124.7 și Q125.0 – Q125.7.

Schema bloc a modulului I/O integrată este ilustrată în figura 25.

Figura 25: Schema bloc a modulului I/O integrat în automatul SIMATIC S7 313C-2DP [*13]

3.2.2 Structura mecanică

Structura mecanică a aplicației, reprezentată în figura 26, a fost proiectată pentru a fi suficient de solidă, în scopul susținerii întregului ansamblu și eliminării posibilităților de apariție pe timpul funcționării, a jocurilor mecanice, precum și pentru anularea vibrațiilor produse de funcționarea motoarelor. Din acest motiv întreaga structură mecanică se bazează pe un cadru metalic rigid, confecționat din aluminiu și îmbinat cu șuruburi.

Pe cadrul metalic au fost fixate cele două axe necesare antrenării benzii transportoare. Un ax, care este și axul antrenat de motor, este fixat pe cadrul metalic prin intermediul casetelor pentru rulmenți, iar cel de al doilea având rulmenții în interiorul axului a fost fixat cu ajutorul a doi suporți metalici. Tot pe același cadru metalic au fost montate două plăci cu rolul de suport pentru banda transportoare, sticlele transportate și discul crenelat, aflat la capătul benzii, împreună cu motorul de antrenare al acestuia. În exteriorul cadrului metalic, pe capătul dinspre discul crenelat a fost fixat un suport vertical în scopul susținerii sistemului de înfiletare a dopului.

De-a lungul benzii transportoare, pe ambele părti, pentru direcționarea corectă a sticlelor au fost confecționate din țeavă de aluminiu cu diametrul de 6 mm balustrade, care au fost fixate cu suporți realizați din tije metalice cu filet M4. Acelați tip de balustrade au fost montate și în exteriorul discului de antrenare. În exteriorul balustradelor pe una din lateralele benzii au fost poziționați alți doi suporți pentru susținerea sistemului de alimentare a instalației cu dopuri.

Figura 26: Structura mecanică a instalației

Structura astfel realizată este susținută de patru picioare confecționate din tije de oțel cu filet M10, înfiletate în cadrul metalic și care au în partea inferioară tălpi de susținere reglabile așa cum se observă în figura 27.

Figura 27: Picior de susținere al instalației și tălpile reglabile

Tabel 3. Principalele caracteristici ale structurii mecanice

3.2.3 Sistemul de transport și evacuare a sticlelor

Rolul sistemului de transport si evacuare a sticlelor este acela de a transporta sticlele puse pe bandă, de ale poziționa corect pentru efectuarea operațiunilor de umplere, preluare dop și înfiletarea acestora, după care trebuie să le evacueze într-un platou de unde sunt preluate de utilizator.

Sistemul de transport și evacuare este compus din următoarele elemente:

un motor de curent continuu, prevăzut cu reductor și destinat antrenării benzii transportoare;

axele de antrenare a benzii și banda transportoare;

un motor pas cu pas unipolar, prevăzut cu reductor de turație și destinat antrenării discului crenelat;

modul electronic (driver) pentru motorul pas cu pas;

discul crenelat destinat pentru pozitionarea sticlelor;

senzori reprezentați de microîntrerupătoarele cu revenire K1, K2, K3 și K4.

Motorul de curent continuu

Motorul de curent continuu, reprezentat în figura 28 este necesar pentru antrenarea benzii transportoare într-un singur sens și de aceea alimentarea lui nu a ridicat probleme, aceasta fiind realizată prin intermediul unui releu de 24 V comandat de automatul programabil.

Este cunoscut faptul că aplicând unui motor de curent continuu o tensiune acesta se rotește într-un sens, iar la întreruperea alimentării motorul continuă să se rotească. Datorită reductorului motorul utilizat de noi nu se mai rotește după întreruperea alimentării, ceea ce ușurează controlul acestuia pentru oprirea precisă a benzii transportoare.

Figura 28: Motorul de curent continuu cu reductor

Ca și caracteristici importante ale motorului utilizat de noi cunoaștem tensiunea nominală de 12 V, consum de 1.2 A și o turație a axului reductorului, determinată experimental, de aproximativ 60 de rotații pe minut.

Schema de alimentare a motorului este prezentată în figura 29

Figura 29: Schema de alimentare a motorului de curent continuu

Motorul pas cu pas

Deoarece am utilizat motoare pas cu pas în două sisteme distincte, pentru înțelegerea acestora și pentru a nu relua informațiile, detaliem în prezentul sistem motoarele pas cu pas fără a le mai explica în sistemul de înfiletare a dopului.

Un motor pas cu pas este un caz particular al motorului de curent continuu fără perii, care împarte o rotație completă într-un număr de pași. Mișcarea rotorului motorului pas cu pas este formată din deplasări unghiulare discrete, succesive, egale ca mărime și care reprezintă pașii motorului. La un motor pas cu pas alimentarea nu se face prin simpla aplicare a unei tensiuni la bornele sale, ci prin alimentarea fazelor motorului, aplicând impulsuri de curent într-o anumită ordine. Cu alte cuvinte putem spune că un motor pas cu pas transformă un tren de impulsuri dreptunghiulare în mișcare de rotație prin împărțirea acesteia în pași discreti [*16].

Clasificarea motoarelor pas cu pas

Din punct de vedere constructiv, având ca și criterii de clasificare geometria și structura magnetică, motoarele pas cu pas pot fi împărțite în [*16]:

motoare pas cu pas cu magneți permanenți;

motoare pas cu pas cu reluctanță variabilă (reluctanța este mărimea egală cu raportul dintre tensiunea magnetică de-a lungul unui circuit și fluxul magnetic care străbate circuitul [*15]);

motoare pas cu pas hibride;

Motorul pas cu pas cu magneți permanenți

Motorul pas cu pas cu magneți permanenți prezentat în figura 30 are polii rotorului nord și sud generați de magneți permanenți dispuși alternativ. Atunci când o bobină a statorului este alimentată ea generează un câmp magnetic, iar polii rotorului se aliniază la câmpul magnetic al statorului realizând astfel deplasarea cu un pas. La alimentarea bobinei următoare se generează un nou câmp magnetic și statorul se rotește din nou cu un pas pentru a se alinia la câmpul magnetic [*17]. Funcționarea motorului poate fi observată foarte ușor în figura 31.

Motoarele pas cu pas cu magneți permanenți funcționează la viteze relativ mici, cu unghiuri de pas mari și dezvoltă cuplu redus fiind recomandate pentru medii neindustriale cum ar fi mecanismele imprimantelor, copiatoarelor sau scanerelor.

Figura 30: Motor pas cu pas cu magneți permanenți [*17]

Figura 31: Secvența de funcționare a motorului pas cu pas cu magneti permanenți [*17]

Motorul pas cu pas cu reluctanță variabilă

Motorul pas cu pas cu reluctanță variabilă prezentat în Figura 32 are rotorul confecționat din fier cu proeminențe dispuse uniform pe suprafața exterioară. Proeminențele dispuse pe exteriorul rotorului sunt numite dinți, iar distanța dintre acești dinți și stator este numită gap.

La alimentarea unei faze a statorului se creează un câmp magnetic ce determină rotirea rotorului si alinierea dinților cu câmpul magnetic astfel încât gap-ul dintre dinți și polul fazei alimentate să fie minim, dar alinierea la o fază presupune nealinierea la celelalte faze și alimentarea următoarei faze determină din nou mișcarea rotorului [*18]. Secvența de funcționare a motorului pas cu pas cu reluctanță variabilă poate fi observată în figura 33.

Figura 32: Motor pas cu pas cu reluctanță variabilă [*18]

Figura 33: Secvența de funcționare a motorului cu reluctanță variabilă [*18]

Motorul pas cu pas hibrid

Motorul pas cu pas hibrid prezentat în figura 34 este o combinație între motorul cu magneți permanenți și motorul cu reluctanță variabilă având rotorul magnetic prevăzut cu dinți și este format din două coroane dințate, una pentru polul sud și cealaltă pentru polul nord, polii nord și sud fiind dispuși alternativ așa cum reiese și din figura 35.

Secvența de funcționare a motorului pas cu pas hibrid este reprezentată în figura 36

Figura 34: Motorul pas cu pas hibrid [*19]

Figura 35: Structura rotorului motorului pas cu pas hibrid [*19]

Figura 36: Secvența de funcționare a motorului pas cu pas hibrid [*19]

Motorul pas cu pas hibrid este cel mai utilizat în mediile industriale deoarece dezvoltă cuplu puternic atât în regim static cât și în regim dinamic.

Tipuri de bobine ale motoarelor pas cu pas

La motoarele pas cu pas întâlnim două tipuri de realizare a bobinelor pentru fiecare fază, ceea ce desparte din acest punct de vedere în două mari categorii motoarele pas cu pas:

motoare unipolare;

motoare bipolare.

Motoarele unipolare au două bobine pe fiecare fază, iar cele două bobine pot avea un punct comun, astfel că întâlnim motoare unipolare cu 5, 6 sau 8 fire de conectare (figura 37).

Motoarele bipolare (figura 38) au o singură înfășurare pe fiecare fază având astfel 4 fire pentru conectare.

Figura 37: Modul de realizare a înfășurărilor la motoarele unipolare [*20]

Figura 38: Modul de realizare a înfășurărilor la motoarele bipolare [*20]

Comanda motoarelor pas cu pas

Comanda motoarelor pas cu pas poate fi făcută în trei moduri disticte [*21]:

comanda cu pas întreg în secvență simplă (Figura 39);

comanda cu pas întreg în secvență dublă (Figura 40);

comanda cu jumătate de pas (Figura 41);

În afară de modurile de comandă prezentate mai sus mai exisă comanda în micropași sau ,,micropășire” care presupune controlul curentului, astfel încât numărul pozițiilor rotorului între polii statorului să fie multiplicate. Spre exemplu la un motor cu pasul unghiular de 1,8° un singur pas poate fi divizat în 256 de micropași ceea ce înseamnă 51200 de pași pentru o rotație. Acest mod de comandă este deosebit de util în aplicațiile ce necesită o foarte mare precizie a poziționării rotorului.

Figura 39: Comanda motoarelor pas cu pas în secvență simplă [*21]

Figura 40: Comanda motoarelor pas cu pas în secvență dublă [*21]

Figura 41: Comanda motoarelor pas cu pas cu jumătate de pas [*21]

Motorul MITSUMI M42SP-7

În cadrul aplicației noastre, la sistemul de transport și evacuare a sticlelor am utilizat motorul MITSUMI M42SP-7 (Figura 42) de tip unipolar ce are rolul de a antrena discul crenelat pentru deplasarea sticlelor, poziționarea corectă și evacuarea lor.

Figura 42: Motorul MITSUMI M42SP-7 [*22]

Tabel 4. Caracteristici ale motorului MITSUMI M42SP-7 [*22]

Modulul electronic de comandă al motorului MITSUMI M42SP-7

Pentru comanda motorului MITSUMI M42SP-7 am construit un driver pentru motoare pas cu pas unipolare pornind de la datasheetul circuitului integrat L297 [*24] ce îndeplinește efectiv rolul de driver pentru distribuirea corectă a impulsurilor pe fiecare fază, pe care l-am combinat cu circuitul integrat ULN2803 ca și circuit de putere pentru alimentarea fazelor motorului.

Circuitul ULN2803 conține opt celule realizate cu perechi de tranzistori PNP (Figura 43) în montaj darlington ce asigură la ieșire un curent maxim de 500 mA, dar în cazul driverului realizat de către noi am utilizat în paralel câte două întrări ale circuitului ceea ce a dus la posibilitatea conectării în paralel a celor două ieșiri corespunzătoare intrărilor și astfel sarcina maximă suportată poate fi de aproximativ 1A.

Schema driverului reprezentată în figura 44 am proiectat-o în softul gratuit Eagle varianta 6.5 light

Figura 43: Pereche de tranzistori din CI ULN2803 în montaj Darlington [*23]

Figura 44: Schema electronică a driverului de comandă pentru motorul MITSUMI M42SP-7

După proiectarea schemei și realizarea unei simulări, tot folosind softul Eagle 6.5, am proiectat cablajul ilustrat în figura 45, iar după corodarea acestuia în clorură ferică, găurire și montarea pieselor, rezultatul este cel din figura 46.

Figura 45: Cablajul imprimat pentru driverul motorului MITSUMI M42SP-7

Figura 46: Driverul pentru comanda motorului MITSUMI M42SP-7 în formă finală

La ieșirea modulului se conectează motorul pas cu pas. iar la intrarea modulului pentru o comandă corectă a motorului trtebuie aplicate următoarele semnale:

0 sau 1 logic (0 sau 5V) pe intrarea Step_Mod pentru a selecta modul de comandă cu pas întreg sau cu jumătate de pas;

0 sau 1 logic (0 sau 5V) pe intrarea direcție pentru a selecta sensul de rotație ;

un semnal de clock pe intrarea clock, fiecare front crescător al semnalului de clock însemnând mișcarea cu un pas a rotorului.

Pentru semnalul de clock am construit trei generatoare de semnal de formă dreptunghiulară cu frecvență reglabilă între 75 Hz și 1600 Khz, bazate pe circuitul integrat NE555, după schema din figura 47. Unul dintre cele trei generatoare este folosit pentru comanda motorului din sistemul de transport și evacuare, iar celelalte două generatoare pentru cele două motoare de la sistemul de înfiletare a dopurilor. Cele trei generatoare au fost construite pe o singură placă de circuit imprimat dar lucrează independent putând fi reglate separate trei semnale cu frecvențe diferite pentru ajustarea vitezelor celor trei motoare în funcție de cerințe. Figura 48 reprezintă cele trei generatoare de clock în forma finală.

Formula pentru calculul frecvenței este [*25]:

1/f = 0.69 * C * ( R1 + 2*R2)

Figura 47: Schema generatorului de clock reglabil între 75 Hz și 1600 Khz [*25]

Figura 48: Cele trei generatoare de clock în formă finală

Semnalul livrat de generatoarele de clock construite de noi este cel din figura 49

Figura 49: Semnalul livrat de generatoarele noastre de clock

Axele de antrenare și banda transportoare

Pentru transportul sticlelor este necesară o bandă transportoare pe care am confecționat-o dintr-un material textil suficient de rezistent care să nu adere la suprafața suport pe care banda se târăște pentru reducerea frecării, dar în același timp este necesar să existe suficientă forță de frecare între bandă și axele de antrenare pentru a preveni patinarea acesteia. Un material care să îndeplinească toate cerințele nu am reușit să găsim însă soluția a fost îmbrăcarea axului tractor (figura 50) cu un strat de cauciuc.

Pentru confecționarea celor două axe, precum și a casetelor pentru rulmenții aferenți, am apelat la serviciile unui atelier de prelucrări mecanice.

Figura 50: Axul tractor pentru antrenarea benzii

Discul crenelat pentru deplasarea sticlelor

Rolul discului este acela de a poziționa corect sticlele pentru operațiile de umplere, preluare a dopului și înfiletare. Discul cu diametrul de 230 mm l-am confecționat dintr-un panel din PVC și în figura 51 sunt câteva imagini ce reprezintă stadii ale confecționării lui.

Figura 51: Etape ale confecționării discului

Funcționarea sistemului de transport și evacuare

Cunoscând toate componentele care-l formează putem explica modul de funcționare al sistemului de transport și evacuare al sticlelor folosind figura 52 în care am reprezentat schematic sistemul.

Sticla este transportată de către bandă din poziția 1, iar la ajungerea acesteia în poziția 2 banda se oprește. În această poziție sistemul de umplere umple sticla și la terminarea operației discul deplasează sticla din poziția 2 în postul de preluare a dopului (nr. 3 în figură). La ajungerea sticlei în poziția 3 discul se oprește iar banda pornește pentru a aduce o altă sticlă pe poziția 2. Dacă o nouă sticlă a ajuns pe poziția 2 discul asteaptă executarea operației de umplere apoi se rotește pentru a aduce sticla de la poziția 2 la poziția 3 și sticla de la poziția 3 care a preluat dopul la poziția 4 pentru înfiletarea dopului, după care se rotește și sticla de la poziția 4 este evacuată pe la punctul 5, în platoul de evacuare nr. 6. Dacă banda este alimentată continuu pozițiile 2, 3 și 4 vor fi tot timpul ocupate iar operațiile de umplere, preluare dop și înfiletare se execută în paralel

Figura 52: Reprezentarea schematică a sistemului de transport

3.2.4 Sistemul umplere a sticlelor

Sistemul de umplere are ca și sarcină principală umplerea sticlelor până la un nivel stabilit, dar în același timp îndeplinește și următoarele sarcini:

detecteză ajungerea unei sticle în poziția pentru umplere;

verifică nivelul apei în sticlă și permite trecea instalației la etapa următoare dacă sticla este plină;

verifică existența apei în rezervor și semnalizează lipsa acesteia.

Elemendele componente ale sistemului de umplere sunt următoarele:

pompa de apă cu releul de comandă:

senzorul dentru detectarea umplerii sticlei:

senzorul pentru prezența apei în rezervor;

conducta de transport a apei din rezercor în sticlă.

Pompa de apă cu releul de comandă

Pentru umplerea sticlelor cu apă am folosit în cadrul proiectului nostru o pompa Comet Elegant 8 L (figura 53) utilizată la rulotele auto, deoarece asigură un debit suficient pentru aplicația noastră, este foarte silențioasă și ușor de instalat fiind submersibilă.

Pompa de apă este comandată de către automatul programabil prin intermediul unui releu electromagnetic, circuitul de comandă fiind cel din figura 54

Figura 53: Pompă de apă Comet elegand 8 L

Figura 54: Circuitul de comandă cu releu al pompei de apă

Tabel 5. Caracteristicile pompei Comet elegant 8 L [*26]

Senzorul pentru detectarea umplerii sticlei

O problemă foarte delicată pe care a trebuit să o rezolvăm a fost pomparea în sticlă a cantității potrivite de apă astfel încât sticla să fie umplută până la un nivel stabilit de către noi. Problema putea fi rezolvată simplu prin cel putin două variante, utilizarea unui debitmetru sau a unui timer folosind debitul cunoscut al pompei. Cele două metode au însă marele dezavantaj de a introduce întotdeauna în sticlă o cantitate fixă de lichid corespunzătoare unei sticle goale, însă dacă la punctul de umplere ar ajunge o sticlă ce conține deja o anumită cantitate de lichid, introducând cantitatea standard, sticla ar fi umplută peste limita stabilită și chiar o anumită cantitate ar fi risipită.

Soluția corectă este aceea de a cunoaște cu exactitate când lichidul a ajuns la nivelul dorit și acest lucru se poate obține prin utilizarea unor senzori dedicați, cum ar fi cei cu ultrasunete. Paleta senzorilor cu ultrasunete existenți pe piață este variată, dar nu am reușit să identificăm un senzor potrivit cerințelor noastre și din acest motiv am proiectat și realizat un senzor bazat pe conductivitatea electrică a lichidelor, în cazul nostru lichidul fiind apa. Cu alte cuvinte senzorul nostru constă în introducerea în lichid a doi electrozi între care circuitul electric se închide prin intermediul lichidului, care are o anumită rezistență electrică.

Senzorul astfel conceput îndeplinește cu succes sarcinile cerute, dar limitând în același timp utilizarea instalației la lichidele care au conductivitate electrică.

Rezistența electrică a apei între doi electrozi dispuși la distanța de 1 cm, determinată experimental de către noi este de 4,5 – 4,7 kΩ.

Folosind informațiile expuse mai sus, realizarea senzorului propriu-zis nu este dificilă, iar noi am implementat acest lucru comandând în tensiune un tranzistor bipolar NPN astfel încât acesta să intre în saturație (Ub > 0.7V) , tranzistorul având ca sarcina bobina unui releu ce comandă o intrare a automatului programabil figura 55.

Partea dificilă este reprezentată de mecanismul conceput pentru aducerea celor doi electrozi E1 și E2 în interiorul sticlei (figura 56), la nivelul dorit.

Figura 55: Schema senzorului de detectare a umplerii sticlei

Figura 56: Mecanismul pentru poziționarea senzorului de detectare a umplerii sticlei

Mecanismul constă dintr-o tijă culisantă antrenată de o rolă presoare montată pe axul unui motor de curent continuu și o a doua tijă culisantă ce are rolul de rigidizare a ansamblului culisant și în același timp de a nu permite tijei culisante să se rotească în jurul propriei axe. Pe ansamblul culisant au fost montate două tije metalice care acționează un comutator cu două poziții ce acționează ca și senzor pentru pozițiile ridicat și coborât.

Motorul de curent continuu este unul de dimensiuni reduse provenit dintr-un CD-ROM de calculator și se alimentează la tensiunea de 5 V.

Pentru coborârea, dar și ridicarea electrozilor senzorului în și din sticlă este necesară schimbarea sensului de rotație al motorului, ceea ce se realizează prin schimbarea polarității tensiunii aplicate la bornele motorului. Cea mai la îndemână soluție a fost pentru noi construirea unei punți H cu ajutorul contactelor a două relee ale căror bobine sunt comandate de automatul programabil.

Schema punții H realizată cu relee este ilustrată în figura 57, unde k1 și k3 reprezintă contactele releului 1, iar h2 și k4 reprezintă contactele releului 2.

Când bobina releului 1 este alimentată contactele k1 și k3 se închid și motorul primește pe borna a + 5V, iar pe borna b – 5V și astfel se rotește într-un sens. La alimentarea bobinei releului 2 se închid contactele k2 și k4 ceea ce schimbă polaritatea la bornele motorului și motorul se rotește în sens invers. Nu se alimentează ambele relee în același timp deoarece acest lucru ar însemna producerea unui scurt circuit.

Figura 57: Schema punții H pentru comanda motorului senzorului

Senzorul nu permite rotirea discului de antrenare a sticlelor dacă ansamblul său mobil nu se află în poziția ridicat.

Senzorul pentru prezența apei în rezervor

Acest senzor are rolul de a detecta lipsa apei în rezervorul din care se face umplerea sticlelor și de a opri funcționarea instalației până la umplerea rezervorului.

Schema electronică a senzorului este aceeași cu cea prezentată la senzorul pentru detectarea nivelului apei în sticlă. Cei doi senzori au fost montați pe o singură plăcuță prezentată în figura 58.

Conducta pentru transportul apei din rezervor în sticlă

Conducta pentru transportul apei este confecționată din țeavă de aluminiu cu diametrul exterior de 8 mm și cel interior de 6 mm, pe care am fixat-o rigid în plarforma de susținere a sticlelor, ea servind astfel și ca suport pentru ansamblul senzorului de detectare a nivelului apei în sticlă.

Conducta este prezentată în figura 59.

Figura 58: Montajul electronic al zenzorilor pentru apă

Figura 59: Conducta pentru transportul apei

Funcționarea sistemului de umplere a sticlelor

La ajungerea unei sticle pe poziția de umplere, senzorul pentru detectarea nivelului în sticlă este coborât în aceasta și dacă sticla nu este plină, prin intermediul senzorului plasat în rezervor se verifică existența apei. Dacă în rezervor există apă atunci pompa este alimentată și se pompează apă în sticlă până la umplerea acesteia. După umplerea sticlei pompa se oprește, senzorul pentru nivelul apei în sticlă este ridicat și instalația poate trece la etapa următoare.

3.2.5 Sistemul de alimentare cu dopuri și de preluare a acestora

Sistemul de alimentare cu dopuri a instalației a reprezentat o altă provocare pentru rezolvarea căreia am luat în calcul diverse posibilități, dar adoptând în final o soluție constructivă destul de simplă, prezentată în figura 60, bazată pe greutatea dopurilor și forța gravitațională.

Ansamblul este format dintr-o șină din material plastic susținută de doi suporți metalici și având o înclinare de 35°, în scopul permiterii alunecării dopurilor de la capătul superior, care constituie punctul de alimentare cu dopuri, spre capătul inferior care constituie punctul de preluare a dopurilor de către sticlă.

La partea inferioară am prelucrat șina astfel încăt aceasta să nu permită căderea liberă a dopurilor dar în același timp să permită sticlei extragerea cu ușurință a dopului curent. După extragerea dopului curent obligatoriu șina trebuie să rețină dopul următor.

Figura 60: Sistemul de alimentare cu dopuri

Modul de prelucrare a capătului inferior se poate observa în figura 61. În fotografie se pot observa două decupături longitudinale în pereții laterali ai șinei, iar pe interior în partea inferioară au fost adăugate două praguri. Partea inferioară a pereților laterali astfel decupată, cu pragurile adăugate joacă rolul unor arcuri lamelare ce exercită suficientă presiune asupra dopurilor pentru a fi reținute

În figura 62 se observă că pe traseul de deplasare al sticlei aceasta întâlnește peretele lateral-interior al dopului asupra căruia aplică forța F, care extrage dopul de pe șină, iar acesta urmând în continuare forma șinei se așează pe sticlă.

Figura 61: Prelucrarea părții inferioare a șinei pentru susținerea dopurilor

Figura 62: Modul de extragere a dopului din șină

Senzorul pentru detectarea prezenței dopului

Senzorul pentru detectarea prezenței dopului este un senzor cu infraroșu și este necesar pentru oprirea instalației în cazul în care nu există dopuri și reluarea procesului după ce instalația a fost alimentată cu dopuri.

Senzorul a fost construit după schema din figura 63, iar montajul în forma finală este reprezentat în figura 64.

Atât ledul emițător cât și receptorul în infraroșu sunt montate de o parte și de alta a șinei pentru dopuri. Dacă între cele două leduri nu se interpune nici un dop, bobina releului se alimentează și pe intrarea automatului I125.1 vom avea ,,1” logic

Figura 63: Schema senzorului pentru prezență dop [*27]

Figura 64: Montajul electronic al senzorului pentru dop

3.2.6 Sistemul de înfiletare a dopurilor

Sistemul de înfiletare prezentat în figura 65, are rolul de a detecta ajungerea unei sticle pe poziția de înfiletare și executarea operațiunilor necesare pentru înfiletare.

Sistemul de înfiletare este compus din următoarele elemente

un motor pas cu pas unipolar ce are rolul de a înfileta dopul;

un ansamblu culisant ce realizează deplasarea în plan vertical a motorului de înfiletare;

un motor pas cu pas bipolar pentru angrenarea ansamblului culisant.

senzori capăt de cursă pentru limitarea mișcării pe verticală;

un senzor pentru detectarea sticlei la postul de înfiletare.

Figura 65: Sistemul de înfiletare a dopurilor

Motorul pas cu pas unipolar pentru înfiletarea dopului

Motorul pentru înfiletarea dopului este de tip unipolar, fabricat de către firma Sanyo, modelul StepSyn 103H6701.

Pentru a realiza înfiletarea dopului, pe axul motorului am montat un dispozitiv (Figura 66) confecționat de către noi sub forma unui dop, dar de dimensiuni mult mai mari care în interior are un platou a cărui suprafață este acoperită cu un cauciuc pentru a adera la suprafața dopului.

Figura 66: Motorul cu dispozitivul de înfiletare a dopului

Tabel 6. Caracteristicile motorului StepSyn 103H6701 [*28]

Modulul electronic pentru comanda motorului de înfiletat

Pentru comanda motorului StepSyn 103H6701 am construit un driver pentru motoare unipolare pornind de la datasheetul circuitului integrat numărător CD4017 [*29], care comandă patru tranzistori MOSFET IRF-540 ce alimentează fazele motorului. Schema driverului este prezentată în figura 67, iar din această schemă se observă că circuitul CD4017 are pe rând active ieșirile Q0-Q3, care comandă tranzistorii Q1-Q4, iar iesirea Q4 resetează circuitul și secvența se reia. Cablajul modulului este prezentat în figura 68.

Figura 67: Schema electronică a driverului pentru motorul ce înfiletează dopul

Figura 68: Cablajul pentru realizarea driverului motorului ce înfiletează dopul

Driverul cu toate piesele montate, în forma finală este cel din figura următoare

Figura 69: Driverul pentru motorul ce înfiletează dopul

Ansamblul culisant ce realizează deplasarea în plan vertical a motorului pentru înfiletarea dopului

Pentru a putea realiza înfiletarea dopului, motorul destinat în acest scop trebuie coborât atunci când o sticlă a ajuns în poziția de înfiletare și trebuie ridicat după ce a terminat înfiletarea pentru ca sticla să poată fi deplasată. Pentru realizarea acestui lucru ne-am inspirat de la modul de construcție al axei Z la mașinile cu comandă numerică folosite pentru gravură, găurire sau frezare. La aceste mașini mișcarea pe axa Z este realizată cu ajutorul unor șuruburi cu filetul de formă trapezoidală și pas rar, iar acolo unde se cere o precizie sporită se folosesc șuruburi și piulițe cu bile, iar dispozitivul mobil se deplasează de-a lungul unor tije metalice prin intermediul unor rulmenți longitudinali.

În cazul aplicației noastre precizia mișcării în plan vertical nu este necesar a fi deosebit de ridicată și fiindcă a fost dificil să achiziționăm rulmenți longitudinali și șurub trapezoidal sau cu bile am recurs la o soluție foarte simplă și care funcționează foarte bine.

În locul șurubului cu filet trapezoidal am utilizat un șurub cu pas normal M6 pentru a antrena piesa mobilă, iar în locul tijelor cu rulmenți longitudinali am utilizat șine glisante ce sunt folosite în mod curent la sertarele mobilierului.

Deoarece în cazul instalației noastre mișcarea pe axa Z nu necesită o precizie foarte mare, construcția realizată (Figura 70) îndeplinește cerințele având totuși dezavantajul vitezei mici de deplasare, din cauza pasului de la filetul șurubului.

Figura 70: Ansamblul culisant

Motorul pas cu pas bipolar pentru antrenarea ansamblului culisant

Motorul are rolul de a ridica și coborâ ansamblul culisant prin intermediul unui șurub și în acest scop am utilizat motorul Sanyo Denky 103-546-8443 prezentat în figura următoare

Figura 71: Motorul de antrenare a ansamblului culisant

Tabel 7. Caracteristici ale motorului 103-546-8443

Driverul pentru comnda motorului bipolar

Schema electronică a driverului este realizată cu circuitul L297 ca și driver, iar ca parte de putere cu circuitul L298, conform schemei electronice din figura 72.

Figura 72: Schema driverului pentru motorul pas cu pas bipolar [*30]

Cablajul pentru realizarea montajului este cel din figura 73, iar montajul obținut după realizarea cablajului și montarea pieselor este cel din figura 74.

Driver-ul realizat poate comanda motoare pas cu pas cu un consum de maxim 3 A pe fază în comandă cu pas întreg și având posibilitatea schimbării sensului de rotație, iar viteza de rotație este controlată prin frecvența semnalului de clock aplicat.

Figura 73: Cablajul pentru driverul motorului bipolar ce antrenează ansamblul culisant [*30]

Figura 74: Driverul motorului ce antrenează ansamblul culisant

Senzorii sistemului de înfiletare

Senzorii capăt de cursă pentru limitarea mișcării ansamblului mobil în plan vertical sunt reprezentați de microîntrerupătoarele K5 și K6, iar așezarea lor este ilustrată în imaginea din figura 75.

Senzorul pentru detectarea prezenței sticlelor la punctul de înfiletare (Figura 76) este reprezentat de microîntrerupătorul K3, care îndeplinește și rolul de senzor de poziție în cadrul sistemului de transport și evacuare.

Toate cele trei microîntrerupătoare ale sistemului de înfiletare reprezintă intrări pentru automatul programabil.

Figura 75: Microîntrerupătoarele capăt de cursă pentru limitarea mișcării în plan vertical

Figura 76: Senzor pentru detectarea prezenței sticlelor la înfiletare

3.2.6 Sistemul monitorizare și averizare

Sistemul de monitorizare și avertizare a fost conceput pentru a monitoriza starea instalației, precum și pentru a ușura depistarea de către utilizator a erorilor apărute în funcționare.

Sistemul se bazează pe microcontrolerul pe 8 biți PIC 16F628A, care pe baza informațiilor primite de la automatul programabil afișează pe un display detalii privind starea instalației și erorile apărute în funcționarea acesteia.

Schema electronică a sistemului de afișare am conceput-o pornind de la datasheetul microcontrolerului PIC 16F628 [*31] și de la un exemplu de conectare a display-ului [*32]. Schema este prezentată în figura 77.

În proiectul nostru, microcontrolerul PIC 16F628 are șase pini declarați ca și intrări digitale pe care primește informațiile de la automatul programabil, în funcție de care afișează elementele necesare.

În mod normal, pinii declarați ca intrări sunt menținuți în ,,1” logic, iar microcontrolerul recunoaște declanșarea unui eveniment atunci când pinul trece din nivelul HIGH în nivelul LOW.

Figura 77. Schema electronică a sitemului de afișare cu PIC 16F628A

Pentru trecerea pinilor din nivelul HIGH în nivelul LOW, dar și pentru adaptarea nivelului tensiunii de pe ieșirea automatului la un nivel acceptat de microcontroler ( 5 V) am realizat șase divizoare de tensiune rezistive conform schemei din figura 78. Semnalul obținut la ieșirea divizorului rezistiv este trecut în LOW cu ajutorul circuitului integrat LS74S04, care conține șase porți logice NOT.

Calcul divizorului rezistiv se face utilizând formula [*33]:

Modulul electronic realizat este prezentat în figura 79

Figura 78. Divizor rezistiv [*33]

Figura 79. Modulul electronic al sistemului de afișare

3.3 Arhitectura software

Pentru programarea unui controler logic programabil (PLC) se pornește de la definirea intrărilor, respectiv ieșirilor. În cazul nostru intrările pot fi de tip digital: “0” sau “1”, valoarea nivelului logic “1” fiind determinată de valoarea tensiunii de alimentare a PLC-ului. Dacă tensiunea de alimentare a PLC-ului este de 24V DC atunci valoarea pentru “1” logic pe intrări va fi de 24V DC, gama tensiunii de alimentare fiind cuprinsă între 10V si 30V DC. [*8]

Pentru a putea începe dezvoltarea software este necesar să avem următoarele componente:

un calculator desktop/laptop;

adaptor usb to RS 485 pentru a se putea descărca programul în automatul programabil;

softul de programare Simatic Manager Step7

În cadrul proiectului nostru STEP 7 reprezintă softul de programare pentru S7-300, acesta oferind întregul suport pentru configurarea și programarea automatului programabil. În figura 80 putem observa care este structura unui proiect creat, acesta fiind un lucru esențial pentru a putea începe dezvoltarea software.

Figura 80. Structura unui proiect în STEP7 [*9]

3.3.1 Configurarea hardware în STEP7

Procedura de bază pentru configurarea hardware este reprezentată în figura 81.

Figura 81. Procedura de bază pentru configurarea hardware

Configurarea hardware reprezintă aranjarea modulelor într-un tabel. Modulele se aranjează pe un stativ folosind STEP 7, exact ca în sistemul real. Modulele se selectează dintr-un catalog electronic și apoi se introduc în poziția corespunzătoare din tabelul de configurare. Stativul din tabelul de configurare trebuie să corespundă celui real. [*9]

Astfel primul pas este lansarea softului Simatic Manager după care selectăm File -> New Project (figura 82)

Figura 82. Crearea unui proiect nou

Se introduce numele proiectului și se face click pe OK (figura 83)

Figura 83. Configurarea proiectului

Se face click dreapta pe proiectul creat, Insert New Object -> Simatic 300 Station

Figura 84. Inserare Simatic 300 Station

Configurarea hardware se face facând dublu click pe iconița hardware;

Figura 85. Configurarea hardware

Pentru a putea adăuga componentele este necesar ca prima dată să adaugăm o șină de montaj

Figura 86. Adăugarea sinei de montaj

Prima componentă care se adaugă pe șină este sursa automatului programabil.

Figura 87. Adăugarea sursei automatului

A doua componentă care se adaugă pe șină este CPU, fiind necesar selectarea cu atenție a modelului exact de cpu, siemens oferind o gamă largă de versiuni.

Figura 88. Adăugarea modelului corespunzător de cpu

:

La sfârșitul configurării hardware se selectează tipul de comunicație între calculator și PLC: profibus/MPI

Figura 89. Selectarea tipului de comuncație între calculator și PLC

Configurarea hardware este încheiată cu salvarea și compilarea acesteia, urmată de descărcarea ei în automatul programabil.

Figura 90. Finalizarea configurării hardware

3.3.2 Implementarea software

Realizarea programului de conducere a procesului descris în capitolul 3 s-a realizat prin metoda diagramelor Grafcet, fiind un mod de reprezentare și de analiză a fluxului proceselor industriale.

Grafcet prezintă mai multe avantaje în raport cu celelalte tehnici de reprezentare:

este independent de tehnologia în care se implementează logica (algoritmul) secvențial cablată, programată;

caietul de sarcini se reprezintă clar și precis;

permite evoluția simultană (paralelă) a mai multor secvențe de stări

permite efectuarea selecției de secvențe de stări

un număr mare de variabile de intrare ale automatului secvențial nu ridică dificultăți în reprezentarea evouluției automatului

Această metodă este pretabilă pentru descrierea unor detalii ale sistemului condus precum și ale funcționării acestuia. Utilizând o formă concentrată de descriere simbolică, această metodă combină avantajele altor metode, prezentând clar și concis secvențele de control. De asemenea, diagramele Grafcet ajută la testarea și depanarea sistemului de control, la diagnosticarea defectelor apărute în sistemul de control [*10].

Pentru realizarea unui program ce urmează a fi implementat pe un automat programabil trebuie urmați următorii pași:

înțelegerea fluxului tehnologic;

realizarea diagramei Grafcet;

scrierea ecuațiilor intrărilor și ieșirilor;

transpunerea ecuațiilor în ladder;

În cadrul aplicației noastre întelegerea fluxului tehnologic reprezintă un prim pas de la care se poate porni schițarea schemei logice. Astfel procesul tehnologic este pornit prin acționarea butonului de start de pe panoul de comanda după care procesul continuă cu o inițializare care presupune resetarea mecanismelor de acționare și totodata verificarea stării acestora în cazul în care procesul a fost oprit brusc din anumite motive sau chiar din cauza unor pene de curent. Dupa cum se poate observa în figura 91 de mai jos, inițializarea este urmată apoi de o serie de blocuri logice, incluzând astfel toate variantele posibile.

Figura 91. Schema logică

Tabel 8. Alocarea intrărilor și ieșirilor pentru automatul programabil S7-313c 2DP

Tabel 9. Alocare variabile interne pentru Timere

Cunoscând foarte bine procesul și protocolul de funcționare se poate trece la alocarea variabilelor de intrare, de ieșire, de memorie, de temporizare etc, corespunzător semnalelor procesului așa cum s-a făcut în tabelele de mai sus, după care se poate trece la realizarea programului de conducere utilizând una din metodele descrise în capitolul 2. Noi am ales metoda Grafcet.

Pentru exemplificare se consideră procesul nostru și ciclul de funcționare următor:

la comanda START dată prin intermediul unui push-buton, I124.0, se începe ciclul funcțional după cum se poate observa în figura 92;

comanda de rulare a celor două motoare rămâne activă până se îndeplinește condiția următoare, adică I124.5, reprezentând un capăt de cursa;

îndeplinirea condiției I124.5 rezultă trecerea în starea următoare și totodată acționarea unei alte ieșiri, în cazul nostru fiind un motor pas cu pas;

Figura 92. Exemplu ciclu funcționare

În cadrul unei diagrame Grafcet mai complexe se poate ajunge la rularea simultană a mai multor stări poziționate în paralel, condiționate de o singură variabilă și aici ne referim la digrame Grafcet de tip ȘI sau la diagrame Grafcet de tip SAU fiecare ramură fiind condiționată independent iar un exemplu de Grafcet de tip SAU se poate observa în diagrama următoare.

Figura 93. Exemplu diagrama SAU

După cum se poate observa la ajungerea automatului programabil în starea S4 acesta va face o serie de verificări pentru a se decide pe care ramură va continua să ruleze. În unele cazuri când există un număr mai mare de ramuri, se poate ajunge la rularea în paralel a două secvențe atunci când condițiile stării următoare pot coincide cu condițiile altei stări, rezultând astfel o diagramă Grafcet de tip ȘI.

Putem de asemenea extrage din diagrama noastră și un exemplu de Grafcet de tip ȘI

Figura 94. Exemplu diagrama ȘI

În cazul diagramei de mai sus, stările 15 și 20 devin active simultan dacă condiția anterioara lor va fi îndeplinită. În cazul procesului nostru folosirea și a unui Grafcet de tip ȘI ne-a fost folositoare pentru a putea pune în mișcare simultan 2 procese, primul fiind partea de umplere a sticlei și cel de-al doilea fiind partea de înfiletare a dopului.

Diagrama grafcet pentru aplicația noastră este prezentată în figura 95.

Figura 95. Diagrama Grafcet

După finalizarea diagramei Grafcet se poate trece direct la scrierea programului dar se recomandă alocarea fiecărei stări a automatului programabil câte o variabilă internă.

Tabel 10. Alocare variabile stărilor

După alocarea variabilelor fiecărei stări se trece la scrierea ecuațiilor, acestea scriindu-se după diagrama Grafcet. Vom da în continuare un exemplu cum se scrie o ecuație. Urmărind diagrama Grafcet a programului nostru vom urma următorii pași pentru scrierea ecuațiilor pentru starea S1:

se caută ce stare, cu ce condiție, are pe intrare S1 și se efectuează înmulțirea;

se înmulțeste starea curentă cu starea următoare negată;

Exemplu: M0.1 = I124.0 + M0.5 * i124.0 + M0.1 * ;

Ecuațiile, conform grafcetu-lui, pentru sistemul nostru sunt următoarele:

M0.1 = I124.0 + M0.5 * i124.0 + M0.1 * ;

M0.2 = M0.1 * I124.5 + M0.2 * ;

M0.3 = M0.2 * I124.7 + M0.3 * ;

M0.4 = M0.3 * I124.4 + M2.1 * M4.1 + M0.4 * * * * * ;

M0.5 = M0.4 * * * * + M0.5 * ;

M0.6 = M0.4 * I124.3 * M3.0 * + M0.6 * ;

M0.7 = M0.6 * I125.0 + M0.7 * ;

M2.0 = M0.7 * + M2.0 * ;

M2.1 = M0.4 * * * M3.0 * I124.2 + M2.0 * I124.7 + M1.4 * + M2.7 * + M2.1 * ;

M1.0 = M0.4 * * * I124.1 + M1.0 * ;

M1.1 = M1.0 * I124.6 + M1.1 * ;

M1.2 = M1.1 * I125.3 + M1.2 * ;

M1.3 = M1.2 * I125.2 + M1.3 * ;

M1.4 = M1.3 * I124.5 + M1.4 * ;

M1.5 = M0.4 * * I124.1 * I124.3 + M1.5 * ;

M1.6 = M1.5 * I124.6 + M1.6 + ;

M1.7 = M1.6 * I125.3 + M1.7 * ;

M2.2 = M1.7 * I125.2 + M2.2 * ;

M2.3 = M2.2 * I124.5 + M2.3 * ;

M2.4 = M0.4 * I124.3 * * I124.1+ M2.4 * ;

M2.5 = M2.4 * I125.0 + M2.5 * ;

M2.6 = M2.5 * + M2.6 * ;

M2.7 = M2.6 * I124.7 + M2.7 * ;

M4.0 = M2.3 * M2.7 * I124.5 * I124.7 + M4.0 * ;

Q124.0: M0.4 ;

Q124.1: M0.7 + M2.5 ;

Q124.2: M0.1 + M0.2 + M0.6 + M2.0 + M0.7 + M2.4 + M2.6 ;

Q124.3: M0.3+ M2.1 ;

Q124.4: M0.1 + M1.3 + M2.2 ;

Q124.5: M1.0 + M1.5 ;

Q124.6: M1.2 + M1.7 ;

Q124.7: M0.6 + M2.4 ;

Q125.0 = M0.5 ;

Q125.1 = M1.4 + M4.0 ;

Q125.2 = M1.6 + M1.1 ;

Programul în limbaj ladder implementat pe automatul programabil este prezentat în anexa A a prezentei lucrări.

3.3.3 Interfața cu utilizatorul

În cazul realizării unor aplicații mult mai complexe sau atunci când un singur operator trebuie să supravecheze unul sau mai multe procese tehnologice desfășurate în același timp este utilă dezvoltarea unor aplicații grafice cu rol de interfață între om și mașină, numite și HMI.

Interfața grafică realizată de către noi, folosind softul Wincc, este ilustrată în figura 96.

Deși pare simplă, interfața conține toate elementele necesare controlului și monitorizării instalației, cum ar fi butoanele de start/stop și elementele grafice de afișare a stării curente a intrărilor și ieșirilor, precum și luminile de semnalizare a principalelor erori posibile ce pot apărea în funcționarea instalației.

Figura 96. Interfața grafică realizată cu softul Wincc

4 Concluzii

Am fost conștienți încă de la început, că realizarea acestui proiect va fi solicitantă și că vor fi necesare multe ore de muncă, studiu și încercări pentru finalizarea lui, dar am sperat ca acest lucru să aducă un câștig însemnat cunoștințelor noastre teoretice și practice, să ne dezvolte spiritul de lucru în echipă și capacitatea de a găsi soluții la probleme diverse.

Proiectarea și construirea unui sistem automat pornind de la zero, mai că sistemul a presupus realizarea de diverse componente mobile (cu miscări de translație, rotație etc.), a adus cu sine noi provocări în fața cărora au fost necesare cunoștințe diverse cum ar fi cele de mecanică sau electronică.

Problemele întâlnite pe parcursul desfășurării proiectului nu au fost puține și au fost generate uneori de la lipsa unor componente pe care a trebuit să le substituim cu sisteme imaginate de noi și alteori de lipsa noastră de experiență, dar cu răbdare și perseverență am reușit să le depășim.

Nu putem spune că nu este loc și de mai bine, chiar menționăm că proiectul ar putea fi îmbunătățit și dezvoltat prin adăugarea de noi sisteme care să realizeze în mod automat și alte operații cum ar fi etichetarea sau preluarea și ambalarea sticlelor îmbuteliate. De asemenea, proiectul ar putea fi modificat pentru a lucra cu mai multe modele de sticle și dopuri, iar noi ne-am fi dorit să realizăm cât mai multe din aceste lucruri, însă am realizat doar obiectivele propuse pentru că timpul nu ne-ar fi permis mai mult.

În cele din urmă, trebuie să spunem că proiectul a adus cu el încă ceva important, bucuria și satisfacția reușitei realizării unui obiectiv propus și a încrederii că dacă ne propunem și suntem perseverenți putem reuși mult mai mult.

5 Bibliografie

[COR09] – Cornel Stanca, Automate Programabile, Centrul Național de Dezvoltare a Învățământului Profesional și Tehnic 2009

[DOR10] – Dorin Popescu, Automate Programabile, Universitatea din Craiova 2010

6 Referințe web

[*1] – http://www.web.ulbsibiu.ro/laurean.bogdan/html/PLC1.pdf

[*2] – http://ro.scribd.com/doc/135830595/Automate-Programabile

[*3] – http://www.tehniumazi.ro/page/articole_articles/_/articles/automatizari/Automate_programabile

[*4] – http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii/m2/Busuioc%20Viorica-Automatizarea%20Parcarii%20unei%20Companii%20cu%20un%20PLC%20S7-300/continuttehnic.html

[*5] – http://test.mrxl.ro/joomla/images/Cursuri/uem/Cap7.pdf

[*6] – http://iota.ee.tuiasi.ro/~cghaba/SPMENoteCurs/Scheme%20cu%20contacte.pdf

[*7] – http://marconi.unitbv.ro/aut/amp/Retele%20PROFIBUS.pdf

[*8] – http://web.ulbsibiu.ro/laurean.bogdan/html/Programarea_PLC.pdf

[*9] – http://www.shiva.pub.ro/PDF/CAIE/Laborator_1.pdf

[*10] – http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii_ser2/Mecatronica%20II/ancuta%20mitroi-Conducerea%20cu%20automatul%20programabil%20FA1J%20a%20unei%20instalatii%20utilizata%20pentru%20transferul%20pieselor/aplicatie%20fa1j.htm

[*11]http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&objId=23615705&nodeid0=33519671&load=content&lang=en&siteid=cseus&aktprim=0&objaction=csview&extranet=standard&viewreg=WW

[*12] – http://www.elintosprekyba.lt/library/files/S7_300_cpu_31xc_and_cpu_31x_manual_en-US_en-US.pdf

[*13] – http://www.fer.unizg.hr/_download/repository/S7-300_CPU_Specification.pdf

[*14]https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&objId=7602840&nodeid0=10805159&onlyconfigurable=on&load=content&prodLstQuery=6ES7313&lang=en&siteid=cseus&aktprim=0&objaction=csview&extranet=standard&viewreg=WW

[*15] – http://dexonline.ro/definitie/reluctanta

[*16] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=1

[*17] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=2

[*18] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=3

[*19] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=4

[*20] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=5

[*21] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=6

[*22] – http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets/90/502505_DS.pdf

[*23] – http://www.ti.com/lit/ds/symlink/uln2803a.pdf

[*24] – http://www.uni-kl.de/elektronik-lager/419182

[*25] – http://electronicshomebrew.blogspot.ro/2011/04/simple-variable-frequency-oscillator.html

[*26] – http://www.exis.ro/accesoriu_rulota/Pompa%20apa%20Comet%20Elegant%208%20l-1740.html

[*27] – http://tentuts.blogspot.ro/2012/05/how-to-make-ir-sensor-modules-using.html

[*28] – http://www.motorvalley.co.kr/product/motor/stepmotor/data/2-75.78.pdf

[*29] – http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4017b.pdf

[*30] – http://www.pyroelectro.com/tutorials/stepper_controller_board/schematic.html

[*31] – http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/40044d.pdf

[*32] – http://electronicexperiments.blogspot.ro/2010/10/lesson-nr15-alphanumeric-lcd-in-4-bit_17.html

[*33] – http://www.et.upt.ro/admin/tmpfile/fileH1254729400file4ac9a6b8a9893.pdf

[*34] – http://www.cursuri.flexform.ro/courses/L2/document/Cluj-Napoca/grupa6/Bagoly_Martin/portofoliu.doc

[*35]-http://iota.ee.tuiasi.ro/~cghaba/LabSPME/L07%20-%20Programarea%20AP%20cu%20LD.htm

A. CODUL SURSĂ

Programul scris în limbajul ladder și implementat pe automatul programabil.

C. CD / DVD

Autorul atașează în această anexă obligatorie, versiunea electronică a aplicației, a acestei lucrări, precum și prezentarea finală a tezei.

Index

B

Bibliografie 9

C

CUPRINSUL xi

L

LISTA FIGURILOR xii

LISTA TABELELOR xiii

R

Referințe web 10

Bibliografie

[COR09] – Cornel Stanca, Automate Programabile, Centrul Național de Dezvoltare a Învățământului Profesional și Tehnic 2009

[DOR10] – Dorin Popescu, Automate Programabile, Universitatea din Craiova 2010

Referințe web

[*1] – http://www.web.ulbsibiu.ro/laurean.bogdan/html/PLC1.pdf

[*2] – http://ro.scribd.com/doc/135830595/Automate-Programabile

[*3] – http://www.tehniumazi.ro/page/articole_articles/_/articles/automatizari/Automate_programabile

[*4] – http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii/m2/Busuioc%20Viorica-Automatizarea%20Parcarii%20unei%20Companii%20cu%20un%20PLC%20S7-300/continuttehnic.html

[*5] – http://test.mrxl.ro/joomla/images/Cursuri/uem/Cap7.pdf

[*6] – http://iota.ee.tuiasi.ro/~cghaba/SPMENoteCurs/Scheme%20cu%20contacte.pdf

[*7] – http://marconi.unitbv.ro/aut/amp/Retele%20PROFIBUS.pdf

[*8] – http://web.ulbsibiu.ro/laurean.bogdan/html/Programarea_PLC.pdf

[*9] – http://www.shiva.pub.ro/PDF/CAIE/Laborator_1.pdf

[*10] – http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii_ser2/Mecatronica%20II/ancuta%20mitroi-Conducerea%20cu%20automatul%20programabil%20FA1J%20a%20unei%20instalatii%20utilizata%20pentru%20transferul%20pieselor/aplicatie%20fa1j.htm

[*11]http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&objId=23615705&nodeid0=33519671&load=content&lang=en&siteid=cseus&aktprim=0&objaction=csview&extranet=standard&viewreg=WW

[*12] – http://www.elintosprekyba.lt/library/files/S7_300_cpu_31xc_and_cpu_31x_manual_en-US_en-US.pdf

[*13] – http://www.fer.unizg.hr/_download/repository/S7-300_CPU_Specification.pdf

[*14]https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&objId=7602840&nodeid0=10805159&onlyconfigurable=on&load=content&prodLstQuery=6ES7313&lang=en&siteid=cseus&aktprim=0&objaction=csview&extranet=standard&viewreg=WW

[*15] – http://dexonline.ro/definitie/reluctanta

[*16] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=1

[*17] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=2

[*18] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=3

[*19] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=4

[*20] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=5

[*21] – http://www.engineersgarage.com/articles/stepper-motors?page=6

[*22] – http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets/90/502505_DS.pdf

[*23] – http://www.ti.com/lit/ds/symlink/uln2803a.pdf

[*24] – http://www.uni-kl.de/elektronik-lager/419182

[*25] – http://electronicshomebrew.blogspot.ro/2011/04/simple-variable-frequency-oscillator.html

[*26] – http://www.exis.ro/accesoriu_rulota/Pompa%20apa%20Comet%20Elegant%208%20l-1740.html

[*27] – http://tentuts.blogspot.ro/2012/05/how-to-make-ir-sensor-modules-using.html

[*28] – http://www.motorvalley.co.kr/product/motor/stepmotor/data/2-75.78.pdf

[*29] – http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4017b.pdf

[*30] – http://www.pyroelectro.com/tutorials/stepper_controller_board/schematic.html

[*31] – http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/40044d.pdf

[*32] – http://electronicexperiments.blogspot.ro/2010/10/lesson-nr15-alphanumeric-lcd-in-4-bit_17.html

[*33] – http://www.et.upt.ro/admin/tmpfile/fileH1254729400file4ac9a6b8a9893.pdf

[*34] – http://www.cursuri.flexform.ro/courses/L2/document/Cluj-Napoca/grupa6/Bagoly_Martin/portofoliu.doc

[*35]-http://iota.ee.tuiasi.ro/~cghaba/LabSPME/L07%20-%20Programarea%20AP%20cu%20LD.htm

CODUL SURSĂ

Programul scris în limbajul ladder și implementat pe automatul programabil.

C. CD / DVD

Autorul atașează în această anexă obligatorie, versiunea electronică a aplicației, a acestei lucrări, precum și prezentarea finală a tezei.

Index

B

Bibliografie 9

C

CUPRINSUL xi

L

LISTA FIGURILOR xii

LISTA TABELELOR xiii

R

Referințe web 10