JU MJEOVITA SREDNJA ELEKTROTEHNIKA KOLSKA GODINA KOLA TUZLA 2012./2013.

MATURSKI RAD Predmet: Elektromotorni pogoni

Tema: Upravljanje elektromotornim pogonom garanih vrata

MENTOR: UENIK: mr.sc. Buevac Edin. dipl.ing.el.teh Rui Anto Razred: IVT4

TUZLA, maj, 2013.god.

Sadraj:

1.Uvod ........................................................................................................................................ 1

2.Praktina izrada sekcijskih garanih vrata .............................................................................. 3

3. Openito o PLC-u ( Programibilni Logiki Kontroleri ) ........................................................ 9

3.1. Programiranje PLC-a ..................................................................................................... 11

4. Izgled sheme za pokretanje garanih vrata u LogixPro ...................................................... 13

5. Zakljuak .............................................................................................................................. 15

6. Literatura .............................................................................................................................. 16

1

1.Uvod

Garana vrata su velika vrata na garai koja se mogu otvarati runo ili senzorski putem daljinskog. Manje dimenzije garanih vrata se koriste u kunim izvedbama, a vee dimenzije garanih vrata se koriste u industriji (to su najee vrata izraena od nekoliko spojenih dijelova).

Da bismo utedjeli prostor, garana vrata se mogu podizati na dva naina:

1. Normalno podizanje (jednostruka ili sekcijska garana vrata) 2. Kotrljanjem prema gore

Imamo tri vrste materijala koje se najee koriste za izradu garanih vrata:

1. Drvo 2. Metal 3. Stakloplastika

Postoje tri vrste garanih vrata:

1. Jednostruka garana vrata su izgraena od jedne ploe. U zatvorenom poloaju jednostruka vrata e kliziti gore, iznad glave na tranicama do potpuno otvorenog poloaja.

Slika 1 Jednostruka garana vrata

2. Sekcijska garana vrata su izraena od est do osam panela i povlae se prema gore,iznad glave. Sekcijska vrata zauzimaju tano istu koliinu internog prostora kao i jednostruka garana vrata.

2

Slika 2 Sekcijska garana vrata

3. Roller (valjak) garana vrata su izraena od valovitog elika. Valovitost daje vratima snage protiv vanjskih utjecaja.

Slika 3 Rollo garana vrata

Jedan od najvanijih faktora jeste sigurnost garanih vrata. Garana vrata mogu uzrokovati ozljede i oteenja imovine, na nekoliko razliitih naina.

Motor za pokretanje vrata se jednostavno ugrauje i lako se primjenjuje. Postoji nekoliko vrsta motora:

- Motori za rolo vrata - Motori za zakretanje preklopnog krila - Motori za sekcijska vrata

Motori se prikljuuju na izmjeninu mreu tj. 230 (V) u sluaju nestanka elektrine energije mogu se prikljuiti na jednosmjerni napon od 24 (V) s ugraenom baterijom za krizne trenutke. Snaga motora je od 150 (W) do 300 (W).

3

2.Praktina izrada sekcijskih garanih vrata

Slika 4 Prikaz vanjske strane garanih vrata

Na slici 4 vidimo prednji dio, tj. vanjsku stranu sekcijskih garanih vrata, kada su vrata

zatvorena. Pored garanih vrata moemo primjetiti i tastere za podizanje, sputanje i

zaustavljanje garanih vrata. U praktinoj izvedbi su dimenzije pojedinih elemenata dosta

umanjene u odnosu na realnu izvedbu, u tom sluaju se tei da to realnije vizueliziramo dati

zadatak.

Slika 5 Prikaz unutranje strane garanih vrata

4

Na slici 5 vidimo izgled u unutranjosti garanih vrata. Prilikom ugradnje garanih vrata

moramo voditi rauna o estetici i ispravnosti. Najvie se panje posveuje vanjskom izgledu

garanih vrata, dok se u unutranjosti i ne posveuje neka velika panja. Kao to vidimo na

slici 5 u unutranjosti se nalaze svi potrebni elementi za funkciju garanih vrata, a to su:

- Vodilice

- Protu teg

- Motor

- Mehanizam vrata

- Prekidai

Slika 6 Prikaz vodilica

Uloga vodilica jeste da po njima klize tokii koji su privreni na vratima, i time se postie

klizanje garanih vrata prema gore ili prema dole. Vodilice se izvode od metala. Na slici 6

vidimo da postoje dvije vodilice:

- Gornja vodilica

- Donja vodilica

Na vratima su privreni tokii, koji slue za lake kretanje garanih vrata. Gornjom

vodilicom ide sam prvi toki na vratima, a svi ostali tokii koji se nalaze na vratima idu u

donju vodilicu. Ako bi smo stavili sve tokie u jednu vodilicu onda se vrata ne bi mogla

5

saviti, tj. ne bi se mogla podii. Prvi toki motor vue ravno, jer ne moemo napraviti

mehanizam koji bi dizao vrata ukoso. Gornja vodilica osim to olakava podizanje garanih

vrata, ona pomae da se i garana vrata zatvore ravno, jer da nema gornje vodilice morali

bismo znatno produivati vrata da bi se zatvorila ravno.

Slika 7 Protu teg

Prilikom dizanja garanih vrata nemamo puno problema, ali zato prilikom sputanja, tj.

zatvaranja moramo voditi rauna da se vrata postepeno zatvaraju. Kao to vidimo sa slici 7 na

dnu vrata se nalazi jedan protu teg, koji slui za lake sputanje garanih vrata. Kada

sputamo garana vrata potrebno nam je neto to e vui vrata prema dolje, u ovome sluaju

to radi protu teg. Kada ne bi bilo protu tega, vrata bi prilikom sputanja zastajala, pa bi

dolazilo do veih trzaja prilikom sputanja, to nije poeljno niti je sigurno za motor, a i sama

garana vrata.

Slika 8 Reverzibilni motor

6

Da bi garana vrata mogla da se kreu gore i dolje, potreban nam je motor. U ovome sluaju

se ne koristi obini motor, nego tzv. reverzibilni motor koji je prikazan na slici 8. Napon na

koji se prikljuuje ovaj motor iznosi 12 (V). Na ovom motoru je privren mehanizam za

pokretanje garanih vrata. Ovaj motor moe da se okree u dvije strane:

- Lijevu stranu

- Desnu stranu

Kada se motor pone okretati u desnu stranu on pokree mehanizam garanih vrata i vrata se

poinju podizat prema gore, sve dok ne odreaguje mikroprekida.

Kada se motor pone okretati u lijevu stranu on opet pokree mehanizam garanh vrata, samo

u ovom sluaju ih sputa prema dolje, sve dok ponovo ne odreaguje mikroprekida. Slika 9.

Slika 9 Spoj mehanizma garanih vrata i motora

Slika 10 Mehanizam garanih vrata

7

Slika 11 Poluga za povlaenje garanh vrata

Na slici 9 vidimo kako izgleda spoj radnog mehanizma garanih vrata i motora. Da ne postoji

ovaj mehanizam garana vrata se ne bi mogla podizati i sputati.

Na slici 10 je prikazana poluga koja se okree ili u lijevu ili u desnu stranu, u zavisnosti od

smjera okretanja motora. Na ovu polugu je zakaena i jedna mala poluga koja je privrena

na vrata, kao to je prikazano na slici 11. Kada se garana vrata podiu ova poluga vue vrata

za sobom, tj. prema gore, a kada se vrata sputaju onda ova poluga gura vrata prema dolje.

Slika 12 - Mikroprekida

8

Slika 13 Mikroprekidai

Svrha mikroprekidaa je da uspostavljaju ili prekidaju strujni krug. Mikroprekidai se

razlikuju od obinih prekidaa po tome to imaju mehaniki kontrolisanu silu prilikom

uspostavljanja kontakata, i imaju dui radni vijek. Takoer jeziak za pritiskanje ne prenosi

direktno silu na kontakte mikroprekidaa, tako da se taj jeziak moe praktino opteretiti bilo

kojom silom (naravno da se ne polomi mikroprekida), bez uticaja na same kontakte. Glavna

osobina im je to je potrebna relativno mala mehanika sila za uspostavljanje kontakata. Na

slici 12 je prikazan jedan mikroprekida.

Na slici 13 su prikazana dva mikroprekidaa:

- Gornji: iskljuit e se kada se garana vrata podignu do kraja.

- Donji: iskljuit e se kada se garana vrata spuste do kraja.

9

3. Openito o PLC-u ( Programibilni Logiki Kontroleri )

PLC najee zauzima centralno mjesto u nekom automatizovanom sistemu. Tip PLC-a se bira tako da zadovolji zahtjeve konkretne maine ili procesa. PLC nadzire ulaze, donosi odluke na bazi ugraenog programa i kontrolie izlaze, a preko njih neki proces ili mainu.

Pouzdanost PLC-a je znaajno vea od pouzdanosti tajmera, brojaa, releja i ostalih elektromehanikih komponenti.

Potronja elektrine energije je znaajno smanjena. Znaajno se ubrzava izvrenje ciklusa operacije na maini upotrebom PLC-a.

Slika 14 Arhitektura PLC-a

Na slici 14 je prikazana arhitektura PLC-a gdje moemo vidjeti:

- Ulaznu liniju - Izlaznu liniju - Displey PLC-a (CPU) - Linije za proirenje - Napajanje

10

Slika 15 Ulazni interface

Slika 16 Izlazni interface

PLC-ovi na naem tritu zastupljeni su u velikom broju i od velikog broja razliitih proizvoaa, kao to su:

- Simens - Allen-Bradley - Omron

Prednost njihove primjene je u tome to je prsitup kod svakoga PLC-a isti, a nain primjene i programiranja dosta slian.

Najea primjena PLC-a:

- Svjetlosna kontrola u izlozima - Ventilacija u staklenicima - Vremenske kontrole maina za pranje automobila - Garana vrata

11

3.1. Programiranje PLC-a

Bez PLC-a ne bi bilo mogue odraditi simulaciju garanih vrata.

Slika 16 Izgled PLC-a

Na slici 16 je prikazan izgled PLC-a sa prednje strane. Ovo je jedan od najee koritenih PLC-ova u kolskoj praksi. Da bi PLC mogao da radi potrebno ga je programirati.

Pisanje programa najee se izvodi preko nadreenog PC raunala na kojem je instaliran softver za koriteni PLC. Najee je to LOGOSOFT, i ako svaki proizvoa za svoj PLC daje softver za programiranje. Proizvoai PLC-a nude razne tehnike programiranja. Najee upotrebljivane tehnike su:

- Ljestviasti dijagrami - Funkcijsko blokovski dijagrami - STL ili instrukcijske liste

Ljestviasti dijagrami: (eng.Ladder diagram) nastali su na bazi strujnih shema, kojima se prikazuje protok struje u strujnom krugu i koje slue elektriarima za oienje istoga. Svaki strujni krug u strujnoj shemi prikazan je kao zaseban strujni put, a svaki strujni put sadri minimalno jedan upravljani ureaj (npr. motor, relej, sijalicu). Iz strujnog puta moe se uoiti da je rad upravljanog ureaja odreen uvjetima ( npr. tipkala, pomoni kontakti) za njegovo ukljuenje.

12

Slika 17 Prikaz programiranja PLC-a Ljestviastim dijagramom

Svaki programski logiki put u ljestviastom dijagramu mora imati najmanje jednu izlaznu naredbu, a obino sadri jedan ili vie uvjeta koji moraju biti zadovoljeni da bi se izvrila izlazna naredba. Uvjeti su najee signali koji dolaze sa ureaja prikljuenih na ulaz PLC-a u kombinaciji sa statusom izlaza, pomonih memorijskih varijabli, vremenskih i brojakih lanova. Na desnoj strani svakog logikog puta nalazi se izlazna naredba koja se aktivira/deaktivira s obzirom na stanje uvjeta. Izlazne naredbe su npr. ukljui izlaz.

Funkcijski dijagrami: kod programiranja u funkcijskom blok dijagramu ulazi, izlazi i naredbe

su predstavljene blokovima, tako da se programiranje PLC-a svodi na povezivanje blokova.

Na ulaz bloka dovode se uvjeti koji se ispituju ( ulazi u PLC ili izlazi iz prethodnog bloka). U

skladu s funkcijom koju predstavlja na izlazu iz bloka generira se izlazni signal.

Slika 18 Prikaz programiranja PLC-a Funkcijskim dijagramom

13

4. Izgled sheme za pokretanje garanih vrata u LogixPro

LogixPro je idealan alat za uenje osnove ljestvice logici programiranja. LogixPro je razvijen od stranje profesora, koji su eljeli da ponude uenicima mogunost da bre i jednostavnije prikau svoje vjetine programiranja.

Slika 19 Izgled eme u Logix Pro

Na slici 19 je prikazan izgled eme za pokretanje garanih vrata u LogixPro programu. Sa slike vidimo da je cijeli program odraen na pet linija.

Slika 20 Linija jedan za dizanje garanih vrata

Na prvoj liniji imamo taster STOP (1/2), taster OPEN (1/0), podravajui kontakt motora za

podizanje garanih vrata prema gore UP (2/0), gornji graninik (1/3) i blokadu za motor

DOWN (2/1).

Blokada motora nam slui da prilikom podizanja garanih vrata dok se motor okree u jednu

stranu, mi ne moemo pritisnuti taster za sputanje garanih vrata,tj. motor se ne moe poeti

okreati u drugu stranu. Ako bi smo to eljeli onda moramo pritisnuti taster STOP i zaustaviti

motor, pa tek onda taster za sputanje garanih vrata.

Slika 21 Linija dva za sputanje garanih vrata

14

Na drugoj liniji imamo taster STOP (1/2), ali ovdje umjesto tastera OPEN (1/0) imamo taster

CLOSE (1/1), podravajui kontakt motora za sputanje garanih vrata prema dole DOWN

(2/1), donji graninik (1/4) i blokadu za motor UP (2/0).

I u ovome sluaju blokada nam slui da se motor prilikom sputanja ne moe okrenuti u drugu

stranu. Da bi smo to postigli moramo pritisnuti taster STOP i zaustaviti motor, pa tek onda

taster za podizanje garanih vrata.

Slika 22 Na liniji tri je prikazan gornji senzor

Na treoj liniji prikazan je gornji senzor (1/3) i sijalica za OPEN (2/3).

Kada se vrata podignu do kraja, odreagovati e gornji senzor i on e upaliti signalizaciju, tj.

sijalicu OPEN, koja signalizira da su vrata otvorena.

Slika 23 Na liniji etiri je prikazan donji senzor

Na etvrtoj liniji prikazan je donji senzor (1/4) i sijalica za CLOSE (2/4).

Kada se vrata spuste do kraja, odregovati e donji senzor i on e upaliti signalizaciju,tj.

sijalicu CLOSE, koja signalizira da su vrata zatvorena.

Slika 24 Na liniji pet je prikazana signalizacija

Na petoj liniji prikazan je donji senzor (1/4), gornji senzor (1/3) i sijalica za signalizaciju

SIGNAL 1 (2/2).

Prilikom podizanja ili sputanja garani vrata, imamo takoer signalizaciju, tj. sijalicu

SIGNAL 1, koja signalizira da su vrata u toku podizanja ili sputanja.

15

5. Zakljuak

Rad je osmiljen kao didaktika maketa za praktinu nastavu, koju izvrava program PLC-a, za automatsko upravljanje garanim vratima. PLC je isprogramiran programom koji se moe s nekim malim promjenama koristiti na svim stvarnim garanim vratima. Zbog mogunosti upravljanja sistemom pomou raunara, nain automatskog upravljanja se moe u svakom trenutku promjeniti i nadograditi. Na tritu ne postoje jeftinije makete kao didaktika pomagala za uenje programiranja PLC-a. Ovo bi trebalo da predstavlja novo didaktiko pomagalo, koje e osposobiti uenike za osmiljavanje automatskog upravljanja za sve sline primjene u stvarnom ivotu i za trite rada.

16

6. Literatura

1. http://en.wikibooks.org/wiki/Introductory_PLC_Programming 2. http://en.wikipedia.org/wiki/Garage_door 3. http://hr.wikipedia.org/wiki/PLC 4. http://icu.ess.hr/icu/index.php?option=com_content&view=article&id=121&Itemid=1

34 5. http://www.fer.unizg.hr/_download/repository/Predavanja_7.pdf 6. http://www.rockwellautomation.com/resources/downloads/rockwellautomation/pdf/ev

ents/raotm/sessions/L01-basicplcprogamming_ppt.pdf 7. https://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controller

17

Miljenje mentora o radu: ___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Predloena ocjena: ___________________ ( __ )

Ispitiva:_____________________________

lanovi komisije:

1.___________________________________

2.___________________________________

Izdvojeno miljenje:

Datum odbrane: ___. ___. _______.