«Alumno»Nombre, Apellido1, Apellido2

Trabajo Obligatorio AUTÓMATAS PROGRAMABLESMes y Año

FUNDACION SAN VALEROSEAS, Centro de Formación Abierta

ZARAGOZA

PROPUESTA DE TRABAJO OBLIGATORIO

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Propuesta de trabajo

Programar una estación de trabajo instalada en una célula flexible, la cual se encargará de “descargar el conjunto” según sea la pieza válida o no.

Descripción del proceso

La estación de descarga de conjunto está compuesta por un manipulador de dos ejes, una pinza de sujeción de gran apertura, todos de accionamiento neumático mediante cilindros de doble efecto y una cinta de transporte para la descarga de las unidades. Esta cinta de transporte girará en un sentido o en otro dependiendo si el conjunto esta bien montado o no.

El manipulador de dos ejes consta de un cilindro vertical y otro horizontal, de accionamiento neumático. Los movimientos a controlar son:

Desplazamiento horizontal del cilindro A. Desplazamiento vertical del cilindro B. Apertura y cierre de la pinza C. Movimiento de la cinta de transporte en un sentido o en otro.

El accionamiento de la cinta de transporte se realiza mediante un moto reductor contemplándose dos sentidos de giro.

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Las fases son las siguientes:

1. El palet de transporte llega a la estación de descarga (donde se encuentra el conjunto cilindros – pinza en el gráfico) y es retenido por un tope que envía una señal de presencia al PLC y tipo de pieza (buena / mala).

2. El proceso se inicia por primera vez al apretar el pulsador de marcha y tener confirmación del objeto en la estación de descarga.

3. El manipulador se desplaza cogiendo el conjunto y lo deposita en la cinta de transporte, que acumulará piezas correctas en un lado e incorrectas en otro (izquierda buenas, derecha malas, desplazamiento de cinta controlado por tiempo).

4. Una vez finalizado el posicionamiento del conjunto, el manipulador regresa a la posición inicial, el tope libera el palet y éste marcha hacia el inicio de un nuevo ciclo de montaje dentro de la célula.

5. Como elemento de seguridad se ha conectado una seta de emergencia que parará el proceso. El rearme del proceso se realizará quitando la seta de emergencia y pulsando de nuevo el botón de marcha, continuando el proceso a partir del punto de parada.

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Objetivos del trabajo

Identificar los dispositivos y componentes que configuran el sistema automático, explicando las características y funcionamiento de cada uno de ellos.

Describir la secuencia de funcionamiento del sistema, diferenciando claramente las distintas etapas de funcionamiento.

Distinguir las distintas situaciones de emergencia que puedan presentarse en el proceso automático y explicar la respuesta que el equipo de control ofrece ante cada una de ellas.

Establecer el diagrama de flujo y/o de secuencia correspondiente al proceso que se quiere automatizar.

Elaborar el programa de control que gobierna el sistema automático, aplicando los principios de la programación modular y estructurada.

Bibliografía

Manual de asignatura. SEAS. Automatización. J. Pedro Romera / J. Antonio Lorite / Sebastián Montoro. Editorial

Paraninfo. Diseño de automatismos. Francisco Ojeda Cherta. Editorial Paraninfo.

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Criterios de evaluación

La evaluación, es una componente fundamental de la formación. Este trabajo obligatorio formará parte de tú calificación final. En esta tabla, se resumen los aspectos a valorar y el porcentaje que representa cada unos de los mismos.

%Total

% Ob.

Contenidos generales 10

Estructuración, exposición, orden, limpieza y presentación

Claridad en los conceptos10

Temas de especialidad 90

Descripción del funcionamiento del sistema y de cada uno de los elementos que lo componen.

20

Dimensionado del PLC (Entradas, salidas, etc.) 10

Esquema del proceso (Grafcet). 15

Programación. Listado de entradas, salidas y simbólicos. 15

Programación. Programa y comentarios (Entrega obligatoria en soporte informático).

30

TOTAL 100

Fecha límite de recepción de trabajos

Antes de la fecha fin correspondiente a tu matricula.

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Ficha de Corrección del Trabajo (Espacio reservado para anotaciones del profesor)

Profesor:

Alumno (Código / Nombre):

Fecha de Entrega: Fecha de Calificación:

Observaciones sobre el trabajo:

Fecha y Firma:

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Formato de presentación

1. Se presentará en formato papel DIN-A4. Se establece una extensión mínima de 15 páginas, sin incluir listados de programa y simbólicos.

2. Se presentará en formato informático toda la información del trabajo.

3. Las normas de presentación serán las siguientes:

Procesador: Microsoft WORD. Tamaño de letra: 12 ptos. Tipo de letra: serán aconsejables letras como “Arial” o “Times New Roman”. Espaciado entre líneas: 1,5 Márgenes:

Lateral izquierdo: 3 cm.Lateral derecho: 2 cm.Margen superior: 3,5 cm.Margen inferior: 2,5 cm.

4. En caso de que el trabajo requiera archivos externos (dibujos Autocad, Catia, Excel, Power Point, programación, etc…) éstos deberán entregarse junto al trabajo. Es posible que algunos trabajos solo consten de estos ficheros, por lo cual no tendrá validez lo indicado en el punto 3.

5. Si el trabajo consta de varios archivos deberá enviarse en un solo fichero comprimido.

6. Si el tamaño del archivo a enviar excede de 5Mb, en lugar de enviarse por correo electrónico deberá entregarse en CD.

7. La fecha de entrega deberá ser anterior a la fecha fin de matricula.

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Desarrollo de trabajo

Espacio reservado para el desarrollo del trabajo por parte del alumno.

Índice.

1. Descripción del funcionamiento del sistema y de cada uno de los elementos que lo componen.2. Dimensionado del PLC Entradas, salidas y marcas.3. Esquema del proceso (Grafcet).4. Programación. Listado de entradas, salidas y simbólicos.5. Comentario.

1. Descripción del funcionamiento del sistema y de cada uno de los elementos que lo componen

Figura tecnológica.

Fases del proceso.

1. El palet de transporte llega a la estación de descarga (donde se encuentra el conjunto cilindros – pinza en el gráfico) y es retenido por un tope que envía una señal de presencia al PLC y tipo de pieza (buena / mala).

2. El proceso se inicia por primera vez al apretar el pulsador de marcha y tener confirmación del objeto en la estación de descarga.

3. El manipulador se desplaza cogiendo el conjunto y lo deposita en la cinta de transporte, que acumulará piezas correctas en un lado e incorrectas en otro (izquierda buenas, derecha malas, desplazamiento de cinta controlado por tiempo).

4. Una vez finalizado el posicionamiento del conjunto, el manipulador regresa a la posición inicial, el tope libera el palet y éste marcha hacia el inicio de un nuevo ciclo de montaje dentro de la célula.

5. Como elemento de seguridad se ha conectado una seta de emergencia que parará el proceso. El rearme del proceso se realizará quitando la seta de emergencia y pulsando de nuevo el botón de marcha.

Descripción del proceso.

La estación de descarga del conjunto está compuesta por un manipulador de dos ejes, una pinza de sujeción de gran apertura, todos de accionamiento neumático mediante cilindros de doble efecto y una cinta de transporte para la descarga de las unidades. Esta cinta de transporte girará a la derecha si el montaje del eje en el rodamiento es correcto y hacia la izquierda si el montaje es incorrecto; para la discriminación del montaje se utiliza un sensor de barrera, el cual tiene la función de limitar la altura a la que el eje debe ser montado en el rodamiento; si el eje no corta la barrera de luz entre el emisor y el receptor en eje estará bien montado, por tanto en motor de la cinta de trasporte girará a la derecha, en el caso contrario girará hacia la izquierda.

El manipulador de dos ejes consta de un cilindro vertical y otro horizontal, de accionamiento neumático; en ambos cilindros necesitaremos dos electroválvulas biestables, en el cilindro de desplazamiento horizontal (A) para los movimientos de izquierda a derecha, en el cilindro vertical (B) para los movimientos de arriba hacia abajo y, en la pinza de gran apertura (C) para los movimientos abrir y cerrar.

Los movimientos a controlar son:

Desplazamiento horizontal del cilindro A. Desplazamiento vertical del cilindro B. Apertura y cierre de la pinza C. Movimiento de la cinta de transporte en un sentido o en otro.

El accionamiento de la cinta de transporte se realiza mediante un motor reductor contemplándose dos sentidos de giro, para ello necesitaremos dos contactores.

Dispondremos de una serie de detectores para determinar las posiciones y estados de la máquina. Por un lado dispondremos de un final de carrera nombrado como tope de paro que nos indicará la presencia de pieza. El cilindro (A) y (B) dispondrán de dos detectores que indicarán sus posiciones. La pinza (C) dispondrá a su vez de otros dos detectores.

Como elemento de seguridad se ha conectado una seta de emergencia que parará el proceso.

Por último, la máquina dispondrá de un pulsador de marcha con el que iniciaremos la secuencia de funcionamiento a desarrollar.

División del proceso.

Estado Inicial.

1. El cilindro B se encuentra en el fin de avance superior.2. El cilindro A se encuentra en el fin de avance de la izquierda.3. Pinza C abierta.4. El palet se encuentra en el inicio del ciclo de montaje dentro de la célula.

El proceso de la estación de descarga de conjunto se divide en los siguientes pasos:

1. El palet llega a la estación de descarga y es retenido por un tope de paro.2. Pulsar el pulsador de marcha. (tener confirmación del palet en la estación de

descarga.)3. Desplazar el cilindro A hacia la derecha hasta el fin del avance.4. Bajar el cilindro B hasta el fin del avance.5. Cerrar la pinza (coger el conjunto).6. Subir el cilindro B, hasta el fin del avance.7. Desplazar el cilindro A hacia la izquierda, hasta el fin del avance.8. Bajar el cilindro B hasta el fin del avance (depositar el conjunto en la cinta de

transporte.9. Desplazar la cinta de transporte (5 seg) hacia la izquierda o derecha según

discriminación.10. Regresar al estado inicial.11. Liberar el palet. (se marcha hacia el inicio de nuevo ciclo.

2. Dimensionado del PLC Entradas, salidas.

En nuestro caso, la tensión de alimentación de los detectores y electroválvulas será de 24 V en C.C.

Entradas: 13 entradas digítales, 24 VCCSalidas: 9 salidas digítales, 24 VCC

La configuración de nuestro autómata es la siguiente:

Slop nº 1: PS 307 10 A. Fuente de alimentación carga 120/230V AC:24VDC/10A

Slop nº 2: CPU 314 (1). Memoria central 24KB; 0,3ms/1000 instr.; conexión MPI; configuración en varias filas, hasta 32 módulos, firmware V1.0

Slop nº 3: Vació.

Slop nº 4: Entradas digítales, DI 16xDC24V. Módulo de entradas digitales DI16 24V, en grupos de 16, High Speed, soporta sincronismo al ciclo.

Slop nº 5: Salidas digítales, DO16xRelais. Módulo de salidas digitales 16REL 24V DC/2A, 120V/2A, en grupos de 16.

3. Esquema del proceso (Grafcet).

Conociendo la secuencia procederíamos a realizar el GRAFCET que se ajuste al funcionamiento descrito:

Reset + M 0.2 (Marcha) x (a0xb0xc0xd0) x (M 0.0)

P Reset + M 0.6 a1 x M 0.1

P Reset + M 0.5

b1 x M 0.2

P Reset + M 0.4 c1 x M 0.6 P P

Reset + M 0.2 b0 x M 0.5

P Reset + M 0.3

a0 x M 0.4

Reset + M 1.3 + M 0.7 b1 x M 0.2 x M 1.2 P

c0 x M 0.3 Reset + M 1.0 + M 1.1 c0 x M 0.3 Reset + M 1.0 + M 1.1

P

f0 x M 0.5xM 0.7x M1.3 Reset f1+ x M 0.5 x M 0.7x M1.3 Reset.

P

S P1 RM 0.1

NM A + A 124.0Avance del cilindro A

S P2 RM 0.2

NM B + A 124.2Bajar cilindro B

S P3 RM 0.6

NM C - A 124.5Cerrar la pinza.

S P4 RM 0.5

NM B - A 124.3Subir cilindro B.

S P5 RM 0.4

NM A - A 124.1Retroceso / cilindro A

S P6 R M 1.2

NM B + A 124.2Bajar cilindro BS P17 R NM P A 125.2

Parada de Emergencia.

S P7 RM 0.3

NM C + A 124.4Abrir la pinza.

S P8 R M 1.3

NM B - A 124.3Subir cilindro B

S P9 RM 0.7

NM D - A 124.7Liberar Pallet

S P11 RM 1.0

L=5s M + A 125.0Girar motor a derecha.

L=5s M - A 125.1Girar motor a Izquierda.

S P14 RM 1.1

Reset + M 1.0 x M 1.1 M 0.1

4. Programación. Listado de entradas, salidas y simbólicos.

Programación.

A+. U E 125.3 U E 124.0 U E 124.2 U E 124.4 U E 124.6 U M 0.0 S M 0.1 U M 0.1 S A 124.0 O M 0.2 O E 125.4 R M 0.1 R A 124.0

B+ U E 124.1 U M 0.1 S M 0.2 U M 0.2 S A 124.2 O E 125.4 O M 0.6 R M 0.2 R A 124.2

C-

U E 124.3 U M 0.2 S M 0.6 U M 0.6 S A 124.5 O E 125.4 O M 0.5 R M 0.6 R A 124.5

B-

U E 124.5 U M 0.6 S M 0.5 U M 0.5 S A 124.3 O E 125.4 O M 0.4 R M 0.5 R A 124.3

A-

U E 124.2 U M 0.5 S M 0.4 U M 0.4 S A 124.1 O E 125.4 O M 1.2 R M 0.4 R A 124.1

B+

U E 124.0 U M 0.4 S M 1.2 U M 1.2 S A 124.2 O E 125.4 O M 0.3 R M 1.2 R A 124.2

C+

U E 124.3 U M 1.2 S M 0.3 U M 0.3 S A 124.4 O E 125.4 O M 0.7 R M 0.3 R A 124.4

B- y D-

U E 124.4 U M 0.3 S M 1.3 S M 0.7 U M 1.3 U M 0.7 S A 124.7 S A 124.3 O E 125.4 O M 1.0 O M 1.1 R M 1.3 R M 0.7 R A 124.7 R A 124.3

M+ o M-

U M 1.3 U M 0.7 U E 125.0 UN E 125.1 S M 1.0 U M 1.0 S A 125.0 UN E 125.0 U E 125.1 S M 1.1 U M 1.1 S A 125.1 U A 125.0 O A 125.1 L S5T#10S SE T 1

Paro de Emergencia.

U E 125.2 R A 124.0 R A 124.2 R A 124.5 R A 124.3 R A 124.1 R A 124.2 R A 124.4 R A 124.3 R A 124.7 R A 125.0 R A 125.3

S P16 RM 0.0

U T 1 R A 125.0 R A 125.1

Inicio.

U M 1.0U M 1.1O E 125.4S M 0.0U M 0.1R M 0.0

Listado de Entradas y Salidas.

Elemento. Función. Dirección. Tipo.a 0 Inicio cilindro A. E 124.0 Entrada.a 1 Desplazamiento Izda. Cilindro A. E 124.1 Entrada.b 0 Inicio cilindro B. E 124.2 Entrada.b 1 Bajada cilindro B. E 124.3 Entrada.c 0 Pinza abierta. E 124.4 Entrada.c 1 Pinza cerrada. E 124.5 Entrada.d 0 Pieza detectada. E 124.6 Entrada.d 1 Palet liberado. E 124.7 Entrada.f 0 Fotocélula desactivada. E 125.2 Entrada.f1 Fotocélula activada. E 125.4 Entrada.PE Parada de emergencia. E 125.5 Entrada.Marcha. Marcha. E 125.6 Entrada.Reset. Poner a cero. E 125.7 Entrada.A+ Salida del cilindro A. A 124.0 Salida.A- Retroceso del cilindro A. A 124.1 Salida.B+ Bajada del cilindro B. A 124.2 Salida.B- Subida del cilindro B. A 124.3 Salida.C+ Pinza abierta. A 124.4 Salida.C- Pinza cerrada. A 124.5 Salida.D- Liberar Palet. A 124.7 Salida.M+ Giro motor derecha. A 125.0 Salida.M- Giro motor Izda. A 125.1 Salida.

Direccionamiento de las marcas de memoria.

Reposo. M 0.0Salida del cilindro A. M 0.1Retroceso del cilindro A. M 0.4Bajada del cilindro B. M 0.2Subida del cilindro B. M 0.5Pinza abierta. M 0.3

Pinza cerrada. M 0.6Liberar Palet. M 0.7Giro motor derecha. M 1.0Giro motor Izda. M 1.1Bajar cilindro B. Segundo ciclo. M 1.2Subir cilindro B. Segundo ciclo. M 1.3

Iidentificación de Símbolos.

f0_fotocélula_desacti.f1_fotocélula_activadaa0_Reposo_cililndro_Ab0_Reposo_cilindro_Bc0_Reposo_Pinza_Ca1_Deplazamiento_Ab1_Bajada_Cilindro_Bd1_palet_liberadoP_emergenciad0_pieza_detectada/paletc1_pinza_cerrada_C

5. Comentario:

Otra forma de programar sería con un programa estructurado, haciendo uso de las funciones (FC). Siendo las Funciones programas que podemos reutilizar.

Sería:FC1: Programa de la secuencia de funcionamiento (Grafcet).FC2: Desarrollo de la potencia. (Activación de salidas).

Una vez programado las funciones FC1 y FC2, deberemos llamarlas desde el bloque de ejecución cíclica OB1.

OB1 --- Bloques FC ------- CALL F C 1 CALL F C 2.

La programación de FC1 sería:

A+.

B+

C- B- A-

U E 125.3 U E 124.0 U E 124.2 U E 124.4 U E 124.6 U M 0.0 S M 0.1 O M 0.2 O E 125.4 R M 0.1

U E 124.1 U M 0.1 S M 0.2 O E 125.4 O M 0.6 R M 0.2

U E 124.3 U M 0.2 S M 0.6 O E 125.4 O M 0.5 R M 0.6

U E 124.5 U M 0.6 S M 0.5 O E 125.4 O M 0.4 R M 0.5

U E 124.2 U M 0.5 S M 0.4 O E 125.4 O M 1.2 R M 0.4

B+

U E 124.0 U M 0.4 S M 1.2 O E 125.4 O M 0.3 R M 1.2

C+

U E 124.3 U M 1.2 S M 0.3 O E 125.4 O M 0.7 R M 0.3

B- y D-

U E 124.4 U M 0.3 S M 1.3 S M 0.7 O E 125.4 O M 1.0 O M 1.1 R M 1.3 R M 0.7

M+ o M-

U M 1.3 U M 0.7 U E 125.0 UN E 125.1 S M 1.0 UN E 125.0 U E 125.1 S M 1.1 L S5T#10S SE T 1 U T 1 R M 1.0 R M 1.1

Paro de Emergencia.

U E 125.2 R A 124.0 R A 124.2 R A 124.5 R A 124.3 R A 124.1 R A 124.2 R A 124.4 R A 124.3 R A 124.7 R A 125.0 R A 125.3

Inicio.

U M 1.0U M 1.1O E 125.4S M 0.0U M 0.1

R M 0.0

La programación de FC2 sería:

A+. U M 0.1 = A 124.0

B+ U M 0.2 = A 124.2

C-

O E 125.4 O M 0.6 = A 124.5

B-

O E 125.4 O M 0.5 = A 124.3

A- O E 125.4 O M 0.4 = A 124.1

B+ C+ B- y D- M+ o M- Paro de

U M 1.2 = A 124.2

U M 0.3 = A 124.4

O M 1.3 O M 0.7 O E 125.4 = A 124.7 = A 124.3

U M 1.0 UN M 1.1 = A 125.0 UN M 1.0 U M 1.1 = A 125.1 U A 125.0 O A 125.1 L S5T#10S SE T 1 U T 1

Emergencia. U M 1.4

= A 125.2