Proyecto de Electroneumática

1. DEFINICIÓN DEL SISTEMA

Se debe realizar el ensamblaje de dos piezas, una base y su correspondiente tape. El ensamblaje se va a realizar mediante un automatismo electroneumático.

El automatismo realizará, una vez comprobada la presencia de cada una de las piezas en su posición mediante los detectores I1 e I2, las maniobras de colocación de tape sobre la base, y posteriormente su ensamblado final.

El diagrama del automatismo es el siguiente:

imagen1

El funcionamiento del sistema sigue la siguiente secuencia:

En primer lugar se deben colocar las piezas a ensamblar en su posición. La presencia de las piezas será validada mediante dos detectores de posición (fotocélulas), I1 e I2.

La validación de las piezas permitirá la puesta en marcha del automatismo, mediante un pulsador de marcha S1 (M)

El ciclo de la marcha se inicia extendiendo el actuador A, hasta llegar a la posición de recogida del Tape. El accionador B (pinza) se accionará cerrándose, cogiendo el tape con los dedos. Una vez recogido el tape por la pinza B, el actuador A se recoge, y se acciona el actuador C sin vástago hasta colocarse en la posición donde se encuentra colocada la base.

Alcanzada la posición del actuador C, el actuador A se acciona, posicionando el Tape sobre la base. Una vez posicionado el tape, la pinza B se abre para soltarlo.

Una vez terminado el posicionado el tape, los actuadores A y C, vuelven a su posición inicial, y el bloque completo, base-tape se desplaza a la posición de calado final del tape sobre la base.

El desplazamiento se realiza mediante un actuador D, que arrastra el bloque completo hasta la posición final de ensamblado.

Una vez en posición, detectada a través de la fotocélula I3, se deberán accionar dos pulsadores S2 y S3 para la puesta en marcha del actuador E, que calará el tape en su posición.

Una vez calado el tape el cilindro E volverá a su posición final.

Para la realización del automatismo definimos la siguiente secuencia de funcionamiento.

imagen2

La condición para que se pueda poner en marcha el automatismo es la detección de presencia del tape con I1 y de la base con I2

Una vez detectada la presencia del tape y de la base, el sistema se pondría en marcha mediante un pulsador de marcha M (S1).

La maniobra de puesta en marcha del cilindro E, se realizará mediante la previa detección del conjunto en su posición a través de una fotocélula (I3), además del accionamiento de dos pulsadores simultáneamente S2 y S3

2. GRAFO Y EXTRACCIÓN DE ECUACIONES

La secuencia de funcionamiento será, con independencia de las señales adicionales:

1º El actuador A sale para acercar la pinza al tape.

2º El actuador B (pinza) se cierra para sujetar el tape.

3º Una vez cerrada la pinza, el actuador A retrocede a su posición inicial.

4º El actuador C, sin vástago, avanza para colocarse en la posición donde se encuentra la base.

5º El actuador A avanza para acercar la pinza a la base.

6º La pinza se abre y deja el tape sobre la base.

7º El actuador A retrocede.

8º El actuador C retrocede hasta su posición inicial.

9º El actuador D avanza para colocar la base en la posición de calado del tape.

10º El actuador D retrocede.

11º El actuador E avanza para calar el tape sobre la base, siendo accionado por un doble pulsador.

12º El actuador E retrocede, después de accionar un pulsador.

El grafo resultante de la secuencia de movimientos del automatismo diseñado el siguiente:

imagen3

En el diagrama se pueden observar:

–          Las variables directivas (indicadas en rojo) en cada uno de los bloques. En amarillo el estado de cada una de las variables (posiciones de cilindro).

–          Recuadradas en rojo se encuentran se encuentran las repeticiones que van a implicar la discriminación.

–          Las condiciones externas de la secuencia, Marcha y detecciones de piezas y posición.

Una vez visto esto vamos a proceder a la realización de la discriminación de las variables del circuito.

Dividimos en grafo para separar las repeticiones y efectuar dominios incompatibles mediante memorias.

imagen4

La primera memoria X tiene inicio X1=b0 y final X0=d1

La segunda memoria Y tiene inicio Y1=a0 y final Y0=e1

En el grafo aparecen 4 zonas que incompatibles que hacen que cada una de las 3 repeticiones se encuentre en un área diferente e incompatible con las otras.

Ahora ya podemos extraer cada una de las ecuaciones booleanas de control para cada movimiento.

Ecuaciones Booleanas del automatismo:

imagen5

Analizando vemos que hay repeticiones en los movimientos de B y C ya que la misma variable hace que B y C avancen o retrocedan. Vamos a añadir otra de las variables que intervienen en el movimiento y que no son directrices para completar las ecuaciones.

imagen6

Al modificar estas ecuaciones debemos revisar el resto de ecuaciones por si hubiera algún tipo de interferencia en las señales e incluso las ecuaciones de las memorias.

Comprobamos que en el segundo movimiento de A+ se puede producir una interferencia de señales ya que a0 y c1 se encuentran activadas y podría darse el movimiento de A, por lo que utilizamos la memoria X en el segundo movimiento de A+ para eliminar la interferencia.

Después de las modificaciones de las ecuaciones quedarían de la siguiente forma:

imagen7

Una vez determinadas las ecuaciones vamos a implementar mediante automatismos eléctricos.

3. TRANSFORMACIONES A CONDICIONES PARTICULARES

Vamos a proceder a la asignación de cada detector de posición y memorias a su correspondiente relé:

Asignación:

imagen8

La asignación de bobinas de electroválvulas:

imagen9

Una vez realizadas las asignaciones vamos a realizar las transformaciones de cada una de las ecuaciones.

imagen10

4. PLANOS Y ESQUEMAS DEL SISTEMA

El circuito de potencia para el automatismo previsto será el siguiente:

imagen11

El esquema de automatismos será el siguiente:

imagen12

5. GRAFCET

En primer lugar establecemos la tabla de asignación de entradas y salidas

imagen13

La secuencia del automatismo es la siguiente

Secuencia A+B+A-C+A+B-A-C-D+D-E+E-

El GRAFCET quedará de la siguiente forma:

imagen14

6. PROGRAMACIÓN PLC

Vamos a implementar el automatismo a través del GRAFCET anterior mediante lenguaje AWL:

imagen15

imagen16

imagen17

imagen18

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