I.T.I.S P. HENSEMBERGER. Indirizzo Elettrotecnica e Automazione A.S. 2007/2008

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1 I.T.I.S P. HENSEMBERGER Indirizzo Elettrotecnica e Automazione A.S. 2007/2008 PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI UN ASCENSORE DIDATTICO CONTROLLATO DA PLC Alunno : Cester Fabio Classe: 5B1 Supervisore lavoro Prof. Fransosa Pasquale Docente responsabile Prof. Rizzaro Giuseppe 1

2 Indice 1 - Presentazione del progetto...pag Introduzione sull'ascensore...pag Cenni storici...pag Cenni teorici...pag Cenni sul motore in corrente continua...pag Motore a spazzole...pag Motore brushless...pag 7 4 Normative...pag 8 5 Programmazione...pag Cenni sul PLC...pag Virtual PLC...pag Progetto in linguaggio KOP e AWL...pag Moeller...pag Descrizione del programma in linguaggio ladder...pag Realizzazione pratica...pag Progettazione...pag Materiali...pag 19

3 6,3 Assemblaggio...pag Apparecchi di manovra e protezione...pag 20 1 PRESENTAZIONE DEL PROGETTO Il progetto che verrà sviluppato in questa relazione consiste nella progettazione, simulazione e realizzazione di un ascensore in scala comandato da PLC. Nella fase di progettazione è stato realizzato il programma per il PLC che andrà a comandare tutti i dispositivi (motore, led), ed è stato dimensionato il possibile aspetto che avrebbe dovuto avere l'ascensore una volta ultimato (anche se subirà molte variazioni). Nella fase di simulazione è stato caricato il programma realizzato in precedenza in un simulatore virtuale ( Virtual PLC ) ed è stato verificato il corretto funzionamento. Nella fase di realizzazione infine si è costruito un modellino in scala di ascensore attraverso l'utilizzo di un alzacristalli elettrico per automobili. 2 INTRODUZIONE SULL'ASCENSORE 2.1 Cenni storici Sicuramente una delle prime situazioni in cui si è sentita la necessità di un attrezzatura idonea a trasportare in verticale uomini e materiali è quella delle miniere. Sono dell'inizio del XIX secolo i primi studi per dotare quei primitivi apparecchi di un motore a vapore che sostituisse l'energia umana. Il primo sviluppo fondamentale che si ebbe in direzione dell'ascensore come oggi è conosciuto venne dato da un inventore americano, Elisha Otis, che nel 1853 depositò il brevetto di un sistema di sicurezza paracadute, destinato ad impedire la caduta violenta della cabina in caso di guasti o rotture ai cavi. La prima applicazione pratica si ebbe nel 1857 a New York e, negli anni successivi, altri famosi ingegneri lo perfezionarono con l'adozione di circuiti idraulici e con l'invenzione dell'ascensore elettrico, fatta risalire al 1880 in Germania da parte di Werner von Siemens. Una delle prime spettacolari applicazioni della nuova invenzione è quella vista nel 1889 in Francia in occasione della presentazione della Tour Eiffel a Parigi. Le tappe più importanti nell'evoluzione dell'ascensore possono essere considerate quelle dell'abolizione del manovratore, datata 1924, e successivamente l'introduzione delle porte ad apertura automatica al posto di quelle manuali. Notevoli progressi si sono registrati anche nel campo dei "quadri di manovra", deputati al controllo e alla gestione dell'impianto. Superati gli obsoleti pannelli elettromeccanici senza particolari flessibilità di funzionamento, i moderni sistemi elettronici con microprocessori consentono un esercizio adattabile ad ogni genere di edificio ed utilizzo (prenotazioni di chiamata, corse con arresti intermedi per "raccogliere" e "riempire" la cabina fino al raggiungimento del massimo carico, ecc.). Fra le ultime evoluzioni citiamo: - la regolazione elettronica della velocità: oltre a rendere estremamente dolci le fasi di avvio e fermata della cabina, permettono l'arresto della stessa esattamente in corrispondenza del piano; questa è inoltre una condizione necessaria al soddisfacimento delle ultime norme in materia di sicurezza (fra

4 le maggiori cause di incidente si registrano proprio gli inciampi sugli scalini che si creano fra piano e cabina), e precisamente il raggiungimento di adeguata precisione di fermata e di livellazione al piano, come richiesto dalla norma per l'accessibilità degli ascensori anche ai disabili EN 81-70; - l'eliminazione del "vano o locale macchina" mediante lo spostamento di motore, argano e apparecchiature di comando - realizzati in forma molto compatta - all'interno del vano di corsa allo scopo di risparmiare spazio all'interno dell'edificio; - la riduzione degli spazi verticali di sicurezza nel vano ascensore, in alto e/o in basso, in modo da ridurre gli ingombri verticali dell'ascensore nell'edificio, specie se preesistente. 2 2 Cenni teorici Per ascensore si intende un apparecchio elevatore con installazione fissa che serve piani definiti mediante una cabina che si sposta lungo guide rigide e la cui inclinazione sull'orizzontale è superiore a 15 gradi, destinato al trasporto di persone. Gli ascensori o elevatori (definizione dell'ultima direttiva comunitaria 95/16/CE del 29 giugno 1995 recepita in Italia con il D.P.R. n. 162 del 30 aprile 1999 ) possono essere: - Elettrici (a fune); - Oleodinamici (comunemente noti come idraulici poiché nei primi il fluido usato era l'acqua). L'ascensore elettrico moderno è composto principalmente dai seguenti elementi: 1. Macchinario di sollevamento (detto anche argano) 2. Cabina passeggeri 3. Contrappeso (che ha funzioni anche di bilanciamento con conseguente riduzione della potenza elettrica impegnata e dei consumi energetici) 4. Funi di trazione 5. Quadro elettrico di manovra 6. Dispositivi di sicurezza comprendenti: Limitatore di velocità, Paracadute. L'ascensore oleodinamico moderno è composto principalmente dai seguenti elementi: 1. Centralina idraulica 2. Cilindro e pistone 3. Cabina passeggeri 4. Quadro elettrico di manovra 5. Dispositivi di sicurezza comprendenti: Paracadute, Valvola di blocco 6. Può inoltre comprendere anche delle funi d trazione. I due azionamenti si differenziano nel modo con cui viene imposto il movimento. Con un ascensore elettrico è il macchinario di sollevamento che trasmette il movimento alle funi che reggono la cabina per mezzo dell'attrito sulla puleggia di frizione; il motore elettrico funziona in entrambe le direzioni di marcia: salita e discesa. Con un ascensore oleodinamico è la centralina idraulica che fornisce l'energia ad un fluido per mezzo di una pompa di tipo volumetrico e di una serie di valvole (generalmente un olio con speciali additivi) che muove a sua volta il pistone permettendogli di fuoriuscire dal cilindro; in questo caso il motore elettrico funziona quando la cabina va in salita poiché in discesa è la forza di gravità a muoverla. Un ascensore che trasporta solamente materiali, senza che vi sia la possibilità di

5 accompagnamento umano, è definito montacarichi, e non è soggetto alla Direttiva Ascensori, bensì alla Direttiva Macchine. Un particolare e curioso tipo di ascensore a funzionamento continuo è il paternoster. L'Italia è il paese con il maggior numero di ascensori al mondo - nel 2006 tra i e gli impianti - e se ne installano ogni anno da a nuovi. In Italia gli impianti esistenti devono essere verificati ogni 2 anni (ovvero ogni qual volta ci sia una rimessa in servizio a seguito di modifiche rilevanti, trasformazioni, incidenti ecc.) da un ingegnere abilitato ed iscritto all'albo facente capo ad un Ente notificato che ha ottenuto l'autorizzazione ministeriale. 3 - CENNI SUL MOTORE IN CORRENTE CONTINUA Illustrazione 1: Un semplice motore DC. Quando la corrente scorre negli avvolgimenti, si genera un campo magnetico intorno al rotore. La parte sinistra del rotore è respinta dal magnete di sinistra ed attirata da quello di destra. Analogalmente fa la parte ina basso a destra. La coppia genera la rotazione Motore a spazzole Il classico motore in corrente continua ha una parte che gira detta appunto rotore o anche armatura e una parte che genera un campo magnetico fisso (nell'esempio i due magneti colorati) detta statore. Un interruttore rotante detto commutatore o collettore a spazzole inverte due volte ad ogni giro la direzione della corrente elettrica che percorre i due avvolgimenti generando un campo magnetico che entra ed esce dalle parti arrotondate dell'armatura. Nascono forze di attrazione e repulsione con i magneti permanenti fissi (indicati con N ed S nelle figure). La velocità di rotazione dipende da: Tensione applicata. Corrente assorbita dal rotore. Carico applicato. La coppia generata è proporzionale alla corrente. Il controllo più semplice agisce sulla tensione di alimentazione. Nei sistemi più complessi si usa un Controllo automatico in retroazione che legge le variabili per generare la tensione da applicare al motore. Il

6 motore CC a magneti permanenti ha un comportamento reversibile: diventa un generatore di corrente continua se si collega un altro motore all'albero. Si può allora prelevare l'energia elettrica prodotta collegandosi alle spazzole. Il suo limite principale è nella necessità del commutatore a spazzole: Le spazzole sono in grafite, mentre nei piccoli servomotori e nei tipi utilizzati nei lettori CD/DVD o registratori a cassette sono in lega metallica bianca. La differenza è nella frequenza della loro sostituzione, infatti nelle macchine utensili come smerigliatrici o trapani, si utilizzano spazzole in grafite, perché è molto semplice e veloce sostituirle, le spazzole in metallo, sono usate su apparecchi dove risulta scomodo o non conveniente cambiarle, come nei motori d'avviamento dei mezzi di trasporto. Le spazzole pongono un limite alla massima velocità di rotazione: maggiore è la velocità e più forte è la pressione che bisogna esercitare su di esse per mantenere un buon contatto, comunque i motori usati negli aspirapolvere e negli elettroutensili portatili (trapani, mole, ect.) possono raggiungere i giri al minuto. Tra spazzole e collettore, nei momenti di commutazione, si hanno transitori di apertura degli avvolgimenti induttivi e quindi scintillio (attenuabile con opportuni sistemi ma non eliminabile). Queste scintille comportano disturbi elettrici sia irradiati nell'ambiente circostante che trasmessi al generatore di tensione (che alimenta il motore); questi disturbi, in determinati settori di impiego, possono causare problemi di compatibilità elettromagnetica. La presenza di avvolgimenti elettrici sul rotore ha anche due aspetti negativi: Se il motore è di grossa potenza si hanno dei problemi di smaltimento del calore (gli avvolgimenti si riscaldano per effetto Joule e il campo magnetico alternato nel nucleo del rotore genera altre perdite, causate da isteresi magnetica e correnti parassite nel nucleo stesso, e quindi altro calore. Gli avvolgimenti appesantiscono il rotore (aumenta il momento d'inerzia): se il motore deve rispondere con rapidità e precisione (come avviene nelle automazioni industriali e nella robotica) il controllo diventa più complesso; per piccole potenze (da 1 a 200W) e servocontrolli a volte si usano particolari tipi di motori con rotore con avvolgimenti a forma di bicchiere e privo del nucleo di ferro, detti "ironless": hanno bassa inerzia e rendimento elettrico più elevato dei loro corrispondenti con rotore avvolto su nucleo di ferro Motore brushless I problemi illustrati si potrebbero evitare scambiando il rotore con lo statore (cioè se gli avvolgimenti venissero messi sulla parte fissa e i magneti fossero montati sul rotore). Scomparirebbe il collettore a spazzole, e gli avvolgimenti elettrici potrebbero smaltire più facilmente il calore generato. È quello che si fa nei motori brushless (in inglese letteralmente: senza spazzole). Essi permettono inoltre di ridurre ulteriormente le dimensioni del rotore (e quindi le sue inerzie) usando materiali magnetici più efficienti come le leghe di samario-cobalto. In questi motori il circuito di alimentazione deve essere più sofisticato, dato che le funzioni del collettore meccanico sono svolte tramite un controllo elettronico di potenza. Motore CC con statore a filo avvolto Nei motori CC lo statore può essere realizzato non con magneti permanenti ma, similmente al rotore, con avvolgimenti su materiale ad alta permeabilità in cui viene fatta scorrere della corrente: questo circuito è detto di eccitazione. In questo modo si

7 possono avere potenze maggiori (ma si dovrà spendere più energia anche per alimentare questo nuovo circuito). Si possono avere vari casi nell'alimentazione del circuito di statore: motore ad eccitazione indipendente: l'avvolgimento di statore è alimentato in maniera indipendente da quello di rotore. Si ha allora più flessibilità nel controllo dei parametri (coppia e velocità) del motore. motore ad eccitazione in parallelo: statore e rotore sono collegati in parallelo (coppia maggiore, minore velocità) motore ad eccitazione in serie: statore e rotore sono collegati in serie (coppia inferiore e asintotica allo zero con l'aumentare del regime, maggiore velocità, definito anche come motore in fuga). Si possono avere anche situazioni intermedie utilizzate in passato soprattutto nella trazione elettrica (dove è richiesta molta coppia allo spunto e maggiore velocità a regime). Il motore con statore a filo avvolto può essere alimentato sia in corrente continua che in alternata, e per questo motivo è chiamato anche motore universale; di fatto, nella maggior parte delle applicazioni, questo tipo di motore è alimentato in corrente alternata. La disponibilità a costi contenuti di dispositivi elettronici (come circuiti integrati, ponti raddrizzatori, dispositivi di potenza a semiconduttore, ecc.), alcune applicazioni che in passato sarebbero state realizzate con motori universali ora vengono sviluppate con motori CC con magneti permanenti, permettendo ad esempio un controllo della velocità più preciso e rendimento elettrico maggiore (nei piccoli motori la potenza spesa per l'eccitazione è spesso rilevante, mentre diviene percentualmente esigua nei grandi motori). 4 - NORMATIVE: - G.U. n. L. 213 del "Direttiva del Parlamento Europeo e del Consiglio, del , per il riavvicinamento delle legislazioni degli Stati Membri relative agli ascensori". D.P.R. 162/99 - G.U. n. 134 del "Regolamento recante norme per l'attuazione della Direttiva 95/16/CE sugli ascensori e di semplificazione dei procedimenti per la concessione del nulla osta per ascensori e montacarichi nonché della relativa licenza di esercizio". D.P.R. 369/00 - G.U. n. 291 del "Regolamento recante modifica al D.P.R. n. 162/99 in materia di collaudo ascensori" EN Ed. novembre "Regole di sicurezza per la costruzione e l'installazione degli ascensori. Parte 1: Ascensori elettrici". EN Ed. novembre "Regole di sicurezza per la costruzione e l'installazione degli ascensori. Parte 2: Ascensori idraulici". UNI Ed. dicembre 2003 rev. all'ed. 09/ "Modifiche ad ascensori elettrici preesistenti". UNI EN Ed. maggio "Regole di sicurezza per la costruzione e l'installazione degli ascensori - Ascensori per il trasporto di persone e merci - Teleallarmi per ascensori e ascensori per merci". Direttiva 95/16/CE UNI EN Ed. maggio " Regole di sicurezza per la costruzione e l'installazione degli ascensori - Applicazioni particolari per ascensori per passeggeri e per merci - Accessibilità agli ascensori delle persone, comprese i disabili".

8 UNI EN Ed. maggio " Regole di sicurezza per la costruzione e l'installazione degli ascensori Applicazioni particolari per ascensori per passeggeri e merci - Ascensori antincendio". UNI EN Ed. maggio " Regole di sicurezza per la costruzione e l'installazione degli ascensori - Ascensori esistenti - Regole per il miglioramento della sicurezza degli ascensori per passeggeri e degli ascensori per merci esistenti". UNI EN Ed. maggio 2002 corretta il " Manutenzione di ascensori e scale mobili. Regole per le istruzioni di manutenzione". UNI EN e UNI EN Ed. luglio "Compatibilità elettromagnetica. Norma per famiglia di prodotti per ascensori, scale mobili e marciapiedi mobili. Emissione e immunità". D.P.R. 459/96 - Ed. luglio "Regolamento per l'attuazione delle direttive 89/392/CEE, 91/368/CEE, 93/44/CEE e 93/68/CEE concernenti il riavvicinamento delle legislazioni degli Stati Membri relative alle macchine". LEGGE 13/89 - G.U. n. 21 del "Disposizioni per favorire il superamento e l'eliminazione delle barriere architettoniche negli edifici privati". D.M. 236/89 - G.U. n. 145 del "Prescrizioni tecniche necessarie a garantire l'accessibilità, l'adattabilità e la visibilità degli edifici privati e di edilizia residenziale pubblica sovvenzionata e agevolata, ai fini del superamento e l'eliminazione delle barriere architettoniche". D.M. 587/87 - G.U. n. 71 del "Attuazione delle direttive n. 84/528/CEE e n. 86/312/CEE relative agli ascensori elettrici". D.P.R. 1467/63 - G.U. n. 298 del "Norme per gli ascensori ed i montacarichi in servizio privato". Dalla Gazzetta Ufficiale del 23 giugno del 1989 sono stati definiti i seguenti punti: L ascensore deve avere una cabina di dimensioni minime tali da permettere l uso da parte di una persona su sedia a rotelle. Le porte di cabina e di piano devono essere di tipo automatico e di dimensioni tali da permettere l accesso alla sedia a ruote. Nell interno della cabina devono essere posti un citofono, un campanello d allarme, una luce di emergenza. Il ripiano di fermata, anteriormente alla porta della cabina deve avere una profondità tale da contenere una sedia a ruote e le manovre per l accesso. Deve essere prevista la segnalazione sonora dell arrivo al piano e un dispositivo luminoso per segnalare ogni eventuale stato di allarme. Le porte di cabina e di piano devono essere del tipo a scorrimento automatico. Nel caso di adeguamento la porta può essere incernierata purchè dotata di sistema per apertura automatica. In tutti i casi le porte devono rimanere aperte per almeno 8 secondi e il tempo di chiusura non deve essere inferiore ai 4 sec. L arresto dei piani deve avvenire con autolivellamento con tolleranza max. di + 2 cm. La bottoniera di comando interna ed esterna deve avere i bottoni ad una altezza compresa tra 1.10 e 1.40 m e deve essere posta su una parete ad almeno 35 cm dalla porta della cabina. I pulsanti di comando devono prevedere la numerazione in rilievo e le scritte con traduzione in Braille. Si deve prevedere la segnalazione sonora dell arrivo al piano e, ove possibile, l installazione di un sedile ribaltabile con ritorno automatico.

9 5 - PROGRAMMAZIONE CENNI SUL PLC: Il PLC è un controllore a logica programmabile (Programmable Logic Controller) è un computer industriale specializzato in origine nella gestione dei processi industriali. Il PLC esegue un programma ed elabora i segnali digitali ed analogici provenienti da sensori e diretti agli attuatori presenti in un impianto industriale, nel tempo, è entrato anche nell'uso domestico; l'installazione di un PLC nel quadro elettrico di un'abitazione, a valle dell interruttore magnetotermico e differenziale, permette la gestione automatica dei molteplici sistemi e impianti installati nella casa: impianto di riscaldamento, antifurto, irrigazione, luci, ecc... Un PLC è composto da un alimentatore, dalla CPU che in certi casi può avere interna o esterna una memoria RAM o Flash o EPROM, da un certo numero di schede di ingressi digitali e uscite digitali, e nel caso in cui sia necessario gestire grandezze analogiche, il PLC può ospitare delle schede di ingresso o di uscita sia analogiche che digitali. L alimentatore: Fornisce le tensioni a 5 V necessarie alle schede, le tensioni a + o - 12 V, le altre tensioni necessarie, sempre in corrente continua (cc.). Può essere interno o esterno al PLC. La CPU È il cervello del PLC. La CPU è una scheda complessa basata su un microprocessore con un sistema operativo proprietario, e con una zona di memoria a disposizione del programma utente, cioè del programma di automazione. Una delle caratteristiche proprie delle CPU dei PLC è la loro capacità di poter gestire le modifiche del programma di gestione del processo durante il normale funzionamento. Questa possibilità è estremamente utile nel caso di impianti che devono essere sempre attivi. I moduli di ingresso/uscita: I moduli di ingresso uscita costituiscono l interfaccia del PLC con il processo da controllare. Questi moduli possono trattare segnali di tipo analogico o digitale. Il motivo della presenza di moduli specializzati consiste nel fatto che i segnali generati dai trasduttori, anche quelli ad uscita logica, non possono venire direttamente interfacciati alla elettronica del modulo processore, a causa di differenze nel livello di segnale o tipologia. Ciascun ingresso ed uscita dei moduli di I/O (via di ingresso/uscita) è identificata dal sistema operativo del PLC in base alla posizione che occupa. Questo significa che non è possibile riconfigurare dinamicamente le vie del PLC ma queste sono fissate al momento del cablaggio. I moduli assicurano le funzionalità di filtraggio (analogico e digitale) degli ingressi e la protezione contro sovratensioni ed inversione di polarità degli ingressi. La memoria del PLC : Per poter memorizzare il programma da eseguire e i dati che ne derivano il PLC

10 necessita di memorie, i tipi di memorie sono: Memoria Statica Nei PLC di prima concezione la memoria era di tipo Statico, quindi all'utente erano assegnate delle aree "preconfezionate" con quantitativi fissi di dati memorizzabili all'interno, e che non potevano essere cambiati in alcun modo. La memoria era rigidamente divisa tra dati e programmi ed anche tra tipi diversi di dati. Questo sistema è ancora ampiamente usato per piccoli PLC con applicazioni semplici e pochi ingressi e uscite da gestire, dove la gestione della memoria in un modo piuttosto che in un altro non influisce nel risultato. Memoria Dinamica Nei PLC più moderni la memoria interna è di tipo Dinamico, e può essere considerata come un Hard Disk di un Personal Computer, con file di dati e file di programmi. In fase di caricamento del software applicativo il PLC alloca dinamicamente la memoria a seconda delle risorse che sono richieste. A parte certe aree di sistema, ed alcune aree preconfezionate al fine di facilitare la programmazione ai meno esperti, la memoria per il resto è liberamente configurabile. Si possono decidere nuove aree dati, anche dello stesso tipo, ma usate da sottoprogrammi diversi ed in fasi diverse. Ogni area dati può avere un nome, denominato Nome File. Per i programmi valgono le stesse considerazioni VIRTUALPLC: VirtualPLC è un programma che permette di simulare delle utilizzazioni varie del PLC. Tramite questo programma di simulazione noi abbiamo realizzato il programma di funzionamento di un ascensore PROGETTO IN LINGUAGGIO KOP e AWL: Linguaggio KOP: Ladder diagram (KOP) detto Linguaggio a contatti - È il linguaggio più usato fino a pochi anni fa, in quanto era la trasposizione informatica dei circuiti elettrici usati dagli elettrotecnici. L'automazione industriale, infatti, era basata su sistemi a logica cablata, il PLC ha permesso di trasportare i concetti della logica cablata nel linguaggio Ladder. Il programmatore semplicemente utilizza simboli logici corrispondenti a segnali di ingresso e di uscita per implementare la logica non più cablando i relè, ma disegnando gli schemi elettrici. Linguaggio AWL: Instruction List (AWL) detto Lista di istruzioni - Linguaggio di semplice molto simile all'assembler. Può essere facilmente ricavato dal Ladder.

11 Linguaggio KOP:

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14 Tabella input/output: Simobolo Indirizzo Commento SQ1 I0,0 Micro (NC) presenza cabina piano Terra SQ2 I0,1 Micro (NC) presenza cabina 1 Piano SQ3 I0,2 Micro (NC) presenza cabina 2 Piano SQ4 I0,3 Micro (NC) presenza cabina 3 Piano SQ5 I0,4 Micro (NO) Porte chiuse SB1 I0,5 Pulsante (NO) Chiamata piando Terra SB2 I0,6 Pulsante (NO) Chiamata 1 Piano SB3 I0,7 Pulsante (NO) Chiamata 2 Piano SB4 I1,0 Pulsante (NO) Chiamata 3 Piano SB5 I1,1 Pulsante (NO) arresto cabina SB6 I1,2 Pulsante (NO) Mandata 3 Piano SB7 I1,3 Pulsante (NO) Mandata 2 Piano SB8 I1,4 Pulsante (NO) Mandata 1 Piano SB9 I1,5 Pulsante (NO) Mandata piano Terra B1 I1,6 Contatto (NO) Fotocellula presenza persone SQ6 I1,7 Micro (NC) apertura Porte KM1 Q0,0 Teleruttore Salita cabina KM2 Q0,1 Teleruttore Discesa cabina KM3 Q0,2 Teleruttore Chiusura porte KM4 Q0,3 Teleruttore Apertura porte HL1 Q0,4 Lampada Piano Terra HL2 Q0,5 Lampada 1 Piano HL3 Q0,6 Lampada 2 Piano HL4 Q0,7 Lampada 3 Piano HL5 Q1,0 Lampada Cabina 3 Piano HL6 Q1,1 Lampada Cabina 2 Piano HL7 Q1,2 Lampada Cabina 1 Piano HL8 Q1,3 Lampada Cabina piano Terra

15 5.3 - MOELLER: Poiché Virtual PLC è un programma esclusivamente virtuale e non è possibile eseguire il download del progetto su nessun PLC abbiamo dovuto utilizzare un software alternativo. Il software da noi utilizzato è easy soft 5 della MOELLER che ha la possibilità di interfacciarsi con il PLC in dotazione alla scuola.

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18 Tabella input/output Simbolo Indirizzo Commento Pulsante P:T I0,1 Pulsante (NO) chiamata piano terra Pulsante P 1 I0,2 Pulsante (NO) chiamata 1 piano Pulsante P 2 I0,3 Pulsante (NO) chiamata 2 piano Stop I0,4 Interruttore arresto motore F:C. P.T. I0,7 Micro (NO) presenza piano terra F.C. P.1 I0,8 Fotocellula (NO) presenza 1 P F.C. P.2 I0,9 Micro (NO) presenza 2 piano Comm. discesa Q0,1 Commutazione motore per la discesa Comm. salita Q0,2 Commutazione motore per la salita Led P.T Q0,3 Segnalazione di presenza piano terra Led P.1 Q0,4 Segnalazione di presenza 1 P Led P.2 Q0,5 Segnalazione di presenza 2 P Descrizione del programma in linguaggio ladder: Nelle prime sei stringhe di comando ci sono le informazioni il che serviranno per mettere in funzione il motore, nelle prime tre stringhe con la funzione di discesa, in quelle successive per la salita. In queste stringhe come primo componente viene inserito il dispositivo (finecorsa, fotocellula) che ci permette di capire in che piano si trova la cabina in un preciso istante, successivamente viene posizionato il pulsante per la scelta del piano a cui si vuole andare e per far si che la cabina si fermi viene messo il finecorsa (in questo caso normalmente chiuso) in modo che nel momento in cui viene attivato apre il circuito di attivazione del motore. Nelle stringhe sette e otto si può vedere nel dettaglio quali merker attivano la commutazione di salita e quella di discesa. In entrambe viene inserito un interruttore (con comando manuale) che ha la funzione di tagliare l'alimentazione al motore in caso di problemi (ad esempio se il motore non dovesse più rispondere ai comandi e quindi proseguire il movimento nonostante sia alla fine della guida predisposta al movimento) senza la necessità di scollegare il PLC. Nell'ultima parte di programma è presente la segnalazione di presenza al piano in cui si trova la nostra cabina, quindi ci sarà il finecorsa di ogni piano che dara il seganle al rispettivo led.

19 6 - REALIZZAZIONE PRATICA PROGETTAZIONE Questo progetto è stato sviluppato partendo da una esercitazione svolta nel laboratorio di sistemi tramite l'utilizzo del programma Virtual PLC che permette di simulare il funzionamento di un ascensore. Successivamente si è deciso di realizzare un prototipo di un ascensore. I problemi nella progettazione sono stati riscontrati sin dall'inizio, nella scelta delle dimensioni che avrà l'ascensore una volta unltimato, successivamente la scelta del motore ( m.c.c.; alzacristalli elettrico per automobili; motore di un'antenna per automobili). Questi sono due dei problemi che sono stati risolti, mentre uno che non è stato superato è la realizzazione delle porte e della loro apertura Materiali: Alzacristalli per automobile (m.c.c. con sistema di carrucole per il movimento) Scatola PLC (alimentatore, PLC, gruppo relè, 3 pulsanti, 3 deviatori) Plexiglas Base in legno n 4 Angolari in alluminio n 3 Led n 3 Resistenze 2,2 kohm n 1 Cabina (in PVC) n 1 Fotocellula n 2 Microinterruttori (finecorsa) n 3 Pulsanti (prelevati da un lettore DVD) n 2 Morsettiere Capicorda Costruzione: Sulla base in legno è stata realizzata una struttura in plexiglas nella quale è stato inserito il nostro ascensore. Sul pannello frontale sono stati posizionati: tre pulsanti per effettuare la chiamata al piano desiderato della cabina; tre led per indicare la presenza al piano. Per l'arresto della cabina sono stati posizionati due finecorsa per i piani estremi (piano terra; 2 piano) mentre per il piano centrale e stata posizionata una fotocellula. Il movimento è realizzato da un alzacristalli sul quale è fissata la cabina.

20 7 APPARECCHI DI MANOVRA E PROTEZIONE Un apparecchio di mavrova è un dispositivo in grado di eseguire manovre di apertura e di chiusura di un circuito. Le manovre posso avvenire a carico, ossia in presenza di corrente nel circuito, oppure a vuoto, in assenza di corrente in quanto il circuito è interrotto in un altro punto. L'apertura a carico interrompe la corrente, mentre la chiusura a carico stabilisce la corrente nel circuito. Le manovre possono anche avvenire in condizioni di normale esercizio oppure in condizioni di funzionamento anormale, a causa di guasti sull'impianto. In relazione al tipo di comando si distingue il comando manuale, effettuato dall'operatore, dal comando automatico, determinato dall'intervento di un dispositivo di protezione o da un sistema di controllo. Accoppiando apparecchi di manovra e dispositivi di protezione dalle sovracorrenti (fusibili, sganciatori di massima corrente) si ottengono apparecchiature di manovra e protezione contro sovraccarichi e corto circuiti. Nel prototipo realizzato è stato inserito un interruttore in serie all'alimentazione, e un'altro interruttore (che in realtà sarebbe un deviatore a tre posizioni collegato per funzionare in modalità on-off) che tramite la programmazione del PLC va ad intervenire sull'alimentazione del motore, mantenendo così in funzione tutte le altre apparecchiature.

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