Automazione Industriale AA Prof. Luca Ferrarini

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1 Auomazione Indusriale AA Prof. Luca Ferrarini Laboraorio 1 Obieivi dell eserciazione Sviluppare modelli per la realizzazione di funzioni di auomazione Comprensione e uilizzo di Ladder Diagrams Comprensione e uilizzo dei principali srumeni informaici per la progeazione delle funzioni di auomazione ( IsaGraf ) Progeare funzioni di auomazione per casi realisici Verificare i risulai oenui ramie simulazione 1

2 Esercizio 1: Sisema di verniciaura spray In figura è rappresenao un sisema di verniciaura spray di cui realizzare l auomazione V1b Dal Magazzino Pisone D1 Vernice (soo pressione) V2 Spray Ingressi PLC 1. S1 (sens. pisone a sx) 2. S2 (sens. pisone a dx) 3. S3 (sens. carrello a sx) 4. S4 (sens. carrello a dx) 5. D1 (sens. pezzo sul nasro) 6. START 7. STOP Uscie PLC 1. V1a (pisone a dx) 2. V1b (pisone a sx) 3. V2 (valvola vernice) 4. M1 (moore nasro) 5. V3a (carrello a dx) 6. V3b (carrello a sx) V1a S1 S2 M1 S3 Carrello S4 V3b V3a Sao Iniziale Il pisone è fermo al finecorsa sinisro La valvola della vernice è chiusa Il nasro rasporaore è speno Il carrello è fermo al finecorsa sinisro Dal Magazzino Vernice (soo pressione) D1 V2 Pisone Spray V1b V1a S1 S2 M1 S3 Carrello S4 V3b V3a 2

3 Sequenza di lavorazione desideraa I pezzi, provenieni dal magazzino, sono spini dal pisone (V1a, V1b) sullo scivolo che ermina sul nasro rasporaore (in movimeno) azionao da un moore (M1). Ogni pezzo deposiao sul nasro rasporaore viene rilevao ramie un un sensore (D1). Ogni vola che viene rilevaa la presenza di un pezzo sul nasro viene apera la valvola che aziona il circuio per la vernice spray. La valvola viene enua apera per un inervallo di empo (TimeValv) dipendene dalla velocià del nasro (VelNasro) e dalla dimensione dei pezzi (DimPezzo). Sequenza di lavorazione desideraa (2) Dopo essere sao verniciao, ogni pezzo cade nel carrello. Quando un numero presabilio di pezzi (NumPezzi) è sao verniciao il pisone si ferma. Dopo un inervallo di empo (Time1) dipendene dalla velocià del nasro anche il nasro rasporaore si ferma. Il carrello (con i pezzi verniciai) si sposa fino al finecorsa desro, dove viene svuoao auomaicamene. 3

4 Sequenza di lavorazione desideraa (3) Trascorso un inervallo di empo presabilio (Time2) dal raggiungimeno del finecorsa desro, il carrello orna nella posizione iniziale (finecorsa sinisro) e la sequenza di lavorazione può ricominciare. Valore dei parameri NumPezzi = 4 DimPezzo = 50 cm LarghSpray= 50 cm LunghNasro = 4 m VelNasro = 1 m/sec Time2 = 7 sec Valori Presabilii TimeValve = 2 sec > 1 sec = (DimPezzo+LarghSpray)/VelNasro Time1 = 6 sec > 4 sec = LunghNasro/VelNasro Scele di Progeo 4

5 Ipoesi Operaive Tempo di scivolo << Tempo riorno pisone Il coneggio di un pezzo avviene prima che un nuovo pezzo possa essere spino sullo scivolo Richiese Progeare e implemenare un programma PLC per realizzare la sequenza di lavorazione desideraa. 5

6 PLC: Ingressi e Uscie disponibili Ingressi S1: finecorsa sinisro pisone S2: finecorsa desro pisone S3: finecorsa sinisro carrello S4: finecorsa desro carrello D1: pezzo sul nasro START: segnale di inizio STOP: segnale di arreso d emergenza Uscie (comandi) V1a: sposa il pisone a desra V1b: sposa il pisone a sinisra V2: apri/chiudi valvola per la vernice M1: aziona moore nasro rasporaore V3a: sposa il carrello a desra V3b: sposa il carrello a sinisra } Auaore di ipo impulsivo } Auaore di ipo coninuo Sx Posizione Auaori di ipo coninuo Dx Vai a Sx 1 0 Vai a Dx 1 0 Sensore Dx 1 0 Sensore Sx 1 0 6

7 Auaori di ipo impulsivo Posizione Sx Dx Vai a Sx 1 0 Vai a Dx 1 0 Sensore Dx 1 0 Sensore Sx 1 0 Progeo del sisema di auomazione Inizio e fine sequenza di lavorazione Nasro Trasporaore Pisone Carrello Sensore pezzi Spray Timer 7

8 Inizio e fine sequenza di lavorazione START SeqAc S1 S3 SeqAc SeqAc Scaricameno T2 S3 Scaricameno Scaricameno STOP Arreso Arreso Nasro Trasporaore SeqAc T1 Arreso M1 M1 8

9 SeqAc Pisone Arreso CNT MovePis MovePis MovePis S1 V1a MovePis S2 V1b MovePis S1 T1 Carrello S4 Arreso V3a V3a T2 S3 Arreso V3b V3b 9

10 Sensore pezzi e Spray D1 CU CTU Q CNT TIM1 RESET CV NumPezzi PV D1 IN TOF Q V2 TimeValve PT ET Timer CNT IN TON Q T1 Time1 PT ET S4 IN TON Q T2 Time2 PT ET 10

11 Soluzione Isagraf: Progeo SpraySys Esercizio 2: Processo di pulizia e verniciaura In figura è rappresenao un processo indusriale per la pulizia e verniciaura di componeni mealliche. Si desidera auomaizzare il processo ramie l impiego di un PLC. S4 V2a V2b S5 S2 Pisone 2 S3 Pisone 1 V1a V2b Sensore livello basso D1 SOLVENTE VERNICE Sensore livello basso D2 11

12 Sequenza di lavorazione Inizialmene, il pisone 1 è in posizione ALTO (S2) e il pisone 2 è in posizione SINISTRA (S4) Il componene da lavorare viene posizionao su di un uncino poso all esremià del pisone 1 (operazione manuale): il componene è sopra il serbaoio dove è conenuo il solvene L operaore schiaccia il pulsane START Il pisone 1 passa in posizione BASSO (S3) Il componene viene lasciao nel solvene per 9 secondi Il pisone 1 passa in posizione ALTO (S2) Sequenza di lavorazione (2) Il pisone 2 passa in posizione DESTRA (S5), posizionando il componene sopra il serbaoio dove è conenua la vernice Il pisone 1 passa in posizione BASSO (S3) Il componene viene lasciao nella vernice per 20 secondi Il pisone 1 passa in posizione ALTO (S2) I pisoni rimangono fermi fino a che un operaore (dopo aver provveduo a rimuovere il pezzo lavorao dall uncino) aiva il segnale RITORNO Il pisone 2 passa in posizione SINISTRA (S4) e la sequenza di lavorazione ricomincia 12

13 Richiese Progeare e implemenare un programma PLC per realizzare la sequenza di lavorazione desideraa. PLC: Ingressi e Uscie disponibili Ingressi START: segnale di inizio S2: pisone 1 in alo S3: pisone 1 in basso S4: pisone 2 a sinisra S5: pisone 2 a desra Riorno: segnale di riorno per l inizio di una nuova sequenza STOP: segnale di arreso d emergenza Uscie (comandi) V1a: sposa il pisone 1 in basso V1b: sposa il pisone 1 in alo V2a: sposa il pisone 2 a desra V2b: sposa il pisone 2 a sinisra 13

14 Soluzione Compleare il ladder diagram del progeo IsaGraf ClePain Esercizio 3: Processo di miscelazione In figura è rappresenao un processo di miscelazione da conrollare ramie un PLC. h SOLVENTE REAGENTE h V1 MIX V2 Serbaoio di miscelazione V3 MISCELA Indicaore di livello LD1 M1 Scambiaore di Calore Pompa Miscela Calda V4 Acqua Calda 14

15 Descrizione del problema La miscela finale deve conenere due pari di solvene per ogni pare di reagene: la valvola V1 rimane apera per un inervallo di empo doppio rispeo a V2, in modo da inrodurre nel serbaoio di miscelazione un volume di solvene doppio rispeo a quello del reagene. Dopo un inervallo di empo di 10 secondi (in cui viene azionao il miscelaore MIX e viene apera la valvola V4), la valvola V3 e la pompa M1 vengono azionae per rasferire la miscela ad uno scambiaore di calore. Descrizione del problema (2) Dopo avere esrao 600 cm 3 di miscela (misurabili ramie l indicaore di livello LD1), le valvole V3 e V4 vengono chiuse e il moore della pompa (M1) viene speno. 15

16 Ipoesi Operaive Il livello di reagene e di solvene nei due serbaoi è regolao in maniera indipendene e, ai fini di queso problema, può essere considerao cosane. I due serbaoi, i ubi e le valvole V1 e V2 sono idenici soo ogni aspeo. Richiese Supponendo che, quando le valvole V1 e V2 sono apere, il flusso in uscia dai serbaoi di solvene e di reagene sia cosane e pari a 10 cm 3 /sec, deerminare l inervallo di empo necessario a produrre 600 cm 3 di miscela. Dai i risulai oenui in 1), realizzare un ladder diagram per la seguene sequenza di operazioni: 16

17 Richiese (2) START Aperura V1 e V2 Aspeare secondi Chiusura V2 Aspeare 2 secondi Chiusura V1 Azionare il miscelaore per 10 secondi Aperura V3, Parenza M1, Aperura V4 Aspeare segnalazione LD1 (600 cm 3 esrai dal miscelaore) Chiudere V3, Fermare M1, Chiudere V4 END of cycle PLC: Ingressi e Uscie disponibili Ingressi START: segnale di inizio LD1: sensore livello basso STOP: arreso d emergenza Uscie (comandi) V1: aperura valvola 1 (esrazione solvene) V2: aperura valvola 2 (esrazione reagene) MIX: aziona il miscelaore V3: aperura valvola 3 (esrazione miscela) M1: Azionameno pompa V4: aperura valvola 4 (azionameno scambiaore di calore) 17

18 Soluzione Scrivere un opporuno programma ladder all inerno del progeo IsaGraf MixProc 18