Compito di Automazione Industriale 21/09/2006

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1 Compito di Automazione Industriale 21/09/2006 Scrivere nome, cognome e numero di matricola su ogni foglio utilizzato 1 Controllo Logico - Macchina Essiccatrice. Descrizione del sistema. Una Macchina Essiccatrice è composta da un nastro trasportatore che porta i pezzi da essiccare da un magazzino ad un secondo nastro trasportatore. Sul secondo nastro il pezzo viene essiccato tramite un forno con una porta di ingresso ed una di uscita comandate da due cilindri pneumatici. Il pezzo deve rimanere nel forno per 10 minuti sottoposto ad una temperatura di 80 C con una ventola che distribuisce in modo ottimale l aria calda facendo uscire i fumi del processo. Il PLC deve quindi gestire un processo che può essere descritto dai punti seguenti. Alla pressione del pulsante I Start viene messo in moto il primo nastro ( O st Alim ) che preleva il primo pezzo da essiccare. Quando il pezzo raggiunge l interruttore fotoelettrico I Pezzo Alim viene messo in moto il secondo nastro ( O st Forno ). Quando il pezzo raggiunge l interruttore fotoelettrico I Pezzo st Forno viene fermato il primo nastro e viene aperta la porta di ingresso del forno ( O Porta In ). Quando il pezzo raggiunge l interruttore fotoelettrico I Pezzo Dentro Forno viene chiusa la porta di ingresso e viene attivata la ventola ( O Ventola ). Si attenderanno quindi 10 minuti. Terminata l attesa, verrà aperta la porta di uscita, spenta la ventola e messo in moto il nastro per portare il pezzo essiccato nei pressi dell interruttore fotoelettrico I Pezzo Fuori. Raggiunto l interruttore fotoelettrico verrà chiusa la porta di uscita, fermato il nastro del forno e messo in moto il nastro di alimentazione per il prossimo ciclo. Il sistema è provvisto anche di pulsante di arresto ( I Stop ) che termina il ciclo in corso ma non ne inizia un altro. Il sistema è provvisto altresì di una lampada di avviso ( O Forno Occupato ) Sono a disposizione i seguenti segnali di ingresso-uscita per il controllo del sistema. VAR IPUT I Start : BOOL; (* Pulsante di avvio ciclo *) I Pezzo Alim : BOOL; (* Interruttore fotoelettrico pezzo sul nastro alimentazione *) I Pezzo st Forno : BOOL; (* Interruttore fotoelettrico pezzo sul nastro forno *) I Pezzo Dentro Forno : BOOL; (* Interruttore fotoelettrico pezzo dentro il forno *) I Pezzo Fuori : BOOL; (* Interruttore fotoelettrico pezzo fuori *) I Stop : BOOL; (* Pulsante di arresto ciclo *) ED VAR 1

2 VAR OUTPUT O st Alim : BOOL; (* Cmd nastro alimentazione pezzi *) O st Forno : BOOL; (* Cmd nastro forno *) O Ventola : BOOL; (* Cmd ventola forno *) O Porta In : BOOL; (* Cmd apertura/chiusura porta ingresso forno *) O Porta Out : BOOL; (* Cmd apertura/chiusura porta uscita forno *) O Forno Occupato : BOOL; (* Cmd luce avviso *) ED VAR 2

3 2 Domande ed esercizio sul controllo del moto. 2.1 Domande sugli argomenti del corso. Descrivere brevemente i vantaggi dati da un riduttore ottimo. Con riferimento alla figura sotto, calcolare i due valori DIT Units e Rev Motor di un azionamento in modo che l unità di misura sia il millimetro di spostamento del MOS. Il raggio della puleggia sia R = 9 π cm, il riduttore sia 1:50 ovvero per 50 giri di movente si ha 1 giro di cedente. Con Units si intendono le unità percorse dal MOS in Rev Motor giri motore slave. 2.2 Analisi cinematica. La figura mostra un indicatore della posizione di una vite senza fine di passo p v = 10mm/giro. La vite è collegata ad un riduttore (i = ṗ q = 10)che riceve il moto da un motore brushless (slave) collegato in camma elettronica con un altro motore brushless (master). 1. Calcolare i coefficienti di una legge polinomiale del terzo ordine che consenta all indicatore di partire da 0 mm fino ad arrivare a 100 mm, quando il master va da 0 a 180 gradi. 2. Calcolare la posizione velocità e accelerazione in funzione del tempo dell indicatore da 0 a 180 gradi master. Considerando che il moto del master è descritto genericamente da x(t) 3. Ricalcolare i coefficienti del polinomio nel caso si realizzi quello che in gergo viene chiamato move offset di 3 mm (semplicemente una traslazione della camma elettronica verso l alto di 3 mm) 3

4 3 Soluzioni. 3.1 Soluzione controllo logico. S1 01 I Stop S1 02 Stop I Start S2 01 I Start S2 02 S O st Alim I Pezzo Alim S2 03 S O st Forno I Pezzo st Forno S2 04 R O st Alim O Porta In I Pezzo Dentro Forno S2 05 R O st Forno O Ventola O Forno Occupato S2 05.T >= T#600s S2 06 O Porta Out O st Forno I Pezzo Fuori S2 07 ot Stop 4

5 3.2 Soluzione controllo del moto Domande sugli argomenti del corso Analisi cinematica. Units = 36 Rev Motor = 10 p(x) = 3.333x x 3 Caratteristiche cinematiche indicatore (y è la posizione dell indicatore): y(t) = pv 3600 (3.333x(t) x(t) 3 ) ẏ(t) = pv 3600 (6.666x(t)ẋ(t) x(t)2 ẋ(t)) ÿ(t) = pv 3600 (6.666ẋ(t) x(t)ẍ(t) x(t)ẋ(t) x(t) 2 ẍ(t)) Move offset 3 mm: p(x) = x x 3 5