20 Tecnica del sequenziatore

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1 20 Tecnica del sequenziatore 1. Funzionamento di un sequenziatore logico Fig. 1. Modulo di base per sequenziatore. L uso del sequenziatore pneumatico presenta i seguenti vantaggi: semplicità di progettazione; protezione da azionamenti accidentali; semplice eliminazione dei segnali bloccanti; blocco totale dei segnali di commutazione in caso di guasto; modularità. Per contro un sequenziatore pneumatico, come ogni altro sistema cablato, è poco flessibile non adattandosi a eventuali variazioni del ciclo per il quale è stato predisposto. Inoltre quando i moduli, ovvero le fasi del ciclo, sono numerosi, il tempo ciclo aumenta a causa dei lunghi percorsi a cui è costretta l aria per attraversare tutti gli elementi del sequenziatore. La caratteristica più importante del sequenziatore è costituita dal fatto di essere modulare, ovvero di derivare dall assemblaggio di un determinato numero di moduli di base, tutti uguali tra loro, opportunamente collegati. Poiché a ogni modulo è affidata la realizzazione di una fase del ciclo controllato, a esso viene assegnato il nome di memoria di fase. Per illustrare il funzionamento del sequenziatore, dal punto di vista logico, facciamo riferimento al modulo di base della figura 1, costituito da una memoria e da un prodotto logico; per realizzare una sequenza costituita da tre fasi si ottiene il sequenziatore della figura 2, dove si sono indicate con U 1, U 2 e U 3 le uscite relative ai tre moduli, con S 1, S 2 e S 3 le funzioni di attivazione (set), con R 1, R 2 e R 3 le funzioni di disattivazione (reset) delle tre memorie e con I 1, I 2 e I 3 gli ingressi, uno per ciascuna fase. I segnali d uscita U 1, U 2 e U 3 costituiscono i segnali di comando per gli attuatori, mentre I 1, I 2 e I 3 sono i segnali di consenso inviati dai finecorsa. L uscita di una memoria di fase, quando viene attivata, invia contemporaneamente tre segnali che eseguono le seguenti funzioni: Fig. 2. Schema logico di base di un sequenziatore a tre moduli. 102 COMANDI PNEUMATICI ED ELETTROPNEUMATICI

2 Fig. 3. comando dell attuatore o degli attuatori che devono effettuare movimenti nella fase corrispondente; predisposizione ad 1 dell elemento AND successivo in modo che quest ultimo, all arrivo del segnale di consenso, possa attivare la memoria della fase successiva; azzeramento, o reset, della memoria di fase precedente. Considerando, per esempio, l uscita U 2 possiamo affermare che: viene attivata quando arriva il segnale di consenso I 2 al termine della fase 1; tramite il segnale a ( schema di fig. 2) attiva l attuatore ad essa collegato; attraverso il segnale b predispone ad 1 l AND del terzo modulo, quello successivo, in attesa del segnale I 3 ; per mezzo del segnale c resetta la memoria precedente U 1. È evidente come un tale funzionamento ritorni utile per l eliminazione dei segnali bloccanti dei finecorsa; esso rende infatti disponibile una sola uscita per volta. Il sequenziatore della figura 2 è il più semplice possibile quindi ha prevalentemente un importanza teorica. In effetti il modulo base impiegato per la costruzione dei sequenziatori, illustrato in figura 3, è diverso da quello della figura 1 per la presenza di un elemento OR, che consente il RESET contemporaneo di tutti i moduli; ai due ingressi della OR sono collegati il segnale che viene dall uscita del modulo successivo e quello, proveniente dall esterno, da molti denominato segnale di rimessa a zero o brevemente RAZ, che nella figura 3 e negli schemi successivi è indicato con I Realizzazione pneumatica di un sequenziatore logico Fig. 4. Schema di montaggio dei moduli su base. Un sequenziatore pneumatico consiste nell assemblaggio di un determinato numero di moduli identici, collegati direttamente l uno con l altro grazie a un sistema di montaggio su base, come quello schematizzato in figura 4. Anche la base è modulare e viene realizzata, per una sequenza di n fasi, con un numero di componenti pari a n 2 essendo necessari due moduli supplementari T i e T f di inizio e fine apparecchiatura, all interno della base sono predisposti i canali di collegamento tra un modulo e l altro. Sono diffusi diversi modelli di sequenziatori pneumatici, tra questi ricordiamo CROUZET, TELEMECANIQUE e FESTO. 3. Funzionamento del sequenziatore Crouzet Per verificare come il sequenziatore sia in grado di gestire i cicli sequenziali, è opportuno, per il seguito della trattazione, fare riferimento a uno dei tre sequenziatori menzionati; la maggiore semplicità ci consiglia di scegliere il sequenziatore CROUZET. La memoria di fase è realizzata, come illustrato nelle figure 5 e 6; essa è composta da: COMANDI PNEUMATICI ED ELETTROPNEUMATICI 103

3 Fig. 5. Modulo di base e relativa realizzazione pneumatica del sequenziatore CROU- ZET: (1) segnale di consenso (dal finecorsa); (3) segnale di comando (all attuatore); (4) attivazione modulo; (5) disattivazione modulo precedente o eventuale RAZ; (6) attivazione modulo successivo; (7) disattivazione modulo. una memoria a disattivazione prevalente realizzata con una valvola bistabile 3/2 (b); un elemento AND ottenuto con una valvola a due pressioni (a); un elemento OR concretizzato da una valvola selettrice (c); un visualizzatore di fase (d); un freno (e); una base per i collegamenti (f ). Il visualizzatore serve a indicare lo stato del modulo, attivato o disattivato, e risulta particolarmente utile nel caso della ricerca di guasti, essendo attivo anche in caso di interruzione della pressione di alimentazione. Il modulo descritto in figura è quello, detto a mantenimento, con il quale l insieme albero-otturatore della memoria, grazie al freno, mantiene la pressione che aveva assunto nel momento in cui è mancata la pressione; con tale dispositivo il ciclo riprende esattamente da dove era stato interrotto; volendo evitare ciò è necessario inviare, prima di riavviare il sistema, un impulso d aria nell orifizio (7) per rimettere a zero tutti i moduli. In figura 7 è illustrasto il sequenziatore utilizzato per realizzare il ciclo A B B A ; esso è costituito da quattro moduli. Nella figura 8 è rappresentato lo schema semplificato dello stesso sequenziatore, mentre in figura 9 è riportato lo schema pneumatico completo del circuito da cui si deduce: a ogni fase del ciclo corrisponde un modulo, che emette un ordine (A, B, B, A ) e riceve un segnale di ritorno (a 1, b 1, b 0, a 0 ) per consentire la fase successiva; Fig. 6. Sezione di un modulo standard per sequenziatore tipo CROUZET e relativo simbolo logico semplificato: (a) elemento AND; (b) memoria; (c) elemento OR; (d) visualizzatore di fase; (e) freno; (f) base di collegamento; (1) segnale di consenso (dal finecorsa); (2) condotto di alimentazione; (3) segnale di comando (agli attuatori); (4) attivazione di fase; (5) disattivazione fase precedente; (6) predisposizione fase successiva; (7) disattivazione della memoria. 104 COMANDI PNEUMATICI ED ELETTROPNEUMATICI

4 20 Tecnica del sequenziatore Fig. 7. Sezione e schema logico del sequenziatore a quattro moduli (CROUZET) utilizzato per il ciclo A B B A. COMANDI PNEUMATICI ED ELETTROPNEUMATICI 105

5 i moduli vengono collegati uno di seguito all altro senza dover effettuare particolari cablaggi che non siano quelli per stabilire le condizioni di partenza del ciclo. Per avere la possibilità di RAZ manuale del sequenziatore è sufficiente, come mostrato in figura 10, interporre un elemento OR tra i condotti (6) e (7) dell ultimo modulo. Fig. 8. Schema semplificato del sequenziatore per il comando del ciclo A B B A. Fig. 9. Schema pneumatico completo per il comando automatico o semiautomatico del ciclo A B B A con la tecnica del sequenziatore. Fig. 10. Realizzazione di un comando manuale di RAZ. 106 COMANDI PNEUMATICI ED ELETTROPNEUMATICI