Compito di Automazione Industriale 26/06/2006

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1 Compito di Automazione Industriale 26/06/2006 Scrivere nome, cognome e numero di matricola su ogni foglio utilizzato 1 Controllo Logico - Stazione di lavaggio chimico. Una stazione di lavaggio chimico è composta da un recipiente contenente dei pezzi da lavare. I pezzi vengono introdotti nel recipiente quando questo è salito alla quota massima ed è stato svuotato manualmente. Il recipiente viene quindi fatto scendere in un bidone pieno di solvente. Descrizione del sistema. Con I Start si fa partire la sequenza. Come si è accennato il recipiente viene riempito quando occupa I FC Su ed è stato eventualmente svuotato manualmente. Quando l operatore si accerta che il recipiente è vuoto, può comandare il riempimento premendo il pulsante I Cmd Riempimento. Si farà avanzare il nastro di alimentazione con l uscita digitale O Mot Avanti fino a quando la cella di carico ( I Peso Pezzi ) non indicherà un peso maggiore o uguale a 3000 g, a quel punto verrà attivato il nastro in senso inverso per 1 secondo ( O Mot Indietro ) per accertarsi che nessun pezzo possa cadere perché in bilico sul nastro. Il recipiente verrà fatto scendere fino ad occupare I FC Giu e lì permarrà per almeno 20 secondi. Di seguito verrà sollevato fino ad occupare I FC Su per poi ridiscendere ripetendo il ciclo per volte. Una volta ripetuto il ciclo per volte il recipiente si fermerà nel punto più alto e l operatore potrà svuotarlo e ridare il comando per il carico di altri pezzi. Si faccia attenzione che per far salire e scendere il recipiente, viene utilizzato un motore asincrono trifase il cui moto viene invertito scambiando l ordine delle fasi tramite i Relè O K Su e O K Giu. Si faccia quindi attenzione ad evitare un possibile corto circuito sulle fasi. Si presti attenzione a non forzare il recipiente a salire quando questo ha già occupato I FC Su o, al contrario, non forzare il recipiente a scendere quando questo ha già occupato I FC Giu. ella figura sotto è rappresentata anche la parte di schema elettrico che governa il motore del recipiente, per correttezza sono stati indicati i fusibili F1 ed il relè termico F2 anche se non prendono parte in questo progetto software. Sono a disposizione i seguenti segnali di ingresso-uscita per il controllo del sistema. VAR IPUT I FC Su : BOOL; (* Fine corsa recipiente alto *) I FC Giu : BOOL; (* Fine corsa recipiente basso *) I Peso Pezzi : IT; (* Peso in grammi del contenuto del recipiente *) I Start : BOOL; (* Pulsante per iniziare la sequenza *) I Cmd Riempimento : BOOL; (* Pulsante per comandare il riempimento *) ED VAR VAR OUTPUT 1

2 O K Su : BOOL; (* Cmd relè per movimento ascendente del recipiente *) O K Giu : BOOL; (* Cmd relè per movimento discendente del recipiente *) O Mot Avanti : BOOL; (* Cmd avanzamento nastro alimentazione *) O Mot Indietro : BOOL; (* Cmd retrocessione nastro alimentazione *) ED VAR 2

3 2 Domande ed esercizio sul controllo del moto. 2.1 Domande sugli argomenti del corso. Descrivere brevemente le differenze essenziali tra motore brushless a campo sinusoidale ed a campo trapezoidale. La figura sotto mostra un attuatore collegato ad un encoder incrementale da 500 impulsi / giro che rileva la posizione dell albero motore successivamente trasformata in gradi. Sullo stesso albero è collegato un riduttore con rapporto di riduzione pari a ψ che trasmette il moto ad un carico la cui posizione viene espressa ancora in gradi (q = ψp). Scegliere il rapporto di riduzione, tra quelli proposti, che permette di rilevare la corretta posizione del carico considerando che il sistema di controllo lavora esclusivamente con il tipo REAL. 1. ψ = ψ = ψ = 5 18 Motivare la scelta. 2.2 Leggi di moto, riduzione ottima, cinetostatica. La figura mostra un motore master collegato ad un sensore di posizione assoluta che fornisce la posizione dell albero del motore in gradi. La stessa figura mostra un motore slave del precedente di inerzia J m = Kgm 2 che deve muovere un rocchetto di inerzia J c = 0.03 Kgm 2. Tra motore e carico è interposto un riduttore privo di inerzie. Occorre costruire una relazione master-slave in modo che, mentre il master compie (con una velocità di 360 gradi al secondo) un giro da 0 a 360 gradi, il rocchetto si posizioni 100 radianti più avanti iniziando e finendo il percorso con velocità nulle secondo un polinomio di terzo grado. el determinare la relazione master-slave tener conto che il riduttore presenta un rapporto di riduzione ottimo e non ci sono attriti. Calcolare la coppia rms erogata dal motore. 3

4 3 Soluzioni. 3.1 Soluzione controllo logico. S1 01 I Cmd Riempimento And (CS 1 Alim.X Or CS 2 Alim.X) S1 02 O Mot Avanti I Peso Pezzi >= 3000 S1 03 O Mot Indietro S1 03.T >= T#1s Alim Ok I Cmd Riempimento S2 01 P0 Cnt := Cnt + 1 CS Ciclo.X S2 02 AZ Motore Giu I FC Giu And ot O K Giu S2 03 S2 03.T > T#20s S2 04 AZ Motore Su I FC Su And ot O K Su 4

5 S3 01 I Start S3 02 AZ Motore Su I FC Su And ot O K Su CS 1 Alim Cnt := 0 Alim Ok.X CS Ciclo Cnt >= CS 2 Alim Cnt := 0 Alim Ok.X ACTIO AZ_Motore_Giu: IF ot O_K_Su And ot I_FC_Giu THE O_K_Giu := TRUE; ELSE O_K_Giu := FALSE; ED_IF; ED_ACTIO ACTIO AZ_Motore_Su: IF ot O_K_Giu And ot I_FC_Su THE O_K_Su := TRUE; ELSE O_K_Su := FALSE; ED_IF; ED_ACTIO 5

6 3.2 Soluzione controllo del moto Domanda. Sia la scelta 2. che la scelta 3. consentono di esprimere esattamente la posizione del carico in gradi Leggi di moto, riduzione ottima, cinetostatica. Il carico deve muoversi secondo la legge: dove: ne segue la relazione master-slave: dove Sul periodo di 1 secondo si ottiene: q(x) = a + bx + cx 2 + dx 3 Ψ = a = 0 b = 0 c = d = p(x) = q(x) Ψ jm j c C rms m. 6