Tema 2 _ Unit 2

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Control

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  • 7/17/2019 Tema 2 _ Unit 2

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    Universitat Politcnica de Valencia

    Departamento de Ingeniera de Sistemas y Automtica

    Ejercicios Tema 2Diseo automatismos. GRAFCET

    Control Automtico (cod. 11887)Grado en Ingeniera Aeroespacial

    ETSID

    Javier Sanchis

    Juan Manuel HerreroXavier Blasco

    Sergio Garca-Nieto

  • 7/17/2019 Tema 2 _ Unit 2

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    Ejercicio 1

    Se desea pintar las piezas que circulan por una cinta segn el tamao de stas. Para ello, existe un clasificador y una mquinade pintado que acta segn el tipo de pieza. Disear los automatismos necesarios para el control del proceso de pintado, en basea la informacin que se ofrece a continuacin.

    S1 S2 S3

    P1 D

    BP

    SP

    c l a s i f i c a d o r

    UP

    DP1 m. 1 m.

    p i n t a d o

    z o n a de

    d e s c a r g a

    zona de

    carga

    P

    C

    Cuando el operario deja la pieza en la zona de carga, aprieta el pulsador P para iniciar el proceso de pintado. La secuenciacomienza si no existe otra pieza ya pintada en la zona de descarga.

    La pieza se arrastra con la cinta transportadora hasta la zona de clasificacin, donde se clasifica como TIPO 1 o TIPO 2, segnsu tamao.

    Una vez clasificada y MEMORIZADO su tipo, la pieza se avanza hasta la zona de pintado, donde la mquina se posiciona y dejacaer un color u otro de pintura dependiendo del tipo de pieza. Una vez pintada, la pieza avanza hasta la zona de descarga, donde

    ser retirada por otro operario.El subproceso de pintado consiste en bajar la pintadora cuando la pieza se coloca bajo sta y ABRIR LAS VLVULAS DEPINTURA MIENTRAS DESPLAZAMOS LA PIEZA. Slo se puede lanzar pintura cuando la pintadora est en la posicin

    inferior. Cuando ha pasado la pieza entera, se sube la pintadora a su posicin inicial.Las piezas se clasificarn en dos tipos:

    TIPO 1: La longitud de la pieza es menor de 1 metro.

    TIPO 2: La longitud de la pieza est entre 1 y 2 metros (ambos inclusive).

    Si la pieza es de TIPO 1 deber ser pintada con el COLOR 1, si la pieza es de TIPO 2 se pintar de COLOR 2. Para que lamquina pintadora recuerde el tipo de pieza que le llega, es necesario almacenar en una memoria el resultado de la clasificacin.

    Para ello usaremos las acciones CLASIFICAR, OK y PINTAR:

    Seal CLASIFICAR: Cuando se pone a 1, se realiza la clasificacin de la pieza, el resultado (las seales TIPO 1 y TIPO 2)se almacena en memoria y el color queda seleccionado.

    Seal OK: Se pone a 1 automticamente cuando finaliza correctamente la clasificacin. Se pone a 0 automticamentecuando se pulsa P.

    Seal PINTAR: Al ejecutar esta accin (PINTAR=1) las vlvulas de pintura se conectan.

    Hacer uso NICA y EXCLUSIVAMENTE de las seales que aqu se mencionan:

    Pulsador de MARCHA (P): Se usa para iniciar el proceso de pintado de una pieza.

    Cinta transportadora (C): Vale 1, cuando queramos poner en marcha la cinta. En caso contrario vale 0 y la cinta no semueve.

    Sensor S1: Vale 1, si la pieza est situada debajo de ste. En caso contrario vale 0.

    Sensores S2, S3: Idem S1.

    Seal BP: Si vale 1, la pintadora baja. Si vale 0, la pintadora se detiene.

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    Seal SP: Si vale 1, la pintadora sube. Si vale 0, la pintadora se detiene.

    Sensor UP: Si vale 1, la pintadora est en la posicin superior.

    Sensor DP: Si vale 1, la pintadora est en la posicin inferior.

    Sensor P1: Vale 1 si hay pieza debajo de la pintadora.

    Sensor D: Vale 1 si hay pieza en la zona de descarga.

    Seales CLASIFICAR, OK y PINTAR (definidas anteriormente).OBTENER EL DIAGRAMA GRAFCET DE TODO EL PROCESO Y ESCRIBIR NICAMENTE LAS ECUACIONES DE

    SALIDA. OBTENER TAMBIN LAS ECUACIONES DEL CLASIFICADOR.

    Solucin ejercicio 1

    Primero obtendremos las ecuaciones del clasificador. Se trata deun automatismo combinacional, y por tanto construimos su tablade verdad:

    S1 S2 S3 TIPO1 TIPO2

    0 0 1 1 00 1 1 0 11 1 1 0 1...

    ...... 0 0

    Las ecuaciones que indican el tipo de pieza sern:

    T I P O1 = S1S2S3

    T I P O2 = S1S2S3 + S1 S2S3

    La secuencia de acciones para pintar una pieza viene determinadapor la siguiente el GRAFCET que se muestra en la figura.Las ecuaciones de las salidas del automatismo, son aquellas queindican cundo hay que ejecutar las acciones:

    Mover la cinta: C =E1 + E3 + E5 + E7

    Clasificar la pieza en tipo 1 o 2: CLASIFICAR = E2

    Bajar la mquina pintadora: B P =E4

    Abrir vlvulas de pintura:PINT AR = E5

    Subir la mquina pintadora: S P =E6

    PD

    S3

    OK

    P1

    DP

    P1

    PINTAR C

    C

    C

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    SP6

    C7

    CLASIFICAR

    BP

    UP

    D

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    Ejercicio 2

    Se quiere disear un automatismo para una cafetera express. La cafetera dispone de un depsito de agua, un caldern, unabomba y la cazoleta para el caf. El depsito de agua alimenta el caldern donde se calienta el agua para posteriormente y conayuda de una bomba hacer pasar dicha agua por la cazoleta.

    Para la elaboracin del caf el usuario debe activar el interruptorOnOffde la cafetera, esperar a que la luzListase activey pulsar el botn dePrepararCafe. Si el usuario pulsa el botn Cortola elaboracin del mismo ser de 20 seg. por el contrario

    ser de 40 seg.Para que la cafetera est lista se deben cumplir las siguientes condiciones:

    El agua del caldern debe haber alcanzado la temperatura adecuada. Para ello se utiliza una sistema que al activarse mantienela temperatura. Dicha temperatura debe ser adecuada antes y durante la elaboracin del caf.

    Debe haber agua en el depsito.

    La cazoleta debe estar puesta.

    Por otra parte, la luz de falta de agua debe encenderse cuando no quede agua en el depsito. Es posible detener el proceso deelaboracin del caf pulsando desactivando el interruptor OnOff o retirando la cazoleta.

    Para realizar la automatizacin se dispone de las siguientes seales:OnOff. Botn que enciende OnOff=1 o apaga OnOff=0 la cafetera.

    PreparaCafe. Botn que pone en marcha la elaboracin del caf si es posible.

    Corto. Botn que indica que se va a elaborar un caf corto.

    S_agua. Indica que hay agua en el depsito.

    S_Temperatura. Indica que la temperatura del caldern es adecuada.

    S_Cazoleta. Indica que la cazoleta con el caf est puesta.

    ControlTemp. Activa el sistema que controla la temperatura del agua del caldern.

    Bomba. Activa la bomba que hace pasar el agua del caldern por la cazoleta con el caf.

    Agua. Luz que indica al usuario que el depsito del agua est vaco.

    Lista. Luz que indica al usuario que la cafetera est lista para hacer caf. Nunca se activa mientras se est haciendo caf.

    Obtener:

    1. Los automatismos que automatizaran la cafetera.

    2. La representacin medianteContactosde las salidas.

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    Solucin ejercicio 2

    1. Las salidas Aguay C ontrolTemppueden ser tratadas a travs de un automatismo combinacional de manera que:

    Agua = OnOff S_agua

    ControlTemp= OnOff

    Por otra parte el resto se puede tratar como un automatismo combinacional mediante el siguiente grafcet:

    2. Tambin es posible tratar todo el problema como un automatismo secuencial de la siguiente manera:

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    Ejercicio 3

    Disear un automatismo para el sistema de control de calidad de la embotelladora de la figura. Mediante la cinta 1 se llevan lasbotellas a la zona donde se realiza el control de calidad (el operador puede modificar la velocidad de esta cinta mediante la sealV el_Cinta). Para comprobar si la botella est correcta se activa el sistema de control de calidadCCque tarda 1 seg. enanalizar la botella. Si sta no supera el control de calidad se activa la sealFallo. Las botellas que superen el control seguirnpor la cinta 1, mientras que aquellas que no lo superen sern desplazadas de la cinta 1 a la cinta 2 haciendo uso del pistn que

    se encargar de empujarlas. El pistn dejar de empujar cuando detecte que la botella ya est sobre la cinta 2. Hay que tener encuenta que hay que mover la cinta 2 para dejar sitio a la siguiente botella que se deseche.

    Para realizar el automatismo se dispone de las siguientes seales:

    Cinta1: Accin que pone en marcha el motor de la cinta 1 a velocidad lenta.

    Cinta1_Rap: Accin que pone en marcha el motor de la cinta 1 a velocidad rpida.

    V el_Cinta: Seal del operador que determina la velocidad de la cinta 1 (Lenta siV el_Cinta= 0y rpida si

    V el_Cinta= 1).Piston: Accin que extiende el pistn (si esta accin no est activa el pistn se retrae).

    Cinta2: Accin que pone en marcha el motor de la cinta 2.

    Fot1,Fot2: Fotoclulas que detectan la presencia de una botella en la zona de control de calidad de la cinta 1 y alprincipio de la cinta 2 respectivamente.

    CC: Mediante esta accin se realiza el control de calidad. El resultado de esta accin se puede consultar transcurrido 1seg. mediante la sealFallo.

    Fallo: Seal que indica si la botella noha superado el control de calidad.

    Obtener:

    1. Undiagrama Grafcet lineal que describa el funcionamiento del automatismo.

    2. LasecuacionesSet0, Set1yE0del Grafcet.

    3. La representacin medianteContactosde la salida Cinta1_Rap.

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    Solucin ejercicio 3

    1.

    2. Ecuaciones:

    Set0 =E4F ot1

    Set1 =E0F ot1

    E0 =S et0 + E0Set1 + Start

    3.

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    Ejercicio 4

    Se pretende automatizar un proceso industrial de