Problemas FJ. Molina. A. Ariel Gómez. J. Barbancho Departamento de Tecnología Electrónica Universidad de Sevilla (SPAIN)Asignatura de Automatización Industrial E.

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Transcript Problemas FJ. Molina. A. Ariel Gómez. J. Barbancho Departamento de Tecnología Electrónica Universidad de Sevilla (SPAIN)Asignatura de Automatización Industrial E.

Problemas
FJ. Molina. A. Ariel Gómez. J. Barbancho
Departamento de Tecnología Electrónica
Universidad de Sevilla (SPAIN)
2011
Asignatura de Automatización Industrial
E. U. Politécnica
1
Problema 6.11
La etapa final de un proceso de automatización realiza una clasificación y
separación de las piezas fabricadas en tres tipos: negras, rojas y metálicas.
El proceso consta de una cinta transportadora, un retenedor, dos desviadores
neumáticos y rampas de clasificación:
Retenedor
Detector fotoeléctrico de pieza
Detector óptico por reflexión
Detector proxim idad inductivo
2
Problema 6.11
FUNCIONAMlENTO (1ª Parte):
1. Al detectarse una pieza entrante se pone en marcha la cinta
para acercar las piezas al área de inspección.
2. Para reducir el número de maniobras, las cinta no se detendrá
hasta finalizar la clasificación.
3. El retenedor detendrá la pieza en el área de inspección hasta
que se determine su tipo.
4. La inspección decide si el objeto es metálico, rojo o negro.
5. Se acciona el desviador de la rampa, y se libera el retenedor el
tiempo necesario para que pase el objeto y se retenga el
siguiente.
6. Si las rampas se llenan no se admitirán nuevas piezas hasta
que se retiren las ya clasificadas.
Problema 6.11
FUNCIONAMlENTO (2ª Parte):
7. La estación es la etapa final una línea de producción. Por tanto la
transferencia de piezas debe coordinarse con la estación anterior.
Utilice las siguientes señales:
–
SALIDAS (hacia la estación anterior):
• Servicio. Indica que se la estación está operativa (modo F1)
• NuevaPieza. Al activarse señala la disposición a recibir una
nueva pieza. Se desactiva al detectarse una pieza entrante *
–
ENTRADAS:
• No requiere al tratarse de una estación final
* Señal parecida pero no equivalente a un fin de ciclo (FC)
Problema 6.11
HMI (predeterminado)
L_Servicio
START
STO P
RESET
AUTO /M AN
L_Parada
L_PS (Parada Solicitada)
Ram pa Llena
Nueva Pieza
L_Avería
L_MAN/AUTO
Señales de coordinación de la celda de trabajo
5
Interfase de la estación
Est. Clasificacion
HMI
S_AU TO /MAN
P_STAR T
P_STOP
P_RESET
L_MAN/AUTO
L_Servicio
L_Parada
L_PS
L_Avería
MAN_Unlock
MAN_Lock
MAN_CintaO N
MAN_CintaO FF
MAN_Desv1O N
MAN_Desv1O FF
MAN_Desv2O N
MAN_Desv2O FF
SolicPieza
Ram paLlena
Señales de
Proceso
DetRam pa
PiezaEntrante
PiezaM etal
PiezaN oN egra
FC _D 1O N
FC _D 1O FF
FC _D 2O N
FC _D 2O FF
CintaO N
Desv1ON
Desv2ON
Coordinación/Señalización
de Área
6
Modelo PLC Open simplificado
Sen s or
F lo wm ete r
Pulse
VAL
R eset
Erro r
T em p Co n tro l
AU T O/MAN
Incr
ON
Set Point D ecr
H eat
C ool
Valu e
(E)
M_ ON
M_ SetP oint
Val ve C o n tro l
T em p Se nsor
AU T O/MAN
Ma in Seq u en ce
F lo w
F lo wErr
AU T O_MA N
Sen sorRST
Sta rtB tn
Sta rt
H eate r O N
T em pValue
Sto pBtn
Sto p
F illSta te
D ura tion
D ura tion
Agita teON
Spe ed
pH C ontrolON
pH value
Parad a
Iniciand o
Serrvicio
Agita te S peed
pH Se nsor
F ill
F illValve
Sta te
H arve st
M_ Open
M_ Close
H arve st Valve
Ag it at e C o n tro l
AU T O/MAN
ON
Set Point
Spe ed
• POU Secuencia ppal
• POUs Actuadores
• Cinta
• Retenedor
• Desviador
•POUs Sensores
• Rampa
Mo torSpe ed
Valu e
M_ ON
M_ SetP oint
p H Co n tro l
AU T O/MAN
Incr
ON
Set Point D ecr
Valu e
Add Acid
Add Alkalin e
M_ ON
M_ SetP oint
7
Modelo PLC Open
Sen s or
F lo wm ete r
Pulse
VAL
R eset
Erro r
T em p Co n tro l
AU T O/MAN
Incr
ON
Set Point D ecr
Ma in Seq u en ce
H eat
C ool
A6_ 0
Iniciand o, XX X
Valu e
Cx
(E)
T em p Se nsor
M_ ON
M_ SetP oint
.
.
Val ve C o n tro l
A6_ N
Ac cio n es dire ct as + Se ña lizac io ne s
Iniciand o, XX X
AU T O/MAN
Ma in Seq u en ce
F lo w
F lo wErr
Sta rtB tn
Sta rt
Sto pBtn
Sto p
D ura tion
D ura tion
AU T O_MA N
Sen sorRST
H eate r O N
T em pValue
F illSta te
Agita teON
Spe ed
pH C ontrolON
pH value
F ill
F illValve
CI
Sta te
H arve st
M_ Open
M_ Close
H arve st Valve
A0
Parad a
Ma rcha
F4
Ag it at e C o n tro l
F 1_0
AU T O/MAN
MA N
Servico , Va lveS tate , xxx
T1
ON
Set Point
Spe ed
Mo torSpe ed
Valu e
M_ ON
M_ SetP oint
.
.
T1
F 1_N
A6_ 0
Servico , Va lveS tate , xxx
Parad a
Parad a
Iniciand o
Serrvicio
Agita te S peed
pH Se nsor
p H Co n tro l
A2
AU T O/MAN
Incr
ON
Set Point D ecr
Valu e
Add Acid
Add Alkalin e
ValveSt ate, xxx
F in Ciclo
(C)
M_ ON
M_ SetP oint
8
Bloques actuadores: Retenedor
Retenedor
MANU AL
UN LO CK :
MAN_LOC K
MAN_UNLOC K
FC 1
EV
Tim erNum :
Tim eout
9
Bloques actuadores: Retenedor
•
Retenedor
MANUAL
UNLOCK :
MAN_LOCK
MAN_UNLOCK
FC 1
EV
TimerNum :
Timeout
•
ENTRADAS:
– MANUAL. Selección de los modos
automático (= 0) y manual (= 1)
– UNLOCK (modo AUTO). Ordena el bloqueo
(= 0) o el desbloqueo (= 1) del retenedor.
– Timeout (modo AUTO). Tiempo mínimo que
permanece accionado el desbloqueo.
– Timer (modo AUTO). Identificación del
temporizador usado para el Timeout
– MAN_LOCK (modo MAN). Un flanco positivo
ordena bloquear.
– MAN_UNLOCK (modo MAN). Un flanco
positivo ordena desbloquear
SALIDAS:
– EV. Acciona la eletroválvula del sistema de
retención (0-bloqueo/1-desbloqueo)
Bloques actuadores: Desviador
Desviador
MANU AL
Extend
Retr
FC _Extend
FC _R etr
FB 3
EV
END
ERR Or
MAN_Extend
MAN_Retr
Tim eout
Tim erN um
RESET
11
Bloques actuadores: Desviador
Desviador
MANU AL
Extend
Retr
FC _Extend
FC _R etr
•
ENTRADAS:
– MANUAL: Selección de los modos automático (= 0)/ manual (= 1)
– Extend (modo AUTO).
– Retr. (modo AUTO)
• Señales activas por flanco positivo. Ordenan extender y retraer
el desviado, respectivamente.
– Timeout (modo AUTO). Tiempo máximo de duración de las
maniobras.
– Timer (modo AUTO). Identificación del temporizador usado para el
Timeout
– FC_Extend (modo AUTO). Final de carrera (=1 extendido)
– FC_Retr (modo AUTO). Final de carrera (=1 retraido)
– RESET. Acuse de reparación. Borra la salida de error.
– MAN_Extend. (Modo MAN)
– MAN_Retr (Modo MAN)
• Señales activas por flanco positivo. Ordenan extender o retraer
el desviador.
•
SALIDAS:
– EV. Acciona la electroválvula de control del cilindro del desviador (0Retraido/1-Extendido).
– END (modo AUTO). Señala el fin de una maniobra (= 1). Se desactiva
al iniciarse una nueva.
– ERROR . Señalización de averíar. Se activa en modo AUTO si las
maniobras no se completan a tiempo (Timeout). Sólo se borra con un
acuse de reparación (RESET).
FB 3
EV
END
ERR OR
MAN_Extend
MAN_Retr
Tim eout
Tim erN um
RESET
Bloques actuadores: Cinta
Cinta
MANU AL
ON
FC 2
MotorO N
MAN_START
MAN_STO P
FE
13
Bloques actuadores: Cinta
Cinta
MANUAL
ON
FC 2
•
MotorO N
MAN_START
MAN_STOP
FE
•
ENTRADAS:
– MANUAL: Selección de los modos
automático (= 0)/ manual (= 1)
– ON: (modo AUTO) Ordena la marcha (= 1) o
parada (= 0) de la cinta.
– FE. Detector de fallo térmico (=0) del motor
– MAN_START (modo MAN). Un flanco
positivo ordena la marcha de la cinta.
– MAN_STOP (modo MAN). Un flanco positivo
ordena detener la cinta
SALIDAS:
– MotorON. Acciona el relé del alimentación del
motor (0-parada/1-marcha)
Diseño de los modos funcionales
PZ
A - Proceso en Parada
F - Proceso en funcionamiento
A6
A1
Inicializa ción
Parad a en el Esta do In icial
A7
Prepa ración para la p uesta
en march a tra s un de fe cto
Marcha de
test sin
orden
A4
Establecimiento en un
esta do determ inado
A5
F4
Parad a
A2
A3
Parad a
solicitada al
final del ciclo
Parad a
solicitada en
un estado
determinado
D2
Diag nóstico y
tratamien to de fallos
F2
F3
Marcha de
preparación
Marcha de
cie rre
F5
F1
Produ cción normal
Marcha de
test co n
secue ncia
D3
Produ cción co n fa llos
F5
Marcha de
Test
D1
Parad a de Em erge ncia
D - Proceso en defecto
15
Rampa llena: error?
Diseño de los modos funcionales
PZ
A - Proceso en Parada
F - Proceso en funcionamiento
A6
A1
Inicializa ción
Parad a en el Esta do In icial
A7
Prepa ración para la p uesta
en march a tra s un de fe cto
Marcha de
test sin
orden
A4
Establecimiento en un
esta do determ inado
A5
F4
Parad a
A2
A3
Parad a
solicitada al
final del ciclo
Parad a
solicitada en
un estado
determinado
D2
Diag nóstico y
tratamien to de fallos
F2
F3
Marcha de
preparación
Marcha de
cie rre
F5
F1
Produ cción normal
Marcha de
test co n
secue ncia
D3
Produ cción co n fa llos
F5
Marcha de
Test
D1
Parad a de Em erge ncia
D - Proceso en defecto
16
Modo manual
Diseño de los modos funcionales
PZ
A - Proceso en Parada
F - Proceso en funcionamiento
A6
A1
Inicializa ción
Parad a en el Esta do In icial
A7
Prepa ración para la p uesta
en march a tra s un de fe cto
Marcha de
test sin
orden
A4
Establecimiento en un
esta do determ inado
A5
F4
Parad a
A2
A3
Parad a
solicitada al
final del ciclo
Parad a
solicitada en
un estado
determinado
D2
Diag nóstico y
tratamien to de fallos
F2
F3
Marcha de
preparación
Marcha de
cie rre
F5
F1
Produ cción normal
Marcha de
test co n
secue ncia
D3
Produ cción co n fa llos
F5
Marcha de
Test
D1
Parad a de Em erge ncia
D - Proceso en defecto
17
Averías: /PE + atasco desviadores + ?
Diseño de los modos funcionales
PZ
A - Proceso en Parada
F - Proceso en funcionamiento
A6
A1
Inicializa ción
Parad a en el Esta do In icial
F4
Marcha de
test sin
orden
A7
Establecimiento en un
esta do determ inado
A2
A5
Prepa ración para la p uesta
en march a tra s un de fe cto
Parad a
solicitada al
final del ciclo
F1
Produ cción normal
D2
Diag nóstico y
tratamien to de fallos
D1
Parad a de Em erge ncia
D - Proceso en defecto
18
Las averías se repararán mediante acciones manuales
Diseño de los modos funcionales
PZ
A - Proceso en Parada
F - Proceso en funcionamiento
A6
A1
Inicializa ción
Parad a en el Esta do In icial
F4
Marcha de
test sin
orden
A7
Establecimiento en un
esta do determ inado
A2
A5
Prepa ración para la p uesta
en march a tra s un de fe cto
Parad a
solicitada al
final del ciclo
F1
Produ cción normal
D2
Diag nóstico y
tratamien to de fallos
D1
Parad a de Em erge ncia
D - Proceso en defecto
19
La reposición de las Cond. Iniciales no es automática
Diseño de los modos funcionales
MAN
PZ
AUTO
A6
A1
Inicializa ción
Parad a en el Esta do In icial
F4
MAN
CI
Marcha de
test sin
orden
AUTO • START
RESET
CI
A2
A5
Prepa ración para la p uesta
en march a tra s un de fe cto
/MAN • CFC
Parad a
solicitada al
final del ciclo
F1
Produ cción normal
/MAN • /CA
STOP
D2
Diag nóstico y
tratamien to de fallos
MAN
D1
Parad a de Em erge ncia
D - Proceso en defecto
CA
CI
- Co nd. Inicial
CFC - Co nd. Fin de Ciclo
CA
- Co nd. Avería
20
EST. CLASIFICACIÓN
S_AU TO /MAN
P_STAR T
P_STOP
/PE
P_RESET
MAN_Unlock
MAN_Lock
MAN_CintaON
MAN_CintaOFF
MAN_Desv1O N
MAN_Desv1O FF
MAN_Desv2O N
MAN_Desv2O FF
DetRam pa
PiezaEntrante
PiezaM etal
PiezaN oNegra
FC _D 1O N
FC _D 1O FF
FC _D 2O N
FC _D 2O FF
Programa principal: CFC
L_MAN /AUTO
L_Servicio
L_Parada
L_PS
L_Avería
Secuencia Ppal
S_AU TO /MAN
P_STAR T
P_STOP
/PE
P_RESET
SEL_AUTO
SEL_MAN
MARC HA
PARADA
PE
RESET
DetRam pa
PiezaEntrante
PiezaM etal
PiezaN oNegra
SR am pa
SPiezaNueva
SM etalica
SR oja
FinDesv1
ER R_Desv1
FinDesv2
ER R_Desv2
FB 10
A1_EN
A2_EN
F1_EN
A5_EN
MANU AL_EN
AVER IA
L_Parada
L_EsperaRearm e
m an_en
Retenedor
FC 1
MANU AL
Cinta
RentenedorAbrir
Desv1Abrir
Desv2Abrir
UN LO CK :
MAN_LOC K
MAN_UNLOC K
SolicPieza
Ram paLLena
EV
SolicPieza
Ram paLLena
CintaO N
Desv1ON
Desv2ON
Tim erNum :
Tim eout
Cinta
m an_en
MANU AL
Desviador
m an_en
MANU AL
Extend
Retr
FC _Extend
FC _R etr
MAN_Extend
MAN_Retr
Tim eout
Tim erNum
RESET
ON
FC 2
MotorO N
FB 3
MAN_START
MAN_STO P
EV
FE
END
ERR OR
Desviador
m an_en
MANU AL
Extend
Retr
FC _Extend
FC _R etr
FB 3
EV
END
ERR OR
MAN_Extend
MAN_Retr
Tim eout
Tim erNum
RESET
21
Implementación:
PLCOpen + Jerarquía estructurada
Secuencia Ppal
FB 10
SEL_AUTO
SEL_MAN
MARC HA
PARADA
PE
RESET
A1_EN
A2_EN
F1_EN
A5_EN
MANU AL_EN
AVER IA
SR am pa
SPiezaNueva
SM etalica
SR oja
Cinta
RentenedorAbrir
Desv1Abrir
Desv2Abrir
FinDesv1
ER R_Desv1
FinDesv2
ER R_Desv2
F1
PARADA
A2
SolicPieza
Ram paLLena
N
N
FB1-PRO D_NO RM AL
F1_EN
CALL PROD_NORMAL
INIT_SQ:=
Rampa:= Srampa
PiezaNueva:=SPiezaNueva
Metalica:=
Roja:=
FinDesv1:=
FinDesv2:=
CintaON:= Cinta
Desbloquear:=
Desv1ON:=
Desv2ON:=
FIN:=
RampaLlena:=
IN IT_SQ
(IN)
(IN)
(IN)
(IN)
(IN)
(IN)
(IN)
(OUT)
(OUT)
(OUT)
(OUT)
(OUT)
(OUT)
PN _R am pa
PN _PiezaN ueva
PN _M etalica
PN _R oja
PN _FinDesv1
PN _FinDesv2
FB 1
PN _C inta
PN _D esbloqueo
PN _D esv1ON
PN _D esv2ON
PN _FIN
PN _R am paLlena
22
Implementación:
PLCOpen + Jerarquía estructurada
FB1-PR OD _NO RM AL
IN IT_SQ
PN _R am pa
PN _PiezaNueva
PN _M etalica
PN _R oja
PN _FinD esv1
PN _FinD esv2
FB 1
PN _C inta
PN _D esbloqueo
PN _D esv1ON
PN _D esv2ON
PN _FIN
PN _R am paLlena
23
Bloques de acción: Producción Normal
FB 1-P R OD _NO RM AL
FB 1
IN IT_SQ
PN _R am pa
PN _P iezaNueva
PN _M etalica
PN _R oja
PN _C inta
PN _D esbloqueo
PN _D esv1ON
PN _D esv2ON
PN _FIN
PN _R am paLlena
PN _FinD esv1
PN _FinD esv2
R
/INIT_SQ
S1
...
Sn
A RESOLVER:
• Secuencia de trabajo
• Órdenes a los actuadores
• Señalización PN_FIN
• Señalización PN_RampaLlena
• Reinicialización del software:
– INIT_SQ.
(Señal de flanco positivo)
– Recordar: