Entrega 1:Doble cilindro con secuencia A+B+A-B-

De Wikifab

En este documento se pretende ver el desarrollo de un circuito neumático y su posterior simulación por medio del un software denominado AutomationStudio.

Contenido

Descripción de la secuencia que se debe diseñar:

Se pretende en estos deberes reproducir una secuencia de actuación de dos cilindros de doble efecto que simule el posicionamiento de una pieza en un taladro, el taladrado, la retirada del taladro y finalmente la retirada de la pieza. Esta secuencia se describe como A+ B+ A- B-. Para ello por tanto se utilizarán dos cilindros de doble efecto con cuatro sensores de posicionamiento (A+ B+ A- B-), como se verá a continuación. Primero no obstante se diseñara un único cilindro de doble efecto que hará un recorrido de ida y vuelta, para a partir de esta base diseñar de forma más sencilla e inmediata el conjunto final.


Circuito con un único cilindro de doble efecto:

Diseño del circuito:

En las imágenes se ve el circuito diseñado para el objetivo propuesto:

Circuito neumático

Como observamos, está dividido en 3 circuitos intercomunicados:

1-Hidraulico/neumático:

2-Circuito de potencia / fuerza:

3-Circuito de consigna / control:

Simulación:

Se puede acceder desde este apartado a un video de la simulación del circuito con AutomatioStudio. De esta forma se ilustra a la perfección como el circuito diseñado realiza los movimientos que debe realizar.

Simulación

Archivos del proyecto con WinUnisoft, imagenes y video:

Imagenes del procedimiento con AutomationStudio paso a paso:

  • Posición inicial:

  • Posición en sensor a :

  • Posición final: (vuelta a la posición inicial)

Archivo con proyecto del AutomationStudio:

Archivo zip con proyecto AutomationStudio

Circuito con un dos cilindros cilindro de doble efecto:

En este primer caso se ha sustituido únicamente la válvula del primer cilindro por una válvula 5/3. Esto nos permite mantener el cilindro en una posicion determinadamente de forma indefinida. ¿Porqué es necesario esto? Esto es imprescindible para poder accionar el cilindro dos una vez el primero haya alcanzado la posición deseada, sin que este siga avanzando o retrocediendo. No obstante como se verá a continuación será necesario también cambiar la válvula del segundo cilindro para poder hacer retroceder antes al primero. Se verá claramente a continuación cuando presente las simulaciones correspondientes, dónde se puede observar como los dos cilindros retroceden simultáneamente.

Diseño del circuito:

En las imágenes se ve el circuito diseñado para el objetivo propuesto:

Circuito neumático

Como observamos, está dividido en 4 circuitos intercomunicados:

1-Hidraulico/neumático:

Primer cilindro con válvula 5/3:

Segundo cilindro con válvula 5/2:

2-Circuito de potencia / fuerza:

3-Circuito de consigna / control:

Simulación:

Se puede acceder desde este apartado a un video de la simulación del circuito con AutomatioStudio. De esta forma se ilustra a la perfección como el circuito diseñado realiza los movimientos que debe realizar.

Simulación


Archivos del proyecto con AutomationStudio e imagenes:

Imagenes del procedimiento con AutomationStudio paso a paso:

  • Posición inicial:

  • Posición primer cilindro en sensor A+ :

  • Posición segundo cilindro en sensor B+ :

  • Posición primer cilindro en sensor A- y segundo en B- :

  • Posición final: (vuelta a la posición inicial)


Archivo con proyecto del AutomationStudio:

Archivo zip con proyecto AutomationStudio

Circuito con un dos cilindros cilindro de doble efecto:

La diferencia principal con el caso anterior es que en este casa vamos a conseguir simular perfectamente la secuencia pedida, ya que por medio de una segunda válvula 5/3 es posible detener el segundo cilindro en la posición deseada y de este modo controlar perfectamente el momento de retorno. Es muy importante destacar este detalle, ya que sino ambos accionadores volverían simultáneamente (caso anterior) y ese no es el objetivo buscado.

Diseño del circuito:

En las imágenes se ve el circuito diseñado para el objetivo propuesto:

Circuito neumático

Como observamos, está dividido en 4 circuitos intercomunicados:

1-Hidraulico/neumático:

Primer cilindro con válvula 5/3:

Segundo cilindro con válvula 5/3:

2-Circuito de potencia / fuerza:

3-Circuito de consigna / control:

Simulación:

Se puede acceder desde este apartado a un video de la simulación del circuito con AutomatioStudio. De esta forma se ilustra a la perfección como el circuito diseñado realiza los movimientos que debe realizar.

Simulación

Archivos del proyecto con AutomationStudio e imagenes:

Imagenes del procedimiento con AutomationStudio paso a paso:

  • Posición inicial:

  • Posición primer cilindro en sensor A+ :

  • Posición segundo cilindro en sensor B+ :

  • Posición primer cilindro en sensor A-:

  • Posición segundo cilindro en B- :

  • Posición final: (vuelta a la posición inicial)


Archivo con proyecto del AutomationStudio:

Archivo zip con proyecto AutomationStudio


Circuito con un dos cilindros cilindro de doble efecto y válvulas 5/2:

La diferencia principal con el caso anterior es que en este caso vamos a utilizar únicamente válvulas 5/2, ejemplo pedido en la entrega. Aparentemente el resultado es el mismo pero si observamos más a fondo este caso, observamos que los cilindros llegan al final de la carrera, mientras que en el caso anterior podíamos determinar el recorrido del mismo, siendo mucho más útil en la mayoría de casos. Además en caso de parada inesperada por corte de corriente por ejemplo, las válvulas se quedarían quietas. Esto es una ventaja muy importante ya que evitaría accidentes de manipulación.

Diseño del circuito:

En las imágenes se ve el circuito diseñado para el objetivo propuesto:

Circuito neumático

Como observamos, está dividido en 3 circuitos intercomunicados:

1-Hidraulico/neumático:

Primer cilindro con válvula 5/2:

Segundo cilindro con válvula 5/2:

2-Circuito de potencia / fuerza:

3-Circuito de consigna / control:

Simulación:

Se puede acceder desde este apartado a un video de la simulación del circuito con AutomatioStudio. De esta forma se ilustra a la perfección como el circuito diseñado realiza los movimientos que debe realizar.

Simulación

Archivos del proyecto con AutomationStudio e imagenes:

Imagenes del procedimiento con AutomationStudio paso a paso:

  • Posición inicial:

  • Posición primer cilindro en sensor A+ :

  • Posición segundo cilindro en sensor B+ :

  • Posición primer cilindro en sensor A-:

  • Posición segundo cilindro en B- :

  • Posición final: (vuelta a la posición inicial)


Archivo con proyecto del AutomationStudio:

Archivo zip con proyecto AutomationStudio


Circuito con un dos cilindros cilindro de doble efecto y válvulas 5/2 opcion final:

¿Porqué se ha realizado este caso si la simulación en el caso anterior parecía correcta? La respuesta es muy sencilla. En el caso anterior no se simula correctamente el caso pedido. El problema es que el AutomationStudio simula de forma muy rápida de modo que no se puede observar correctamente el solapamiento en los movimientos de regraso de los actuadores. La solución es un circuito de memoria en el segundo relé, de modo que se ve que la simulación ahora es perfecta.

Diseño del circuito:

En las imágenes se ve el circuito diseñado para el objetivo propuesto:

Circuito neumático

Como observamos, está dividido en 3 circuitos intercomunicados:

1-Hidraulico/neumático:

Primer cilindro con válvula 5/2:

Segundo cilindro con válvula 5/2:

2-Circuito de potencia / fuerza:

3-Circuito de consigna / control:

Simulación:

Se puede acceder desde este apartado a un video de la simulación del circuito con AutomatioStudio. De esta forma se ilustra a la perfección como el circuito diseñado realiza los movimientos que debe realizar.

Simulación

Archivos del proyecto con AutomationStudio e imagenes:

Imagenes del procedimiento con AutomationStudio paso a paso:

  • Posición inicial:

  • Posición primer cilindro en sensor A+ :

  • Posición segundo cilindro en sensor B+ :

  • Posición primer cilindro en sensor A-:

  • Posición segundo cilindro en B- :

  • Posición final: (vuelta a la posición inicial)


Archivo con proyecto del AutomationStudio:

Archivo zip con proyecto AutomationStudio

Conclusión:

Se han presentado en esta entrega 5 modelos diferentes de construcción de circuito hidráulico:

  • Simple
  • Doble con una válvula 5/3 y otra 5/2
  • Doble con dos válvulas 5/3
  • Doble con dos válvulas 5/2
  • Doble con dos válvulas 5/2 opción final

La pregunta ahora es: ¿Porqué se presentan estos modelos? ¿Cuál es el mejor? El circuito simple solo se presenta para facilitar la comprensión del resto de circuitos, no siendo aplicable como solución del problema planteado. Entre las tres alternativas dobles, la tercera y la cuarta son las más importantes y entre las cuales hay más diferencia. Si se hubiera pretendido resolver unicamente el problema propuesto, la solución sería la de dos válvulas 5/2. Cito el enunciado del problema a continuación:

  • Realizad el ciclo secuencial de dos cilindros neumáticos con pre-accionamientos electroneumáticos (válvulas 5/2 monoestables) con la siguiente secuencia:
    • A+,B+,A-,B-
    • Emplead la señal de un sensor S1 (se puede simular con un pulsador) para iniciar el ciclo de trabajo
      • Fecha límite de entrega Lunes Marzo 04 2013 a las 14:00
      • --Juan de Juanes 12:14 24 feb 2013 (CET)

Obsérvese que es requisito indispensable utilizar válvulas 5/2 para la correcta realización del ejercicio. No obstante esto presenta un problema de diseño. Al utilizar válvulas 5/2 no se puede detener el cilindro en una posición permanentemente, es decir no tiene una posición de equilibrio. Esta desventaja es esencial a la hora de determinar la posición de los sensores A+ y B+. Si se emplean válvulas 5/3, se puede posicionar el sensor en cualquier punto del actuador, siendo mucho más versátil la aplicación del diseño. Además presenta una gran ventaja a la hora de valorar la seguridad de la instalación, ya que en caso corte de corriente los actuadores se detendrían en la posición instantánea, ya que las válvulas se colocarían en una posición de equilibrio. No obstante y a la hora de valorar los costes, la alternativa con válvulas 5/2 sería la mas económica.

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