Tercer ejercicio: Secuencia lógica de una máquina estampadora mediante un PLC

De Wikifab

El objetivo de esta nueva entrega es establecer, mediante un sistema electroneumático controlado por un PLC, el mecanismo y la lógica do control de la siguiente máquina estampadora:

Imagen:Enunciao2.jpg

El mecanismo de la misma debe constar de tres cilindros neumáticos: un cilindro A (para sujetar cada pieza), un cilindro B (para efectuar la estampación)y un cilindro C (para expulsarla).

Contenido

Órden de la secuencia

Consideremos el subíndice - para el cilindro plegado, y el subíndice + para el cilindro desplegado.

Partimos de una situación en la que todos los cilindros están recogidos: A-, B- y C-.

En primer lugar hemos de estirar el émbolo de sujección hasta alcanzar la pieza, a continuación se efectuará la estampación, por lo que se desplegará la estampadora, para plegarse en cuanto se finalice la operación. Por último deberá separarse la sujección recogiendo el émbolo correspondiente para inmediatamente empujar la pieza hacia el almacén mediante el movimiento del cilindro de expulsión, que se replegará a continuación.

Por tanto, vemos que la secuencia debe ser así: A+, B+, B-, A-, C+, C-.

Esta secuencia debe repetirse a lo largo de las N piezas introducidas en el almacén de la máquina, parando su funcionamiento cuando no quede ninguna sin estampar.

Modo de control del sistema neumático

Para efectuar toda la lógica de control del sistema hidráulico tan sólo necesitaré dos sensores de proximidad de Hall. Uno en el cilindro B, para marcar el comienzo de carrera del mismo; y otro en el C que nos permitirán establecer un final de carrera.

Consideraremos que la pieza se encuentra adecuadamente sujeta cuando en el interior del cilindro de sujección se alcance una determinada presión, fruto de la resistencia de la pieza. Un sensor de presión permitirá establecer ese momento dentro de la lógica de control.

¿Y cómo sabremos nosotros que ya hemos terminado la operación? Por un lado vamos a montar un detector de presión en el circuito de entrada al cilindro de estampación. Consideramos que da comienzo la operación cuando la presión alcance un determinado valor y este sensor mandará una señal TRUE al sistema de control. Tambien instalaremos un manorreductor en el mismo circuito con el fin de mantener constante la presión constante durante la operación.

Esa señal TRUE debe dirigirse a un temporizador programado en el código "ladder" de nuestro PLC para que al cabo de un espacio de tiempo programado éste de la órden de desconectar el solenoide de la válvula y hacer retroceder la estampadora, finalizando la operación (ver "Ladder" más abajo).

Por otro lado, resulta importante limitar la presión que el mecanismo de sujección efectúa sobre la pieza. De este modo ésta se encontrará protegida de posibles daños. Para ello instalaremos un manorreductor en la entrada de aire del cilindro A, para limitar la presión en el interior del mismo.

Circuito neumático

De acuerdo a lo antes establecido, aquí presento mi circuito neumático:

Imagen:Circ_neum2.jpg

Vemos los tres cilindros, con sus válvulas 5/2 monoestables correspondientes, accionadas por solenoide. Destacan, en primer lugar, los limitadores de presión en los conductos de entrada a los cilindros de sujección y el de estampación; además podemos apreciar los detector de presión en la entradas de aire a estampadora, , para dar señal de comienzo de la operación de la máquina; y en el cilindro de sujección, marcando cuándo se encuentra bien sujeta la pieza.

Circuito de potencia

Tiene la misma forma que en los ejercicios anteriores: un solenoide por válvula accionados por relés.

Imagen:Circ_pot.jpg

Periféricos de entrada y salida al PLC

Imagen:Perif3.jpg

Describimos ahora en qué consiste cada entrada al PLC:

IN0: Se corresponde con el pulsador, es decir, con la órden de marcha del automatismo.

IN1: Es TRUE cuando el cilindro de sujección alcanza una determinada presión, que hemos ajustado a 10 bar. Esta va a ser la presión a la cual mantendremos sujeta la pieza.

IN2: Señala la posición de cilindro de expulsión retraído, es decir, comienzo de carrera.

IN3: Marca que la presión dentro del cilindro de estampación es suficiente como para considerar que la operación de estampación ha dado comienzo.

IN4: Entrada de señal del sensor C+, marcando posición de máxima extensión del cilindro de expulsión.

A continuación, las salidas del PLC:

OUT0: Entrada de "chicha" en el solenoide del cilindro de sujección.

OUT1: Puesta en marcha del solenoide del cilindro de estampación.

OUT2: Funcionamiento del solenoide, y por tanto, extensión del cilindro de expulsión.

OUT3: Variable auxiliar que utilizaré para memorizar el estado de "pieza recién estampada" en cuanto el "temporizador" (ver "ladder" más abajo) termine por contar el tiempo de duración de la operación.

OUT4: Es otra variable auxiliar que señala cuando es FALSE que el descontador ha llegado a cero, y hay que dar el proceso por acabado.

Programa "ladder"

Imagen:Laddermio.jpg

Procederé a explicar cada una de las líneas de programa:

1- Un pulso sobre el pulsador provocará la activación del biestable del solenoide del cilindro A.

2- El hecho de que tengamos sujeta la pieza activa la estampación mediante otra memoria, siempre y cuando no la hayamos estampado ya (contacto NC).

3- Cuando tengamos en ese cilindro tal presión que consideremos que comienza la estampación activamos un temporizador a la conexión. Tras un tiempo determinado hacemos retroceder el estampador mediante un "reset" a la vez que activamos la "memoria auxiliar", marcando pieza estampada.

4- Ese estado anterior provocará el comienzo de la extensión del cilindro de expulsión, por un lado; y por otro, la retracción del cilindro de sujección.

5- Una vez el cilindro de expulsión haya a lanzado máxima entensión, desconectaremos tanto la memoria auxiliar como el cilindro de expulsión. Y si además el descontador (ver abajo) aún no marca que hemos terminado con todas las piezas del almacén, podemos dar comienzo de nuevo a toda la secuencia activando la sujección de pieza.

6- Por último, por cada vez que hemos estampado una pieza descontamos uno del contador, y cuando éste sea cero, activamos la memoria auxiliar OUT4, es decir, "secuencia terminada". Por otro lado, la activación del pulsador pone el descontador en el "preset value".

Parámetros de operación

En total, estos son todos los parámetros que podemos ajustar dentro del sistema electroneumático y de la lógica del PLC para caracterizar todo el proceso automatizado:

Presión de comienzo de agarre (detector de presión de A).

Presión de comienzo de estampación (detector de presión de B).

Presión límite de agarre (regulador de presión de la entrada de presión a VA).

Presión límite de estampación (regulador de presión de la entrada de presión a B).

Tiempo de estampación ("time value" del temporizador en "ladder").

Número de piezas a estampar ("preset value" del descontador en "ladder).

Funcionamiento del automatismo

Al actuar sobre el pulsador se activa el cilindro de sujección:

   Imagen:Ejemplo3453465346.jpg
  Imagen:Ejemplo346346342.jpg

Una vez sujeta la pieza, es turno para la estampadora:

  Imagen:Ejemplo568797656856.jpg
 Imagen:Ejemplo658564.jpg

Cuando la presión de estampación alcance la referencia del sensor, se activa el temporizador de desconexión:


     Imagen:Ejemplo4356345.jpg

Una vez hemos llegado a cero, se retira la estampadora, se activa OUT3 y se descuenta uno del contador:


Imagen:Ejemplo567657977545.jpg
Imagen:Ejemplo998765645.jpg

Una vez retirada la estampadora, es momento de retirar la sujección y de extender el mecanismo de expulsión:

Imagen:Ejemplo6575689765746.jpg

Al alcanzar C+, retrocede el vástago se desconecta la variable auxiliar OUT3, y si el descontador no ha llegado a cero, es momento de volver a empezar:


                  Imagen:Ejemplo657457456.jpg
Imagen:Ejemplo457457547.jpg

Cuando el descontador alcance cero, se desconecta la variable auxiliar OUT4 con el fín de impedir la repetición del bucle:


                  Imagen:Ejemplo547745754.jpg

Ejecutables en AS

Considero, en este caso, interesante subir el ejecutable de nuestro sistema para aclarar su funcionamiento:

Imagen:EjecutableenAS.rar

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