eman ta zabal zazu
Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Bilbao Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Informática Industrial
Ejercicios de GRAFCET
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1. Taladro. Sea un taladro tal como el de la figura en el que la broca gira durante todo el ciclo de funcionamiento. El control de los movimientos se realiza mediante cinco contactores: D = descenso S = subida Vr = velocidad rápida Vl = velocidad lenta. GB = giro de la broca Los finales de carrera b 0, b1 y b2 limitan el recorrido de la broca. Se desea un descenso rápido entre b0 y b1, a continuación un descenso lento entre b1 y b2 y finalmente una subida rápida entre b2 y b0. El ciclo come comenz nzar aráá cu cuan ando do se ac acci cion onee el el pu pulsad lsador or de marc marcha ha “m” “m” y cua cuand ndoo finalice finalice el taladro taladro se detendrá detendrá a la espera espera de que se accione de nuevo el pulsador de marcha.
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1. Taladro. Sea un taladro tal como el de la figura en el que la broca gira durante todo el ciclo de funcionamiento. El control de los movimientos se realiza mediante cinco contactores: D = descenso S = subida Vr = velocidad rápida Vl = velocidad lenta. GB = giro de la broca Los finales de carrera b 0, b1 y b2 limitan el recorrido de la broca. Se desea un descenso rápido entre b0 y b1, a continuación un descenso lento entre b1 y b2 y finalmente una subida rápida entre b2 y b0. El ciclo come comenz nzar aráá cu cuan ando do se ac acci cion onee el el pu pulsad lsador or de marc marcha ha “m” “m” y cua cuand ndoo finalice finalice el taladro taladro se detendrá detendrá a la espera espera de que se accione de nuevo el pulsador de marcha.
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2. Máquina Transfer. En el puesto de transfer transfer de la figura el cargador cargador alimenta alimenta por por gravedad gravedad piezas que son detectadas por d 0. El cili cilindro ndro “a” las empuja empuja hasta hasta la cinta “P” donde donde otro otro cili cilindro ndro “b”, después después de que que “a” hay hayaa retroce retrocedido dido,, las las lleva lleva hasta la cinta T. Los dos cilindros van provistos de distribuidores de doble pilotaje pilotaje.. El cicl cicloo comenza comenzará rá cua cuando ndo se se accione accione el el pulsado pulsadorr de march marchaa “m” y cuando d0 detecte la presencia presencia de una pieza, es decir, decir, que esté esté a uno, y se parará cu cuaando d0 indique indique que que ya no hay hay mas pieza piezas, s, es deci decir, r, que que esté a cero. Opción: añadir un conmutador “k” que permita conmutar entre el funcionamiento ciclo a ciclo (k=1) y ciclo continuo (k=0).
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3. Mezclador. Dado el dispositivo de la figura se desea disolver un producto, contenido en la tolva, en un disolvente.La mezcla debe contener un volumen V de disolvente por medio de un contador volumétrico (CV), y una cantidad Q de producto (pesada en la báscula B). El contador volumétrico da una señal igual a 1 si el volumen es igual o superior al deseado y dará 0 si el nivel es inferior. El disolvente es extraído mediante una bomba B’. La dosificación del producto se realiza mediante una báscula B y dos válvulas monoestables V1 y V2 cerradas en reposo (V1=V2=0). En primer lugar se abre V1 (V1=1) para que el producto contenido en la tolva caiga en la báscula B, cuando se alcanza la cantidad deseada un contacto b1 pasa de cero a uno y entonces se cierra la V1. Se abre V2 y el producto se vierte en el mezclador. El contacto b0 se pondrá a uno cuando la báscula B esté vacía. Una válvula V3 nos permitirá realizar la evacuación del producto terminado. El fin del vaciado es controlado por un sensor eV. El motor H sirve para agitar la mezcla, esta en marcha H=1 desde el comienzo del ciclo y se para cuando termina la evacuación. El ciclo comienza con la acción del pulsador m. Consideraciones: La etapa
inicial no debe de ser desactivada mas que cuando se tiene la seguridad de que se han activado las dos etapas correspondientes a la activación de la carga de liquido y la carga de la báscula. La última etapa debe ser activada cuando las dos anteriores estén activas simultáneamente y se da la condición asociada.
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4. Sincronización de Procesos. En esta aplicación intervienen en las receptividades de las transacciones los estados de otras etapas: ciertas acciones de la secuencia S1 están prohibidas mientras se desarrollan otras de S2. Dos dispositivos deslizantes D1 y D2 movidos por cilindros de simple efecto (Cli1 y Cil2) y provistos de distribuidores monoestables pueden desplazarse entre dos posiciones señaladas por los captadores a1 , b1 , a2 y b2 hacia el único puesto de tratamiento T. En el puesto de tratamiento el depósito D1 sufre una operación O1, cuyo final es avisado por FinOp1 y lo mismo ocurre con D2 (FinOp2). El desarrollo del ciclo es el siguiente: Al ser accionados los pulsadores de marcha de ambos procesos, los dispositivos se desplazan hasta el punto de tratamiento. El primero que llega a la posición de tratamiento será el primero en ser tratado y el otro no debe ser tratado hasta que el primero no haya sido ya tratado y esté en posición de reposo. En el improbable caso de que los dos dispositivos lleguen exactamente al mismo tiempo al puesto de tratamiento, se dará prioridad al dispositivo D1 sobre el D2.
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5. Llenado de Botes de Pintura. Proceso de llenado de botes de pintura.
Alimentación detectada por FC0 Arranque de la cinta en sentido horario mediante flanco ascendente de la señal de marcha. Parada de la cinta cuando el recipiente llegue a FC2 Llenado del recipiente mediante la apertura de la válvula biestable V1 durante 2 seg. Arranque de la cinta en sentido antihorario hasta que el recipiente llegue a FC1 Parada de la cinta durante 5 seg. para el cierre y V1 etiquetado del recipiente. Rearranque de la cinta hasta posición inicial. Descarga del recipiente M y espera a la ejecución de un nuevo ciclo FC0
FC1
FC2
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6. Control de un Semáforo. Se pretende automatizar un paso de peatones para permitir el paso seguro de los mismos. La PO está compuesta por: 2 semáforos: cada uno incorpora un indicador con tres lámparas para los vehículos (roja, amarilla y verde) y un indicador con dos lámparas para los peatones (roja y verde). 2 pulsadores para la solicitud de paso por parte de los peatones (uno a cada lado de la carretera). Tras un estudio en que se tiene en cuenta la velocidad de los coches y la distancia a recorrer por los peatones se determina que los tiempos necesarios para los distintos estados de los semáforos son los mostrados en el diagrama de tiempos. El amarillo para vehículos debe durar 3 seg. El rojo para vehículos debe durar 16 seg. y arrancar simultáneamente con el verde de los peatones. El verde para peatones debe durar 10 seg. Tan pronto como finalice, el semáforo deberá conmutar a rojo. El retardo para la siguiente solicitud de verde por parte de los peatones deberá durar 1 seg.
Peat_rojo Peat_verde Auto_rojo Auto _ amar Auto_verde Pulsador
0
3
6
16
22
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7. Máquina Apiladora. Se desean empaquetar una serie de piezas en lotes de 4 unidades. El sistema diseñado a tal efecto consta de dos cilindros A y B que disponen a su vez de sendos finales de carrera y una rampa por donde van llegando las piezas. Se dispone además de un sensor d0 que detecta la presencia de una nueva pieza y de un pulsador de marcha para iniciar cada nuevo ciclo. El ciclo de funcionamiento es el siguiente: Cada vez que se reciba un impulso sobre el pulsador de marcha se apilarán cuatro nuevas unidades. Cada vez que se reciba una nueva pieza, se activará el cilindro A para que empuje la pieza contra la pared del fondo y se actualizará el contador de piezas apiladas. Si ya hay cuatro piezas apiladas, se activará el cilindro B para que las saque del sistema. Cilindro B a1
a0 b0
b1
d0
Cilindro CilindroAA
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8. Llenado de Envases. Se desean llenar tres tipos de envases (E1, E2 y E3) con diferentes mezclas obtenidas a partir de tres líquidos distintos (L1, L2 y L3). Los líquidos están contenidos en tres depósitos y la salida de cada líquido se controla con una electroválvula. Los compuestos se obtienen controlando el tiempo que está abierta cada una de las válvulas: L3 L2 L1 • • •
Envase E1: quince segundos de líquido L1. Envase E2: diez segundos de L1 y doce segundos de L2. Envase E3: siete segundos de L3, trece segundos de L2 y cinco segundos de L1.
El sistema consta de:
•
•
•
Cilindro E
C1 E3
E2
E1
Una línea transportadora (C1) por la que llegan los envases. El primer envase en llegar será el E3, a continuación el E2 y finalmente el E1. Cilindro D C2 Una cinta transportadora (C2) por la que los envases salen del sistema. El primer paquete en abandonar la plataforma será el E1, seguido por el E2 y el E3. Un cilindro D de tres posiciones que impulsa una plataforma móvil encargada de situar cada uno de los contenedores en la posición correcta en cada momento. Un cilindro E2 de simple efecto que se encarga de evacuar cada uno de los recipientes cuando está completo.
El ciclo de funcionamiento es el siguiente: •
•
Al principio del ciclo el cilindro D estará recogido. Cuando llegue el envase E3 por la línea C1 se moverá una posición para hacer coincidir al envase bajo el depósito L2 y esperará hasta que llegue el envase E2. En ese momento el cilindro D volverá a moverse una posición para situar el envase E3 bajo el depósito L3 y dejar así espacio para el último envase. Una vez que cada envase esté situado debajo del depósito adecuado, se abrirán todas las válvulas a la vez, cada una de ellas durante el tiempo prefijado. Cuando se hayan cerrado todas las válvulas, se expulsará el envase E1 del sistema mediante el cilindro E y se recogerá el cilindro D hasta la posición central para situar los envases E2 y E3 bajo los depósitos L1 y L2 respectivamente. La operación se repetirá hasta que todos los envases estén fuera del
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9. Movimiento de Vaivén de un Móvil. Considérese un móvil que se desliza por un husillo movido por un motor de doble sentido de giro (para lo cual incorpora un contactor “C d” para girar a derechas y otro contactor “Ci” para girar a izquierdas). El móvil debe iniciar un movimiento de vaivén continuado entre los puntos “F O “ y “Fi” en el momento que se active la señal de puesta en marcha “M”. En cada extremo el móvil tiene que esperar un tiempo T=2 seg. Un impulso sobre el pulsador de parada “P” debe detener el motor cuando finalice el movimiento de vaivén en curso. Además se dispone de un mando de emergencia “E” que debe producir el retroceso inmediato del móvil a la posición de origen (“F0”), y el sistema no podrá volver a ponerse en marcha hasta que no se accione el pulsador de rearme “r”.
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10. Almacenamiento de Piezas. Se desean almacenar piezas en grupos de 20 unidades. La secuencia es la siguiente: al inicio del ciclo, el cilindro 1.0 extrae una pieza del almacén. A continuación, el cilindro 2.0 empuja la pieza sobre el plano inclinado y posteriormente se recogen ambos cilindros simultáneamente. Cuando el número de piezas llegue a 20, el cilindro 3.0 desplaza la caja para que sea retirada y retrocede. Cuando el cilindro alcance la posición inicial se dispara un temporizador con 3 minutos para que el operario tenga tiempo de colocar una nueva caja. Transcurrido este tiempo el ciclo se repite. El sistema debe incluir:
Pulsador de marcha. único/ciclo continuo (se Ciclo entiende por ciclo único la expulsión de una pieza del almacén). Paro de emergencia. Pulsador de reset. Todos los cilindros son de doble efecto y están controlados por válvula biestables, disponiendo además de sendos finales de carrera para detectar sus posiciones anterior y posterior.
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11. Control de Nivel y Temperatura. En un sistema formado por dos depósitos, se desea regular tanto la temperatura del caudal de salida como el nivel de los depósitos, dando prioridad a la variable temperatura sobre la variable nivel. Para ello habrá que diseñar y desarrollar un programa de PLC que cumpla que: Si la temperatura se encuentra dentro del margen fijado (60-65 ºC), la válvula E1 se abrirá para suministrar un flujo de agua, y la válvula E2 se abrirá también hasta que el depósito 2 alcance el nivel fijado (2 m.). Una vez alcanzado el nivel de consigna, la válvula E2 se cerrará y permanecerá así hasta que el líquido contenido en el depósito 2 se encuentre por debajo del nivel mínimo (1.9 m.). Cuando la temperatura salga fuera de los márgenes fijados, las válvulas E1 y E2 se cerrarán, independientemente de que el depósito 2 haya alcanzado o no su nivel de referencia, permaneciendo cerradas hasta que la temperatura vuelva a estar dentro del rango establecido. Para ello se procederá a calentar o enfriar el agua haciendo circular el agua en un circuito cerrado entre el depósito 1 y el 2 y activando en cada caso la resistencia o la entrada de aire. Sensor de nivel Bomba
Válvula E1
Sensor de temperatura
Resistencia
Válvula E2
DEPÓSITO 2 Entrada de aire
DEPÓSITO 1
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12. Planta Embotelladora. Fases A y B de diseño La máquina consta de las siguientes partes:
Estación de carga: los recipientes llegan por una cinta y se transfieren a la cinta de máquina a través del cilindro neumático A. La cinta de máquina avanza un paso con el cilindro B. El acoplamiento de piñón y cremallera avanza sólo de izquierda a derecha, es decir, cuando el cilindro B retrocede no arrastra la cinta hacia atrás. Estación de llenado: el llenado lo efectúa un dosificador volumétrico controlado por el cilindro C y una válvula D. Estación de taponado: la operación de taponado consiste en la transferencia del tapón mediante el cilindro G y aproximación mediante el cilindro E. El tapón queda retenido en el receptáculo, se retiran los cilindros G y E y posteriormente se rosca el tapón aproximando nuevamente E y haciendo girar el tapón mediante el motor neumático F. Sensores: Inicialmente se ha previsto que cada cilindro lleve un sensor final de carrera, identificado por la misma letra (en minúscula) y el subíndice 1 o 0, según esté extendido o replegado. Así, por ejemplo, el sensor “a1”, indica cilindro “A” extendido y “a0” cilindro “A” replegado. Como caso especial, el cilindro E lleva un detector de presión (e 1) para detectar que el tapón ha llegado a tope en la transferencia o durante el roscado del tapón al recipiente.
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13. Control de Giro de Tres Motores. Para la realización de este problema contaremos con: Tres motores (A , B , C )
Tres volantes acoplados a los motores. Cada volante, a su vez, llevara incorporada una leva. Tres interruptores (a , b , c )
Descripción del proceso:
El accionamiento de un pulsador de puesta en marcha M hace que se ponga en funcionamiento el motor A (cualquiera que sea la posición de la leva). Cuando la leva del motor A , accione el interruptor a , se desconecta este motor y se ponen en funcionamiento los motores B y C . En el momento en que sea accionado el interruptor b , se desconectara el motor B y se pondrá en funcionamiento el motor A . A partir de este momento existen dos variantes distintas al problema: 1ª Cuando sea accionado c se desconectaran A y C , terminando el ciclo, hasta nueva orden de M . 2ª Cuando sea accionado c tres veces se desconectaran A y C , terminando el ciclo, después de lo cual se espera nueva orden de M . Consideración : La pulsación o persistencia de M durante el ciclo, no deberá provocar efecto alguno; solo será activa al principio del mismo.
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14. Línea de Montaje. Para la realización de este problema contaremos con:
Una cinta transportadora que funciona de la siguiente manera: Para hacer que comience a andar se debe poner a 1 la entrada MC. Una vez que comience a funcionar no será necesario mantener a 1 esta señal. Para detener la cinta se pondrá a 1 la entrada PC. Un sensor que valdrá 1 cuando la cinta esté funcionando (mc). Seis células fotoeléctricas (fi, f1, f2, f3, f4, ff). Cuatro puestos de tratamiento de piezas: Puesto P1: Operación OP1, Puesto P2: Operación OP2, Puesto P3: Operación OP3, Puesto P4: Operación OP4.
Descripción del proceso :
Cuando se detecta una pieza a la entrada de la cinta transportadora (fi=1) esta deberá ser activada y las piezas pasarán sucesivamente por los puestos P1, P2, P3 y P4. En cada uno de los puestos se realizaran las operaciones oportunas sobre la pieza. Cuando una pieza sale de un puesto de trabajo, inmediatamente es detectada por la fotocélula del siguiente puesto. La cinta transportadora se detendrá cuando no quede ninguna pieza en la línea y no se detecte la existencia de pieza en la entrada. Consideraciones : La llegada de piezas no es continua; así, podrá haber sobre la cinta una, dos, tres, cuatro o ninguna pieza. Un puesto solo deberá estar activado o realizando operaciones si tiene pieza, es decir mientras esté activada la fotocélula correspondiente al puesto. Así, en el puesto P1 se realizará la operación OP1 mientras esté activada la fotocélula f1.
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14. Línea de Montaje.
MC PC
Control de la Cinta Transportadora
fi
P1
P2
P3
P4
f1
f2
f3
f4
ff
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15. Control de una Grúa. Para la realización de este problema contaremos con: Una grúa. Dos motores de doble sentido de giro, uno para el movimiento horizontal de la grúa y otro para el movimiento vertical. Seis finales de carrera. Se trata de controlar una grúa para que se pueda realizar un tratamiento sobre unos bloques de material. Partiendo de la posición de reposo (la representada en la figura) toma un bloque de material y lo traslada hasta la posición 5, donde deberá descender 10 veces hasta la posición 6 antes de regresar a la posición origen; cuando vuelva a alcanzar la posición de reposo número 1, la grúa se parará. El sistema cuenta con un interruptor de control o arranque que tendrá que ser activado, cada vez que deseemos que la grúa realice el ciclo. En la figura se ilustra el proceso a automatizar.
5
5
6
Tratamiento de material Recogida de material sin tratar y deposito de material tratado
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16. Elevador Clasificador para Paquetes. Para la realización de este problema contaremos con:
Cinco finales de carrera (A0, A1, B0, B1). Dos detectores de posición (C0, C1). Tres cilindros: dos de simple efecto (B y C) y uno de doble efecto (A). Una bascula encargada de la clasificación de los paquetes. Cuatro cintas transportadoras. Dos luces indicadoras, que nos informaran sobre que tipo de paquete estamos trabajando.
El proceso se inicia con el transporte de uno de los paquetes a la báscula; una vez clasificado el paquete en la báscula, se deberá encender una luz indicadora del tipo de paquete (luz 1 será para paquete grande y luz 2 será paquete pequeño). A continuación el paquete es transportado por la cinta 1 hasta el plano elevador. El cilindro C eleva los paquetes. Acto seguido los paquetes son clasificados; los paquetes pequeños son colocados en la cinta 2 por el cilindro A, y los paquetes grandes son colocados en la cinta 3 por el cilindro B. El cilindro C se recupera sólo cuando los cilindros A y B llegan a la posición final.
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17. Control de Llenado de Contenedores. Para la realización de este problema contaremos con:
Dos cintas transportadoras (Cinta1 y Cinta2 ) que funcionan de la siguiente manera: Para hacer que comience a andar se debe poner a 1 la entrada MC1 (cinta1) y MC2 (cinta2). Una vez que comience a funcionar no será necesario mantener a 1 esta señal. Para detener la cinta se pondrá a 1 la entrada PC1(cinta1) y PC2 (cinta2). Una bascula que pesara los contenedores. Ésta proporciona dos señales en función del peso: p1 que valdrá 1 cuando el peso del contenedor alcanza los 10kg. p2 que valdrá 1 cuando el peso del contenedor alcanza los 20kg. Un cilindro de simple efecto (C) para sacar los contenedores de la bascula. Un deposito con el material de llenado y una válvula (V1) para regular su salida. Cuatro sensores: cb que valdrá 1 cuando el contenedor se encuentra situado sobre la bascula ct que valdrá 1 cuando el contenedor es de tamaño grande cf que valdrá 1 cuando el cilindro saque el contenedor fuera de la bascula cc que valdrá 1 cuando se detecte un contenedor en la cinta Descripción del proceso: Para que el sistema comience a funcionar es necesario activar el pulsador de puesta en marcha m y que sobre la cinta2 se detecte un contenedor. Los contenedores son trasladados hasta la bascula por la cinta2. En función del tamaño de los contenedores, la cantidad de material de llenado varia, siendo 10kg para los pequeños y 20kg para los grandes. El llenado de los contenedores se realiza con el material del deposito que es transportado por la cinta 1. Una vez llenado un contenedor, el cilindro lo evacuara del puesto de llenado. El proceso terminará •
•
• • •
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17. Control de Llenado de Contenedores.
MC1
Cinta 1 PC1
ct cb
Cinta 2
MC2
p1 p2 PC2 cf
cf
C
C
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18. Montacargas. Para la realización de este problema contaremos con: • • • •
Un montacargas. Tres cintas transportadoras: dos de salida (1 er y 2º piso) y una de entrada (3 er piso). Dos cilindros para la evacuación de piezas en el 1 er y 2º piso. Un conjunto de sensores con distintas finalidades: Detectar en que planta se encuentra el montacargas (spi1, spi2, spi3). Detectar si hay piezas en cada cinta (pc1, pc2, pc3). Detectar si los cilindros han sacado la pieza del montacargas. Detectar si la pieza esta dentro del montacargas.
Descripción del proceso:
El accionamiento de un pulsador de puesta en marcha m hace que se ponga en funcionamiento el sistema. Al ponerse en marcha el montacargas estará situado en el 3er piso. Si cuando arranca el sistema hay alguna pieza en las cintas de evacuación, lo primero que tendrá que hacer nuestro sistema de control será sacar las piezas de esas cintas (optimizando en tiempo la evacuación). La llegada de nuevas piezas se realiza por la cinta de la tercera planta y la salida se ira alternado entre la primera y la segunda planta. La primera pieza deberá salir por la primera planta, la segunda pieza por la segunda planta, la tercera pieza por la primera, .... y así sucesivamente. El proceso finalizara cuando la ultima pieza sea depositada en la cinta correspondiente y el montacargas se sitúe en la tercera planta.
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18. Montacargas. M spi3
pc3 Cinta3
C2
pc2
spi2 Cinta2
C1
pc1 Cinta1 spi1
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19. Limpieza de Piezas. Para la realización de este problema contaremos con: •
• • •
Dos motores de doble sentido de rotación, uno para el movimiento vertical de la grúa y otro para el movimiento transversal. Cinco finales de carrera (F2, F3, F4, F5 y F7). Un contacto de inicio de ciclo (S2). Una bascula que pesara las jaulas con las piezas. Ésta proporciona tres señales en función del peso:
p1 que valdrá 1 cuando el peso de la jaula alcanza los 10kg. p2 que valdrá 1 cuando el peso de la jaula alcanza los 20kg. p3 que valdrá 1 cuando el peso de la jaula alcanza los 30kg.
Descripción del proceso:
Para que el sistema comience a funcionar es necesario activar el contactor de inicio de ciclo S2. La grúa introducirá la jaula portadora de las pieza a tratar en los depósitos correspondientes en función del peso de la pieza. Si se trata de una pieza de 10Kg. únicamente se introducirá en el deposito 1, si la pieza es de 20Kg. deberá introducirse en ambos depósitos (1º en el 1 y 2º en el 2) y si se trata de la pieza de 30Kg. solo se introducirá en el deposito 2.
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19. Limpieza de Piezas.
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20. Cadena de Embotellado. Para la realización de este problema contaremos con: •
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Dos motores M1 y M2 que moverán sus correspondientes cintas transportadoras (los contactores de los motores deberán estar activados para que las cintas funcionen). Un detector inductivo que detecta la salida de las botellas. Un detector inductivo para los tapones. Un detector fotoeléctrico para detectar cuando las botellas se encuentran en el punto de expulsión. Un mecanismo de expulsión para las botellas sin tapón, que las desplaza de la cinta1 a la cinta2. Una alarma que una vez activada no se parará hasta que no se de al pulsador de paro de alarma (PA). Interruptor (Cc) de ciclo único - ciclo continuo (se entiende por ciclo único el paso de una botella). Un detector de botella en la cinta 2. Un interruptor de Marcha (M).
Descripción del proceso:
Una de las fases de producción de una cadena de embotellado, consiste en la colocación de un tapón en la botella una vez finalizada la secuencia de llenado. Las botellas se desplazan por la cinta 1, separadas por la misma distancia y a velocidad constante. Se trata de detectar y sacar de la cadena las botellas que salgan de la fase de cierre sin el correspondiente tapón; además si en un determinado periodo de tiempo (en este caso 7 botellas), se rechazan más de tres botellas, debe activarse una alarma y parar la cinta 1. La cinta 2 se pondrá en marcha cuando se detecte una botella errónea (botella sin tapón) y se detendrá cuando se detecte que la botella a expulsar se encuentra sobre ella.
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20. Cadena de Embotellado.
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21. Formación de Bobinas de Cable Telefónico.
Para la realización de este problema contaremos con: • • • •
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Un casquillo sobre el que se enrollará el cable telefónico. Alimentador de cable que tiene una autonomía para la formación de 33 bobinas. Un motor preparado para girar a dos velocidades. Un mandrino acoplado al eje del motor. El mandrino dispone de un sistema de control hidráulico que le permite expandirse (con el fin de fijar el casquillo sobre el que se enrollará el cable) o contraerse (para permitir extraer la bobina una vez finalizado). Un operario que será el encargado de poner los casquillos en el mandrino, sacar las bobinas y cambiar el alimentador. Este operario será avisado mediante mensajes. Un conjunto de sensores con distintas finalidades:
Detectar si el mandrino esta expandido o contraído (MandExp, MandCont). Detectar si el cable se encuentra fijado en el casquillo (CableFijado). Detectar si se ha colocado un casquillo en el mandrino (CasEnMand).
De puesta en marcha: Marcha De cambio de alimentador realizado: Cambio De emergencia: E De rearme: R
Un conjunto de pulsadores que accionará el operario:
Descripción del proceso:
Para que el sistema comience a funcionar es necesario: activar un pulsador de puesta en marcha " Marcha" , que en el mandrino se encuentre situado un casquillo y que el extremo del cable se encuentre fijado en el casquillo. Para formar la bobina con el cable telefónico el motor deberá girar de la siguiente manera: durante 1 minuto a velocidad lenta, 15 minutos a velocidad rápida y de nuevo 30 segundos a velocidad lenta. Una vez formada la bobina (casquillo + cable) el operario deberá sacarla del sistema y el ciclo podrá comenzar de nuevo. Además se dispone de un mando de emergencia “E” que producirá la parada del proceso y el sistema no podrá volver a ponerse en marcha hasta que no se accione el pulsador de rearme “R”. Tener en cuenta que una vez dada la orden de emergencia si el mandrino se encuentra expandido, será necesario contraerlo para que pueda ser evacuada la bobina
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21. Formación de Bobinas de Cable Telefónico.
Alimentador Cable
Mandrino
Casquillo
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22. Vagoneta Clasificadora. Para la realización de este problema contaremos con:
Una vagoneta, que se puede desplazar a la derecha (MoverD) y a la izquierda (MoverI). La vagoneta lleva un brazo que se puede desplazar hacia arriba (SubirBrazo) y hacia abajo (BajarBrazo). El brazo lleva una pinza que se puede abrir (AbrirPinza) y cerrar (CerrarPinza). Un conjunto de sensores: FCA y FCB que indican cuando el brazo esta en las posiciones A y B respectivamente. PA y PB que detectan la existencia de pieza en A y en B. SI y SD, indican la posición de la vagoneta en la izquierda y en la derecha.
Descripción del proceso:
La vagoneta deberá recoger las piezas y depositarlas en la posición inicial. La posición inicial es la que se observa en la figura: La acción sobre el pulsador de puesta en marcha inicia el proceso. Si existe alguna pieza tanto en A como en B la vagoneta deberá dirigirse a la posición correspondiente recogerla y depositarla en la posición inicial. Siempre que existan piezas tanto en A como en B recogerá la de la posición A. El proceso continuara mientras existan piezas, sino
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22. Vagoneta Clasificadora. FCA
PA
BajarBrazo SubirBrazo FCB
PB
FC0 SI
MoverI
MoverD
SD
CerrarPinza
AbrirPinza
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23. Sistema Clasificador. Para la realización de este problema contaremos con:
Dos vagonetas (vagoneta 1 y vagoneta 2) que se pueden desplazar a la derecha (MoverD) y a la izquierda (MoverI). Las vagonetas llevan un brazo que se puede desplazar hacia arriba (SubirBrazo) y hacia abajo (BajarBrazo). Cada brazo lleva una pinza que se puede abrir (AbrirPinza) y cerrar (CerrarPinza). Un conjunto de sensores para cada vagoneta: FCA y FCB que indican cuando el brazo esta en las posiciones A y B respectivamente. PA y PB que detectan la existencia de pieza en A y en B. SI y SD, indican la posición de la vagoneta en la izquierda y en la derecha. Un sensor (DP), que detecta pieza en el deposito de piezas 2. Las piezas saldrán continuamente, hasta que se vacíe el deposito.
NOTA: todas la variables tienen el subíndice correspondiente a cada vagoneta: ejemplo: MoverD1 y MoverD2, FCA1 etc. Descripción del proceso:
La vagoneta 1 deberá recoger las piezas que ha dejado la vagoneta 2 y depositarlas en la posición inicial. La posición inicial del sistema es la que se observa en la figura. La acción sobre el pulsador de puesta en marcha inicia el proceso. Inicialmente no existen piezas en el almacén y la primera que se detecte en el deposito de piezas 2 se deberá colocar en la posición A y la siguiente en la B y así alternativamente hasta que no queden piezas en el deposito 2. La vagoneta 2 se encargara de recoger las piezas de su posición inicial (deposito de piezas 2) y de colocarlas en el lugar correspondiente (almacén) cuando se detecte que no hay pieza en alguna de las dos posiciones (A o B o en las dos). En el momento que en el almacén se disponga de alguna pieza la vagoneta 1 deberá dirigirse a la posición correspondiente recogerla y depositarla en la posición inicial (deposito de piezas 1), las piezas se recogerán en el mismo orden en que se van depositando. El ciclo se terminara cuando no se detecten mas piezas en el deposito 2 y hallan sido recogidas todas las
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23. Sistema Clasificador.
Almacén
Vagoneta 1
Vagoneta 2
FCA2
FCA1 PA
BajarBrazo1 SubirBrazo1
FCB2
FCB1 PB
FC02
FC01 SI1
MoverI1
MoverD1
SD1
Deposito de Piezas 1
SI2
DP
Deposito de Piezas 2
SD2
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24. Pintado de Piezas. Para la realización de este problema contaremos con
Una deslizadera colocada sobre un eje horizontal. La deslizadera podrá trasladarse hacia la izquierda o derecha según se accione (Derecha, Izquierda). Acoplada a la deslizadera se ha colocado una polea accionada por un motor que permite bajar y subir un electroimán colocado en su extremo (Bajar, Subir). El electroimán se conectará para sujetar las piezas y poder trasladarlas (EI). Un conjunto de Fotocélulas con distintas finalidades: FC1 detecta pieza sobre la cinta1 en posición correcta para ser recogida. FC2 deslizadera situada a la izquierda, sobre la cinta1. FC3 deslizadera situada en el centro, sobre la cinta2. FC4 deslizadera situada a la derecha, sobre el tanque de pintura. FC5 polea recogida. FC6 polea extendida. Un conjunto de pulsadores que accionará el operario: Selector de funcionamiento (On-Off). Pulsador de puesta en Marcha: Marcha Seta de Emergencia: E Pulsador de rearme: Reset
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24. Pintado de Piezas. Descripción del proceso:
Se pone en servicio la máquina colocando el Selector en posición On y pulsando Marcha. Si la máquina esta en posición inicial, la deslizadera en la izquierda, la polea recogida y se detecta que ha llegado pieza desde la cinta1 se pone en funcionamiento el proceso. El electroimán se conectará para agarrar la pieza situada en la cinta1, luego se deberá desplazar la pieza hasta el tanque de pintura, donde se introducirá y se mantendrá dentro durante 15 segundos. Transcurrido el tiempo de pintado, la pieza deberá ser trasladada a la cinta2. Una vez se halla realizado un ciclo si el Selector esta en On, continuará haciendo ciclos. Si ponemos el Selector a Off cuando termine el ciclo se parará y dejara de estar en servicio. Para volver a poner la máquina en servicio hay que poner el Selector a On y pulsar Marcha. La cinta1 se pondrá en marcha cuando se active el selector y se presione el pulsador de marcha. Se mantendrá activada hasta que se detecte que la pieza a llegado a la posición correcta desde la cual será recogida por el electroimán. La cinta comenzará de nuevo andar cuando se detecte que la pieza ha desaparecido y se parará de nuevo cuando la pieza este bien situada. La cinta2 se pondrá en marcha cada vez que se deposite una pieza sobre ella y funcionará durante 10 segundos, luego se detendrá. Si pulsamos la Seta de Emergencia se parará todo el proceso menos el electroimán (para impedir que caiga la pieza). Para que continúe el ciclo hay que liberar la Seta de Emergencia y pulsar Reset.
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24. Pintado de Piezas.
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25. Dosificador Mezclador Automático. Para la realización de este problema contaremos con:
Un mezclador que: Para hacer que rote la cuchilla y se mezclen los productos, será necesario mantener a 1 la señal "Mezclar". Dispone de un motor de pivotamiento de dos sentidos de marcha. Para poner en marcha el motor se tendrá que activar la señal Mp y mediante las señales Pd y Pi respectivamente, se indicará el sentido de giro. Dos contenedores (A y B) con diferentes sustancias gobernados con dos válvulas monoestables (Va, Vb) y un tercero (C) donde se pesará la mezcla aportada por los contenedores A y B, gobernado por la válvula monoestable Vc. Una bascula que pesara las sustancias aportadas por los contenedores. Ésta proporciona tres señales en función del peso: b1 que valdrá 1 cuando el peso del contenedor alcance la referencia 1. b2 que valdrá 1 cuando el peso del contenedor alcance la referencia 2. b3 que valdrá 1 cuando el peso del contenedor este vació, o se encuentre en la referencia 3. Una cinta transportadora que suministrará briquetas solubles. La cinta se pondrá en marcha al activar la señal Mt. Cuatro sensores: d detector de paso de las briquetas solubles. Pasara de 0 a 1 al paso de una briqueta. p0 fin de carrera que detecta cuando el mezclador se encuentra en posición vertical. p1 fin de carrera que detecta cuando el mezclador se encuentra en posición horizontal
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25. Dosificador Mezclador Automático. Descripción del proceso:
El mezclador pivotante recibe una briqueta soluble y los productos A y B pesados por la bascula situada en el contenedor C. El sistema permite realizar una mezcla que contiene los tres productos. La acción sobre el pulsador de puesta en marcha provoca la pesada y alimentación de los productos de la siguiente forma: alimentación de una briqueta al mezclador y pesada del producto A, hasta la referencia 1, pesada del producto B, hasta la referencia2 y vaciando el contenido del contenedor C en el mezclador. El ciclo se terminará con el volcado del contenido del mezclador y regreso a su posición original. La cuchilla del mezclador deberá mantener la rotación desde el momento que empieza a entrar material hasta que se vuelca por completo.
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26. Estación Automática de Lavado de Vehículos.
Para la realización de este problema contaremos con:
•
Cinco células fotoeléctricas, un semáforo con dos luces alternativas, una barrera de paso, una cinta transportadora, un puesto para el mojado de vehículos, otro para el detergente, un tercero para el cepillado y el aclarado y por último otro para el secado.
Descripción del proceso:
Cuando se accione el pulsador de marcha, la cinta transportadora será activada y los vehículos pasarán sucesivamente por los puestos de mojado, detergente, cepillado y aclarado, y, por último, por el de secado. La barrera, en condiciones normales, permanecerá abierta y el semáforo en verde hasta que se detecte que un vehículo a entrado en el primer puesto, en ese momento se cerrará y el semáforo se pondrá en rojo. La barrera permanecerá cerrada y el semáforo en rojo hasta que el vehículo pase al segundo puesto, momento en que deberá abrirse y cambiarse el semáforo. Cada 100 vehículos el tanque de detergente deberá ser cambiado. Para realizar el cambio se esperará a que salgan todos los vehículos que se encuentren en ese momento en la línea no permitiendo la entrada de nuevos vehículos (se cerrara la barrera, el semáforo se pondrá en rojo y se detendrá la cinta) hasta que el operario de la señal de tanque cambiado. Cuando se de a un interruptor de parada y todos los vehículos que estén en la línea salgan, el proceso deberá detenerse. Consideraciones :
• •
La llegada de vehículos no es continuo; así, podrá haber sobre la cinta una, dos, tres, cuatro o ningún vehículo. Un puesto solo deberá estar activado o realizando operaciones si tiene vehículo, es decir mientras esté activada la fotocélula correspondiente al puesto. Así, en el puesto de mojado saldrá agua cuando esté activada la fotocélula correspondiente.
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26. Estación Automática de Lavado de Vehículos.
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27. Sistema Clasificador. Para la realización de este problema contaremos con:
Dos vagonetas (vagoneta 1 y vagoneta 2) que se pueden desplazar a la derecha (MoverD) y a la izquierda (MoverI). Las vagonetas llevan un brazo que se puede desplazar hacia arriba (SubirBrazo) y hacia abajo (BajarBrazo). Cada brazo lleva una pinza que se puede abrir (AbrirPinza) y cerrar (CerrarPinza). Un conjunto de sensores para cada vagoneta: FCA y FCB que indican cuando el brazo esta en las posiciones A y B respectivamente. PA y PB que detectan la existencia de pieza en A y en B. SI y SD, indican la posición de la vagoneta en la izquierda y en la derecha. Dos sensores en la pinza (PinX y PinY) que indicaran si la pinza esta abierta (PinX=1 y PinY=1), cerrada sin pieza (PinX=1 y PinY=0) y cerrada con pieza (PinX=0 y PinY=0). Un sensor (DP), que detecta pieza en el deposito de piezas 2. Las piezas saldrán continuamente, hasta que se vacíe el deposito.
NOTA: todas la variables tienen el subíndice correspondiente a cada vagoneta: ejemplo: MoverD1 y MoverD2, FCA1, etc.
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27. Sistema Clasificador. Descripción del proceso: La vagoneta 1:
• Inicialmente puede encontrarse la vagoneta y el brazo en cualquier posición y la pinza abierta, cerrada, con pieza o sin pieza. • Deberá recoger las piezas del
y depositarlas en el . Para dejar las piezas en el deposito la vagoneta deberá situarse sobre el sensor SI1 y el brazo descender hasta la posición FC01. El orden de recogida de las piezas será aleatorio pero en cualquier caso no se deberá permitir recoger más de cuatro piezas del mismo tipo habiendo pieza del otro tipo en el almacén. La vagoneta 2: • Inicialmente puede encontrarse la vagoneta y el brazo en cualquier posición y la pinza abierta, cerrada, con pieza o sin pieza. • Deberá recoger las piezas del y depositarlas en el . Para recoger las piezas del deposito la vagoneta deberá situarse sobre el sensor SD2 y el brazo descender hasta la posición FC02. El orden de colocación será aleatorio. La acción sobre el pulsador de puesta en marcha inicia el proceso. Inicialmente pueden existir piezas en el almacén. Las piezas del deposito 2 solo pueden salir si la vagoneta 2 se encuentra sobre el sensor SD2. Las vagonetas tienen distintas velocidades. El sistema se detendrá instantáneamente en el momento que se de al pulsador de parada. Todo deberá pararse en la posición en la que se encuentre. El sistema se reanudará cuando se pulse de nuevo la marcha.
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27. Sistema Clasificador.
Almacén
Vagoneta 1
Vagoneta 2
FCA2
FCA1 PA
BajarBrazo1 SubirBrazo1
FCB2
FCB1 PB
FC02 2
FC01 SI1
MoverI1 MoverD1
SD1
Deposito de Piezas 1
DP SI2
Deposito de Piezas 2
SD2
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28. Distribuidor de Piezas. Para la realización de este problema contaremos con:
Dos cintas que se encuentran a distinta altura y en funcionamiento continuo. • Un sensor de presencia (detPieza) que detecta la llegada de una pieza procedente del alimentador por gravedad. • Dos cilindros provistos de distribuidores de doble pilotaje: Cilindro Elevador (CilB, CilB) que puede desplazarse entre dos posiciones señaladas por los finales de carrera b0 y b1. Cilindro Empujador (CilA, CilA) que puede desplazarse entre dos posiciones señaladas por los finales de carrera a0 y a1. • Dos interruptores final de carrera P1 y P2, que se accionaran respectivamente cuando exista una pieza en la posición de entrada a la cinta. Descripción del proceso:
El automatismo, una vez actuado sobre el pulsador de marcha (m) distribuirá 20 piezas en las dos cintas, tras lo cual se detendrá hasta que un operario actúe de nuevo sobre el pulsador de marcha. Cuando el sistema se encuentre esperando la llegada de una pieza procedente del alimentador de gravedad si transcurridos 50sg. no se detecta el proceso se detendrá. Las piezas que irán llegando desde el alimentador se deberán depositar en las cintas de la siguiente manera: • Si una de las cintas tiene ocupada su posición de entrada y la otra esta libre, se llevará la pieza a la cinta libre. • Si ambas cintas se encuentran libres el automatismo deberá dejar la pieza en la cinta contraria a la que ha dejado la pieza anterior.
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28. Distribuidor de Piezas.
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29. Pesado y Clasificación de Piezas
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30. Automatización de una máquina de lavar ropa
Se desea controlar una máquina de lavar ropa con un programa de lavado en frío. El ciclo de funcionamiento de la máquina será: 1.
Para iniciar el ciclo hay un pulsador de puesta en marcha. Al inicio del ciclo se llenará el tambor de agua a través del accionamiento de la electroválvula E hasta que se active el detector de nivel. Este detector de nivel se activa cuando el tambor está lleno de agua y se desactiva cuando esta vacío.
2.
El lavado constará de
3.
(motorA), dejando una pausa de 0.5 segundos en cada cambio de sentido. Después de lavar se vaciará el agua del tambor mediante una bomba B hasta que se desactive el sensor de nivel. Mientras funciona la bomba el tambor girará en sentido antihorario (motorA).
4.
Después del lavado habrá 4 aclarados. Cada aclarado comenzará llenando el tambor de
50 ciclos. En cada ciclo el motor girará 30 segundos en un motorH) y 30 segundos más en sentido antihorario sentido (sentido horario
agua a través de la electroválvula E hasta que se active el detector de nivel. Un aclarado constará de 10 ciclos. En cada ciclo el motor girará 30 segundos n cada sentido, dejando una pausa de 0.5 segundos en cada cambio de sentido igual como el lavado).
5.
Después de cada aclarado se vaciará de agua el tambor mediante una bomba hasta que se desactive el detector de nivel. Mientras funciona la bomba el tambor girará (motorA).
6.
Una vez acabado el último aclarado se centrifugará (motorC) durante 5 minutos. Durante el centrifugado ha de funcionar la bomba de vaciado.
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31. Mezclador de Líquidos Se dispone de un dispositivo mezclador de líquidos que dispone de 2 depósitos, A y B, con los distintos líquidos a mezclar en el depósito de mezcla. Los depósitos A y B cuentan cada uno con una electroválvula de entrada, una electroválvula de salida, una resistencia de calentamiento, un indicador de llenado, un indicador de vacío y un termostato que se activa cuando el líquido contenido en el depósito alcanza la temperatura correcta. La mezcla se realiza, como ya hemos indicado, en el depósito de mezcla. Este depósito tiene un motor mezclador que se encarga de mover el recipiente para hacer la mezcla, un indicador de llenado (Sm), un indicador de vacío (Sv) y una electroválvula de salida. Los porcentajes de cada líquido en la mezcla se establecen controlando el tiempo de apertura de cada electroválvula de salida. La relación es lineal y el sistema está calibrado de manera que a cada x segundos le corresponde un 10x % en la mezcla. Así por ejemplo si queremos una mezcla que contenga 20% de líquido A, y 80% de líquido B, se abrirán las electroválvulas un tiempo de 2s y 8s respectivamente. El funcionamiento para el que hay que diseñar el sistema es el siguiente:
Cuando se ponga en marcha mediante el pulsador correspondiente (M) se abrirán las electroválvulas de entrada de los depósitos A y B. Transcurrido un tiempo de 5 segundos se conectarán las resistencias de calentamiento de dichos depósitos. Las electroválvulas de entrada se cerrarán cuando el depósito esté lleno, condición que nos indicarán los sensores de llenado que llamaremos La y Lb. Una vez los líquidos hayan alcanzado la temperatura correcta (observar que cada líquido es calentado a una temperatura distinta) se procederá a realizar la mezcla abriendo las electroválvulas de salida el tiempo necesario para obtener: 40% líquido A 60% líquido B Cuando los líquidos estén en el depósito de mezcla se procederá a conectar el motor de mezclado. El motor de mezcla tarda 10 segundos en realizar la mezcla. Transcurrido este tiempo se detiene el motor mezclador y se abre la electroválvula de salida del depósito mezclador hasta que quede vacío. En el sistema habrá
también un pulsador que se encargará de detener el sistema y vaciar todos los depósitos
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31. Mezclador de Líquidos
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32. Aparcamiento En la figura se representa el esquema de la salida de un aparcamiento público, por el cual, son evacuados los vehículos situados en dos plantas.
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32. Aparcamiento Para la realización de este problema contaremos con:
• Dos barreras B1 y B2, que se pueden abrir y cerrar mediante las señales: Abrir_B1, Abrir_B2, Cerrar_B1 y Cerrar_B2. • Cinco sensores de presencia: S11, S21, S12, S22 y S3. • Cuatro interruptores final de carrera que nos indican cuando las barreras se encuentran totalmente abiertas o cerradas: FCAbierta_B1, FCCerrada_B1, FCAbierta_B2 y FCCerrada_B2. Descripción del proceso:
La regulación de la salida se efectuará mediante la apertura de las barreras B1 o B2 según proceda. Tenemos en la misma dos lazos sensores S11 y S21 mediante los cuales se efectuará la demanda de salida y un tercer lazo sensor S3, que nos confirmará la salida del vehículo en curso. Otros dos lazos S12 y S22 nos informarán cuando se ha sobrepasado las barreras respectivas. La salida de los vehículos debe efectuarse de forma tal que se evacue un vehículo de cada planta, para evitar esperas en una de las plantas respecto a la otra. La secuencia de apertura debe realizarse de la forma siguiente: • Se realiza la petición de salida cuando un vehículo accede a un lazo sensor, abriéndose la barrera correspondiente, si no hay otro vehículo saliendo. • Cuando el vehículo en curso corresponda a la misma planta que el que hace la petición de salida, la barrera no debe de abrirse, a no ser que en la otra planta no haya una
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33. Detección de Piezas Erróneas Para la realización de este problema contaremos con:
• Tres pulsadores uno de Marcha (PM), de Ciclo (PC) y de Alarma (PA). • Una cinta que pondremos en marcha con el motor M1 (cuando se activa la señal M1 la cinta funciona, si la señal M1 no esta activada la cinta esta parada). • Dos detectores: DetPieza: que controla las piezas que pasan. DetError: que controla si la pieza es errónea o no. • Dos luces: una Luz Roja y otra Verde. • Una Bocina de Alarma.
Descripción del proceso:
Al pulsar Marcha (PM) se pone en funcionamiento una cinta transportadora de piezas. Cuando el número de Piezas que han pasado coincide con 20, la cinta para y se enciende una Luz Verde indicando que han pasado las piezas programadas. Para iniciar un nuevo ciclo será necesario mantener pulsado durante 2 segundos el pulsador de Ciclo (PC), en ese momento se apagará la Luz Verde y ya se podrá pulsar la Marcha para iniciar un nuevo contaje. Si en un bloque de 20 piezas se detectan 10 o más piezas erróneas, se debe activar la Bocina de Alarma y encender la Luz Roja, está se mantendrá activada hasta que se de al pulsador de Alarma (PA). En ese momento se encenderá la Luz Verde y se esperará a que se pulse durante 2 segundos el pulsador de Ciclo (PC) para poder comenzar de nuevo. Si durante el proceso se detectan 7 piezas seguidas erróneas, se debe parar la cinta encender la Luz Roja y activar la Bocina de Alarma. En esta situación, al accionar el pulsador de Alarma (PA), el proceso
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33. Detección de Piezas Erróneas
DetError
Cinta
DetPieza
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34. Montacargas clasificador Un montacargas, que dispone de un motor (M) para subir (M+) y bajar(M-) a los diferentes pisos. El montacargas soporta una carga máxima de 30 kg. En cada piso existe un sensor que indica si esta el montacargas o no (spi1, spi2, spi3 ) Una cinta transportadora (en el 3er piso). La cinta debera activarse y desactivarse cuando sea preciso. Una bascula que realiza el pesaje de las piezas antes de ser introducidas en el montacargas. La bascula dispone de dos sensores: uno que detecta pieza ( det_pieza ) y otro que indica si el peso es superior a 10 Kg (sup10 ). La bascula dará la señal de pesaje (sup10 ) al de 2 segundos de haber sido detectada. Mientras se realiza la pesada la cinta debe estar detenida. Descripción del proceso:
El accionamiento de un pulsador de puesta en marcha
m hace que se ponga en funcionamiento el sistema. Inicialmente el montacargas estará situado en el 3er piso.
La llegada de piezas se realiza por la cinta de la tercera planta y la salida se distribuira entre la primera y la segunda planta dependiendo del peso de la pieza (pieza de 10 kg planta 1 y pieza de 20 kg planta 2). Las piezas deben ser depositadas en la planta correspondiente en el orden en el que han sido introducidas en el montacargas. El proceso finalizara cuando la pieza numero 50 sea depositada en la planta correspondiente y el montacargas se sitúe en la tercera planta. SE DEBE OPTIMIZAR EL PROCESO Nota: no tener en cuenta como se depositan las piezas en la planta correspondiente (se supone que un mecanismo las evacua), simplemente indicar pieza evacuada.
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34. Montacargas clasificador
M
spi3
pc3
Cinta
bascula
pc2
Spi2
Deposito2
SI
Planta 2
pc1
Planta 1 spi1
Deposito1
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35. Garaje Cuando se introduce la llave de entrada (LLE) o salida (LLS) del garaje se acciona un motor que mediante un sistema de engranajes hace que la puerta suba. Existe un dispositivo de final de carrera superior (FCS) que indica cuando la puerta ha terminado de abrirse. Se establece un retardo suficiente para que el vehículo pueda traspasar la puerta (t 1) y una vez transcurrido este tiempo el motor se acciona en sentido contrario para que la puerta baje. La puerta continuará bajando hasta que acciona un dispositivo de final de carrera inferior (FCI) que indica que se ha cerrado y en cuyo caso se retorna al estado inicial. Existe también un sensor en la puerta (SP) que mientras se encuentre activado impedirá que la puerta baje. Si la puerta comienza a bajar y se activa el sensor, esta deberá subir de nuevo y esperar nuevamente el tiempo t 1, antes de comenzar a bajar. La capacidad del garaje es de 1000 coches, cuando esté lleno se deberá encender un cartel luminoso que indique esta situación. En este caso, aunque se accione la llave de entrada la puerta no debe abrirse hasta que no salga algún vehículo. Se dispone de dos sensores, uno a la entrada y otro a la salida, que emiten un pulso ascendente al entrar (SE) o salir (SS) los vehículos respectivamente. Existe además una alarma de incendios (AL) que al activarse deberá hacer que la puerta se abra y no permitirá el funcionamiento del sistema hasta que éste se rearme.
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36. Sistema de prensado de piezas metálicas
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36. Sistema de prensado de piezas metálicas Se dispone de un proceso formado por:
Dos cintras transportadoras transportadoras C1 y C2 mecanizadas mecanizadas mediante motores motores trifásicos accionados accionados por los contactores de potencia MC1 y MC2 respectivamente Seis cilindros cilindros doble efecto gobernados gobernados por seis electroválvulas electroválvulas biestables (A+,A-..,F-) además de sensores electromecánicos que permitirán saber en cada momento si el cilindro en cuestión está extendido o recogido o RecA - ExtA Recogido Recogido Cilindro Cilindro A – Extendido Extendido Cilindro Cilindro A o RecB - ExtB Recogido Recogido Cilindr Cilindroo B – Extendido Extendido Cilindro Cilindro B o .... o RecF - ExtF Recogido Recogido Cilindro Cilindro B – Extendido Extendido Cilindro Cilindro F Pinza situada situada en el el extremo extremo del vástago vástago del cilindro cilindro F, la la pinza pinza se control controlará ará mediante mediante un motor motor que permitirá permitirá su apertura apertura “PA” y cierre “PC”. Un sensor todo-nada inductivo (S1), que detectar detectaráá la presencia presencia de de una pieza pieza en la bandeja del del cilindro B. Un sensor todo-nada también de tipo inductivo (S2), que detectar detectaráá la presencia presencia de de una pieza pieza en la zona de prensado. Dos sensores de presión (PC1 y PC2) acoplados a las dos cintas para determinar si estas llevan una pieza o no. Dos luces “Luz_Marcha” y “Luz_EM”. Tres pulsadores “Marcha”, “Paro” y “R”. Una seta de emergencia “EM”.
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36. Sistema de prensado de piezas metálicas Descripción del proceso:
Inicialmente el sistema se encuentra parado parado hasta que es pulsado pulsado el botón de encendido “Marcha”, una vez acciona accionado do dicho dicho pulsad pulsador, or, se encenderá encenderá la lámpar lámparaa “Luz_Marcha” y est estar aráá en fun funci cion onam amie ient ntoo continuo mientras el sistema este trabajando. Tras ser pulsado el botón “ Marcha”, el cilindro A colocará una pieza (en principio nunca nunca se agotan) agotan) en la cinta C1, la cual cual la desaloj desalojará ará sobre el retenedo retenedorr situado situado en en el extremo extremo del cilind cilindro ro B. Una Una vez detectada la pieza en dicho retenedor, se procederá a su desalojo sobre la cinta C2 (resaltar que una vez libre C1 y el retenedor unido al cilindro cilindro B, el sistema podrá comenzar el tratamiento tratamiento de una nueva pieza en la alimentación). Una vez la pieza se sitúa sobre la cinta del del cilindro C, este se accionará provocando la elevación elevación de la cinta hasta hasta llega llegarr a la altura altura de de la prensado prensadora. ra. Llegado Llegadoss a este punto, punto, si la prensador prensadoraa está libre se se procederá a la colocación de la la pieza en la misma mediante mediante el accionamiento de la cinta C2. Tras el prensado prensado de la pieza pieza (cilindr (cilindroo E) está será elevada elevada (median (mediante te el cilindro cilindro D) para proceder proceder a su retirada retirada mediante mediante la pinza pinza situada situada en en el extremo extremo del vástago vástago del cilindro cilindro F. Una vez retirada retirada la pieza pieza se soltara soltara y se procederá procederá a su evacuació evacuación. n. El sistema sistema podrá ser detenido en cualquier momento mediante mediante una seta de emergencia “EM” el cu cual detend detendrá rá todo todo el el proces procesoo y hará hará lucir lucir la luz de emerge emergenci nciaa “Luz_EM” de for forma ma inte interm rmit iten ente te a una una frecuencia de 2 Hz. La luz “Luz_Marcha” debe debe permane permanecer cer encen encendid dida. a. Esta Esta situac situación ión ha ha de permanecer así hasta que el operador desactive la seta de emergencia y accione el pulsador “R”, momento en que se supone que el operador ha solucionado el problema. Tras esto el sistema quedará como en las condiciones iniciales listo para ser arrancado de nuevo. Para detener el proceso el operario accionara el interruptor de parada “Paro”. A partir de ese momento no entrarán más piezas en el sistema y cuando salga la última pieza prensada el proceso
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37. Sis Sistem tema a de de T Tala aladra drado do y Veri Verific ficaci ación ón de Piezas
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37. Sistema de Taladrado y Verificación de Piezas
Se dispone de un proceso formado por:
Taladro, sujeto a una guía controlada por un motor eléctrico con inversión de giro controlado a través de las señales “UP” y “DOWN”. Por su parte el control del taladro para su encendido o apagado se realiza mediante la señal “MT ”. El posicionamiento del taladro se realizará mediante los dos finales de carrera inductivos: FT1 taladro extendido, FT2 taladro recogido. Base del taladro, con un espejo para comprobar si el taladrado ha sido correcto (mediante reflexión del haz fotoeléctrico acoplado al colocador de piezas). Cinta transportadora para llevar la piezas accionada mediante su contactor de potencia “ MC1”. Dos cilindros de simple efecto con muelle recuperador para bloquear el paso de las piezas V1+ Alimenta el cilindro 1 provocando su extensión. V2+ Alimenta el cilindro 2 provocando su extensión. Un colocador de piezas montado sobre una base móvil controlada por un motor con dos señales de control (MIZQ y MDER) cuya finalidad será la de colocar la piezas donde les corresponda. Este colocador se vale de cuatro finales de carrera inductivos ( F1, F2, F3 y F4) para determinar las posiciones de paro del mismo y de un electroimán activado mediante la señal “ Eiman” que provocará la puesta en marcha del mismo y en caso de haber una pieza bajo él la elevación de la misma. Por último lleva acoplado un sensor fotoeléctrico “ CEL” basado en la reflexión del haz de luz de forma que si se ha taladrado una pieza, el taladrado será correcto si y solo si, el haz de luz pasa limpiamente a través de la misma y se refleja en el espejo colocado a tal efecto en la base del taladro. Un sensor fotoeléctrico “ Evacuada” basado en el principio de barrera (reflexión del haz de luz) colocado en el extremo de la cinta, de forma que una vez taladrada una pieza y devuelta a la cinta gracias a este sensor saber cuando es evacuada al contenedor.
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37. Sistema de Taladrado y Verificación de Piezas
Descripción del proceso:
Una vez accionado el pulsador de encendido (START ) la cinta transportadora se pone en funcionamiento, se apaga el testigo “LOFF” y se enciende el “LON”. Si no tenemos ninguna pieza en la zona de taladrado, se abre el primer cilindro (V1) hasta que una pieza entra en la zona controlada por el sensor inductivo “Pieza”, tras detectar una pieza en esa posición se procederá a dejar de alimentar dicho cilindro para evitar que se introduzcan más piezas y provoquen un mal funcionamiento del sistema. Tras cerrarse el cilindro (V1), se lleva el colocador a su posición F1 y se acciona el electroimán para llevar la pieza a la posición de taladrado (F3) donde será soltada para comenzar el proceso de taladrado. Una vez taladrada la pieza (bajar taladro, taladrar hasta que llegamos a FT2 y retirar a FT1) se comprueba la calidad del taladrado mediante la célula fotoeléctrica (F2 para posicionarnos con la célula sobre la pieza) si la señal devuelta por la célula es 1, el taladrado es correcto, valdrá “0” en caso contrario. Si el taladrado es defectuoso, la pieza será desechada (F4 para posicionarnos sobre la zona de evacuación) y se producirá un mensaje de aviso mediante la bocina colocada a tal efecto. Si el taladrado fuera correcto, se llevaría de nuevo la pieza a la cinta y se abriría el cilindro V2 para la evacuación de la misma. Una vez la pieza haya salido de la zona entre V1 y V2 se procederá a cerrar V2 y a empezar de nuevo el proceso. Para apagar el sistema será necesario pulsar el pulsador de apagado (OFF), una vez hecho esto, es sistema dejará de recibir piezas (impedirá esto el cilindro V1) aunque se seguirá tratando (en caso de haberla) la pieza en curso. Una vez evacuada la última pieza la cinta se parará y quedará en este estado hasta que se vuelva a pulsar “START ”. Si durante el proceso de desconexión se volviera a pulsar “START”, se supone que la orden anterior ha sido anulada y el sistema ha de volver al modo de funcionamiento normal. El funcionamiento de la seta de emergencia es simple, una vez pulsada el sistema se ha de detener y la bocina comenzará sonar de forma intermitente hasta que se quite la seta de emergencia. Para comenzar
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38. Garaje Un garaje de 150 plazas de capacidad, tiene, frente a su puerta de acceso de vehículos, un paso de cebra para los peatones. Para evitar atropellos, se optó por una regulación automática de forma que cuando un vehículo quiera entrar o salir del garaje, la red de semáforos instalada al efecto adopte la combinación correcta.
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38. Garaje Se dispone para el control de la entrada de: Tres Semáforos: o (S.P.) Semáforo de Peatones para controlar
el paso de peatones. El sistema de control podrá cambiar la luz activada mediante las señales: SPeaRojo y SpeaVerde, que pondrán la luz roja o verde respectivamente. o (S.E.) Semáforo de Entrada que controla la entrada de vehículos. Las señales de control para el cambio de las luces de este semáforo serán: SERojo, SEVerde y SEAzul. o (S.S.) Semáforo de Salida para el control de la salida de vehículos. Las señales de control para el cambio de las luces de este semáforo serán: SSRojo, SSVerde. Un porton que impedirá la entrada y salida de vehículos cuando se encuentre cerrado. Para la apertura y cierre del portón se emplearán las señales Abrir, Cerrar. Los peatones no tienen permiso de paso por esta entrada. Un conjunto de sensores y finales de carrera: o Sensores de Entrada: •E1 indica al sistema que hay un vehículo que desea entrar al garaje. •E2 indica que el vehículo ya se encuentra en el interior del garaje. o Sensores de Salida: •S1 nos informa de que un vehículo desea abandonar el garaje. •S2 el vehículo ya ha salido del garaje. o Finales de Carrera en el portón: •FCC al activarse indica que el portón está cerrado. •FCA al activarse indica que el portón está completamente abierto. Un pulsado para arrancar el sistema (ON). Existe además una alarma de incendios (AL) que al activarse deberá hacer que la puerta se abra y no permitirá el funcionamiento del sistema hasta que éste se rearme (r).
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38. Garaje Descripción del proceso:
Tras accionar el pulsador de arranque ON se comenzara el ciclo de temporización del semáforo de peatones (S.P.). El paso de peatones lo regula el semáforo S.P., éste se rige por una secuencia fija de 40sg. en verde y 20sg. en rojo. Para que un vehículo pueda entrar tiene que tener plaza de aparcamiento, lo cual, se indicará mediante la activación de la luz azul del semáforo de entrada ( S.E.). Esta luz es independiente de la verde y roja del semáforo. El número de plazas ocupadas esta contenida en un contador denominado Cont_Plazas. Este contador deberá irse actualizando según entren o salgan vehículos del garaje ( E2,S2). Se sabrá que un coche quiere entrar cuando se active el sensor de entrada E1. En ese caso si el semáforo de peatones esta en rojo (es decir los peatones no están pasando o no pueden pasar) y no se encuentra ningún coche saliendo o queriendo salir, el semáforo de entrada se pondrá en verde y el coche podrá pasar. Desde el momento que el semáforo de entrada está en verde los otros semáforos deberán estar en rojo hasta que no se detecte que el vehículo ha entrado completamente al garaje ( E2). Se sabrá que un coche quiere salir cuando se active el sensor de salida S1. En ese caso si el semáforo de peatones está en rojo (es decir los peatones no están pasando o no pueden pasar) y no se encuentra ningún coche saliendo, el semáforo de salida se pondrá en verde y el coche podrá pasar. Desde el momento que el semáforo de salida está en verde los otros semáforos deberán estar en rojo hasta que no se detecte que el vehículo ha salido completamente del garaje (S2). Ante una demanda de entrada y salida simultanea, la salida es siempre prioritaria. El portón se abrirá ante una demanda de entrada o de salida. Cuando se accione el final de carrera de apertura FCA se activará la luz verde del semáforo que corresponda. A su vez el cierre del mismo se llevará a efecto una vez que se active el sensor correspondiente, según corresponda a una entrada E2 o salida S2. Mientras existan coches intentando entrar o salir el portón no se cerrará. El semáforo de peatones permanecerá en rojo hasta que el portón esté completamente cerrado. Existe además una alarma de incendios (AL) que al activarse deberá hacer que la puerta se abra y no permitirá el
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40. Paso a Nivel Se desea automatizar un paso a nivel como el que se muestra en la figura:
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40. Paso a Nivel Se dispone para el control del paso de:
Cuatro Semáforos: o 2 Semáforos para controlar el paso de vehículos (Sc1-Sc2) . El sistema de control podrá cambiar la luz activada mediante las señales: Sc1Rojo, Sc2Rojo, Sc1Verde y Sc2Verde que pondrán la luz roja o verde respectivamente. o 2 Semáforos para controlar el paso de trenes (St1-St2). El sistema de control podrá cambiar la luz activada mediante las señales: St1Rojo, St2Rojo, St1Verde y St2Verde que pondrán la luz roja o verde respectivamente. Dos barreras que impedirá el paso de vehículos cuando se encuentren cerradas. Para la apertura y cierre de las barreras se emplearán las señales Abrir_B1, Abrir_B2, Cerrar_B1 y Cerrar_B2. Un conjunto de sensores y finales de carrera: o Sensores de Paso de Tren: S_dcha indica al sistema que hay un tren en ese punto. S_izqda indica al sistema que hay un tren en ese punto. o Sensor de Coche: S_coche nos informa de que un vehículo esta en la zona sombreada. o Finales de Carrera en las barreras: F_ce_b1 y F_ce_b2 al activarse indican que las barreras correspondientes están cerradas. F_ab_b1 y F_ab_b2 al activarse indican que las barreras correspondientes están completamente abiertas.
