PROBLEMA
1) La figura representa tres carritos que se mueven a diferente velocidad siempre en el mismo sentido (el indicado) en forma contínua. Se debe diseñar la lógica de control para que los carritos no choquen, deteniéndolos cuando sea necesario, y de tal manera de que se muevan siempre que sea posible (es decir, que no estén detenidos si no es absolutamente necesario para evitar el choque). El sistema arranca con los carritos en la posición de la figura y se dispone de las siguientes señales:
M1 Sensor Si=1 Carrito sobre el sensor i Motor carrito Mi=1 Carrito i anda
S7
2) Se le añade al sistema un receptor de radio que entrega una señal de clock y S5 S1 Palabra Carrito de datos Q, por la cual se 000 niguno indica la detención y re- S2 S3 101 carrito 1 arranque de un carrito, en 110 carrito 2 forma de una palabra de 3 111 carrito 3 S6 bits (transmisión serie). Al recibir la señal, el carrito respectivo se debe detener por 2 minutos y luego seguir normalmente. M2 También debe proseguir si mientras está S4 esperando vuelve a recibir su código. Se garantiza que mientras un carrito esté esperando, no se transmitirá el Receptor de código de ningún otro carrito. Radio Se dispone para el diseño de esta parte de un temporizador de 1 minuto.
M3 Q
clk
Se pide realizar la red de Petri de la parte 1 y luego modificarla (o rehacerla) atendiendo a la parte 2. Es indispensable realizar un diagrama de entradas y salidas, y para el caso de dividir en subsistemas el respectivo diagrama de interconexión (si las hubiera).
PROBLEMA La figura representa un procesado de piezas mecánicas. Este consiste en maquinar las piezas y enviarlas a embalar. Para este REPROCESO
Cinta 2
S5
MARCADO S3
C
Cinta 3 MAQUINADO
S6
SELECCION
DESECHO
Brazo
SUMINISTRO
S1
Q
Cinta 1
S2
EMBALAJE S4
Cinta 4
fin, existen cuatro cintas t ransportadoras y un brazo mecánico cuyas funciones son las siguientes: El brazo mecánico toma las piezas de SUMINISTRO y las S1 Sensor C S2 coloca en MAQUINADO. También puede tomar piezas de T2 C1 C2 S3 REPROCESO y llevarlas a MAQUINADO o DESECHO, 0 0 No hay pieza S4 según corresponda. De haber piezas tanto en SUMINISTRO R1 0 1 Pieza con una marca S5 como en REPROCESO da prioridad a este último, S6 1 1 Pieza con dos marcas R2 atendiéndolo primero. C1 La cinta 1 lleva las piezas de MAQUINADO a C2 B1 Sensor Q SELECCION. En el trayecto se produce el maquinado. Si B2 Q1 Q2 hay una pieza en SELECCION, esta cinta no debe funcionar Q1 0 0 No hay pieza Q2 para no amontonar piezas. 0 1 Pieza OK La cinta 2 mueve las piezas desde MARCADO (donde se l es 1 1 Pieza a reprocesar hace una marca cada vez que pasan) hasta REPROCESO y sólo se mueve cuando hay piezas para transportar, pero no debe amontonar piezas en REPROCESO. La cinta 3 transporta las piezas a MARCADO o EMB ALAJE según corresponda. Funciona T1,2,4=0 Cinta i detenida cuando hay piezas que transportar, y tampoco debe amontonar piezas. T1,2,4=1 Cinta i f uncionando La cinta 4 lleva piezas a la posición S UMINISTRO, y no debe amontonar piezas. Para producir el funcionamiento descripto, que es contínuo, se dispone de los R1 R2 sensores indicados que operan como se describe a continuación: 0 0 Cinta 3 detenida S1,S2,S3,S4,S5,S6 toman el estado l ógico 1 cuando hay una pieza sobre ellos. 0 1 Cinta 3 hacia MARCADO El sensor C no sólo determina la existencia de una pieza sobre él, sino que también 1 0 Cinta 3 hacia EMBALAJE indica el número de marcas que posee, suministrando la información mediante 2 variables C1 y C2. Toda pieza con mas de una marca deberá desecharse, caso B1 B2 contrario reprocesarse. 0 0 Brazo hacia DESECHO El sensor Q, además de indicar la presencia de una pieza, determina si cumple 0 1 Brazo hacia SUMINISTRO con las especificaciones brindando la información mediante las variables Q1 y 1 0 Brazo hacia MAQUINADO Q2. 1 1 Brazo hacia REPROCESO Los elementos a controlar son las cintas y el brazo mecánico. No forma parte del diseño el retiro de las piezas de DESECHO o EMBALAJE. Debe tenerse en cuenta que el brazo mecánico, una vez que se desplaza a la posición indicada, libera (en MAQUINADO o DESECHO) o agarra (en SUMINISTRO o REPROCESO) la pieza en forma automática. La confirmación de esta acción debe verificarse por medio de los respectivos sensores. Asimismo debe evitarse mover el brazo mecánico inútilmente. Al iniciarse el proceso el b razo se encuentra en la posición MAQUINADO, y no hay piezas en las cintas. Se debe realizar la Red de Petri que resulte adecuada para respetar el funcionamiento descripto. Si se procede a la división en subsistemas, indicar la interconexión entre los mismos como así también el significado de cualquier variable adicional que se utilice.
MOTOR DIESEL
La figura representa un motor de cuatro tiempos diesel con componentes comandados electrónicamente diseñado para trabajar en forma constante entre dos velocidades v1 y v2. Posee principalmente tres válvulas: I (de inyección de combustible), A (de entrada de aire) y E (de escape de gases), un turboalimentador T centrífugo encargado de mantener una elevada presión en la cámara de compresión previa a la válvula inyectora, un sobrealimentador de aire S tipo rodillo sin fin, una cámara de compresión con tres sensores de presión (P1, P2 y P3) y dos sensores (N1 y N2) indicadores de la posición del pistón. El funcionamiento de este motor consta de las 4 etapas clásicas: 1ra Admisión: Al comenzar a descender el pistón debe abrirse la vávula de entrada de aire hasta que alcance el punto medio inferior (PMI). 2da Compresión: Se produce seguidamente a la admisión hasta que el pistón llega al punto medio superior (PMS). Las válvulas deben permanecer cerradas. 3ra Explosión: Al llegar al PMS debe abrirse la válvula de inyección que da paso al combustible pulverizado, produciéndose la explosión de la mezcla. Esta válvula debe permanecer abierta durante 1, 2 o 3 ms dependiendo de la presión existente en la cámara de compresión y la velocidad del motor presion según se indica. Esta etapa finaliza cuando el pistón llega al PMI. 4ta Escape: Al producirse la explosión el pistón desciende y al llegar al PMI debe abrirse la válvula de escape de gases hasta que el pistón retorne al p3 PMS.
Tiempo de Inyección
p2
El sobrealimentador de aire debe permanecer funcionando durante las etapas de escape y admisión. El turboalimentador debe mantener la p1 presión del combustible entre los niveles p1 y p3 trabajando lo menos posible. En el arranque, se desconoce la posición del pistón, por lo que si este llega al PMS se iniciará ahí la primera etapa de admisión. Si en cambio llega al PMI se comenzará con la etapa de escape.
v1 1ms
v2 2 ms
velocidad 3 ms
Si en algún momento durante la marcha el motor se mantiene a una velocidad inferior a v1 por mas de 10 segundos contados a partir del momento de finalizada la etapa de exlosión, el motor debe detenerse para lo cual permanecerán cerradas las válvulas A e I y abierta la E hasta el próximo encendido. Se dispone para el diseño de un temporizador de 10 s, uno de 1 ms y una señal C indicadora del accionamiento de la llave de encendido. La codificación a emplear será la siguiente: T, S=1 ==> funcionando A, I, E=1 == > válvula abierta Pi =1 ==> presión mayor que pi Vi=1 ==> velocidad mayor que vi N1=1 ==> PMI N2=1 ==> PMS C=1 ==> Llave en posición de encendido.
F 1,10 C 1,10
1ms 10 s Ci
Temp
Fi
t t
Se pide: a) Diagrama de entradas y salidas del sistema de control. b) Red de Petri del sistema de control. En caso de dividir en subsistemas, indicar la interconexión de los mismos.
INCUBADORA La figura representa una incubadora cuyo funcionamiento debe ser tal que garantice ciertas condiciones de humedad y te mperatura, así como también una permanente rotación de los huevos a incubar. La temperatura debe mantenerse entre los valores dados por dos sensores activando y desactivando la resistencia calefactora del modo indicado en la gráfica. Durante los ciclos de vaporización esta resistencia debe permanecer activada para compensar la caida de temperatura. Para regular la humendad del interior se utiliza la V generación de vapor dejando caer agua sobre unas canaletas, calefaccionadas en forma independiente por Rv una resistencia al efecto, la cual debe siempre estar por Rc encima de los 120 °C. La válvula que deja pasar el agua debe permanecer abierta durante un período regulado por un operario (de 15 a 45 seg.). Esta operación debe realizarse cada 5 minutos, siempre que la humedad no Motor esté por encima del máximo permitido, o cada vez que disminuya por debajo del mínimo. Los huevos a incubar deben moverse Rc=1 cada 30 minutos exactos, rotándolos 10 segundos hacia un lado y 10 segundos hacia el otro. Durante esta rotación no se Rc=0 puede vaporizar, debiéndose cancelar en forma inmediata la vaporización temp tmin tmax (salteándola) si se está llevando a cabo, excepto que la humedad esté por debajo del mínimo permitido (en este caso siempre se vaporiza). Se dispone de 4 temporizadores, 3 sensores de temperatura, 2 sensores de humedad, 2 resistencias calefactoras, 1 motor y 1 válvula de agua, descriptos a continuación: SH1 SH2 SENSORES DE HUMEDAD T1: temporizador 30 min. 0 Humedad normal T2: temporizador variable de 15 a 45 seg. 0 0 1 " p/debajo del mínimo T3: temporizador 5 min. 1 0 " p/encima del máximo T4: temporizador 10 seg. 1 1 " normal M1 0 0 1 1
M2 0 1 0 1
MANDOS DEL MOTOR motor detenido motor gira a la derecha motor gira a la izquierda motor detenido
RESISTENCIAS Rc=1 resistencia calefactora activada Rv=1 resistencia de vaporización activada
F 1
30min Ci
V=1 válvula abierta
C 1
SENSORES TEMPERATURA S1=1 temperatura < a la mínima S2=1 temperatura > a la máxima Sv=1 resistencia calefactora con temperatura >= a 120 °C
t t
Temp
Fi
PROBLEMA
La figura representa una planta de hormigón elaborado manejada por un Controlador el que a su vez es comandado por una PC. A continuación se detallan Entradas y Salidas del Controlador a diseñar: Entradas: Li=1 peso programado alcanzado Ei=0 balanza vacía Ui=1 cantidad programada alcanzada (vuelve a 0 cuando la respectiva válvula se cierra) Vi=0 silo vacío X1X0=en binario indican el ciclo a ejecutar (1, 2,3).Cambian de valor cuando las tres balanzas están llenas. P=1 pulsador de inicio accionado
Salidas: AF,AG,G,C,D,B1,B2=1 válvula seleccionada abierta M=1 motor de cinta funcionando T=1 motor de sinfín funcionando L=1 lámpara de fin de carga encendida E=1 luz de “faltan materiales”
La forma en que opera esta planta es la siguiente: El operador programa en la PC la cantidad de metros cúbicos a cargar y la fórmula a utilizar. En base a esto, la PC configura el controlador determinando que silos se van a utilizar y de tal manera que la carga se realice en tres ciclos casi iguales. Cada ciclo implica el desarrollo de las siguientes tareas: Carga de la balanza de áridos finos (o sea arena, etc.) hasta el peso calculado (sería aprox. un tercio del total de la fórmula). Carga de la balanza de áridos gruesos (canto rodado, granza, etc.) (ídem anterior) Carga de la balanza de cementos. (ídem anterior) Estas tres tareas deben realizarse paralelamente. Luego viene la carga del camión: se debe hacer andar la cinta transportadora a la vez que se alternan las aperturas y cierres de las válvulas de las balanzas de los dos tipos de áridos (1 segundo abierta, 1 segundo cerrada, y la otra al revés) hasta que ambas queden vacías (esto es para ir mezclando el material). Obviamente, no tendrá sentido habrir una válvula luego de que la respectiva balanza se vacíe. Luego comienza a accionarse el sinfín elevador del cemento hasta que esta balanza quede vacía ( durante este tiempo ya deben ir recargándose las otras balanzas ). Este ciclo se repite tres veces y luego se agregan el total de agua y aditivo (en forma simultánea), cantidades estas controladas por los caudalímetros U1 y U2. Finalmente debe encenderse la lámpara L indicadora de fin del proceso. Debe tenerse en cuenta que la computadora, de acuerdo a la fórmula seleccionada, habilita las válvulas de áridos
PROBLEMA
La figura representa un muipxr 4 anas sinr nis mana pr una ógia nr que se preten iseñar . Las señas que ingresan a aa un s anas pr vienen sens transmisres sinr nizas, estan ispnib a seña rej utiizaa (LK) u per í es 9 ms. canal 3 La gia nr br á ser L3 ta que aa ana n sea canal 2 MUX ateni mas segun L2 S (xaamn) pr z. Para e canal 1 a ógia nr manar á L1 canal 0 as señas que en L0 binari inian e ana seina, setear á as C0 C1 saias L a L sinaas a H3 nifiar a s trasnmisres que están sien atenis (Lx=1). CLK CONTROL H2 Amás, s anas a ser H1 atenis se habiitan exrnamn miante as entraas HH H ( ana siemre b ser ateni), sien a seuenia a seguir : ana ana ana ana ana et. Las entraas HH H (Hx=1 => habiita) puen ambiar en uaquier mmn, per est n imia que ba jarse atenr a un ana que está sien ateni (s arar á as seuenias siguientes). Si pr e ana que está sien ateni en un r mina mmn ga a seuenia (s uns seguis, ueg un r ueg un un) se entenr á que este ana n tiene naa mas para transmitir bien pasarse en f r ma inmiata a atenr a ana habiita siguiente. E mmn a nmutain b iniir n a finaizain bit-im rrespniente a úim un esta seuenia espeia. S entien que si un ana n tiene naa que transmitir s transmitir á a seuenia espeia en f r ma per manente. E sistema transmisin asegura que esta seuenia n está presente en s ats a transmitir amás que en e as que s mas anas ban trasnmitir estas seuenias har án simuaneamn (s ir existir án bits ren ta manera que e primr un a seuenia espeia un ana sea inin n e primr un r ana). S preten entns que n se mita ar ningún bit en ningún mmn. S ispn un temrizar seg. S pi re Petri sistema nr , en as iiir en subsistemas as respeias res e iagrama inter nxin.
PROBLEMA La figura representa un pasillo de seguridad con doble puerta cuyo funcionamiento es el siguiente: La persona que desee cruzar el pasillo deberá pulsar el boton B1 (o B2 según de que lado esté), lo que hará que por 5 segundos se active el cerrojo magmético, permitiendo la apertura de la puerta. Esta apertura estará verificada por el sensor A1 (o A2 del otro lado) y la persona tendrá otros 5 segundos para entrar y cerrar la puerta. La entrada al pasillo se considerará realizada cuando la persona se interponga en el haz del sensor infrarrojo H1 (o H2). Si la puerta se abre y la persona no ingresa (por mas que cierre la puerta), o si permanece abierta luego del los 5 segundos dados para entrar, deberá sonar la alarma.
Una vez en el pasillo la persona tiene 20 segundos para llegar a la otra puerta, situación que se verificará por la interrupción del otro haz infrarrojo. Si no llega, deberá sonar la alarma. Si llega, la cerradura se activará por 5 segundos para que la persona salga. Si no lo hace deberá sonar la alarma. Comlementariamente, en el piso del corredor, se halla instalado un sensor de peso (R), capaz de determinar si existe una persona, mas de una o ninguna dentro del pasillo. Esto es necesario para verificar que la persona no cambia de dirección sobre los haces infrarrojos (pega la vuelta). Por supuesto, que si mas de una persona es detectada en el pasillo, inmediatamente debe activarse la alarma. (Además, si una persona está usando el pasillo, los pulsadores de acceso deben dejar de funcionar hasta que salga y cierre la puerta). La alarma deberá sonar intermitentemente con una cadencia de 1 segundo (un segundo prendida, un segundo apagada), y solo se apagará cuando un operador pulse un boton (X). Cuando la alarma suena, las puertas deben permanecer cerradas y el sistema no debe permitir ingresos/egresos.
Las entradas y salidas involucradas son las siguientes: Bi=1 pulsador presionado Pi=1 acciona cerradura magnética (abre) Ai=1 puerta abierta Al=1 alarma sonando Hi=1 haz infrerrojo interrumpido R1 0 0 1 1
R0 0 1 0 1
Nadie en el pasillo Una persona en el pasillo Dos personas en el pasillo Mas de dos personas en el pasillo
Para el diseño se cuenta también con dos temporizadores: uno de 5 segundos y otro de 20 segundos, y además una señal de reloj (clock) de 1 segundo de período. Se pide realizar la red de petri del sistema. En caso de dividir en subsistemas, indicar la interconexión de los mismos y si son de tipo sincrónico o asincrónico.
Problema La figura representa una prensa para la fabricación de pequeñas piezas de caucho vulcanizado. Se pretende realizar la red de Petri para un controlador que permita la siguiente operatoria: Un solo operario se requiere para realizar la producción. Su labor consiste en descargar las piezas producidas de la matriz, limpiar la misma y accionar un pulsador (X) para dar comienzo a una nueva prensada. Durante todo este tiempo la prensa debe permanecer abierta. Para iniciar una prensada, primero debe precalentarse la matriz. Para ello, se introduce la matriz en la prensa y se cierra esta hasta alcanzar la presión de precalentamiento y se mantiene allí hasta que la matriz, por contacto, llega a la temperatura mínima necesaria. Entonces se abre la válvula de colada (V) que permite el ingreso del caucho durante 10 segundos. Una vez cerrada esta, debe aumentarse la presión de la prensa hasta la presión de fabricación y mantenerse allí. Las temperaturas de la prensa (partes superior e inferior) deben regularse alrededor de la temperatura de prensado (por lógica, son mas altas que la inicial de la matriz) a partir del inicio de la prensada. El tiempo de fabricación, que se cuenta desde el instante en que se abre la válvula de colada, debe ser de 10 minutos, luego de lo cual la prensa se abre, se mueve la matriz fuera de ella y se avisa al operador por medio de una luz (L) y chicharra (Z) que se prenden y apagan (0,5 seg. prendidas - 0,5 seg. apagadas) durante 5 segundos para dar aviso al operador. La presión de la prensa se regula con una válvula de tres posiciones que regula el suministro del fluido: abierta (no produce presión, la prensa se abre sola por acción de un resorte), en by-pass (la presión se mantiene o a lo sumo disminuye por efecto de perdidas), cerrada (la presión aumenta). Existe un motor que mueve la bomba que alimenta la prensa (debe andar siempre que se esté prensando) y dos motores auxiliares para introducir y sacar la matriz. Tener presente: no retirar la matriz hasta que la prensa esté totalmente abierta. puede haber fugas de presión. Si por alguna razón la presión alcanzase el nivel de peligro y se mantuviese esta condición por mas de 5 segundos, entonces se encenderán la luz y la chicharra en forma fija para que el operador solucione el problema rápidamente. De solucionarse, el tiempo de prensado no debe alterarse. Si no se soluciona al cabo de 10 segundos, deberá abrirse la prensa, sacar la matriz y esperar a que el operador controle el sistema.
Se cuenta para el diseño con un temporizador de 5 segundos y otro de 10 minutos, así como también con una señal de “clock” de 0,5 seg. de período. Realizar el diagrama de entradas/salidas y en caso de dividir en subsistemas, indicar las interconexiones de los mismos. También indicar si se trata de sistema(s) asincrónico(s) o sincrónico(s). Entradas: Ts=1 Temp. prensa superior >= temp. trabajo. Ti=1 Temp. prensa inferior >= temp. trabajo TM=1 Temp. matriz >= temp. mínima MA=1 Matriz fuera de la prensa Mc=1 Matriz colocada en la prensa A=1 Prensa abierta X=1 pulsador accionado P1 P0 Presión de la prensa (P) 0 0 presión en cero 0 1 presión >= presión precalentamiento 1 1 presión >= presión prensado 1 0 presión >= presión de peligro
Salidas: V=1 válvula de colada abierta Ri=1 resistencia calefactora inferior activada Rs=1 resistencia calefactora superior activada Mi=1 funciona motor para introducir matriz Mz=1 funciona motor para sacar matriz Z=1 zumbador sonando E=1 funciona motor bomba L=1 luz de aviso encendida Q1 Q0 Válvula prensa (Q) 0 0 válvula prensa abierta 0 1 válvula prensa cerrada 1 0 válvula prensa en “by pass” 1 1 -------invalido---------
PROBLEMA La figura representa tres carritos que se mueven indefinidamente según el siguiente patrón: Inicialmente los carritos deben encontrarse respectivamente sobre los sensores I1, I2, I3 para que, accionando el pulsador P, comiencen a moverse en sentido horario. Las dos reglas que rigen el cambio de sentido de los carritos son: a) Cuando un carrito llega a un sensor central (S1 ó S2), alli se detiene. Vuelve a arrancar cuando es chocado, y lo hace en sentido contrario. b) Cuando dos carritos chocan, cambian de sentido.
S1 S3 I1
S2 S4 I2
I3
Entradas: Si=1 para i=1,2,3,4 => Carrito sobre el sensor Si Ii=1 para i=1,2,3 => Carrito sobre el sensor Ii Ci=1 para i=1,2,3 => Carrito i tocando otro carrito P=1 pulsador accionado Salidas: MHi=1 para i=1,2,3 => El carrito i se moverá en sentido Horario MAi=1 para i=1,2,3 => El carrito i se moverá en sentido Antihorario
Se supone que cuando un carrito e stá detenido sobre un sensor, ningun otro carrito puede llegar a tocar ese sensor. Los carritos no tienen la misma velocidad ni esta es uniforme. Se pide: 1) Realizar el diagrama de Petri para respetar el comportamiento señalado, considerando solamente la presencia de los sensores S1 y S2, además de los I1,2,3. Si se divide en subsitemas indicar la i nterconexión de los mismos. Tener presente a realizar este punto los dos que siguen. 2) Modificar la red (o redes) anterior para que, incorporando los sensores S3 y S4, al llegar a ellos los carritos se detengan por 2 segundos. (se sugiere agregar subsistemas). tiempo Tener presente que siguen siendo válidas F i Fi Ci las reglas anteriores, es decir, si un carrito Temp es chocado mientras esta detenido, esto t implicará que cuando arranque al término C i del tiempo lo haga en sentido contrario al original. t Para realizar este punto se dispone de dos temporizadores de 1 segundo. 3) Modificar la red (o redes) anterior para que, si posteriormente al arranque los carritos vuelven a ubicarse simultáneamente sobre sus respectivos sensores iniciales, se detengan allí hasta un nuevo pulsado de P.
PROBLEMA La figura representa una máquina expendedor a de caf é, té y gaseosa. Consta de dos recipientes en los cuales se mantiene agua caliente y fr ía. Para ello se utilizan una resistencia calefactor a (R) y el refrigerador (F). Las válvulas V y V son utilizadas para agregar agua y los sensores N, N, N, N y T,T para indicar los niveles máximos de agua y las temper aturas adecuadas, respectivamente. A partir de la selección de la bebida mediante los N N pulsadores C (caf é), T (té) Gaseosa Caf é Té o G (gaseosa) el usuario R F de la máquina dispone de T T 10 segundos para completar el pago o pulsar N N Vc Vt Vg nuevamente el mismo V V botón para cancelar la oper ación y luego seleccionar de nuevo si lo desea. El pago (en monedas) es controlado por un dispositivo forma adecuado (no P parte del diseño ). Dicho one D dispositivo le indica a la das B expendedor a mediante la Ve señal P (por un segundo) cuando se ha completado el pago. En caso de transcurridos 10 segundos sin que esto se dé, la expendedor a le indicar á al dispositivo mediante la señal B que debe devolver el diner o, cancelando la oper ación. El dispositivo utilizar á también la señal P (por un segundo) para indicar que esta oper ación (devolución) se conpletó. i Para preparar la bebida debe abr irse la válvula de agua correspondiente (V o V) durante 5 segundos. imultáneamente, per o por un tiempo de 1 segundo, se activar á la válvula del dispenser adecuado (Vc, Vt o Cg) luego de lo cual la mezcla se agitar á hasta ter minado el agregado de agua. i La oper ación se completa llenando el vasito abr iendo por 5 segundos la válvula Ve. Es imprescindible controlar en todo momento tanto la temper atura de los i se . depósitos de agua como el nivel de los mismos. (deben mantenerse a la temper atura adecuada y cargarse cuando el nivel descienda por deba jo de N / N). Entr adas alidas N,N,N,N= cuando esta por encima V,V,V,V,Ve,Vc,Vt,Vg=1 válvula abierta T,T= cuando la temper atura está por B= devolver diner o encima de la adecuada. D= agitador activado C,T,G= pulsador accionado R= resistencia calefactor a activada P= pago completado o devolución F= refrigerador activado efectuada e dispone de un tempor izador de 1 seg y otro de 5 seg. que oper an como indica el gr áfico.
V
V
e pide realizar la Red de Petr i del istema. i se subdivide el mismo en subsistemas realizar un diagrama de inter conexión y las respectivas redes. Como el pr oceso para preparar las tres bebidas es similar , tener en cuenta este hecho y NO repetir la misma red veces.
Problema
DIGITAL I
La figura representa una cinta para ejercicio físico, de velocidad y pendiente variables, cuyos controles y funcionamiento actuales se describen a continuación. La máquina tiene dos modos de funcionamiento: manual y automático, que el usuario puede cambiar solamente cuando se encuentra detenida. Existe un pulsador M cuyo accionamiento cambia alternativamente el modo. +
-
En el modo manual, los pulsadores V y V aumentan y disminuyen respectivamente la velocidad de la cinta cada vez que se pulsan. De la + misma manera operan los pulsadores P y P con la pendiente. El usuario puede accionar estos pulsadores en cualquier momento mientras la cinta está funcionando a fin de ajustar el ejercicio a su gusto. En el modo automático existen dos posibles niveles de exigencia: Baja, seleccionada al accionar el pulsador B, y Alta, mediante el accionamiento del pulsador A (la última selección es la que cuenta). En este modo se desarrollan automáticamente las rutinas detalladas en la siguiente tabla y luego la máquina se detiene: Exigencia Baja
Alta
tiempo 15 min. 10 min. 10 min. 15 min. 10 min. 5 min.
velocidad 1 2 1 2 3 3
pendiente 0 15 0 15 30 40
Una vez iniciado el ejercicio no puede cambiarse el nivel de exigencia. Si durante el funcionamiento en modo automático se pulsa algún control de velocidad o pendiente, la máquina pasa modo manual y permanece operando allí (no hay modo de retomar el modo automático). Tanto para dar arranque, como para finalizar en cualquier momento el ejercicio (incluso en el modo automático), el usuario utiliza el pulsador I. La máquina arranca siempre con pendiente de 0º (horizontal) y toma esta posición al detenerse, pero si el usuario se cae de la máquina durante el ejercicio, la misma se detiene y mantiene la pendiente que tenía hasta que alguien accione finalmente I. Se pide realizar el diagrama de entradas y salidas del sistema y la red (o redes) de Petri necesarias para conseguir el funcionamiento descrito considerando que: • • • •
Todos los pulsadores toman el estado lógico “1” al accionarse. Existe un sensor de peso S que valdrá “1” si alguien está sobre la cinta. Se cuenta con dos temporizadores capaces de controlar 10 minutos y 15 minutos. La velocidad y pendiente se controlan con las variables descritas en la siguientes tablas: C1 C0 Velocidad Cinta 0 0 Detenida 0 1 Velocidad 1 1 0 Velocidad 2 1 1 Velocidad 3
P1 0 0 1 1
P0 Pendiente 0 Horizontal 1 15º 0 30º 1 40º
DIGITAL I
PARCIAL
El control de una videograbadora posee (entre otros) los pulsadores: PI: para indicar que se ingresa el horario de comienzo de una grabación PF: para indicar que se ingresa el horario de finalización de una grabación H: para elegir la hora M: para elegir los minutos A: para modificar (en forma ascendente) los valores de hora y minutos (según se pulse conjuntamente con H o M) Las salidas de este bloque de control le indicarán al bloque reloj la hora de inicio y finalización de una grabación. El funcionamiento del control es el siguiente: Para ingresar el dato de la hora de inicio debe pulsarse primero PI y a continuación se elegirán: la hora y minutos. Al pulsarse PI el led LI debe encenderse y la salida I pasar a valor alto. Para que la hora elegida quede grabada debe pulsarse PI 2 veces en el intervalo de 2 segundos; hasta que esto no suceda el control debe mantener en alto la salida I y el led LI encendido, que indica que los datos que lleguen al reloj corresponden al inicio de la grabación. La hora de finalización se indicará de la misma forma pero con el pulsador PF (F y LF se comportan como I y LI respectivamente). La forma de elegir la hora es pulsando simultáneamente H y A, bajo estas circunstancias los dígitos aumentarán de a una unidad. Si se mantienen pulsados un tiempo inferior a 2 segundos, el valor de la hora sólo aumentará en 1 unidad. Para elegir minutos debe pulsarse M y A simultáneamente. Si A se mantiene pulsado junto con H o M por más de 2 segundos (sin importar cuando se liberen), el valor debe aumentar repetidamente (un dígito tras otro) hasta que alguno los mismos vuelva a pulsarse (no importando cuando se suelte). Funcionamiento del reloj: Cuando recibe la transición de 0 a 1 ( ) del valor de SH, incrementa en 1 unidad los dígitos que indican la hora, siempre que F o I estén en valor alto. De forma análoga se comporta con la señal SM aumentando los minutos. Solamente modificará el valor del visor cuando además de la variación (de 0 a 1) de SM o SH se encuentre en 1 lógico la señal F o I. Ejemplo: para aumentar 2 minutos deber recibir 2 veces la variación (de0 a 1)de SM, con F o I en alto. clk Ct t t Ft
Temp
t
Se cuenta con un temporizador de 2 segundos clock de 500 milisegundos de período.
H
I
M
F
A
CONTROL
y un
RELOJ
SH
PI
SM
PF
LI
LF
Se pide: Red de Petri del sistema de control, en caso de dividir en subsistemas indicar interconexiones, variables auxiliares, diagrama de E/S y aclarar siempre si los subsistemas son sincrónicos o asincrónicos.
Digital I Problema
La implantación de un transmisor en una pelota permite la determinación de la posición de la misma en un campo de juego de acuerdo a las cuatro zonas definidas en la figura y adicionalmente la determinación respecto de si la misma está en movimiento o detenida. Las señales transmitidas son captadas por un receptor, el que a su vez transmite, en forma ininterrumpida, por una línea (D) palabras de 4 bits que ingresan al controlador que se pide diseñar. Receptor y controlador se encuentran sincronizados por la señal de reloj CLK1 (de 1MHz ) y el esquema siguiente muestra la interconexión de los componentes.
El controlador, a partir de las palabras sincronizadas que van ingresando por la línea D debe generar las señales para comandar el display (salidas A, L y V) y la salida J, indicadas en la figura. Funcionamiento pretendido Encendido el sistema, cada vez que la pelota ingrese en la zona I, el display (tanteador) del local deberá incrementarse en 1. Cada vez que la pelota ingrese en la zona II el display (tanteador) del visitante deberá incrementarse en 1. Si existen dos ingresos seguidos en cualquier zona en menos de 15 segundos, el segundo ingreso se ignorará. La señal J corresponde a una lamparita (J=1 => encendida) que deberá estar: Apagada => mientras la pelota esté fuera del campo de juego (zona III) • Encendida permanentemente => si está dentro del campo de juego pero detenida. • • Titilando => si está dentro del campo de juego y en movimiento (0,5 segundos prendida/0,5 segundos apagada). Descripción de la palabra • El bit menos significativo (el primero transmitido) valdrá 1 si la pelota se encuentra en la zona I. • El bit que sigue valdrá 1 si la pelota se encuentra en la zona II • El que sigue valdrá 1 si la pelota se encuentra en la zona IV • Lógicamente, si se reciben estos tres bits en cero será indicación que la pelota está en la zona III (fuera del campo de juego). El cuarto y último bit valdrá 1 cuando la pelota este en movimiento y cero en caso contrario. • Se asegura que no existirán palabra incorrectas (como que la pelota está en dos zonas a la vez). • Funcionamiento del display Cuando la señal A pasa de 0 a 1, el display correspondiente al equipo local o al equipo visitante se incrementa en una unidad, dependiendo de si L o V, respectivamente, se encuentren en 1 por lo menos 0,4 segundos antes del cambio de A. Al encender el equipo ambos marcan cero. Se cuenta con un temporizador de 15 segundos y un reloj auxiliar CLK2 de frecuencia 2 Hz. Se pide: 1) Red o redes de Petri del sistema o sistemas necesarios para cumplir con el funcionamiento requerido, indicando con claridad en cada red si se trata de una red de sistema asincrónico o sincrónico, y en este 3
último caso, que reloj utiliza. (ej.:Σ sinc-clk1) 2) Diagrama de interconexión de los subsistemas indicando con claridad si se trata de un subsistema asincrónico o sincrónico, en este último caso conectando el reloj que corresponda.
Control de Domo (Cámara móvil)
La figura representa un domo con capacidad de giro de 360º (pan) y elevación de 205º (tilt) controlado por un joystick al que se encuentra vinculado por una línea de datos sincrónica (D).
Se pretende el diseño del controlador de los motores del domo, considerando las siguientes premisas. P1 P2 Motor de “Pan” Mientras la palanca no se mueva, el joystick se mantiene 1 0 Giro a la derecha transmitiendo ceros continuamente. 0 1 Giro a la izquierda En el momento en que la palanca del joystick se acciona, el 0 0 Motor detenido mismo transmite una secuencia de 4 bits que el domo debe interpretar para moverse acorde. Por ejemplo, si la Secuencia Acción palanca se empuja hacia adelante, el joystick transmite 1000 Mover hacia la derecha la secuencia correspondiente a “Mover hacia abajo” 1100 Mover hacia la izquierda (1001) una sola vez y luego ceros. 1101 Mover hacia arriba Si el joystick se empuja en diagonal, transmite las dos 1001 Mover hacia abajo secuencias que correspondan, una a continuación de 1111 Detener todo movimiento la otra. Al volver la palanca al centro, el joystick transmite “detener todo movimiento” (una sola vez). El domo puede girar (Pan) libremente 360º pero, posee dos sensores de fin de carrera para el “tilt” (Ls: limite superior y Li: T1 T2 Motor de “Tilt” limite inferior) que valen 1 cuando se alcanza el límite 1 0 Giro hacia arriba respectivo de movimiento. 0 1 Giro hacia abajo El movimiento se lleva a cabo por medio de dos motores y 0 0 Motor detenido acorde a la respectivas tablas. Pueden recibirse secuencias erróneas, las que deben descartarse, pero aún en el caso de perderse la secuencia de detención, el domo no debe permanecer en movimiento por mas de 20 segundos. Se dispone en el domo de una señal de reloj sincronizada con la transmisión del joystick y de un temporizador de 20 segundos.
Se pide: a) Diagrama de entradas y salidas del controlador del domo. b) Red de Petri del controlador. Si se divide en subsistemas, dibujar las respectivas redes y la interconexión de los sistemas incluyendo las salidas y entradas reales del Sistema, e indicar para cada subsistema si es sincrónico o asincrónico.
