SISTEMAS SECUENCIALES Son circuitos neumáticos neumáticos que incluyen varios cilindros (actuadores), los sistemas sistemas funcionan mediante una secuencia de movimientos o serie de pasos.
1.-Sistemas secuenciales sin problemas de sincronía (sin traslapes de señales) 2.-Sistemas secuenciales con problemas de sincronía (con traslapes de señales)
MÉTODO DIRECTO CARACTERÍSTICAS Se puede emplear para ciclo único y ciclo continuo. Utiliza principalmente rodillo simple para su funcionamiento. El diseño es más sencillo. • • •
METODOLOGÍA 1. Planteamiento del problema. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Definir ecuación de movimientos. Diagrama espacio-fase. Análisis de sincronía. Determinar el número de d e rodillos simples a utilizar. utilizar. Diseñar el circuito neumático conforme al orden de la ecuación. Simular circuito.
ECUACIÓN DE MOVIMIENTOS La ecuación de movimientos representa el orden en que se darán los movimientos de los actuadores. Contiene tantas letras como número de actuadores. La salida de un actuador se representa con el signo + y el regreso se representa con el signo - . Cada situación es separada mediante una coma. Por ejemplo, si tenemos tres actuadores y se requiere una secuencia de movimientos como la siguiente, la ecuación de movimientos se representa enseguida: 1. Sale el vástago de A. 2. Sale el vástago de B. 3. Sale el vástago de C y entra el de A (al mismo tiempo). 4. Entra el vástago de B y el de C (al mismo tiempo). Ecuación de movimientos: A+ , B+ , C+ , B A- C-
DIAGRAMA ESPACIO-FASE El diagrama espacio -fase es la representación gráfica de la ecuación de movimientos. Contiene la ecuación a representar, con tantos renglones como número de actuadores X 2, (que coincide con los señalizadores, tales como rodillos o sensores) y tantas columnas como elementos de la ecuación de movimientos + 1. A continuación se muestra el ejemplo del diagrama espacio -fase de la ecuación anterior
ANALISIS DE SINCRONÍA En caso de que el sistema secuencial tenga problemas de sincronía, el control no puede ser diseñado de la misma forma en que se hace con un sistema sin problemas de sincronía. Un problema de sincronía sucede cuando dos señales se sobreponen, es decir, cuando un sensor detecta y se encuentra con varias tareas a realizar, mismas que se contradicen y no permiten que se lleve a cabo la secuencia de movimientos como se ha especificado en la ecuación. En un caso tal, simplemente se requiere detectar la llegada del vástago, pero en una sola dirección, es decir, cuando el vástago permanezca dentro bajo la detección de algún sensor, no debe ocurrir nada sino hasta que el vástago sea detectado después de haber salido, al regreso. Para detectar la presencia de un problema de sincronía en el sistema secuencial observamos el diagrama espacio-fase. En el área en donde se indica el estado de
los actuadores se tiene que cada uno debe ser diferente. Por ejemplo, en el ejercicio presentado anteriormente, ningún estado se repite, por lo tanto, el sistema no presenta problemas de sincronía. Cuando esto sucede la solución se desarrolla por el Método Directo. Después de que se han diseñado la ecuación de movimientos y el diagrama espacio-fase se procede a la construcción del diagrama de control es decir, se diseña el circuito neumático que hará posible el funcionamiento del sistema tal como se ha venido manejando para el control de sistemas con un solo actuador.
EJERCICIOS
1. En un sistema secuencial neumático. Usamos un pistón de simple efecto, para realizar un proceso de doblado de una chapa metálica. El material en bruto la coloca un pistón de doble efecto, que se acciona mediante un pulsador. Cuando llega a la posición de doblado (detectada por un final de carrera), sale un segundo cilindro doblador. Cuando termina el doblado (detectado por un segundo final de carrera), los dos cilindros deben regresar a su posición inicial. Regularla velocidad de salida del cilindro doblador.
2.-En un proceso de fabricación de madera, al pulsar un botón retrocede el vástago de una garra del cilindro C para tomar una hoja de madera, después de esto su vástago avanza a final de carrera, al mismo tiempo el cilindro de una máquina pulidora A retrocede y le aplica esta operación a la madera, cuando termina avanza a final de carrera y acaba el proceso de lijado, quedando los dos vástagos fuera para un nuevo ciclo.
3.-En un sistema neumático, al pulsar un pedal se produce la secuencia de movimientos. A-,B-,B+,A+ . Cuando se activa un botón (pulsador) se produce el clico continuo y se detiene cuando se activa un pedal. Ambos actuadores son cilindros de doble efecto. Regular la velocidad de avance de A y regreso de B.
4,-En un proceso de embotellado de refresco al pulsar un botón, el vástago de una agarradera C avanza a final de carrera para tomar una de las botellas que será llenada, después ese vástago retrocede para colocarla en la línea de llenado, cuando llega, el vástago de la máquina llenadora A avanza a final de carrera para situar la boquilla de llenado arriba de la botella y llenarla (considere el tiempo de llenado de 5 minutos), al terminar retrocede al inicio de carrera, al mismo tiempo el cilindro de un pequeño brazo que coloca las corcholatas B retrocede a inicio de carrera para tomar una corcholata y después su vástago avanza a final de carrera para colocársela a la botella a presión. y así el brazo B queda al final de carrera y listos para un nuevo ciclo.
