AUTOMATIZARI ELECTROPNEUMATIECE
In tehnica automatizarilor industriale schemle de comanda cu relee au constituit pentru multi ani principala tehnica cu care se putea executa rapid si fiabil o automatizare de comutatie sau de logica binara.
Dupa aparitia di dezvoltarea exploziva a sistemelor microprocessor ( anii '70-80 )tehnica automatizarii cu relee a pierdut din importata darn u disparut complet.Explicatia acestui lucru consta in pretul inca mare al sisitemulor cumicroprocesor de uz industrial ,mai ales pentru automatizari independente de mici dimensiuni 18118b11s .
Un exemplu de aplicatie de automatizare electropneumatica de mici dimensiuni este dat in figura 2.46. Aceasta instalatie ce realizeaza ooperatie de stampilare necesita un numar de 3 cilindri pneumatici (elemente de executie ) iar pentru automatizare sunt necesari maxim 6 senzori de proximitate. In afara de senzori mai sunt necesare cateva butoane de comanda pentru pornirea masinii in ciclu manual sau automat si oprirea acestuia.
Instalatia din fig. 2.41 ar putea functioana intr-un flux de productie ca un post de lucru independent ,deservit de un operator .In astfel de sisteme ,realizarea automatizari cu tehnica releelor prezinta urmatoarele avantaje:
pretul de realizare a tabloului de comanda este mai mic decat in cazul utilizari unui automat programabil industrial;
electricianul care asigura intretinerea si repararea instalatiei nu trebuie sa aiba un nivel de pregatire inalt sau o specializare aparte;
costurile de reparatie sunt in general mai mici.
In cazul in care se doreste includerea acestei instaltii intr-un sistem de productie complet automatizat atunci se pot inlocui doar butoanele de comanda cu semnale electrice provenite de la un AP ( Automat Programabil) ce controleaza mai multe posturi de lucru. Un astfel de system se numeste sistem hibrid si cuprinde ambele tehnici de automatizare: cu relee si cu microprocessor.Pentru instalatii mai complexe , utilizarea sistemelui hibride de automatizare pot optimiza la maxim pretul total al sistemuluide comamda si control.
Dezavantajul major in ultilizarea automatizarii cu relee consta in dificultatea de proiectare a schemei de comanda , mai ales in cazul unor ciclograme incare sistemul poate trece de mai multe ori prin aceeasi stare , ,dar trebuie sa execute alte actiuni.In aceste cazuri exista intotdeauna o contradictie intre proiectant si beneficiar . Proiectantul ar dori sa utilizeze un automat programabol deoarece:
programul de automatizare se poate face mult mai usor ;
conexiunile electrice se reduce ca numar si deci se reduce timpul de lucru pentru realizarea si punerea in fuctiune.
Beneficiarul doreste intotdeauna o instalatie cat mai iestina si care sa poata fi intretinuta si reparata de personalul angajat sau de terte persoane de la firme cu care colaboreaza bine .
Un technician in mecatronica trebuie sa cunoasca cateva tehnici de proiectare in automatizarea cu relee .Aceste tehnici permit realizarea mai usoara a unor scheme cu relee pentru automatizari secventiale . De asemenea , aceste tehnici pot fi folosite si in programarea AP-urilor . Cel mai pregnant exemplu in acest sens este limbajul de programare Ladder Diagram ( manual clasa a XII-a ) care este implementar de multe firme constructoare de AP-uri si care a fost realizat pentru a fi utilizat de catre electricienii cu experienta in automatizari cu relee.
Pentru realizarea unei automatizari secventiale cu relee se pot folosi mai multe metode.2 dintre acestea fiind :
Metoda comutatiei in cascada
Metoda comutatiei secventiale
un eveniment de process ( sensor activar , temporizare incheiata , etc)
releu anterior sa fi fost activat .
Aceasta conditie SI logic inseamna in logica cu relee doua contacte normal deschise in serie
La sfarsitul ciclului ,ultimul eveniment (senzor activat ) va trebui sa determine dezactivarea tuturor releelor , astfel incat sa poata fi inceput un nou ciclu de functionare.
Releele se vor dezactiva tot in cascada , fiecare releu taind automentinereareleului urmator.
In circuitul de forta , pentru comanda unui electroventil monostabil , este posibil sa fie nevoie de mai multe ori contacte ale releelor , inserie . Unele contacte vor fi normal deschis si vor folosi la activarea distribuitoarelor , altele vor fi normal inchis si vor folosi la dezactivarea unui electroventil activat ,inainte de determinarea ciclogramei .
Metoda este descrisa cu ajutorul circuitelor electrice din figura 2.44
Schema electrica pentru realizarea ciclogramei de functionare a masinii de gaurit si debavurat este data in figura 2.45
In aceasta schema releele K1,
Metoda comutatiei secventiale
Metoda comutatiei secventiale implica activarea pe rand a unui numar de relee , cu observatia ca numai un singur releu trebuie sa fie activat la un moment dat
Tehnica secventiala este potrivita pentru scheme electro-pneumatice cu distribuitoare bistatice , deoarece la aceste distribuitoare cu memorie comanda se pastreaza dupa disparitia tensiunii la bornele electromagnetului.
Ca princiu de realizare a schemei electrice se pleca de la un numar de pasi ai ciclogramei , spre exemplu N . Inscema electrica vor exista un numar N de relee care trebuie sa anclanseze secvential . La anclansare , fiecare releu trebuie sa se automentina .Activarea releului se poate face daca este indeplinita o conditie SI logic intre :
un eveniment de process (sensor activat , temporizare incheiata etc. )
releu anterior sa fi fost activat
Dupa activare unui releu acesta trebuie sa dezactiveze ( sa taie automentinerea ) releului anterior .
Ultimul releu din seie , Kn , va fi si conditie de activarea a primului releu , K1 .
Conform regulii dezactivarii releului anterior rezulta ca primul releu , K1 , va dezactiva ultimului releu , Kn.
In circuitul de forta , pentru comanda unui electroventil bistabil nu este nevoie sa fie mai multe contacte in serie . Totusi este posibil sa fie mai multe contacte in paralel , daca cilindrul comandat va trebui sa realizeze mai multe miscari identice in timpul ciclogramei.
Metoda comutatie secventiale este descrisa la modul general de circuitele electrice din figura 2.46.
Butonul SET este necesar la punerea sub tensiune a circuitului pentru activarea ultimului releu , K6 . De obicei ultimul releu adduce un cilindru in pozitia initiala.
Activarea acestui ultimo releu este una din conditiile de inceput de ciclograma.
Probleme ce pot aparea la functionarea schemelor cu comutatie secventiala
Una din principalele probleme care apar la schemele cu relee ce comuta secvential este posibilitatea ca unul din relee san u se automentina .
In acest caz masina se va opri in mijlocul ciclului si nu mai porneste decat daca se reseteaza instalatia . Problema apare datorita vitezelor diferite cu care se inched contactele auxiliare ND si se deschid contactele NI .
In mod special defectul apare frecvent la relee ale caror contacte auxiliare sunt de tip comutator , iar contactele prezinta o oarecare uzura electrica .
Ca aplicatie practica pentru demonstrarea metodei comutatiei secventiale se considera schema circuitului pneumatic al masinii de gaurit si debavurat , figura 2.47 , in care comanda cilindrilor se face cu distribuitoare 5/2 bistabile .
Schema electrica pentru automatizarea impusa de ciclograma masinii este prezentata in figura 2.48 .
Daca pentru un releu Ki , fig 2.49 un contact NI , care trebuie sa taie automentinerea releului precedent , Ki-1, se deschide mai repede decat se inchide contactul NDce va asigura automentinerea , atunci releu precedent , Ki-1 , se dezactiveaza si va deschide contactul sau ND ce reprezinta conditie pentru activarea releului Ki.
Aceasta problema poate fi ameliorate simtitor daca se conecteaza macar o sarcina rezistiva in paralel cu bobina releului Ki , figura 2.49 .
Rezistenta imbunatateste regimul tranzitoriu al curentului prin bobina releului , siasigura un curent prin bobina pe o durata mai mare decat in cazul situatiei descrisa mai sus , deci o automentinere mai sigura .
|
