Reglarea automată a unei benzi transportoare cu PLC

Introducere

Automatizarea unui proces tehnologic constă în dotarea instalației în care acesta se desfășoară cu mijloace tehnice necesare și folosirea optimă a acestor mijloace pentru efectuarea automată legată de conducerea acestora în condiții prestabilite.

Elaborarea unui plan de automatizare cuprinde în general următoarele etape:

- studiul procesului tehnologic și al instalațiilor în care se desfășoară;

- precizarea circuitelor de reglare necesare bunei desfășurări a procesului tehnologic;

- analiza mărimilor de perturbație la care sunt expuse circuitele de reglare propuse;

- alegerea elementelor de măsură și de execuție;

- alegerea tipurilor de regulatoare.

Orice proces tehnologic automat sau semiautomat presupune existenta panoului de comanda (panou operator) . Chiar daca procesul e complet automatizat, trebuie sa existe un minimum de comenzi (ex., comanda de oprire si de pornire a sistemului). Cu cat sistemul de conducere va fi mai perfectionat, cu atat panoul operator va fi mai simplu. Pe panoul operator pe langa elementele de comanda se pot afla si elemente de semnalizare.

Procesul tehnologic poate fi comandat prin intermediul marimilor de iesire din sistemul de conducere. Intrarile in echipamentul de conducere sunt marimi analogice sau digitale si au rolul de a furniza informatii din procesul tehnologic si de la panoul operator. Intrarile din procesul tehnologic pot fi semnale ce provin de la: senzori (senzori de proximitate, senzori de prezenta, senzori optici), limitatoare de cursa, contactele unor relee, butoane sau comutatoare, traductoare sau de la alte echipamente de conducere.

Aceste marimi pot fi semnale digitale Sd sau semnale analogice Sa (de la traductoare), in curent sau tensiune.Variantele de implementare a unui sistem de conducere in logica programata sunt reprezentate de solutiile bazate pe: controlere programabile (automate programabile), microcontrolere, calculatoare de proces.

Cele mai utilizate variante de automatizare sunt cele cu controlerele programabile, deoarece pretul lor este relativ mic si satisfac cerintele unei game foarte largi de procese, atat discrete, cat si continue.

Controlerul programabil (automatul programabil) reprezinta o structura flexibila, avand o puternica interfatare cu procesul. Acesta este un dispozitiv electronic ce permite comanda unui process tehnologic sub controlul unui program implementat, cu ajutorul unui limbaj specializat. In functie de complexitatea controlerelor, acestea pot realiza diverse functii:

- functii logice;

- functia de generare a iesirilor si citire a intrarilor;

- functii de memorare;

- functii de comunicare;

- functii de temporizare, contorizare si generare de impulsuri;

- functii de conversie analog-numerica si numeric- analogica;

- functii de masurare si adaptare de semnal;

- functii de pozitionare (comanda pe axa a unui mecanism);

- functii de reglare continua P, PI, PID;

- functii de programare grafica.

Controlerul programabil preia marimile de intrare din procesul controlat prin modulul de intrare si le prelucreaza conform programului inscris in unitatea de memorie pentru a genera iesirile, ce reprezinta comenzi catre proces.

Unitatea de comanda citeste si decodifica instructiunea curenta, lansand in executie prin unitatea de executie UE, operatiile curente. Valorile marimilor de intrare/iesire vor fi actualizate la fiecare scanare a programului.

Comenzile unitatii centrale sunt transformate de modulele de iesire insemnale electrice la parametrii solicitati de process.

I. Descrierea procesului analizat

Reglarea automata a benzii transportoare

Bandă transportoare este unul dintre cele mai comune sisteme de transfer utilizate în industrie pentru a transfera mărfurile de la un punct la altul într-o distanță limitată. Se folosește în industrii cum ar fi fabricarea ansamblului electro-mecanic / mecanic pentru a transfera piesa de lucru de la o stație la alta sau de la un proces la altul în industria alimentară.

Sistemul din această lucrare este condus de un motor DC. Banda transportoare este constituita dintr-o bucla continua: jumătate din lungimea sa este folosita pentru livrarea materialelor, iar cealalta jumatate reprezinta partea de întoarcere a benzii. Banda este realizata din elastomer ranforsat (cauciuc) cu o mare flexibilitate, dar foarte puțin extensibila. Materialele plasate pe banda sunt transportate de-a lungul acesteia.

Simularea se face folosind un PLC, ce ajută la implementarea procesului industrial. Un program PLC ruleaza pe baza unor reguli care fac relația logică între intrările și ieșirile controlerului. PLC-ul citește toate dispozitivele de intrare prin intermediul interfețelor de intrare. PLC-ul execută programul de utilizator stocat în memoria aplicației pe baza oricărei scheme de control programate. Activeaza sau dezactiveaza dispozitivele de ieșire sau efectuaeaza orice control necesar pentru aplicația de proces. PLC funcționează în mod sincron, adică intrările nu se modifică în cadrul unui ciclu de scanare.

In figura 1 avem schema de functionare a procesului industrial ales. Am ales să fac comanda bandei transportoare prin intermediul unui PLC (controller cu logică programabilă) și acționarea acesteia printr-un motor de curent continu, care deplasează cutia pe banda transportoare.

Cand cutia este asezata pe banda transportoare senzorul 1(senzor de proximitate) procesează obiectul identificat, se aprinde LED-ul 1 care transmite semnal către PLC cu rezultatul procesării. PLC- ul trimite semnal de comandă spre driver-ul ce acționează motorul, punând în mișcare banda transportoare, iar aceasta deplasează obiectul de-a lungul acesteia până ajunge la senzorul 2 care transmite semnal la PLC, iar banda transportoare este oprita. Sursa de alimentare alimentează PLC-ul, senzorii de proximitate și motorul.