neumatica_electropneumatica
neumatica_electropneumatica
neumatica_electropneumatica
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
UNITAT 1 (FÍSICA ELEMENTAL) ICE-UPC<br />
UNITAT 1: FÍSICA ELEMENTAL.<br />
ÍNDEX:<br />
1.1. MAGNITUDS I UNITATS FÍSIQUES.<br />
a) Cabal.<br />
b) Pressió.<br />
c) Temperatura.<br />
d) Rendiment.<br />
1.2. RELACIÓ ENTRE LES DIFERENTS UNITATS.<br />
a) Longitud.<br />
b) Superfície.<br />
c) Volum.<br />
d) Temps.<br />
e) Velocitat.<br />
f) Força.<br />
g) Treball.<br />
h) Potència.<br />
i) Densitat.<br />
j) Cabal.<br />
k) Pressió.<br />
1.3. LLEIS FONAMENTALS.<br />
a) Llei de Bloyle-Mariotte (p-V).<br />
b) Llei de Charles (V-T).<br />
c) Llei de Gay-Lussac (T-p).<br />
d) Llei General o combinada (p-V-T).<br />
e) Efecte Venturi (S-v).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 1 (FÍSICA ELEMENTAL) ICE-UPC<br />
1.1. MAGNITUDS I UNITATS FÍSIQUES<br />
UNITAT 1: FÍSICA ELEMENTAL.<br />
En pneumàtica hi ha una sèrie de magnituds, és a dir, tot allò que és susceptible de poder ser<br />
mesurat, que s’han de conèixer per poder comprendre el seu funcionament.<br />
Les principals són :<br />
a) Cabal<br />
És el volum de fluid que travessa una secció en un temps determinat<br />
En pneumàtica, com a unitats de cabal s’utilitzen:<br />
b) Pressió<br />
l./min i m 3 /h<br />
És la relació entre la força que actua sobre un cos i la superfície on actua aquesta força<br />
Per expressar pressions normals s’utilitza com a unitat el bar. En aplicacions pneumàtiques<br />
s’accepten les següents equivalències :<br />
1 bar = 10 5 Pascal = 1 atmosfera = 1 Kp/ cm 2<br />
Els sistemes pneumàtics operen en un medi ambient sotmès a la pressió atmosfèrica, és a<br />
dir, a<br />
1 atm. ≈ (1 bar), però si es mira el manòmetre quan no té alimentació d’aire, marca 0 bar. Per<br />
tant, es poden establir dos conceptes:<br />
● Pressió absoluta, és la pressió real, inclosa l’ atmosfèrica (és la que s’utilitza en aplicar les<br />
lleis físiques dels gasos ).<br />
● Pressió relativa o pressió diferencial, que és la pressió que no té en compte la pressió<br />
atmosfèrica (és la que mesuren els manòmetres)<br />
En pneumàtica industrial es treballa amb pressions relatives.<br />
c) Temperatura<br />
És una sensació tèrmica, palpable fàcilment amb el sentit del tacte i que sempre es mesura<br />
amb el termòmetre. Existeixen diferents escales de temperatura, però en pneumàtica s’utilitza<br />
la temperatura centígrada que té com a unitat el ºC i l’ absoluta que té com a unitat el º<br />
Kelvin.<br />
d) Rendiment<br />
Q =<br />
P =<br />
V<br />
t<br />
F<br />
S<br />
º K = 273 + ºC<br />
És la relació entre la magnitud útil i la magnitud consumida. Es representa per η.<br />
No té unitats i s’expressa en tant per cent ( % ).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3
UNITAT 1 (FÍSICA ELEMENTAL) ICE-UPC<br />
1.2. RELACIÓ ENTRE DIFERENTS UNITATS<br />
Bàsicament, la relació que trobem entre les diferents unitats són les relacionades en els<br />
diferents sistemes físics d’unitats. Les principals són:<br />
a) Longitud<br />
b) Superfície<br />
c) Volum<br />
d) Temps<br />
e) Velocitat<br />
f) Força<br />
g) Treball<br />
h) Potència<br />
1 metre = 100 centímetres = 1.000 mil·límetres<br />
1 m = 100 cm = 1.000 mm<br />
1 metre quadrat = 10.000 centímetres quadrats<br />
1 m 2 = 10 4 cm 2 = 10 6 mm 2<br />
1 metre cúbic = 1.000 decímetres cúbics<br />
1 m 3 = 10 3 dm 3 = 10 6 cm 3<br />
1 dm 3 ≈ 1 litre<br />
1 hora = 60 minuts = 3.600 segons<br />
1 quilòmetre / hora ≈ 0,27 metres / segon<br />
1 Km / h = 0,27 m / seg.<br />
1 dina = 1gram . 1 centímetre / 1 segon quadrat<br />
1 d = 1g.cm / seg 2 .<br />
1 Newton = 1quilogram. 1 metre / 1 segon quadrat<br />
1 N = 1Kg.m / seg 2 .<br />
1Kilopond = 9,8 Newtons es pot agafar en la pràctica com ≈ 10 Newtons<br />
1 erg = 1 dina . 1 centímetre<br />
1 erg = 1 d.cm<br />
1 Joule = 1 Newton . 1 metre<br />
1 J = 1 N.m<br />
1 Quilopondímetre = 1 Quilopond . 1 metre = 9,8 Newton . 1 metre<br />
1Kpm = 9,8 N.m<br />
1 Watt = 1 jul. / 1 segon<br />
1 W = 1J / seg.<br />
1 Quilowatt = 1000 wats<br />
1 kW = 10 3 w<br />
1 Cavall de vapor = 75 Quilopondímetres = 735,5 watts<br />
1CV = 75 Kpm = 735,5 w en la pràctica 1 CV ≈ 736 w<br />
1 horse-power = 1,0138 Cavalls de vapor<br />
1 H.P = 1,0138 CV en la pràctica 1 H.P = 1 CV<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 1 (FÍSICA ELEMENTAL) ICE-UPC<br />
i) Densitat<br />
j) Cabal<br />
k) Pressió<br />
1 Quilogram / 1 decímetre cúbic = 1gram / 1 centímetre cúbic<br />
1 Kg / 1 m 3 = 1 g / cm 3<br />
1 Metre cúbic / hora = 1.000 decímetres cúbics / 60 minuts<br />
1 m 3 / h = 16,6 dm 3 / min. = 16,6 l / min.<br />
1 atmosfera = 1,033 Quilopond / 1 centímetre quadrat<br />
1 at. = 1,033 Kp / cm 2 en la pràctica 1at = 1 Kp / cm 2 = 1 kg / cm 2<br />
1 atmosfera ≈ 1bar = 10 5 Pascals<br />
1 at. = 1b = 10 5 Pa<br />
1 atmosfera = 760 mil·límetres de mercuri = 760 Torricellis<br />
1 at. = 760 mm de Hg = 760 Tor.<br />
1.3. LLEIS FONAMENTALS<br />
Els líquids i els gasos reben el nom de fluids, perquè les seves molècules es mouen<br />
fàcilment.<br />
L’ aerostàtica és la part de la física que estudia l’aire com a fluid estàtic i els fenòmens que es<br />
deriven de l’ existència de la capa d’aire que envolta la terra.<br />
Els gasos es caracteritzen per no tenir forma pròpia i adoptar la totalitat del volum del<br />
recipient on es troben. Els gasos tenen<br />
• Expansibiltat: Ocupa tot el volum del recipient on es troben.<br />
• Compressibilitat: Redueixen el volum en augmentar la pressió.<br />
• Elasticitat: La seva pressió es transmet per igual en totes les<br />
Entre les lleis fonamentals més importants dels gasos tenim :<br />
a) Llei de Boyle - Mariotte : (pressió – volum)<br />
Es fàcil comprovar que, en augmentar la pressió d’un gas, el seu volum disminueix, i a l’<br />
inrevés; per tant, la pressió (p) i el volum (V) són magnituds inversament proporcionals. La<br />
seva definició, segons Boyle, és :<br />
“ Els volums ocupats per una massa gasosa, a temperatura constant<br />
són inversament proporcionals a les pressions que suporten”<br />
pi<br />
pf<br />
Vf<br />
= pi . Vi =<br />
pf . Vf<br />
Vi<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 1 (FÍSICA ELEMENTAL) ICE-UPC<br />
b) Llei de Charles : (volum – temperatura)<br />
També es pot comprovar que, en augmentar la temperatura d’un gas, augmenta, per<br />
dilatació, el seu volum; per tant, la temperatura (T) i el volum (V) són magnituds directament<br />
proporcionals. La seva definició, segons Charles, és :<br />
“ Els volums ocupats per una massa gasosa, a pressió constant<br />
són directament proporcionals a les variacions de temperatura”<br />
Vi<br />
Ti<br />
=<br />
Vf<br />
Tf<br />
c) Llei de Gay-Lussac : (temperatura – pressió)<br />
Vi . Tf = Vf . Ti<br />
Un cas semblant succeeix amb la pressió d’un gas, que augmenta en augmentar la seva<br />
temperatura; per tant, la temperatura (T) i la pressió (p) són magnituds directament<br />
proporcionals. La seva definició, segons Gay-Lussac, és :<br />
“ A volum constant, la pressió d’un gas és directament proporcional<br />
a les variacions de temperatura”<br />
d) Llei General o combinada : (pressió – volum – temperatura)<br />
pi<br />
Ti<br />
=<br />
pf<br />
Tf<br />
pi . Tf = pf . Ti<br />
En qualsevol experimentació o procés industrial, no és possible mantenir constant la pressió i<br />
la temperatura d’un fluid, la qual cosa significa o comporta que el volum varia en funció de la<br />
pressió i la temperatura<br />
pi . Vi pf . Vf<br />
=<br />
Ti Tf<br />
“ Les pressions assolides en un gas són inversament proporcionals al seus volums i<br />
directament proporcionals a les seves temperatures absolutes”<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6
UNITAT 1 (FÍSICA ELEMENTAL) ICE-UPC<br />
e) Efecte Venturi : (secció – Velocitat)<br />
Si fem circular un fluid per una conducció a la qual reduïm la seva secció en un tram, podem<br />
observar que la pressió és diferent en el tram ample de la del tram estret<br />
Segons l’ equació de la continuïtat, si la secció en el punt 1, (S1), és més gran que la secció<br />
(S2) en el punt 2, llavors també la velocitat del fluid en el punt 1 (V1) és més petita que la<br />
velocitat en el punt 2, (V2)<br />
Si S1 > S2 , llavors V1 < V2<br />
això porta com a conseqüència una variació de les pressions en aquests punts, és a dir:<br />
p1 > p2 que comporta com a resultat l’anomenat efecte Venturi<br />
“ La pressió d’un fluid en una conducció és tant més petita quant més<br />
gran és la velocitat del mateix, per efectes de la disminució de secció”<br />
Aquest efecte comporta una baixada de pressió (depressió) en el punt més estret de tub,<br />
arribant fins i tot a l’extrem de resultar una pressió negativa i, per tant, provocar una succió<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
ÍNDEX:<br />
UNITAT 2: INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA.<br />
INTRODUCCIÓ.<br />
2.1. AVANTATGES I INCONVENIENTS.<br />
AVANTATGES.<br />
INCONVENIENTS.<br />
2.2. TRACTAMENT DE L’AIRE COMPRIMIT.<br />
2.3. CÀLCUL APLICAT A ACTUADORS PNEUMÀTICS.<br />
2.4. SIMBOLOGIA.<br />
2.5. APLICACIONS PNEUMÀTIQUES<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
INTRODUCCIÓ:<br />
UNITAT 2: SIMBOLOGIA I CONCEPTES BÀSICS.<br />
L’energia pneumàtica és la que utilitza totes les propietats que sorgeixen de la utilització de<br />
l’aire comprimit.<br />
La pneumàtica és la part de la tecnologia que estudia les màquines i els aparells que<br />
funcionen amb aire comprimit.<br />
El primer pas és l’obtenció de l’aire comprimit per aplicar-lo a màquines, aparells i<br />
automatitzacions de diferents processos industrials.<br />
Les característiques principals que té l’aire comprimit les podríem resumir en tres propietats<br />
fonamentals de les quals se’n pot treure el màxim profit:<br />
• Fluïdesa: L’aire ofereix molt poca resistència al desplaçament.<br />
• Compressibilitat: L’aire es pot comprimir en un recipient o instal·lació augmentant la<br />
pressió.<br />
• Elasticitat: La pressió exercida en l’aire comprimit es transmet amb igual intensitat en<br />
totes les direccions, ocupant tot el volum que l’envolta.<br />
La pneumàtica és una tècnica molt estesa en el món industrial per la facilitat d’aconseguir<br />
moviments lineals amb la utilització d’elements relativament simples i de baix manteniment,<br />
com són els actuadors o cilindres pneumàtics. En els últims anys s’ha estès molt dins les<br />
aplicacions automatitzades industrials i, sobretot, utilitzant el control elèctric sobre els elements<br />
pneumàtics, és a dir, el comandament elèctric mitjançant electrovàlvules sobre cilindres<br />
pneumàtics.<br />
La pneumàtica la podríem separar en tres grans blocs:<br />
• Pneumàtica bàsica: Estudi dels components pneumàtics i dels circuits bàsics per a<br />
comandar, regular la velocitat o controlar la posició d’un sol actuador.<br />
• Seqüències : Quan és necessari la utilització de la tècnica pneumàtica per a realitzar<br />
moviments repetitius i encadenats de diversos actuadors d’una forma automàtica.<br />
• Electropneumàtica : Quan volem controlar cilindres pneumàtics, però el comandament i<br />
control es realitza elèctricament. Quan s’arriba a un grau de complexitat avançat, per regla<br />
general, a no ser que la seguretat de la instal·lació requereixi la utilització de tècniques<br />
totalment pneumàtiques, s’utilitza el control elèctric i en un grau més avançat controlat per<br />
un PLC. Amb els avantatges de poder utilitzar elements de captació de dades més<br />
precises; utilització de la sensòrica.<br />
Actualment, quan es parla de pneumàtica, podem pensar que, en realitat, s’ha de parlar<br />
d’electropneumàtica, ja que les aplicacions més esteses que utilitzen actuadors pneumàtics,<br />
estan controlades elèctricament per electrovàlvules i, en un tant per cent molt elevat, disposen<br />
d’un PLC per a realitzar totes les funcions d’automatització: temporitzacions, comptatge de<br />
cicles (producció), condicionaments de funcionament, repeticions, activacions seqüencials,<br />
activacions simultànies, canvis de seqüència de funcionament, comandaments complexos, etc.<br />
Tampoc s’ha de menysprear la pneumàtica clàssica com a tècnica d’automatització, ja que un<br />
bon tècnic ha de conèixer els fonaments, per tal que donin una visió més àmplia del tema i,<br />
sobretot, perquè ajuda en gran manera a entendre els circuits. Pensem que tot circuit<br />
pneumàtic és equivalent a un d’elèctric.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
2.1. AVANTATGES i INCONVENIENTS:<br />
Es poden exposar una sèrie d’avantatges i d’ inconvenients, quan parlem de tècniques<br />
d’automatització pneumàtiques.<br />
AVANTATGES:<br />
• L’aire es pot trobar fàcilment i en abundància.<br />
• L’aire és un element ideal en condicions desfavorables i no és corrosiu, ni conductor, ni<br />
deflagrant per si sol.<br />
• Es pot utilitzar en quasi tots els camps de la indústria.<br />
• És net en cas de fuga. Ideal per a indústries alimentàries i farmacèutiques.<br />
• És icnífug i, per tant, és ideal per a indústries manipuladores de productes perillosos<br />
amb riscos de deflagració o incendi.<br />
• És relativament fàcil d’emmagatzemar a pressions superiors a l’atmosfèrica (en<br />
acumuladors o dipòsits).<br />
• És fàcil de transportar, mitjançant canonades.<br />
• No requereix de mecanismes gaire complicats o sofisticats per al seu control.<br />
• Les sobrecàrregues no perjudiquen els elements, quan hi ha una pressió baixa.<br />
• Es poden aconseguir variacions de velocitat dels actuadors d’una forma relativament<br />
fàcil.<br />
• Es poden aconseguir velocitats elevades en els actuadors i en els motors (1m/s i<br />
500.000 rpm).<br />
INCONVENIENTS:<br />
• L’aire comprimit s’ha de preparar abans d’utilitzar-lo. És necessari eliminar les<br />
impureses sòlides i la humitat amb filtres.<br />
• El comandament pneumàtic és lent (per aire).<br />
• No és una tècnica de precisió. No és aconsellable, quan és necessari obtenir precisió<br />
per sota d’1 segon p.ex.<br />
• Limitació de la pressió en les instal·lacions de 6 a 7 bar.<br />
• Limitació de les forces d’utilització de 2.000 a 3.000 Kg. Força.<br />
• Dificultat d’aconseguir velocitats uniformes i constants en els cilindres, si les condicions<br />
ambientals varien.<br />
• Dificultat d’aconseguir posicions intermèdies molt precises en cilindres, atès que l’aire<br />
és relativament compressible.<br />
• L’aire dels escapaments provoca sorolls en les instal·lacions. S’han de silenciar,<br />
esmorteir, canalitzar o agrupar les vàlvules dins d’armaris insonoritzats.<br />
• Provoca un consum continu per efecte dels escapaments en el funcionament normal.<br />
• L’aire comprimit és una font d’energia cara comparada amb l’ energia elèctrica.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
2.2. TRACTAMENT DE L’AIRE COMPRIMIT<br />
Abans de ser utilitzat en un circuit pneumàtic, l’aire atmosfèric ha de ser sotmès a una sèrie de<br />
tractaments, entre els quals hi ha el filtratge previ, la compressió, la refrigeració,<br />
l’emmagatzematge i el manteniment.<br />
● L’aire atmosfèric conté gran quantitat d’impureses en forma de partícules de pols, residus<br />
d’olis i humitat, que poden ser causa d’avaries en les instal·lacions pneumàtiques en cas de no<br />
eliminar-les; per això, cal fer un filtratge previ.<br />
● Els compressors s’encarreguen d’efectuar la compressió de l’aire fins assolir una pressió<br />
adequada per a la seva utilització. En la indústria s’utilitzen pressions de fins a 12 bar.<br />
Els compressors són màquines destinades a produir aire comprimit, i s’accionen mitjançant<br />
motors elèctrics o tèrmics.<br />
Per escollir el tipus de compressor, s’han de tenir en compte dos aspectes fonamentals: el<br />
cabal de fluid necessari i la pressió de treball.<br />
El compressors es classifiquen en :<br />
Alternatius<br />
De pistó de dos temps<br />
De pistons alternatius<br />
Volumètrics<br />
TIPUS DE COMPRESSORS<br />
Rotatius<br />
De paletes<br />
D’engranatges<br />
Turbocompressors<br />
Radials<br />
Axials<br />
● Un cop comprimit, l’aire té una temperatura elevada (de 120 ºC a 150 ºC), motiu pel qual cal<br />
sotmetre’l a un procés de refrigeració i d’eliminació del percentatge d’aigua tant elevat com<br />
sigui possible, ja que es tracta d’aire humit.<br />
● L’aire sec i refrigerat s’emmagatzema en dipòsits generals o en acumuladors.<br />
● Finalment, aquest aire és sotmès a un tractament final en l’anomenada unitat de<br />
manteniment FRL, que és composta per un filtre, un regulador de la pressió proveït de<br />
manòmetre i també d’un lubricador<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
2.3. CÀLCUL APLICAT A ACTUADORS PNEUMÀTICS<br />
Una vegada fixada la pressió de treball, la força desenvolupada depèn de la superfície útil de<br />
l’actuador pneumàtic o cilindre. Aquesta superfície serà diferent segons es tracti d’un cilindre<br />
de simple efecte o d’un cilindre de doble efecte .<br />
● Cilindre de simple efecte<br />
Quant a les fórmules pel seu càlcul són :<br />
Superfície de l’èmbol :<br />
Volum d’aire:<br />
Força exercida per l’aire:<br />
Consum d’aire :<br />
En aquest cilindre la pressió de l’aire s’exerceix sobre tota la<br />
superfície de l’èmbol o pistó.<br />
En calcular la força s’ha de tenir en compte l’empenyiment de la<br />
molla, que a efectes pràctics és la dècima part de la força de<br />
l’aire, (E = 0,1 F)<br />
⎛ ⎞<br />
= . ⎜ ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
D<br />
S π<br />
2<br />
=<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6<br />
π .<br />
2<br />
π.<br />
D<br />
V = S.<br />
e = . e<br />
4<br />
2<br />
π . D<br />
F = p.<br />
− E<br />
4<br />
Q maniobra<br />
= n.<br />
V<br />
2<br />
D<br />
4<br />
S = Superfície de l’èmbol<br />
D = Diàmetre de l’èmbol<br />
e = cursa de l’èmbol<br />
F = Força exercida per l’aire<br />
E = Força d’empenyiment de la molla<br />
Q = Consum d’aire durant una maniobra<br />
N = nombre de cicles per minut<br />
d = Diàmetre de la tija
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
● Cilindre de doble efecte<br />
Quant a les fórmules pel seu càlcul són :<br />
Superfície d’avançament<br />
Superfície de retrocés<br />
Volum d’aire<br />
Força d’avançament<br />
Força de retrocés<br />
En la cursa d’avançament la pressió s’exerceix<br />
sobre tota la superfície de l’èmbol, mentre que en la<br />
cursa de retrocés només actua sobre tota la superfície<br />
útil, la de l’èmbol menys la de la tija.<br />
π.<br />
D<br />
S =<br />
4<br />
.<br />
S = π<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
2<br />
π.<br />
V = Vavançament<br />
+ Vretrocès<br />
=<br />
F a<br />
π . D<br />
= p.<br />
4<br />
F r<br />
2 2 ( D − d )<br />
2 2 ( 2.<br />
D − d )<br />
Les lletres es corresponen pels mateixos apartats que pels càlculs del cilindre de simple<br />
efecte.<br />
4<br />
2<br />
π .<br />
= p.<br />
2 2 ( D − d )<br />
4<br />
4<br />
.e
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
2.4 SIMBOLOGIA:<br />
LÍNIA DE TREBALL<br />
LÍNIA DE COMANDAMENT O PILOTATGE<br />
LÍNIA FLEXIBLE<br />
CONNEXIÓ<br />
ACOBLAMENT RÀPID SENSE VÀLVULA DE RETENCIÓ.<br />
ACOBLAMENT RÀPID AMB VÀLVULA DE RETENCIÓ.<br />
PURGA D'AIRE<br />
PRESA D'AIRE O PRESSIÓ<br />
ESCAPAMENT<br />
UNITAT DE MANTENIMENT<br />
VÀLVULA REGULADORA<br />
DE PRESSIÓ AMB MANÒMETRE<br />
VÀLVULA LIMITADORA DE PRESSIÓ<br />
FILTRE<br />
FILTRE AMB PURGADOR<br />
LUBRIFICADOR<br />
MANÒMETRE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
ACTUADORS:<br />
CILINDRE SIMPLE EFECTE<br />
CILINDRE DOBLE EFECTE<br />
CILINDRE DOBLE EFECTE<br />
AMB ESMORTEIMENT<br />
CILINDRE DE DOBLE VÀSTEG<br />
CILINDRE PLA O ANTIGIR<br />
CILINDRE TÈNDEM<br />
CILINDRE MULTIPOSICIONAL<br />
CILINDRE TELESCÒPIC<br />
CILINDRE DE GIR<br />
MOTOR PNEUMÀTIC NO REVERSIBLE<br />
MOTOR PNEUMÀTIC REVERSIBLE<br />
COMPRESSOR<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
VÀLVULES DISTRIBUÏDORES:<br />
ACCIONAMENTS:<br />
VÀLVULA 2/2 N.T.<br />
VÀLVULA 2/2 N.O.<br />
VÀLVULA 3/2 N.T.<br />
VÀLVULA 3/2 N.O.<br />
VÀLVULA 4/2<br />
VÀLVULA 5/2<br />
VÀLVULA 4/3 CENT. TANC. (E)<br />
VÀLVULA 4/3 APLIC. ESC. (J)<br />
VÀLVULA 5/3 CENT. TANC.<br />
MUSCULAR O MANUAL<br />
PER POLSADOR<br />
PALANCA MANUAL<br />
PEDAL<br />
PER RODET (F.C.)<br />
PER RODET ABATIBLE<br />
PER LLEVA<br />
AMB MOLLA<br />
PER PRESSIÓ<br />
PER DEPRESSIÓ<br />
SERVO-PILOTATGE<br />
PER BOBINA<br />
ELECTROIMANT<br />
AMB ENCLAVAMENT<br />
EMISSOR D'IMPULSOS<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
12<br />
1 3<br />
3<br />
1<br />
VÀLVULES AUXILIARS DE BLOQUEIG I DE FLUX:<br />
1 3<br />
1<br />
1<br />
1<br />
2<br />
2<br />
2<br />
X<br />
X(2)<br />
X<br />
3<br />
1 3<br />
X<br />
1<br />
VÀLVULA SELECTORA DE CIRCUIT (OR)<br />
VÀLVULA DE SIMULTANEÏTAT (AND)<br />
VÀLVULA ANTI-RETORN SENSE MOLLA<br />
VÀLVULA ANTI-RETORN AMB MOLLA<br />
VÀLVULA D'ESCANYAMENT<br />
VÀLVULA D'ESCANYAMENT AMB ANTI-RETORN<br />
VÀLVULA D'ESCAPAMENT RÀPID<br />
TOVERA D'ASPIRACIÓ I VENTOSA.<br />
CAPTADOR DE FUGA<br />
DETECTOR REFLEX<br />
EMISSOR DETECTOR PNEUMÀTIC DE BARRERA<br />
RECEPTOR DETECTOR PNEUMÀTIC DE BARRERA<br />
DETECTOR DE BARRERA INTEGRAT (FORQUETA<br />
AMPLIFICADOR PNEUMÀTIC<br />
VÀLVULA DE SEQÜÈNCIA<br />
TEMPORITZADOR<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
SIMBOLOGIA COMANDAMENT<br />
min.<br />
MARXA<br />
PARADA<br />
MARXA / PARADA<br />
MARXA AUTOMÀTICA<br />
POLSADOR (MARXA POLSATÒRIA)<br />
PARADA D'EMERGÈNCIA (VERMELL)<br />
CICLE CONTINU O MOVIMENT CONTINU.<br />
CICLE ÚNIC O UNA REVOLUCIÓ.<br />
REVOLUCIONS MINUT (rpm).<br />
SIMBOLOGIA TIPUS DE TECNOLOGIA:<br />
SISTEMA PNEUMÀTIC.<br />
SISTEMA HIDRÀULIC.<br />
SISTEMA MECÀNIC.<br />
SISTEMA ELÈCTRIC.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
2.5. APLICACIONS PNEUMÀTIQUES:<br />
A les diferents accions que es poden realitzar utilitzant la tècnica pneumàtica també rep el nom<br />
de manipulació. Són les accions que en última instància s’han de realitzar mitjançant els<br />
actuadors pneumàtics i de les quals s’obtenen les aplicacions industrials.<br />
És molt difícil suplir la mà de l’home com a element de treball, ja que aquesta, pràcticament,<br />
pot realitzar la majoria de funcions com: distribuir, ordenar, alimentar, posicionar, subjectar,<br />
treure, posar, traslladar, etc.<br />
Un procés de treball automàtic ha de portar, generalment, més d’un element mecànic de<br />
manipulació, tants com operacions individuals s’hagin de realitzar. Tanmateix, també s’hauran<br />
d’incorporar els elements de comandament necessaris, els detectors de posició i els diferents<br />
elements de control i de regulació de cabal.<br />
Un actuador pneumàtic es pot transformar en un muscle mecànic. Amb tres cilindres de<br />
dimensions adequades es pot arribar teòricament fins qualsevol lloc dins un espai limitat.<br />
Afegint-hi un accionament giratori podem augmentar les possibilitats de moviment i acostarnos<br />
a la idea que tenim del braç humà, i si incorporem en l’extrem una mordassa pneumàtica<br />
podem dir que estem simulant el moviment de la mà de l’home. No es tracta de comparar la<br />
mà mecànica amb les possibilitats immenses que té la mà de l’home.<br />
Aquesta tècnica, utilitzant actuadors pneumàtics, s’anomena manipulació, que és la tècnica<br />
que estudia els moviments controlats d’una forma limitada, arribant a poder-se controlar els<br />
següents paràmetres:<br />
• Posició inicial.<br />
• Posició final.<br />
• Posicions intermèdies no molt precises.<br />
• Velocitat.<br />
• Força d’aplicació.<br />
En tot cas, per a controlar d’una forma precissa tots aquests paràmetres s’ha d’utilitzar la<br />
tècnica proporcional o també anomenada pneumàtica intel·ligent, que tracta dels sistemes<br />
servocontrolats electrònicament mitjançant vàlvules proporcionals i sensors analògics de les<br />
diferents magnituds a controlar.<br />
La tècnica de manipulació culmina quan s’arriba a l’estudi de la robòtica, que segons la<br />
Federació Internacional de Robòtica (IFR) defineix el robot com: “Màquina de manipulació<br />
automàtica reprogramable i multifuncional amb tres o més eixos que poden posicionar i<br />
orientar matèries, peces, eines o dispositius especials per a l’execució de treballs diversos en<br />
les diferents etapes de la producció industrial, ja sigui en una posició fixa o en moviment”.<br />
En aquest curs no pretenem ni de bon tros acostar-nos a les tècniques o tecnologies que<br />
desenvolupa la robòtica, però sí que en algun moment ens hi podem acostar realitzant algun<br />
símil sobre les accions de manipulació.<br />
Algunes de les accions o funcions mecàniques que es poden realitzar utilitzant mitjans<br />
estrictament pneumàtics poden ser:<br />
FUNCIÓ SÍMBOL<br />
EXEMPLE<br />
DESCARREGAR<br />
ACTUADOR<br />
MULTIVIBRADOR<br />
EMMAGATZEMAR CILINDRES DE SIMPLE<br />
I DOBLE EFECTE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13
UNITAT 2 (INTRODUCCIÓ A LA PNEUMÀTICA) ICE - UPC<br />
FUNCIÓ SÍMBOL<br />
EXEMPLE<br />
ACTUADOR<br />
ALIMENTAR<br />
DESPLAÇAR<br />
COMPROVAR<br />
POSICIÓ<br />
CILINDRES DE SIMPLE<br />
I DOBLE EFECTE<br />
VÀLVULA FI DE CURSA<br />
DETECTOR PROXIMITAT<br />
GIR CILINDRES DE GIR<br />
CILINDRES DE SIMPLE<br />
SUBJECTAR I DOBLE EFECTE<br />
AVANÇ<br />
CIRCULAR<br />
AVANÇ<br />
LINEAL<br />
AVANÇ<br />
ALTERNATIU<br />
PLAT CIRCULAR<br />
ALIMENTADOR<br />
HIDRÀULIC<br />
PNEUMÀTIC<br />
EXPULSIÓ EXPULSOR<br />
CILINDRES DE SIMPLE<br />
I DOBLE EFECTE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
UNITAT 3: ELEMENTS PNEUMÀTICS.<br />
3.1. UNITAT DE MANTENIMENT:<br />
a) Filtre.<br />
b) Vàlvula reguladora de pressió.<br />
c) Lubrificador.<br />
d) Vàlvula limitadora de pressió.<br />
3.2. ACTUADORS PNEUMÀTICS:<br />
a) Motors pneumàtics.<br />
b) Cilindre de Simple Efecte.<br />
c) Cilindre de Doble Efecte.<br />
d) Cilindre de Doble Vàsteg.<br />
e) Cilindres Plans.<br />
f) Cilindres Tàndem.<br />
g) Cilindres Multiposicionals.<br />
h) Cilindres telescòpics.<br />
i) Cilindres de gir.<br />
ÍNDEX:<br />
3.3. VÀLVULES:<br />
a) Vàlvules distribuïdores o de vies.<br />
• Nomenclatura.<br />
• Simbologia pneumàtica.<br />
• Tipus de vàlvules distribuïdores.<br />
• Tipus d’accionaments.<br />
b) Vàlvules auxiliars de bloqueig i de flux:<br />
• Vàlvules selectores de circuit (OR).<br />
• Vàlvules de simultaneïtat (AND).<br />
• Vàlvules anti-retorn.<br />
• Vàlvules d’escanyament.<br />
• Vàlvules d’escanyament amb anti-retorn.<br />
• Vàlvules d’escapament ràpid.<br />
• Tovera d’aspiració per depressió.<br />
• Captador pneumàtic de fuga.<br />
• Detector reflex o de flux anular.<br />
• Detector pneumàtic de barrera.<br />
• Amplificador pneumàtic.<br />
c) Vàlvules de pressió i temps:<br />
• Vàlvules de seqüència.<br />
• Temporitzadors.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
3.1 UNITAT DE MANTENIMENT.<br />
UNITAT 3: ELEMENTS PNEUMÀTICS.<br />
La unitat de manteniment té la missió de preparar l’aire que ve del grup compressor, abans<br />
d’utilitzar en una instal·lació o màquina.<br />
Els elements bàsics que formen aquest conjunt són els següents: Filtre, regulador de pressió,<br />
manòmetre i lubrificador.<br />
a) FILTRE:<br />
Són els elements que purifiquen l’aire comprimit, eliminant totes les partícules o brutícia i<br />
també recollir gran part de l’aigua o humitat existent.<br />
FILTRE<br />
FILTRE AMB PURGADOR<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
b) VÀLVULA REGULADORA DE PRESSIÓ:<br />
Tenen la missió de mantenir constant la pressió de treball amb independència de la pressió<br />
primària. La pressió d’entrada és més elevada que la de sortida, disposant d’un comandament<br />
d’ajust fent que augmenti més o menys el cabal per tal de mantenir la pressió constant, el qual<br />
es regula automàticament fins el valor ajustat.<br />
c) LUBRIFICADOR:<br />
2<br />
4 6<br />
40 8<br />
10<br />
80<br />
120<br />
lbf/in 2<br />
bar<br />
P1 P2<br />
Encara que en l’actualitat no és necessari per als components pneumàtics moderns, ja que<br />
estan prelubrificats per a tota la seva vida, en moltes instal·lacions existeixen components vells<br />
o accessoris que necessiten una lubrificació encara que sigui moderada.<br />
La lubrificació consisteix en aportar partícules de lubricant a l’aire comprimit que ha de circular<br />
per tota la instal·lació, fet que afavoreix el funcionament de tots els components i disminueix el<br />
desgast; sobretot en màquines que hagin de treballar en condicions extremes, per exemple de<br />
temperatura o també que hagin de realitzar molts de cicles.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
d) VÀLVULA LIMITADORA DE PRESSIÓ:<br />
Són vàlvules que s’utilitzen per a limitar les sobrepressions en les instal·lacions pneumàtiques.<br />
Una excessiva pressió en la instal·lació farà que s’obri la vàlvula i descarregui l’aire<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
3.2. ACTUADORS PNEUMÀTICS.<br />
Són actuadors pneumàtics tots els mecanismes que proporcionen un moviment. Depenent del<br />
tipus de moviment es poden classificar en:<br />
• Moviment rotatiu : - Motors pneumàtics.<br />
• Moviment lineal : - Cilindres de Simple Efecte (SE).<br />
- Cilindres de Doble Efecte (DE).<br />
• Moviment giratori : - Cilindres de gir d’aletes i de cremallera.<br />
a) MOTORS PNEUMÀTICS:<br />
Els motors pneumàtics es caracteritzen per l’elevada velocitat de gir que poden<br />
proporcionar, fins a 500.000 rpm. Ara bé, tenen l’inconvenient que proporcionen un parell<br />
motor limitat, és a dir, no donen gran força en l’eix.<br />
Es poden sobrecarregar fins a parar-los sense el perill d’ocasionar-los desperfectes.<br />
MOTOR MOTOR<br />
NO REVERSIBLE<br />
REVERSIBLE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
CILINDRES:<br />
Els cilindres pneumàtics són mecanismes que proporcionen moviments lineals i es poden<br />
diferenciar dos tipus bàsicament, depenent de l’alimentació: simple efecte i doble efecte.<br />
13<br />
14<br />
12<br />
11<br />
b) Cilindres de Simple Efecte:<br />
10<br />
1<br />
9<br />
2<br />
8<br />
3<br />
7<br />
Els cilindres de S.E. només realitzen força en sentit de sortida, per acció de l’aire<br />
comprimit. El retrocés s’efectua automàticament en deixar d’aplicar pressió, retornant<br />
per l’acció d’una molla. Tenen l’inconvenient que en l’acció de retrocés només<br />
proporciona força per l’efecte de la molla, però per altra banda, té l’avantatge que el<br />
consum és inferior comparant-lo amb el cilindre de doble efecte, ja que no cal aplicar<br />
aire en la cursa de retrocés.<br />
ACCIÓ DE SORTIR<br />
ACCIÓ D'ENTRAR (RETORN)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
4<br />
5<br />
6<br />
1 junta d’amortiment<br />
2 imant<br />
3 casquet amort.<br />
4 camisa<br />
5 casquet guia<br />
6 junta rascadora<br />
7 tapa anterior<br />
8 connexió anterior<br />
9 interruptor magnèt.<br />
10 vàsteg<br />
11 anell guia<br />
12 junta pistó<br />
13 tapa posterior<br />
14 cargol d’amortiment
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
c) Cilindres de Doble Efecte:<br />
Els cilindres de D.E. tenen dues cambres per aplicar aire, tant per avançar com per a<br />
retrocedir.<br />
S’ha de tenir en compte que la força d’avanç és superior a la de retrocés, ja que s’ha<br />
de descomptar la superfície que ocupa la tija (vàsteg) de l’èmbol de la cambra de<br />
retrocés.<br />
Aquest tipus de cilindres tenen l’avantatge respecte als de simple efecte, que<br />
proporcionen força en els dos sentits de moviment, però per altra banda tenen<br />
l’inconvenient que el consum és superior, aproximadament el doble.<br />
ACCIÓ DE SORTIR<br />
ACCIÓ D'ENTRAR (RETORN)<br />
Existeixen altres tipus de cilindres o actuadors lineals especials, com per exemple:<br />
d) Cilindres de doble vàsteg:<br />
S’utilitzen en aplicacions en que és necessari tenir una cursa molt llarga, o també quan<br />
han d’estar igualades les forces d’avanç i de retrocés.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
e) Cilindres plans:<br />
Són cilindres que tenen la forma del perfil del vàsteg quadrada i són molt útils quan és<br />
imprescindible tenir la condició antigir.<br />
f) Cilindre tàndem:<br />
Estan formats per dos cilindres de doble efecte units per un vàsteg comú. La força<br />
d’actuació és quasi el doble dels normals, ja que disposa d’aproximadament dues<br />
superfícies d’aplicació de pressió. Molt útils quan l’espai per a instal·lar-los és molt<br />
reduït i el diàmetre ha de ser limitat.<br />
g) Cilindres multiposicionals:<br />
Estan composats per dos cilindres units de diferents curses i dues cambres<br />
independents. Depenent de on s’aplica la pressió, el vàsteg surt més o menys.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
h) Cilindres telescòpics:<br />
Són cilindres amb un vàsteg constituït per diversos vàstegs inserits i, a mesura que<br />
s’aplica pressió, van sortint de forma progressiva; començat pel més prim (interior) i<br />
acabant pel més gruixut (exterior).<br />
i) Cilindres de gir:<br />
Els cilindres de gir tenen el mateix principi que els cilindres de doble efecte però amb la<br />
diferència que el moviment és circular. La força es transmet a través d’una aleta<br />
oscil·lant unida a l’eix giratori i permeten un gir des de 0º fins 180º aproximadament,<br />
podent ajustar-se l’angle de gir amb uns topes.<br />
També existeixen altres tipus de cilindres de gir que disposen d’un o dos cilindres de<br />
doble efecte lineals, que converteixen el moviment en giratori mitjançant un engranatge<br />
dentat unit a l’eix central que gira per l’efecte de la cremallera que mou el/s cilindre/s,<br />
podent assolir angles de gir d’aproximadament 360º.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
3.3. VÀLVULES.<br />
Les vàlvules són dispositius que controlen els sistemes pneumàtics: els comandaments dels<br />
cilindres de sortida i d’entrada (marxa i parada), la regulació de la velocitat i la regulació de la<br />
força.<br />
Les característiques principals de les vàlvules pneumàtiques són: la funció que han de realitzar<br />
i la forma d’accionament.<br />
Segons la funció que realitzen les vàlvules es poden classificar en:<br />
• Vàlvules distribuïdores o de vies.<br />
• Vàlvules de bloqueig o anti-retorn.<br />
• Vàlvules reguladores de pressió.<br />
• Vàlvules reguladores de flux o de velocitat.<br />
• Elements de buit.<br />
a) VÀLVULES DISTRIBUÏDORES O DE VIES:<br />
La funció principal d’aquestes vàlvules és la de distribuir l’aire (pressió) o de tancar el pas.<br />
S’anomenen també de vies degut al camí o conductes per on haurà de circular l’aire<br />
comprimit.<br />
• Nomenclatura:<br />
1 (P)<br />
2 (A), 4 (B)<br />
3 (R), 5 (S)<br />
12 (Z), 14 (Y)<br />
NUMERACIÓ DESCRIPCIÓ<br />
connexió de pressió (entrada).<br />
connexions d’aplicació (sortida/es)<br />
connexions d’escapament<br />
connexions de comandament (pilotatge)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Simbologia pneumàtica:<br />
La representació de les vàlvules es fa d’una manera esquemàtica per tal de donar a<br />
entendre el seu funcionament. La classificació es fa en funció del nombre de vies i del<br />
nombre de posicions, de forma que el primer número indica el nombre de vies i el segon el<br />
nombre de posicions.<br />
2/2 = 2 vies i 2 posicions.<br />
3/2 = 3 vies i 2 posicions.<br />
4/2 = 4 vies i 2 posicions.<br />
5/2 = 5 vies i 2 posicions.<br />
5/3 = 5 vies i 3 posicions.<br />
Cada posició de la vàlvula es representa per un rectangle i en el seu interior s’indiquen les<br />
vies.<br />
VIA TANCADA<br />
2 POSICIONS<br />
3 POSICIONS<br />
VIA OBERTA AMB PRESSIÓ<br />
SENTIT ASCENDENT<br />
VIA OBERTA D'ESCAPAMENT<br />
SENTIT DESCENDENT<br />
2 VIES<br />
2 POSICIONS<br />
3 VIES<br />
2 POSICIONS<br />
4 VIES<br />
2 POSICIONS<br />
5 VIES<br />
2 POSICIONS<br />
4 VIES<br />
3 POSICIONS<br />
Les connexions o conductes exteriors és realitzen, per regle general, en el requadre de la<br />
dreta, és a dir, en estat de repòs o inicial la vàlvula està situada amb els conductes a la<br />
dreta.<br />
NO PASSA AIRE<br />
V / P<br />
ACCIÓ<br />
SI PASSA AIRE<br />
EN REPÓS ACCIONADA<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
Les vàlvules es poden classificar en NORMALMENT OBERTES (N.O.) i NORMALMENT<br />
TANCADES (N.T.), depenent de si estan deixant passar l’aire comprimit o no en la posició<br />
de repòs.<br />
NORMALMENT TANCADA<br />
NORMALMENT OBERTA<br />
3/2 (N.T.) 3/2 (N.O.)<br />
En la nomenclatura dels circuits elèctrics, els contactes normalment oberts (N.O.) no<br />
deixen passar corrent en repòs i els normalment tancats (N.T.) sí deixen passar corrent en<br />
repòs.<br />
CONTACTE<br />
ELÈCTRIC<br />
CONTACTE<br />
ELÈCTRIC<br />
N.O. N.T.<br />
A la part exterior esquerra de la vàlvula s’indicarà el tipus d’accionament, entenent per<br />
accionament a la forma com es mourà la vàlvula per a deixar o no passar l’aire comprimit.<br />
A la part exterior dreta s’indicarà la forma en que retornarà; generalment serà una molla<br />
(retorn per molla).<br />
VÀLVULA 3/2 (N.T.)<br />
ACCIONADA PER POLSADOR<br />
I RETORN PER MOLLA<br />
VÀLVULA 3/2 (N.T.)<br />
ACCIONADA PER RODET<br />
I RETORN PER MOLLA<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
De vegades els conductes estan situats a l’esquerra del cos de la vàlvula, quan en estat de<br />
repòs existeix una força exterior i permanent que modifica la posició inicial de la vàlvula,<br />
com per exemple una vàlvula accionada per rodet (final de cursa) que el cilindre està<br />
pressionant en la posició de repòs.<br />
A<br />
a0 a1<br />
• Tipus de vàlvules distribuïdores:<br />
ACCIONADA EN REPÒS<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14<br />
a0<br />
a1<br />
NO ACCIONADA EN REPÒS<br />
Les vàlvules més utilitzades segons el nombre de vies i de posicions són les següents:<br />
VÀLVULA 2/2 N.T. (VÀLVULA DE PAS)<br />
VÀLVULA 2/2 N.0. (VÀLVULA DE PAS)<br />
VÀLVULA 3/2 N.T.<br />
VÀLVULA 3/2 N.O.<br />
VÀLVULA 4/2<br />
VÀLVULA 5/2<br />
VÀLVULA 4/3 CENTRES TANCATS (E)<br />
VÀLVULA 4/3 APLICACCIÓ A ESCAPAMENT (J)<br />
VÀLVULA 5/3 CENTRES TANCATS
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
Vàlvula 2/2 (N.0.):<br />
Vàlvula 3/2 (N.T.):<br />
Vàlvula 4/2 :<br />
Vàlvula 5/2 :<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Tipus d’accionaments:<br />
Quan ens referim a accionament, volem expressar la forma en que la vàlvula canvia<br />
d’estat o de posició, és a dir, la força exterior que fa variar la posició.<br />
El tipus d’accionament que la vàlvula té acoblat depèn de la solució tecnològica adoptada i<br />
no de la funció de la pròpia vàlvula.<br />
Els accionaments es poden diferenciar de dues formes, els que són directes o els que es<br />
realitzen a distància.<br />
Els accionaments directes són comandaments que estan situats en la mateixa vàlvula:<br />
polsador, pedal, palanca, rodet, lleva, ...<br />
Els accionaments a distància permeten realitzar l’acció de comandament a distància, és a<br />
dir, l’element emissor de senyal de comandament no està en la pròpia vàlvula, la vàlvula<br />
disposa d’un/s receptor/s de senyal ja sigui pneumàtic o elèctric.<br />
MUSCULAR O MANUAL<br />
PER POLSADOR<br />
PALANCA MANUAL<br />
PEDAL<br />
PER RODET (F.C.)<br />
PER RODET ABATIBLE<br />
PER LLEVA<br />
AMB MOLLA<br />
PER PRESSIÓ<br />
PER DEPRESSIÓ<br />
SERVO-PILOTATGE<br />
PER BOBINA<br />
ELECTROIMANT<br />
AMB ENCLAVAMENT<br />
EMISSOR D'IMPULSOS<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
b) VÀLVULES AUXILIARS DE BLOQUEIG I DE FLUX:<br />
Existeixen una sèrie de vàlvules auxiliars que s’utilitzen per a complementar els circuits<br />
pneumàtics, podent definir el tipus de connexió o el sentit de l’aire comprimit.<br />
• Vàlvula selectora de circuit (OR):<br />
Són vàlvules que disposen de dues entrades i una sortida, de forma que quan arriba aire<br />
per una sola entrada només surt aire per la sortida, restant l’altre entrada bloquejada, és a<br />
dir, no hi surt aire. Quan arriba aire per les dues entrades alhora també surt aire per la<br />
sortida.<br />
S’utilitza per a realitzar funcions de comandament des de diferents punts d’accionament de<br />
forma indistinta; des d’un “o” des d’un altre punt.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 17
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Vàlvula de simultaneïtat (AND):<br />
Són vàlvules que disposen de dues entrades i una sortida, de forma que quan arriba aire<br />
per les dues entrades surt aire per la sortida. Si arriba aire per una sola sortida, aleshores,<br />
no surt aire per la sortida, ni per l’altre entrada.<br />
S’utilitza per a realitzar funcions de comandament des de diferents punts d’accionament de<br />
forma simultània; des d’un “i” des d’un altre punt essent necessari accionar el dos<br />
comandaments d’entrada per a obtenir resposta a la sortida.<br />
• Vàlvula anti-retorn:<br />
Les vàlvules anti-retorn permeten el pas de l’aire comprimit en un sentit i en l’altre es<br />
bloquegen hermèticament. Aquestes vàlvules també reben el nom de vàlvules de retenció.<br />
Són múltiples les seves aplicacions i també es poden trobar incorporades en altres vàlvules<br />
com els reguladors de velocitat, etc.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 18
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Vàlvules d’escanyament:<br />
Són vàlvules que s’utilitzen per a regular el cabal de circulació dels circuits pneumàtics.<br />
Generalment s’utilitzen per a variar la velocitat dels cilindres per efectes de la variació de<br />
cabal de l’aire comprimit. L’efecte d’escanyament és efectiu en els dos sentits d’aplicació<br />
de pressió.<br />
• Vàlvula d’escanyament amb anti-retorn:<br />
També reben el nom de reguladores de velocitat. Estan composades per una anti-retorn en<br />
paral·lel amb una d’escanyament regulable.<br />
En un sentit de circulació l’aire passa a través de l’escanyament, de forma que el cabal es<br />
pot regular ja que la vàlvula anti-retorn està bloquejada. Quan la circulació de l’aire és en<br />
sentit invers, l’aire passa directament per la vàlvula anti-retorn sense oposar resistència la<br />
vàlvula d’escanyament.<br />
Aquestes vàlvules són molt utilitzades per a variar la velocitat dels cilindres, per efectes de<br />
la variació de cabal i generalment ja van acoblades al cilindre.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 19
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Vàlvula d’escapament ràpid:<br />
La funció principal d’aquestes vàlvules és la d’incrementar la velocitat dels cilindres, de<br />
forma que l’aire que s’expulsa per l’escapament ho fa ràpidament a través d’aquesta<br />
vàlvula oposant la mínima resistència.<br />
Aquestes vàlvules funcionen de forma que en un sentit l’aire passa normalment des de<br />
l’entrada a la sortida, però quan l’aire bé en sentit contrari, és a dir, entra per la sortida,<br />
aleshores s’expulsa directament a l’exterior per un conducte de superfície superior,<br />
disminuint molt la resistència de l’aire expulsat. Aquestes vàlvules s’han d’instal·lar el més<br />
a prop possible dels cilindres, en sentit d’escapament.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 20
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Tovera d’aspiració per depressió:<br />
Són vàlvules que es basen en l’efecte Venturi segons el principi físic de Bernoulli referent a<br />
la Llei de conservació de l’energia segons els paràmetres de Pressió, Densitat i Velocitat<br />
d’un fluid. Aquest efecte és provocat per la disminució de la secció en un conducte<br />
principal, el qual que té connectat un tub on es genera una depressió.<br />
P(1) R(3)<br />
Buit(2)<br />
L’aire a pressió d’alimentació entra per (1) en arribar al punt on disminueix la secció,<br />
augmenta la velocitat de pas de l’aire. Aquest augment de velocitat crea una depressió pel<br />
conducte (2), provocant una aspiració que es pot aprofitar, connectant una ventosa, la qual<br />
podrà realitzar accions de subjecció de peces de superfície llisa per al seu trasllat<br />
Buit(2)<br />
L’accionament d’aquesta vàlvula es realitza a través d’una vàlvula de vies 2/2 o 3/2 per tal<br />
de proporcionar l’aire a la tovera i aquesta pugui aspirar a través de la ventosa. La tovera<br />
també rep el nom d’ejector.<br />
PRESSIÓ<br />
ALIMENTACIÓ<br />
TOVERA<br />
1 3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 21<br />
2<br />
PEÇA<br />
VENTOSA<br />
1 3<br />
ESCAPAMENT<br />
2
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Captador pneumàtic de fuga:<br />
Els captadors pneumàtics de fuga són elements capaços de detectar el moviment o<br />
desplaçament d’elements mecànics. Poden treballar des de 0,1 bar a 6 bar.<br />
X(2)<br />
P(1)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 22<br />
R(3)<br />
PEÇA<br />
1 3<br />
En condicions normals, quan no existeix cap element davant de la sortida d’aire, l’aire entra<br />
per (1) i surt per (3), mentre que pel conducte (2) es produeix una petita depressió per<br />
l’efecte Venturi en el conducte (1). Quan la peça s’acosta i fa contacte amb el captador, es<br />
tanca el pas (3) i l’aire que entra per (1) surt per (2) a la mateixa pressió, produint el senyal<br />
necessari per a realitzar el comandament d’una vàlvula distribuïdora. Si el senyal és molt<br />
feble, degut a que la peça no obtura l’orifici (3) totalment, aquest senyal de comandament<br />
de (X) que surt per (2) es pot amplificar.<br />
Aquests captadors o detectors s’utilitzen com a detectors de posició o verificadors de<br />
peces, de forma similar a com ho fan els finals de cursa pneumàtics (vàlvules de vies<br />
accionades per rodet) o els detectors electrònics capacitius. La distància de detecció pot<br />
variar entre 0 a 15mm.<br />
• Detector reflex:<br />
També existeix un altre tipus de captador anomenat detector reflex o sensor de flux anular,<br />
que té un principi de funcionament similar al captador pneumàtic de fuga, però a diferència<br />
d’aquest, per a la detecció no és necessari el contacte físic amb l’element.<br />
X(2)<br />
P(1)<br />
R(3)<br />
Quan s’acosta un element al detector, el fluxe d’aire de (1) rebota en la peça detectada i<br />
entra pel conducte de senyal (2). Aquest senyal s’ha d’amplificar per tal de que tingui la<br />
pressió necessària de treball.<br />
PEÇA<br />
3<br />
1<br />
2<br />
X(2)
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Detector pneumàtic de barrera:<br />
Els detectors de barrera són elements que permeten la detecció d’elements sense contacte<br />
mecànic i estan composats per dos elements, un emissor de doll d’aire i un receptor que<br />
capta el senyal emès per l’emissor.<br />
P(1)<br />
P(1)<br />
EMISSOR<br />
EMISSOR<br />
RECEPTOR<br />
RECEPTOR<br />
En condicions normals, quan el doll d’aire arriba al receptor, aquest emet un senyal de<br />
comandament (X), però, quan un element s’interposa entre l’emissor i el receptor, tallant el<br />
pas d’aire, el receptor deixa d’emetre el senyal de comandament (X). Aquestes dues<br />
unitats poden estar separades (segons model) 100mm.<br />
Aquests detectors o captadors són molt útils per a detectar el pas de peces sense contacte<br />
mecànic.<br />
1<br />
DETECTOR DE BARRERA<br />
EMISSOR<br />
1<br />
RECEPTOR<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 23<br />
X<br />
DETECTOR DE BARRERA<br />
INTEGRAT<br />
També existeixen detectors d’aquest tipus, integrats en un sol bloc i que tenen el mateix<br />
principi de funcionament, aquests s’anomenen detectors de barrera integrats en forqueta<br />
(“horquilla”).<br />
Aquests detectors tenen l’inconvenient que emeten un senyal feble de comandament (X) i<br />
és necessari la utilització d’amplificador pneumàtic per tal d’obtenir un senyal útil a pressió<br />
normal de treball.<br />
X<br />
1<br />
X<br />
X<br />
P(1)<br />
P(1)
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Amplificador pneumàtic:<br />
L’amplificador pneumàtic de senyal està pensat per augmentar la pressió d’aire dels<br />
captadors pneumàtics, ja que aquests, per si sols, no són capaços d’accionar una vàlvula<br />
pneumàtica.<br />
L’amplificador de pressió és similar a una vàlvula 3/2 N.T. dotada d’una membrana de gran<br />
superfície que converteix un senyal de baixa pressió a pressió treball normal de treball.<br />
X(12)<br />
R(3)<br />
P(1) A(2)<br />
1 3<br />
Quan no s’aplica pressió en (12), l’aire a pressió de treball en (1) està tancat, no tenint sortida per<br />
(2).<br />
En aplicar pressió per (12), es deforma la membrana fent pujar la vàlvula i en conseqüència donant<br />
pas d’aire des de (1) a (2). Degut a la superfície elevada de la membrana, una petita pressió té prou<br />
força per a deformar la membrana i moure la vàlvula.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 24<br />
12<br />
X<br />
1<br />
2<br />
2<br />
3
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
c) VÀLVULES DE PRESSIÓ I DE TEMPS:<br />
Existeixen vàlvules que s’activen per aire, en funció de la pressió de comandament o en<br />
funció del temps que tarda en arribar a la pressió d’activació. Aquestes vàlvules són: La<br />
vàlvula de seqüència i el temporitzador pneumàtic.<br />
• Vàlvula de seqüència:<br />
Són vàlvules que actuen en funció de la pressió de pilotatge (comandament), podríem dir<br />
que és un pressostat pneumàtic.<br />
Es tracta d’una vàlvula composta, formada per una vàlvula principal 3/2 que pot ser N.O. o<br />
N.T. pilotada per aire i un regulador de pressió ajustable. El senyal de pressió que es vol<br />
controlar arriba al regulador de pressió i quan aquest detecta que ha arribat a la pressió<br />
ajustada, dóna el senyal de comandament al conducte de pilotatge de la vàlvula principal,<br />
fent que aquesta canviï; per regla general aquesta és N.T. i quan s’activa deixa passar<br />
l’aire per actuar sobre el circuit pneumàtic que es vol controlar (en funció de la pressió).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 25
UNITAT 3 (ELEMENTS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Temporitzador pneumàtic:<br />
Són vàlvules que actuen en funció del temps que tarda en omplir-se un dipòsit d’aire i en<br />
conseqüència en assolir la pressió suficient per activar una vàlvula principal de vies.<br />
Es una vàlvula composta formada per una vàlvula principal de vies 3/2 que pot ser N.O. o<br />
N.T. i una vàlvula d’escanyament amb anti-retorn. L’aire de comandament arriba a la<br />
vàlvula d’escanyament amb anti-retorn, escanyant el pas de pilotatge (ajustable) i en funció<br />
del temps que tarda en omplir un dipòsit i en conseqüència s’assoleixi la pressió<br />
necessària per a pilotar la vàlvula principal fent que aquesta canviï; ; per regla general<br />
aquesta és N.T. i quan s’activa deixa passar l’aire per actuar sobre el circuit pneumàtic que<br />
es vol controlar (en funció del temps).<br />
Aquestes vàlvules no són molt precises i poden variar per efectes ambientals de<br />
temperatura, etc., s’utilitzen quan el temps a controlar no ha de ser molt exacte. Quan<br />
s’hagi d’obtenir precisió és aconsellable utilitzar temporitzadors electrònics i tècnica<br />
electropneumàtica.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 26
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
ÍNDEX:<br />
UNITAT 4: COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
4.1. REPRESENTACIÓ GRÀFICA.<br />
a) Parts de l’esquema pneumàtic.<br />
b) Representació de moviments.<br />
4.2. COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
a) Comandament directe.<br />
b) Comandament indirecte.<br />
c) Comandament simultani.<br />
d) Comandament indistint.<br />
e) Funció memòria.<br />
f) Control de la posició d’un cilindre.<br />
g) Comandament temporitzat.<br />
h) Control temporitzat de la posició.<br />
i) Retardament d’un senyal de comandament (FLANC).<br />
j) Posicionament d’un cilindre en zones intermèdies.<br />
k) Accionament d’un cilindre per detector reflex.<br />
l) Control d’una tovera d’aspiració.<br />
4.3. VARIACIÓ DE LA VELOCITAT D’UN CILINDRE.<br />
a) Disminució de la velocitat de sortida (A+).<br />
b) Disminució de la velocitat d’entrada (A-).<br />
c) Augment de la velocitat de sortida (A+).<br />
d) Variació de la velocitat en funció del comandament.<br />
e) Comandament en funció de la pressió.<br />
4.4. EXEMPLES D’APLICACIONS INDUSTRIALS.<br />
a) Dispositiu de subjecció.<br />
b) Distribució de caixes.<br />
c) Instal·lació de tall.<br />
d) Buidatge d’un magatzem.<br />
e) Muntatge de peces per premsat.<br />
f) Unió de peces.<br />
g) Distribució i separació de peces.<br />
h) Obertura i tancament d’una finestra.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
UNITAT 4: COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
Es pot entendre com a comandaments bàsics els que es realitzen generalment de forma<br />
combinacional sobre un sol cilindre, ja sigui de simple o de doble efecte. A continuació, podem<br />
exposar un recopilació de comandaments que controlen l’entrada i la sortida d’un cilindre.<br />
4.1. REPRESENTACIÓ GRÀFICA.<br />
En la representació gràfica d’esquemes i per tal de que siguin el màxim d’entenedors,<br />
intentarem simplificar-los i, per això, alguns elements, com les preses de pressió i els<br />
escapaments, els representarem com s’indica a continuació.<br />
6 bar<br />
PRESA DE PRESSIÓ<br />
AIRE DIRECTE DE LA UNITAT DE MANTENIMENT<br />
ESCAPAMENT (SILENCIADOR)<br />
ACCIONAMENT D'UN CILINDRE DE SIMPLE EFECTE (S.E.)<br />
A-<br />
ACCIÓ<br />
ACCIONAMENT D'UN CILINDRE DE DOBLE EFECTE (D.E.)<br />
A-<br />
ACCIÓ<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3<br />
A+<br />
A+
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
a) Parts de l’esquema pneumàtic:<br />
El circuit pneumàtic està dividit en dues parts ben diferenciades: POTÈNCIA i<br />
COMANDAMENT.<br />
La potència és la part operativa del circuit o instal·lació, d’on volem obtenir el moviment o<br />
acció final. També s’anomena circuit d'aplicació i està format, bàsicament, per l’actuador o<br />
cilindre i el preactuador o vàlvula distribuïdora.<br />
El comandament és la part del circuit on es realitza el control sobre la vàlvula distribuïdora de<br />
potència i aquesta sobre el cilindre. Està format, bàsicament, pels elements de comandament i<br />
també per altres vàlvules auxiliars que s’utilitzen per a controlar l’automatització o també el<br />
control de la posició del cilindre.<br />
POTÈNCIA<br />
VARIACIÓ VELOCITAT I<br />
CAPTACIÓ PRESSIÓ<br />
COMANDAMENT<br />
CONTROL DE POSICIÓ<br />
Generalment, els elements que composen un circuit pneumàtic es col·loquen de forma esquematitzada,<br />
de tal manera que ajudin a confeccionar-lo d’una forma més senzilla i, a més sigui de més fàcil<br />
comprensió.<br />
• En la part superior es situen els actuadors, els quals disposaran de la vàlvula de potència<br />
corresponent.<br />
• Entre el cilindre i la vàlvula estaran situades les vàlvules per tal de realitzar la variació de<br />
velocitat (variació de cabal), i també pot haver ubicats els elements captadors o limitadors de<br />
pressió.<br />
• En la part inferior de l’esquema estaran situats tots els elements de comandament i control:<br />
polsadors, finals de cursa i altres vàlvules auxiliars de comandament.<br />
Les línies que formen el circuit de potència són contínues i les del circuit de comandament<br />
haurien de ser discontínues, però, en la pràctica, les línies de comandament es dibuixen<br />
també de forma contínua, sempre que els esquemes estiguin ben estructurats i siguin de fàcil<br />
comprensió. Pensem que, per regla general, les línies de comandament representen la majoria<br />
de traces i no és gaire pràctic traçar-les.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
b) Representació de moviments.<br />
El diagrama de fases és un mètode de representació gràfic, que ens indica en cada moment o<br />
fase la posició o el moviment que realitza el cilindre. També es poden incloure els elements de<br />
comandament (marxa o parada) o de control de la posició (fi de curses).<br />
Els diagrames de fases també reben el nom de diagrames espai-fase o espai-temps quan és<br />
representatiu el temps en què s’ha de realitzar cada fase: augment o disminució de la velocitat.<br />
M<br />
A<br />
1<br />
0<br />
+<br />
-<br />
T0 T1 T2 T3 T4=T0<br />
El diagrama de fases anterior ens dóna la següent informació:<br />
• Consta de quatre fases diferenciades de funcionament de T0 a T3.<br />
• Existeix un element de comandament (M), que fa sortir o entrar el cilindre (A).<br />
• El cilindre (A) sortirà (A+) quan polsem (M) i entrarà (A-) quan deixem de polsar (M).<br />
• La sortida del cilindre és més lenta que l’entrada.<br />
Podem observar que per a indicar el canvi de fase d’un element de comandament, es realitza<br />
de forma instantània “0” a “1” o de “1” a “0”.<br />
En canvi, per a indicar el moviment del cilindre es realitza d’una forma progressiva de “-“ a “+”<br />
o de “+” a “-“, ja que el canvi de fase es realitza d’una forma progressiva (no instantània).<br />
En un diagrama de fases també s’hi poden representar els estats dels fi de cursa, de forma<br />
que es pugui apreciar la fi de cursa que s’acciona segons la posició del cilindre.<br />
M<br />
a0<br />
a1<br />
A<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
+<br />
-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
També podem realitzar un altre tipus de diagrama de fases on podem incloure més informació,<br />
relativa a la combinatòria dels accionaments, és a dir, representar la combinació lògica d’una<br />
forma gràfica.<br />
AND<br />
OR<br />
A+ = MS1 . MS2 . a0<br />
A- = (ME1 + ME2) . a1<br />
MS2<br />
ME1<br />
ME2<br />
a0<br />
a1<br />
A<br />
1<br />
MS1 0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
+<br />
-<br />
Generalment, aquest mètode de representació s’utilitza en els sistemes de comandament<br />
combinacionals, per a evitar tenir que realitzar un diagrama de fases amb totes les<br />
combinacions lògiques de les variables que actuen sobre el cilindre, o millor dit, sobre la<br />
vàlvula que farà sortir o entrar el cilindre.<br />
En el cas anterior es pot comprovar que la vàlvula que acciona el cilindre és del tipus<br />
biestable, ja que només és necessari un impuls dels comandament per a que surti o entri el<br />
cilindre; no s’han de mantenir polsats, a diferència dels anteriors diagrames.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
4.2. COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
a) Comandament directe:<br />
S’entén com a comandament directe, quan la vàlvula que dóna pressió al cilindre és el propi<br />
polsador (vàlvula de comandament). Aquest control s’utilitza generalment quan el cilindre és<br />
petit i no té massa consum (cabal); en conseqüència, no és necessari la utilització de vàlvula<br />
de potència.<br />
El cilindre surt (A+) quan es polsa (M) i entra (A-) quan el deixem de polsar.<br />
b) Comandament indirecte:<br />
M<br />
M<br />
A<br />
1<br />
0<br />
+<br />
-<br />
A<br />
El comandament indirecte és quan utilitzem una vàlvula de potència, pilotada (accionada) per<br />
aire, que dóna pressió al cilindre; la vàlvula de comandament donarà el senyal sobre la vàlvula<br />
de potència i aquesta donarà l’aire necessari per a que surti o entri el cilindre. Quan els<br />
cilindres són grans, sempre s’utilitza una vàlvula de potència, ja que aquesta subministrarà el<br />
cabal necessari per a que el cilindre surti o entri a velocitat adequada.<br />
El cilindre surt (A+) quan es polsa (M) i entra (A-) quan el deixem de polsar.<br />
M<br />
1<br />
0<br />
1<br />
VM<br />
A<br />
0<br />
+<br />
-<br />
M M<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
M<br />
A A<br />
VM VM<br />
A
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
c) Comandament simultani:<br />
S’utilitza quan volem comandar un cilindre des de dos llocs (o més) de forma simultània, és a<br />
dir, polsant els comandaments alhora (al mateix temps) sortirà el cilindre, i en deixar de polsar<br />
qualsevol d’ells, el cilindre entrarà.<br />
(A+) = “Polsant un ( i ) l’altre” = “Polsant M1 ( i ) M2”.<br />
(A-) = Deixant de polsar M1 o M2 o cap dels dos.<br />
d) Comandament indistint:<br />
Aquest circuit és imprescindible quan volem comandar un cilindre des de dos llocs (o més) de<br />
forma indistinta o independent, és a dir, polsant els comandaments per separat o també els<br />
dos alhora, de forma que el cilindre (A) sortirà polsant un qualsevol, i entrarà deixar de polsar<br />
els dos necessàriament.<br />
(A+) = “Polsant un ( o ) l’altre” = “Polsant M1 ( o ) M2”.<br />
(A-) = Deixant de polsar M1 i M2 (els dos).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
e) Funció memòria:<br />
Aquest circuit manté la posició estable del cilindre, aconseguint que la funció del<br />
comandament quedi memoritzada. No cal mantenir apretat el polsador, si volem que el cilindre<br />
resti en la posició (A+), és a dir, només cal un impuls del polsador corresponent per tal de fer<br />
sortir o entrar el cilindre.<br />
Amb aquest circuit no hi ha la possibilitat de donar prioritat a cap posició del cilindre; si es<br />
polsen alhora els dos polsadors el cilindre restarà en la última posició.<br />
Si es vol aconseguir una priorització en el comandament, es pot realitzar una funció memòria<br />
utilitzant una vàlvula monoestable en lloc de biestable. Per tal de mantenir el cilindre en la<br />
posició (A+), caldrà realitzar la funció de realimentació, és a dir, fer recircular l’aire de sortida<br />
(aplicació a través d’una vàlvula OR cap el comandament).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
f) Control de la posició d’un cilindre:<br />
El comandament de la vàlvula biestable de potència es realitza mitjançant dos polsadors: (MS)<br />
per a sortir i (ME) per a entrar.<br />
La sortida del cilindre només serà efectiva quan aquest es trobi dins, pressionant el final de<br />
cursa (a0) i es polsi (MS), i entrarà quan es trobi fora pressionant (a1) i també es premi (ME).<br />
La utilització de finals de cursa ens assegura que el cilindre ha assolit la posició desitjada.<br />
g) Comandament temporitzat:<br />
Mitjançant una vàlvula temporitzadora es pot aconseguir retardar qualsevol senyal de<br />
comandament, com per exemple en polsar M, el senyal de comandament no serà efectiu fins<br />
després d’un temps, el temps que tardi el temporitzador T en activar-se i donar el senyal que<br />
actuarà sobre la vàlvula de potència monoestable del cilindre i, en conseqüència, aquest surti.<br />
El retrocés del cilindre serà instantani quan es deixi de prémer el polsador de comandament<br />
M.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
h) Control temporitzat de la posició:<br />
Una de les aplicacions més usuals és la de controlar la posició de forma temporitzada, és a dir,<br />
temporitzar el senyal que emet el final de cursa a1, quan el cilindre assoleix la posició (A+), per<br />
tal de que tardi un temps determinat en què el cilindre torni automàticament a la posició inicial<br />
(A-) després d’haver arribat a fora.<br />
i) Retardament d’un senyal de comandament (FLANC):<br />
TEMPS<br />
El comandaments emeten senyal mentre els tenim accionats, però moltes vegades és<br />
necessari, encara que el comandament es tingui polsat o accionat, que aquest senyal no sigui<br />
permanent, per tal d’evitar moviments continus.<br />
En l’exemple que segueix es vol realitzar un comandament limitat a una sola acció per pols, és<br />
a dir, només es realitzarà l’acció de sortir o d’entrar del cilindre, quan es premi el polsador de<br />
comandament M, i encara que es mantingui polsat, el cilindre s’aturi en la posició assolida<br />
esperant un nou impuls.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
j) Posicionament d’un cilindre en zones intermèdies.<br />
La tècnica pneumàtica convencional no permet realitzar posicionaments en zones intermèdies<br />
d’una forma exacta o precisa, ja que l’aire és compressible i en conseqüència el cilindre<br />
realitza un efecte de molla per l’efecte de la inèrcia del moviment, i sobre tot quan ha de moure<br />
càrregues o ha de funcionar a velocitats elevades.<br />
Si controlem el cilindre mitjançant una vàlvula de tres posicions amb els centres tancats, en la<br />
posició de repòs, és a dir, no existeix cap senyal de comandament, l’aire de les dues cambres<br />
està oclús i, en conseqüència, no permet el moviment de l’èmbol. En hidràulica s’utilitza molt,<br />
ja que l’oli és incompressible i no permet que l’èmbol faci la més mínima fluctuació.<br />
Les vàlvules reductores de cabal o d’escanyament amb antiretorn es col·loquen de tal manera<br />
que el cilindre es mogui més lentament (aquest concepte s’estudiarà en l’apartat 4.3: variació<br />
de la velocitat d’un cilindre).<br />
k) Accionament d’un cilindre per detector reflex.<br />
Quan el detector reflex capta la presència d’un objecte, emet un senyal de comandament X,<br />
que és amplificat. L’amplificador pilota la vàlvula monoestable de potència i fa que surti el<br />
cilindre (A).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
l) Control d’una tovera d’aspiració.<br />
Moltes vegades el manipuladors pneumàtics porten incorporats en l’extrem, a més del cilindres<br />
que realitzen els moviments, un element de subjecció per a desplaçar peces de poc pes.<br />
Aquest element sol ser una ventosa adossada a una tovera d’aspiració, la qual es controla per<br />
una vàlvula de vies que pot ser 2/2 o també 2/3. El control d’aquesta vàlvula estarà sotmès a<br />
l’aplicació o funcionament del manipulador.<br />
En l’exemple que s’exposa a continuació, el control es realitza juntament amb un cilindre, de<br />
forma que quan el cilindre arriba a la posició final (A+), la ventosa aspira i deixa d’aspirar quan<br />
torna a la posició inicial (A-). El cilindre està controlat mitjançant dos polsadors, un per a que<br />
surti (MS) i un altra per a que entri (ME). El cilindre també dependrà dels finals de cursa<br />
corresponent d’(a0) per a que surti i d’(a1) per entrar.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
4.3. VARIACIÓ DE LA VELOCITAT D’UN CILINDRE.<br />
Per a variar la velocitat de sortida o d’entrada dels cilindres s’hauran d’utilitzar vàlvules que<br />
puguin variar el cabal de pas de l’aire comprimit. Si es disminueix el cabal, també o fa<br />
proporcionalment la velocitat del cilindre en entrar o en sortir.<br />
• Si disminuïm el cabal d’entrada al cilindre, l’aire va omplint la cambra d’avanç (p.ex.)<br />
del cilindre, però en el moment que el cilindre avança, el volum augmenta sobtadament<br />
i, en conseqüència, la pressió cau. Aquest efecte es repeteix successivament fins que<br />
el cilindre assoleix la posició final. Quan el cilindre ha de moure una càrrega, es pot<br />
apreciar que el cilindre avança a impulsos; en canvi, si no ha d’impulsar cap càrrega,<br />
pot semblar que l’efecte de disminució de la velocitat és d’avanç constant.<br />
P<br />
V<br />
6var<br />
P<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
m/s<br />
V<br />
0<br />
CÀRREGA<br />
• Si disminuïm el cabal d’escapament del cilindre, l’aire va omplint la cambra d’avanç<br />
(p.ex.) del cilindre de forma constant i, per tant, a pressió constant; això fa que el<br />
cilindre surti també a velocitat constant. Si escanyem el pas de l’aire d’escapament,<br />
reduïm també la velocitat de sortida del cilindre, però mantenim constant la pressió i,<br />
per tant, la força que apliquem a la càrrega.<br />
P<br />
V<br />
6var<br />
P<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
m/s<br />
V<br />
0<br />
CÀRREGA<br />
• Per augmentar la velocitat d’un cilindre s’utilitza una vàlvula d’escapament ràpid<br />
situada sempre en el conducte d’escapament del cilindre, fent que l’aire expulsat<br />
d’escapament tingui la mínima resistència d’evacuació.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14<br />
A-<br />
A-
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
a) Disminució de la velocitat de sortida (A+) d’un cilindre:<br />
En els cilindres de simple efecte, per a reduir la velocitat de sortida tenim l’opció de disminuir<br />
el cabal d’entrada, ja que el conducte d’escapament no existeix (bé, existeix però és un orifici<br />
sense connexió).<br />
M1<br />
1<br />
M1<br />
0<br />
b) Disminució de la velocitat d’entrada (A-) d’un cilindre:<br />
M1<br />
1<br />
M1<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
+<br />
A<br />
-<br />
A<br />
A<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15<br />
M1<br />
M1<br />
A<br />
A
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
c) Augment de la velocitat de sortida (A+) d’un cilindre:<br />
De la mateixa manera que per a controlar (disminuir) la velocitat d’un cilindre, tant d’entrada<br />
com de sortida, s’han de controlar els escapaments, per augmentar la velocitat també s’haurà<br />
de actuar sobre l’escapament, col·locant una vàlvula d’escapament ràpid. En aquest exemple<br />
es vol augmentar la velocitat de sortida (A+) del cilindre, per tant la vàlvula d’escapament ràpid<br />
s’instal·larà en l’escapament de l’avanç del cilindre.<br />
M1<br />
A<br />
d) Variació de la velocitat d’un cilindre en funció del comandament:<br />
1<br />
M1<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
En condicions normals (sense accionar MR) el cilindre sortirà a velocitat controlada, és a dir,<br />
l‘aire d’escapament del cilindre, en l’avanç, ha de passar a través del regulador de cabal. Quan<br />
s’acciona la vàlvula (MR), també s’acciona la vàlvula monoestable 3/2 N.T. i l’aire<br />
d’escapament sortirà lliurement, sense passar pel regulador de cabal.<br />
M1<br />
A<br />
MR<br />
X<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16<br />
1<br />
M1<br />
0<br />
MR<br />
0<br />
A<br />
+<br />
-<br />
1
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
e) COMANDAMENT EN FUNCIÓ DE LA PRESSIÓ:<br />
La vàlvula de seqüència determinarà quan serà efectiu el senyal de comandament d’entrada<br />
del cilindre (A-). Fins que no s’hagi assolit la pressió desitjada en la cambra de sortida, el<br />
cilindre no entrarà.<br />
Mitjançant la vàlvula d’escanyament (ve1) controlem la velocitat de sortida del cilindre.<br />
La vàlvula d’escanyament (ve2) s’ha de col·locar en sentit d’entrada, en el conducte d’avanç,<br />
ja que el que es pretén és que la pressió no pugi de forma sobtada (instantània), sinó que ho<br />
faci en la mateixa proporció que ho fa l’avanç del cilindre. Ambdues vàlvules s’han de regular<br />
en conjunt, fins a obtenir la velocitat necessària d’avanç del cilindre i també l’increment<br />
necessari de pressió.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 17
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
4.4. EXEMPLES D’APLICACIONS INDUSTRIALS.<br />
A continuació exposarem una sèrie d’exemples típics d’aplicacions industrials derivats dels<br />
esquemes de COMANDAMENTS BÀSICS i VARIACIÓ DE VELOCITAT DE CILINDRES.<br />
a) DISPOSITIU DE SUBJECCIÓ.<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el funcionament de la vàlvula biestable pilotada per aire i les aplicacions dels cilindres<br />
de simple efecte.<br />
Saber transformar una vàlvula 5/2 en una 3/2 N.T.<br />
• Descripció del funcionament:<br />
Utilitzant un cilindre de simple efecte (A), s’ha de fixar en un dispositiu en un dispositiu de subjecció<br />
per tal de ser mecanitzada.<br />
En prémer un polsador pneumàtic (M1), la peça ha de quedar fixada i quedarà lliura en polsar un<br />
altre polsador pneumàtic (M2).<br />
Si es manté polsat qualsevol dels dos polsadors, l’altre quedarà sense efecte, fins que es deixi de<br />
prémer.<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 18
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
b) DISTRIBUCIÓ DE CAIXES.<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el funcionament de la vàlvula monoestable pilotada per aire i les aplicacions dels<br />
cilindres de doble efecte.<br />
Comprendre i saber dissenyar un circuits amb prioritats de comandament. Realitzar la funció<br />
memòria amb vàlvula monoestable i saber utilitzar-la.<br />
• Descripció del funcionament:<br />
El tram de rodets (1) s’ha de desplaçar mitjançant un cilindre de doble efecte a les posicions (a) i<br />
(b), segons les necessitats d’emmagatzematge. Les caixes (2) passaran al magatzem de càrrega<br />
(a) o (b), segons estigui posicionat el tram de rodets (1).<br />
El comandament del cilindre es realitzarà mitjançant dos polsadors. En accionar un polsador<br />
pneumàtic (M1), el tram de rodets girarà a la posició (b) des de la posició inicial (a), i restarà en<br />
aquesta encara que deixem de polsar-lo.<br />
El tram girarà a la posició (a), si premem un altre polsador (M2) i també quedarà fixat en aquesta,<br />
encara que el deixem de polsar.<br />
Ara bé, si es premen els dos polsadors simultàniament, el tram de rodets haurà de quedar<br />
posicionat en (a), i també, si per qualsevol circumstància es perd la pressió, en tornar aquesta, el<br />
tram de rodets haurà de quedar posicionat en aquesta.<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
b<br />
a<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 19<br />
b<br />
a<br />
1<br />
A<br />
2
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
c) INSTAL·LACIÓ DE TALL.<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el funcionament de la vàlvula d’escapament ràpid i de la vàlvula de simultaneïtat (and).<br />
Comprendre el funcionament del final de cursa com a element detector i saber utilitzar-lo en<br />
aplicacions industrials de detecció.<br />
• Descripció del funcionament:<br />
En una màquina de tall (cisalla) s’han de tallar plecs de paper a una mida determinada, ajustada<br />
manualment.<br />
En accionar dos polsadors simultàniament (M1) i (M2), i en presència d’un plec de paper sobre la<br />
plataforma de tall de la cisalla, la barra portaganiveta (1) ha d’avançar i tallar el plec de paper (2).<br />
Després d’alliberar qualsevol dels dos polsadors, la cisalla tornarà a la posició inicial (a dalt).<br />
El plec de paper serà detectat per un final de cursa pneumàtic (Fc), instal·lat en la plataforma.<br />
La barra portaganiveta desplaçada per un cilindre de doble efecte (A), haurà de baixar a la màxima<br />
velocitat possible (superior a la velocitat normal).<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
A<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 20<br />
Fc<br />
(1)<br />
(2)
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
d) BUIDATGE D’UN MAGATZEM.<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el funcionament de la vàlvula selectora de circuit (or).d’escapament ràpid.<br />
Comprendre el funcionament del final de cursa com a element detector de posició del cilindre.<br />
• Descripció del funcionament:<br />
En un alimentador de gravetat (magatzem) s’han de retirar les peces (P) que estan<br />
emmagatzemades, i s’han de desplaçar a una rampa per al seu comptatge i mecanitzat.<br />
El comandament per accionar el cilindre de doble efecte (A), que ha d’efectuar l’expulsió de les<br />
peces, es realitzarà amb dos polsadors pneumàtics (M1) i (M2).<br />
L’avanç es realitzarà en prémer qualsevol dels dos polsadors, i el retrocés serà automàtic en arribar<br />
el cilindre a la màxima extensió (a1).<br />
Fins que el cilindre no hagi arribat a la posició inicial (a0), és a dir, que estigui a dins, no ha de ser<br />
possible un nou cicle d’avanç del cilindre.<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 21
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
e) MUNTATGE DE PECES PER PREMSAT.<br />
A<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el funcionament de la vàlvula de seqüència i la seva utilització.<br />
Comprendre el funcionament de la vàlvula reductora de cabal o d’escanyament ràpid en les<br />
diferents basants de reduir la velocitat del cilindre o de reduir el cabal o pressió d’alimentació del<br />
cilindre.<br />
• Descripció del funcionament:<br />
Mitjançant un dispositiu ensamblador (1) accionat per un cilindre de doble efecte, s’ha d’introduir<br />
una peça de bronso (2) dins una brida circular (3).<br />
El comandament es realitzarà amb un polsador (M) que donarà l’ordre d’avanç al cilindre de doble<br />
efecte (A).<br />
El cilindre no retornarà fins que la pressió de clavat no hagi arribat a un valor determinat i ajustable.<br />
La velocitat de sortida del cilindre ha de ser lenta i s’ha de poder regular.<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
M<br />
PRESSIÓ<br />
A<br />
1<br />
0<br />
X<br />
0<br />
+<br />
-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 22<br />
1<br />
2<br />
3
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
f) UNIÓ DE PECES.<br />
1 2<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el funcionament del temporitzador pneumàtic i la seva utilització.<br />
Comprendre el funcionament de la vàlvula reductora de cabal o d’escanyament ràpid i de la vàlvula<br />
monoestable 3/2 N.O. com a elements generadors de flac d’un senyal de comandament (polsador).<br />
• Descripció del funcionament:<br />
Un dispositiu de premsat s’ha d’utilitzar per a unir peces de plàstic per contacte i pressió.<br />
Aquest dispositiu estarà accionat mitjançant un cilindre de doble efecte (A).<br />
Un polsador (M) comandarà la cursa d’avanç del cilindre, un cop hagi arribat a la posició final de<br />
màxima extensió (a1), on s’ajuntaran les peces (1) amb (2). Aquestes s’hauran de premsar durant<br />
20” i a continuació el cilindre retornarà automàticament a la posició inicial (a0).<br />
El moviment de retrocés del cilindre es realitzarà encara que el polsador es mantingui pressionat.<br />
Un senyal nou de comandament de marxa d’(M) només serà efectiu un cop el cilindre hagi arribat a<br />
la seva posició inicial i el polsador s’hagi alliberat. És a dir, si es manté polsat no ha de donar cap<br />
senyal de marxa.<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
MS<br />
a0<br />
T<br />
a1<br />
A<br />
1<br />
M 0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
+<br />
-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 23<br />
A<br />
FLANC FLANC<br />
TEMPS = 20"<br />
TEMPS = 20"
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
(A+).<br />
g) DISTRIBUCIÓ I SEPARACIÓ DE PECES.<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el control de la posició d’un cilindre i saber posicionar inicialment a fora un cilindre en<br />
Saber controlar la velocitat en els dos sentits de funcionament d’un cilindre de doble efecte.<br />
• Descripció del funcionament:<br />
Un dispositiu de gir, accionat per un cilindre de doble efecte (A), distribueix i separa peces rodones<br />
procedents d’un magatzem de gravetat.<br />
El comandament es realitza amb un polsador, el qual farà que surti o entri el cilindre. En polsar-lo, el<br />
cilindre entrarà i desviarà la peça del conducte (1) al (2), expulsant la peça.<br />
Quan hagi arribat el cilindre a dins, aquest retornarà automàticament a la posició per a carregar una<br />
nova peça.<br />
S’haurà d’assegurar que el cilindre estigui en la posició correcta (inicial), per tal de que un nou<br />
senyal de marxa activi el cilindre.<br />
La sortida i l’entrada del cilindre hauran de ser lentes i s’haurà de poder regular la velocitat.<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
A<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 24<br />
1<br />
2
UNITAT 4 (COMANDAMENTS BÀSICS PNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
h) OBERTURA I TANCAMENT D’UNA FINESTRA.<br />
OBRIR<br />
TANCAR<br />
A<br />
• Objectius:<br />
Comprendre el control d’un cilindre en posicions intermèdies i saber regular la velocitat de sortida i<br />
d’entrada d’un cilindre de doble efecte.<br />
• Descripció del funcionament:<br />
L’obertura i tancament d’una finestra s’ha de poder controlar mitjançant la instal·lació d’un cilindre<br />
pneumàtic de doble efecte (A) i un mecanisme adequat.<br />
El comandament per a obrir i tancar s’ha de fer amb dos polsadors independents (M1) i (M2): (M1)<br />
per a obrir (A+) i (M2) per a tancar (A-)<br />
A més, s'han d’aconseguir posicions intermèdies per a facilitar la ventilació parcial del local.<br />
La velocitat d’obertura i de tancament ha de ser lenta i s’ha de poder regular.<br />
• Esquema pneumàtic:<br />
• Diagrama de fases:<br />
A<br />
1<br />
M1 0<br />
1<br />
M2 0<br />
+<br />
-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 25
UNITAT 5 (FUNCIONS LÒGIQUES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
UNITAT 5: FUNCIONS LÒGIQUES.<br />
a) Identitat.<br />
b) Negació.<br />
c) Disjunció.<br />
d) Conjunció.<br />
e) Rejecció.<br />
f) Exclusió.<br />
g) Equivalència.<br />
h) Antiequivalència.<br />
ÍNDEX:<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 5 (FUNCIONS LÒGIQUES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
UNITAT 5: FUNCIONS LÒGIQUES DE COMANDAMENT.<br />
a) IDENTITAT (igualtat) (=):<br />
X Y<br />
0<br />
1<br />
Y = X<br />
b) NEGACIÓ (inversió) (not):<br />
X Y<br />
0<br />
1<br />
Y = X<br />
c) DISJUNCIÓ (paral·lel) (derivació) (or) (+ ) (⁄):<br />
X1 X2 Y<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
Y = X1 + X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3
UNITAT 5 (FUNCIONS LÒGIQUES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
d) CONJUNCIÓ (sèrie) (and) (.) (*) (Ÿ):<br />
X1 X2 Y<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
e) REJECCIÓ (or invertida) (nor):<br />
X1 X2 Y<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
Y = X1 * X2<br />
Y = X1 + X2<br />
Y = X1 * X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 5 (FUNCIONS LÒGIQUES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
f) EXCLUSIÓ ( and invertida) (nand):<br />
X1 X2 Y<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
g) EQUIVALÈNCIA (Xnor):<br />
X1 X2 Y<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
Y = X1 * X2 Y = X1 + X2<br />
Y = X1 * X2 + X1 * X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 5 (FUNCIONS LÒGIQUES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
h) ANTIEQUIVALÈNCIA (Xor):<br />
X1 X2 Y<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
Y = X1 * X2 + X1 * X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
ÍNDEX:<br />
UNITAT 6: REPRESENTACIÓ DE MOVIMENTS i GRAFCET.<br />
6.1. REPRESENTACIÓ SIMBÒLICA DELS MOVIMENTS.<br />
6.2. SEQÜÈNCIES SIMPLES O CICLES COMBINATORIS.<br />
6.3. SEQÜÈNCIES COMPLEXES.<br />
a) Divisió de la seqüència en blocs.<br />
b) Utilització de memòries.<br />
c) Connexió de memòries pel mètode CASCADA.<br />
d) Connexió de memòries pel mètode PAS A PAS.<br />
Normes per al connexionament de les memòries.<br />
6.4. ELABORACIÓ DE LA TAULA DE SEQÜÈNCIA.<br />
6.5. SEQÜÈNCIES AMB MOVIMENTS REPETITS.<br />
6.6. COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
a) Cicle Únic amb polsador i Cicle Continu amb interruptor.<br />
b) Cicle Únic Forçat.<br />
c) Cicle Continu amb polsadors.<br />
• Cicle Continu independent.<br />
• Cicle Continu condicionat pel Cicle Únic.<br />
• Cicle Continu amb prioritat de parada i condicionat pel Cicle Únic<br />
Forçat.<br />
6.7. CIRCUIT D’APLICACIÓ: TREPANT.<br />
a) Objectius.<br />
b) Descripció general.<br />
c) Descripció seqüència.<br />
d) Descripció comandament.<br />
e) Confecció taula de seqüència.<br />
f) Disseny Grafcet’s.<br />
g) Disseny esquema pneumàtic: seqüència i comandament.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
UNITAT 6: SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES.<br />
6.1. REPRESENTACIÓ SIMBÒLICA DELS MOVIMENTS.<br />
Per tal de poder representar els esquemes pneumàtics d’una forma comprensible, també s’ha<br />
d’utilitzar una simbologia correcta i unes normes que ens permetin saber les posicions on es<br />
troben els actuadors.<br />
• Per a reconèixer cada cilindre pneumàtic, se li assigna una lletra majúscula: A, B, C, ... .<br />
• Els finals de cursa, que detecten cada posició dels diferents cilindres, tindran assignats en<br />
lletra minúscula la corresponent al seu cilindre: a, b, c... . Si ocupa la posició de dins,<br />
tindrà l’indicatiu sots “0”, i si ocupa la posició de fora el de sots “1”. Cada cilindre, per regla<br />
general, disposa de dos finals de cursa.<br />
Per exemple: el cilindre (A) té el (a0) que detectarà la posició de dins, i el (a1) per la<br />
posició de fora.<br />
A a0 a1<br />
A<br />
a0 a1<br />
• La posició del cilindre vindrà determinada pels signes +/-: si està a fora o ha de sortir (+), i<br />
si està a dins o ha d’entrar (-).<br />
A<br />
A<br />
(A+)<br />
Podem comprovar que, utilitzant lletres (majúscules) i signes (+/-), podem descriure els<br />
moviments dels cilindres, és a dir, de la seqüència que realitzen, sense necessitat de fer<br />
grans explicacions.<br />
Generalment, tots els moviments dels cilindres són independents, i quan parlem d’una<br />
seqüència o moviments encadenats de diferents cilindres, s’ha d’entendre que, després de<br />
finalitzat un moviment, fins que ha arribat a la posició final desitjada i ha accionat el final de<br />
cursa corresponent, no es realitzarà el pròxim moviment. Però existeix una excepció: quan<br />
parlem de moviments simultanis, és a dir, que es realitza més d’un moviment al mateix<br />
temps, (està clar que de diferents cilindres) llavors s’haurà de posar un parèntesi que<br />
envolti els moviments que es realitzen al mateix temps. Per exemple: (A+B+), (A+B-),... .<br />
Després de realitzat un moviment simultani de diversos actuadors, el pròxim moviment no<br />
es realitzarà fins que tots ells no hagin arribat a la seva posició final.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3<br />
(A-)
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
• Exemples de representacions simbòliques de seqüències pneumàtiqies:<br />
Moviments independents: A+B+A-B-<br />
MOVIMENT<br />
A+ Surt A : Fins que no hagi entrat B, no sortirà A (REPETEIX CICLE)<br />
B+ Surt B : Fins que no hagi sortit A, no sortirà B<br />
A- Entra A : Fins que no hagi sortit B, no entrarà A<br />
B- Entra B : Fins que no hagi entrat A, no entrarà B<br />
Moviments simultanis: A+B+(A-B-)<br />
MOVIMENT<br />
A+ Surt A : Fins que no hagin entrat A i B, no sortirà A (REPETEIX CICLE)<br />
B+ Surt B : Fins que no hagi sortit A, no sortirà B<br />
A-B- Entra A i B : Fins que no hagi sortit B, no entrarà A i B simultàniament<br />
Per regla general, els cilindres parteixen de dins cap a fora, la qual cosa vol dir, que la<br />
posició inicial és la de dins i, en conseqüència, el primer moviment d’un cilindre està definit<br />
pel signe “+”, és a dir, que en iniciar la seqüència haurà de sortir.<br />
Això no és sempre així, ni s’ha d’agafar com una norma, sinó que els moviments poden<br />
tenir el punt de partida que ens interessi més. Poden iniciar la seqüència des de la posició<br />
de forà, és a dir, el primer moviment que realitzarà serà de fora cap a dins i, per tant, el<br />
signe a aplicar serà “-“.<br />
Per exemple: A-B+A+B-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Quan volem descriure una successió de moviments que es repeteix d’una forma ordenada,<br />
diguem que es tracta d’una seqüència pneumàtica o de cilindres, o també d’un cicle automàtic<br />
o repetitiu.<br />
Podem dividir les seqüències en dos grans grups: SIMPLES o COMPLEXES.<br />
6.2. SEQÜÈNCIES SIMPLES o CICLES COMBINATORIS.<br />
Són les seqüències que es poden realitzar per la simple combinació de les variables primàries.<br />
S’entén com a variable primària l’element o sensor que capta la posició de cada cilindre (fi de<br />
cursa).<br />
Per determinar quan una seqüència és SIMPLE o COMPLEXA, ens fixarem en l’ordre de<br />
sortida i d’entrada dels cilindres. Per tant, direm que es tracta d’una SEQÜÈNCIA SIMPLE<br />
quan:<br />
• L’ordre en què surten els cilindres és el mateix que quan entren o a l’inrevés.<br />
• Per a determinar l’ordre no cal tenir en compte el signe (+/-).<br />
• També podem trobar moviments simultanis dins de la mateixa seqüència.<br />
Exemples: A+B+A-B- AB=AB<br />
A+B+C+A-B-C- ABC=ABC<br />
A-B+C+A+B-C- ABC=ABC<br />
B-C+A-B+C-A+ BCA=BCA<br />
A+(B+C+)A-B-C- A(BC)=ABC<br />
En tots aquests exemples, les seqüències es poden resoldre d’una forma combinacional,<br />
connectant directament el final de cursa a la vàlvula de potència corresponent.<br />
Per a descriure el funcionament d’una seqüència simple, podem partir d’un exemple, seguint<br />
els passos de funcionament:<br />
Sigui la seqüència A+B+A-B- :<br />
MOVIMENT PAS DESCRIPCIÓ<br />
A+ 1 Inici: Polsem M surt A i acciona a1 b0 fa sortir A (segueix el cicle)<br />
B+ 2 a1 fa sortir B i acciona b1<br />
A- 3 b1 fa entrar A i acciona a0<br />
B- 4 a0 fa entrar B i acciona b0<br />
A partir d’aquesta descripció es pot realitzar una TAULA DE SEQÜÈNCIA que descriu la<br />
seqüència i, a més, ens ajuda a dissenyar el circuit.<br />
f.c. MOV.<br />
M i b0 A+<br />
a1 B+<br />
b1 A-<br />
a0 B-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Diagrama de fases corresponent a la seqüència:<br />
6.3. SEQÜÈNCIES COMPLEXES o CICLES SEQÜENCIALS:<br />
Quan no es compleixen les condicions que fan que una seqüència sigui simple, es pot dir que<br />
ens trobem davant d’una SEQÜÈNCIA COMPLEXA, i bàsicament aquestes condicions es<br />
redueixen a la de l’ordre de moviments. Si, com s’ha dit abans, no hi ha una correlació igual de<br />
moviments de sortida i d’entrada dels cilindres.<br />
Exemples: A+B+B-A- AB#BA<br />
A+B+C+C-B-A- ABC#CBA<br />
A+A-B+B- AA#BB<br />
B-C+A-C-A+B+ BCA#CBA<br />
A+(B+C+)C-A-B- A(BC)#CAB<br />
Per resoldre aquest tipus de seqüències, hi ha tres mètodes, bàsicament, per a solucionar els<br />
circuits pneumàtics, de forma que no hi hagi cap problema de trobar en una mateixa vàlvula de<br />
potència, pressió en els dos pilotatges. Aquests problemes s’anomenen contradiccions o<br />
senyals permanents.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Sigui la seqüència A+B+B-A-<br />
A<br />
B<br />
Si agafem el mètode simple o combinatori podem extreure el següent circuit:<br />
f.c. MOV.<br />
M i a0 A+<br />
a1 B+<br />
b1 B-<br />
b0 A-<br />
Es pot observar que inicialment i en polsar M, a0 i b0 estan accionats, de forma que<br />
proporcionen pressió a les dues bandes de la vàlvula de potència del cilindre A. Per tant, el<br />
sistema no es pot posar en funcionament, ja que la vàlvula no es pot moure.<br />
D’igual forma passa amb a1, ja que es manté accionat fins l’últim moviment de la seqüència,<br />
fent que b1 no tingui efecte sobre la vàlvula de potència del cilindre B, atès què està rebent<br />
pressió per l’altra banda.<br />
Amb tot això exposat, es veu que el mètode combinatori dels finals de cursa no funciona per a<br />
les anomenades seqüències complexes (cicles seqüencials); per tant, s’han de buscar<br />
solucions per tal de resoldre els circuits convenientment.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Aquests mètodes són:<br />
• Anul·lació de senyals permanents mitjançant rodets abatibles.<br />
El rodet dóna un impuls a la vàlvula, evitant que tingui pressió continuada, cosa que<br />
provocaria que en el moment que arribés el senyal en l’altra posició de la vàlvula de<br />
potència, aquesta no pugui canviar. L’emissió de senyal no pot tenir lloc en la posició<br />
final, els rodets abatibles han de quedar sobrepassats per tal d’evitar que, quan arribi el<br />
cilindre (A) a la posició A+, (a1) no segueixi emetent el senyal. D’igual forma s’ha de fer<br />
amb el cilindre (B) en assolir la posició B-.<br />
• Anul·lació de senyals permanents mitjançant la utilització de temporitzadors.<br />
El temporitzador actua de forma similar a la del rodet del mètode anterior, provocant un<br />
impuls en la vàlvula, evitant que tingui pressió continuada, cosa que provocaria que en<br />
el moment que arribés el senyal en l’altra posició de la vàlvula de potència, aquesta no<br />
pugui canviar.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
• Utilització de memòries per a l’obtenció de senyals secundaris (canvis de línia).<br />
Fer servir els dos primers mètodes és útil per a resoldre seqüències complexes però no<br />
massa complicades, és a dir, en el moment que ens trobem moviments repetits d’un mateix<br />
cilindre o seqüències llargues amb molts finals de cursa, és difícil poder trobar tots els senyals<br />
permanents i solucionar-los. Per tant, ens referirem principalment al mètode d’utilització de<br />
memòries que estudiarem tot seguit.<br />
Per resoldre les seqüències, partirem de la confecció d’una TAULA DE SEQÜÈNCIA, la qual<br />
s’omplirà amb una sèrie de dades necessàries a partir d’unes premisses bàsiques. Després<br />
de l’obtenció d’aquesta taula, la solució del circuit pneumàtic serà directa i de forma<br />
sistemàtica.<br />
El procés a seguir per a resoldre les seqüències, utilitzant el mètode de les memòries, és el<br />
següent:<br />
a) Divisió de la seqüència en blocs:<br />
Un bloc és el conjunt de lletres de la seqüència sense repetir-ne cap d’elles i sense tenir en<br />
compte el signe de sortida o d’entrada (+/-). No es pot repetir cap moviment d’un mateix<br />
cilindre.<br />
Exemple: A+A-B+C+B-C- A+ / A-B+C+ / B-C-<br />
1r.BLOC 2n.BLOC 3r.BLOC<br />
La separació entre cada bloc indica que existirà un canvi de línia per accionament d’una<br />
memòria, la qual cosa provocarà l’eliminació de senyals permanents no desitjables.<br />
El nombre de BLOCS serà igual al nombre de LÍNIES.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
b) Utilització de memòries:<br />
Una memòria és una vàlvula pilotada per aire BIESTABLE i podrà ser 3/2 o 4/2(5/2),<br />
depenent del mètode utilitzat per a resoldre el circuit pneumàtic.<br />
L’activació de les línies dependrà de les memòries, com ja s’ha exposat; ara bé, hi ha dos<br />
mètodes de connexió de les memòries:<br />
MÈTODE CASCADA: Núm. de memòries = Núm. de blocs – 1<br />
MÈTODE PAS A PAS: Núm. de memòries = Núm. de blocs<br />
Per 2 línies (2blocs) s’utilitza el mateix circuit amb una memòria 4/2 o 5/2.<br />
c) Connexió de les memòries pel mètode CASCADA:<br />
2 BLOCS (CASCADA i PAS A PAS)<br />
L1<br />
L2<br />
3 BLOCS<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L4<br />
X2<br />
X1 X2<br />
X1<br />
4 BLOCS<br />
X3<br />
X2<br />
X1<br />
(CASCADA)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10<br />
X3<br />
(CASCADA)<br />
X4
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
d) Connexió de les memòries pel mètode PAS A PAS:<br />
2 BLOCS (CASCADA i PAS A PAS)<br />
L1<br />
L2<br />
3 BLOCS<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L4<br />
X1 X2<br />
X1<br />
4 BLOCS<br />
(PAS A PAS)<br />
(PAS A PAS)<br />
X2 X3<br />
X1 X2 X3 X4<br />
e) Normes per a la connexió de les memòries:<br />
i. El primer detector (fi de cursa) de cada bloc és el que activarà la memòria<br />
(X) de cada memòria, per tal de realitzar el canvi de línia.<br />
1r detector del 1r bloc activarà X1<br />
1r detector del 2n bloc activarà X2<br />
1r detector del 3r bloc activarà X3<br />
...etc.<br />
Cada memòria activarà la línia corresponent:<br />
X1 L1<br />
X2 L2<br />
X3 L3<br />
...etc.<br />
La línia activada (Lx) per la memòria (Xx), donarà el senyal a la vàlvula<br />
distribuïdora de potència (biestable) per tal d’accionar el cilindre i realitzar el<br />
moviment corresponent de la seqüència.<br />
ii. L’alimentació dels detectors (fi de curses) es prendrà de la línia a la qual<br />
pertany (LÍNIA=BLOC), excepte el primer de cada bloc que s’alimentarà de<br />
la línia anterior. S’ha de prendre l’alimentació de la línia que té pressió.<br />
iii. Els detectors (fi de curses) que no són els primers de bloc, donaran el<br />
senyal directament a la vàlvula de potència corresponent al moviment que<br />
hagin de realitzar, agafant l’alimentació de la línia a la qual pertanyen i així<br />
es realitzarà el moviment del cilindre corresponent a la seqüència.<br />
iv. El límit de línies pel mètode CASCADA serà de 3 a 4 com a màxim, per tal<br />
d’evitar caigudes de pressió, ja que les memòries estan connectades en<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
sèrie i podria donar lloc a fallades en el sistema per la presència de senyals<br />
de pressió febles.<br />
Pel mètode PAS A PAS no existeix límit, ja que totes les línies depenen<br />
d’una sola vàlvula o memòria. És el més utilitzat i més fàcil de comprendre.<br />
v. L’ordre de comandament (M) o de posada en MARXA s’ha de connectar en<br />
sèrie amb el primer fi de cursa, sigui quin sigui el tipus de comandament.<br />
6.4. ELABORACIÓ DE LA TAULA DE SEQÜÈNCIA.<br />
A partir de les normes exposades anteriorment, es pot confeccionar una taula de seqüència<br />
amb totes les dades relatives a la seqüència pneumàtica.<br />
Seguint d’una forma ordenada la taula, es pot confeccionar fàcilment el circuit pneumàtic<br />
complert. El tipus de comandament quedarà exposat en un altre capítol específic.<br />
Els camps o dades a tenir en compte seran els següents:<br />
L.AL. Línia d’alimentació.<br />
És la línia de la qual s’ha d’alimentar el fi de cursa corresponent.<br />
f.c. Fi de cursa.<br />
Detector de la posició del cilindre; és el corresponent al que activa<br />
el moviment anterior.<br />
MEM. Memòria.<br />
Corresponent al senyal que ha de rebre del fi de cursa 1r de cada grup<br />
que activarà la línia corresponent.<br />
L.AC. Línia activa.<br />
És la línia activada per la memòria corresponent, a principi de bloc.<br />
MOV. Moviment.<br />
Acció del cilindre i depenent de la vàlvula de potència.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Elaboració de la taula de seqüència a partir d’un exemple pràctic:<br />
Sigui la seqüència:<br />
A+B+A-C+B-C-<br />
Configuració de blocs: A+B+ / A-C+B- / C-<br />
1r bloc 2n bloc 3r bloc<br />
L.AL f.c. MEM L.AC MOV<br />
L3 M . c0 X1 L1 A+<br />
L1 a1 - - B+<br />
L1 b1 X2 L2 A-<br />
L2 a0 - - C+<br />
L2 c1 - - B-<br />
L2 b0 X3 L3 C-<br />
Les zones blaves (enfosquides) correspondran a la part inferior de les línies, que serà<br />
l’activació de les memòries. Sempre serà la part corresponent del primer moviment de cada<br />
bloc, fins a la memòria.<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
b1<br />
L1<br />
CASCADA<br />
M<br />
L3<br />
c0<br />
X2<br />
X2<br />
X1 X3<br />
ACTIVACIÓ MEMÒRIES<br />
X1<br />
b0<br />
X3<br />
L2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
M<br />
c0<br />
L3<br />
X1<br />
X1<br />
b1<br />
L1<br />
X2<br />
(X1)<br />
(X2)<br />
(X3)<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
PAS A PAS<br />
ACTIVACIÓ MEMÒRIES<br />
b1<br />
b0<br />
m.c0<br />
A+ B+<br />
A-<br />
C-<br />
X2 X3<br />
b0<br />
L2<br />
a1<br />
a0 c1<br />
C+ B-<br />
X3
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
La zona no enfosquida de la taula de seqüència correspon a la part superior de les línies, on<br />
es connecten les vàlvules distribuïdores de potència dels cilindres. El sistema de connexió és<br />
igual per als dos mètodes cascada i pas a pas, ja que no ocupa la zona de memòries.<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
A B C<br />
A+ A- B+ B- C+ C-<br />
ACTIVACIÓ VÀLVULES DISTRIBUÏDORES CILINDRES<br />
A B C<br />
A+ A- B+ B- C+ C-<br />
L1 L2<br />
a1 c1 a0<br />
L1 L2 L2<br />
De la fusió d’ambdós circuits, és a dir, de la zona superior i de la inferior de les línies,<br />
s’obté l’esquema definitiu. Està clar que, a l’hora de realitzar un esquema pneumàtic a<br />
partir d’una taula de seqüència, s’ha de fer en conjunt.<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L1<br />
A+<br />
A<br />
A-<br />
b1<br />
L1<br />
M<br />
CONNEXIÓ CASCADA<br />
L2<br />
a1<br />
L3<br />
L1<br />
X2<br />
B<br />
B+ B-<br />
X1 X3<br />
c0 b0<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14<br />
c1<br />
L2<br />
L2<br />
a0<br />
L2<br />
C+<br />
C<br />
C-<br />
L3<br />
L3
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L1<br />
A+<br />
A<br />
M<br />
c0<br />
L3<br />
A-<br />
X1<br />
L2<br />
a1<br />
CONNEXIÓ PAS A PAS<br />
L1<br />
b1<br />
L1<br />
B<br />
B+ B-<br />
6.5. SEQÜÈNCIES AMB MOVIMENTS REPETITS.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15<br />
X2<br />
c1<br />
L2<br />
b0<br />
L2<br />
a0<br />
X3<br />
L2<br />
C<br />
C+ C-<br />
Són les seqüències que tenen moviments repetits d’un mateix cilindre, és a dir, un mateix<br />
cilindre realitza més d’una acció de vaivé.<br />
Per exemple: A+B+A-A+B-A-<br />
El cilindre (A) surt dues vegades i entra dues vegades.<br />
Hi poden haver infinitat de seqüències on es repeteixen els moviments d’un mateix o de<br />
diversos cilindres.<br />
El mètode per a resoldre aquest tipus de seqüències es basa en el mateix principi que les<br />
seqüències complexes, i seguint el mateix procés, a partir d’omplir la taula de seqüència. El<br />
problema principal radica en què, els finals de cursa corresponents als moviments repetits, han<br />
d’aportar més d’un senyal i han de captar el senyal de diferents línies i, a més, han de<br />
distribuir aquest senyal a llocs diferents.<br />
L.AL f.c. MEM L.AC MOV<br />
1 L4 M . a0 X1 L1 A+<br />
2 L1 a1 - - B+<br />
3 L1 b1 X2 L2 A-<br />
4 L2 a0 X3 L3 A+<br />
5 L3 a1 - - B-<br />
6 L3 b0 X4 L4 A-<br />
(X1)<br />
(X2)<br />
(X3)<br />
(X4)<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L4<br />
b1<br />
a0<br />
b0<br />
m.a0<br />
L3<br />
A+ B+<br />
A-<br />
A+<br />
A-<br />
B-<br />
a1<br />
a1
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Com podem comprovar en la taula de seqüència, els finals de cursa (a0) i (a1) es repeteixen,<br />
però el problema no és aquest, sinó que s’alimenten de llocs diferents i, a més, han de donar<br />
el senyal també a llocs diferents:<br />
En la fila 1 (a0) s’alimenta de (L4) i ha d’activar (X4)<br />
En la fila 4 (a0) s’alimenta de (L2) i ha d’activar (X3)<br />
En la fila 2 (a1) s’alimenta de (L1) i ha d’activar (B+)<br />
En la fila 5 (a1) s’alimenta de (L3) i ha d’activar (B-)<br />
Per tal de no barrejar els senyals i distorsionar la seqüència, s’hauran d’independitzar els finals<br />
de curses repetits (a0) i (a1), agafant pressió directa i, mitjançant portes AND, distribuir el<br />
senyal corresponent.<br />
M<br />
X1<br />
X3<br />
L4 a0<br />
L2 L1 a1<br />
L3<br />
El polsador (M) també el podem substituir per una vàlvula AND, si s’ha d’introduir un senyal de<br />
comandament extern, com per exemple cicle únic + cicle continu, etc.<br />
M<br />
X1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16<br />
X3<br />
L4 a0<br />
L2<br />
Una altra de les diferències de les seqüències amb moviments repetits és que hi haurà<br />
vàlvules de potència que els arribi més d’un senyal, per tal d’efectuar més d’un moviment<br />
(moviments repetits).<br />
Això es pot solucionar, per no barrejar senyals, afegint vàlvules OR a les entrades.<br />
En la seqüència anterior podem observar que (A+) rep senyal de L1 per una banda i de L3 per<br />
l’altra, i (A-) les rep de L2 i de L4.<br />
A<br />
a0 a1<br />
A+<br />
L1 L3 L2 L4<br />
A-<br />
B+<br />
B-
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Seqüència:<br />
B b0 b1<br />
a1<br />
A a0<br />
B-<br />
B+<br />
A-<br />
A+<br />
A+B+A-A+B-A-<br />
L4<br />
L2<br />
L1 L3<br />
L3<br />
L1<br />
a1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 17<br />
L2<br />
b0<br />
a0<br />
b1<br />
M<br />
L3<br />
L1<br />
a0<br />
L4<br />
a0
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
6.6. COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
Les condicions de comandament d’una seqüència pneumàtica poden ser moltes i variades,<br />
depenent sempre de l’aplicació on s’hagin d’incorporar. En aquest apartat exposarem les més<br />
bàsiques, sense entrar en una exposició gaire extensa, ja que cada aplicació requereix d’un<br />
comandament especial i fet a mida.<br />
Les condicions de comandament les aplicarem sobre la seqüència: A+B+B-A-<br />
a) Cicle Únic amb polsador i Cicle Continu amb interruptor:<br />
M<br />
Mcu<br />
En accionar el polsador (Mcu) i en deixar-lo anar, només es produirà un sol cicle de<br />
funcionament; ara bé, si es manté polsat els cicles (seqüència) s’aniran reproduint en<br />
forma de cicle continu.<br />
L’interruptor (Mcc), en posició tancat, no té cap efecte, de forma que podem comandar el<br />
cicle únic amb (Mcu). Si s’obre (s’acciona), els cicles o moviments dels cilindres es<br />
repetiran fins que el tanquem. En aquesta posició (Mcu) no té cap efecte, restant inhibit.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 18<br />
Mcc
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
b) Cicle Únic forçat:<br />
McuF<br />
Aquest ja s’havia estudiat com a generador de flanc. Quan es polsa (McuF), es genera un<br />
senyal de comandament suficient per a posar en marxa el sistema, que desapareix mentre<br />
continuem polsant (McuF); per tant, fins que no es deixa de polsar i el tornem a accionar,<br />
no es genera un nou senyal de comandament. Aquest circuit obliga a deixar de polsar el<br />
comandament de marxa (McuF), de forma que els moviments encadenats dels cilindres<br />
s’aturaran en finalitzar la seqüència i tornarà a començar quan es torni a prémer el<br />
comandament.<br />
c) Cicle Continu amb polsadors:<br />
• Cicle continu independent:<br />
Mcu Mcc Pcc<br />
En aquest circuit, el cicle continu generat per la vàlvula biestable és independent del cicle<br />
únic, de forma que, quan s’activa el cicle continu, el cicle únic queda inhibit. La parada del<br />
cicle continu es realitza amb un altre polsador (Pcc).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 19
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
• Cicle continu condicionat pel cicle únic:<br />
Mcu Mcc Pcc<br />
A diferència del circuit anterior, quan es polsa el comandament de cicle únic (Mcu), aquest<br />
té el mateix efecte que el de parada de cicle continu (Pcc), donant un senyal paral·lel sobre<br />
la vàlvula biestable generadora del cicle continu. També es podria eliminar el polsador de<br />
parada de cicle continu (Pcc).<br />
• Cicle continu amb prioritat de parada i condicionat pel cicle únic forçat:<br />
McuF Mcc<br />
Pcc<br />
En aquest circuit, a part d’incorporar un cicle únic forçat (McuF), el cicle continu està<br />
constituït per una funció memòria amb vàlvula monoestable (amb realimentació),<br />
aconseguint que la parada de cicle continu (Pcc) tingui prioritat sobre la marxa de cicle<br />
continu (Mcc), de forma que, si els polsem alhora, la vàlvula monoestable no s’activa i, per<br />
tant, no hi ha senyal de comandament. També (McuF) té prioritat sobre (Mcc), condicionant<br />
el cicle únic sobre el cicle continu.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 20
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
6.7. CIRCUIT D’APLICACIÓ: TREPANT.<br />
a) Objectius:<br />
Saber aplicar els coneixements exposats sobre un projecte d’automatització:<br />
Confeccionar la taula de seqüència, dissenyar els Grafcets de la seqüència, dibuixar<br />
l’esquema pneumàtic referent a la seqüència i dissenyar el comandament.<br />
b) Descripció general:<br />
S’ha de projectar el control i comandament automàtic d’una màquina eina per a fer dos forats a<br />
unes peces metàl·liques rectangulars. Les peces es col·locaran automàticament des d’un<br />
magatzem vertical de gravetat i també s’expulsaran de forma automàtica un cop s’hagin<br />
realitzat els dos forats.<br />
c) Descripció seqüència:<br />
• L’alimentació de peces es farà mitjançant el cilindre (A), desplaçant i fixant la peça per<br />
a poder-la foradar.<br />
• L’avanç del trepant el realitzarà el cilindre (B), després d’arribar al final de la seva<br />
cursa, el cilindre retornarà automàticament a la seva posició inicial. El capçal del<br />
trepant girarà al mateix temps que el cilindre avanci i retrocedeixi.<br />
• Un cop fet el primer forat, un tercer cilindre (C) canviarà la posició de la peça mitjançant<br />
el desplaçament de la plataforma per tal de poder fer el segon forat, i es tornarà a<br />
repetir el procés d’avanç i retrocés del cilindre (B).<br />
• Un cop fet el segon forat, la plataforma (C) tornarà a la posició inicial.<br />
• Després de retornar la plataforma al seu lloc, el cilindre (A) tornarà també a la seva<br />
posició inicial que, mitjançant un mecanisme, s’expulsarà la peça ja foradada.<br />
• Després de realitzat aquest procés, la màquina ja estarà en condicions de tornar a<br />
iniciar un nou cicle (seqüència) de funcionament.<br />
A<br />
B<br />
C<br />
+<br />
-<br />
+<br />
-<br />
+<br />
-<br />
a0<br />
M<br />
a1<br />
b1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 21<br />
b0<br />
c1<br />
b1<br />
b0<br />
c0
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
d) Descripció comandament (M):<br />
• La posada en marxa es realitzarà mitjançant un polsador pneumàtic (McuF), que<br />
realitzarà un únic cicle de funcionament. Si el polsador es manté polsat, la seqüència<br />
no s’ha de repetir.<br />
• També hi ha d’haver comandament de cicle continu: un de marxa (Mcc) i un de parada<br />
(Pcc). La parada haurà de tenir prioritat sobre la marxa, si es polsen els dos<br />
simultàniament.<br />
• El comandament de cicle únic forçat (McuF) ha de condicionar el cicle continu, de<br />
forma que, en polsar-lo, el cicle continu es desactivi.<br />
e) Confecció taula de seqüència:<br />
f) Disseny Grafcet’s:<br />
EQUIVALENT<br />
(X1)<br />
(X2)<br />
(X3)<br />
(X4)<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L4<br />
b1<br />
c1<br />
b1<br />
M.a0<br />
M = ( McuF ) + ( Mcc . PCcc . McuF )<br />
L.AL f.c. MEM L.AC MOV<br />
L4 M . a0 X1 L1 A+<br />
L1 a1 - - B+<br />
L1 b1 X2 L2 B-<br />
L2 b0 - - C+<br />
L2 c1 X3 L3 B+<br />
L3 b1 X4 L4 B-<br />
L4 b0 - - C-<br />
L4 c0 - - A-<br />
A+ B+<br />
B-<br />
B+<br />
B-<br />
C+<br />
C-<br />
a1<br />
b0<br />
b0<br />
A-<br />
c0<br />
MONOESTABLES<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 22<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
M.a0<br />
a1<br />
b1<br />
b0<br />
c1<br />
b1<br />
b0<br />
c0<br />
a0<br />
INICI<br />
A+<br />
B+<br />
B-<br />
C+<br />
B+<br />
B-<br />
C-<br />
A-<br />
BIESTABLES<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
c1<br />
c0<br />
(A-)<br />
M.a0<br />
a1<br />
b1<br />
b0<br />
INICI<br />
A+<br />
B+<br />
b1<br />
B+ A+<br />
A+<br />
C+ A+<br />
A+<br />
(B-)<br />
C+<br />
C+ A+<br />
b0<br />
(C-)<br />
A+<br />
(B-)
UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
g) Disseny esquema pneumàtic :seqüència i comandament.<br />
c0 c1<br />
C<br />
b1<br />
b0<br />
B<br />
a1<br />
a0<br />
A<br />
C-<br />
C+<br />
B-<br />
B+<br />
A-<br />
A+<br />
L4<br />
b0<br />
L2 b0<br />
L2 L4<br />
L3<br />
a1<br />
L1<br />
b0<br />
a1<br />
c0<br />
L4<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L4<br />
c1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 23<br />
M<br />
L2 L3 b1<br />
L1 b1<br />
a0<br />
b1<br />
L4
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
ANNEX UNITAT 6: SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES.<br />
COM ES REALITZEN LES LÍNEES ?<br />
En un circuit pneumàtic on existeixen les anomenades línies, aquestes s’utilitzen per a<br />
repartir l’aire de les diferents vàlvules de memòria X1, X2, X3,...<br />
L’efecte que siguin línies horitzontals, es realitza per a que, a l’hora de fer les preses de<br />
pressió de les vàlvules de memòria corresponents (X1, X2, X3...), sigui més fàcil connectarles;<br />
són com una mena de distribuïdors, repartidors o col·lectors.<br />
Hem de pensar que aquestes línies han de tenir els extrems tancats i no s’alimenten de<br />
pressió directa, sinó que s’alimenten de les vàlvules de memòria.<br />
Veiem un exemple amb el Fluid-Sim:<br />
En el circuit o esquema anterior correspon a la seqüència A+B+A-C+B-C-, i es pot apreciar<br />
que les línies tenen un punt negre (punt de connexió), els quals tanquen la línia en cada<br />
extrem.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
1
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Es pot tenir un circuit corresponent a les memòries, el qual, si es guarda dins la carpeta “Lib”<br />
[C:\Archivos de programa\Festo FluidSim\Lib\], serà un nou símbol que apareixerà en el<br />
requadre de l’esquerra i que podrem utilitzar sempre que es vulgui.<br />
De la mateixa manera que podem tenir un circuit de memòries i línies, també podem<br />
preparar un circuit corresponent als cilindres que hem d’utilitzar.<br />
Aquest circuit juntament amb el de les línies, ens poden servir com a base per anar<br />
confeccionant el circuit final de la seqüència pneumàtica, seguint la taula de seqüència.<br />
Bé, arribat aquest punt, anem a seguir el procediment per tal de confeccionar el circuit que<br />
ha de realitzar la seqüència: A+B+A-C+B-C- a partir de la taula de seqüència.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
2
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
• Taula de seqüència:<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
L.AL f.c. MEM L.AC MOV<br />
L3 M . c0 X1 L1 A+<br />
L1 a1 - - B+<br />
L1 b1 X2 L2 A-<br />
L2 a0 - - C+<br />
L2 c1 X- - B-<br />
L3 b0 X3 L3 C-<br />
Situem els cilindres, les vàlvules de potència i les vàlvules reguladores a dalt. També situem<br />
a sota les línies i les memòries, per a tres línies (sistema pas a pas).<br />
3
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Seguidament, podem anar col·locant les diferents vàlvules finals de cursa per sobre de les<br />
línies o per sota, depenent si han d’anar connectades a les memòries o a les vàlvules de<br />
potència del cilindre. Això es pot saber seguint la taula de seqüència.<br />
L.AL f.c. MEM L.AC MOV<br />
L3 M . c0 X1 L1 A+<br />
L1 a1 - - B+<br />
L1 b1 X2 L2 A-<br />
L2 a0 - - C+<br />
L2 c1 - - B-<br />
L3 b0 X3 L3 C-<br />
Vàlvules finals de cursa que activen memòries i estan situades per sota:<br />
c0 ha d’activar X1, per tant, la situem just sota de la presa d’X1. La memòria X1 donarà<br />
pressió a la línia L1, i la línia donarà pressió a la vàlvula de potència realitzant el<br />
moviment A+.<br />
b1 ha d’activar X2, per tant, la situem just sota de la presa d’X2. La memòria X2 donarà<br />
pressió a la línia L2, i la línia donarà pressió a la vàlvula de potència realitzant el<br />
moviment A-.<br />
b0 ha d’activar X3, per tant, la situem just sota de la presa d’X3. La memòria X3 donarà<br />
pressió a la línia L3, i la línia donarà pressió a la vàlvula de potència realitzant el<br />
moviment C-.<br />
Vàlvules finals de cursa que activen les vàlvules de potència i estan situades pel cim:<br />
a1 ha de realitzar B+, per tant, la situem just sota de la presa de la vàlvula de B+.<br />
a0 ha de realitzar C+, per tant, la situem just sota de la presa de la vàlvula de C+.<br />
c1 ha de realitzar B-, per tant, la situem just sota de la presa de la vàlvula de B-.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
4
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
A continuació, també es poden col·locar els components de comandament o posada en<br />
marxa. Per exemple, un polsador de marxa de cicle únic forçat Mcuf, és a dir, que si es<br />
manté polsat el comandament de marxa només s’ha de realitzar un sol cicle o seqüència.<br />
També col·loquem una vàlvula de simultaneïtat AND per tal de posar en sèrie el senyal del<br />
comandament Mcfu, el final de cursa c0 i el senyal de la línia d’alimentació L3.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
5
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Ara ja es poden connectar tots els elements de forma vertical, seguint el procediment indicat<br />
en la taula de seqüència. D’aquesta manera (amb les línies) evitem creuar les diferents<br />
conduccions. És un sistema esquemàtic funcional.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
6
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
Com es genera un punt de connexió ?<br />
Un punt o connexió el podem generar fent una connexió o derivació entre diversos elements,<br />
és a dir, es connecten dos elements i després es connecta l’altre element a la conducció.<br />
a) Connectar elements b) Connectar conducte<br />
c) Seleccionem el punt i fem “copiar” i “pegar”, tantes vegades com punts s’hagin d’utilitzar.<br />
Els punts els podem col·locar on es vulgui i connectar en forma de línies. També es podria<br />
generar un símbol i si el guardem dins la carpeta “Lib” [C:\Archivos de programa\Festo<br />
FluidSim\Lib\], apareixerà en el quadre de símbols de l’esquerra i es podrà utilitzar sempre<br />
que es vulgui.<br />
Per a fer una connexió de punt a punt, s’han de polsar simultàniament la tecla (ALT ) i<br />
clicar el botó esquerre del ratolí sobre el punt inicial, i seguidament s’arrastra fins el punt<br />
final, deixant de clicar. Apareix el conducte de punt a punt.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
7
ANNEX: UNITAT 6 (SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES) ICE - UPC<br />
No és imprescindible utilitzar les línies per a confeccionar un circuit o esquema pneumàtic.<br />
També es pot realitzar fent les conduccions directament.<br />
El circuit de l’exemple anterior és igual al següent:<br />
On les línies s’han convertit en simples connexions que parteixen de la vàlvula de memòria<br />
fins el lloc d’utilització, realitzant les derivacions pertinents.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES<br />
8
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
ÍNDEX:<br />
UNITAT 7: ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS.<br />
7.1. REPRESENTACIÓ I ESQUEMES.<br />
7.2. ELECTROVÀLVULES.<br />
a) Monoestables.<br />
b) Biestables.<br />
c) Monoestables dobles o de tres posicions.<br />
7.3. ELEMENTS DE COMANDAMENT O SENYAL.<br />
a) El polsador.<br />
b) L’interruptor, commutador o selector.<br />
c) El final de cursa.<br />
d) El detector magnètic (REED).<br />
e) Els detectors de proximitat.<br />
• Característiques dels sensors de proximitat.<br />
• Formes externes típiques.<br />
• Configuracions més utilitzades.<br />
• Inductius.<br />
• Capacitius.<br />
• Òptics.<br />
• Connexió entre detectors.<br />
f) El pressostat.<br />
7.4. ELEMENTS DE MEMÒRIA I RETARDAMENT.<br />
a) El Relè i el Contactor.<br />
b) El Temporitzador.<br />
• A la connexió.<br />
• A la desconnexió.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
UNITAT 7: ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS.<br />
7.1. REPRESENTACIÓ i ESQUEMES.<br />
Per tal d’entendre correctament el funcionament de la instal·lació electropneumàtica, és<br />
important representar-la gràficament de la forma més entenedora, de forma que quedi ben<br />
reflectida tant la part d’actuació o potència com la part de comandament. Per això, s’utilitzaran<br />
bàsicament dos tipus d’esquemes: l’esquema de potència (pneumàtic) i l’esquema de<br />
comandament (elèctric). A part es poden realitzar els diagrames que indiquen les condicions<br />
de moviment (ja estudiats en el monogràfic de pneumàtica bàsica).<br />
• Esquema de potència: L’esquema de potència definirà la part d’actuació de la<br />
instal·lació i on s’inclouran tots els aspectes que tenen a veure amb el moviment<br />
de l’ element de potència o cilindre:<br />
o L’actuador pneumàtic: Realitza el moviment final o útil.<br />
o L’electrovàlvula de potència: La vàlvula que fa sortir o entrar el<br />
cilindre.<br />
o Vàlvules auxiliars de moviment o captació: Són totes les vàlvules que<br />
influeixen en la velocitat de l’actuador (vàlvules de cabal o escanyament i<br />
d’escapament ràpid). També s’inclouen els elements de captació de<br />
pressió com el pressostat.<br />
• Esquema de maniobra: En tractar una tècnica electropneumàtica, l’esquema<br />
de comandament serà elèctric, i ens indicarà la forma com s’activa<br />
l’electrovàlvula de potència i d’altres electrovàlvules que poden influir en el<br />
control del cilindre.<br />
L’esquema elèctric serà del tipus funcional, el qual indica d’una forma clara el<br />
funcionament del comandament. Aquest tipus de representació és el més<br />
utilitzat, ja que reflecteix d’una forma senzilla les combinacions de connexió,<br />
donant una visió lògica de l’automatisme.<br />
MS1<br />
MS2<br />
ESQUEMA DE COMANDAMENT<br />
Y1 Y2<br />
(A+)<br />
ME1<br />
(A-)<br />
ME2 A<br />
Y1(A+)<br />
ESQUEMA DE POTÈNCIA<br />
Y2 (A-)<br />
L’esquema de potència indica:<br />
• L’electrovàlvula biestable Y1/Y2 fa sortir i entrar el cilindre (A).<br />
• El cilindre sortirà ràpidament i entrarà lentament de forma regulable.<br />
L’esquema de comandament indica:<br />
• Quan polsem (MS1) i no polsem (MS2), s’activarà la bobina (Y1) que farà sortir el<br />
cilindre(A).<br />
• Quan polsem (ME1) o (ME2), s’activarà la bobina (Y2) que farà entrar el cilindre (A).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
7.2. ELECTROVÀLVULES.<br />
Les electrovàlvules per al control i moviment dels cilindres estan accionades (pilotades)<br />
elèctricament mitjançant una o dues bobines electromagnètiques (solenoides), les quals es<br />
poden anomenar MONOESTABLES o BIESTABLES, respectivament, que són vàlvules<br />
generalment de 5 vies i 2 posicions (5/2). També hi ha vàlvules que es poden anomenar<br />
MONOESTABLES-DOBLES que són vàlvules de 5 vies i 3 posicions.<br />
Les electrovàlvules són els elements que donen pressió als actuadors pneumàtics i formen la<br />
part de potència pneumàtica de la instal·lació on es genera l’aplicació o moviment; el<br />
comandament es realitzarà elèctricament.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
Les vàlvules pilotades elèctricament tenen el mateix principi de funcionament que les pilotades<br />
per aire o manualment, a efectes de conducció d’aire, i estan formades:<br />
• Cos de la vàlvula: 5/2 de corredora.<br />
• Nucli acoblat a la corredora de la vàlvula.<br />
• Bobina o solenoide: que realitza la funció de pilotatge elèctric (24V DC p.ex.).<br />
• Connector de la bobina: per fer arribar el senyal elèctric a la bobina.<br />
a) Monoestables.<br />
secció d’una electrovàlvula<br />
Aquesta vàlvula disposa d’una bobina elèctrica que mou (pilota) un sol sentit de la vàlvula;<br />
l’altre sentit té el retorn per molla.<br />
A +<br />
ELECTROVÀLVULA MONOESTABLE 5/2. BOBINA VÀLVULA.<br />
SÍMBOL CIRCUIT PNEUMÀTIC<br />
SÍMBOL CIRCUIT ELÈCTRIC<br />
ACCIONAMENT CILINDRE D.E. ACCIONAMENT CILINDRE S.E.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
En donar corrent a la bobina, la vàlvula es mou, i en deixar d’aplicar-la, la vàlvula retorna al<br />
seu estat inicial; per això, rep el nom de MONOESTABLE.<br />
En aquest tipus de vàlvula caldrà mantenir el senyal elèctric (corrent) o realimentar per tal de<br />
mantenir la posició del cilindre. Quan es vol canviar la posició, és a dir, fer retornar el cilindre a<br />
la posició inicial, s’ha de tallar el pas del corrent a la bobina i, en conseqüència, la molla farà<br />
retornar la vàlvula a la posició de repòs.<br />
24V DC<br />
+<br />
-<br />
ACCIONAMENT D'UN CILINDRE DE DOBLE EFECTE (D.E.)<br />
A- A+<br />
24V DC<br />
+<br />
ACCIÓ<br />
En cas de fallada elèctrica (falta de subministrament), si la bobina està activada en aquest<br />
moment, modificarà el seu estat i el cilindre retrocedirà fins a la posició de repòs inicial. Per<br />
tant, la seva utilització dependrà del tipus d’aplicació, tenint en compte que, per seguretat, sí<br />
que ens interessa que el cilindre torni a la posició inicial, en cas d’avaria elèctrica.<br />
b) Biestables.<br />
Aquesta vàlvula disposa de dues bobines elèctriques que mouen (piloten) els dos sentits de la<br />
vàlvula. També s’anomenen vàlvules d’impulsos, ja que no cal mantenir el senyal elèctric per<br />
tenir estable una posició.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6<br />
-
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
ELECTROVÀLVULA BIESTABLE 5/2. BOBINES VÀLVULA.<br />
SÍMBOL CIRCUIT PNEUMÀTIC<br />
SÍMBOL CIRCUIT ELÈCTRIC<br />
ACCIONAMENT CILINDRE D.E. ACCIONAMENT CILINDRE S.E.<br />
Per activar una posició només caldrà donar un impuls elèctric (senyal curt), el suficient com<br />
per excitar la bobina, restant la posició mantinguda mecànicament, ja que no disposa de cap<br />
molla de retorn. Per tal de retornar la vàlvula a la posició inicial, s’haurà de donar un altre<br />
impuls a la bobina contrària. Si hi ha corrent en les dues bobines al mateix temps, predominarà<br />
l’última posició que havia entrat i no canviarà fins que es tregui un dels dos senyals.<br />
La utilització d’aquestes vàlvules té l’avantatge que no s’ha de realimentar el senyal elèctric de<br />
la bobina per tal de mantenir la posició del cilindre, però té el desavantatge que si<br />
l’automatització es realitza amb Autòmat, s’han d’utilitzar dues sortides independents.<br />
24V DC<br />
+<br />
-<br />
24V DC<br />
+<br />
ACCIÓ<br />
-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
A-<br />
A+<br />
24V DC<br />
+<br />
ACCIÓ<br />
-<br />
24V DC<br />
+<br />
-
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
En cas de fallada elèctrica (falta de subministrament), si la bobina està activada en aquest<br />
moment, no modificarà el seu estat i el cilindre arribarà a la posició activada. Per tant, la seva<br />
utilització dependrà del tipus d’aplicació, tenint en compte que, per seguretat, sí que ens<br />
interessa que el cilindre mantingui la posició amb pressió, en cas d’avaria elèctrica.<br />
c) Monoestables dobles o de tres posicions.<br />
Aquesta vàlvula disposa de dues bobines elèctriques que mouen (piloten) els dos sentits de la<br />
vàlvula fent sortir o entrar el cilindre. També disposen de molla a cada costat que fan que la<br />
posició estable sigui la central de la vàlvula de vies, de forma que si no s’alimenta cap bobina,<br />
la posició que es manté és la central.<br />
Els cossos de l’esquerra i de la dreta són iguals que en les vàlvules 5/2. Aquestes tenen un<br />
altre cos que fan que siguin 5/3, situat enmig, que determinen la configuració de la vàlvula. Les<br />
més utilitzades són:<br />
• De centres tancats:<br />
En cas d’avaria elèctrica, la vàlvula es mourà a la posició central, aïllant totes les conduccions,<br />
i restant el cilindre amb les dues cambres tancades i comprimides. Si el cilindre es troba en<br />
posició de repòs en el moment de la fallada elèctrica, mantindrà la posició i pot estar a fora o a<br />
dins. Si el cilindre està en moviment, es detindrà i mantindrà també la posició intermèdia,<br />
encara que és possible que continuï el moviment un instant si el cilindre es mou molt ràpid o<br />
està desplaçant una càrrega relativament gran (l’aire és compressible).<br />
Aquestes vàlvules són interessants en casos de parades d’emergència, quan interessa que el<br />
cilindre quedi bloquejat.<br />
• De centres oberts o també anomenats d’aplicació a escapament:<br />
En cas d’avaria elèctrica, la vàlvula es mourà a la posició central, connectant els dos<br />
conductes que van al cilindre i a l’ escapament, i restant el cilindre amb les dues cambres<br />
sense pressió, deixant lliure la càrrega; el conducte de pressió restarà bloquejat.<br />
Quan hi ha una fallada en el corrent elèctric, perdent el senyal, la vàlvula tornarà a la posició<br />
central, deixant el cilindre alliberat sense potència. Aquestes vàlvules són interessants en<br />
casos de parades d’emergència, quan interessa que el cilindre quedi alliberat, però no són<br />
aconsellables quan mouen càrregues, principalment en sentit vertical, ja que aquestes queden<br />
alliberades en cas d’avaria i baixarien instantàniament.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
7.3. ELEMENTS DE COMANDAMENT O SENYAL.<br />
Els elements de comandament són els que tenen la funció de proporcionar el/s senyal/s de<br />
posada en marxa (accionament, activació, etc.) o també de parar (desactivació, etc.) les<br />
bobines de les electrovàlvules i, en conseqüència, d’efectuar el moviment dels actuadors, fentlos<br />
sortir o entrar, depenent del funcionament (programa o seqüència) que es vol aconseguir.<br />
Els elements que proporcionen els senyals referents a la situació dels actuadors o d’altres<br />
elements, també s’anomenen detectors o sensors, i poden ser mecànics (finals de cursa) o<br />
electrònics (sensors).<br />
a) El polsador: És un element de comandament que genera un senyal elèctric únicament<br />
quan s’acciona o polsa, és a dir, només en polsar-lo.<br />
ELÈCTRIC<br />
POLSADOR<br />
NORMALMENT OBERT (N.O.)<br />
POLSADOR<br />
NORMALMENT TANCAT (N.T.)<br />
POLSADOR<br />
CONTACTE DOBLE (N.T.) i (N.O.)<br />
PNEUMÀTIC<br />
POLSADOR AMB CIRCUIT<br />
NORMALMENT TANCAT (N.T.)<br />
VÀLVULA 3/2<br />
POLSADOR AMB CIRCUIT<br />
NORMALMENT OBERT (N.O.)<br />
VÀLVULA 3/2<br />
POLSADOR<br />
CIRCUIT DOBLE (N.T.) i (N.O.)<br />
VÀLVULA 4/2 i 5/2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
b) L’interruptor, commutador o selector: L’interruptor és un element de comandament que<br />
pot disposar dels mateixos contactes que un polsador; la diferència es troba en l’estabilitat, és<br />
a dir, el polsador és un element monoestable que s’ha de mantenir polsat si volem mantenir el<br />
senyal; en canvi, l’interruptor és un element biestable que conserva la posició sense necessitat<br />
de mantenir-lo polsat.<br />
El commutador o selector funciona exactament igual que l’interruptor, ja que es tracta d’un<br />
element biestable, però la diferència es troba, principalment, en què el selector pot disposar de<br />
diversos contactes independents o commutats.<br />
ELÈCTRIC PNEUMÀTIC<br />
INTERRUPTOR SELECTOR<br />
NORMALMENT OBERT (N.O.)<br />
NORMALMENT TANCAT (N.T.)<br />
VÀLVULA 3/2<br />
INTERRUPTOR<br />
CONTACTE DOBLE (N.T.) i (N.O.)<br />
COMMUTADOR<br />
CONTACTE DOBLE (N.T.) i (N.O.)<br />
SELECTOR<br />
CIRCUIT DOBLE (N.T.) i (N.O.)<br />
VÀLVULA 4/2 i 5/2<br />
c) El final de cursa: És el mecanisme encarregat de captar la posició on es troba el vàsteg de<br />
l’actuador. Quan el vàsteg del cilindre l’acciona, aquest dóna un senyal que serà utilitzat per<br />
determinar la seva posició i també per activar qualsevol altre element.<br />
ELÈCTRIC<br />
PNEUMÀTIC<br />
FINAL DE CURSA / ACCIONAT FINAL DE CURSA / ACCIONAT<br />
NORMALMENT OBERT (N.O.)<br />
NORMALMENT TANCAT (N.T.)<br />
VÀLVULA 3/2<br />
FINAL DE CURSA / ACCIONAT<br />
NORMALMENT TANCAT (N.T.)<br />
FINAL DE CURSA / ACCIONAT<br />
NORMALMENT OBERT (N.O.)<br />
VÀLVULA 3/2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
d) El detector magnètic (REED): És un microinterruptor magnetosensible que s’activa quan<br />
rep la influència d’un imant (camp magnètic). Normalment, aquest tipus de detectors s’acoblen<br />
a la camisa del cilindre mitjançant una abraçadora o una guia, disposant el cilindre d’un imant<br />
interior acoblat en l’èmbol que, en passar a prop del detector, es tanca i dóna un senyal<br />
elèctric.<br />
Són molt utilitzats com a finals de cursa, substituint els tradicionals de rodet (mecànics), ja que<br />
aquests ocupen menys espai i són més fàcils d’ instal·lar, sempre que el cilindre pneumàtic<br />
estigui preparat.<br />
S<br />
S<br />
N<br />
N S<br />
N<br />
N S<br />
L’alimentació pot ser de corrent continu a 24V DC (els més utilitzats) a dos i tres fils; també<br />
n’hi ha de corrent altern a 220V AC. Cal no confondre-ho amb un detector inductiu. Alguns<br />
disposen d’un pilot indicador (LED) que s’il·lumina quan realitza l’acció de detectar.<br />
Normalment, ja disposen d’un díode connectat en paral·lel amb la càrrega que protegeix el<br />
detector de càrregues inductives (p.ex. relès).<br />
BN (marró)<br />
BK (negre)<br />
BU (blau)<br />
BN (marró)<br />
BK (negre)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
e) Els detectors de proximitat: Són detectors o sensors que actuen per proximitat i no per<br />
contacte i no disposen de cap part mòbil, cosa que evita el desgast mecànic. Els sensors de<br />
proximitat s'utilitzen quan es necessita una detecció d'objectes ràpida, sense manteniment i<br />
resistent al desgast. Aquests són els requisits típics i cada cop més importants en qualsevol<br />
procés d'automatització.<br />
Els detectors de proximitat més utilitzats són els inductius, els capacitius i els òptics,<br />
depenent del que es vol detectar, la distància, etc.; en definitiva, segons l’aplicació industrial.<br />
• Característiques dels sensors de proximitat:<br />
o Sense manteniment i resistents al desgast.<br />
o No hi ha contacte físic.<br />
o Sense contacte i, per tant, lliures de rebots.<br />
o Alta freqüència operativa.<br />
o Es poden instal·lar en qualsevol posició.<br />
o Temps de vida independent de la freqüència operativa.<br />
o Insensibles a les vibracions.<br />
o Insensibles a l'acumulació de pols.<br />
o Estancs a l'aigua.<br />
o Molt resistents als productes químics.<br />
• Formes externes típiques:<br />
CILÍNDRIC ENRASAT CILÍNDRIC NO ENRASAT CILÍNDRIC DE PLÀSTIC CILÍNDRIC DE COS<br />
PLA<br />
QUADRAT SUPERIOR<br />
D’ANELL (PASSANT)<br />
QUADRAT FRONTAL<br />
MUNTATGE PLA<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Configuracions més utilitzades:<br />
o 3 fils / DC / PNP<br />
o 3 fils / DC / NPN<br />
o 2 fils / DC<br />
o 2 fils / AC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Inductius: Sense contacte físic i independentment de la forma de l'objecte, els sensors<br />
de proximitat inductius detecten qualsevol objecte metàl·lic dins de la seva zona activa,<br />
emetent el corresponent senyal de control.<br />
Els sensors de proximitat inductius s'utilitzen principalment als processos<br />
d'automatització com a finals de cursa, per mesurar distàncies, posició, velocitat i<br />
comptatge.<br />
El principi de funcionament dels sensors de proximitat inductius es basa en un<br />
oscil·lador LC esmorteït per corrents de Foucault. La bobina del circuit oscil·lador i la<br />
ferrita generen un camp electromagnètic, és a dir, una zona activa del sensor de<br />
proximitat. Quan un objecte metàl·lic entra en aquesta zona, l'estat de l’oscil·lador<br />
canvia i s'interromp l'oscil·lació.<br />
Quan l'objecte metàl·lic s'acosta a una determinada distància del sensor de proximitat,<br />
es produeix una modificació del consum de corrent. Aquest canvi és detectat pel circuit<br />
de disparament, que al seu torn modifica l'etapa de sortida. Si l'objecte metàl·lic surt de<br />
la zona activa, el circuit oscil·lador de nou oscil·la i es restableix l'estat inicial.<br />
BN (marró)<br />
BK (negre)<br />
BU (blau)<br />
RELÈ<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Capacitius: Sense contacte físic i independentment de la forma de l'objecte, els<br />
sensors de proximitat capacitius detecten qualsevol objecte metàl·lic fèrric o no fèrric<br />
dins de la seva zona activa, emetent el corresponent senyal de control. A més a més,<br />
els sensors de proximitat capacitius detecten substàncies no metàl·liques com aigua,<br />
vidre, plàstic, paper, fusta, etc.<br />
Els sensors de proximitat capacitius s'utilitzen normalment en processos<br />
d'automatització per detectar la presència i el nivell de líquids, pols i granulats, boles i<br />
sòlids.<br />
El principi de funcionament dels sensors de<br />
proximitat capacitius es basa en un oscil·lador RC<br />
esmorteït amb un elèctrode de base flotant (un<br />
condensador obert amb un únic elèctrode). La zona<br />
activa és el camp estàtic generat pel circuit<br />
oscil·lador col·locat davant de l'elèctrode base.<br />
Quan un objecte entra a la zona activa, comença<br />
l'oscil·lació. Les oscil·lacions són desconnectades i<br />
rectificades, i el circuit de disparament detecta<br />
posteriorment un determinat nivell de corrent i<br />
acciona l'etapa de sortida. L'etapa de desconnexió<br />
genera també un senyal de resposta negativa,<br />
oposat al senyal de posada en marxa de l'oscil·lador. El potenciòmetre permet ajustar<br />
el senyal negatiu, determinant així la sensibilitat del sensor de proximitat capacitiu.<br />
El camp electrostàtic pot estat influït de 3 formes diferents:<br />
- Els materials no conductors (plàstics, vidre, etc.) canviaran les característiques<br />
dielèctriques de la zona activa i faran que comenci l'oscil·lació. La mida, densitat i la<br />
constant dielèctrica del material afecten de forma directa a la capacitat /amplitud<br />
d'oscil·lació. Aquí és vàlid el següent principi: quant més gran sigui la mida, densitat i la<br />
constant dielèctrica, més gran serà la capacitat d'oscil·lació i més gran també la<br />
distància de detecció. No obstant això, l'efecte causat al camp electrostàtic per un<br />
material no conductor sol ser mínim i, per tant, les distàncies de detecció practicables<br />
són relativament curtes.<br />
- Els materials conductors sense posta a terra no només canvien la característica<br />
dielèctrica de la zona activa, sinó que també causen interferències en el camp<br />
electrostàtic. Aquesta interferència influeix més en la capacitat d'oscil·lació que el<br />
simple canvi de la característica dielèctrica, permetent distàncies de detecció més<br />
grans.<br />
- Els materials conductors posats a terra permeten la màxima distància possible de<br />
detecció, ja que tenen més influència en el camp electrostàtic i en la característica<br />
dielèctrica.<br />
Aquests 3 principis d'interferència del camp electrostàtic solen produir-se de forma<br />
simultània en les diferents aplicacions, per la qual cosa és impossible definir la<br />
distància exacta de detecció d'un sensor de proximitat capacitiu, sense conèixer totes<br />
les condicions relatives a l'aplicació: composició del material que cal detectar i<br />
condicions ambientals, com temperatura, humitat, pols, etc. El potenciòmetre d'ajust de<br />
la sensibilitat permet l'adaptació a les diferents aplicacions per determinar la distància<br />
de detecció correcta.<br />
BN (marró)<br />
BK (negre)<br />
BU (blau)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15<br />
RELÈ
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• ÒPTICS: Els sensors òptics o cèl·lules fotoelèctriques es poden definir com<br />
dispositius capaços de detectar la presència o absència d’objectes, o qualsevol canvi<br />
en les característiques físiques (posició, color, tamany, etc.), utilitzant únicament llum i<br />
sense necessitat de contacte físic amb l’objecte.<br />
A les fotocèl·lules de reflexió directa el transmissor i el receptor estan integrats a la<br />
mateixa unitat. El transmissor genera un feix de llum modulada. Un objecte situat<br />
davant de la fotocèl·lula difumina la llum en tots els angles amb una intensitat<br />
determinada (reflectivitat), depenent de la seva superfície, mida, color i distància<br />
respecte a la fotocèl·lula. La sortida canvia d'estat si el receptor detecta llum suficient.<br />
L'emissor i el receptor estan sincronitzats. La sensibilitat del receptor pot ajustar-se<br />
amb un potenciòmetre.<br />
Les fotocèl·lules amb fibra òptica de vidre o plàstic s'utilitzen per captar petits objectes<br />
o en aplicacions on la zona de detecció és de difícil accés, degut a restriccions d'espai.<br />
Es recomana la fibra òptica per aplicacions d'alta temperatura.<br />
BN (marró)<br />
BK (negre)<br />
BU (blau)<br />
RELÈ<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
• Connexió entre detectors:<br />
En general, la forma més convenient de realitzar les connexions entre detectors és amb la<br />
utilització de relès o mitjançant PLC’s.<br />
Detectors a dos fils:<br />
- CONNEXIÓ SÈRIE:<br />
o Atenció a les cdt en els terminals: limiten la tensió de la càrrega.<br />
o La connexió AND és recomanable fer-la amb relès, utilitzant els contactes.<br />
- CONNEXIÓ PARAL·LEL:<br />
o No és recomanable.<br />
o S’ha de tenir en compte que se sumen els corrents residuals, que poden<br />
accionar la càrrega.<br />
o Quan un detector està en ON, la resta no tenen alimentació.<br />
CÀRREGA<br />
CONNEXIÓ SÈRIE (AND):<br />
DETECTORS A DOS FILS:<br />
CONNEXIÓ PARAL·LEL (OR):<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 17<br />
CÀRREGA
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
Detectors a tres fils:<br />
- CONNEXIÓ SÈRIE:<br />
o No és recomanable per l’acumulació de retards en els detectors.<br />
o La connexió AND és recomanable fer-la amb relès, utilitzant els contactes.<br />
- CONNEXIÓ PARAL·LEL:<br />
o Han de tenir la mateixa configuració PNP/NPN.<br />
o Atenció amb els corrents residuals: se sumen i poden accionar la càrrega.<br />
+<br />
-<br />
+<br />
-<br />
+<br />
-<br />
DETECTORS A DOS FILS:<br />
CONNEXIÓ SÈRIE (AND):<br />
CONNEXIÓ PARAL·LEL (OR):<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 18<br />
+<br />
-<br />
+ + +<br />
- - -<br />
+<br />
-<br />
CÀRREGA<br />
CÀRREGA
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
f) EL PRESSÒSTAT(CONVERTIDOR PNEUMÀTIC-ELÈCTRIC): És un element que<br />
transforma un senyal pneumàtic en elèctric digital: mitjançant la captació de pressió d’aire amb<br />
una connexió en el circuit pneumàtic; en arribar a la pressió desitjada (ajustada), s’acciona un<br />
contacte elèctric.<br />
El pressòstat és un convertidor molt utilitzat en instal·lacions pneumàtiques que ha de controlar<br />
la pressió de treball; el funcionament és similar a la vàlvula de seqüència.<br />
També és molt importat en aplicacions on és important el control de la pressió com per<br />
exemple en els grups de pressió, on s’ha de mantenir una pressió constant.<br />
X<br />
(P)<br />
P<br />
1<br />
2 4<br />
2<br />
PRESSOSTAT VÀLVULA DE SEQÜÈNCIA<br />
1<br />
4<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 19
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
7.4. ELEMENTS DE MEMÒRIA i RETARDAMENT.<br />
Són elements auxiliars que poden modificar els senyals elèctrics, memoritzant o retardant,<br />
depenent del tipus de comandament i electrovàlvula utilitzada. També poden facilitar la<br />
connexió de diferents elements de senyal (sensors) per tal de realitzar funcions lògiques<br />
diferents.<br />
a) EL RELÈ i EL CONTACTOR: El relè és un element format bàsicament per una bobina, un<br />
nucli magnètic, una molla i diversos contactes elèctrics. En aplicar una tensió a la bobina que<br />
disposa d’un nucli de ferro, genera un camp magnètic el qual atrau una placa que té fixats uns<br />
contactes elèctrics, que s’obriran o tancaran, depenent de la seva configuració (N.O. o N.T.).<br />
La posició dels contactes es mantindrà, mentre duri la tensió en la bobina, de forma que en el<br />
moment que es perdi el senyal elèctric, els contactes tornaran a la posició inicial de repòs, que<br />
és la que indica el dibuix.<br />
Per regla general, els relès tenen una configuració dels contactes tipus commutador, de forma<br />
que es pot triar entre contactes N.O. o N.T., encara que la numeració no estigui del tot<br />
normalitzada, ja que, depenent de la marca, pot variar aquesta.<br />
Hi ha un element similar en el funcionament que s’anomena CONTACTOR, amb la diferència<br />
principal que aquest disposa de contactes de potència que estaran dimensionats en funció de<br />
la càrrega que s’hagi d’activar; a més, també disposa de contactes de maniobra, que poden<br />
ser N.O. i N.T.<br />
Els contactes de potència són : 1-2, 3-4, 5-6.<br />
Els contactes de maniobra N.O. acabats en : -3 -4<br />
Els contactes de maniobra N.T. acabats en : -1 –2<br />
A1 A2 14 11<br />
12<br />
RELÈ 24V<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 20<br />
RELÈ<br />
A1<br />
A2<br />
12 14 22<br />
34 A2<br />
A1<br />
A2<br />
11<br />
32<br />
21<br />
24<br />
31<br />
31<br />
21<br />
24 32 34<br />
11<br />
22<br />
A1<br />
12<br />
14<br />
11 21 31<br />
12 14 22 24 32 34<br />
CONTACTOR<br />
POTÈNCIA MANIOBRA
UNITAT 7 (ELEMENTS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
b) EL TEMPORITZADOR: El temporitzador o relè de temps té un funcionament similar al relè<br />
convencional, però la diferència fonamental es troba en què els contactes no es mouen<br />
instantàniament quan s’aplica un senyal elèctric a la bobina, sinó que aquests es mouran en<br />
funció del temps.<br />
Les parts principals del temporitzador són la bobina i els contactes, i, depenent del tipus<br />
d’activació dels contactes, el temporitzador podrà ser a la connexió o a la desconnexió.<br />
• A LA CONNEXIÓ (on delay): El contacte no s’activa fins després d’un temps d’haver<br />
aplicat el senyal a la bobina. Un cop ha temporitzat i el contacte ha actuat, quan es treu<br />
el senyal de la bobina, el contacte s’obre instantàniament.<br />
• A LA DESCONNEXIÓ (off delay): El contacte s’activa instantàniament quan s’aplica<br />
tensió a la bobina, però en retirar el senyal, el contacte no s’obrirà fins després del<br />
temps ajustat.<br />
M<br />
TEMPORITZADOR A LA CONNEXIÓ<br />
T<br />
T<br />
TEMPORITZADOR A LA DESCONNEXIÓ<br />
M T<br />
L<br />
T L<br />
M<br />
L<br />
M<br />
L<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 21<br />
TEMPS<br />
TEMPS<br />
TEMPORITZADOR
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
ÍNDEX:<br />
UNITAT 8: COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
8.1. COMANDAMENT DIRECTE o INDIRECTE.<br />
8.2. COMANDAMENT SIMULTANI.<br />
8.3. COMANDAMENT INDISTINT.<br />
8.4. FUNCIÓ MEMÒRIA.<br />
8.5. CONTROL DE LA POSICIÓ D’UN CILINDRE.<br />
8.6. COMANDAMENT EN FUNCIÓ DE LA PRESSIÓ.<br />
8.7. COMANDAMENT TEMPORITZAT.<br />
8.8. ANUL·LACIÓ D’UN SENYAL DE COMANDAMENT.<br />
8.9. FUNCIONS COMBINACIONALS.<br />
a) IDENTITAT.<br />
b) NEGACIÓ.<br />
c) DISJUNCIÓ.<br />
d) CONJUNCIÓ.<br />
e) REJECCIÓ.<br />
f) EXCLUSIÓ.<br />
g) EQUIVALÈNCIA.<br />
h) ANTIEQUIVALÈNCIA.<br />
8.10. CIRCUIT D’APLICACIÓ: SUBBJECCIÓ DE PECES EN UN TREPANT.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
UNITAT 8 : COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
Podem definir com a comandaments bàsics els que es realitzen de forma combinacional sobre<br />
un cilindre, ja sigui de simple o de doble efecte, amb una electrovàlvula.<br />
8.1. COMANDAMENT DIRECTE o INDIRECTE:<br />
El cilindre (A) ha de sortir quan es prem el polsador (M), i entrarà en deixar de polsar-lo.<br />
A+ = M.<br />
A- = no M<br />
8.2. COMANDAMENT SIMULTANI:<br />
Y1<br />
M<br />
Y1<br />
A<br />
El cilindre (A) ha de sortir quan es premi de forma simultània (polsant els dos alhora) els<br />
polsadors (M1) i (M2), i entrarà en deixar de polsar qualsevol d’ells o els dos.<br />
A+ = M1 i M2.<br />
A- = no M1 o no M2 o també no M1 i no M2.<br />
M1<br />
M2<br />
Y1<br />
1<br />
M1<br />
0<br />
1<br />
M2<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3<br />
M<br />
Y1<br />
A<br />
Y1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
+<br />
-<br />
A<br />
Y1<br />
A
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
8.3. COMANDAMENT INDISTINT:<br />
El cilindre (A) ha de sortir quan es premi de forma indistinta (polsant qualsevol dels dos) els<br />
polsadors (M1) o (M2), i entrarà en deixar de polsar-los.<br />
A+ = M1 o M2.<br />
A- = no M1 i no M2.<br />
M1<br />
Y1<br />
3<br />
4<br />
1<br />
M1<br />
0<br />
1<br />
M2<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
8.4. FUNCIÓ MEMÒRIA:<br />
M2<br />
3<br />
4<br />
Y1<br />
Aquest circuit manté la posició estable del cilindre, aconseguint que la funció de comandament<br />
quedi memoritzada. No cal mantenir premut el polsador, si volem que el cilindre resti en la<br />
posició (A+), és a dir, només cal un impuls del polsador corresponent per tal que surti o entri el<br />
cilindre.<br />
Amb aquest circuit no hi ha la possibilitat de prioritzar cap posició del cilindre; si es polsen<br />
alhora els dos polsadors, el cilindre restarà en l’última posició.<br />
MS<br />
Y1<br />
ME<br />
1<br />
MS<br />
0<br />
1<br />
ME<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
Y2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4<br />
A<br />
Y1 Y2<br />
A
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
Si es vol aconseguir una priorització en el comandament, es pot aconseguir utilitzant una<br />
funció de parada/marxa utilitzant un relè i una electrovàlvula monoestable.<br />
ME<br />
MS<br />
MS<br />
PARADA PRIORITÀRIA<br />
R1<br />
MARXA PRIORITÀRIA<br />
R1<br />
R1<br />
ME<br />
R1<br />
R1<br />
Y1<br />
R1<br />
Y1<br />
Y1<br />
1<br />
MS<br />
0<br />
1<br />
ME<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
1<br />
MS<br />
0<br />
1<br />
ME<br />
0<br />
+<br />
A<br />
-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5<br />
A
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
8.5. CONTROL DE LA POSICIÓ D’UN CILINDRE:<br />
El comandament de l’electrovàlvula biestable es realitza mitjançant dos polsadors: (MS) per<br />
sortir i (ME) per entrar.<br />
La sortida del cilindre només serà efectiva quan aquest es trobi dins, pressionant el final de<br />
cursa o reed (a0) i es polsi (MS), i entrarà quan es trobi fora pressionant (a1) i es polsi (ME).<br />
La utilització de finals de cursa ens assegura que el cilindre hagi assolit la posició desitjada per<br />
tal que el comandament sigui efectiu.<br />
MS<br />
a0<br />
ME<br />
a1<br />
A<br />
MS<br />
a0<br />
FINALS DE CURSA<br />
3<br />
ME<br />
a1<br />
Y1 Y2<br />
3<br />
4<br />
DETECTORS INDUCTIUS (REED)<br />
Ka0 A1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6<br />
a0<br />
A2<br />
a1<br />
Y1<br />
A<br />
Ka1 A1<br />
A2<br />
a0<br />
MS<br />
(REED) a1<br />
Ka0<br />
3<br />
4<br />
Y2<br />
a0<br />
ME<br />
Ka1<br />
(FC)<br />
Y1 Y2<br />
3<br />
4<br />
a1
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
8.6. COMANDAMENT EN FUNCIÓ DE LA PRESSIÓ:<br />
El cilindre (A) sortirà quan es premi el polsador (MS) i entrarà en polsar (ME) i s’hagi assolit<br />
una pressió determinada en la cambra de sortida, de forma que limiti la força d’avanç.<br />
El pressòstat determinarà quan serà efectiu el senyal de comandament de (ME) en l’entrada<br />
del cilindre (A-), fins que no s’hagi assolit la pressió desitjada en la cambra de sortida.<br />
MS<br />
ME<br />
PRESSIÓ<br />
PRESSOSTAT<br />
A<br />
MS<br />
Y1<br />
3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
ME<br />
P<br />
P<br />
3<br />
4<br />
Y2<br />
Y1<br />
A<br />
Y2
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
8.7. COMANDAMENT TEMPORITZAT:<br />
El cilindre (A) sortirà després d’un temps d’haver premut el polsador (M) sense deixar-lo anar, i<br />
entrarà instantàniament, en deixar-lo de polsar.<br />
M<br />
T1<br />
A<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8<br />
M<br />
T1<br />
3<br />
4<br />
A1<br />
A2<br />
T1<br />
Y1<br />
15<br />
18<br />
Y1<br />
A
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
8.8. ANUL·LACIÓ D’UN SENYAL DE COMANDAMENT (FLANC):<br />
S’aconsegueix un senyal curt de comandament, és a dir, només es genera un impuls de<br />
corrent, encara que es mantingui polsat el comandament, per tal que no es repeteixi el cicle de<br />
funcionament fins que no es deixi anar el comandament (s’hagi alliberat) i es torni a polsar.<br />
M<br />
M<br />
FINALS DE CURSA<br />
3<br />
T A1 R1<br />
T<br />
A2<br />
3<br />
T<br />
T<br />
15<br />
16<br />
A1<br />
A2<br />
15<br />
18<br />
A1 R1 A1<br />
A2 A2<br />
a0<br />
a0<br />
R1<br />
a1<br />
Y1 Y2<br />
R1<br />
a1<br />
Y1 Y2<br />
DETECTORS INDUCTIUS (REED)<br />
a0 a1<br />
Ka0 A1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9<br />
A2<br />
a0 a1<br />
Ka0<br />
A1<br />
A2<br />
Ka1 A1<br />
A2<br />
Ka1 A1<br />
A2<br />
M<br />
M<br />
Y1<br />
T<br />
A<br />
3<br />
4<br />
a0<br />
A1 R1 A1<br />
A2 A2<br />
3<br />
4<br />
T A1<br />
A2<br />
T<br />
T<br />
R1<br />
(REED) a1<br />
15<br />
16<br />
15<br />
18<br />
A1<br />
A2<br />
R1<br />
Ka0<br />
Y2<br />
a0<br />
(FC)<br />
Ka1<br />
a1<br />
Y1 Y2<br />
R1<br />
Ka0<br />
Ka1<br />
Y1 Y2
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
8.9. UNCIONS COMBINACIONALS:<br />
a) IDENTITAT (=) (igualtat)<br />
X<br />
0<br />
1<br />
X<br />
0<br />
1<br />
X1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
X1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
Y<br />
0<br />
1<br />
b) NEGACIÓ (not) (inversa)<br />
Y<br />
1<br />
0<br />
c) DISJUNCIÓ (paral·lel) (derivació) (or) (+)<br />
X2 Y<br />
0 0<br />
1 1<br />
0 1<br />
1<br />
X2<br />
0<br />
1<br />
d) CONJUNCIÓ (sèrie) (and) (*) (.)<br />
Y<br />
0<br />
1 0<br />
0 0<br />
1 1<br />
X1<br />
Y<br />
X1 A<br />
X2 Y<br />
Y<br />
X<br />
X<br />
Y<br />
Y<br />
X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10<br />
Y<br />
Y<br />
A<br />
A<br />
Y<br />
A
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
e) REJECCIÓ (paral·lel invertit) (nor)<br />
X1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
X2<br />
0<br />
1<br />
1<br />
Y<br />
1<br />
0<br />
1 0 0<br />
0<br />
X1<br />
X2<br />
Y<br />
R1<br />
Y<br />
Y= X1 + X2<br />
X1 X2<br />
Y= X1 + X2<br />
X1 X2<br />
Y = X1 * X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11<br />
R1<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
f) EXCLUSIÓ (sèrie invertit) (nand)<br />
X1<br />
0 0<br />
0 1<br />
1 0<br />
X2<br />
Y<br />
1<br />
1<br />
1<br />
1 1 0<br />
X1<br />
X1<br />
X2<br />
X1<br />
X2<br />
Y<br />
R1 Y<br />
Y<br />
Y= X1 * X2<br />
Y= X1 * X2<br />
Y = X1 + X2<br />
X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12<br />
R1<br />
Y<br />
Y<br />
Y
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
g) EQUIVALÈNCIA (commutació invertida) (Xnor)<br />
X1<br />
0 0<br />
0 1<br />
1 0<br />
1 1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
1<br />
X2<br />
X1<br />
3<br />
X2 X2<br />
X1 X2 Y<br />
0<br />
1<br />
0 1<br />
1 0<br />
3<br />
X1 X1<br />
X2<br />
Y<br />
Y<br />
4 2<br />
1<br />
X2<br />
2<br />
3<br />
4<br />
4<br />
Y<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
X1<br />
1<br />
3<br />
4<br />
1<br />
1<br />
2<br />
Y= X1 * X2 + X1 * X2<br />
X1<br />
RX1<br />
h) ANTIEQUIVALÈNCIA (commutació) (Xor)<br />
X1<br />
Y= X1 * X2 + X1 * X2<br />
RX1<br />
4<br />
3<br />
4<br />
A1<br />
A2<br />
A1<br />
A2<br />
Y<br />
X2<br />
3 3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13<br />
X2<br />
RX2<br />
RX2<br />
4<br />
3<br />
4<br />
A1 Y<br />
A2<br />
A2<br />
RX1<br />
RX2<br />
A1 Y<br />
RX1<br />
RX2<br />
RX1<br />
RX2<br />
RX1<br />
RX2
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
8.10. CIRCUIT D’APLICACIÓ: SUBJECCIÓ DE PECES EN UN TREPANT.<br />
a) Objectius:<br />
Aplicar els coneixements exposats sobre automatització pneumàtica i electropneumàtica.<br />
Saber interpretar les dades descriptives d’una aplicació industrial i processar-les.<br />
Saber confeccionar l’esquema d’automatització electropneumàtica.<br />
Saber confeccionar l’esquema d’automatització pneumàtica.<br />
b) Descripció del funcionament:<br />
La subjecció d’una peça metàl·lica (1) en una màquina de mecanitzat (trepant), es realitza<br />
mitjançant una palanca (2) accionada per un cilindre de doble efecte (A): (A+) = subjecta i (A-)<br />
= allibera.<br />
La subjecció de la peça serà efectiva en prémer qualsevol de dos polsadors (M1) o (M2), el<br />
detector (5) capti la presència de peça i el trepant estigui en la posició inicial detectada pel final<br />
de cursa (4).<br />
L’alliberació de la peça haurà de quedar bloquejada durant el foradat de la peça realitzat pel<br />
trepant (3), de forma que, fins que el trepant no hagi tornat a la posició inicial detectada pel<br />
final de cursa (4), no es pugui alliberar la peça.<br />
La velocitat de subjecció de la peça ha de poder-se regular i l’alliberació haurà de ser el més<br />
ràpida possible.<br />
c) Diagrama de fases:<br />
M1<br />
M2<br />
M3<br />
PEÇA (5)<br />
TREPANT (4)<br />
A<br />
A<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14<br />
4<br />
5<br />
2<br />
3<br />
1
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
d) Disseny esquema electropneumàtic:<br />
ESQUEMA MANIOBRA ELÈCTRIC<br />
UTILITZANT DETECTOR INDUCTIU (5)<br />
(4)<br />
(+) 24V DC<br />
(-)<br />
(5)<br />
POSICIÓ INICIAL TREPANT<br />
HI HA PEÇA<br />
M1<br />
3<br />
M2<br />
4<br />
3<br />
4<br />
ESQUEMA POTÈNCIA PNEUMÀTIC<br />
Y1<br />
M3<br />
Y1 Y2<br />
(A+) (A-)<br />
3<br />
4<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15<br />
A<br />
(A+) (A-)<br />
Y2<br />
ESQUEMA MANIOBRA ELÈCTRIC<br />
UTILITZANT FINAL DE CURSA (5)<br />
M1<br />
(+) 24V DC<br />
HI HA PEÇA<br />
3<br />
M2<br />
4<br />
(4)<br />
(5)<br />
Y1<br />
3<br />
4<br />
(-) (A+)<br />
POSICIÓ INICIAL TREPANT<br />
M3<br />
3<br />
4<br />
(A-)<br />
Y2
UNITAT 8 (COMANDAMENTS BÀSICS ELECTROPNEUMÀTICS) ICE - UPC<br />
e) Disseny esquema pneumàtic:<br />
M1<br />
(5)<br />
HI HA PEÇA<br />
M2<br />
TREPANT<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16<br />
(4)<br />
M3
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
INTRODUCCIÓ.<br />
ÍNDEX:<br />
UNITAT 9: SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA.<br />
9.1. SEQÜÈNCIES SIMPLES (COMBINACIONALS).<br />
EXEMPLE: A+B+A-B-<br />
a) Electrovàlvules biestables.<br />
b) Electrovàlvules monoestables.<br />
9.2. SEQÜÈNCIES COMPLEXES (SEQÜENCIALS).<br />
9.2.1. 2 BLOCS.<br />
EXEMPLE: A+B+B-A-<br />
a) Electrovàlvules biestables.<br />
b) Electrovàlvules monoestables.<br />
9.2.2. 3 BLOCS.<br />
EXEMPLE: A+B+A-B-C+C-<br />
a) Electrovàlvules biestables.<br />
b) Electrovàlvules monoestables.<br />
9.2.3. 4 BLOCS.<br />
9.3. COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
a) Cicle únic simple amb polsador i Cicle continu amb interruptor.<br />
b) Cicle únic forçat.<br />
c) Cicle continu amb polsadors.<br />
EXEMPLE: A+A-B+A+A-B-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
INTRODUCCIÓ.<br />
Dins les tècniques d’automatització electropneumàtica està el control de seqüències de<br />
cilindres que en aquest monogràfic tractarem de dues formes:<br />
• Tècnica cablada de control electropneumàtic, utilitzant elements d’automatització<br />
convencionals: relès i temporitzadors,...<br />
De tota manera aquest mètode (menys utilitzat) també es pot aplicar en tècnica<br />
programada utilitzant PLC’s (Autòmats Programables), traduint directament el circuit<br />
elèctric en diagrama de contactes.<br />
• Tècnica programada de control electropneumàtic, mitjançant PLC’s utilitzant el mètode<br />
de programació per GRAFCET.<br />
És el mètode més utilitzat, ja que es tracta d’un mètode de programació molt gràfic,<br />
ordenat, sistemàtic i de fàcil implementació amb instruccions senzilles per Autòmats.<br />
Existeixen moltes altres tècniques de dissenyar circuits de control per a seqüències<br />
electropneumàtiques, però la majoria es realitzen d’una forma poc sistemàtica, i sobretot<br />
moltes vegades es tendeix a pensar els circuits d’una forma intuïtiva i poc entenedora per als<br />
que no han participat en la seva elaboració. No vull dir amb això que el mètode intuïtiu no sigui<br />
eficaç o que no sigui bo, només intento aplicar una metodologia que sigui entenedora i més a<br />
l’abast per a tècnics que estiguin poc avesats als circuits elèctrics o la programació dels PLC’s.<br />
És important que les tècniques intuïtives i també lògiques de disseny d’automatismes es<br />
treballin paral·lelament, ja que ajuda a entendre els circuits i les tècniques sistemàtiques i dóna<br />
força agilitat alhora de pensar i resoldre circuits d’automatismes complexos.<br />
Les seqüències pneumàtiques amb comandament i control elèctric o millor dit les seqüències<br />
electropneumàtiques no són massa complicades de resoldre, ja que el que es tracta és de<br />
trobar un bon mètode seqüencial per a solucionar-les, generalment el que s’aplica més és el<br />
Grafcet.<br />
La complicació, entre cometes, està en el comandament i sobretot en les seguretats o parades<br />
d’emergència.<br />
El primer mètode és el que estudiarem seguidament, i ens basarem en la teoria exposada en<br />
el monogràfic de “SEQÜÈNCIES PNEUMÀTIQUES”, estudiant les seqüències amb una<br />
sistemàtica molt similar:<br />
• Estudi del tipus de seqüència: - SIMPLES (COMBINACIONALS).<br />
- COMPLEXES (SEQÜENCIALS).<br />
• Descomposar les seqüències en BLOCS.<br />
• Omplir la TAULA de SEQÜÈNCIA adaptada.<br />
• Utilitzar els circuits equivalents a les memòries, segons el nombre de blocs.<br />
• Realitzar l’esquema seqüenciador referent a les memòries.<br />
• Realitzar l’esquema de connexionament de les electrovàlvules: BIESTABLES o<br />
MONOESTABLES.<br />
• Introduir en els esquemes anteriors els controls o comandaments bàsics: CICLE ÚNIC<br />
o CICLE CONTINU.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
UNITAT 9: SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA.<br />
9.1. SEQÜÈNCIES SIMPLES (COMBINACIONALS).<br />
El mètode per a solucionar els circuits elèctrics que controlen els moviments encadenats<br />
anomenats SEQÜÈNCIES SIMPLES o COMBINACIONALS, és tan senzill com el mètode<br />
utilitzat en el control pneumàtic.<br />
S’ha de connectar directament a cada bobina de l’electrovàlvula el corresponent final de cursa<br />
o detector magnètic (reed) que s’activa en el moviment anterior.<br />
En sèrie amb el primer detector de posició es connectarà el/s comandament/s de posada en<br />
marxa o aturada.<br />
Per tal de tenir totes les dades ordenades omplirem una taula que anomenarem “TAULA DE<br />
SEQÜÈNCIA”. Com que en aquest cas tractarem d’una seqüència simple la taula serà reduïda<br />
on només introduirem totes les dades referents als moviments i els finals de cursa.<br />
• Exemple: A+B+A-B-<br />
A<br />
B<br />
M.b0<br />
b0<br />
FC.<br />
MOV.<br />
M . b0 A+<br />
a1 B+<br />
b1 A-<br />
a0 B-<br />
a1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4<br />
b1<br />
a0
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
a) Electrovàlvules biestables:<br />
Utilitzant aquest tipus d’electrovàlvules els circuits resulten més senzills, ja que no cal mantenir<br />
el senyal elèctric d’activació, només amb un impuls l’electrovàlvula es posiciona i es manté fins<br />
que no donem un impuls a la bobina de sentit contrari: són vàlvules amb memòria.<br />
Recordem que aquestes electrovàlvules s’utilitzaran quan l’aplicació ho requereix. Quan<br />
interessa que, davant una fallada de corrent elèctric, el cilindre conservi l’última posició i no<br />
retorni a la inicial.<br />
M<br />
M<br />
+<br />
b0<br />
-<br />
+<br />
Y1<br />
-<br />
UTILITZANT FINALS DE CURSA<br />
UTILITZANT DETECTORS MAGNÈTICS (REED)<br />
b0<br />
Y1<br />
A<br />
Y1 (A+) Y2 (A-) Y3 (B+)<br />
a0<br />
b1 a1<br />
Y2 Y3<br />
b1 a1<br />
Y2 Y3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5<br />
a1<br />
B<br />
a0<br />
a0<br />
b0 b1<br />
Y4 (B-)<br />
Y4<br />
Y4
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
b) Electrovàlvules monoestables:<br />
Amb aquest tipus d’electrovàlvules s’han d’utilitzar relès per tal de poder mantenir la posició<br />
forçada i realimentar el final de cursa corresponent, ja que aquestes electrovàlvules no<br />
conserven la posició, sinó que retornen per l’efecte de la molla en perdre el senyal d’activació<br />
en la única bobina que tenen.<br />
El final de cursa que dóna el senyal per a realitzar la funció forçada (que generalment és la de<br />
fora +) ha d’ésser N.O. i activarà la bobina del relè, i s’ha de realimentar. El final de cursa que<br />
realitza el moviment contrari de la mateixa electrovàlvula (-) ha de parar el relè , per tant haurà<br />
d’ésser N.T. És a dir, el relè que s’activa és el que donarà el senyal a la bobina corresponent a<br />
la posició forçada de l’electrovàlvula, que s’activa mitjançant el final de cursa que fa (+) i es<br />
desactiva amb el final de cursa que fa (-); sempre que la posició de repòs o inicial del cilindre<br />
sigui la de dins.<br />
Recordem que aquestes electrovàlvules s’utilitzaran quan l’aplicació ho requereix. Quan<br />
interessa que, davant una fallada de corrent elèctric, el cilindre torni a la posició inicial o de<br />
repòs.<br />
Y1 (A+)<br />
M<br />
2<br />
5<br />
1<br />
K1<br />
A<br />
2 3<br />
K1 K2<br />
4<br />
6<br />
a0 a1<br />
FINAL DE CURSA<br />
N.O. FORÇAT<br />
FINAL DE CURSA<br />
N.T. FORÇAT<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6<br />
K2<br />
Y2 (B+)<br />
4<br />
K1<br />
Y1<br />
B<br />
5 6<br />
K2<br />
Y2<br />
(A) (B)<br />
FINAL DE CURSA<br />
N.O.<br />
FINAL DE CURSA<br />
N.T.<br />
b0 b1
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
9.2. SEQÜÈNCIES COMPLEXES (SEQÜENCIALS).<br />
Encara que en el punt (10.1.) s’ha exposat el control de seqüències simples o combinacionals,<br />
el que es pretén amb aquest monogràfic, és tractar tot tipus de seqüències i principalment les<br />
que no reuneixen les condicions per a ser combinacionals, és a dir les que son seqüencials o<br />
complexes. Recordem que les seqüències complexes eren totes les que l’ordre de sortida dels<br />
cilindres no era igual al de retorn.<br />
Intentaré fer un paral·lelisme entre el mètode purament pneumàtic i l’electropneumàtic, per<br />
això també utilitzarem la taula de seqüència com a guia a l’hora de confeccionar el esquema.<br />
Segons el nombre de moviments i l’ordre en que s’efectuen, podem comptar el nombre de<br />
blocs, depenent dels moviments. Recordem que el nombre de blocs es determina agrupant<br />
moviments on no en hi hagi cap de repetit (sense tenir en compte el signe).<br />
Un cop determinat el número de blocs, es confeccionarà la taula de seqüència i seguidament<br />
es podrà fer l’esquema elèctric corresponent al control de sortida i d’entrada dels cilindres que<br />
intervenen en la seqüència.<br />
9.2.1. 2 BLOCS:<br />
FC-X1<br />
M<br />
FC-X2<br />
K1 = K1 = L1<br />
K1 = K2 = L2<br />
UTILITZANT 2 RELÈS DE MEMÒRIA<br />
M<br />
M<br />
FC-X1<br />
FC-X2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
K1<br />
FC-X1<br />
FC-X2<br />
K1<br />
K1<br />
K1<br />
K2<br />
FC-X2<br />
FC-X1<br />
K1<br />
L1<br />
L2<br />
K2 K1 K2<br />
UTILITZANT 1 RELÈ DE MEÒRIA<br />
K1<br />
L1<br />
L2<br />
ELECTROVÀLVULES<br />
ELECTROVÀLVULES
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
A continuació exposarem un exemple que tindrà com a elements de control de posició<br />
detectors magnètics (reed) connectats a relès que anomenem FC. El contacte del relè amb la<br />
inicial de la situació que ocupa, serà el que utilitzarem en els esquemes, podent ser N.O. o<br />
N.T.<br />
+<br />
-<br />
a0 a1 b0 b1 c0<br />
c1<br />
UTILITZANT DETECTORS MAGNÈTICS (REED) i RELÈS<br />
a0<br />
Ka0<br />
Ka0 Ka0<br />
A<br />
a1 b0<br />
Ka1 Kb0<br />
Ka1 Ka1 Kb0 Kb0<br />
• Exemple: A+B+B-A-<br />
Taula de seqüència pneumàtica:<br />
A<br />
B<br />
a0<br />
M.a0<br />
a1<br />
B<br />
b1 c0 c1<br />
Kb1 Kc0<br />
Kb1 Kb1 Kc0 Kc0<br />
L.AL. FC. MEM. L.AC. MOV.<br />
L2 M . a0 X1 L1 A+<br />
L1 a1 --- --- B+<br />
L1 b1 X2 L2 B-<br />
L2 b0 --- --- A-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8<br />
b1<br />
b0<br />
Kc1<br />
C<br />
Kc1<br />
Kc1
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
Taula de seqüència electropneumàtica:<br />
A<br />
B<br />
a0<br />
M.a0<br />
a1<br />
K.AL. FC. MEM. K.AC. MOV.<br />
--- M . a0 K1 K1 A+<br />
K1 a1 --- --- B+<br />
--- b1 No K1 No K1 B-<br />
No K1 b0 --- --- A-<br />
1a. Fila:<br />
• (M) i (a0) activen el relè (memòria) (K1) i queda realimentat.<br />
• El contacte del relè (K1) dóna senyal a la bobina de l’electrovàlvula Y1 que fa (A+).<br />
2a. Fila:<br />
• El contacte del relè (K1) i (a1) donen senyal a la bobina de l’electrovàlvula Y3 que fa<br />
(B+).<br />
3a. Fila:<br />
• (b1) desactiva el relè (K1). Per tant (b1) ha de ser N.T.<br />
• El contacte N.T. del relè (K1) dóna senyal a la bobina de l’electrovàlvula Y4 que fa (B-).<br />
4a. Fila:<br />
• El contacte N.T. del relè (K1) i (b0) donen senyal a la bobina de l’electrovàlvula Y2 que<br />
fa (A-).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9<br />
b1<br />
b0
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
a) Electrovàlvules biestables:<br />
Utilitzant electrovàlvules biestables, es pot realitzar l’esquema elèctric directament, a partir<br />
de la taula de seqüència:<br />
ESQUEMA PER LÍNIES<br />
M<br />
Y3 (B+)<br />
(A-)<br />
ESQUEMA SEPARANT CONTACTES DE LES LÍNIES<br />
M<br />
Ka0<br />
K1<br />
Ka0<br />
K1<br />
a0 A a1<br />
Y1 (A+) Y2 (A-)<br />
Kb1<br />
Kb1<br />
2<br />
3<br />
5<br />
1<br />
4<br />
6<br />
K1 K1 K1<br />
K1<br />
Y1<br />
2 3<br />
K1<br />
Y1<br />
(A+)<br />
(A+)<br />
Kb0<br />
Y2<br />
Kb0<br />
Y2<br />
K1<br />
(A-)<br />
(B+) (B-)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10<br />
Ka1<br />
Y3<br />
4 5<br />
K1<br />
Ka1<br />
Y3<br />
b0 B<br />
(B+)<br />
b1<br />
Y4 (B-)<br />
Y4<br />
Y4<br />
(B-)<br />
K1<br />
6
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
b) Electrovàlvules monoestables:<br />
Utilitzant electrovàlvules monoestables, s’hauran de posar relès per tal de poder mantenir les<br />
posicions forçades, és a dir, s’hauran de realimentar.<br />
El mètode que seguirem serà el de substituir les bobines de les electrovàlvules per relès. Els<br />
relès que realitzen la funció de posició forçada seran els encarregats d’alimentar les bobines<br />
de les electrovàlvules.<br />
ESQUEMA PER CONTACTES SEPARATS SENSE SIMPLIFICAR<br />
M<br />
5<br />
K1.Kb0 = K1+Kb0 = K1+Kb0<br />
ESQUEMA PER CONTACTES SEPARATS SIMPLIFICAT PARCIALMENT<br />
M<br />
Y1 (A+)<br />
Ka0<br />
Kb1<br />
K1<br />
Kb1<br />
K1<br />
2<br />
3<br />
6<br />
Ka0<br />
2<br />
3<br />
3<br />
5<br />
5<br />
1<br />
1<br />
5<br />
8<br />
K1<br />
K1<br />
2<br />
2<br />
a0 a1<br />
A<br />
K1<br />
KA-<br />
KA+<br />
K1<br />
K1<br />
4<br />
9<br />
KA+<br />
4<br />
7<br />
3<br />
3<br />
KA+<br />
Kb0<br />
4<br />
4<br />
K1<br />
Kb0<br />
KA-<br />
KA+ K1<br />
Ka1<br />
K1<br />
KB+<br />
6<br />
8<br />
5<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11<br />
Ka1<br />
KB-<br />
KB+<br />
Y2 (B+)<br />
6<br />
6 7<br />
K1 KB+<br />
3 7<br />
10<br />
6<br />
KB+ KA+ KB+<br />
Y1<br />
7<br />
(A)<br />
b0 b1<br />
B<br />
K1<br />
KB-<br />
8<br />
8<br />
(B)<br />
KA+<br />
Y2<br />
Y1<br />
9<br />
KB+<br />
10<br />
(A) (B)<br />
Y2
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
9.2.2. 3 BLOCS:<br />
(K1.Ka1+KB+).K1 = KB+ === K1.Ka1 = (B)<br />
ESQUEMA PER CONTACTES SEPARATS SIMPLIFICAT<br />
M<br />
Ka0<br />
Kb1<br />
K1<br />
2<br />
3<br />
3<br />
6<br />
1<br />
K1<br />
2<br />
K1<br />
K1<br />
KA+<br />
4<br />
5<br />
3<br />
KA+<br />
Kb0<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12<br />
4<br />
El mètode utilitzat per a resoldre les seqüències electropneumàtiques és similar al sistema<br />
PAS a PAS de memòries utilitzat en pneumàtica.<br />
Ki<br />
KA+<br />
Y1<br />
5<br />
(A)<br />
K1<br />
Ka1<br />
FC-X1 FC-X2 FC-X3<br />
K1<br />
K2<br />
K3<br />
M<br />
K3 K1<br />
FC-X1<br />
K1<br />
K2<br />
K1 K2<br />
FC-X2<br />
K3<br />
CIRCUIT SEQÜENCIADOR<br />
K2<br />
K3<br />
K1<br />
6<br />
(B)<br />
Y2<br />
K2 K3 Ki<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
FC-X3<br />
K1 K2<br />
K3<br />
ELECTROVÀLVULES<br />
(Ki) és el relè per a inicialitzar la seqüència. En activar el sistema (marxa general), els relès<br />
seqüenciadors (K1), (K2) i (K3) estan desactivats i per tant seria impossible posar en marxa la<br />
seqüència en polsar (M); el relè (Ki) s’utilitza per a donar un impuls inicial a la bobina del relè<br />
(K3), de forma que el sistema restarà a punt d’activar-se, en complir les condicions de MARXA<br />
de (K1), polsant (M) i el final de cursa (FC-X1) estigui accionat.
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
• Exemple: A+B+A-B-C+C-<br />
Taula de seqüència pneumàtica:<br />
A<br />
B<br />
C<br />
L.AL. FC. MEM. L.AC. MOV.<br />
L3 M . c0 X1 L1 A+<br />
L1 a1 --- --- B+<br />
L1 b1 X2 L2 A-<br />
L2 a0 --- --- B-<br />
L2 b0 --- --- C+<br />
L2 c1 X3 L3 C-<br />
Taula de seqüència electropneumàtica:<br />
A<br />
B<br />
C<br />
a1<br />
a1<br />
b1<br />
b1<br />
K.AL. FC. MEM. K.AC. MOV.<br />
K3 M . c0 K1 K1 A+<br />
K1 a1 --- --- B+<br />
K1 b1 K2 K2 A-<br />
K2 a0 --- --- B-<br />
K2 b0 --- --- C+<br />
K2 c1 K3 K3 C-<br />
En la taula de seqüència, normalment, en la primera casella de FC. s’hi posa la condició de<br />
marxa (M) i el senyal del final de cursa que provoca el moviment anterior, en la taula anterior<br />
(c0). Per tal d’assegurar que tots els cilindres estan en posició inicial, el més correcte seria<br />
incloure els altres finals de cursa de les posicions inicials dels cilindres (A) i (B), per tant la<br />
condició més adequada seria:<br />
M. a0 . b0 . c0<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13<br />
a0<br />
a0<br />
b0<br />
b0<br />
c1<br />
c1<br />
c0<br />
c0
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
a) Electrovàlvules biestables:<br />
c1<br />
c0 C<br />
b1<br />
b0 B<br />
a1<br />
A<br />
a0<br />
Y5 (C+) Y6 (C-)<br />
Y4 (B-)<br />
Y3 (B+)<br />
Y2 (A-)<br />
Y1 (A+)<br />
ESQUEMA SEPARANT CONTACTES DE LES LÍNIES<br />
13 14<br />
10 11<br />
12<br />
6 7 8 9<br />
5<br />
2 3 4<br />
1<br />
K2<br />
K1<br />
K3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14<br />
K3<br />
K2<br />
K2<br />
K2 K1<br />
K1<br />
M<br />
Ki<br />
K3<br />
K2<br />
K1<br />
Kb0<br />
Ka0<br />
Ka1<br />
K1<br />
Kc1<br />
Kb1<br />
Kc0<br />
K2<br />
K1<br />
K3<br />
K2<br />
K3<br />
Y6<br />
Y5<br />
Y2 Y3 Y4<br />
Y1<br />
K3<br />
K2<br />
K1<br />
Ki<br />
(C+) (C-)<br />
(A+) (A-) (B+)<br />
(B-)<br />
1<br />
4<br />
2<br />
7<br />
14<br />
5 1<br />
6 2<br />
10<br />
12<br />
13<br />
3 1<br />
4 6<br />
9<br />
11<br />
8
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
b) Electrovàlvules monoestables:<br />
c0 C c1<br />
b0 b1<br />
B<br />
a0 A a1<br />
Y3 (C+)<br />
Y2 (B+)<br />
Y1 (A+)<br />
ESQUEMA SEPARANT CONTACTES DE LES LÍNIES<br />
17<br />
16<br />
14 15<br />
11 12 13<br />
9 10<br />
6 7 8<br />
4 5<br />
2 3<br />
1<br />
K2<br />
K1<br />
K3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15<br />
KC+<br />
KB+<br />
KA+<br />
KC+<br />
KB+ K2<br />
KA+ K1<br />
K1<br />
M<br />
K3 Ki<br />
K2<br />
K1<br />
Kb0<br />
Ka1<br />
K1<br />
Kc0 Kb1<br />
Kc1<br />
K2<br />
Ka0 K3<br />
K2<br />
K2<br />
K1<br />
K3<br />
K2<br />
K3<br />
Y3<br />
Y2<br />
Y1<br />
KC+<br />
KB+<br />
KA+<br />
K3<br />
K2<br />
K1<br />
Ki<br />
(A+) (B+) (C+)<br />
ELS CONTACTES ENCERCLATS<br />
ES PODEN SIMPLIFICAR<br />
(*)<br />
14<br />
17<br />
12<br />
16<br />
3 1<br />
5 1<br />
2 1 10<br />
4 6<br />
6 2<br />
7 4<br />
15<br />
9<br />
13 9<br />
13<br />
11<br />
11<br />
8
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
9.2.3. 4 BLOCS:<br />
El sistema que s’utilitza per a resoldre seqüències amb 4 blocs de moviments, és similar al de<br />
3, seguint el sistema de PAS a PAS.<br />
FC-X1 FC-X2<br />
K1<br />
K2<br />
K3<br />
K4<br />
M<br />
K4<br />
Ki K1<br />
FC-X1<br />
K1<br />
K2<br />
K1<br />
K2<br />
FC-X2<br />
K2<br />
K3<br />
K2<br />
K3<br />
FC-X3<br />
CIRCUIT SEQÜENCIADOR<br />
K3<br />
K4<br />
FC-X3 FC-X4<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16<br />
K3<br />
K4<br />
FC-X4<br />
K4 Ki<br />
K1<br />
K1 K2 K3<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
L4<br />
K4<br />
ELECTROVÀLVULES<br />
Si s’han de resoldre seqüències amb més de quatre blocs, el mètode a utilitzar és equivalent al<br />
sistema de 3 i de 4, és a dir, utilitzant un circuit seqüenciador a partir del mètode PAS a PAS.
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
9.3. COMANDAMENTS BÀSICS.<br />
En aquest punt estudiarem alguns comandaments bàsics més utilitzats i deixarem per a un<br />
altre monogràfic el tema de comandament i seguretat que s’estudiarà d’una forma més àmplia,<br />
com per exemple: parades d’emergència, selecció automàtic o manual, comandament pas-apas,<br />
etc.<br />
En aquest punt estudiarem els següents:<br />
• CICLE ÚNIC SIMPLE AMB POLSADOR.<br />
• CICLE CONTINU AMB INTERRUPTOR.<br />
• CICLE ÚNIC FORÇAT.<br />
• CICLE CONTINU AMB POLSADORS.<br />
a) Cicle únic simple amb polsador i Cicle continu amb interruptor:<br />
K1<br />
K2<br />
K3<br />
Mcu<br />
Mcc<br />
K3<br />
M<br />
K1<br />
FC-X1<br />
K1<br />
K2<br />
K1<br />
K2<br />
FC-X2<br />
K2<br />
K3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 17<br />
K2<br />
K3<br />
FC-X3<br />
K3 Ki<br />
K1<br />
COMANDAMENT DE CICLE ÚNIC SIMPLE.<br />
K1 K2 K3<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
COMANDAMENT DE CICLE CONTINU AMB INTERRUPTOR.<br />
Mcu Mcc ACOBLAMENT DE CICLE ÚNIC i CICLE CONTINU.<br />
ELECTROVÀLVULES<br />
En accionar el polsador (Mcu) i en deixar-lo anar, només es produirà un sol cicle de<br />
funcionament, ara bé, si es manté polsat els cicles s’aniran reproduint en forma de cicle<br />
continu.<br />
L’interruptor (Mcc), en posició oberta, no té cap efecte de forma que podem comandar el cicle<br />
únic amb (Mcu). Si es manté tancat, els cicles o moviments dels cilindres es repetiran fins que<br />
l’obrim, està clar que en aquesta posició de (Mcc), el polsador (Mcu) restarà inhibit.
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
b) Cicle únic forçat:<br />
McuF<br />
KCUF<br />
McuF<br />
T1<br />
T1<br />
T1<br />
KCUF<br />
KCUF<br />
CONTACTE DE CICLE ÚNIC FORÇAT<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 18<br />
McuF<br />
KX K1 KX<br />
UTILITZANT TEMPORITZADOR UTILITZANT RELÈ<br />
KCUF<br />
McuF<br />
KCUF<br />
• Utilitzant temporitzador: En accionar el polsador de cicle únic forçat (McuF), el relè<br />
(KcuF) i el temporitzador (T1) reben corrent directament, però el relè ho fa a través d’un<br />
contacte N.T. del temporitzador. En temporitzar (T1) el relè (KcuF) es desactiva, de<br />
forma que es produeix un flanc, que durarà el temps programat en el temporitzador i no<br />
es tornarà a repetir el flanc fins que no es deixi de polsar i es torni a accionar (McuF).<br />
• Utilitzant relè: En accionar el polsador (McuF), el relè (KcuF) s’accionarà directament<br />
a través d’un contacte N.T. d’un relè auxiliar (KX). El relè auxiliar (KX) s’accionarà quan<br />
s’activi la primera memòria (K1) del circuit seqüenciador i restarà realimentat mentre<br />
estigui accionat el polsador (McuF). El relè auxiliar (KX) en activar-se, pararà el relè de<br />
cicle únic forçat (Kcuf), de forma que es produeix un flanc que durarà el temps que tardi<br />
en entrar la primera memòria (K1). Aquest flanc no es repetirà fins que no es deixi de<br />
prémer el polsador i es torni a accionar (McuF).<br />
Qualsevol dels dos circuits es pot utilitzar com a generador de flanc, que obliga a deixar de<br />
polsar el comandament de marxa (McuF), de forma que els moviments encadenats dels<br />
cilindres s’aturaran en finalitzar la seqüència i tornarà a començar quan es doni un nou<br />
impuls de comandament amb (McuF).<br />
K1<br />
KX<br />
1<br />
2<br />
KX<br />
3<br />
4
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
c) Cicle continu amb polsadors:<br />
Pcc<br />
Mcc<br />
KCC<br />
KCUF<br />
Pcc<br />
Mcc<br />
KCC<br />
C.C. INDEPENDENT<br />
KCC<br />
KCC<br />
C.C. CONDICIONAT PEL C.U.FORÇAT<br />
CONTACTES DE CICLE ÚNIC FORÇAT i CICLE CONTINU<br />
SELECCIÓ CU / CC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 19<br />
Mcc<br />
Pcc<br />
Mcc<br />
KCC<br />
Pcc + McuF<br />
KCC<br />
McuF<br />
• Cicle continu independent: És un circuit de parada i marxa amb realimentació, de<br />
forma que el polsador (Mcc) posa en marxa el relè de cicle continu (KCC) , restant<br />
realimentat, i el polsador (Pcc) el para. El contacte de (KCC) s’utilitza per a donar el<br />
senyal de marxa en el circuit seqüenciador de forma que en mantenir-se<br />
realimentat la seqüència es va repetint. El circuit és independent del cicle únic<br />
(KCUF).<br />
• Cicle continu condicionat pel cicle únic: El circuit és molt similar amb a l’anterior<br />
amb la diferència que en polsar el polsador de cicle únic forçat (McuF), el relè de<br />
cicle continu (KCC) s’atura i en conseqüència els cilindres, en acabar el cicle, no<br />
tornaran a començar.<br />
KCC
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
• EXEMPLE: A+A-B+A+A-B-<br />
- El cilindre (A) de doble efecte estarà accionat per una electrovàlvula biestable.<br />
- El cilindre (B) de doble efecte estarà accionat per una electrovàlvula<br />
monoestable.<br />
- Cal posicionar inicialment el cilindre (A) i assegurar que no es posi en<br />
funcionament si els dos cilindres no estan en la posició inicial.<br />
- Comandament: Cicle únic forçat (McuF) + Cicle continu (Mcc) i (Pcc).<br />
Taula de seqüència electropneumàtica:<br />
A<br />
B<br />
K.AL. FC. MEM. K.AC. MOV.<br />
K4 M . a0 . b0 K1 K1 A+<br />
K1 a1 K2 K2 A-<br />
K2 a0 --- --- B+<br />
K2 b1 K3 K3 A+<br />
K3 a1 K4 K4 A-<br />
K4 a0 --- --- B-<br />
• Esquema de potència PNEUMÀTIC:<br />
Y1 (A+)<br />
a1<br />
a0 a1<br />
A<br />
a0<br />
Y2 (A-)<br />
Y3 (B+)<br />
b0 b1<br />
B<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 20<br />
b1<br />
a1<br />
a0<br />
b0
UNITAT 9 (SEQÜÈNCIES ELECTROPNEUMÀTIQUES AMB TÈCNICA CABLADA) ICE - UPC<br />
• Esquema de comandament i control ELÈCTRIC:<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24<br />
McuF<br />
KB+<br />
K4 Ki K2 KB+<br />
K1 K3 K2<br />
K3<br />
K2<br />
K1<br />
K4<br />
Pcc<br />
KCC<br />
KCUF<br />
McuF<br />
K1<br />
K1 KX<br />
Mcc<br />
Ka0<br />
Ki<br />
K3 Ka1 K4<br />
Kb1<br />
K1 Ka1 K2<br />
Ka0<br />
K2<br />
KCC<br />
kb0<br />
K3<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 21<br />
Ka0<br />
K4<br />
K4 K1<br />
K2 K3<br />
K4<br />
KX<br />
Y3<br />
KB+<br />
Y2<br />
Y1<br />
K4<br />
K3<br />
K2<br />
K1<br />
Ki<br />
KCC<br />
KCUF<br />
KX<br />
(B+)<br />
(A-)<br />
(A+)<br />
23<br />
24<br />
8 6<br />
15 12<br />
20 22<br />
13 6<br />
14 10<br />
18<br />
11 6<br />
12 8<br />
19<br />
22<br />
1 6<br />
9 14<br />
10<br />
17<br />
16<br />
21<br />
5<br />
8<br />
2 3 7<br />
ACCIONAMENT ELECTROVÀLVULES<br />
CIRCUIT SEQÜENCIADOR<br />
COMANDAMENT
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
UNITAT 10: EL PLC.<br />
10.1. INTRODUCCIÓ.<br />
ÍNDEX:<br />
10.2. ESTRUCTURA I CONFIGURACIÓ DELS AUTÒMATS.<br />
a) ESTRUCTURA EXTERNA.<br />
• FORMA COMPACTA.<br />
• FORMA MODULAR.<br />
b) ESTRUCTURA INTERNA.<br />
• CPU (UNITAT CENTRAL DE PROCÉS).<br />
• MÒDULS D’ENTRADES.<br />
o Entrades digitals.<br />
o Entrades analògiques.<br />
• MÒDULS DE SORTIDES.<br />
o Sortides digitals.<br />
o Sortides analògiques.<br />
• CONNEXIONAMENT D’ENTRADES.<br />
• CONNEXIONAMENT DE SORTIDES.<br />
• CONNEXIONAMENT ENTRADES I SORTIDES ANALÒGIQUES.<br />
• MEMÒRIES.<br />
10.3. ÀREES DE MEMÒRIA I ADRECES.<br />
• Àrea IR : Bits o registres de treball.<br />
• Àrea SR i AR : Bits i registres de funcions especials.<br />
• Àrea TR : Bits temporals.<br />
• Àrea HR : Bits o registres romanents.<br />
• Àrea LR : Registres d’enllaç.<br />
• Àrea TC : Registres de temporitzadors i comptadors.<br />
• Àrea DM : Registres d’emmagatzematge de dades.<br />
10.4. PROGRAMACIÓ AUTÒMAT (INSTRUCCIONS BÀSIQUES).<br />
a) INSTRUCCIONS D’ASSOCIACIÓ DE CONTACTES o INSTRUCCIONS LÒGIQUES:<br />
LD, LD NOT, AND, AND NOT, OR, OR NOT, OUT, OUT NOT, AND LD i OR<br />
LD.<br />
b) INSTRUCCIONS DE CONTROL DE BIT: DIFU(13), DIFD(14), SET, RSET,<br />
KEEP(11).<br />
c) INSTRUCCIONS DE CONTROL DE PROGRAMA: END(01), IL(02), ILC(03),<br />
JMP(04), JME(05), STEP(08), SNXT(09).<br />
d) TEMPORITZADORS I COMPTADORS: CNT, CNTR(12), TIM, TIMH(15).<br />
e) INSTRUCCIONS DIFERENCIALS.<br />
f) ALTRES INSTRUCCIONS: SFT(10), CMP(20), MOV(21), SUBRUTINES,<br />
BSET(71).<br />
g) INSTRUCCIONS DE PROGRAMACIÓ.<br />
h) INSTRUCCIONS D’EXPANSIÓ.<br />
10.5. PROCEDIMENT DE PROGRAMACIÓ.<br />
a) ESTATS DE FUNCIONAMENT DE L’AUTÒMAT: RUN, MONITOR, PROGRAM i<br />
ERROR.<br />
b) FASES DE PROGRAMACIÓ..<br />
c) EXECUCIÓ D’UN PROGRAMA.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
10.1. INTRODUCCIÓ.<br />
UNITAT 10: EL PLC.<br />
L’evolució tecnològica en la indústria dels últims anys ha arribat a assolir cotes molt elevades<br />
en el camp de l’automatització. Aquest procés s’ha vist incrementat per la gran competitivitat<br />
del mercat, que ha obligat a les empreses a buscar formes de reduir costos i, a la vegada, a<br />
augmentar la qualitat dels seus productes, sense deixar de banda la productivitat; això és<br />
l’objectiu principal de l’automatització.<br />
El progrés de l’enginyeria de l’automatització industrial ha estat imprescindible per aconseguir<br />
les fites de productivitat que ha plantejat la indústria, aconseguint desenvolupar màquines molt<br />
potents de processament de dades a velocitats molt altes.<br />
La major part dels processos de fabricació estan automatitzats i disposen d’elements<br />
intel·ligents de gestió, gràcies al desenvolupament de tècniques com: la sensòrica, els<br />
actuadors industrials, les comunicacions industrials, la informàtica, ...<br />
L’automatització ha de proporcionar als seus sistemes, confiança, eficiència, velocitat i<br />
flexibilitat. Una de les eines principals que proporcionen aquests paràmetres són els Autòmats<br />
Programables o PLC’s (Controladors Lògics Programables).<br />
Les tècniques d’automatització que s’utilitzen generalment, segons la tecnologia emprada són:<br />
mecàniques, pneumàtiques, hidràuliques, elèctriques o electròniques. També poden ser mixtes,<br />
utilitzant diverses tecnologies: electropneumàtica, electrohidràulica, ...etc.<br />
Quan es dissenya un automatisme es pensa bàsicament en dues formes o tecnologies a l’hora<br />
d’executar-lo, una és la tècnica cablada i l’altra la tècnica programada.<br />
La tècnica programada incorpora com a element principal el PLC.<br />
PLC: Programable Lògic Controller.<br />
Un autòmat programable o PLC és un equip electrònic dissenyat per a controlar processos<br />
seqüencials de qualsevol tipus, generalment de tipus industrial. Bàsicament podem dir que és<br />
un aparell que, mitjançant una programació lògica, substitueix el cablat dels automatismes<br />
convencionals.<br />
Els PLC’s s’utilitzen en multitud d’aplicacions industrials i també domèstiques, tenint la<br />
particularitat essencial d’adaptar-se al funcionament de cada màquina o aplicació mitjançant un<br />
programa específic, que conté una seqüència d’operacions que es realitzaran a partir d’unes<br />
ordres i que executarà unes accions determinades. Les ordres provenen generalment de l’estat<br />
de les entrades i les accions serà allò que volem obtenir del programa bolcat sobre les sortides.<br />
Les aplicacions més usuals dels PLC’s estan destinades al camp industrial, com per exemple:<br />
• Maniobra, control i senyalització de màquines.<br />
• Maniobra, control i senyalització d’instal·lacions.<br />
• Processos de producció periòdicament canviants.<br />
• Instal·lacions de processos complexes i grans.<br />
• Comprovacions<br />
Avui en dia, els autòmats també s’estan introduint en aplicacions domèstiques, utilitzant<br />
l’autòmat com a element intel·ligent que gestiona la confortabilitat, seguretat, estalvi d’energia i<br />
comunicacions de la vivenda.<br />
Ens podem referir a les condicions més favorables o avantatges a l’hora d’utilitzar un PLC en<br />
un procés d’automatització:<br />
• Menys temps utilitzat en l’elaboració de projectes degut a que:<br />
o No és necessari dibuixar l’esquema de contactes. En alguns autòmats es pot<br />
programar directament amb instruccions lògiques (mnemònics) o també per<br />
Grafcet.<br />
o No és necessari simplificar les equacions lògiques ja que, en general, la<br />
capacitat d’emmagatzematge del mòdul de memòria és suficientment gran.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
o La llista de materials de l’automatisme queda reduïda i també el pressupost<br />
corresponent, és a dir, menys varietat de materials.<br />
• Possibilitat de realitzar modificacions en la instal·lació sense canviar el cablat ni afegir<br />
més components. Flexibilització en el control de la màquina o instal·lació.<br />
• Mínim espai d’ocupació.<br />
• Menor cost de ma d’obra de la instal·lació.<br />
• Economia en el manteniment. Fiabilitat del sistema en eliminar la majoria de contactes<br />
mòbils i també possibilitat de detecció i indicació d’avaries mitjançant programes<br />
paral·lels de test del sistema.<br />
• Possibilitat de governar diverses màquines amb un mateix autòmat (depenent de la<br />
capacitat).<br />
• Menor temps per a posar en funcionament la màquina o instal·lació, en quedar reduït el<br />
temps de cablat i muntatge.<br />
• Si per qualsevol raó la màquina o instal·lació queda fora de servei, l’autòmat es pot<br />
utilitzar per l’automatització d’un altre sistema de producció.<br />
Encara que són molts els avantatges de la utilització dels PLC’s, també existeixen alguns<br />
inconvenients a l’hora de plantejar-nos la incorporació d’un autòmat en qualsevol procés<br />
automàtic, com per exemple:<br />
• La necessitat d’un tècnic en programació.<br />
• Cost inicial, ja que és necessari la inversió d’un perifèric de programació (PC o cònsola).<br />
• Cost tècnic: conèixer totes les possibilitats i limitacions de l’autòmat. Formació inicial.<br />
La capacitat d’un autòmat programable bé donada per quatre característiques fonamentals:<br />
• Nombre màxim d’ENTRADES i SORTIDES que pot gestionar.<br />
• Potència de programació que pot realitzar: temporitzadors, comptadors, etc.<br />
• Capacitat de la memòria de programa.<br />
• Velocitat d’execució del programa (de cada instrucció).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
10.2. ESTRUCTURA I CONFIGURACIÓ DELS AUTÒMATS.<br />
En aquest apartat s’estudiarà la configuració o hardware de l’autòmat externament i<br />
internament, és a dir, la part física.<br />
a) ESTRUCTURA EXTERNA:<br />
L’estructura externa d’un autòmat es pot definir i diferenciar segons la forma de com està<br />
constituït:<br />
FORMA COMPACTA: Tots els elements de l’autòmat estan en un sol bloc compacte.<br />
Generalment aquesta forma compacta la tenen els autòmats de petites dimensions i capacitat,<br />
com són els anomenats miniautòmats o mòduls lògics, encara que també es poden ampliar<br />
amb mòduls d’extensió d’entrades i sortides:<br />
Zen d’Omron. Logo de Siemens. Zelio de Telemecanique.<br />
Aquests petits autòmats, en la seva configuració bàsica, ja tenen incorporats tots els elements<br />
suficients com per a poder funcionar o realitzar aplicacions d’automatització: Font d’alimentació,<br />
CPU, entrades, sortides, teclat de programació o port de comunicació. Encara que estan<br />
limitats en 6 entrades i 4 sortides, es poden ampliar incorporant algun altre mòdul E/S.<br />
També existeix una gama més alta d’autòmats compactes o micro-autòmats, però que tenen<br />
una potència de programació molt superior i també una capacitat de gestionar E/S també molt<br />
més elevada, fins a 128E i 128S.<br />
CPM1A d’Omron S7-200 de Siemens<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
FORMA MODULAR: L’autòmat està constituït per blocs ben diferenciats, però units en un<br />
mateix “rack” o base, formant un conjunt més compacte i resistent. Encara que a simple vista<br />
puguin semblar compactes, totes les parts de l’autòmat es poden separar.<br />
Generalment amb aquesta estructura trobem els autòmats de més capacitat de gestionar E/S i<br />
potència de programació.<br />
Un exemple d’autòmat modular és el CQM1H d’Omron, que disposa d’una amplia gama de<br />
mòduls que realitzen funcions ben diferenciades.<br />
Aquest autòmat es construeix amb elements modulars que permeten flexibilitzar la seva<br />
constitució i adaptar-lo a les necessitats de l’aplicació o automatisme que s’hagi de realitzar.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
b) ESTRUCTURA INTERNA:<br />
L’estructura interna d’un autòmat o PLC és similar a la dels actuals ordinadors personals o<br />
PC’s. Les parts bàsiques d’un PLC són:<br />
• CPU (Unitat Central de Procés).<br />
• Mòduls d’entrades.<br />
• Mòduls de sortides.<br />
• Memòries (RAM i ROM).<br />
• Font d’alimentació.<br />
CAPTADORS<br />
INTERFACE<br />
ENTRADES<br />
RELLOTGE<br />
MEMÒRIA<br />
BUS INTERN<br />
CPU<br />
FONT<br />
ALIMENTACIÓ<br />
220V AC<br />
INTERFACE<br />
SORTIDES<br />
CPU (Unitat Central de Procés): És la part intel·ligent del sistema. Mitjançant la interpretació<br />
del programa realitzat per l’usuari i en funció de l’estat de les entrades, activa les sortides<br />
desitjades. També és el responsable d’actualitzar contínuament l’estat dels temporitzadors i<br />
comptadors interns del programa.<br />
Els blocs principals que formen part de la CPU són:<br />
• Unitat de Control: Microprocessador que controla el funcionament de la CPU.<br />
• ALU: Unitat Aritmètica Lògica, és l’encarregada de realitzar les operacions aritmètiques i<br />
lògiques.<br />
• Registres: Emmagatzematge intern de la CPU.<br />
La CPU està constituïda a l’entorn d’un microprocessador que té com a funcions específiques i<br />
per ordre de execució les següent:<br />
1. Lectura de l’estat de les entrades. Crea una imatge de les entrades, ja que<br />
aquest no accedeix directament a aquestes durant l’execució del programa.<br />
2. Executa el programa. La CPU interpreta i executa el programa introduït per<br />
l’usuari en funció de l’estat de les entrades.<br />
3. Refresca l’estat de les sortides. Renova l’estat de les sortides en funció de la<br />
seva imatge obtinguda al final de cicle d’execució del programa.<br />
4. Per finalitzar, vigilar el temps d’execució del programa realitzat per l’usuari, de<br />
forma que no excedeixi d’un temps màxim que s’anomena temps de cicle o<br />
d’scan. Aquesta funció s’anomena Watchdog.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
INTERFACE<br />
PERIFÈRICS<br />
ACTUADORS
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
5. Contínuament la CPU realitza de forma cíclica i contínua l’execució del programa<br />
quan l’autòmat està en mode RUN. Això s’anomena cicle de treball. Quan<br />
l’autòmat està en mode STOP, la CPU deixa de executar de forma cíclica el<br />
programa de la CPU deixant les sortides inactives (OFF).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8<br />
RUN<br />
LECTURA<br />
ENTRADES<br />
EXECUCIÓ<br />
PROGRAMA<br />
REFRESC<br />
SORTIDES<br />
STOP<br />
ON<br />
TEMPS D'SCAN<br />
OFF<br />
CICLE<br />
DE<br />
TREBALL<br />
El temps d’scan és el temps que tarda el PLC des de que inicia la lectura de les entrades fins<br />
que escriu el resultat obtingut del programa d’usuari en les sortides.<br />
Aquest temps d’scan, hem de pensar que és molt petit i generalment depèn del tipus de PLC o<br />
millor dit de la potència del microprocessador, en la que, entre altres característiques està el<br />
temps d’execució de cada instrucció. Per regle general, aquest temps oscil·la entre 0,15ms. i<br />
17,7ms. depenent del tipus d’autòmat o de la complexitat de la instrucció.<br />
En les aplicacions normals on el temps d’activació de les entrades no és crític (que sigui més<br />
ràpid l’impuls de l’entrada que la velocitat de lectura del PLC), hem de pensar que quan s’activa<br />
una entrada l’autòmat realitza moltes lectures de l’impuls proporcionat per aquesta.<br />
Un programa de una certa complexitat i de 100 instruccions de programa, en una autòmat mig,<br />
el temps d’scan és inferior a 1ms. Mentre que l’impuls d’un sensor o contacte té<br />
aproximadament una durada de 500ms.<br />
En aplicacions on el temps d’impuls d’una entrada sigui molt ràpid o també que generi molts<br />
impulsos per unitat de temps (ex. ENCODER), existeixen entrades especials de l’autòmat que<br />
permeten la lectura en aquests casos (ENTRADES DE COMPTATGE RÀPID).
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
A continuació es pot veure una breu descripció de les característiques fonamentals de diversos<br />
autòmats de diferent gama Omron: (actualment la gama de models a variat, però els que<br />
referirem són els més extesos en aplicacions industrials).<br />
Punts d’E/S màx.<br />
Capacitat de programa màx.<br />
Núm. d’instruccions<br />
Temps d’execució (bàsiques)<br />
Bits de treball (IR)<br />
Temp./Compt. (TC)<br />
Bits especials (SR)<br />
Bits temporals (TR)<br />
Bits de retenció (HR)<br />
Bits auxiliars (AR)<br />
Bits d’enllaç (LR)<br />
Memòria de dades (DM)<br />
MODEL<br />
CPM1/CPM1A SRM1 CQM1 C200<br />
90/100 pts.<br />
2k. paraules<br />
149<br />
0,72ms.<br />
512<br />
128<br />
384<br />
8<br />
320<br />
256<br />
256<br />
1.024 paraules<br />
256 pts.<br />
4k. paraules<br />
256 pts.<br />
7,2k. Paraules<br />
1.184 pts.<br />
31,2k. paraules<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9<br />
137<br />
0,8ms.<br />
640<br />
128<br />
248<br />
8<br />
320<br />
256<br />
256<br />
2.022 paraules<br />
137<br />
0,5ms.<br />
2.720<br />
512<br />
192<br />
8<br />
1.600<br />
448<br />
1.024<br />
6.144 paraules<br />
245<br />
0,1ms.<br />
6.464<br />
512<br />
1.080<br />
8<br />
1.600<br />
448<br />
1.024<br />
6.144 paraules
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Mòduls d’ENTRADES: Mitjançant l’interface, adapta i codifica de forma comprensible per a la<br />
CPU els senyals procedents dels dispositius captadors d’informació de la màquina (polsadors,<br />
sensors,... etc). També tenen la missió de protegir els circuits electrònics interns de l’autòmat,<br />
realitzant una separació elèctrica entre aquests i els captadors (generalment incorporen<br />
optoacobladors).<br />
Tots els fabricants disposen d’una amplia gama de targes d’entrades, que es poden resumir en<br />
dos grans grups: Digitals i Analògiques.<br />
• Entrades digitals: Són targes que reben la informació de forma ON/OFF (tot o res), és<br />
a dir, hi ha senyal o no del captador.<br />
1<br />
SENYAL<br />
0<br />
OFF ON OFF<br />
Segons la tensió de captació, els mòduls d’entrades més utilitzats són els de 24V DC o<br />
de 220V AC:<br />
o Mòdul d’entrada 24V DC : Pot estar configurat de forma PNP o NPN.<br />
PNP quan el mòdul d’entrades entén que arriba un senyal en ON quan rep (+) a<br />
24V DC amb respecte al (-) que estarà connectat al COM de l’autòmat.<br />
NPN quan el mòdul d’entrades entén que arriba un senyal en ON quan rep (-) a<br />
24V DC amb respecte al (+) que estarà connectat al COM de l’autòmat.<br />
CAPTADORS<br />
+<br />
-<br />
E0<br />
E1<br />
E2<br />
E3<br />
E4<br />
E5<br />
E6<br />
E7<br />
COM<br />
AUTÒMAT<br />
S0<br />
S1<br />
S2<br />
S3<br />
S4<br />
S5<br />
S6<br />
S7<br />
COM<br />
Connexió entrades Connexió entrades<br />
configuració PNP configuració NPN<br />
Esquema connexionament intern del mòdul d’entrades a 24V DC.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10<br />
CAPTADORS<br />
-<br />
+<br />
E0<br />
E1<br />
E2<br />
E3<br />
E4<br />
E5<br />
E6<br />
E7<br />
COM<br />
AUTÒMAT<br />
S0<br />
S1<br />
S2<br />
S3<br />
S4<br />
S5<br />
S6<br />
S7<br />
COM
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
o Mòdul d’entrades 220V AC.<br />
220V AC<br />
E0<br />
E1<br />
E2<br />
E3<br />
E4<br />
E5<br />
E6<br />
E7<br />
COM<br />
Connexió entrades Esquema con. intern del mòdul d’entrades a 220V AC<br />
• Entrades analògiques: Són targes que reben la informació (magnitud) de forma<br />
progressiva, des d’un valor mínim fins un màxim, realitzant una conversió<br />
analògic/digital dipositant el valor en un registre. Això permet el control de processos<br />
continus com temperatures, pressions, cabals, ... etc.<br />
Segons el tipus de senyal que proporciona el sensor, l’autòmat s’ha d’adaptar per tal de<br />
poder llegir-la i poder realitzar el control corresponent. Aquest aspecte a configurar<br />
s’anomena rang, on les més comuns són les següents:<br />
o Configuració: 0 – 10V DC.<br />
Dades de conversió<br />
(Hexadecimal)<br />
AUTÒMAT<br />
S0<br />
S1<br />
S2<br />
S3<br />
S4<br />
S5<br />
S6<br />
S7<br />
COM<br />
o Configuració: ± 10V DC<br />
Dades de conversió<br />
(Hexadecimal)<br />
Tensió d’entrada (V)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
o Configuració: 4 – 20mA DC.<br />
Dades de conversió<br />
(Hexadecimal)<br />
Entrada de tensió.<br />
Entrada de corrent (curtcircuitar V+ i I+).<br />
Tensió o corrent d’entrada<br />
Esquema connexionament intern<br />
del mòdul d’entrades analògiques<br />
Els paràmetres de configuració d’una entrada analògica són: La precisió o resolució i el temps<br />
o període d’adquisició de dades.<br />
La resolució bé donada pel nombre de bits que utilitza l’autòmat per a transformar el senyal<br />
d’entrada analògica i dipositats en un registre en forma digital. En general el nombre de bits sol<br />
anar de 12 a 16; major nombre de bits major precisió però també és més lenta la conversió.<br />
El període d’adquisició de dades indica la velocitat en que el mòdul captura les mostres del<br />
senyal analògic. Aquest període pot oscil·lar entre 25 ms. i 30 s.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Mòduls de SORTIDES: Treballen de forma inversa als mòduls d’entrades, és a dir,<br />
decodifiquen les dades procedents de la CPU, un cop executat el programa, i mitjançant<br />
l’interface de sortides les adapten per a poder controlar el dispositius actuadors de la màquina<br />
(generalment preactuadors: contactors , relès, electrovàlvules, pilots, etc.). També tenen la<br />
missió de separar i protegir els circuits electrònics interns de l’autòmat dels elements exteriors.<br />
D’igual forma que passa amb els mòduls d’entrades, tots els fabricants disposen d’una amplia<br />
gama de targes de sortides, que també es poden resumir en dos grans grups: Digitals i<br />
Analògiques.<br />
• Sortides digitals: Són targes que emeten la informació de forma ON/OFF (tot o res), és<br />
a dir, fan funcionar o no l’element actuador o preactuador.<br />
1<br />
SENYAL<br />
SORTIDA<br />
0<br />
OFF ON OFF<br />
Segons la tensió que han de proporcionar, els mòduls de sortides més utilitzats són els<br />
de sortida relè ( alimentació 24V DC o de 220V AC) o sortida transistor a 24V DC:<br />
E0<br />
E1<br />
E2<br />
E3<br />
E4<br />
E5<br />
E6<br />
E7<br />
COM<br />
o Mòduls de sortides relè: Són mòduls que proporcionen el senyal de sortida a<br />
través de contactes de relès interns de l’autòmat. Tenen l’avantatge que es pot<br />
utilitzar qualsevol tipus d’alimentació per a transmetre als actuadors o<br />
preactuadors. Són els més utilitzats.<br />
AUTÒMAT<br />
S0<br />
S1<br />
S2<br />
S3<br />
S4<br />
S5<br />
S6<br />
S7<br />
COM<br />
+ -<br />
- +<br />
PREACTUADORS<br />
Connexió sortides Esquema connexionament intern<br />
del mòdul de sortides per relè<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
o Mòduls de sortida transistor PNP: Són mòduls que proporcionen un senyal (+)<br />
24V DC. La càrrega s’ha de referenciar a (-), és a dir, negatiu comú.<br />
Esquema connexionament intern mòdul sortides PNP.<br />
o Mòduls de sortida transistor NPN: Són mòduls que proporcionen un senyal (-)<br />
24V DC. La càrrega s’ha de referenciar a (+), és a dir, positiu comú.<br />
Esquema connexionament intern mòdul sortides NPN.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
• Sortides analògiques: Els mòduls de sortida analògica transformen una variable<br />
numèrica interna de l’autòmat en forma de tensió o intensitat, proporcionant la<br />
informació (magnitud) de forma progressiva, des d’un valor mínim fins un màxim,<br />
realitzant una conversió digital/analògica. Permet el control d’actuadors o preactuadors<br />
analògics: vàlvules proporcionals, variadors de velocitat, reguladors de temperatura,<br />
reguladors de cabal, ...etc. D’aquesta forma es pot utilitzar l’autòmat com a controlador i<br />
reguladors de variables contínues.<br />
La precisió sol ser de 12 o 14 bits i no tenen problemes de velocitat ja que la conversió<br />
digital/analògica és pràcticament instantània.<br />
Les sortides analògiques, al igual que les entrades, també poden tenir diferent tipus de<br />
senyal, les més usuals són:<br />
o Configuració: 0 – 10V DC / ±10V DC.<br />
Tensió de sortida (V)<br />
o Configuració: 0 o 4 – 20mA DC.<br />
Corrent de sortida (mA)<br />
Sortida de tensió<br />
Sortida de corrent<br />
Dades de sortida (Hexadecimal)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
CONNEXIONAMENT ENTRADES: Mòdul integrat en CPU i Mòdul ID212.<br />
Alimentació de les entrades a 24V DC.<br />
(+)<br />
(-)<br />
E3<br />
E2 E1<br />
ENCODER<br />
(+) +<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16<br />
E0<br />
A (N)<br />
B (B)<br />
Z (T)<br />
(BU)<br />
0V (-)<br />
(M)<br />
24VDC (+)<br />
24V DC<br />
-<br />
(-)<br />
(-)<br />
CPU 24V DC<br />
0 1 2 3<br />
4 5 6 7<br />
8 9 10 11<br />
12 13 14 15<br />
1<br />
3<br />
5<br />
7<br />
9<br />
11<br />
13<br />
15<br />
COM<br />
0<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
10<br />
12<br />
14<br />
IN<br />
COM<br />
E7<br />
E8<br />
E9<br />
E10<br />
(+)
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
CONNEXIONAMENT SORTIDES: Mòdul OC222 (relè).<br />
Alimentació de les sortides a la mateixa tensió de 24V DC.<br />
- +<br />
24V DC<br />
+<br />
-<br />
S4<br />
S3<br />
S2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 17<br />
S1<br />
S0<br />
(+)<br />
8<br />
OC222 (16) RELÈ<br />
0 1 2 3 4<br />
9<br />
1<br />
3<br />
5<br />
7<br />
9<br />
11<br />
13<br />
15<br />
COM<br />
10 11 12<br />
OUT<br />
5 6 7<br />
13 14 15<br />
0<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
10<br />
12<br />
14<br />
COM
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Alimentació de les sortides a diferent tensió: 24V DC i 220V AC.<br />
OUT<br />
OC222 (16) RELÈ<br />
SORTIDES A 220V AC (N-comú)<br />
5 6 7<br />
0 1 2 3 4<br />
SORTIDES A 24V DC (-comú)<br />
(N)<br />
(-)<br />
S0 S2 S4 S6 S8<br />
13 14 15<br />
10 11 12<br />
9<br />
8<br />
S9 S7 S5<br />
S3 S1<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 18<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
14<br />
15<br />
(L) (N)<br />
COM<br />
COM<br />
(+)<br />
220V AC<br />
+<br />
-<br />
24V DC
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
CONNEXIONAMENT ENTRADES i SORTIDES:<br />
Connexionament entrades 24VDC i sortides 220VAC (dos línies).<br />
Exemple d’instal·lació domòtica parcial mitjançant control amb autòmat CQM1 d’Omron.<br />
N<br />
L<br />
IN<br />
CPU 24V DC<br />
0 1 2 3<br />
4 5 6 7<br />
8 9 10 11<br />
12 13 14 15<br />
QUADRE GENERAL<br />
CQM1<br />
T<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
L N<br />
ICP<br />
4<br />
5<br />
6<br />
ON ON<br />
7<br />
220VAC<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
LG<br />
13<br />
14<br />
15<br />
COM<br />
COM<br />
GR<br />
+<br />
24VDC<br />
-<br />
LÍNIA<br />
ALIM. PLC<br />
LÍNIA D'APLICACIONS DIVERSES<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 19<br />
03 04 05 06<br />
00 01 02<br />
FCE<br />
FCP FCB FCS<br />
100.02<br />
100.00<br />
ENTRAR<br />
100.07<br />
SORTIR<br />
100.05<br />
BAIXADA<br />
100.03<br />
PUJADA<br />
100.01<br />
M<br />
TENDAL<br />
M<br />
PERSIANA<br />
T<br />
N2<br />
N1<br />
LÍNIA D'IL·LUMINACIÓ
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
CONNEXIONAMENT ENTRADES i SORTIDES ANALÒGIQUES:<br />
Connexionament entrades 0-10VDC i sortides 0-10VDC.<br />
24V DC<br />
+ -<br />
SONDA<br />
DE TEMPERATURA<br />
ANALÒGICA 0-10V DC<br />
T<br />
AD042<br />
RDY<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
V1+<br />
V1-<br />
I1+<br />
COM<br />
V2+<br />
V2-<br />
I2+<br />
COM<br />
V3+<br />
V3-<br />
I3+<br />
COM<br />
V4+<br />
V4-<br />
I4+<br />
COM<br />
FG<br />
FG<br />
ERR<br />
BROKEN WIRE<br />
O 2CH/ 4CH<br />
AD022<br />
RDY<br />
1<br />
2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 20<br />
I1+<br />
I1-<br />
V1+<br />
V1-<br />
I2+<br />
I2-<br />
V2+<br />
V2-<br />
FG<br />
FG<br />
CONTROLADOR<br />
MEMÒRIES: La memòria és on la CPU emmagatzema totes les dades i instruccions<br />
necessàries per a realitzar les tasques de control. La memòria està dividida en diferents àrees<br />
segons la seva funció:<br />
• Memòria d’usuari: És on s’emmagatzema el programa d’usuari que l’autòmat executarà<br />
de forma cíclica en mode RUN. Es tracta d’una memòria RAM de lectura/escriptura per<br />
tal de poder fer les modificacions oportunes. Per d’evitar de que quan falti l’alimentació<br />
es borri, els autòmats incorporen una bateria.<br />
• Memòria de taula dades: També és una memòria del tipus RAM, i és on<br />
s’emmagatzemen les dades numèriques, variables internes no remanents i les imatges<br />
de l’estat de les entrades i sortides. Les dades remanents es guarden en una RAM<br />
alimentada per bateria o EPROM.<br />
• Memòria del sistema: Aquí es troba el programa del sistema (firmware) en codi màquina<br />
que s’executa directament pel microprocessador. Està gravat pel fabricant en una<br />
memòria ROM que no es pot variar només es pot llegir.<br />
• Memòria d’emmagatzematge: És una memòria externa que s’utilitza per emmagatzemar<br />
el programa d’usuari i part de la memòria de la taula de dades. Sol ser una memòria<br />
tipus EPROM o EEPROM.<br />
V
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
10.3. ÀREES DE MEMÒRIA I ADRECES.<br />
Aquest apartat està dedicat a descriure breument les àrees de memòria i adreces que utilitza<br />
els autòmats CPM1A i CQM1 d’Omron.<br />
La memòria del PLC està dividida en diverses àrees, on cadascuna té una utilització i<br />
característiques diferents. Aquesta memòria està dividida en dos grans àrees ben<br />
diferenciades:<br />
• Àrea de programa: És on està emmagatzemat el programa del PLC en llenguatge<br />
Ladder o mnemònics.<br />
• Àrea de dades: S’utilitza per emmagatzemar valors o per a obtenir informació sobre<br />
l’estat del PLC. Aquesta àrea està dividida en blocs, segons la funció que realitza: IR,<br />
SR, AR, TR, HR, LR, T/C i DM.<br />
L’adreça des diferents elements poden estar configurades coma a bit o com a canal. Cada<br />
canal conté 16 bits de 0 a 15.<br />
CCC : Núm de canal o registre.<br />
Bb : Núm de bit o relè.<br />
Exemple: 000.00 Canal 000, bit 00<br />
100.15 Canal 100, bit 15<br />
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0<br />
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0<br />
Àrea IR: Àrea d’ENTRADES i SORTIDES i àrea interna de treball.<br />
• Són els canal assignats als terminals externs d’ENTRADES i de SORTIDES.<br />
• També són els bits de treball o relès interns que no tenen connexió amb l’exterior,<br />
encara que la forma de treballar és la mateixa.<br />
Es poden cridar com a canal o com a bit: Canal 000 / bit 000.00.<br />
En el CQM1 els bits d’entrada comencen en el canal 000 i els bits de sortida en el canal 100.<br />
En el CPM1A els bits d’entrada comencen en el canal 000 i els bits de sortida en el canal 010.<br />
El nombre de canals d’entrades o de sortides dependrà del tipus de PLC i també del tipus de<br />
CPU (potència).<br />
Els bits d’entrada i de sortida que no s’utilitzen, es poden utilitzar com a bits de treball (relès<br />
interns).<br />
Aquests bits quan perden l’alimentació es posen a OFF i requereixen d’una nova ordre per a<br />
torna a l’estat ON.<br />
Els bits d’entrada no es poden utilitzar en instruccions de sortida.<br />
No es pot utilitzar el mateix bit de sortida o de treball en més d’una instrucció OUT o OUT NOT.<br />
Bits d’ENTRADA<br />
Bits de SORTIDA<br />
Bits de TREBALL<br />
CCC.bb<br />
CPM1A CQM1<br />
CANAL BIT CANAL BIT<br />
000 a 007 000.00a 007.15 (128)<br />
000 a 009 000.00 a 00915<br />
(160)<br />
(CPU’s 11 i 21)<br />
000 a 015<br />
(CPU’s sup. a 21)<br />
(CPU’s 11 i 21)<br />
000.00a 015.15 (256)<br />
(CPU’s sup. a 21)<br />
100 a 107 100.00 a 107.15 (128)<br />
010 a 019 010.00 a 019.15<br />
(160)<br />
(CPU’s 11 i 21)<br />
100 a 115<br />
(CPU’s sup. a 21)<br />
001 a 229<br />
(CPU’s 11 i 21)<br />
100.00 a 115.15 (256)<br />
(CPU’s sup. a 21)<br />
200 a 231 200.00 a 231.15 no utilitzats com 001.00 a 229.15<br />
(512)<br />
E/S o MACROS (2.720 màx.)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 21
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Els canals d’E/S s’assignen en ordre d’esquerra a dreta començant en l’IR001, ja que l’IR000<br />
està integrada en la CPU com a canal d’entrades. Encara es muntin a l’atzar els mòduls<br />
d’entrades i sortides exteriors, els canals d’entrades i els canals de sortida estan en àrees<br />
separades de la memòria IR i per tant les adreces estaran ordenades.<br />
Si s’instal·la un mòdul de 8 punts d’ENTRADES, aquest ocuparà un canal sencer de 16 bits,<br />
utilitzant els bits de la dreta 0-7 (de menys pes), els de més pes es posen a OFF.<br />
Si s’instal·la un mòdul de 8 punts de SORTIDES, aquest utilitzarà els bits de la dreta 0.7 (de<br />
menys pes), els de més pes es podran utilitzar com a bits de treball (relès).<br />
IR000<br />
IR001<br />
IR002<br />
IR100<br />
IR101<br />
IR102<br />
IR103<br />
15<br />
PS CPU IN IN OUT OUT IN OUT OUT<br />
16 8 16 16 16 8 8<br />
8 7<br />
0<br />
PS : FONT D'ALIMENTACIÓ<br />
CPU: UNITAT CENTRAL DE PROCÉS<br />
IN: UNITAT D'ENTRADES<br />
OUT: UNITAT DE SORTIDES<br />
ENTRADES<br />
SEMPRE OFF<br />
BITS DE TREBALL<br />
SORTIDES<br />
Encara que els mòduls d’entrades i de sortides es poden instal·lar alternativament, es<br />
recomana col·locar primer els mòduls d’entrada junts a la CPU i a continuació els de sortida,<br />
d’aquesta forma pot ajudar a evitar problemes fresses elèctriques.<br />
IR000<br />
IR001<br />
IR002<br />
IR100<br />
IR101<br />
IR102<br />
IR103<br />
15<br />
PS CPU IN IN IN OUT OUT OUT OUT<br />
16 8 16 16 16 8 8<br />
8 7<br />
0<br />
PS : FONT D'ALIMENTACIÓ<br />
CPU: UNITAT CENTRAL DE PROCÉS<br />
IN: UNITAT D'ENTRADES<br />
OUT: UNITAT DE SORTIDES<br />
ENTRADES<br />
SEMPRE OFF<br />
BITS DE TREBALL<br />
SORTIDES<br />
El numero de canals d’entrada assignats, s’emmagatzema en BCD en AR2200 a AR2207 i el<br />
número de canals de sortida assignats en BCD en AR2208 a AR2215.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 22
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Àrea SR: Àrea de memòria de bits que realitzen funcions especials. S’utilitzen principalment<br />
com a indicadors d’un sol bit.<br />
Àrea AR: Àrea de memòria de registres que realitzen funcions especials. S’utilitzen<br />
principalment com a indicadors d’un canal.<br />
Àrea TR: Bits temporals. Quan un diagrama complex en diagrama de relès no es pot<br />
programar en mnemònics directament, aquests bits s’utilitzen per emmagatzemar temporalment<br />
les condicions d’execució ON/OFF en bifurcacions de programa (contactes). Quan es programa<br />
directament en diagrama de relès el programa els assigna automàticament.<br />
8 punts de TR0 a TR7.<br />
Àrea HR: Bits remanents. Són registres de 16 bits on els bits retenen el seu estat ON o OFF,<br />
després de que s’hagi desconnectat l’alimentació de la CPU. S’utilitzen d’igual forma que els<br />
bits de treball IR.<br />
320 punts (20 canals): HR00 a HR19 de HR00.00 a HR19.15 en CPM1A.<br />
1.600 punts (100 canals): HR00 a HR99 de HR00.00 a HR99.15 en CQM1.<br />
Àrea LR: Àrea de memòria d’enllaç. Són registres de 16 bits reservats per a compartir dades<br />
quan es connecten dos CQM1 1:1 utilitzant els ports RS232. Si no s’utilitzen com bit de<br />
compartir dades, es poden utilitzar com a bits de treball.<br />
256 punts (16 canals): LR00 a LR15 de LR00.00 a LR15.15 en CPM1A.<br />
1.024 punts (64 canals): LR00 a LR63 de LR00.00 a LR63.15 en CQM1.<br />
Àrea TC (temporitzadors i comptadors): Àrea de memòria compartida per a gestionar TIM,<br />
TIM(15), CNT i CNT(12). S’utilitzen els mateixos números (registres) per a emmagatzemar les<br />
dades de temps i de comptatge, per això no poden utilitzar el mateix número, sigui<br />
temporitzador o comptador.<br />
L’indicador de finalització (contacte associat TIM..., CNT..., ) es posa a ON quan el PV del<br />
temporitzador/comptador arriba a 0.<br />
128 punts TIM/CNT 000 a TIM/CNT 127 en CPM1A.<br />
512 punts TIM/CNT 000 a TIM/CNT 511 en CQM1.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 23
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Àrea DM: Memòria de dades. Són registres de 16 bits que s’utilitzen per a gestionar valors<br />
numèrics. Aquests registres només es poden adreçar (direccionar) com a canals i no com a bits<br />
DM0000, DM0001, ..., DM6655.<br />
Aquests registres mantenen el seu valor (estat) encara que hi hagi falta d’alimentació en la<br />
CPU.<br />
Aquesta àrea està formada per quatre blocs:<br />
Àrea d’us lliure: Es pot escriure i llegir lliurement.<br />
DM0000 a DM0999 i DM1022 a DM1023 en CPM1A.<br />
DM0000 a DM1023 en CQM1-CPU21.<br />
Àrea fixa: Només es pot llegir des del programa. No es pot escriure des del programa, s’ha de<br />
fer des d’un perifèric (PC o cònsola).<br />
DM6144 a DM6559 en CPM1A.<br />
DM6144 a DM6568 en CQM1- CPU21.<br />
Àrea registre d’errors: En aquesta àrea s’emmagatzemen el registre d’errors. Només es pot<br />
llegir.<br />
DM1000 a DM1021 en CPM1A.<br />
DM6569 a DM6559 en CQM1.<br />
Àrea de setup: És l’àrea de configuració del sistema on s’emmagatzemen les dades relatives a<br />
les operacions del PLC. Aquestes dades només es poden canviar mitjançant perifèrics.<br />
DM6600 a DM6655 en CPM1A.<br />
DM6600 a DM6655 en CQM1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 24
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
10.4. PROGRAMACIÓ AUTÒMAT (INSTRUCCIONS BÀSIQUES).<br />
L’estructura d’un programa d’autòmat es basa generalment en els esquemes que es realitzen<br />
en els automatismes convencionals i que generalment s’elaboren de forma intuïtiva. En la<br />
majoria de les aplicacions petites o de poca envergadura es pot procedir així, però en la<br />
realitat, i quan el nombre de variables és elevat o les funcions són complexes, el mètode intuïtiu<br />
resulta molt complicat, en aquest moment s’ha de pensar en estructurar els programes utilitzant<br />
mètodes més sistemàtics i ordenats.<br />
En aquest capítol no es pretén fer un tractat molt profund de programació d’autòmats, tan sols<br />
es farà una breu descripció de les instruccions més usuals o bàsiques utilitzades en els petits<br />
projectes industrials.<br />
Existeixen gran quantitat d’instruccions en un PLC, però si en qualsevol ocasió es vol realitzar<br />
alguna funció no especificada en aquest treball, sempre ens podem adreçar al manual<br />
corresponent de l’autòmat.<br />
El treball que ens ocupa està basat en els autòmats OMRON i les dades i instruccions de<br />
referència estan extretes del manual: “AUTÓMATAS PROGRAMABLES INDUSTRIALES –<br />
SYSMAC CQM1/CPM1/CPM1A/SRM1 – MANUAL DE PROGRAMACIÓN”.<br />
Es pot programar de dues formes bàsicament: per diagrama de relès o contactes i per<br />
instruccions lògiques o mnemònics.<br />
Diagrama de relès: Aquest tipus de programació es realitza col·locant directament el/s<br />
contacte/s N.O. o N.T., connectats en sèrie o paral·lel, en línies horitzontals seguint directament<br />
l’esquema elèctric dissenyat. Aquest tipus de programació també s’anomena per Diagrama<br />
d’Escala.<br />
És la programació més utilitzada, ja que per regla general, primer es pensa la funció que es<br />
desitja en forma d’esquema elèctric, per contactes, d’aquesta forma la traducció és directa<br />
sobre la pantalla de l’ordinador. Cal però tenir en compte petites diferències en la simbologia<br />
emprada.<br />
SIMBOLOGIA ELÈCTRICA SIMBOLOGIA<br />
AUTÒMAT<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 25<br />
=<br />
=<br />
=<br />
CONTACTE N.O.<br />
CONTACTE N.T.<br />
BOBINA O SORTIDA
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Nemònics o nemotècnics: Aquest llenguatge està basat en les funcions lògiques AND, OR i<br />
NEGACIÓ. El diagrama de relès no es pot escriure directament en el PLC mitjançant cònsola<br />
de programació. Per a poder escriure’l des de una cònsola de programació, abans és precís<br />
convertir-lo a codi nemònic (instruccions lògiques). En realitat es pot programar directament en<br />
el PC en codi nemònic, però no és recomanable per a persones inexpertes o programes<br />
complexos. El programa es emmagatzema en la memòria del PLC en codi nemònic.<br />
Donat de la importància de la cònsola de programació com dispositiu perifèric, descriurem<br />
juntament al diagrama de relès, el corresponent a codi nemònic.<br />
a) INSTRUCCIONS D’ASSOCIACIÓ DE CONTACTES O INSTRUCCIONS LÒGIQUES:<br />
Són les que fan referència al tipus de contacte i a l’associació entre ells. També podríem dir<br />
que són les que tracten de la condició d’execució d’una sortida o bobina.<br />
Aquestes instruccions, individuals o combinades amb blocs lògics, integren les condicions<br />
d’execució sobre les quals es basa l’execució de la resta d’instruccions.<br />
LD : CONTACTE N.O. a l’INICI de branca.<br />
(OUT : BOBINA de SORTIDA)<br />
LD NOT : CONTACTE N.T. a l’INICI de branca.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 26
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
AND : CONTACTE N.O. connectat en SÈRIE.<br />
AND NOT : CONTACTE N.T. connectat en SÈRIE.<br />
OR : CONTACTE N.O. connectat en PARAL·LEL.<br />
OR NOT : CONTACTE N.T. connectat en PARAL·LEL.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 27
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
OUT : IGUALTAT. Es posa a ON el bit a controlar quan es compleix la condició prèvia<br />
d’execució o combinació.<br />
OUT NOT : IGUALTAT INVERSA. El resultat és invers al valor de (OUT). Si no es compleix<br />
la condició prèvia el resultat és ON i per tant el bit a controlar estarà activat.<br />
OUT<br />
( K2 = K1 )<br />
OUT NOT<br />
COMBINACIÓ LÒGICA DE BLOCS:<br />
Quan no es poden combinar directament els contactes amb instruccions lògiques bàsiques (LD,<br />
LD NOT, AND, AND NOT, OR i OR NOT), s’agrupen els contactes en blocs i es realitza la<br />
combinació lògica dels blocs mitjançant les instruccions:<br />
AND LD : ASSOCIACIÓ SÈRIE<br />
OR LD : ASSOCIACIÓ PARAL·LEL<br />
Exemple de blocs connectats en SÈRIE: (M0+M3)*(M1+M4) = S1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 28
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Exemple de blocs connectats en PARAL·LEL: (M0*M1)+(M2*M3) = S1<br />
Exemple de blocs connectats de forma MIXTA: (((P2+P3)*(M1+M3))+(M2*M4))*(P0’+P1’) = S2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 29
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
b) INSTRUCCIONS DE CONTROL DE BIT.<br />
Són les instruccions que s’utilitzen generalment per a controlar i modificar l’estat individual de<br />
bits. És adir, per a posar els bits en ON o en OFF de diferents formes.<br />
Dins d’aquest bloc també es podrien incloure les instruccions OUT i OUT NOT.<br />
DETECCIÓ DE FLANCS (DIFU, DIFD): S’utilitzen per a posar a ON el bit desitjat, durant un sol<br />
cicle d’scan.<br />
DIFU(13) : FLANC POSITIU (+)<br />
S’utilitza per a generar un senyal curt (de durada d’un cicle d’scan) en el moment<br />
de passar de 0 a 1 qualsevol bit. Un cop s’ha generat el flanc es mantindrà a 0<br />
encara que el senyal estigui a 1, fins que no es torni a produir una transició de 0<br />
a 1.<br />
Generalment s’utilitza per a anular senyals permanents.<br />
DIFD(14) : FLANC NEGATIU (-)<br />
Genera un senyal curt (de durada d’un cicle d’scan) en el moment de passar d’1<br />
a 0 qualsevol bit. Un cop s’ha generat el flanc es mantindrà a 0, fins que no es<br />
torni a produir una transició d’1 a 0.<br />
Es pot utilitzar per a realitzar una funció de posada en marxa (activació) en<br />
deixar de polsar un comandament.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 30
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Mitjançant M0 es crea un flanc (+) sobre 10.00 i M1 crea un flanc (-) sobre K1.<br />
SET/RESET: Funció biestable per separat i realitzen les accions d’activació i desactivació<br />
memoritzades. Són instruccions molt utilitzades per a programar a partir de Grafcet.<br />
SET :Posa el bit a ON quan la condició d’execució és ON. Un cop el bit s’ha activat,<br />
aquest no es desactivarà encara que la condició sigui OFF.<br />
RSET (reset) : Posa el bit a OFF després d’haver-lo activat prèviament.<br />
Aquesta funció està estretament relacionada a la de SET.<br />
Posada en marxa i parada sense necessitat d’utilitzar contacte de realimentació, és a dir, amb<br />
memòria.<br />
Al conjunt SET/RSET també s’anomena BÀSCULA i tenen l’avantatja que es poden programar<br />
per separat, en diferents línies de programa no correlatives.<br />
La instrucció que té prioritat sobre l’altra és la que es programa última.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 31
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
KEEP (11) : Biestable. Aquesta instrucció és molt similar a les anteriors (SET/RSET), però la<br />
diferència està en que el SET i el RSET estan lligats sobre el control del mateix bit i té prioritat<br />
el RSET sobre el SET.<br />
c) INSTRUCCIONS DE CONTROL DE PROGRAMA.<br />
Són instrucció que no tenen efecte directe sobre l’estat dels bits, s’utilitzen principalment per a<br />
fer accions sobre el programa: Inhibir parts del programa o saltar.<br />
END(01) : Final de programa. S’ha d’utilitzar necessàriament quan el programa està acabat.<br />
ENCLAVAMENT (IL, ILC) : S’utilitzen juntes per a inhibir una part del programa, si la condició<br />
és OFF no s’executarà la part de programa compresa entre IL a ILC.<br />
IL(02) : INTERLOCK<br />
ILC(03) : INTERLOCK CLEAR<br />
Quan no es compleix la condició prèvia a IL, el que està entre IL i ILC no s’executarà realitzat<br />
una mena d’enclavament, inhibint les funcions intercalades entre les dues instruccions<br />
d’INTERLOCK.<br />
Quan s’executa aquesta instrucció, és a dir, no es compleix la condició prèvia (OFF), la secció<br />
enclavada compresa entre IL i ILC es comportarà de la següent forma:<br />
• Les instruccions OUT i OUT NOT es desactiven = OFF.<br />
• Els temporitzadors TIM i TIMH perden el valor acumulat = Reset.<br />
• Els comptadors CNT i CNTR mantenen el valor de comptatge acumulat.<br />
• Les bàscules KEEP mantenen l’estat del bit.<br />
• Els flancs DIFU i DIFD no s’executen (no es produeix el flanc).<br />
• La resta d’instruccions no s’executaran i els bits associats a aquestes es posaran en<br />
OFF.<br />
Quan la condició prèvia a IL és ON, el programa s’executarà sencer, sense inhibir cap part del<br />
programa.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 32
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Si no s’acciona (M0), (K1) no es pot posar en marxa quan polsem (M1).<br />
SALT (JMP, JME) : S’utilitzen juntes per a realitzar salts dins d’un programa, si la condició és<br />
ON es realitzarà un salt des de JMP fins JME (amb el mateix número de salt).<br />
JMP(04) : JUMP. Inici de salt.<br />
JME (05): JUMP END. Final de salt.<br />
Quan es compleix la condició prèvia a JMP, es realitza un salt fins JME amb el mateix número<br />
de salt, no executant les instruccions compreses entre ambdues, seguint el programa a partir<br />
de JME.<br />
No canviarà l’estat dels bits utilitzats en AUT ni en AUT NOT, i tampoc variarà el valor dels<br />
temporitzadors i comptadors així com la resta de bits utilitzats per altres instruccions.<br />
Totes les condicions de salt tenen un numero associat per a saber l’inici i el final d’un mateix<br />
salt i d’aquesta forma poder estructurar i adequar millor el programa general. El número de salt<br />
pot anar des de #00 fins #99 en els PLC’s CQM1 i de #00 a #49 en els PLC’s CPM1, CPM1A i<br />
SRM1. Per assignar el número de salt és necessari posar al davant el signe (#).<br />
El número de salt 00 es pot utilitzar les vegades que es vulgui, per tant es possible utilitzar JMP<br />
00 més d’un cop i acabar amb un sol JME 00.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 33
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Si M0 està obert (no es compleix la condició de salt), la sortida K1 es podrà activar i desactivar<br />
normalment mitjançant els polsadors de marxa M i de parada P i les instruccions SET/RSET.<br />
Ara bé, si es tanca M0 i es realitza el salt, si K1 està activat no es podrà parar i si està<br />
desactivat no es podrà accionar.<br />
DEFINICIÓ DE PAS i COMENÇAMENT DE PAS (STEP, SNXT) : S’utilitzen juntes per a<br />
seleccionar zones de trencament dins d’un mateix programa llarg , de forma que es poden<br />
realitzar parts de programa executables independentment, però de forma seqüencial (una rere<br />
l’altra) i resetejar en finalitzar.<br />
STEP (08): Definició de pas.<br />
SNXT (09): Començament de pas.<br />
STEP s’utilitza com a bit de control per a definir l’inici d’una secció del programa. No necessita<br />
condició d’execució.<br />
Per a iniciar l’execució de pas s’utilitza SNXT amb el mateix núm. de bit de control que en<br />
STEP. Si SNXT s’executa mitjançant una condició, la part de programa compresa entre STEP i<br />
el pròxim SNXT quedarà habilitada.<br />
Quan s’activa el següent SNXT es para l’anterior, de forma que queda desabilitada la part de<br />
programa corresponent i s’habilita la següent.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 34
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 35
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Quan s’acciona M0 s’activa el 1r. PAS (LR15.00) i en conseqüència s’habilita la part del<br />
programa (LD 8; OUT K1).<br />
A continuació si s’acciona M1, s’activarà el 2n. PAS (LR15.01) i en conseqüència s’habilita la<br />
part del programa (LD 9; OUT K2), també es desactiva el pas anterior i el programa<br />
corresponent.<br />
Seguidament, accionant M2, s’activarà el 3r. PAS (LR15.02) i en conseqüència s’habilita la part<br />
del programa (LD 10; OUT K3), també es desactiva el pas anterior i el programa corresponent.<br />
Accionant M3 finalitza la seqüència, desactiva el 3r. PAS i el programa comprès. El programa<br />
restarà a punt per a tornar a començar des del 1r. PAS.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 36
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
d) TEMPORITZADORS I COMPTADORS.<br />
CNT : Comptador.<br />
S’utilitza per a descomptar a partir d’un valor programat (SV) quan l’entrada (CP) rep un impuls<br />
OFF-ON. És a dir, per cada impuls en (CP) el comptador decrementa una unitat.<br />
El comptador (CNT) s’activa quan el valor del comptador arriba a zero, és a dir el contacte<br />
associat del comptador s’accionarà, fent la funció de comptatge desitjada. El comptador<br />
romandrà a zero encara que es donin impulsos sobre (CP). El valor de comptatge inicial<br />
programat en (SV) es carregarà quan es doni un impuls OFF-ON en l’entrada (R) de resset. Si<br />
es manté (R) en ON l’entrada (CP) no tindrà cap efecte decremental sobre el comptador encara<br />
que rebi impulsos, caldrà que (R) es posi en OFF per habilitar de nou el comptatge de (CP).<br />
L’acumulador del comptador (PV) no varia ni es posa a zero en seccions de programa<br />
enclavades IL-ILC, ni en talls d’alimentació.<br />
Per assignar el valor programat de comptatge en (SV) és necessari posar al davant el signe (#).<br />
Per exemple #10 = 10 impulsos de comptatge.<br />
El comptador s’ha de definir amb un número (CNT000, CNT001, CNT002,..., CNT 511 en el<br />
CQM1) i no pot coincidir amb un número associat a cap temporitzador (TIM), ja que<br />
comparteixen els registres on s’emmagatzema el valor de comptatge i de temps.<br />
CP<br />
R<br />
PV<br />
ON<br />
IMPULS (CP)<br />
OFF<br />
ON<br />
OFF<br />
SV<br />
0<br />
ON<br />
CNTxxx<br />
RESET (R)<br />
OFF<br />
CNT<br />
N<br />
SV<br />
N: Counter number<br />
S : Set Value<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 37
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Mitjançant P (pot ser una combinació de contactes) es donen impulsos al comptador i quan<br />
arriba al valor programat = 5, s’activarà la sortida K1. R serà l’encarregat de posar a 0 el<br />
comptador i també es desactivarà la sortida.<br />
CNTR(12) : Comptador reversible.<br />
S’utilitza per a comptar des de zero fins el valor de programat (SV) d’acord amb els canvis que<br />
es realitzin en les dues entrades (condicions d’execució): (II) increment i (DI) decrement.<br />
El valor acumulat (PV) augmenta en una unitat en cada acció (ON) sobre l’entrada (II) i<br />
disminuirà en una unitat en cada acció (ON) sobre (DI). Si quan es produeix un impuls sobre<br />
una de les dues entrades d’execució, l’altra està en (ON), no es produirà cap variació en<br />
l’acumulador del comptador (PV). Tampoc hi haurà variació si es produeix un impuls simultani<br />
en les dues entrades.<br />
El comptador (CNTR) s’activa quan el valor del comptador (PV) arriba al valor presselecionat<br />
en (SV).<br />
El comptador reversible realitza l’operació de comptatge de forma cíclica. En comptatge<br />
descendent quan arriba a 0, un altre pols sobre (DI), farà que el valor de comptatge passi al<br />
valor de (SV), activant els contactes associats del comptador (CNTR). D’igual manera passa en<br />
comptatge ascendent quan arriba a (SV), un altre pols sobre (II), farà que el valor de comptatge<br />
passi a 0.<br />
Un impuls sobre l’entrada de Reset (R) farà que el comptador es posi a 0. Si es manté activa<br />
(ON) l’entrada de Reset, les entrades d’impulsos estaran inhibides.<br />
L’acumulador del comptador (PV) no varia ni es posa a zero en seccions de programa<br />
enclavades IL-ILC, ni en talls d’alimentació.<br />
Per assignar el valor programat de comptatge en (SV) és necessari posar al davant el signe (#).<br />
Per exemple #10 = 10 impulsos de comptatge.<br />
Els contactes associats del comptador reversible s’han d’insertar com a CNTxxx i no coma<br />
CNTRxxx.<br />
El comptador s’ha de definir amb un número (CNT000, CNT001, CNT002,..., CNT 511 en el<br />
CQM1) i no pot coincidir amb un número associat a cap temporitzador (TIM), ja que<br />
comparteixen els registres on s’emmagatzema el valor de comptatge i de temps.<br />
Normalment quan es programa un comptador reversible (CNTR), s’utilitza com a elements<br />
d’acionament bits associats a funcions de comparació (CMP-20).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 38
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
IMPULS INCREMENTAL (II)<br />
IMPULS DECREMENTAL (DI)<br />
II<br />
DI<br />
R<br />
PV<br />
ON<br />
OFF<br />
ON<br />
OFF<br />
SV<br />
0<br />
ON<br />
CNTxxx<br />
RESET (R)<br />
OFF<br />
ON<br />
OFF<br />
CNTR(12)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 39<br />
N<br />
SV<br />
N: Counter number<br />
S : Set Value<br />
Mitjançant els contactes MI i MD es van comptabilitzant els impulsos en el comptador<br />
reversible, i quan arriba a assolir el valor programat PV =SV = 20, s’acciona el contacte<br />
associat del comptador CNT000 i en conseqüència s’activa la sortida K1. La sortida k1 estarà<br />
activa sempre que PV = SV.
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
TIM : Temporitzador.<br />
El temporitzador s’activa quan es compleix la condició d’activació (ON), i es para quan la<br />
condició es posa a (OFF).<br />
Quan s’activa un temporitzador, es carrega el valor assignat i comença la temporització<br />
decrementant el seu valor fins arribar a 0, en aquest moment s’activarà el bit (contacte)<br />
associat d’aquest temporitzador. Si mentre està temporitzant, perd el senyal d’activació, el<br />
temporitzador perdrà el temps acumulat, tornant a començar quan es torni a activar.<br />
La base de temps assignada es dóna en 0,1 segons (100 ms.) i és necessari que porti davant<br />
el signe (#). Per exemple: #100 = 10 segons.<br />
Tot temporitzador s’ha de definir amb un número (TIM000, TIM001, TIM002, ... TIM511 en el<br />
CQM1) i no pot coincidir amb un número associat a cap comptador (CNT), ja que comparteixen<br />
el registres on s’emmagatzema el temps i comptatge.<br />
CONDICIÓ<br />
SV<br />
TIMxxx<br />
ON<br />
OFF<br />
S<br />
0<br />
ON<br />
OFF<br />
CONDICIÓ<br />
TIM<br />
N<br />
S<br />
N: Timer number<br />
S : Set Value<br />
Quan es tanca el contacte de marxa M el temporitzador comença a decrementar des del valor<br />
programat de SV = 20 (2”) fins arribar a 0, en aquest moment el contacte associat del<br />
temporitzador s’activarà i posarà en marxa la sortida K1. Si mentre està temporitzant, s’obre el<br />
contacte de marxa M, el temporitzador deixarà de decrementar, tornant a començar si es torna<br />
a tancar.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 40
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
TIMH(15) : Temporitzador de Alta Velocitat.<br />
Funciona igual que el temporitzador normal (TIM), excepte en la base de temps,<br />
que en aquest és de 0,01 segons (10 ms.).<br />
El funcionament és idèntic que en la instrucció TIM, excepte en que la base de temps ve<br />
donada en 10 milèssimes.<br />
e) INSTRUCCIONS DIFERENCIALS.<br />
La majoria d’instruccions estan disponibles en forma diferencial ascendent.<br />
Una instrucció no diferencial s’executa sempre que es compleix la condició prèvia i en cada<br />
SCAN de programa.<br />
Una instrucció diferencial s’executa només un cop, després de que la seva condició prèvia<br />
passi de l’estat OFF a ON; equival a un flanc (+). Si la condició d’execució no canvia, o ha<br />
canviat de l’estat ON a OFF, des de la última vegada que es complia la condició prèvia,<br />
aquesta no s’executa.<br />
CONDICIÓ<br />
INSTRUCCIÓ<br />
DIFERENCIAL @<br />
Les instruccions diferencials ascendents s’identifiquen per una @ davant de la<br />
instrucció.<br />
CONDICIÓ MOV(21)<br />
CONDICIÓ<br />
S S = CANAL FONT<br />
S<br />
S = CANAL FONT<br />
D<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
SCAN<br />
D = CANAL DESTÍ<br />
@MOV(21)<br />
D = CANAL DESTÍ<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 41<br />
D
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
f) ALTRES INSTRUCCIONS.<br />
Degut a que el manual de programació d’Omron és molt ampli, em referiré a un conjunt<br />
d’instruccions força interessants per les seves aplicacions.<br />
SFT (10) : Registre de desplaçament.<br />
Es tracta d’una instrucció que permet el desplaçament d’informació (“0” o “1”) o bits al llarg d’un<br />
més registres associats i ben delimitats.<br />
SFT es controla mitjançant tres condicions d’execució:<br />
I = INF (INFORMACIÓ). És la dada que s’introdueix en el registre “0” o “1”.<br />
P = POLS (clock). És l’impuls que fa introduir el valor de (I) en el registre i també<br />
Fa avançar la resta de bits del registre.<br />
R = RESET. Posa a “0” tots els bits del registre.<br />
Cada cop que es dona un impuls en P s’introdueix el valor que hi hagi en I (obert = OFF = 0 /<br />
tancat = ON = 1) en el bit de menys pes del registre associat (bit 0). Cada bit agafarà la<br />
informació del bit anterior.<br />
Si només hi ha un canal o registre (16 bits) associat al SFT, la informació que surt per l’últim bit<br />
es perd.<br />
Si hi ha més d’un canal associat a SFT (per ex. ST = IR16, E = IR17), la informació que surt del<br />
1r. Registre per l’últim bit entra en el 1r. Bit del següent registre associat.<br />
Quan la condició de reset R es posa a ON, tots els bits del registre SFR es posen a 0, i el<br />
registre no SFR no estarà actiu fins que R estigui en ON.<br />
INFORMACIÓ I<br />
SFT(10)<br />
POLS<br />
P<br />
ST<br />
ST = CANAL INICIAL<br />
15<br />
15<br />
0 0<br />
15<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1<br />
15<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0<br />
15<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0<br />
15<br />
0 0<br />
15<br />
0 0<br />
15<br />
0 0<br />
0<br />
0<br />
0<br />
IR100<br />
0 0 0 0 0 0<br />
RESET<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1<br />
15<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1<br />
15<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1<br />
15<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0<br />
0<br />
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0<br />
0<br />
I<br />
P<br />
R<br />
0<br />
0<br />
0 1 1 1 1 1<br />
0<br />
R<br />
E = CANAL FINAL<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 42<br />
E
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Cada cop que es dóna un impuls sobre 0.00 entra la dada 0.01; de forma que si està en ON<br />
entra un 1 i si està en OFF entra un 0. En el moment que s’acciona R tots els bits del registre<br />
IR100 es posaran a 0.<br />
Com que el registre associat a SFT és el canal IR100 corresponent al de sortides (CQM1), els<br />
bits corresponents s’iran activant o desactivant d’acord amb el valor que tinguin: ON=1 i<br />
OFF=0.<br />
SFTR (84) i @SFTR (84) : Registre de desplaçament reversible.<br />
S’utilitza per a crear un registre d’un o més canals que poden desplaçar dades a la dreta o<br />
esquerra. El principi de funcionament és el mateix que SFT(10), només es diferencia en els<br />
bits de control que no estan incorporats en la pròpia instrucció; aquesta disposa d’un canal de<br />
control (C) amb uns bits que actuen sobre el registre.<br />
CONDICIÓ<br />
CANAL DE CONTROL<br />
SFTR(84)<br />
C C = CANAL DE CONTROL<br />
ST<br />
E<br />
15 14 13 12<br />
ST = CANAL INICIAL<br />
E = CANAL FINAL<br />
bits no utilitzats<br />
D xxx.12<br />
bit de direcció<br />
I xxx.13<br />
bit de dada<br />
xxx.14<br />
bit d'impuls<br />
DIRECCIÓ DE DESPLAÇAMENT : 1(ON)=ESQUERRA / 0(OFF)=DRETA<br />
(I) DADA : INFORMACIÓ QUE ENTRA AL REGISTRE.<br />
(P) CLOCK : BIT D'IMPULS.<br />
(R) RESET : POSADA A 0 DE TOTS ELS BITS DEL REGISTRE.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 43<br />
P<br />
R xxx.15<br />
bit de reset<br />
Les dades del registre de desplaçament es desplaçaran un bit en la direcció indicada pel bit<br />
(12) del canal de control, introduint la dada especificada en el bit (13) per cada impuls (flanc)<br />
generat en el bit (14) de clock. Quan es dona un impuls o es manté en (ON) el bit (15) de reset<br />
tots els bits del registre de desplaçament es posen a 0 (OFF).<br />
El registre funcionarà sempre que la condició d’execució de la instrucció estigui en (ON), en cas<br />
contrari el registre no tindrà cap variació activant els bits de control (ni el bit de reset).
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
CMP(20) : Comparació.<br />
Instrucció que s’utilitza per a comparar el valor de registres o dades IR, SR, AR, DM, HR, TC,<br />
LR, # . Però han d’estar amb el mateix format.<br />
Aquesta instrucció és molt utilitzada per a comparar el valor de comptatge (PV) de<br />
temporitzadors o comptadors TC amb una constant # (en BCD) per a realitzar alguna acció.<br />
Quan la condició d’execució és ON, CMP(20) s’executa i compara el valor dels dos canals C1 i<br />
C2 i segons el resultat de la comparació s’activen uns bits associats:<br />
P_LT (255.07) = ON Si C1 < C2<br />
P_EQ (255.06) = ON Si C1 = C2<br />
P_GT (255.05) = ON Si C1 > C2<br />
Aquests bits de comparació s’han de programar a continuació de la instrucció de comparació<br />
CMP(20). D’aquesta forma es podrà programar tantes vegades com es vulgui.<br />
CONDICIÓ<br />
CANALS<br />
P_LT<br />
P_EQ<br />
P_GT<br />
CONDICIÓ<br />
CMP(20)<br />
C1<br />
C2<br />
C1 = PRIMER CANAL<br />
C2 = SEGON CANAL<br />
C1 < C2 C1 = C2 C1 ><br />
C2<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 44
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
El comparador sempre està executant la funció de comparació ja que la condició d’execució<br />
sempre es compleix bit P_On (sempre està actiu).<br />
Quan el valor de comptatge del comptador està per sota del valor assignat en el comparador,<br />
s’activa el bit P_LT (255.07) i en conseqüència també s’activa la sortida S0.<br />
Si el valor del comptador assoleix el valor indicat en el comparador, s’activarà el bit P_EQ<br />
(255.06) i en conseqüència també s’activa la sortida S1. També es desactivarà l’anterior ja que<br />
no es complirà la condició de comparació.<br />
En sobrepassar el comptador el valor del comparador, s’activarà el bit P_GT (255.05) i en<br />
conseqüència també s’activa la sortida S2. També es desactivarà l’anterior ja que deixarà de<br />
complir-se la condició.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 45
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
MOV(21) i @MOV(21) : Moure o copiar.<br />
Es tracta d’una instrucció que pot moure o copiar el valor que té un registre o també una dada,<br />
des d’un lloc o registre font S fins un altre lloc o registre de destí D.<br />
El canal font S pot tenir el format d’un : IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #.<br />
El canal de destí D pot tenir el format d’un : IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #.<br />
CONDICIÓ<br />
REGISTRES<br />
CONDICIÓ<br />
MOV(21)<br />
S<br />
D<br />
S = CANAL FONT<br />
D = CANAL DESTÍ<br />
CANAL FONT CANAL DESTÍ<br />
15 0 15 0<br />
S D S D=S<br />
Quan es compleix la condició d’execució es copia el contingut del canal font S al canal de destí<br />
D.<br />
Quan es compleix la condició d’execució, és a dir, s’activa M, el canal de sortides IR100 pren el<br />
mateix valor que el canal d’entrades IR000, de forma que cada bit de sortides pren el mateix<br />
valor que el corresponent a l’entrada 100.00 = 000.00, 100.01 = 000.01, ..., 100.15 = 000.15.<br />
A mateix temps també el canal de sortides IR101 es posa a 0 (OFF), ja que pren el valor de la<br />
constant #0000, és a dir, tots els bits es posen a 0.<br />
Aquesta instrucció és molt útil per a realitzar el canvi de valor de canals sencers, com per<br />
exemple, realitzar una parada d’emergència o posar a 0 o a 1 bits concrets.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 46
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
SUBRUTINES: Les subrutines divideixen el programa principal en subprogrames més o menys<br />
complexes per tal de poder estructurar-lo d’una forma més estructurada i ordenada. Es poden<br />
utilitzar per habilitar o deshabilitar parts de programa o també per a canviar consignes de<br />
temporitzadors, comptadors, ...etc.<br />
Quan el programa principal crida la subrutina, el control es transfereix a la subrutina i<br />
s’executen les instruccions que té programades. Les instruccions dins d’una subrutina<br />
s’escriuen de la mateixa forma que en el programa principal. Un cop s’han executat totes les<br />
instruccions contingudes en la subrutina habilitada, el control torna al programa principal, just al<br />
punt després de la crida o salt, a no ser que existeixi una altra crida.<br />
Les subrutines, per regla general, es programen al final del programa principal, abans del final<br />
de programa END(01).<br />
Les instruccions que s’utilitzen en l’estructuració de subrutines són:<br />
SBS(91) i @SBS(91)): Crida de la subrutina. Aquesta instrucció crida la subrutina que tingui el<br />
mateix número N quan es compleix la condició prèvia d’execució, és a dir, saltarà a l’inici de<br />
subrutina SBN(92) que tingui el mateix número N.<br />
SBN(92): Inici o principi de la subrutina. És la instrucció que indica l’inici de la subrutina, la qual<br />
estarà identificada amb un número N, definit també en la instrucció de crida SBS(91).<br />
RET(93): Final o acabament de la subrutina. Després d’aquesta instrucció el programa torna a<br />
l’origen, just després de la instrucció de crida SBS(91) amb el mateix número N.<br />
CONDICIÓ<br />
PROGRAMA<br />
PRINCIPAL<br />
SBS(91) 0<br />
PROGRAMA<br />
PRINCIPAL<br />
SBN(92) 0<br />
PROGRAMA<br />
SUBRUTINA<br />
RET(93)<br />
END(01)<br />
SBS(91) N<br />
SBN(92) N<br />
RET(93)<br />
N = Núm. de subrutina<br />
N = Núm. de subrutina<br />
Quan es compleix la condició d’execució en SBS(91), el programa salta fins el mateix número<br />
de subrutina SBN(92). S’executa el programa que conté la subrutina, i un cop s’hagi acabat la<br />
subrutina, és a dir, en trobar la instrucció RET(93), el programa tornarà a la instrucció següent<br />
de SBN(91).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 47<br />
ON<br />
PROGRAMA<br />
PRINCIPAL<br />
SUBRUTINA
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 48
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 49
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Quan M està en ON, el comptador CMP000 comença a incrementar en una unitat cada segon.<br />
Quan el comptatge és inferior o igual a 10 unitats o està comprés entre 40 a 70 unitats, la<br />
sortida S0 s’activa intermitentment cada 0,1s. La sortida S1 estarà en OFF.<br />
Quan el comptatge està comprés entre 10 i 40 o superior a 70 impulsos, la sortida S1 s’activa<br />
intermitentment cada 0,2s. La sortida S0 estarà en OFF.<br />
El programa que s’ha programat dins la subrutina és molt simple...<br />
realment la potència d’aquesta instrucció radica en el programa més o menys complex que pot<br />
anar dins la subrutina i així poder executar-lo tantes vegades com sigui necessari.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 50
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
BSET(71) i @BSET(71): Emplenar bloc. Aquesta instrucció és semblant a MOV(21), però amb<br />
la diferència que BSET(71) es pot utilitzar per a transferir dades a un conjunt de registres. La<br />
dada S del canal font es transfereix al conjunt de canals des de ST fins a E.<br />
S és el canal font que pot tenir els formats: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #.<br />
St és el primer canal on s’han de transferir les dades des de S: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR.<br />
E és l’últim canal on s’han de transferir les dades des de S: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR.<br />
CONDICIÓ<br />
S<br />
4 3 2 1<br />
BSET(71)<br />
S<br />
St<br />
E<br />
S = Dada font.<br />
E = Últim canal de destí.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 51<br />
St<br />
4 3<br />
2 1<br />
St<br />
4 3 2 1<br />
St<br />
4 3<br />
St<br />
4 3<br />
2<br />
2<br />
1<br />
1<br />
E<br />
4 3 2 1<br />
Quan la condició d’execució és ON, BSET(71) copia el contingut de S a tots els canals des de<br />
ST a E. St i E han d’estar en la mateixa àrea de canals:<br />
DMn DMn+m IRn IRn+m<br />
Quan s’activa PE carrega #0001(hexadecimal) als canals 16,17,18, 19 i 20, que equival a posar<br />
a 1 el primer bit de cada canal 0000 0000 0000 0001(binari). Per exemple, es podria utilitzar<br />
per inicialitzar diversos Grafcets amb els canals corresponents, és a dir, posar a 1 la primera<br />
etapa de cada Grafcet que treballa amb diferents canals.
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Aquesta instrucció és equivalent a realitzar l’operació múltiple utilitzant MOV(21).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 52
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
g) INSTRUCCIONS DE PROGRAMACIÓ:<br />
Codi Nemònic Nom Funció<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 53
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Codi Nemònic Nom Funció<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 54
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Codi Nemònic Nom Funció<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 55
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Codi Nemònic Nom Funció<br />
h) INSTRUCCIONS D’EXPANSIÓ:<br />
Codi Nemònic Nom Funció CPU’s<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 56
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Codi Nemònic Nom Funció CPU’s<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 57
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Codi Nemònic Nom Funció CPU’s<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 58
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
10.5. PROCEDIMENT DE PROGRAMACIÓ.<br />
En aquest apartat descriurem la seqüència o procediment que cal seguir a l’hora de realitzar un<br />
programa i d’executar-lo, però abans explicarem els estats de funcionament en que es pot<br />
trobar un autòmat.<br />
a) ESTATS DE FUNCIONAMENT DE L’AUTÒMAT:<br />
Primerament descriurem els estats de funcionament de l’autòmat:<br />
RUN: L’autòmat està executant el programa d’aplicació introduït per l’usuari, realitzant el control<br />
sobre el procés: llegeix el valor de les entrades i controla l’estat de les sortides.<br />
En aquest estat és possible visualitzar l’estat de totes les variables, però no es poden modificar.<br />
• Les sortides evolucionen ON/OFF segons l’estat de les entrades i les ordres del<br />
programa introduït per l’usuari.<br />
• Els temporitzadors i comptadors realitzen les funcions amb normalitat.<br />
MONITOR: És un estat similar a de RUN, on també s’està executant el programa, però amb la<br />
diferència que es pot variar l’estat de les variables o registres ON-LINE. És a dir, mentre el PLC<br />
està en RUN es pot fer qualsevol modificació.<br />
PROGRAM: L’autòmat està en repòs, i pot rebre o enviar el programa a un perifèric (cònsola o<br />
PC).<br />
• Les sortides es posen en OFF.<br />
• Els valors interns (bits de treball, registres), comptadors i temporitzadors mantenen el<br />
seu estat en la memòria interna.<br />
• En passar a RUN, els valors interns, excepte els protegits (remanents) passaran a estat<br />
OFF.<br />
ERROR: L’autòmat s’atura per un error de funcionament o connexionament i queda bloquejat<br />
fins que es corregeix l’error.<br />
• Les sortides es posen en OFF.<br />
• Una vegada corregit l’error, l’autòmat surt d’aquest estat realitzant un reset de tensió<br />
(desconnectant-lo de la xarxa i tornant-lo a connectar) o també mitjançant el perifèric de<br />
programació (mitjançant la CPU).<br />
Els errors més freqüents en un autòmat són:<br />
• Alimentació defectuosa o inadequada.<br />
• Connexionament erroni dels mòduls d’entrades o sortides.<br />
• Programació amb errors (no de compilació).<br />
• Desbordament del temps d’scan (rellotge intern Watchdog).<br />
• Pèrdua o destrucció del programa o part d’ell (pot ser en transferir-lo<br />
defectuosament).<br />
• Direccionament incorrecte de les E/S o variables internes.<br />
• Valors de presselecció de comptadors i temporitzadors fora de rang.<br />
• Configuració d’un tipus diferent d’autòmat o CPU ( en la configuració inicial del<br />
programa).<br />
• Error de comunicació entre Autòmat i perifèric de programació (PC).<br />
• Impossibilitat de carregar el programa per errors (detectats quan es compila).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 59
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
b) FASES DE PROGRAMACIÓ:<br />
El soft de programació utilitzat per a programar els autòmats és el CX-Programmer d’Omron, i a<br />
partir d’aquest esposarem la seqüència d’ordres que cal seguir per a realitzar i executar un<br />
programa d’autòmat:<br />
INICI<br />
NOU<br />
CONFIGURAR<br />
PROGRAMAR<br />
COMPILAR<br />
DESAR<br />
ON-LINE (PLC)<br />
PROGRAM (PLC)<br />
TRANSFERIR<br />
RUN (PLC)<br />
EXISTENT<br />
EXPLORAR<br />
OBRIR<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 60
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
• INICI : Pantalla inicial CX-Programmer.<br />
• NOU PROGRAMA o OBRIR PROGRAMA EXISTENT:<br />
Nou programa.<br />
Configurar PLC (nou).<br />
S’han d’introduir les característiques del PLC: Model i CPU.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 61
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Obrir programa existent.<br />
Buscar programa.<br />
Després d’obrir el programa existent es pot passar a la fase de TREBALLAR en ON-LINE.<br />
• PROGRAMAR: Pantalla de programació CX-Programmer.<br />
Icones de programació.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 62
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
• COMPILAR: Revisió de errors del programa realitzat (sintaxi).<br />
Si hi ha algun error surt indicat en la barra de diàleg inferior.<br />
• DESAR: Guardar el programa en el disc dur del PC. Es millor guardar el programa<br />
abans de realitzar les operacions de transferència al PLC. Per evitar la pèrdua.<br />
• ON-LINE: Aquesta operació comunica el PC amb el PLC, per tal de poder transferir el<br />
programa.<br />
Si es produeix la comunicació correctament, la pantalla canvia de color (gris) i el LED de<br />
comunicació del PLC fa pampallugues.<br />
• PROGRAM: Posar el PLC en mode de funcionament PROGRAM (STOP) per a poder<br />
transferir el programa del PC (ordinador) al PLC (autòmat).<br />
• TRANSFERIR: Transferir programa editat en el PC al PLC.<br />
• RUN: Posar el PLC en mode de funcionament RUN per tal de que executi el programa<br />
transferit.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 63
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
c) EXECUCIÓ D’UN PROGRAMA:<br />
A partir del procediment de programació, vist en l’apartat anterior, en el punt de PROGRAMAR,<br />
farem referència al procediment per a realitzar o executar un programa.<br />
Obrir un programa NOU:<br />
Configurar tipus de PLC CQM1<br />
Tipus de CPU: CPU21<br />
Acceptar configuració<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 64
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Una vegada s’ha configurat el PLC apareix la pantalla inicial de PROGRAMACIÓ:<br />
Funció/Instrucció.<br />
Insertar contacte Bobina tancada.<br />
(Condició d’execució) Bobina.<br />
Línia Horitzontal.<br />
Línia Vertical.<br />
Contacte N.T.<br />
Contacte N.O.<br />
Desfer selecció = Esc<br />
Simbòlic = M<br />
o Adreça = 0<br />
Adreça = 0<br />
Coment.=MARXA<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 65
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Quan s’inserta un contacte, s’obre una finestra per tal d’introduir les dades necessàries.<br />
Una vegada s’ha inserit l’element amb les dades corresponents, aquest quedarà<br />
emmagatzemat en la taula de símbols i no hi haurà necessitat d’introduir totes les dades cada<br />
cop que es vulgui inserir de nou un element amb la mateixa adreça.<br />
En desplegar la finestra, hi apareixen tots els elements introduïts en el programa, aleshores es<br />
pot seleccionar.<br />
Un cop introduïts els elements que composen la condició d’execució (contactes N.O. i/o N.T.<br />
connectats en sèrie i/o paral·lel), es pot introduir l’element que s’ha d’activar. Aquest element<br />
pot ser una bobina, una bobina tancada (que és inversa a la normal) o un quadre de funció.<br />
Aquests elements han d’estar situats a la dreta dels contactes, i tot ha d’estar unit amb línies<br />
(horitzontals i/o verticals).<br />
No és necessari introduir l’element d’activació (bobina o instrucció) a l’extrem dret, en canviar<br />
de segment, els elements es posicionaran si el segment és correcte.<br />
Si el segment no és correcte estarà marcat amb una línia vertical vermella.<br />
Si el segment és vàlid, la bobina es situarà a la dreta i estarà marcat amb una límia vertical<br />
verda.<br />
Introduir bobina:<br />
Quan s’insereix una bobina normal o tancada, apareix el mateix quadre de diàleg per a introduir<br />
les dades que en el cas d’inserir un contacte. Pot tenir la mateixa referència que el algun<br />
contacte introduït abans, en aquest cas es pot desplegar la finestra d’elements i seleccionar-lo.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 66
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Introduir funció (instrucció):<br />
Quan s’insereix una instrucció, aquesta tindrà el mateix tractament que la bobina, és a dir, com<br />
a element d’activació, però és totalment diferent ja que com a funció pot ser molt complexa i cal<br />
seleccionar-la i programar-la correctament.<br />
En inserir la instrucció, apareix el quadre de diàleg on es pot introduir el núm. d’instrucció o<br />
nemònic.<br />
Instrucció<br />
Si no recordem el núm. d’instrucció o nemònic es pot optar per demanar Ajuda instrucció.<br />
Apareixerà un quadre amb tots els grups d’instruccions a la part dreta i totes les instruccions del<br />
grup seleccionat a la dreta.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 67
UNITAT 10 (EL PLC) ICE - UPC<br />
Selecció programa: Àrea de treball.<br />
És la zona destinada per a realitzar el programa.<br />
Al final de cada programa s’ha de programar necessàriament la instrucció END(01).<br />
No es poden programar en el mateix segment sortides independents...<br />
Selecció taula de símbols: Llista d’elements introduïts.<br />
Si es vol realitzar algun canvi o eliminar alguna adreça o simbòlic s’ha de realitzar en aquesta<br />
selecció. És molt útil per a saber quants i quins elements s’ha programat.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 68
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
UNITAT 11: EL GRAFCET.<br />
11.1. INTRODUCCIÓ AL GRAFCET.<br />
11.2. ELEMENTS BÀSICS.<br />
a) Etapa.<br />
b) Transició.<br />
c) Accions.<br />
d) Sentit.<br />
e) Estructures bàsiques:<br />
- Biestables.<br />
- Monoestables.<br />
f) Receptivitat.<br />
g) Normes d’evolució.<br />
h) Validació de transicions:<br />
- Nivells.<br />
- Fronts.<br />
i) Accions:<br />
- Externes.<br />
- Internes.<br />
- Acció contínua.<br />
- Acció condicionada.<br />
- Acció mantinguda.<br />
j) Norma IEC-848.<br />
ÍNDEX:<br />
11.3. TIPUS DE GRAFCET.<br />
- Grafcet de 1r. Nivell.<br />
- Grafcet de 2n. Nivell.<br />
- Grafcet mixt.<br />
11.4. PRINCIPIS FONAMENTALS DEL GRAFCET.<br />
11.5. IMPLEMENTACIÓ DEL GRAFCET (OMRON).<br />
11.6. ESTRUCTURES BÀSIQUES DEL GRAFCET.<br />
a) Seqüència única.<br />
b) Bifurcació en “o”.<br />
c) Bifurcació en “i”.<br />
d) Salt d’etapes.<br />
e) Bucles.<br />
f) Subrutines.<br />
11.7. COMANDAMENTS.<br />
a) Cicle Únic.<br />
b) Cicle Continu.<br />
c) Cicle Pas a Pas.<br />
d) Parada d’emergència.<br />
EXEMPLE: A+B+B-A-B+B-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 2
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
11.1. INTRODUCCIÓ AL GRAFCET.<br />
UNITAT 11: EL GRAFCET.<br />
El Grafcet és particularment útil com element d’anàlisi i documentació de programes d’autòmats<br />
programables (PLC’s), donat que permet definir de forma gràfica una seqüència d’accions al<br />
marge de com es programi en l’autòmat.<br />
a0<br />
a1<br />
1<br />
M 0<br />
0<br />
1<br />
0<br />
1<br />
0<br />
+<br />
A -<br />
M . a0 = A+<br />
a1 = A-<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 3<br />
A+A-<br />
1<br />
2<br />
M. a0<br />
a1<br />
a0<br />
inici inici<br />
A+<br />
0<br />
1<br />
M. a0<br />
a1<br />
A+<br />
A- 2 (A-)<br />
Una forma de representar sistemes seqüencials és la utilització d’aquest mètode gràfic<br />
anomenat GRAFCET: GRÀFIC FUNCIONAL de CONTROL d’ETAPES i TRANSICIONS.<br />
El Grafcet és una metodologia de definició o exposició de dades que facilita la comprensió del<br />
funcionament del procés que es desitja automatitzar, independentment de la tecnologia<br />
utilitzada per al seu desenvolupament.<br />
La complexitat dels automatismes industrials es tradueix també en una dificultat per a definir<br />
d’una manera clara i sense ambigüitats les especificacions funcionals que es desitja obtenir.<br />
Aquesta dificultat es veu agreujada per la utilització de gran nombre d’elements que intervenen<br />
en l’automatisme, com per exemple: actuadors, finals de cursa, elements de comandament,<br />
vàlvules de memòria,... etc.<br />
El Grafcet ens permet realitzar descripcions concises i ordenades en front de la descripció<br />
purament literal, que pot resultar llarga, imprecisa i moltes vegades incompleta. També ens<br />
permet utilitzar paràmetres lògics per a plantejar les seqüències pneumàtiques, és a dir, les<br />
connexions lògiques entre els diferents operants que donaran lloc a una acció.<br />
Aquesta forma de representació es basa en conceptes d’ETAPES i TRANSICIONS, que<br />
simplifica en gran manera el concepte genèric de l’automatització, ja que en automatismes<br />
seqüencials, com és el cas que ens ocupa, es considera el fet de que, entre el gran nombre<br />
d’informació disponible en el conjunt de l’automatisme, només es pren la que és significativa en<br />
un determinat moment,... en l’instant,... en el pas actual, en l’acció que es pretén realitzar,... etc.<br />
A partir d’aquestes idees fonamentals, els treballs realitzats per les comissions d’AFCET<br />
(Association Française pour le Cybernètique Econoòmique et Technique) i d’ADEPA (Agence<br />
Nationale pour le Developpment de le Production Automatisée) han donat com a resultat la<br />
definició d’un diagrama funcional: el GRAFCET (Graphe de Comands Etape/Transition).<br />
Aquest diagrama permet descriure el comportament de l’automatisme en relació a la informació<br />
que rep, imposant un funcionament rigorós, evitant incoherències, bloqueigs o conflictes de<br />
funcionament.<br />
El Grafcet té una gran rellevància en les tècniques d’automatització programables, sobretot<br />
quan es tracta d’automatismes seqüencials, i en particular, quan s’han de realitzar seqüències<br />
pneumàtiques.<br />
a0
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
Per a desenvolupar un projecte seqüencial, existeixen molts sistemes per a extreure un/s<br />
resultat/s. En la majoria dels casos els tècnics utilitzen dues tècniques principalment, segons la<br />
dificultat de l’automatisme que s’ha de resoldre o projectar:<br />
• Mètode intuïtiu: Molt estès però poc efectiu en automatismes complexos o que han<br />
de processar moltes variables d’entrades i sortides; aquest s’utilitza principalment en<br />
sistemes d’automatització convencionals (cablats) mitjançant la utilització de<br />
contactes: N.O., N.T, realimentacions, enclavaments, etc. És un bon mètode per a<br />
resoldre circuits que no presenten gran dificultat. A banda de les seves limitacions,<br />
hem de pensar que és una tècnica bàsica i fonamental per al desenvolupament de<br />
les capacitats i en concret a les que fan referència a la destresa, agilitat i rapidesa<br />
en el raonament, per tant, s’ha de tenir clar que aquest mètode no s’ha d’excloure<br />
en front dels mètodes sistemàtics, aquest, en tot cas, ens ha de servir per a<br />
potenciar-los.<br />
• Mètodes sistemàtics: Existeixen diversos mètodes sistemàtics per a resoldre<br />
automatismes, el més estès, segurament, és el GRAFCET, per la poca complexitat<br />
que presenta a l’hora d’implementar mitjançant un autòmat programable (PLC).<br />
Aquest mètode sistemàtic ens permetrà principalment realitzar una exposició de les<br />
dades i del funcionament de qualsevol aplicació on es requereix una automatització<br />
seqüencial, d’una forma ràpida, gràfica i ordenada, i en cada moment podrem tenir<br />
el control del sistema obtenint un resultat determinat, és a dir, allò que volem que<br />
realitzi el nostre sistema automàtic en cada moment i pas a pas.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 4
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
11.2. ELEMENTS BÀSICS.<br />
El Grafcet es composa d’un conjunt d’ETAPES o estats que tenen associades unes ACCIONS<br />
o actuacions, les quals s’activen quan es compleixen les TRANSICIONS o condicions prèvies.<br />
a) Etapa:<br />
És una situació estable del sistema associat a un element de memòria, en la qual s’executa<br />
una acció de control. Aquesta es representa per un quadrat numerat de forma ordenada,<br />
seguint la seqüència de l’automatisme.<br />
0<br />
1<br />
INICI<br />
ETAPA INICIAL<br />
ETAPA GENÈRICA<br />
b) Transició:<br />
És la condició lògica, també anomenada receptivitat, que s’ha de complir per tal de que<br />
evolucioni el sistema, és a dir, per a passar d’una etapa a una altra.<br />
X a.b a+b m.p<br />
OPERADORS LÒGICS:<br />
( ), (.), (*), AND, i = sèrie<br />
( ), (+), OR, o = paral·lel<br />
a, NOT, no = vàlvula Normalment Oberta (contacte Normalment Tancat)<br />
c) Accions:<br />
Les accions van associades a les etapes i indiquen el funcionament del sistema: activació<br />
d’electrovàlvules (generalment s’indica els moviment dels cilindres), contactors (actuador<br />
associat = motor,...), relès, etc.<br />
5 A+<br />
B+ A+<br />
C+ B+ A+<br />
K1<br />
rt<br />
ACCIÓ SIMPLE<br />
ACCIÓ CONDICIONADA<br />
d) Sentit:<br />
Són les fletxes que indiquen el sentit en que s’ha d’executar el Grafcet, seguint línies<br />
verticals o horitzontals.<br />
SENTIT<br />
ACCIÓ MÚLTIPLES<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 5
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
e) Estructures bàsiques:<br />
0<br />
1<br />
2<br />
INICI<br />
m . a0<br />
a1<br />
a0<br />
BIESTABLE<br />
A+<br />
A-<br />
0<br />
1<br />
2<br />
m . a0<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 6<br />
a1<br />
a0<br />
MONOESTABLE<br />
A+<br />
0<br />
1<br />
m . a0<br />
Quan es dissenya un Grafcet cal diferenciar dos tipus d’accions: Biestables o<br />
Monoestables.<br />
• Biestables: Quan només necessiten un impuls de comandament, conservant l’estat<br />
encara que no es mantingui el senyal de comandament. La vàlvula de potència que fa<br />
sortir i entrar el cilindre és Biestable i necessita un impuls de comandament per a fer<br />
que el cilindre surti (A+) i un altre per a que el cilindre entri (A-).<br />
• Monoestables: Quan és necessari mantenir el senyal de comandament per tal de que<br />
el cilindre conservi la posició. La vàlvula de potència que fa sortir i entrar el cilindre és<br />
Monoestable i necessita mantenir el senyal de comandament mentre el cilindre estigui<br />
en (A+), per a que el cilindre entri (A-) s’ha de treure el senyal de comandament.<br />
En pneumàtica s’utilitza majorment els circuits amb vàlvules de potència Biestables, ja<br />
que utilitzant aquestes, no cal estar pendent de la realimentació, Ara bé, en els<br />
exemples exposarem les dues versions, ja que quan s’utilitza la tècnica<br />
electropneumàtica és tan usual la utilització d’electrovàlvules de potència Biestables<br />
com Monoestables.<br />
En automatismes elèctrics, l’element preactuador que s’utilitza amb més freqüència és<br />
el contactor, que com sabem, és tracta d’una bobina electromagnètica monoestable que<br />
en aplicar-li un corrent elèctric s’accionen els contactes associats i en tallar-li tornen al<br />
seu estat de repòs<br />
0<br />
1<br />
INICI<br />
(A-)<br />
M . P<br />
P<br />
MONOESTABLE<br />
INICI<br />
K1<br />
a1<br />
INICI<br />
(A-)<br />
A+
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
Y1<br />
(A+)<br />
f) Receptivitat:<br />
(A-)<br />
Y2 Y1<br />
La condició lògica associada a una transició s’anomena receptivitat i es representa com<br />
una proposició en forma de funció exclusivament combinatòria d’informacions lògiques.<br />
Tanmateix això no vol dir que els senyals que formen la receptivitat hagin de ser binaris, ja<br />
que poden ser de qualsevol tipus, com per exemple:<br />
- Posició d’un mòbil.<br />
- Temperatura superior, igual o inferior a...<br />
- Corrent superior, igual o inferior a...<br />
- Temps de funcionament.<br />
- Comptatge.<br />
Una de les receptivitats o transicions més utilitzades és la de temps o temporització. És a<br />
dir, fer evolucionar un Grafcet en funció del temps... després d’estar un temps activa una<br />
etapa, activar la següent.<br />
1 TIM/000/#20<br />
2<br />
TIM000<br />
Quan s’activa l’etapa 1 (X1), el temporitzador comença a temporitzar (decrementa des de<br />
20 fins arribar a 0). Quan aquest arriba al valor programat (#20 = 2”), s’activa el contacte<br />
associat TIM000 i en conseqüència es compleix la condició d’evolució del Grafcet activant<br />
l’etapa 2 (X2) i desactivant (X1).<br />
També s’utilitza molt la condició de transició en forma de comptatge. És a dir, fer<br />
evolucionar un Grafcet en funció d’un comptatge (comptatge d’accions, nombre de peces,<br />
etc).<br />
a1<br />
3<br />
(A+)<br />
BIESTABLE MONOESTABLE<br />
CNT001<br />
i<br />
1 X0 CNT/001/#10<br />
R<br />
2<br />
CNT001<br />
El comptador va decrementant el comptatge en cada impuls de (a1) i quan arriba al valor 0,<br />
el contacte associat CNT001 s’activa. El Grafcet evoluciona de l’etapa X1 a l’etapa X2<br />
mentre el comptador no arriba al valor de presselecció (#10=10imp.). Quan el comptador<br />
rep 10 impulsos per (a1), s’activa CNT001 i el Grafcet evolucionarà de l’etapa X1 a l’etapa<br />
X3. Quan el Grafcet passi per l’etapa X0 (inicial), es tornarà a carregar el valor de<br />
comptatge (#10) per tal d’inicialitzar també el comptador (si cal).<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 7<br />
L1<br />
L2<br />
L3<br />
K1<br />
MT<br />
A1<br />
A2<br />
MONOESTABLE<br />
I><br />
1 3 5<br />
1<br />
2<br />
2<br />
U<br />
I><br />
4<br />
3<br />
4<br />
M<br />
3<br />
I><br />
6<br />
5<br />
6<br />
V W
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
g) Normes d’evolució:<br />
• Norma 1: Situació inicial. La situació inicial del Grafcet ens descriu el comportament<br />
inicial de l’automatisme. Es correspon amb les etapes ACTIVES en el moment de la<br />
inicialització del sistema.<br />
• Norma 2 : Verificació d’una transició. Una transició pot estar ACTIVADA o NO<br />
ACTIVADA. S’activarà sempre i quan les etapes immediatament anteriors estiguin<br />
ACTIVES.<br />
Es verifica que una transició és VÀLIDA quan l’etapa anterior està ACTIVADA i la<br />
receptivitat també és ACTIVA.<br />
1<br />
a=0<br />
X1 a a=1<br />
X1 a=0<br />
X1<br />
2<br />
Transició = NO VÀLIDA ... Transició = NO VÀLIDA ...<br />
Transició = VÀLIDA ...<br />
doncs...<br />
doncs... doncs...<br />
Etapa 1 = NO ACTIVA Receptivitat 1 = NO ACTIVA Etapa 1 = ACTIVA ...<br />
• Norma 3 : Evolució d’una transició a la següent. El pas d’una transició implica<br />
simultàniament d’ACTIVACIÓ de TOTES les etapes immediates següents i la<br />
DESACTIVACIÓ de totes les etapes immediates anteriors.<br />
• Norma 4 : Evolució simultània de diverses transicions. Si més d’una transició s’activa<br />
simultàniament, totes elles són traspassades simultàniament. Aquesta propietat permet<br />
separar un Grafcet en múltiples diagrames interconnectats.<br />
1<br />
2<br />
X11.a<br />
X1<br />
1<br />
2<br />
*<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 8<br />
a=1<br />
1<br />
*<br />
2<br />
Es compleixen les condicions<br />
i per tant s'ACTIVA l'etapa 2<br />
i es DESACTIVA l'etapa 1<br />
11<br />
12<br />
X1.a<br />
equivalència<br />
1<br />
a<br />
11<br />
2 12<br />
1<br />
*<br />
2<br />
a=1
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Norma 5 : Activació i desactivació simultànies. En un Grafcet pot haver més d’una<br />
etapa activa simultàniament. Si hi ha diverses etapes actives també s’han de<br />
desactivar simultàniament.<br />
h) Validació de transicions:<br />
2<br />
a<br />
S’ha de tenir en compte el temps ! El temps que es tarda en traspassar una transició pot ser<br />
molt petit però mai nul.<br />
La tecnologia utilitzada és la que defineix el temps. Tanmateix això es pot realitzar de dues<br />
formes diferents: per nivell o per front (flanc).ç<br />
• Nivells : Es defineix la condició a partir d’un nivell lògic “0” o “1”, i a partir d’aquest es<br />
realitzarà l’evolució d’un estat a un altre.<br />
La seva representació és la simbòlica utilitzada en els sistemes lògics.<br />
• Fronts (flancs) : La receptivitat serà validada en produir-se el pas de “0” a “1” o de “1”<br />
a “0” de la condició lògica.<br />
Recordem que les instruccions utilitzades per aconseguir un front (flanc) són:<br />
DIFU(13) : Flanc positiu (+) o ascendent. Pas de “0” a “1”.<br />
DIFD(14) : Flanc negatiu(-) o descendent. Pas de “1” a “0”.<br />
La representació dels flanc es realitza afegint els símbols ≠ o bé Ø a l’equació de la<br />
receptivitat, segons el flanc sigui ascendent o descendent. Si es vol detectar un impuls<br />
complet (pas de “0” a “1” i de “1” a “0”) es pot indicar amb el símbol<br />
a<br />
a<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 9<br />
12<br />
b c<br />
5 15<br />
X5.X15<br />
Detecció d'un flanc Equivalent Detecció d'un flanc Equivalent Detecció d'un impuls<br />
0.......1<br />
1.......0<br />
0....1....0<br />
a<br />
a<br />
a<br />
a<br />
a<br />
Equivalent<br />
a a<br />
a
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
i) Accions:<br />
A cada etapa s’ha d’associar les ACCIONS que s’han d’executar mentre l’etapa estigui<br />
activa. Aquestes es poden separar en externes o internes.<br />
• Externes: Són les que s’executen en el procés que s’ha d’automatitzar (motors,<br />
vàlvules,...etc.<br />
• Internes: Són les que s’utilitzen per al control intern de l’automatisme (temporitzadors,<br />
comptadors, funcions de càlcul, variables,...etc.).<br />
Existeixen diversos tipus d’accions depenent de la durada d’aquesta respecte a l’etapa:<br />
• Acció contínua (a nivell) : L’acció té una durada igual al de l’etapa que està associada.<br />
1 M1<br />
2<br />
• Acció condicionada : L’acció té una durada igual al de l’etapa que està associada,<br />
sempre que es compleixi una determinada condició lògica que pot ser de variables<br />
d’entrada, variables internes o de l’activitat d’altres etapes. La condició associada a<br />
l’acció té la funció “and” amb respecte a l’etapa.<br />
1 M1<br />
2<br />
1 M1<br />
2<br />
ETAPA 1 = X1<br />
ACCIÓ = M1<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 10<br />
a<br />
a<br />
ETAPA 1 = X1<br />
COND. = a<br />
ACCIÓ = M1<br />
ETAPA 1 = X1<br />
COND. = a<br />
ACCIÓ = M1
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Acció mantinguda o memoritzada : En el cas de tenir una acció que duri més del que<br />
dura una sola etapa, el manteniment de l’acció pot fer-se de dues maneres diferents:<br />
o Per repetició de l’acció: es repeteix l’acció en cada etapa que volem tenirla<br />
activa.<br />
o Per funció memoritzada: Es memoritza la funció d’activació (SET) en la<br />
primera etapa que s’activa, i es desactiva (RSET) en la última etapa que ha<br />
d’estar desactiva.<br />
j) Norma IEC-848:<br />
1<br />
2<br />
3<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
La Comissió Electrotècnica Internacional ha normalitzat la descripció gràfica del<br />
funcionament dels automatismes en la directiva IEC-848 amb el títol:<br />
“ETABLISSEMENT DES DIAGRAMMES FONCTIONNELS POUR SYSTEMES DE<br />
COMMANDE”<br />
(Primera edició a l’any 1988)<br />
M1<br />
M1<br />
M2<br />
M2<br />
M3<br />
M1=ON (SET)<br />
M2=ON(SET)<br />
M1=OFF(RSET)<br />
M3<br />
M2=OFF(RSET)<br />
X1<br />
X2<br />
X3<br />
M1<br />
M2<br />
M3<br />
X1<br />
X2<br />
X3<br />
X4<br />
M1<br />
M2<br />
M3<br />
Han definit les diverses accions que poden presentar-se en la pràctica, les estructures<br />
vàlides, les diverses formes d’evolució i la implicació del sistema en la pràctica.<br />
El programari subministrat, compleix amb la normativa i els exemples estan desenvolupats<br />
de forma coherent amb la mateixa.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 11<br />
ON<br />
ON<br />
OFF<br />
OFF<br />
X1<br />
X2<br />
X2<br />
X3<br />
X3<br />
X1<br />
X2<br />
X2<br />
X3<br />
X3<br />
M1<br />
M2<br />
M3<br />
SET<br />
M1<br />
RSET<br />
M1<br />
SET<br />
M2<br />
RSET<br />
M2<br />
M3
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
11.3. TIPUS DE GRAFCET.<br />
Existeixen bàsicament dos tipus d’exposició de les dades en un Grafcet:<br />
• Grafcet de 1r. Nivell: És aquell que permet entendre el funcionament de l’automatisme i on<br />
s’exposen totes les dades en les accions i transicions de forma literal i explicita. És un<br />
GRAFCET DESCRIPTIU del procés.<br />
• Grafcet de 2n. Nivell: Un cop exposat el Grafcet de 1r. Nivell, s’hi reflecteixen les dades<br />
precises dels elements reals de l’automatisme, per exemple la numeració concreta dels<br />
elements d’entrada i sortida d’un Autòmat. És un GRAFCET TECNOLÒGIC i OPERATIU<br />
del procés.<br />
GRAFCET 1r. NIVELL<br />
0<br />
1<br />
2<br />
polsant Marxa i el cilindre està dins.<br />
Surt Cil. (A)<br />
el cilindre arriba a fora<br />
Entra Cil (A)<br />
el cilindre arriba a dins<br />
GRAFCET 2n. NIVELL<br />
INICI INICI<br />
000.02<br />
100.01<br />
000.01<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 12<br />
0<br />
1<br />
2<br />
000.00 * 000.01<br />
100.00<br />
Existeix un tipus de representació Mixta, en la qual, queden reflectides totes les dades<br />
d’una forma simbòlica i que amb ajuda d’una taula de referències podem saber<br />
perfectament quins elements estem tractant.<br />
GRAFCET MIXT<br />
0<br />
1<br />
2<br />
a1<br />
a0<br />
INICI<br />
M * a0<br />
A+<br />
A-<br />
entrades<br />
M = 000.00<br />
a0 = 000.01<br />
a1 = 000.02<br />
sortides<br />
A+ = 100.00<br />
A- = 100.01
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
11.4. PRINCIPIS FONAMENTALS DEL GRAFCET.<br />
Per tal de tenir una metodologia acurada s’hauran de seguir una sèrie de normes o indicacions<br />
fonamentals:<br />
• El funcionament d’un procés es pot descomposar en etapes, que s’activaran una<br />
darrera l’altra. Per regla general només podrà haver una sola etapa activa.<br />
• Una o més accions es poden associar a cada etapa.<br />
• Poden haver etapes sense cap acció associada, aquestes s’anomenen etapes<br />
d’espera.<br />
• Les accions són efectives quan l’etapa a la qual estan associades està activa.<br />
• Una acció també pot ser condicionada, de forma que, no només depèn de l’etapa a la<br />
que està associada sinó que també depèn d’una condició suplementària indicada<br />
externament a la progressió del Grafcet.<br />
• Les etapes es numeren segons l’ordre en que ha d’evolucionar la seqüència.<br />
• Les condicions de transició indiquen la possibilitat d’evolució entre etapes i s’hi<br />
associarà una condició lògica: and = i = . = * = ⁄<br />
or = o = + = ¤<br />
not = no = a<br />
• En un Grafcet no hi poden haver dues etapes seguides ni dues transicions seguides.<br />
ETAPA + TRANSICIÓ.<br />
• En tot Grafcet existirà una etapa inicial que s’activarà de forma incondicional en posar<br />
en marxa el procés. En una estructura automatitzada pot existir més d’una etapa inicial,<br />
corresponents a diferents Grafcets.<br />
• Una etapa s’activa quan l’etapa anterior o de procedència ho està també i es compleix<br />
la condició de transició.<br />
• Quan s’activa una etapa, es desactivarà l’etapa anterior o de procedència.<br />
• Quan s’ha activat una etapa, aquesta conserva el seu estat encara que es deixi de<br />
complir la condició de transició (element biestable). Aquesta es desactivarà quan<br />
s’activi la següent.<br />
• Una etapa no es pot activar si només es compleix la condició de la transició, és<br />
imprescindible que també estigui activa l’etapa que la precedeix (anterior).<br />
11.5. IMPLEMENTACIÓ DEL GRAFCET (OMRON).<br />
Per tal de poder executar un automatisme (seqüència) representat en un Grafcet, s’haurà de<br />
traduir aquest a un llenguatge que sigui comprensible i en forma d’instruccions de programació.<br />
Encara que el Grafcet es pot implementar en llenguatge de contactes elèctrics i relès<br />
convencionals, en aquest apartat tractarem de la implementació per als Autòmats<br />
Programables. Els paràmetres a tenir en compte seran els següents:<br />
• SET: Activació memoritzada d’una etapa.<br />
• RESET: Desactivació de d’una etapa.<br />
• Per l’estructura del Grafcet, primer realitzarem la programació de les etapes i<br />
transicions (seqüència) i seguidament es programaran les accions.<br />
• El SET d’una etapa depèn sempre de l’etapa anterior i (and) la transició associada.<br />
Seguidament es realitzarà el RESET de l’etapa anterior.<br />
• Cada etapa tindrà assignat un bit de treball:<br />
Etapa 0 = X0 = 16.00<br />
Etapa 1 = X1 = 16.01<br />
Etapa 2 = X2 = 16.02 ... etc.<br />
És important que el número d’etapa coincideixi amb el número del bit. A l’hora<br />
d’ordenar i seguir el Grafcet ajuda molt. Qüestió d’ordre.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 13
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Les accions depenen de les etapes on estan associades, de forma que, quan l’etapa<br />
està activa es realitza l’acció i quan no ho està l’acció tampoc, això vol dir que s’hauran<br />
de programar amb la instrucció bobina (funció igualtat). No és un SET.<br />
• Si hi ha diverses etapes que activen una mateixa acció, s’hauran d’associar els<br />
contactes de les etapes en paral·lel i activar l’acció. L’acció és única i no es pot repetir.<br />
GRAFCET MIXTE<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
M * a0 * b0<br />
a1<br />
b1<br />
b0<br />
a0<br />
INICI<br />
A+<br />
B+<br />
B-<br />
A-<br />
entrades<br />
M = 000.00<br />
a0 = 000.01<br />
a1 = 000.02<br />
b0 = 000.03<br />
b1 = 000.04<br />
DADES<br />
sortides<br />
A+ = 100.00<br />
A- = 100.01<br />
B+ = 100.02<br />
B- = 100.03<br />
etapes<br />
X0 =16.00<br />
X1 = 16.01<br />
X2 = 16.02<br />
X3 = 16.03<br />
X4 = 16.04<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 14<br />
A<br />
B<br />
+<br />
-<br />
+<br />
-<br />
A+B+B-A-<br />
• La etapa inicial s’haurà d’activar per tal de que es pugui activar la primera etapa, ja que<br />
és condició imprescindible, que per tal de que es pugui activar l’etapa 1 (X1), ha d’estar<br />
activa la 0 (X0) i es compleixi la condició de MARXA (M), i els CILINDRES ESTIGUIN A<br />
DINS (a0 i b0).<br />
• Activar l’etapa inicial es pot fer automàticament utilitzant el bit de 1r. SCAN (que tots els<br />
autòmats tenen), és a dir, es fa un SET en l’inici sobre (X0) en el moment que<br />
l’Autòmat es posa a RUN. En l’OMRON P_First_Cycle = 25.315.<br />
IMPLEMENTACIÓ: CX-PROGRAMER OMRON<br />
• Seqüència d’etapes i transicions:<br />
a1<br />
b1<br />
b0<br />
a0
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Accions (activació de les sortides):<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 15
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació pel mètode cablat:<br />
La implementació d’un Grafcet no és exclusiva de la tècnica programada mitjançant PLC’s<br />
utilitzant funcions programables SET / RESET.<br />
De la mateixa forma que es realitza la implementació de forma programada utilitzant bits de<br />
treball com a ETAPES, en la tècnica cablada també es pot realitzar utilitzant relès com a<br />
etapes. Està clar que, moltes vegades, suposarà una gran dificultat realitzar la<br />
implementació, sobretot quan s’hagin de realitzar estructures complexes amb moltes<br />
etapes. Segurament trobarem mètodes (intuïtiu) que simplifiquin molt més els esquemes<br />
cablats, però aquest té l’avantatge que és ordenat i sistemàtic.<br />
La funció SET la podem substituir per la realimentació: un contacte obert en paral·lel amb la<br />
condició d’activació (etapa anterior i transició).<br />
La funció RESET es substitueix per un contacte tancat en sèrie.<br />
La condició inicial de marxa es pot aconseguir verificant que totes les etapes (relès) estan<br />
desactives.<br />
X0<br />
0<br />
X0<br />
X1<br />
X2<br />
X3<br />
X4<br />
0<br />
3<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14<br />
X4<br />
M<br />
ka0 ka0<br />
X1<br />
X0 X1<br />
kb0<br />
X1<br />
X2<br />
X1 X2<br />
9 4 1<br />
6<br />
5 1<br />
7<br />
11 13<br />
Y1 (A+)<br />
X2<br />
X3<br />
X2 X3<br />
X3<br />
ka1 kb1 kb0<br />
+<br />
a0<br />
-<br />
1<br />
3<br />
a0 A<br />
X4<br />
X3 X4<br />
8<br />
9<br />
14<br />
a1<br />
1<br />
5<br />
Y2 (A-)<br />
2<br />
10<br />
12<br />
a1 b0<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 16<br />
1<br />
7<br />
X4<br />
X0<br />
Y3 (B+)<br />
Ka0 Ka1 Kb0<br />
X1 X4 X2<br />
X3<br />
Y1 Y2 Y3 Y4<br />
b0<br />
b1<br />
B b1<br />
Kb1<br />
Y4 (B-)
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
11.6. ESTRUCTURES BÀSIQUES DEL GRAFCET.<br />
El Grafcet pot tenir moltes variants en l’estructura i en aquest punt donarem una idea de les<br />
estructures més usuals<br />
a) Seqüència única:<br />
Aquesta estructura té forma lineal, d’una sola branca, i és la més representativa i comuna<br />
en la tècnica seqüencial purament pneumàtica. Totes les etapes s’activaran una rera l’altra,<br />
després de complir-se la transició que les separa.<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
a1<br />
b1<br />
INICI<br />
A+<br />
B+<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 17<br />
0<br />
1<br />
a1<br />
BIESTABLE MONOESTABLE<br />
INICI<br />
m . a0 . b0 m . a0 . b0<br />
a0<br />
b0<br />
A-<br />
B-<br />
3<br />
b1<br />
a0<br />
A+<br />
2 B+ A+<br />
4<br />
b0<br />
(B-)<br />
Si m= ON A+B+A-B-<br />
• Configuració adreces: Entrades / Sortides / Etapes.<br />
B+ (A-)
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació Grafcet: Etapes i Transicions.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 18
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació ACCIONS ELECTROVÀLVULES BIESTABLES.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 19
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació ACCIONS ELECTROVÀLVULES MONOESTABLES.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 20
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
b) Bifurcació en “o”:<br />
També rep el nom de selecció de seqüència o divergència i convergència en “o” i es<br />
tracta d’una estructura ramificada on només es pot seguir un camí: un camí o l’altre.<br />
1<br />
2<br />
1<br />
2<br />
a1<br />
a0<br />
A+<br />
A-<br />
BIESTABLE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 21<br />
0<br />
10<br />
3<br />
4<br />
7<br />
8<br />
b1<br />
b0<br />
d1<br />
d0<br />
INICI<br />
a0.b0.c0.d0<br />
m1.m2.m3 m1.m2.m3 m1.m2.m3<br />
m1.m2.m3<br />
a1<br />
a0<br />
A+<br />
0<br />
10<br />
3<br />
b1<br />
B+<br />
B-<br />
D+<br />
D-<br />
5<br />
6<br />
5<br />
c1<br />
c0<br />
C+<br />
C-<br />
(A-) 4 (B-) 6 (C-)<br />
7<br />
8<br />
a0.b0.c0.d0<br />
m1.m2.m3<br />
b0<br />
d1<br />
d0<br />
INICI<br />
B+<br />
D+<br />
(D-)<br />
MONOESTABLE<br />
m1.m2.m3<br />
Depenent de l’estat de m1, m2 i m3, es realitzarà una seqüència o una altra, només una<br />
d’elles pot evolucionar, s’han d’enclavar totes les branques per programa:<br />
Si m1=ON; m2=OFF; m3=OFF A+A-D+D-<br />
Si m1=OFF; m2=ON; m3=OFF B+B-D+D-<br />
Si m1=OFF; m2=OFF; m3=ON C+C-D+D-<br />
c1<br />
c0<br />
C+
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Configuració adreces: Entrades / Sortides / Etapes.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 22
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació Grafcet: Etapes i Transicions.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 23
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 24
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 25
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació ACCIONS ELECTROVÀLVULES BIESTABLES.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 26
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació ACCIONS ELECTROVÀLVULES MONOESTABLES.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 27
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
c) Bifurcació en “i”:<br />
També rep el nom de simultaneïtat de seqüència o divergència i convergència en “i” i<br />
es tracta d’una estructura ramificada on el Grafcet o seqüència evoluciona per tots els<br />
camins simultàniament: un camí i l’altre. El Grafcet convergeix quan tots els camins han<br />
arribat a activar la última etapa.<br />
És una de les excepcions on poden existir actives més d’una etapa: diverses etapes<br />
activades simultàniament.<br />
Després de la divergència en “i” totes les etapes inicials: X1, X4 i X7 s’activen.<br />
1<br />
2<br />
3<br />
1<br />
2<br />
3<br />
a1<br />
a0<br />
a1<br />
a0<br />
A+<br />
A-<br />
A+<br />
(A-)<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 28<br />
0<br />
4<br />
5<br />
6<br />
10<br />
11<br />
b1<br />
d1<br />
d0<br />
BIESTABLE<br />
0<br />
4<br />
5<br />
6<br />
10<br />
11<br />
INICI<br />
B-<br />
MONOESTABLE<br />
m .a0.b0.c0.d0<br />
b0<br />
d1<br />
B+<br />
X3 . X6 . X9<br />
b1<br />
b0<br />
D+<br />
D-<br />
INICI<br />
m . a0.b0.c0.d0<br />
(B-)<br />
(D-)<br />
B+<br />
X3 . X6 . X9<br />
Les etapes X3, X6 i X9, són etapes d’espera i quan totes estan actives es compleix la<br />
condició per tal de que el Grafcet evolucioni en la convergència i s’activi l’etapa X10.<br />
Les tres branques evolucionen simultàniament:<br />
A+A-<br />
Si m=ON B+B- D+D-<br />
C+C-<br />
d0<br />
D+<br />
7<br />
8<br />
9<br />
7<br />
8<br />
9<br />
c1<br />
c0<br />
c1<br />
c0<br />
C+<br />
C-<br />
C+<br />
(C-)
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Configuració adreces: Entrades / Sortides / Etapes.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 29
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació Grafcet: Etapes i Transicions.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 30
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 31
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 32
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació ACCIONS ELECTROVÀLVULES BIESTABLES.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 33
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Implementació ACCIONS ELECTROVÀLVULES MONOESTABLES.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 34
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
d) Salt d’etapes:<br />
Es tracta d’una divergència en “o” situada en un tram del Grafcet, que fa que evolucioni<br />
per un altre camí que no té cap etapa, no deixant que passi per unes etapes concretes.<br />
m1 . a1<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
b0<br />
a0<br />
INICI<br />
m . a0.b0<br />
b1<br />
A+<br />
m1 . a1<br />
B+<br />
B-<br />
A-<br />
m1 . a1<br />
BIESTABLE MONOESTABLE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 35<br />
1<br />
2<br />
3<br />
m . a0.b0<br />
m1 . a1<br />
La seqüència canvia quan s’activa m, i en aquest moment es realitza el salt sense passar<br />
per les etapes X2 i X3:<br />
Si m= ON i m1=OFF A+B+B-A-<br />
Si m= ON i m1=ON A+A-<br />
0<br />
4<br />
b1<br />
b0<br />
a0<br />
INICI<br />
A+<br />
B+<br />
A+<br />
(A-)<br />
A+<br />
(B-)
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
e) Bucles:<br />
Mentre que els salts d’etapes són endavant, el bucles són salts enrera, repetint una part<br />
del programa per la qual ja s’ha passat anteriorment mentre no es compleixi la condició que<br />
fa avançar el Grafcet.<br />
m1. b0<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
a0<br />
INICI<br />
m . a0.b0<br />
a1<br />
b1<br />
A+<br />
B+<br />
B-<br />
m1 . b0<br />
A-<br />
m1. b0<br />
BIESTABLE MONOESTABLE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 36<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
a1<br />
b1<br />
INICI<br />
m . a0.b0<br />
A+<br />
B+<br />
m1 . b0<br />
Si m1 està actiu es repeteix el bucle o part del programa X2 i X3. Quan es desactiva m1, el<br />
Grafcet evoluciona cap l’etapa X4 (Biestable) sortint del bucle:<br />
Si m= ON i m1=ON A+B+B-B+B- ... B+B- ... Si m1=OFF ...A-<br />
Si m= ON i m1=OFF A+B+B-A-<br />
4<br />
a0<br />
A+<br />
(A-)<br />
A+<br />
(B-)
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
f) Subrutines:<br />
Molts automatismes poden estar composats per més d’un Grafcet.<br />
Quan hi ha una part de l’automatisme o seqüència que es repeteix moltes vegades, aquesta<br />
part pot estar en un Grafcet independent, subsidiari del Grafcet Principal. D’aquesta forma<br />
es redueix l’estructura del Grafcet Principal fent que en moments determinats, quan així es<br />
requereixi, surti del Grafcet Principal i realitzi la seqüència del Grafcet secundari.<br />
GRAFCET PRINCIPAL<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
X13<br />
b1<br />
X13<br />
INICI<br />
m . a0.b0.c0<br />
a1<br />
a0<br />
X13<br />
b0<br />
A+<br />
SP1<br />
B+<br />
SP1<br />
A-<br />
SP1<br />
B-<br />
BIESTABLE<br />
SUBPROGRAMA = SP1<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
(X2+X4+X6).c0<br />
c1<br />
c0<br />
INICI<br />
C+<br />
C-<br />
X2 . X4 . X6<br />
GRAFCET PRINCIPAL<br />
INICI<br />
MONOESTABLE<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 37<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
m . a0.b0.c0<br />
a1<br />
X13<br />
b1<br />
X13<br />
a0<br />
X13<br />
b0<br />
(B-)<br />
A+<br />
SP1<br />
B+<br />
SP1<br />
SP1<br />
A+<br />
A+<br />
B+ A+<br />
SUBPROGRAMA = SP1<br />
Quan el Grafcet principal evoluciona i arriba a les etapes X2, X4 i X6 salta al subprograma<br />
SP1 executant una part de la seqüència.<br />
(A-)<br />
Si m= ON A+(SP1)B+(SP1)A-(SP1)B- SP1 = C+C-<br />
B+<br />
Si m= ON A+C+C-B+C+C-A-C+C-B-<br />
B+<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
c0<br />
INICI<br />
(X2+X4+X6).c0<br />
c1<br />
C+<br />
(C-)<br />
X2 . X4 . X6
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
11.7. COMANDAMENTS.<br />
En aquest apartat tractarem de donar una pauta sobre alguns comandaments bàsic realitzats<br />
sobre la tècnica de programació per Grafcet, encara que no és una tècnica exacta, ja que cada<br />
aplicació pot tenir un comandament especial i fet a mida.<br />
Estudiarem els següents:<br />
• Cicle Únic.<br />
• Cicle Continu.<br />
• Cicle Pas a Pas.<br />
• Parada d’emergència.<br />
a) Cicle Únic (Mcu): Només s’ha d’efectuar un sol cicle de funcionament, realitzant una<br />
seqüència de moviments complerta sense tornar a començar, encara que es mantingui<br />
polsat el polsador de marxa (Mcu). En aquest cas parlarem de Cicle Únic Forçat.<br />
En aquest circuit es genera un flanc sobre (Kcu) quan entra la primera etapa del Grafcet<br />
Principal s’activa el relè auxiliar (Kx) i aquest a la vegada desactiva el relè de cicle únic<br />
(Kcu). El contacte de (X1) es realimenta ja que aquesta etapa durant la seqüència es<br />
desactiva.<br />
Utilitzant una funció de control de bit (DIFU) genera un flanc de forma que el senyal es<br />
perd encara que es mantingui polsat (Mcu) i no tornarà a generar un altre fins que no es<br />
deixi de prémer i es torni a polsar.<br />
b) Cicle Continu (Mcc) i (Pcc): Existiran dos polsadors de comandament, un de marxa cicle<br />
continu (Mcc) i un altre de parada (Pcc). Quan seleccionem aquest tipus de<br />
comandament, la seqüència s’irà repetint indefinidament fins que es pari, bé amb el<br />
polsador de parada (Pcc) o també pot existir l’opció de parar-la quan es polsi el polsador<br />
de marxa cicle únic (Mcu). En aquest moment la seqüència evolucionarà parant a final de<br />
cicle i no tornant a començar.<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 38
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
c) Cicle Pas a Pas (Mpp): Es pot utilitzar un sol polsador per a seleccionar l’opció de pas a<br />
pas (Mpp), de forma que en polsar-lo es pararà l’opció de cicle continu, si és que està<br />
activada. En aquest moment la seqüència s’aturarà en el pas que estigui, i només serà<br />
possible l’evolució quan es polsi pols a pols el comandament (Mpp), realitzant un sol<br />
moviment en cada pols. Aquesta selecció també s’aturarà en polsar (Mcc) o (Mcu),<br />
acabant la seqüència automàticament si és l’opció de cicle únic la seleccionada o bé<br />
repetint-la quan es tracta de C.C.<br />
d) Parada d’Emergència (PE): Sobre les parades d’emergència es poden fer multituds de<br />
variants, depenent sobretot de l’aplicació i de les seguretats que es vulguin cobrir:<br />
i. Parada d’emergència amb retorn instantani de tots els cilindres a la posició<br />
inicial. En rearmar (PE) s’inicialitza el Grafcet principal.<br />
ii. Parada d’emergència amb aturada de la seqüència i retorn de tots els<br />
cilindres a la posició inicial en rearmar el polsador de parada d’emergència<br />
(PE).<br />
iii. Parada d’emergència amb aturada de la seqüència, i en rearmar (PE) fer<br />
seqüència de retorn a la posició inicial dels cilindres.<br />
Sigui com sigui la parada d’emergència, la seqüència principal ha de quedar aturada<br />
instantàniament posant totes les etapes a zero, i en rearmar el polsador de parada<br />
d’emergència (PE), s’ha d’inicialitzar el Grafcet Principal en acabar la seqüència de parada<br />
d’emergència.<br />
Si no volem que la parada d’emergència actuï mentre la seqüència principal està aturada,<br />
és a dir, està en l’etapa inicial (X0), podem condicionar la primera transició del Grafcet de<br />
Parada d’Emergència de forma que quan estigui en (X0) (PE) no tingui efecte.<br />
100<br />
101<br />
102<br />
PE . X0<br />
A-<br />
PE . a0 . b0<br />
SET: X0<br />
X0 . PE<br />
B-<br />
RSET:<br />
X0... Xn<br />
100<br />
101<br />
102<br />
103<br />
PE . X0<br />
PE<br />
A-<br />
a0 . b0<br />
SET: X0<br />
X0 . PE<br />
RSET:<br />
RSET:<br />
X0... Xn 102<br />
X0... Xn<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 39<br />
B-<br />
100<br />
101<br />
103<br />
104<br />
105<br />
PE . X0<br />
PE<br />
a1 . b1<br />
a0<br />
b0<br />
A-<br />
B-<br />
A+<br />
SET: X0<br />
X0 . PE<br />
B+
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
e) Aplicació sobre el Grafcet Principal:<br />
Les condicions de cicle únic i cicle continu s’aplicaran sobre la transició de la primera<br />
etapa, de forma que en cicle únic no torni a començar, i en cicle continu vagi repetint el<br />
cicle, podent-se seleccionar un o l’altre (Kcu) o (Kcc).<br />
La condició de pas a pas estarà reflectida en cada una de les transicions del Grafcet, de<br />
forma que si no està actiu el relè de pas a pas (Kpp), la seqüència pugui avançar<br />
automàticament i en el moment que s’activa el pas a pas (Kpp), la seqüència s’aturi i<br />
només pugui avançar per l’efecte del flanc de pas a pas (Fpp).<br />
Exemple: A+B+B-A-B+B-<br />
A<br />
B<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
3<br />
4<br />
(Kcu + Kcc + Kpp . Fpp) . a0 . b0 . PE<br />
o també<br />
(Kcu + Kcc ) . (Kpp + Fpp) . a0 . b0 . PE<br />
A+<br />
a1 . PE . (Kpp + Fpp)<br />
B+<br />
b1 . PE . (Kpp + Fpp)<br />
B-<br />
b0 . PE . (Kpp + Fpp)<br />
A-<br />
a0 . PE . (Kpp + Fpp)<br />
b1 . PE . (Kpp + Fpp)<br />
b0<br />
B+<br />
B-<br />
• Cicle Únic (Mcu).<br />
• Cicle Continu (Mcc) i (Pcc).<br />
• Cicle Pas a Pas (Mpp).<br />
• Parada d’Emergència amb seqüència de retorn (PE): (A+B+)A-B-<br />
SEQÜÈNCIA PRINCIPAL<br />
+ a1<br />
-<br />
+<br />
-<br />
b1<br />
b0<br />
a0<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 40<br />
b1<br />
b0<br />
PARADA D'EMERGÈNCIA<br />
+ a1<br />
A<br />
-<br />
+<br />
B<br />
-<br />
b1<br />
a0<br />
b0
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Configuració ENTRADES:<br />
• Configuració SORTIDES:<br />
• Configuració RELÈS AUXILIARS COMANDAMENT:<br />
• Configuració RELÈS ETAPES:<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 41
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Programació Comandament: CU – CC – PP<br />
• Programació Grafcet Principal : X0 ... X6<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 42
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 43
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Programació Accions Cilindres :<br />
• Programació Grafcet Parada d’Emergència: X100 ... X105<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 44
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 45
UNITAT 11 ( EL GRAFCET) ICE - UPC<br />
• Programació Accions Parada d’Emergència: Rset X0...X6<br />
Set X0<br />
ELECTROPNEUMÀTICA – APLICACIONS PRÀCTIQUES 46