25.04.2013 Views

neumatica_electropneumatica

neumatica_electropneumatica

neumatica_electropneumatica

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!