Part III - IPA SA

REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 

69 

Conclusions 

Environment protection and industrial 

security are global problems but they become 

priorities especially for Central and East 

European countries. The concept is an 

innovative but also a global one. 

Environment protection and security are 

analyzed together in as a system that 

contains: permanent analysis, risk analysis, 

pollution flux surveys, and prognosis in risk 

conditions, alarm networks, operative guidekey 

deliver system. 

Bibliography 

[1] Dan Ludvich “ The Hydrogen Sulfide” - 

technical manual 1981 

[2] Gas processors associations - “Plant 

operation test manual C1” 

[3] Gabriel Vladut, M Ionica - “ Analitic 

sensors and systems for environment 

pollution control” ICI Bucharest 1995 

[4] “Railroad Comission of Texas, Gas 

Utilities Division” 

[5] Zadeh, L. (1994). Fuzzy Logic, Neural 

Networks, and Soft Computing. In: 

Communications of the ACM, Vol. 37, pp. 

77-82. 

[6] Gabriel Vladut, Camelia Cojocaru; 

Conferinta Internationala “Progess in 

Criogenics and Izotopes Separation” ICSI, 

17-18.10.2003 Caciulata, Romania: Noi 

metode si sisteme pentru protectia mediului si 

reducerea riscului tehnologic 

[7] Croitoru C, Dumitrescu M., Titescu Gh. - 

Analiza i evaluarea de risc în vederea 

actualizrii planului de urgen la ROMAG, - 

Stabilirea listei evenimentelor de iniiere, 

Contract C-D Nr. 2034/1995 CITON, Act 

aditional nr. 1/1995 1995 

[8] Croitoru C., Pop F. - Programe pentru 

calculul zestrei de hidrogen sulfurat din 

instalaie i pentru calculul emisiei i al 

dispersiei, raport tiinific, 10932/19.08.2004, 

INC-DTCI ICSI Rm. Valcea 

[9] Plan alarm chimic al ROMAG Drobeta, 

1994 ; 2004 

[11] Neuburg H. J., Atherley J. F., Walker L. 

G. - Girdler - Sulfide Process Phisical 

Properties, AECL - 5702, Chalk River, 

Ontario, May 1977 

[10] Ileana Hamburg, Gabriel Vladut, Stefan 

Balanica Real Time Environment monitoring 

Centre IFAC Hong Kong 2001 

[11] Ileana Hamburg, Gabriel Vladut, E- 

Learning and knowledge as components of E- 

business strategies in companies - Bucuresti, 

E-COMM Line, Conferinta Internationala 

2001. 

[12] Gabriel Vladut, Environment on line 

monitoring and distributed computing 

activity, Simpozion METSIM, Bucuresti 

2002 

[13] M. Dobriceanu, Al. Bitoleanu, M. 

Popescu, G. Vldu; - Environment and 

weather factors monitoring system; 7th 

International Conference of Applied and 

Theoretical Electricity - ICATE 2004, 9th 

Symposium of Cryoeletrotechnics and 

Cryogenics – SCC9, Proceedings of Papers, 

October,14 – 15, 2004, Bile Herculane, 

page.488…493, ISBN 973-8043-554-4. 

[14] Serge Monchaud, Gabriel Vladut – 

Problèmes posés et solutions envisagées pour 

le pilotage à distance des systèmes 

automatisés et robotisés – SINTES 2003. 

AR934-13.doc

RRA, Vol. XX, Nr. 3 – 4 pag. 70-76, 2007 Tiprit în România 

Anularea fluctuaiilor cuplului motor cu alternator integrat 

într-un vehicul hibrid electric: realizare i control 

Ing. Alexandru ENACHE 

SC IPA SA Calea Floreasca 169, Bucuresti 

Abstract: Nowadays we have a big problem called polution. For making our life better we have to 

reduce emission of toxic gas in the atmosphere, for doing that most of the car producers have a special 

departament for reserch of electric and hybrid car. For now the car producers briing out for sale just a 

few models of electrical car for testing. The present paper propose a solution to assure a surgeless 

driveing. 

Keywords: hybrid car, motion control, electric car, combustion engine 

INTRODUCERE 

Nevoia de micare i confortul ridicat oferit 

de o main personal, a fcut ca majoritatea 

oamenilor din lume s prefere automobilul 

personal ca mijloc de transport zilnic. 

Creterea numrului de automobile a dus la 

creterea cantitilor de gaze toxice emise în 

atmosfer, ducând la o cretere alarmant a 

nivelului de poluare. Pentru a putea reduce 

nivelul de poluare datorat mainilor, marii 

productori de automobile cerceteaz 

posibilitile tehnice de reducere a 

poluanilor, înlocuind unele funcii ale 

motoarelor clasice cu motoare electrice 

adiionale. 

Descriere Tehnic 

Alternatorul integrat furnizeaz o capacitate 

de generare electric i o economie de 

carburant mai mare pentru autovehiculele cu 

propulsie hibrid. Unitatea cuprinde, de 

obicei, un motor asincron cu orientare dup 

câmp sau un motor cu magnei permaneni 

controlat vectorial. Unitatea este cuplat la 

arborele cotit al motorului, direct sau prin 

itermediul unei curele. Aceste uniti au 

lime de band mare pentru controlul 

cuplului i pot fi folosite pentru anularea 

activ a fluctuaiilor de cuplu datorate 

motoarelor cu combustie intern. 

Modelul prezentat în aceast lucrare este un 

model analitic folositor pentru analiza 

cuplului motor dat de motorul cu combustie 

intern i descrie un sistem de control care 

folosete un observator de fidelitate ridicat 

pentru reacia pozitiv a cuplului i reacia 

rapid a motorului pentru a genera un semnal 

turbulent decuplând comanda de cuplu a 

alternatorului ceea ce duce la anularea 

fluctuaiilor cuplului motor. 

Pentru aceast cercetare s-a folosit un motor 

diesel cu patru cilindri. În figura 1 este 

prezentat o diagram general a motorului, 

ambreiajului i modelul vehiculului, 

presupunând c presiunile celor patru cilindri 

ai motorului ( P1 ( θ ) − P4 

( θ ) ) i cuplul 

alternatorului (M SA ) sunt intrrile iar micarea 

vehiculului este ieirea. Deoarece rotorul 

alternatorului este legat rigid de arborele cotit 

al motorului, cuplul dat de motorul cu 

combustie M ICE i M SA adunate produc cuplul 

total la ax M SHAFT , iar parametrii de micare ai 

alternatorului ( ω si θ ) sunt aceeai cu 

parametrii de micare ai motorului.


71 

Cuplul ambreiajului M CLUTCH asigur 

încrcarea extern a axului, incluzând i masa 

vehiculului transmis prin arcuri i 

amortizoare care modific unghiul relativ de 

deplasare i viteza asupra ambreiajului. 

Frecrile încarc i ele axul, ca i ineria 

rotorului alternatorului împreun cu ineria 

axului. Efectul ineriilor adunate, este 

reprezentat de o valoare constant i de o 

valoare dependent de poziia arborelui. 

Vehiculul este reprezentat doar de ineria 

echivalent J v i valorile standard ale forelor 

de încrcare datorate oselei care se regsesc 

la ieirea ambreiajului prin treptele de vitez 

ale cutiei de vitez. În schema din figura 1 

toat funcionarea motorului cu ardere intern 

a fost înlocuit cu un bloc 

„KINEMATICS”cu intrarea reprezentat de 

cele patru presiuni ale pistoanelor. Scopul 

nostru a fost de a modela un motor cu 

combustie intern cât mai simplu dar care s 

genereze impulsuri pentru presiunea rezultat 

în urma combustiei pentru fiecare din cei 

patru cilindri. O reprezentare simplificat 

pentru micarea pistoanelor i a arborelui 

cotit convertesc impulsurile de presiune 

pentru a indica cuplul, iar o expresie 

matematic a ineriei în funcie de timp (sau 

de poziia arborelui) este folosit pentru a 

reprezenta pistoanele ca o inerie rotativ. 

Aceast schem simplificat s-a folosit pentru 

a minimiza folosirea resurselor unui sistem de 

calcul necesare în cazul folosirii unui 

observator în timp real. 

Neliniaritatea geometriei mecanismului 

pistonlui i a arborelui, cunoscut i ca arbore 

alunector, este prezentat în figura 2. În 

aceast figur este reprezentat un ansamblu 

piston-biel i cilindru, unde θ este unghiul 

de roaie al bielei fa de axa acesteia, r este 

raza arborelui, L este lungimea bielei, x p este 

geometria liniar de deplasare a pistonului iar 

B este diametrul interior al cilindrului. 

Expresia cuplului indicat, M ICE , în funcie de 

poziia (unghiul) arborelui este: 

⎡ ⎛ 

M ICE 

( θ ) = k1 

⎢k2 

⎜1 

+ 

⎣ ⎝ 

unde 

2 

πB 

r sin( θ ) 

k1 

= 

4 

k2 

= P1 

( θ ) + P3 

( θ ) 

k = P ( θ ) + P ( θ ) 

3 

2 

4 

r 

L 

⎞ 

cos( θ ) ⎟ − k 

⎠ 

3 

⎛ 

⎜1 

− 

⎝ 

r 

L 

⎞⎤ 

cos( θ ) ⎟⎥, 

⎠⎦ 

Este foarte important s includem ineria 

variabil în funcie de poziia arborelui în 

modelul dinamic al cuplului la arborele cotit. 

Geometria arborelui alunector ne d dou 

efecte: unul este reprezentat de valoarea 

ineriei care este funcie de unghiul θ i unul 

este reprezenatat de un termen proporional 

cu derivata parial a ineriei i radicalul 

vitezei arborelui cotit. Aceti termeni sunt 

reprezentai de urmtoarele relaii i sunt 

indicai i în schema din figura 1: 

4 

4 

2 mrecr 

2 mrecr 

J ( θ ) = 2mrecr 

+ − 2mrecr 

cos(2θ 

) − cos(4θ 

); 

2L 

2L 

4 

∂J() 

θ 

2 2mrecr 

= 4mrecr 

sin(2θ 

) + sin(2θ 

), 

2 

∂θ 

L 

unde 

m − este masa totala a pistonului si a bielei 

rec 

Pentru a putea face reglaj în timp real dup 

cum am menionat anterior avem nevoie de 

un model simplu dar exact care s calculeze 

presiunea realizat de cilindru. Unda de cuplu 

care este generat de pulsaiile presiunii este 

considerat ca o intrare perturbatoare, de 

aceea este necesar s se gseasc un model 

cât mai exact care s reprezinte i s 

calculeze presiunea fr a se baza pe ecuaii 

complicate. Forma de und a presiunii de 

combustie poate fi exact modelat dac 

presupunem funcionarea mecanismelor 

fundamentale în cilindru, aceasta înseamn s 

obinem presiunea instantanee în cilindru fr 

combustie. Pentru a realiza aceast presiune 

putem aduga presiune motore datorit 

faptului c este uor s se modifice volumul 

cilindrului, când arborele se învârte (fr 

combustie), la o presiune crescut produs de 

combustia carburantului.

72 REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC 

Relaia pentru volumul cilindrului în funcie 

de poziia arborelui i presiunea motoare 

rezultant este: 

2 

πB 

V ( θ ) = Vc 

+ 

4 

P(0) 

P( 

θ ) = 

⎛ V ( θ ) ⎞ 

⎜ 

( Vd 

Vc 

) 

⎟ 

⎝ + ⎠ 

unde 

V ( θ ) 

V 

V 

c 

d 

P( 

θ ) 

P(0) 

2 2 2 

( r + L − r cos( θ ) − L − r sin ( θ )), 

este volumul activ al cilindrului 

este volumul de compensare al cilindrului 

este volumul inlocuit al cilindrului 

este presiunea motoare 

n 

este valoarea medie a presiunilor primite 

n este exponentul 

de extindere izotopica 

Forma de und a presiunii motoare difer 

doar în amplitudine, ca o funcie de vitez a 

motorului. Prin normalizarea acestor forme 

de und, se poate gsi un prototip pentru unda 

de micare p zero (θ ) i un factor de scalare c 1 

care este funcie de viteza N, din datele 

experimentale ale micrii. Componenta 

presiunii în cilindru datorit combustiei este 

foarte greu de determinat din relaii analitice. 

Prin capturarea formelor de und ale presiunii 

în cilindrii unui motor de test din laborator în 

timp ce motorul este alimentat diferit i prin 

analizarea formelor de und ale presiunii 

pentru fiecare cilindru în parte, se obin o 

familie de forme de unde datorit alimentrii 

cu cantiti diferite de combustibil. Dup 

analizarea acestor familii de forme de unde se 

poate realiza un prototip al formei de und la 

aprindere Δ p(θ ) i un factor de scalare c 2 

care este funcie de viteza N i de nivelul de 

combustibil FLVR. Aceste prototipuri de 

forme de und i factori de scalare se pot 

combina pentru a rezulta forma de und a 

presiunii la orice vitez i nivel de alimentare 

cu combustibil: 

p( θ , N, 

FLVR) 

= pzero ( θ ) * c ( N) 

+ Δp( 

θ ) * c2 

( N, 

FLVR) 

+ p0 

( 

1 

N 

) 

În figura 3 este reprezentat schema bloc 

pentru simularea modelului de presiune din 

cilindru, iar în figura 4 sunt comparate 

formele de und msurate experimental cu 

cele obinute prin simulare cu modelul din 

figura 3. 

Figura 3


73 

Figura 4 

Realizarea observerului de cuplu 

Pentru a implementa sistemul de control care 

se bazeaz pe decuplarea atunci când avem 

intrri perturbatoare avem nevoie s msurm 

sau s estimm perturbarea cuplului. Este 

dificil i scump s montm un senzor de 

msurare a cuplului direct pe arborele cotit, 

de aceea vom folosi un estimator performant 

pentru fluctuaiile de cuplu care nu are 

intârzieri deoarece noi dorim control în timp 

real. Strategia de comand este ca alternatorul 

s fie comandat s produc un cuplu invers 

fa de cel dat de motor în cazul perturbrii 

acestuia (dac cuplul este pozitiv, are o 

cretere, alternatorul este comandat s 

produc un cuplu negativ), cuplu care adunat 

cu cel dat de motor s anuleze fluctuaiile 

cuplului total la arbore. În figura 5 este 

prezentat schema bloc a acestui estimator iar 

în figura 6 este o schem detaliat a 

blocurilor coninute de acest estimator. 

Frecvena fundamental a undei de cuplu este 

egal cu turaia motorului împrit la 30. În 

aceast lucrare estimatorul a fost proiectat 

pentru motoare care au turaia cuprins între 

500 i 2500 rpm, sau 17-83 Hz. În orice caz, 

cuplul are o armonic de ordin superior la 

care un estimator liniar nu poate rspunde, de 

aceea exactitatea reglrii în bucla deschis a 

estimatorului bazat pe estimarea presiunii de 

combustie exemplificat anterior este aa de 

important. Dintr-un punct de vedere, 

anularea fluctuaiilor de cuplu este necesar 

mai ales la turaii mici ale motoarelor, caz în 

care ineria rotorului alternatorului nu asigur 

acionare pasiv a volantului (arborelui) i 

caz în care vibraiile rezultante sunt perceptibile 

de ctre ocupanii autovehiculului. Din 

acest motiv estimatoarele sunt proiectate 

pentru o lrgime de band între 10 i 100Hz.


Figura 5 

Figura 6 

Ecuaiile funciilor de transfer pentru estimarea vitezei i cuplului sunt: 

H 

H 

est _ ω 

est _ M 

ˆ( ω s) 

( s) 

= = ω ( s) 

Mˆ 

( s) 

( s) 

= = 

M ( s) 

k 

d 0 p0 

i 

2 

( Jˆ 

+ k ) s + ( bˆ 

+ k ) 

d 0 

s 

Js ˆ + bˆ 

* 

Js + b 

2 

+ k 

k 

s + k 

s 

p0 

2 

0 

s + k 

+ k 

i0 

d 0 p0 

i0 

2 

( Jˆ 

+ k 

0 

) ( ˆ 

d 

s + b + k 

p0 

) s + ki0 

; 

s + k


75 

În figura 7 este reprezentat schema bloc pe 

care s-a fcut testarea, ea cuprinzând toate 

elementele de modelare i de msurare, iar 

rezultatele obinute sunt reprezentate în 

figura 8 pentru dou turaii diferite ale 

motorului. 

Figura 7 

Figura 8


Concluzii 

În aceast lucrare a fost prezentat o metod 

simpl de control activ al unui alternator 

pentru a anula variaia nedorit a cuplului dat 

de un motor cu ardere intern. Aceast 

metod este bazat pe un model flexibil i 

exact, pentru un motor cu combustie, care 

este folositor pentru toate vitezele i 

condiiile de încrcare. Modelul este extins s 

dezvolte un observator capabil s asigure o 

lrgime de band de mare fidelitate pentru 

estimarea vârfurilor de cuplu coninute, care 

pot fi folosite ca intrri perturbatoare pentru 

semnalul de decuplare a alternatorului montat 

pe arborele cotit. 

Rezultatele testelor efectuate arat o 

performa foarte bun pentru estimator cât i 

pentru sistemul de control activ al volantului. 

Trebuie spus c exist i nite limitri 

practice care nu au fost menionate în aceast 

lucrare, cum ar fi faptul c alternatorul 

consum o semnificativ cantitate de energie 

din sursa de tensiune a vehiculului. S-a 

constatat c aceast metod are pierderi 

destul de mari chiar i în cazul în care avem 

cuplu egal cu zero; metoda a fost studiat 

datorit cererii în cretere pentru autovehicule 

cu propulsie hibrid. Dup cum am menionat 

anterior acest metod este foarte bun pentru 

anularea vibraiilor generate de motorul cu 

combustie la turaii mici. 

Bibliografie 

1] D.O. Kisch “Reglarea Vectorial a 

Mainilor de Curent Alternativ” Editura 

ICPE, 1997. 

[2] L. Kreindler, R. Giuclea “Bazele 

Microprocesoarelor” Editura Matrix Rom, 

1998. 

[3] R. Mgureanu - Servomecanisme. Note de 

curs. 

[4] I.F.Soran – Acionri electrice I. Note de 

curs. 

AR934-14.doc

RRA, Vol. XX, Nr. 3 – 4 pag. 77- 82, 2007 Tiprit în România 

SISTEMUL GEOGRAFIC INFORMAIONAL 

ing. Cosmin ENCULESCU 

IPA Bucureti - ecosmin@ipa.ro 

Abstract: Elaboration of plans and documentation for local public administration leads to a large 

amount of information and there exists the risk of analogical perishable support of this information, the 

difficult control of these. It was mobilized important financial resources in order to accomplish the 

cadastral application because exists difficulties in the interpretation and analysis of information, big 

costs with staff that controls the information. So GIS and geographical data bases gained more field and 

constituted the frame work for the realization of the subjects with local administrative concernment. 

Keywords: GIS - Geographical Information System, geographical data bases, digital map of utilities, 

raster model, vectorial model 

1. Introducere 

Sistemul Geografic Informaional are o tot 

mai larg cutare i încearc s rspund 

cerinelor actuale de dezvoltare. 

În domeniul cercetrilor teoretice, cât i în foarte 

multe activiti practice Sistemul Informaional 

Geografic reprezint o tehnic de lucru tot mai 

utilizat. Tehnologia Sistemelor Informaionale 

Geografice poate fi utilizat în diversele 

investigaii tiinifice, în managementul 

resurselor i planificarea dezvoltrilor. În cel 

mai simplu mod spus, un GIS reprezint un 

sistem de calcul capabil s asambleze, s 

pstreze, s manipuleze i s afieze informaii 

geografice specifice. În plus, practicienii 

consider c un GIS include atât personalul 

operant, cât i informaiile care intr în sistem. 

2. Descriere GIS 

Sistemul Geografic Informaional este 

cunoscut sub prescurtarea SIG sau GIS 

(Geographical Information System - GIS). 

GIS reprezint o colecie organizat 

(compus din hardware, software, date 

geografice, personal) destinat achiziiei, 

stocrii (înregistrrii), actualizrii, 

prelucrrii, analizei, afirii informaiilor 

geografice. GIS-ul este un sistem care are 

componente de tip informaional raportate la 

coordonate geografice. GIS este o abreviere 

de la Geographical Information System i este 

o tehnologie bazat pe calculator pentru 

cartografierea i analiza entitilor de pe 

suprafaa terestr. 

O dat geografic / informaie geografic sau 

"georeferit" (georeferenced data) este o 

caracteristic a unui anumit obiect sau 

fenomen din spaiul terestru (denumirea unui 

ora sau numrul sau de locuitori, limitele 

unui jude, înlimea unui vârf de munte, 

traseul unui drum, aria unei parcele, etc.). 

Cu ajutorul calculatorului se realizeaz 

introducerea, stocarea, manipularea i analiza 

componentelor; rezultatul const în vizualizarea 

unor informaii complexe refereniate spaial 

fa de coordonatele geografice reale i în 

posibilitatea efecturii unor analize i corelaii 

de mare complexitate, imposibil de realizat 

eficient cu tehnicile clasice. 

Pentru a putea înelege, analiza i gestiona 

resurse i faciliti un sistem GIS este un 

sistem folosit pentru a modela informaia, 

procesele i structurile, care reflect lumea 

real, inclusiv evenimentele trecute. Un sistem 

GIS poate fi vzut ca sistem de gestiune a unei 

baze de date (care poate fi interogat i 

analizat), care prezint utilizatorului datele


într-un mod interactiv grafic. GIS-ul nu este 

doar un sistem pur hardware, ci este un 

ansamblu constituit din echipamente de 

calcul, programe, persoane, metode i norme 

ce permite procesarea de date i exploatarea 

de hri geo-topografice. 

În ideea GIS-ului ca SGBD, este necesar o 

baz de date adecvat, obinut în urma 

achiziiei de date. 

Alte forme de GIS: programe GIS având 

bazele de date organizate în formate 

proprietare, marea majoritate folosesc - 

pentru interoperabilitate i schimb facil de 

informaii - formate clasice (de la DBF din 

dBASE sau FoxPro pân la sisteme 

relaionale ORACLE, Sybase, Informix, 

Ingres, DB2, MS SQL, Access sau chiar 

Excel). Cele cu adevrat moderne asigur 

acces nelimitat prin standarde de 

conectivitate: ODBC, COM, CORBA, SQL. 

Una din abilitile eseniale ale GIS este 

abilitatea de a produce date grafice atât pe ecran 

cât i pe hârtie, oferind rezultatele analizelor 

oamenilor de decizie care aloc resursele. 

Vizualizarea, i înelegerea rezultatului 

analizelor sau simulrilor unor evenimente 

poteniale este permis prin printare precum i 

producerea de alte date grafice. 

Tehnicile GIS permit combinarea de 

informaii de diferite tipuri (cifre, imagini, 

hri etc.), componente hardware i software, 

toate aflate sub directa coordonare i 

determinare a componentei umane. 

Caracteristici (GIS): 

- informaia este tratat funcie de 

localizarea ei spaial, geografic, în 

teritoriu prin coordonate; 

- componentele grafice, cartografice, 

topologice i tabelare sunt tratate unitar 

într-o baz de date unic i 

neredundant; 

- model complex de date GIS pentru c 

reprezint i interconecteaz atât date 

grafice (hri) cât i date tabelare 

(atribute) - include o colecie de 

operatori spaiali care acioneaz asupra 

unei baze de date spaiale pentru a 

referi geografic informaii reale; 

- sunt utilizate pentru a simula situaii i 

evenimente reale. 

Datele geografice sunt date de ansamblul 

format din: 

- date spaiale (coordonate 

geografice – latitudine, longitudine, 

coordonate carteziene x, y, etc.); 

- date descriptive (date nongrafice - 

atribute) asociate obiectelor/fenomenelor 

geografice (strzi, cldiri, parcele, cmine, 

accidente etc.). 

Baza de date geografice este o colecie de 

date geografice, organizat astfel încât s 

faciliteze stocarea, interogarea, actualizarea, 

afiarea, informaiilor în mod eficient. 

Sursa datelor GIS 

Informatic: 

MSI 

grafic 

vizualizare 

baze de date 

administrare 

securitate 

Aria Aplicaiilor: 

administraie public 

proiectare 

geologie 

exploatare minier 

marketing 

finane 

justiie 

sntate 

mediu 

Informaie Geografica: 

topografie 

geodezie 

cadastru 

analiza spaial


79 

Structura unui GIS 

Baza de date a unui GIS este de fapt o hart 

digital, adic o colecie de date geografice 

organizate într-o form care s fac posibil 

prelucrarea lor de ctre calculatorul 

electronic. 

Elementele care definesc o entitate geografic 

(pentru reprezentarea sub forma numeric): 

Poziia exprimat prin coordonate - aici 

intervin particularitile GIS, care îl 

deosebesc de sistemele CAD care sunt i ele, 

bazate pe coordonate. Într-un GIS, 

coordonatele utilizate sunt fie geografice 

(latitudinea F i longitudinea L), fie plane 

(X,Y) dar deduse din cele geografice prin 

relaii de forma X=fx(F,L) i Y=fy(F,L). 

Funciile fx i fy exprim o anumit 

modalitate de proiecie a obiectelor de pe 

suprafaa curb a Pmântului pe suprafaa 

plan a hârtiei. Aceast modalitate se 

numete proiecie cartografic i reprezint o 

caracteristic definitorie a oricrei hri. 

Atributele - exprimate prin valori numerice, 

textuale sau logice (categorie de sol, denumire, 

înlime, numr de pensionari, etc.). 

Relaiile spaiale - (care sunt relaiile cu 

celelalte entiti geografice din spaiul 

reprezentat) se refer în primul rând la poziia 

relativ a entitii fa de alte obiecte 

caracterizate în baza de date. În cazul hrii 

tradiionale, relaiile respective sunt sesizate 

în mod oarecum incontient de ctre cel care 

efectueaz o analiza geografic, dar într-o 

hart digital trebuie gsit o modalitate de 

exprimare a lor sub o form care s fie 

accesibil programelor de prelucrare, acest 

aspect constituind înc una dintre 

particularitile GIS. 

Timpul - este o componenta important a 

datei geografice, având în vedere dinamica 

specific a spaiului în care trim. 

Stocarea datelor geografice în baza de date 

a unui GIS se realizeaz sub dou modele 

principale: 

Modelul vectorial - se consider c orice 

entitate geografic poate fi reprezentat fie ca 

punct, fie ca linie (sau arc), fie ca suprafa. Prin 

puncte se reprezint fenomene punctuale (de 

exemplu altitudini) sau entiti care sunt prea 

mici pentru a putea fi considerate linii sau 

suprafee (un ora pe o hart la scar mic, sau 

un stâlp pe o hart la scar mare). Liniile sunt 

formate dintr-o mulime ordonat de puncte 

legate între ele i reprezint entiti care teoretic 

nu au lime (de exemplu, limitele 

administrative sau cele dintre categorii diferite 

de sol). Tot prin linii se reprezint acele obiecte 

care sunt prea înguste pentru a putea fi 

considerate suprafee (traseul unei ci ferate pe o 

hart la scar mic). O suprafa (sau poligon) 

este delimitat prin linii i se folosete pentru a 

reprezenta entiti i fenomene pentru care aria 

este semnificativ (teritorii administra-tive, 

lacuri, zone poluate, tipuri de vegetaie, etc.). 

Entitilor geometrice enumerate mai înainte 

(puncte, linii sau suprafee), li se ataeaz mai 

multe atribute definite de utilizator, 

reprezentând caracteristici ale fenomenelor 

sau obiectelor reprezentate. Se constituie în 

acest mod o baz de date relaional. Se 

observ c o asemenea baz de date este 

format din fiiere cu date "geometrice", care 

conin coordonatele entitilor geografice i 

din fiiere de atribute, care conin valorile ce 

caracterizeaz entitile respective. 

Majoritatea pachetelor de programe GIS 

gestioneaz ultima categorie de fiiere cu 

ajutorul unor DBMS-uri "comerciale", ca 

dBase sau ORACLE. 

Modelul raster - împarte teritoriul de 

reprezentat într-o mulime de celule, de 

regul ptrate, având toate aceeai 

dimensiune. Dat fiind un anumit atribut al 

teritoriului reprezentat, de exemplu, 

temperatura medie anual, fiecrei celule i se 

atribuie o valoare care exprim mrimea 

acestei caracteristici în zona acoperit de 

celula respectiv.

80 


Valorile tuturor celulelor sunt aranjate pe linii 

i coloane corespunztoare reelei prin care 

s-a divizat teritoriul, formând astfel o matrice, 

memorat într-un fiier, alturi de alte date 

necesare pentru interpretarea datelor: 

dimensiunea celulei, coordonatele unuia 

dintre colurile matricei, semnificaia 

valorilor, data msurrii, etc. Evident, 

valorile atribuite celulelor pot reprezenta 

coduri. Modelul raster este adecvat pentru 

reproducerea fenomenelor care acoper 

relativ uniform o anumit suprafa (culturi 

agricole, altitudini medii, densitatea 

populaiei, rspândirea unei anumite 

nociviti), în timp ce modelul vectorial este 

practic obligatoriu în cazul reprezentrii 

obiectelor liniare (reele: trasee de conducte i 

cabluri, linii de transport) i punctuale 

(noduri: posturi de transformare, vane, 

porturi, cabane turistice). 

Indiferent de modelul utilizat (vector sau 

raster), datele geografice definitorii pentru 

teritoriul reprezentat sunt organizate în mai 

multe straturi (acoperiri) "tematice" (teritorii 

administrative, hidrografie, ci de 

comunicaie, parcele, categorii de folosin a 

terenurilor, etc.). Fiecare asemenea strat 

constituie în baza de date a sistemului 

informatic geografic o anumit structur de 

fiiere, specific pachetului de programe care 

gestioneaz sistemul i modelul utilizat. 

Harta analogic i harta digital 

Harta analogic, denumit generic hart 

“clasic”, reprezint o imagine convenional 

a terenului (a Pmântului), în care puncte 

(stâlpi de înalt tensiune, copaci, fântâni, 

etc.), linii (drumuri, cursuri de ap, curbe de 

nivel, etc.) i poligoane (cldiri, parcele, zone 

funcionale, etc.) indic poziia i forma 

spaial a obiectelor geografice iar simboluri 

grafice i textele descriu aceste obiecte. 

O astfel de imagine are câteva caracteristici 

importante: 

- este o reprezentare plan a unui 

teritoriu; 

- este o reprezentare micorat a 

terenului; 

- este o reprezentare metric ce permite 

efectuarea de msurtori. 

Aceste msurtori se pot referi la unghiuri, 

distane, arii, coordonate geografice, 

coordonate rectangulare plane. 

Clasificarea general a hrilor: 

- hri topografice - dau o prezentare de 

ansamblu a teritoriului. Hrile 

topografice sunt cele legate de 

procesele topografice, geodezice, 

fotogrammetrice i prezint teme la 

scri mici, elemente de relief, 

hidrologice, aspecte economice, aspecte 

turistice, aspecte climatice; 

- hri geografice - sunt de tipul hri 

murale, hri de navigaie, hri date în 

atlasele geografice. 

Caracterul metric al unei hri (hri 

topografice) este de principii matematice 

bine determinate ce caracterizeaz proieciile 

geografice. 

Pentru o hart analogic modul de realizare a 

acesteia i coninutul ei sunt supuse unor 

reguli stricte, fiind dependente de: 

- suportul pe care se realizeaz i 

constrângerile datorate acestuia; 

- scara viitoarei hri; 

- precizia cerut. 

Harta digital 

Într-un GIS harta reprezint o colecie de 

date (baz de date GIS). Aceast colecie de 

date organizate este numit hart digital. 

Pentru a modela lumea înconjurtoare, GIS 

utilizeaz obiecte i relaii spaiale. Obiectele 

GIS sunt obiecte sau fenomene geografice 

localizate pe / sau în apropierea suprafeei 

Pmântului. Acestea pot fi naturale (râuri, 

relief, vegetaie), construite (drumuri, reele 

edilitare, cldiri, poduri, etc.) sau 

convenionale (frontiere, uniti 

administrative, limite de parcele, etc.). Un 

obiect GIS se caracterizeaz printr-o poziie 

i o form în spaiul geografic i printr-o serie 

de atribute descriptive. Relaiile spaiale 

dintre obiecte (vecintate, interconexiune, 

continuitate, inciden, etc.) ajut la 

înelegerea situaiilor i luarea deciziilor.


81 

Harta este de asemenea o reprezentare 

grafic a unei poriuni din suprafaa 

Pmântului în care puncte (stâlpi de înalt 

tensiune, copaci, fântâni, locul unor 

evenimente/fenomene etc.), linii (drumuri, 

cursuri de ap, curbe de nivel, etc.) i 

poligoane (cldiri, parcele, zone funcionale, 

etc.) indic poziia i forma spaial a 

obiectelor geografice iar simboluri grafice i 

texte descriu aceste obiecte. Relaiile spaiale 

dintre obiectele geografice sunt implicit 

reprezentate i trebuiesc interpretate de ctre 

cel cruia i se adreseaz harta. 

3. Aplicaii GIS 

Sistemele informatice geografice (GIS) se 

fac utile în orice domeniu de activitate bazat 

pe informaiile spaiale: 

Cadastru 

- cadastru imobiliar, 

- cadastru edilitar 

(inventarierea reelelor de ap, 

gaze, termoficare, telefonie, 

etc..) 

- cadastru geotehnic, etc.. 

Agricultur i pedologie 

cartare pedologic 

Silvicultur i îmbuntiri 

funciare - cadastru silvic, 

- supravegherea strii de 

sntate a pdurilor, etc.. 

Geologie inventarierea i 

supravegherea zcmintelor, 

etc... 

Petrol i gaze 

- Inventarierea i 

supravegherea zcmintelor 

Transporturi 

- optimizri trasee transport ; 

- cadastru de specialitate (ci 

ferate, drumuri, etc..). 

Protecia mediului 

- analiza zonelor afectate de diferii poluani (chimici, sonori, fizici, etc.) 

Comert 

- amplasarea optima a magazinelor functie de acces auto, concuren, 

consumatori; 

- gestionarea stocurilor; 

Cartografie 

- realizarea i actualizarea de hri i planuri topografice, 

- realizarea i actualizarea de hri tematice, etc.. 

Politica 

- studii diverse (interaciuni, zone de influen, etc.) 

Urbanism, sistematizare teritorial i Administraie local 

- stabilirea amplasrii optime a noilor obiective (înzestrri edilitare, 

cartiere de locuine, obiective industriale, obiective social-culturale, etc.) 

- spaiu locativ 

- arondri pe diverse criterii 

- studii de urbanism 

- acordarea permiselor de construcie/demolare 

- inventarierea folosinei terenurilor 

- registrul populaiei 

- organizarea colectrii i depozitrii deeurilor menajere 

Câteva clase consacrate de produse GIS: 

- produse Expert GIS; 

- produse ArcGIS; 

- produse Arc View; 

- produse Desktop GIS; 

- produse GeoEngineering; 

- produse Web GIS; 

- produse AM/FM; 

- produse DBMSs. 

4. Avantajele i riscurile utilizrii 

Sistemului Informatic Geografic 

Avantaje: 

• Datele sunt mult mai bine organizate, 

• Eliminarea redundantelor în stocarea 

datelor, 

• Facilitatea actualizrilor, 

• Analize, statistici, cutri mult mai uoare 

• Utilizatorii sunt mai productivi 

Riscuri: 

• Complexitate 

• Costuri ridicate 

• Modificrile din teren 

• Dificulti în formarea de personal

82 


5. Concluzii 

Un sistem GIS poate rspunde pe deplin 

cerinelor întreprinztorilor i organizaiilor 

care se confrunt cu probleme de analiza de 

dezvoltare i implementare, de trafic i 

distribuie, de deservire zonal i gestionare a 

informaiei spaiale. În contextul actual, 

folosirea unui mare volum de informaii face 

necesar realizarea unui mod de gestionare a 

acestora cât mai atent elaborat, adaptat în 

totalitate structurii datelor cu care se lucreaz. 

Astfel, în domeniul gestionrii reelelor de 

utiliti publice, informaiile cu care se 

lucreaz pot fi încadrate în dou categorii: 

informaii spaiale i informaii de natur 

descriptiv, calitativ. Aceste tipuri de date 

pot fi integrate în acelai sistem de gestionare 

a informaiei, prin crearea unui Sistem 

Informaional Geografic (GIS). 

Referine 

[1] Bdu, M.: GIS: Fundamente practice, 

Editura Albastr, Cluj Napoca, 2004 

[2] George Dimitriu, Sisteme informatice 

geografice GIS, Editura Albastr 

[3] Ioni, A. & col.: Recomandri de 

integrare a bazelor de date geografice de 

referina", ICI, 1996. 

[4] Ioni, A., C. Varcalin, O. Truic, E. 

Moise: Dicionar GIS, editura ICI, noiembrie, 

1997. 

[5] GIS o privire general – articol de 

Constantin Svulescu 

[6] Wadsworth R., Treweek J.: GIS for 

Ecology: An Introduction. Prentice Hall 

Publising House, 1998 

[7] www.acada.ro 

[8] www.geo-strategies.com 

[9] www.logis.ro 

AR934-15.doc

RRA, Vol. XX, Nr. 3 - 4 pag. 83-97, 2007 Tiprit în România 

Robotul cartezian cu comand electro-pneumatic, PD5NT 

ing. Luigi Gabriel CERBAN 

SC IPA SA Bucuresti, luigi@ipa.ro 

Abstract: The present article presents a pneumatic robot, PD5NT. The pneumatic robots are used in 

the industrial applications for movements (pick and place) of objects with limited weights and 

dimensions, but with high cadence. 

Keywords: Cartesian robot, automation and control of process, logical diagram, state diagram, 

controller logic programmable. 

Generaliti 

Roboii pneumatici sunt folositi în industrie 

pentru deplasri (pick and place) de obiecte 

specifice, cu dimensiuni i greuti limitate 

dar cu caden mare de lucru. 

PD5NT este un robot didactic modular cu 5 

axe realizat pe o structur mobil (crucior) 

cu aprtori de protecie. 

Miscarile sunt obtinute cu ajutorul unor 

cilindri pneumatici comandati prin 

electrovalve on-off , permitand atingerea a 8 

pozitii, ridicarea si coborarea, deschiderea si 

inchiderea clestelui. 

Utilizarea de componente industriale ce 

opereaz cu aer lubrifiat permite obinerea 

unei precizii ridicate. 

Robotul este programat cu ajutorul unui PLC, 

de exemplu PLC-ul Didacta CP30D/C dotat 

cu interfa pentru un PC IBM sau 

compatibil. 

Sistemul de baz include: 

• Structura mobil (crucior) de susinere, cu 

aprtori de protecie i lampa de semnalizare 

a micrii; 

• Grup actuator, compus din urmtoarele 

module: 

• MLX Modul linear pentru axa de 

translaie X 

• MLY Modul linear pentru axa de 

translaie Y 

• ME Modul linear pentru axa de 

elevaie Z 

• MR Modul rotativ 180° 

• MPm Modul deschidere/închidere 

clete 

• Unitate de comand electropneumatic UCP 

compus din: 

• 8 electrovalve bistabile 4/2 cu 

detector electric cu proximitate pentru 

sfârit curs i butoane de comand 

direct înainte i înapoi pentru axele 

X,Y,Z i rotaie; 

• 2 electrovalve bistabile 4/2 aservite de 

o celul logic NOT i butoane de 

comand direct înainte i înapoi 

pentru clete;

84 


• Întreruptor de urgen cu cheie; 

• Intrri pentru comand electric pentru 

fiecare ax, prin intermediul PLC; 

• Ieiri de 24V CC pentru comanda 

electric direct pentru fiecare ax; 

• Indicator (bec) prezen alimentare 

pneumatic; 

• Indicator (bec) prezen alimentare 

electric 24V CC; 

• 10 indicatori cu LED început i sfârit 

curs axe; 

• 10 indicatori cu LED excitaie bobine 

electrovalve. 

Sistemul prevede urmtoarele module 

opionale: 

• Controler Logic Programabil 

CP30D/C, dotat cu 16 intrri, 16 

ieiri, 1 kB RAM, tastatur de 

programare, cartu de memorie 

extractibil, interfa RS232 pentru 

Personal Computer; 

• Tastatura pentru programarea de la 

distan a PLC-ului; 

• Software pentru gestionarea 

experimentelor PD5NT cu CP30D/C 

i PC-ul. 

Aplicaii 

Robotul PD5NT se poate folosi pentru 

urmtoarele aplicaii: 

• Simulare operaii de încrcare i descrcare 

piese pentru maini unelte, maini de reglare 

i msurare, maini de selecie piese, etc.; 

• Programare de cicluri complexe cu ajutorul 

PLC-ului i a Personal Computer-ului; 

• Studiul i caraterizarea componentelor; 

• Operaiuni de întreinere, montare i 

demontare a componentelor. 

Caracteristici tehnice 

• Presiune de lucru: 3 ÷ 8 bar 

• Greutate maxim manipulat: 1.5 kg 

• Precizie de poziionare: ± 0.15 mm 

• Dimensiuni: 1120 x 850 x 1360h mm 

• Greutate: 100 kg 

Cerine de alimentare 

• Alimentare energie electric: 220/240 V CA 

50/60 Hz 

• Alimentare pneumatic: 6 bar


85 

Robotul PD5NT 

CUPLE CINEMATICE 

LIMITATORI 

DEPL REV CITIRE CAPT 

CURSA 

A-Griper A + A - A 0 a 1 

B-Cupla de rotaie dup axa z B + B - B 0 b 1 

C- Cupla de translaie dup axa z C + C - C 0 c 1 

D- Cupla de translaie dup axa x D + D - D 0 d 1 

E- Cupla de translaie dup axa y E + E - E 0 e 1 

Schema cinematic a manipulatorului robotic PD5NT este urmtoarea: 

E + e 1 e e 0 E - 

D - d 0 

z 

D + d 1 

d 

B + B - c 0 C - 

b 1 b 0 c 

c 1 C + 

y 

x A + A - 

a 1 a a 0 

+ b - - - 

d c 

+ e - + + 

Prezentm în continuare o aplicaie de 

utilizare a robotului PD5NT: 

Manipulatorul robotic trebuie s realizeze 

secvena 1 de micare. Apoi, în funcie de 

decizia extern x, va realiza fie micarea 2, 

fie micarea 3. 

2 sau 

1 

3 

Dup relizarea micrii 1 se va realiza de trei 

ori micarea 2, dup care, de dou ori 

micarea 3. Dup executarea micrii 3 se va 

implementa o temporizare de 2 secunde. 

Se implementeaz structura de conducere a 

manipulatorului robotic utilizând: 

• o structur cablat 

• o structur ROM 

• o structur AMI 

un automat programabil. În acest caz condiia 

x este dat de un numrtor. 

Se va realiza implementarea utilizând: 

diagrame de stri

86 


Organigrama de stri pentru exemplul rezentat anterior este urmtoarea: 

0 

e 0 

10 E - 

20 E - 

1 C + 

0 

0 

e 0 

c 1 

1 

1 

1 

1 

d 0 

0 

0 18 D + 

d 0 

0 

c 0 

1 

0 

1 

d 1 

29 E + 

1 

11 C + 

21 C + 

2 A + 

0 

0 

c c 1 1 

0 

a 1 

1 

1 

1 

3 

12 A + 

22 A + 

C - 

0 

0 

a a1 

1 

0 

c 

1 

0 

1 

1 

4 E+ 

13 C - 

23 C - 

0 

0 

c 0 

0 

c 0 

e 1 1 

1 

1 

24 E - 

5 

14 E + 

C + 

0 

e e 0 

0 

1 

c 1 1 

1 

0 

1 

15 C + 

25 D + 

6 A - 

0 

c 0 

1 

0 

d 1 

a 0 

1 

1 

0 

0 

0 

a 0 c 1 

c 0 

1 

1 

1 

1 

7 C - 

16 A - 

26 C + 

8 __ 

17 C - 

27 A - 

0 

0 

0 

x 

1 

c 0 

a 0 

1 

1 

9 D - 

19 D- 

28 C - 

0 

1 

e 1


87 

Organigrama de stri descrie urmtoarele micri ale robotului: 

Stare Cod Descriere micare executat 

1 C + Braul robotic se apropie de pies 

2 A + Închide gripperul i prinde piesa 

3 C - Braul se ridic 

4 E + Efectueaz o deplasare la stanga 


6 A - Prin deschiderea gripperului este eliberat piesa 


8 Se ateapt decizia 

9 D - Braul realizeaz o deplasare înapoi 

10 E - Efectueaz o deplasare la dreapta 




14 E + Efectueaz o deplasare la stanga 




18 D + Bratul efectueaza o deplasare inainte 

19 D - Efectueaz o deplasare înapoi revenind în poziia iniial 


21 C + Braul coboar 




25 D + Bratul efectueaza o deplasare inainte 

26 C + Braul coboar 



29 E + Efectueaz o deplasare la stanga

88 


STRUCTURA CABLAT 

Procedura de implementare: 

1. Se identific toate secvenele funcionale 

ale sistemului (o secven funcional este 

o succesiune de stri în care variabila de 

ieire se pstreaz constant). 

2. Fie s 1 , s 2 ,…, s n succesiunea secvenelor. 

Pentru fiecare secven s i se construiete 

urmtoarea instruciune logic care 

reprezint evoluia sistemului: 

s i ) → ((s 1 ×f 1 )+(s 2 ×f 2 )+…+(s n ×f n )), 

unde f 1 ,f 2 ,…,f n reprezint ansamblul 

deciziilor ce asigur comutarea dintr-o 

decizie în alta. Aceste f i pot fi simple 

mrimi de intrare sau pot fi condiii 

decizionale complexe. Identificarea lor 

trebuie s respecte urmtoarea condiie: 

n 

U f i =1 , f i ∩ f j =0; i ≠ j. 

i= 

1 

3. Se asocieaz fiecrei secvene s i o celul 

de memorie, de obicei un bistabil de tipul 

D. Se construiete în jurul acestei 

secvene logica de comutare a secvenei. 

4. Se identific mrimile de ieire ca mrimi 

asociate direct secvenelor: Z i ← s i . 

5. Se asambleaz toate elementele 

identificate în etapele precedente într-o 

configuraie de circuit dorit. 

1) → ((c 1 ×1)+(c 1 ×2)) 

C + ← 1 

2) → ((a 1 ×2)+(a 1 ×3)) 

A + ← 1 

3) → ((c 0 ×3)+(c 0 ×4)) 

C - ← 1 

4) → ((e 1 ×4)+(e 1 ×5)) 

E + ← 1 

5) → ((c 1 ×5)+(c 1 ×6)) 

C + ← 1 

6) → ((a 0 ×6)+(a 0 ×7)) 

A - ← 1 

7) → ((c 0 ×7)+(c 0 ×8)) 

C - ← 1 

8) → ((x ×9)+(x×19)) 

9) → ((d 0 ×9)+(d 0 ×10)) 

D - ← 1 

10) → ((e 0 ×10)+(e 0 ×11)) 

E - ← 1 

11) → ((c 1 ×11)+(c 1 ×12)) 

C + ← 1 

12) → ((a 1 ×12)+(a 1 ×13)) 

A + ← 1 

13) → ((c 0 ×13)+(c 0 ×14)) 

C - ← 1 

14) → ((e 1 ×14)+(e 1 ×15)) 

E + ← 1 

15) → ((c 1 ×15)+(c 1 ×16)) 

C + ← 1 

16) → ((a 0 ×16)+(a 0 ×17)) 

A - ← 1 

17) → ((c 0 ×17)+(c 0 ×18)) 

C - ← 1 

18) → ((d 1 ×18)+(d 1 ×8)) 

D + ← 1 

19) → ((d 0 ×19)+(d 0 ×20)) 

D - ← 1 

20) → ((e 0 ×20)+(e 0 ×21)) 

E - ← 1 

21) → ((c 1 ×21)+(c 1 ×22)) 

C + ← 1 

22) → ((a1 ×22)+(a 1 ×23)) 

A + ← 1 

23) → ((c 0 ×23)+(c0x 24)) 

C - ← 1 

24) → ((e 0 ×24)+(e 0 ×25)) 

E - ← 1 

25) → ((d 1 ×25)+(d 1 ×26)) 

D + ← 1 

26) → ((c 1 ×26)+(c 1 ×27)) 

C + ← 1 

27) → ((a 0 ×27)+(a 0 ×28)) 

A - ← 1 

28) → ((c 0 ×28)+(c 0 ×29)) 

C - ← 1 

29) → ((e 1 ×29)+(e 1 ×8)) 

E + ← 1


89 

Structura de conducere a manipulatorului robotic utilizând o structur cablat este urmtoarea:

90 


STRUCTURA ROM 


1. Se construiete organigrama de stri i se 

identific intrrile, strile i ieirile. 

2. Se codific prin variabile strile, intrrile 

i ieirile. 

3. Se dimensioneaz necesarul hardwere: 

ROM G : ROM (2 s ×(v+2s+p)), unde 

s – numrul de variabile de stare 

v – dimensiunea vectorului de test (IT) 

2s – dimensiunea vectorului de stare 

urmtoare (IY) 

p – dimensiunea vectorului de ieire (IZ) 

D 1 : DECOD (s) 

D 2 : DECOD (p) 

MUX 1 : MUX (v,1) 

MUX 2 : MUX (1,s) 

RR : REG (s) 

4. Se înscrie informaia din organigrama de 

stri în ROM G. 

5. Se cupleaz toate componentele într-o 

arhitectur de tipul II. 

Particularitile acestei arhitecturi sunt: 

a) ROM G–ul primete ca vector de 

adres codul strii automatului. 

b) Ieirea ROM G –ului este un vector 

DATA OUT având câmpurile 

IT,IYF,IYA,IZ. 

c) Informaia ROM G –ului e procesat 

în circuitul de ieire i anume: 

- MUX 1 – multiplexor scalar care 

primete ca adres informaia de test (IT), 

pe baza creia selecteaz o anumit 

intrare, activ în starea respectiv. Ieirea 

MUX 1 este o variabil scalar . 

- MUX 2 – multiplexor vectorial ce 

selecteaz fie codul strii false, fie al 

celei adevarate, în funcie de adresa 

aplicat. 

- D 2 – decodificatorul de ieire care 

decodific combinaia asociat 

informaiei de ieire. 

- RR – registru de reacie pe s bii ce 

realizeaz sincronizarea evoluiei printrun 

tact extern.


91 

Stri 

Cod 

1 00000 

2 00001 

3 00010 

4 00011 

5 00100 

6 00101 

7 00110 

8 00111 

9 01000 

10 01001 

11 01010 

12 01011 

13 01100 

14 01101 

15 01110 

16 01111 

17 10000 

18 10001 

19 10010 

20 10011 

21 10100 

22 10101 

23 10110 

24 10111 

25 11000 

26 11001 

27 11010 

28 11011 

29 11100 

Intrri 

Cod 

a 0 0000 

a 1 0001 

b 0 0010 

b 1 0011 

c 0 0100 

c 1 0101 

d 0 0110 

d 1 0111 

e 0 1000 

e 1 1001 

x 1010 

Ieiri 

Cod 

A - 0000 

A + 0001 

B - 0010 

B + 0011 

C - 0100 

C + 0101 

D - 0110 

D + 0111 

E - 1000 

E + 1001 

1010 

s = 5 , v = 4 , p = 4 

ROM G : ROM (2 5 ×(4+2*5+4)) 

ROM (32×18) 

ROM(576) 

D 1 : DECOD (5) 

D 2 : DECOD (4) 

MUX 1 : MUX (4,1) 

MUX 2 : MUX (1,5) 

RR : REG (s)

92 


STRUCTURA AMI 2 

În configuraia AMI 2 sistemul funcioneaz 

pe urmtoarele instruciuni: 

MEMORIE OPCOD FLAG FUNCIE 

HIC 000 

HBC 001 

IUC 010 

BUC 011 

IBC 100 

0 

1 

0 

1 

0 

1 

0 

1 

0 

1 

AU ← AP 

AU ← AP+1 

AU ← AP 

AU ← ADR. 

BRANCH 

AU ← AP+1 

AU ← ADR. 

BRANCH 

AU ← AP+1 

AU ← ADR. 

BRANCH 


1. Se construiete organigrama de stri a 

automatului. 

2. Se codific strile automatului astfel încât 

evoluia pe orgranigram s poat fi 

definit prin una din cele 5 instruciuni. 

Dac apar anumite conflicte în codificare 

se introduc strri sau intrri suplimentare. 

3. Se codific corespunztor intrrile i 

ieirile. 

4. Se construiete tabela de înscriere a 

informaiei în ROM. Ea cuprinde pentru 

fiecare cuvânt de adres tipul de 

instruciune utilizat. 

5. Se înscrie informaia în memorie,se 

cupleaz intrrile i ieirile i se aranjeaz 

într-o configuraie de tipul AMI 2.


93 

Particularitile acestei arhitecturi sunt: 

Evoluia automatului este preluat de un 

controler. Acesta genereaz starea urmtoare 

pe baza codului de operare (OPCOD) i pe 

baza unei condiii generale de intrare 

(variabila FLAG). FLAG se obine printr-un 

multiplexor a crui adres e selectat printrunul 

din câmpurile memoriei. 

Arhitectura general este pe 4 bii, exceptând 

câmpul de operare care este pe 3 bii. 

DATA OUT 

3b 4b 4b 4b 

OPCOD ADR.MUX ADR. OUT PUT

94 


Cod 

Intrri 

a 0 0000 

a 1 0001 

b 0 0010 

b 1 0011 

c 0 0100 

c 1 0101 

d 0 0110 

d 1 0111 

e 0 1000 

e 1 1001 

x 1010 

Ieiri 

Cod 

A - 0000 

A + 0001 

B - 0010 

B + 0011 

C - 0100 

C + 0101 

D - 0110 

D + 0111 

E - 1000 

E + 1001 

------ 1010 

Tabela de înscriere a informaiei în ROM: 

INSTRUCIUNE STARE OPCOD ADR.MUX ADR.BRANCH OUT PUT 

HIC , c 1 , C + 00000 000 0101 xxxxx 0101 

HIC , a 1 , A + 00001 000 0001 xxxxx 0001 

HIC , c 0 , C - 00010 000 0100 xxxxx 0100 

HIC , e 1 , E + 00011 000 1001 xxxxx 1001 

HIC , c 1 , C + 00100 000 0101 xxxxx 0101 

HIC , a 0 , A - 00101 000 0000 xxxxx 0000 

HIC , c 0 , C - 00110 000 0100 xxxxx 0100 

IBC , x , 19 , 00111 100 1010 10010 1010 

HIC , d 0 , D - 01000 000 0110 Xxxxx 0110 

HIC , e 0 , E - 01001 000 1000 Xxxxx 1000 

HIC , c 1 , C + 01010 000 0101 Xxxxx 0101 

HIC , a 1 , A+ 01011 000 0001 Xxxxx 0001 

HIC , c 0 , C - 01100 000 0100 Xxxxx 0100 

HIC , e 1 , E + 01101 000 1001 Xxxxx 1001 

HIC , c 1 , C + 01110 000 0101 Xxxxx 0101 

HIC , a 0 , A - 01111 000 0000 Xxxxx 0000 

HIC , c 0 , C - 10000 000 0100 Xxxxx 0100 

HBC , d 1 ,8 , D + 10000 001 0111 00000 0111 

HIC , d 0 , D = 10010 000 0110 Xxxxx 0110 

HIC , e 0 , E - 10011 000 1000 Xxxxx 1000 

HIC , c 1 , C + 10100 000 0101 Xxxxx 0101 

HIC , a1 , A - 10101 000 0001 Xxxxx 0001 

HIC , e 0 , E - 10110 000 1000 Xxxxx 1000 

HIC , d 1 , D + 10111 000 0111 Xxxxx 0111 

HIC , c 1 , C + 11000 000 0101 Xxxxx 0101 

HIC , a 0 , A - 11010 000 0000 Xxxxx 0000 

HIC , c 0 , C - 11011 000 0100 Xxxxx 0100 

HBC , e 1 , 8 , E+ 11100 001 1001 00000 1001


95 

AUTOMATUL PROGRAMABIL 


1. Se determin graful de stri asociat 

procesului. 

2. Se identific variabilele de stare intrareieire. 

3. Se aloc variabilele automatului pentru 

acoperirea variabilelor procesului. 

4. Se realizeaz programul de conducere 

astfel: 

4.1. Se implementeaz programul de 

iniializare. 

4.2. Se implementeaz fiecare stare. 

4.3. Se simuleaz toate traseele logice 

derivate din strile grafului. 

Pentru fiecare stare din graf se rezerv, în 

automat, o locaie de memorie (variabilele 

400,401,…,407,410,…). 

O stare este activ dac locaia din memorie 

alocat are valoarea logic 1. Implementatea 

unei stri implic încrcarea variabilei alocate 

strii respective, aducerea la valoarea logica 1 

a tuturor mrimilor de ieire generate în 

starea respectiv i anularea tuturor strilor 

care o preced i a ieirilor acestora.

96 

REVISTA ROMÂN DE AUTOMATIC


97 

Bibliografie 

http://www.didacta.it/relazioni/CE_PD5NT_I.pdf 

http://robotics.ucv.ro/ap/index.php 

AR934-16.doc

RRA, Vol. XX, Nr. 3 – 4 pag. 98-107, 2007 

Tipărit în România 

Proiectarea supervizorului staţiei de pompare ape uzate Cluj-Napoca 

bazat pe Reţele Petri 

Cristina ŞCHIAU 

Institute of Research and Development for Automation Subsidiary Cluj 

Magdalena CADIŞ 


Szabolcs BALOGH 


Alexandru ENACHE 

Institute of Research and Development for Automation 

Sergiu BUZDUGAN 

Staţia de pompare ape uzate Cluj-Napoca 

Abstract: Used waters arrived in the cleaning station are undergoing through a succesion of 

constructions and installations, in order to be cleaned. The pumps from the pumping station are playing 

an important role in the technological process of cleaning spent water, by pumping the used water from 

the suction reservoir into the distribution one. These are functioning in number of 3 or 4, and there is also 

a spare one. 

The pumping depth is hp = - 4,95 m, the pumps entering in function mode, one by one, in case of contact 

with each level sensor, mounted on one of the reservoid walls, at certain distance one from the other. 

This paper presents the design of the used water pumping station supervisor, based on Petri Networks. 

Keywords: supervisor, Petri Nets, pumping station, spent water. 

1. Date generale privind precesul 

tehnologic de epurare a apelor uzate 

Cluj-Napoca 

Staţia de Epurare a oraşului Cluj-Napoca este 

amplasată pe malul stâng al râului Someşul 

Mic în aval de municipiul Cluj-Napoca şi a 

fost dimensionată pentru un debit de 2170 l/s. 

Apele uzate ajunse în staţia de epurare trec 

printr-o succesiune de construcţii şi instalaţii 

în scopul curăţirii şi în final ajung în râul 

Someşul Mic care constituie emisarul 

canalizării municipiului Cluj-Napoca. 

Colectorul de acces în staţia de epurare s-a 

considerat pe tronsonul cuprins între 

deversorul existent, având o lungime de 1780 

m şi este racordat la canalizare prin 

intermediul unui deversor. 

Această construcţie permite deversarea apelor 

meteorice în timpul ploilor, către staţia de 

epurare va pleca numai debitul egal cu 2 x 

Q maxim orar . Subtraversarea râului Someş se 

realizează prin trei conducte de oţel Dn = 

1000 mm înglobate într-un manşon de beton. 

Adâncimea medie a săpăturii pentru colectorul 

de acces este cuprinsă între 2,5 – 3 m. Panta 

generală a colectorului este de 0,01%.

REVISTA ROMÂNĂ DE AUTOMATICĂ 

99 

Colectorul clopot s-a prevăzut cu un radier 

din beton monolit şi o boltă prefabricată din 

beton armat. 

Colectorul a fost dimensionat pentru debitul 

corespunzător etapei finale şi anume: 

- 5900 l/s pe porţiunea iniţială, colector 

clopot 2800/1770 mm şi 

- 8000 l/s pe porţiunea finală, colector 

clopot 3200/2030 mm 

La intrarea în staţie s-a prevăzut un cămin de 

avarie C.R. 1 în care s-a montat o stavilă care 

blochează canalul de avarii. 

♦ Procesul tehnologic de epurare al 

apelor uzate orăşeneşti cuprinde 

următoarele faze: 

Epurarea mecanică a apelor uzate 

■ Reţinerea corpurilor şi suspensiilor 

grosiere 

■ Separarea nisipului şi a grăsimilor 

■ Distribuirea apei prin pompare spre 

decantoarele primare 

■ Măsurarea debitului de apă uzată 

intrată 

■ Decantarea primară 

Epurarea biologică a apelor uzate 

■ Denitrificarea, eliminarea compuşilor 

cu carbon şi nitrificarea 

■ Aerarea apei 

■ Decantarea apei aerate 

■ Recircularea nămolului activ în 

bazinele de aerare 

■ Evacuarea nămolului activ în exces 

din sistemul de epurare biologică 

■ Măsurarea debitului de apă epurată 

evacuată în emisar 

Tratarea nămolurilor 

■ Concentrarea gravitaţională a 

nămolului activ în exces şi a 

nămolului primar 

■ Pomparea nămolul îngroşat în 

metantancuri 

■ Fermentarea şi stabilizarea 

nămolului în metantancuri 

■ Îngroşarea nămolului fermentat 

■ Deshidratarea nămolului fermentat 

■ Captarea gazului de fermentare 

■ 

■ 

Valorificarea gazelor de fermentare 

Evacuarea şi depozitarea nămolului 

deshidratat 

Figura 1 prezintă schema fluxului apei uzate, 

nămolului şi biogazului în procesul 

tehnologic de epurare al apelor uzate 

orăşeneşti. 

Figura 1 Schema fluxului apei uzate, nămolului şi biogazului

100 REVISTA ROMÂNĂ DE AUTOMATICĂ 

♦ Sisteme cu evenimente discrete 

Sistemele cu evenimente discrete (SED) 

implică descrierea unor operaţii precum 

concurenţa, paralelismul sau sincronismul. 

SED se deosebesc în mod esenţial de celelalte 

categorii de sisteme prin două caracteristici 

majore: 

• Comportarea lor dinamică este 

determinată de producerea (realizarea) 

unor evenimente (event - driven) şi nu 

antrenat de timp (time driven), ca în 

cadrul altor categorii. În cazul 

sistemelor continue, acţiunile de control 

sunt permanente, continue în timp, iar 

în cazul sistemelor cu timp discret, au 

loc la momente bine precizate de timp. 

Evenimente pot fi considerate apăsarea 

unui buton, extragerea unei piese dintrun 

container, defectarea imprevizibilă a 

unui calculator, sau depăşirea unei 

anumite valori a mărimii urmărite. Un 

eveniment nu are durată. 

• Cel puţin o parte a variabilelor care 

descriu sistemul, sunt cuantificate; un 

exemplu de variabile îl constituie 

descriptorii de stare ai unei resurse 

(activ, inactiv, sus, jos). 

O reţea Petri poate modela un sistem dinamic 

cu evenimente discrete. Modelul trebuie să 

descrie stările şi evenimentele care duc la 

evoluţia acestora. Starea este descrisă cu 

ajutorul unui set de variabile de stare, 

reprezentând condiţiile. Reţeaua constă din 

două părţi: 

1. o structură de reţea care reprezintă partea 

statică a sistemului; 

2. un marcaj care corespunde stării globale 

a sistemului. 

Descompunerea de mai sus, utilizată uneori 

în analiza sistemelor, pune în evidenţă două 

aspecte ale unui sistem dinamic: structural şi 

comportamental. 

O reţea Petri este un graf orientat (directed 

graph), cu o stare iniţială (numită marcaj 

iniţial), şi care are două tipuri de noduri: 

locaţii (places), reprezentate prin cercuri şi 

tranziţii (transitions), reprezentate prin 

dreptunghiuri sau pătrate. Tranziţiile 

constituie suportul variabilelor de stare. 

2. Descrierea aplicaţiei 

a. Schema staţiei de pompare al apelor 

uzate 

♦ Reţele Petri 

Reţelele Petri sunt instrumente teoretice 

bazate pe grafuri. Reprezentarea grafică a 

reţelelor Petri facilitează înţelegerea şi 

utilizarea lor. De asemenea, li se poate ataşa 

un formalism matematic util pentru analiză. 

Fiind uşor de descompus, reţelele Petri sunt 

utile în proiectarea modulară. Ele sunt uşor de 

translatat în limbajele de programare 

existente. Reţelele Petri permit efectuarea 

unor modificări precum şi impunerea 

anumitor restricţii în cazul aplicaţiilor 

particulare. 

Figura 2 Schema staţiei de pompare a apelor uzate 

b. Elementele staţiei de pompare: 

- pompele staţiei de pompare 

Pompele de la staţia de pompare ape uzate 

pompează apele uzate din bazinul de aspiraţie 

în bazinul de distribuţie. Pompele staţiei de 

pompare sunt în număr de 4, 3 în funcţiune şi


101 

una de rezervă. Adâncimea de pompare este 

h p = - 4,95 m, pompele intrând în funcţiune pe 

rând câte una odată cu atingerea fiecărui 

senzor de nivel, montaţi pe unul din pereţii 

bazinului la o anumită distanţă unul de altul. 

La intrarea în bazinul de distribuţie sunt 

prevăzute clapete de sens cu contragreutăţi 

situate pe fiecare conductă de refulare. 

Ulterior una din pompe a fost prevăzută cu 

convertizor de frecvenţă în scopul menţinerii 

constante a debitului evitându-se astfel opriri 

şi porniri repetate ale pompelor. 

Caracteristicile pompelor de ape uzate sunt: 

- marca Flygt model 7061.665 

- P = 75 KW 

- n = 985 r/min 

- Q = 870 l/s 

- H = 7 m H 2 O 

Funcţionarea pompelor se poate face atât în 

regim manual cât şi automat. 

Figura 3 Caracteristica pompei 

Avantajele utilizării unei pompe cu turaţie 

variabilă faţă de una clasică, cu turaţie 

constantă,sunt: 

- reducerea costurilor de exploatare ale 

instalaţiilor prin consumul de energie redus; 

- reducerea investiţiilor si simplificarea 

instalaţiilor prin neutilizarea by-pass-urilor; 

- creşterea confortului beneficiarilor 

datorată evitării zgomotelor specifice 

robineţilor termostataţi la închiderea lor 

parţială; 

- durata mai mare de viaţă a pompelor prin 

uzura mai puţin pronunţată a părţilor rotative. 

Pentru toate aceste avantaje explicaţia este 

simplă: la apropierea temperaturii 

ambientale de cea solicitată, robinetele 

termostatice se închid parţial, făcând să 

crească pierderile de sarcină pe traseul 

pompei. O pompă clasică şi-ar reduce 

debitul la cel necesar din punct de vedere 

termic, dar ar creşte înălţimea de pompare. 

Acest exces de presiune va trebui consumat 

în corpul robinetului, implicând un nivel 

ridicat de zgomot şi uzura mai pronunţata a 

acestuia. O pompa cu turaţie variabilă 

sesizează creşterea înălţimii de pompare şi 

îşi reduce turaţia. Debitul va fi acelaşi, iar 

înălţimea de pompare va rămâne relativ 

constantă. 

- pompe antrenate prin intermediul 

convertizorului de frecvenţă 

În instalaţiile la care pentru controlul turaţiei 

pompelor se folosesc convertizoare de 

frecvenţă (VFD) poate avea loc o 

interferenţă între echipamentul de comandă 

şi senzorii electronici aşa cum este CLS. 

Aceasta are loc când cablurile de legătură ale 

senzorilor sunt în imediata apropiere a 

cablurilor de alimentare a motorului. 

Interferenţa poate fi suprimată prin legarea 

unui filtru corespunzător între conductorii de 

legătură ai senzorilor (T1, T2) şi pământ 

(PE). Ideal este ca filtrul să fie plasat în cutia 

de borne a pompei. Cablul comun de forţă şi 

controlul trebuie să fie cât mai scurt posibil. 

Pompele sunt comandate prin intermediul 

unui convertizor de frecventa şi a unui softstarter. 

Un automat programabil controlează 

întreg procesul de pompare. Convertizorul 

de frecvenţă lucrează pe pompa cu turaţie 

variabilă, astfel încât pompa să fie uniform 

solicitată. Pentru a obţine o presiune dorită 

în colectorul pompelor, automatul 

programabil acţionează asupra 

convertizorului de frecvenţă. Presiunea în 

colectorul pompelor este menţinută de 

automatul programabil în funcţie de 

presiunile la `ultimul consumator' sau, după 

un tabel orar pe zile, în cazul în care 

comunicaţia cu traductorii respectivi s-a 

întrerupt.


Automatul programabil comunică atât cu 

dispeceratul cât şi cu convertizorul de 

frecvenţă şi softstarter-ul. Comunicaţia cu 

dispeceratul se realizează printr-un canal 

radio, iar comunicaţia cu convertizorul de 

frecvenţă şi softstarter-ul se realizează pe fir, 

pe interfaţa RS 485. Toţi parametrii măsuraţi 

sau calculaţi de convertizor şi soft-starter sunt 

afişaţi local şi transmişi la dispecerat. 

În momentul în care convertizorul de 

frecvenţă a ajuns la turaţia maximă, iar 

presiunea în colector nu a depăşit limita 

minima impusă, automatul programabil 

comandă pornirea unei noi pompe. 

Următoarele pompe vor fi pornite cu 

softstarter-ul. După pornire, softstarter-ul este 

by-pasat, rămânând liber pentru a putea 

acţiona si alte pompe. 

În cealaltă situaţie, în care presiunea din 

colectorul pompelor a crescut peste limita 

maximă necesară, iar convertizorul de 

frecventa lucrează sub o anumita frecvenţă 

minimă, automatul programabil comandă 

scoaterea din lucru a uneia dintre pompe. 

Secvenţa de comandă este astfel concepută ca 

să nu producă perturbaţii în sistem de natură 

electrică sau hidraulică. De asemenea, în 

cazul în care staţia de pompare este dotată cu 

pompe de puteri diferite, automatul 

programabil introduce pompele în lucru astfel 

încât să se obţină cel mai mic raport între 

cantitatea de apă pompată la înalţimea 

necesară şi energia consumată. Această 

funcţie se realizează prin introducerea în 

lucru a pompelor în ordine crescătoare, în 

funcţie de presiunea curentă şi de turaţia 

convertizorului. Trecerea de la o pompă de 

capacitate mai mare la una mai mică se face 

în momentul în care convertizorul a atins o 

frecvenţă minimă, la care pompa imediat 

inferioară ca putere lucrează în regim optim. 

Prin algoritmul de comandă a convertizorului 

de frecvenţă, s-a reuşit să nu se producă 

perturbaţii electrice sau hidraulice în sistem. 

- convertizor frecvenţă 

Variatoarele de viteză Altivar 38 de la 

Telemecanique asigură comanda motoarelor 

asincrone trifazate cu puteri cuprinse între 

0,75 si 315 KW la tensiuni între 380 si 460 V. 

Ele sunt destinate aplicaţiilor de pompare şi 

de ventilare în sectoarele terţiar şi industrial, 

ca şi în domeniul infrastructurilor (tratarea 

apelor, tuneluri, aeroporturi, etc.). Concepute 

pentru a se adapta particularităţilor acestor 

aplicaţii, ele integrează funcţii precum 

regulator PI, comanda unui motor care se 

roteşte (pornire din mers), regim „extractor 

de fum”, comutarea mai multor pompe. 

Convertizorul de frecvenţă asigură: 

- menţinerea presiunii constante, 

indiferent de consum, cu ajutorul unei bucle 

de tip PI, ai cărei parametrii pot fi programaţi. 

- accelerarea pompei, cu timp de 

accelerare programabil, până la turaţia de 

regim, pentru evitarea “loviturilor de berbec”. 

- programarea frecvenţei minime şi 

maxime de funcţionare. 

- deconectarea automată a pompei 

după o perioadă de funcţionare la turaţia 

minimă. 

- protecţia pompei la lipsa unei faze şi 

protecţia termică 

- vizualizarea unuia din următorii 

parametrii: starea convertizorului (pompa este 

pregătită, este în funcţiune, accelerează, 

deccelerează, frânează, etc.), curentul prin 

pompă, frecvenţa de ieşire, puterea de ieşire, 

valoarea şi frecvenţa tensiunii de alimentare, 

starea termică a pompei, etc. 

- memorarea ultimul defect survenit. 

- repornirea opţională, de maximum 6 

ori, în cazul dispariţiei defectului. 

- senzori de nivel 

Senzorul Deltapilot S DB 53 A este ideal de 

utilizat la măsurarea apelor şi al apelor uzate. 

Are o lungime de 200 m (665 ft.), pentru a nu 

fi tensionat şi este rezistent la construcţii.


103 

Figura 4 Senzor de nivel 

Senzorul FLYGT FLS este un releu miniatură 

cu flotor destinat detecţiei prezenţei apei în 

cascada statorului. Construcţia sa îl face 

potrivit pentru pompele montate vertical. Se 

montează pe fundul cascadei statorului şi este 

conectat în serie cu termocontactele la 

monitorul Flygt MiniCAS II. 

Senzorul Flygt CLS este un senzor pentru 

detecţia prezenţei apei în baia de ulei. Folosit 

împreună cu monitorul Flygt MiniCAS II 

senzorul este conectat în serie cu 

termocontactele. La monitorul Flygt CAS 

pentru pompe mari CLS este conectat la 

canalul B. 

- PLC-ul S7 300 TM 

Automatele Programabile sunt echipamente 

destinate conducerii automate a proceselor 

industriale, ele pot înlocui automatizările 

discrete ce utilizează o comandã realizatã cu 

elemente electro-mecanice, pneumatice sau 

electronice în logică cablată, aducând 

flexibilitate, structură compactă, siguranţă 

mărită în funcţionare. 

Caracteristicile controlerului programabil S7 

300 TM sunt: 

• destinat sistemelor modulare de control 

redus pentru gama de performanţă mai 

scăzută; 

• gamă de CPU-uri gradată pe 

performanţe; 

• selectare variată a modulelor; 

• model extensibil cu până la 32 module; 

• magistrală integrată în module; 

• poate fi conectat la reţea cu: 

- Interfaţă Multipunct (MP 

- PROFIBUS 

- Ethernet Industrial 

• conectare centrală la PG/Pc cu acces la 

toate modulele; 

• fără restricţii de slot; 

• configurare şi setare a parametrilor cu 

ajutorul utilitarului „HWConfig”. 

3. Proiectarea supervizorului bazat pe 

Reţele Petri pentru staţia de pompare 

ape uzate 

a) Descrierea algoritmului 

Pompele de la staţia de pompare ape uzate 

pompează apele uzate din bazinul de aspiraţie 

în bazinul de distribuţie. Pompele staţiei de 

pompare sunt în număr de 4, 3 în funcţiune şi 

una de rezervă. Adâncimea de pompare este 

h p = - 4,95 m, pompele intrând în funcţiune 

pe rând câte una odată cu atingerea fiecărui 

senzor de nivel, montaţi pe unul din pereţii 

bazinului la o anumită distanţă unul de altul. 

La intrarea în bazinul de distribuţie sunt 

prevăzute clapete de sens cu contragreutăţi 

situate pe fiecare conductă de refulare. 

Ulterior una din pompe a fost prevăzută cu 

convertizor de frecvenţă în scopul menţinerii 

constante a debitului evitându-se astfel opriri 

şi porniri repetate ale pompelor.


Module de intrare: 

- digitale: 4 semnale avarie ale celor 4 

pompe (1 înseamnă că 

pompa este în bună 

funcţiune şi 0 pompa 

FAULT, avarie); 

- analogice: semnalul de la senzorul de nivel 

(4-20mA); 

Module de ieşire: 

- digitale: 4 ieşiri pentru comanda pompelor 

(stări pompe); 

- analogice: o ieşire pentru comanda 

convertizorului de frecvenţă; 

Avem: - o valoare prescrisă w, care face 

referire la cele trei limite de nivel; 

- o valoare măsurată y, care ne indică 

nivelul apei în momentul măsurării; 

- e = w – y , eroare, diferenţa dintre 

cele două valori care ne indică ce decizie 

vom lua mai departe. 

Pe pereţii bazinului de aspiraţie, care are o 

înălţime de 7 m, există trei senzori de nivel 

Până la prima limită de nivel lucrează doar o 

pompă şi anume cea prevăzută cu convertizor 

de frecvenţă. Deoarece randamentul pompei 

începe de la 20 Hz, apa în bazinul de aspiraţie 

trebuie să fie de cel puţin 80 cm ca pompa să 

funcţioneze la o capacitate de 40%. Astfel am 

stabilit patru limite de turaţie: 40%, 60%, 

80%, 100%. 

Avem o valoare prescrisă w1 şi valoarea 

măsurată y1, dacă eroare e, dintre cele două 

valori este mai mare decât 0, atunci pompa cu 

convertizor de frecvenţă îşi creşte turaţia până 

la 60%. În cazul în care eroarea dintre cele 

două valori continuă să fie mai mare decât 

zero, vom creşte treptat turaţia pompei până 

se ajunge la capacitate maximă. Atunci când 

se depăşeşte prima limită de nivel vom 

reduce turaţia pompei prevăzută cu conver- 

tizor până la 40% şi pornim a doua pompă, 

care este fixă. Atâta timp cât eroarea este mai 

mare ca zero noi vom continua să creştem 

turaţia pompei cu convertizor până se ajunge 

la cea de a doua limită de nivel, când vom 

reduce din nou turaţia pompei cu convertizor 

până la 40% şi vom pune în funcţiune şi cea 

de a treia pompă. Se v-a continua măsurarea 

nivelului şi tot la un interval de un minut vom 

lua o nouă hotărâre referitore la turaţia 

pompei cu convertizor. 

Se pot întâmpla să fie trei cazuri: 

1. când e = w - y < 0 cresc turaţia pompei 

cu convertizor şi pornesc celelalte două 

pompe fixe în funcţie de nivelul la care 

ne aflăm (cazul de sus menţionat); 

2. când e = w – y > 0 scad turaţia pompei cu 

convertizor şi elimin celelalte două 

pompe fixe în funcţie de nivelul la care 

ne aflăm (invers la ceea ce am prezentat 

mai sus); 

3. când e = w – y = 0 nu se face nici o 

modificare, turaţia pompei cu convertizor 

rămâne aceeaşi şi vom folosi 

încontinuare acelaşi număr de pompe. 

După fiecare modificare a turaţiei vom 

aştepta câte un minut, apoi vom hotărî ce 

decizie se va lua mai departe. 

Funcţionarea pompelor se poate face atât în 

regim manual cât şi automat. 

b) Reţeaua Petri 

Modul de funcţionarea al pompei 1 este 

prezentată în figura 5, realizată prin 

intermediul reţelelor Petri.

Part III - IPA SA

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?