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1. SIMULADOR 3D.
1. SIMULADOR 3D.
Este proceso simula un sistema de almacenamiento de piezas en un almacén vertical. Podemos realizar el almacenamiento de las piezas que llegaran por una cinta transportadora en cuatro filas en las que caben cuatro piezas en cada fila. También podemos realizar la distribución de las piezas que nos interese desde el almacén vertical hasta la cinta transportadora. La manipulación de las piezas dentro del almacén se realizará mediante dos ejes eléctricos controlados por unos variadores de velocidad y por unos encoders.
Este proceso está formado por los siguientes dispositivos:
1.1. Componentes eléctricos.
o Motor eléctrico trifàsico K1M: Accionado por un contactor y protegido por un disyuntor magneto térmico que controla la cinta transportadora sobre la que viajan las cajas a almacenar o distribuir.
o Motor eléctrico trifásico eje horizontal [1]: Accionado por un variador de velocidad y protegido por un disyuntor magneto térmico que controla el eje horizontal que mueve el cilindro horizontal con pinza.
o Un variador de velocidad: Tiene los siguientes elementos:
o Una entrada digital que cuando se active, hará que el motor gire en un sentido.
o Una entrada digital que cuando se active, hará que el motor gire en sentido contrario.
o Una entrada analógica de 0 a 10 Voltios:
- Cuando le llegue una tensión de 0 V, la frecuencia de salida para el motor será de 0 Hz que corresponderá a la velocidad de 0 r.p.m.
- Cuando le llegue una tensión de 10 V, la frecuencia de salida para al motor será de 50 Hz, que corresponderá a una velocidad de 1500 r.p.m.
- Con cualquier tensión que le llegue y que este entre 0 y 10 Voltios, la frecuencia será proporcional a la tensión que le llegue..
o Un encoder: Este encoder, dará la señal de sus pulsos al HSC1 del PLC y que nos indicará, según sus pulsos, la posición del brazo horizontal. El valor de esta posición estará definida en la variable ID1000 con valores de 0 (posición inicial) y 15550 pulsos (posición final). Entre la posición inicial y la final hay una distancia de 1000 mm.
o Motor eléctrico trifásico eje vertical [2]: Accionado por un variador de velocidad y protegido por un disyuntor magneto térmico que controla el eje vertical que mueve el cilindro horizontal con pinza.
o Un variador de velocidad: Tiene los siguientes elementos:
o Una entrada digital que cuando se active, hará que el motor gire en un sentido.
o Una entrada digital que cuando se active, hará que el motor gire en sentido contrario.
o Una entrada analógica de 0 a 10 Voltios:
- Cuando le llegue una tensión de 0 V, la frecuencia de salida para el motor será de 0 Hz que corresponderá a la velocidad de 0 r.p.m.
- Cuando le llegue una tensión de 10 V, la frecuencia de salida para al motor será de 50 Hz, que corresponderá a una velocidad de 1500 r.p.m.
- Con cualquier tensión que le llegue y que este entre 0 y 10 Voltios, la frecuencia será proporcional a la tensión que le llegue..
o Un encoder: Este encoder, dará la señal de sus pulsos al HSC2 del PLC y que nos indicará, según sus pulsos, la posición del brazo horizontal. El valor de esta posición estará definida en la variable ID1004 con valores de 0 (posición inicial) y 12600 pulsos (posición final). Entre la posición inicial y la final hay una distancia de 800 mm.
1.1.1 Esquema elèctric de connexió PLC- Convertidor de freqüencia eix horitzontal:
1.1.2 Esquema elèctric de connexió PLC- Convertidor de freqüencia eix vertical:
1.2. Components pneumatics.
o Cilindre de gir [3]: Aquest cilindre de doble efecte està controlat per una electrovàlvula biestable que fara que la pinça estigui damunt la cinta o damunt la maqueta.
o Cilindre amb pinça [4]: Aquest cilindre de doble efecte està controlat per una electrovàlvula biestable que farà baixar o pujar la pinça.
o Pinça vertical [5]: Aquesta pinça està controlada per una electrovàlvula biestable i servirà per agafar les peces..
o Cilindre horitzontal amb pinça [6]: Aquest cilindre de doble efecte està controlat per una electrovàlvula biestable que farà que la pinça estigui en la zona de magatzem o la zona de carrega/descarrega.
1.1.2 Esquema neumático:
1.2. Componentes sensores .
o Sensores magnéticos: Cada cilindro y cada pinza lleva dos sensores magnéticos para saber cuándo el cilindro está dentro y cuándo está fuera o la pinza está abierta o cerrada
o Sensor [1]: Es un sensor con el contacto normalmente abierto que nos informará de que cualquier caja ha llegado a la zona de carga/descarga.
o Sensor [2]: Es un sensor con el contacto normalmente abierto que nos informará de que la pieza que hay en la zona de carga/descarga es amarilla.
o Sensor [3]: Es un sensor con el contacto normalmente abierto que nos informará de que la pieza que hay en la zona de carga/descarga es roja.
o Sensor [4: Es un sensor con el contacto normalmente abierto que nos informará que la pieza que hay en la zona de carga/descarga es verde.
o Sensor [5]: Es un sensor con el contacto normalmente abierto que nos informará de que la pieza que hay en la zona de carga/descarga es azul.
o Sensor inductivo [6]: Es un sensor con el contacto normalmente abierto que nos informará de que el eje horizontal está en su homming.
o Sensor inductivo [7]: Es un sensor con el contacto normalmente abierto que nos informará de que el eje vertical está en su homming.
1.3. Piezas.
El proceso trata de realizar una clasificación de las piezas de forma genérica o bien teniendo en cuenta su colores. También se puede realizar unos pedidos para descargar las piezas desde el almacén hasta la cinta.
1.3.1 Control y carga de piezas en el proceso: Las piezas las podemos cargar en la maqueta de dos formas:
o Poner las piezas sobre el almacén. Para eso:
-Hemos de pulsar sobre el botón "SACAR" (1). Este botón saca todas las piezas que estén en la maqueta.
-Dejamos el selector (2) orientado hacia la izquierda.
-Accionamos una vez el pulsadorr (3).
Comprobaremos que las piezas se van colocando sobre cada fila del almacén.
o Poner las piezas sobre la cinta. Para eso:
-Hemos de pulsar sobre el botón "SACAR" (1). Este botón saca todas las piezas que estén en la maqueta.
-Accionamos el selector (2) y lo dejamos orientado hacia la derecha.
-Accionamos una vez el pulsador (3).
Comprobaremos que las piezas se colocan a lo largo de la cinta transportadora.
1.4. Funcionalidades del panel de mando.
El simulador 3D dispone de un panel de mando que da respuesta tanto al control del proceso, tan manual como automático, así como de la visualización de su estado, con pilotos de señalización y visualizadores numéricos con las siguientes funcionalidades:
CONTROL DEL PROCESO: Son dispositivos que dan señal de entrada al PLC.
o Pulsador de marcha [8]: Pulsador normalmente abierto con la función controlar el funcionamiento de automático.
o Pulsador de paro [9]: Pulsador normalmente cerrado con la función de parar el funcionamiento del proceso.
o Selector AUT/MAN [10]: Selector para poder seleccionar entre un funcionamiento automático “OFF” o manual “ON”.
o Selector CARGA/DESCARGA [11]: Selector para poder seleccionar entre hacer la carga de piezas de la cinta al almacén o para hacer la descarga del almacén a la cinta.
o Manual abrir pinza brazo vertical [13]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente la apertura de la pinza del brazo vertical.
o Manual cerrar pinza brazo vertical [14]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el cierre de la pinza del brazo vertical.
o Manual bajar brazo vertical [15]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente la bajada del brazo vertical.
o Manual subir brazo vertical [16]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente la subida del brazo vertical.
o Manual brazo vertical hacia el almacén [17]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente la ida del brazo vertical hacia la zona del almacén.
o Manual brazo vertical hacia la cinta [18]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente la ida del brazo vertical hacia la zona de la cinta.
o Manual abrir pinza brazo horizontal [19]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente la apertura de la pinza del brazo horizontal.
o Manual cerrar pinza brazo horizontal [20]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el cierre de la pinza del brazo horizontal.
o Manual brazo horizontal sale [21]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente la ida del brazo horizontal.
o Manual brazo horizontal entra [22]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el retorno del brazo horizontal.
o Manual eje horizontal hacia la izquierda [23]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el desplazamiento del eje horizontal hacia la izquierda..
o Manual eje horizontal hacia la derecha [24]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el desplazamiento del eje horizontal hacia la derecha.
o Manual eje vertical sube [25]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el desplazamiento del eje vertical hacia arriba.
o Manual eje vertical baja [26]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el desplazamiento del eje vertical hacia abajo.
o Manual motor cinta [27]: Pulsador normalmente abierto con la función de controlar manualmente el movimiento de la cinta transportadora.
o Potenciómetro de control manual de la velocidad del eje horizontal [28]: Potenciómetro que en funcionamiento manual dará la consigna de frecuencia al variador que controla el eje horizontal.
o Potenciómetro de control manual de la velocidad del eje vertical [29]: Potenciómetro que en funcionamiento manual dará la consigna de frecuencia al variador que controla el eje vertical.
o Pulsador de Reset [45]: Pulsador normalmente abierto con la función de poner a cero los contadores.
o Pulsador de reconocimiento de alarmaes “ACK” [50]: Pulsador para realizar la orden de reconocimiento “ACK” de alarmas.
o Emergencia [51]: Pulsador con enclavamiento para dar orden de ’emergencia al proceso.
PROTECCIONES DEL PROCESO: Son dispositivos que dan señal de entrada al PLC.
o Disyuntor de protección del motor de la cinta de piezas [12]: Disyuntor magneto térmico de protección del motor de la cinta transportadora de piezas.
VISUALIZADORES: Encontramos diferentes pilotos de señalización que son dispositivos de salida del PLC y que le daremos la siguiente función:
o Piloto rojo (Piloto de paro) [9]: Para indicar que el disyuntor del motor de la cinta transportadora de piezas está disparado.
o Piloto verde (Piloto de marcha) [8]: Para indicar que el proceso se puede poner en marcha.
o Piloto rojo [44]: Para indicar que el almacén está vacío.
o Pilot verde [46]: Para indicar que el almacén está lleno.
También se dispone de diferentes visualizadores numéricos con la siguiente funcionalidad:
Área de “EJE HORIZONTAL”:
o Visualizador “ACTUAL ENCODER” [30]: Muestra el valor actual del contador de alta velocidad HSC1.
o Visualizador “ACTUAL MM” [31]: Muestra el valor actual del contador de alta velocidad HSC1. escalado en 0 a 1000 mm..
o Visualizador “DESTÍ MM” [32]: Muestra el destino en mm hasta donde se desplazara el eje horizontal.
o Visualizador “VELOCITAT HZ” [33]: Muestra la velocidad del motor que mueve el eje horizontal expresado en Hz..
o Visualizador “VELOCITAT RPM” [34]: Muestra la velocidad del motor que mueve el eje horizontal expresado en RPM.
Àrea de “EJE VERTICAL”:
o Visualizador “ACTUAL ENCODER” [35]: Muestra el valor actual del contador de alta velocidad HSC2
o Visualizador “ACTUAL MM” [36]: Muestra el valor actual del contador de alta velocidad HSC1. escalado en 0 a 800 mm..
o Visualizador “DESTÍ MM” [37]: Muestra el destino en mm hasta donde se desplazara el eje vertical.
o Visualizador “VELOCITAT HZ” [38]: Muestra la velocidad del motor que mueve el eje vertical expresado en Hz..
o Visualizador “VELOCITAT RPM” [39]: Muestra la velocidad del motor que mueve el eje vertical expresado en Hz..
Área de “TIPOS DE PIEZAS”:
o Visualizador “AMARILLA” [40]: Muestra el valor del número de piezas de color amarillo cargadas o descargadas.
o Visualizador “ROJO” [41]: Muestra el valor del número de piezas de color rojo cargadas o descargadas.
o Visualizador “AZUL” [42]: Muestra el valor del número de piezas de color azul cargadas o descargadas..
o Visualizador “VERDE” [43]: Muestra el valor del número de piezas de color verde cargadas o descargadas.
Área de “PIEZA A DESCARGAR”:
o Visualizador “FILA” [47]: Para introducir la fila donde está la pieza que queremos descargar.
o Visualizador “COLUMNA” [48]: Para introducir la columna donde está la pieza que queremos descargar.
Para cerrar el Simulador 3D de forma correcta se pulsará el botón que contiene el siguiente icono, ya que en otro caso quedarán procesos abiertos.
2. VIDEO DEMOSTRATIvo DEL FUNCIONAMiENTo.
2. VIDEO DEMOSTRATIvo DEL FUNCIONAMiENTo.
Vídeo con un programa de PLC de ejemple sobre la funcionalidad del simulador control del almacén vertical de fabricación y pedidos:
Contenidos de este espacio de Ramón L. Yuste y Vicenç Guerrero se publica bajo licencia:
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