Controllo automatico della macchina idraulica mediante

PLC

Astratto

  Nella maggior parte delle industrie l'automazione deve essere implementata in molti campi per ridurre i tempi di elaborazione e la manodopera. Questo progetto implementa la tecnica di automazione che esegue il processo di automazione della pressa idraulica tramite PLC (Programmable Logic Controller). Oggi giorno viene utilizzata una macchina idraulica semiautomatica per assemblare e disassemblare le parti del motore. Qui viene data l'alta pressione per tutti gli oggetti durante il processo. A causa dello stesso livello di pressione, si verificheranno danni elevati. In questo progetto di lavoro, viene proposto un controllo automatico della macchina idraulica utilizzando il controllore logico programmabile (PLC). Il finecorsa è collegato alla centralina del PLC. Questo finecorsa serve a controllare il movimento verso l'alto e verso il basso del solenoide nella macchina idraulica. Utilizzando questo sistema di controllo automatico, le parti del motore saranno rimosse senza danni. Parole chiave: PLC, sistema idraulico

I. INTRODUZIONE

  L'automazione è uno dei processi di sviluppo nello scenario attuale. Può essere fatto nelle industrie in cui più numero di lavoratori sono coinvolti nel campo della protezione. Ciò causa la domanda di lavoro e anche una certa perdita di produzione. Per gestire i problemi di cui sopra, viene introdotto un PLC in cui è possibile elaborare più ingressi con le singole uscite. Nei giorni precedenti il ​​PLC veniva utilizzato per controllare i macchinari premendo l'interruttore, ma oggi l'HMI viene utilizzato per ridurre il numero di porte. Il cavo RS232 viene utilizzato per interfacciare il programma, codificato come desiderato. Le specifiche riducono anche il lavoro e le porte I / O. Può essere in grado di operare su vari dispositivi programmando le logiche ladder in base al limite di tempo. Il PLC può essere in grado di programmare da piccoli circuiti a circuiti complessi utilizzando la logica ladder. In questo metodo di analisi, è stato discusso il metodo esistente e analizzato come superare lo svantaggio. Il metodo proposto supera lo svantaggio del metodo esistente. La macchina semiautomatica viene utilizzata nelle pompe CRI per lo smontaggio delle parti del motore. La pressione è alta per tutti gli oggetti. A causa di danni da alta pressione si verificano durante la rimozione delle parti. Questo è il sistema esistente nelle pompe CRI.

  La macchina idraulica viene utilizzata per assemblare e disassemblare le parti del motore. È una macchina semiautomatica. Il movimento del solenoide per il montaggio e lo smontaggio è allo stesso livello. Quindi, anche il livello di pressione è lo stesso. Il motore viene avviato premendo l'interruttore. Successivamente, il pulsante verso il basso deve premere verso il basso del solenoide. Per il movimento verso l'alto il pulsante verso l'alto deve premere. La velocità del solenoide non può essere controllata. La velocità del solenoide è controllata controllando la velocità del motore e anche la velocità del fluido idraulico. Questo è il funzionamento della macchina idraulica.

  Il controllo automatico della macchina idraulica è fatto. L'interblocco tra il pulsante su e giù viene eseguito per l'esecuzione di una sola operazione. Il finecorsa viene utilizzato per controllare il movimento verso l'alto e verso il basso del solenoide della macchina idraulica e attendere il periodo di tempo. Il cavo RS232 viene utilizzato per interfacciare il programma con il PLC mediante la codifica appropriata. In questa tecnica il tempo di ritardo per la conversione di un valore in un altro può essere modificato in qualsiasi momento codificando il valore del ritardo di tempo in secondi o millisecondi. È universalmente applicabile e facile da usare per tutte le applicazioni. Riduce il numero delle porte utilizzate nel PLC per l'output esistente.

II. SISTEMA IDRAULICO

  I cuscini ammortizzatori idraulici sono utilizzati su entrambe le presse meccaniche e idrauliche. Hanno diversi vantaggi rispetto ad un cuscino d'aria. Questi includono: 1) Si possono ottenere forze molto più grandi nello stesso spazio letto della pressa. 2) Ritardo di blocco temporizzato o ritardo di ritorno: questa funzione viene utilizzata per evitare di deformare il pezzo all'apertura della pressa. 3) La capacità di controllare la pressione istantanea del cuscino con una servovalvola. Questa funzione può essere utilizzata per ottimizzare la forza del supporto del grezzo mentre è in corso un'operazione di disegno profondo. Controllando la pressione del cuscino dello stampo idraulico con una servovalvola, è possibile ottenere l'ottimizzazione della forza del supporto del bianco. Tipicamente, la pressione degli ammortizzatori azionati ad aria aumenta del 10% o più tra il contatto iniziale e la fine della corsa. Un aumento della pressione fino al 40% è tipico per bombole di azoto autosufficienti e alcuni sistemi multipli. Il movimento del metallo sul supporto del bianco può essere gravemente ritardato alla fine del ciclo di formatura da questo aumento di pressione. Il risultato potrebbe essere un fallimento a causa di fratture. Un cuscino per stampi idraulico programmabile può ottimizzare le forze del supporto del bianco attraverso la sequenza di formatura.

III. METODO PROPOSTO

  Nella macchina idraulica, il fluido idraulico viene alimentato attraverso i cilindri idraulici e diventa pressurizzato in base alla resistenza presente. Il fluido viene controllato automaticamente dalle valvole di controllo e distribuito attraverso tubi e tubi. La popolarità delle macchine idrauliche è dovuta all'elevata quantità di energia che può essere trasferita attraverso tubi di piccole dimensioni e tubi flessibili, e all'elevata densità di potenza e alla vasta gamma di attuatori che possono sfruttare questa potenza. Le macchine idrauliche sono azionate dall'idraulica, dove un liquido è il mezzo di alimentazione.

A.Principle:

  La legge di Pascal afferma che la "Pressione applicata a qualsiasi parte di un fluido confinato trasmette a ogni altra parte senza perdita. La pressione agisce con uguale forza su tutte le aree uguali delle mura di confinamento e perpendicolare alle pareti ". Questo è il principio di base per qualsiasi sistema idraulico.

B.Operation:

  Poiché la pressa idraulica funziona sulla base della legge di Pascal, il suo funzionamento è simile a quello del sistema idraulico. Una pressa idraulica è costituita da componenti di base utilizzati in un sistema idraulico che include il cilindro, i pistoni, i tubi idraulici, ecc. Il funzionamento di questa pressa è molto semplice. Il sistema comprende due cilindri, il fluido (di solito olio) viene versato il cilindro ha un diametro piccolo Questo cilindro è noto come il cilindro slave. Il pistone in questo cilindro viene spinto in modo che comprime il fluido in esso che scorre attraverso un tubo nel cilindro più grande.

C.Structure of Hydraulic Machine:

  Il cilindro più grande è noto come cilindro principale. La pressione viene esercitata sul cilindro più grande e il pistone nel cilindro principale spinge indietro il fluido al cilindro originale. La forza applicata sui fluidi dal cilindro più piccolo produce una forza maggiore quando viene spinta nel cilindro principale. La pressa idraulica è principalmente utilizzata per scopi industriali dove è richiesta una grande pressione per la compressione di metalli in fogli sottili. Una pressa idraulica industriale usa il materiale su cui lavorare insieme con l'aiuto delle piastre di stampa per schiacciare o perforare il materiale in un foglio sottile. Questo è il funzionamento della macchina idraulica.

D.Presse idrauliche:

  Le presse idrauliche sono una potente classe di macchine utensili; derivano l'energia che forniscono attraverso la pressione idraulica. La pressione del fluido, in una particolare camera, può essere aumentata o diminuita mediante l'uso di pompe e valvole. A volte dispositivi e sistemi possono essere utilizzati per aumentare la capacità delle pompe in presse più potenti. Queste presse possono funzionare su una lunga distanza e ad una velocità costante. Le presse idrauliche sono generalmente più lente rispetto ad altri tipi di presse. Ciò comporta un contatto più lungo con il lavoro; quindi il raffreddamento del lavoro può essere un problema quando si forma a caldo una parte con forza idraulica. Le presse idrauliche sono in grado di essere la classe di presse più potente. Alcuni possono essere grandi come edifici e possono offrire una pressione impressionante. Le più grandi presse idrauliche sono in grado di applicare 75.000 tonnellate (150.000.000 libbre) di forza. La pressa idraulica mostrata viene utilizzata per fabbricare una forgiatura di metalli.

  Anche l'estrusione è un uso molto comune per una tale macchina da stampa, sebbene l'estrusione venga spesso eseguita orizzontalmente. I principi di base della stampa idraulica sono semplici e si basano sulle differenze di pressione del fluido. Il fluido viene pompato nel cilindro sotto il pistone, questo fa aumentare la pressione del fluido sotto il pistone. Contemporaneamente, il fluido viene pompato fuori dal canale superiore, facendo diminuire la pressione del fluido sopra il pistone. Una pressione più elevata del fluido al di sotto del pistone rispetto al fluido sopra di esso fa alzare il pistone. Nella fase successiva, il fluido viene pompato fuori dal basso del pistone, facendo diminuire la pressione sotto il pistone. Contemporaneamente, il fluido viene pompato nel cilindro dall'alto, aumentando la pressione del fluido sopra il pistone. Una pressione più elevata del fluido sopra il pistone, rispetto al fluido sottostante, sposta il pistone verso il basso.

E.Pressioni idrauliche della pressa:

  La maggior parte degli utenti della stampa è abituata a descrivere le velocità di stampa in termini di colpi al minuto. La velocità è facilmente determinata con una pressa meccanica. Fa sempre parte delle specifiche della macchina. Il numero di colpi al minuto effettuati da una pressa idraulica è determinato calcolando un tempo separato per ciascuna fase della corsa del pistone. Innanzitutto, viene calcolato il tempo di anticipo rapido.

F.Stages of Hydraulic Press:

  Successivamente viene determinato il tempo di pressatura o il tratto di lavoro. Se viene usata un'abitazione, viene aggiunto anche il tempo. Infine, viene aggiunto il tempo di corsa di ritorno per determinare il tempo di ciclo totale.

  Anche il tempo di ritardo della reazione della valvola idraulica è un fattore da includere per un calcolo accurato del tempo totale. Questi fattori sono calcolati al fine di determinare i tassi di produzione teorici quando si valuta un nuovo processo. Nel caso di lavori in corso, è sufficiente misurare la velocità del ciclo con un cronometro. La maggior parte delle presse idrauliche non sono considerate macchine ad alta velocità. Nella modalità automatica, tuttavia, le presse idrauliche operano nella gamma da 20 a 100 colpi al minuto o superiore. Queste velocità normalmente sono sufficienti per il lavoro manuale. Le velocità di velocità di produzione risultanti sono paragonabili a quelle delle presse meccaniche OBI e OBS utilizzate per applicazioni a corsa singola. Qui, non è necessario considerare l'usura della frizione e del freno in più nel caso della macchina idraulica.

IV. PROPOSTA DI CONTROLLO DEL SISTEMA UTILIZZANDO IL PLC

  Il PLC è chiamato come controllore logico programmabile. Si tratta di un computer digitale utilizzato per l'automazione di processi elettromeccanici tipicamente industriali, come il controllo di macchinari su linee di assemblaggio di fabbriche, giostre. È usato in molte industrie. Otto input e quattro output sono utilizzati per il sistema proposto. L'interblocco tra il finecorsa è dato per il movimento continuo della macchina. In questo processo di controllo automatico, il motore viene avviato premendo il pulsante di avvio. Il solenoide è sempre in posizione sollevata durante l'avviamento del motore. Usando l'azione del controller, il solenoide inizia a muoversi verso il basso. Il movimento dell'elettrovalvola è controllato dai finecorsa, che è collegato alla centralina del PLC, apre e chiude i contatti. Dopo aver completato il processo di assemblaggio o disassemblaggio del processo, il motore viene spento. Questa è l'operazione del sistema. Quando il solenoide raggiunge la particolare posizione, il finecorsa apre il contatto. Dopo aver rimosso il cuscinetto del motore dall'albero, il finecorsa ha chiuso il contatto. Ora il solenoide si muove verso l'alto. Questo è il processo continuo che avviene automaticamente. Il finecorsa controlla il movimento del solenoide aprendolo e chiudendolo.

A. Diagramma di blocco del sistema proposto:

  Lo schema a blocchi è mostrato per il sistema proposto. Per un corretto ed efficiente funzionamento di una pressa, è necessario mantenere costante la pressione del cilindro che aiuta a regolare il flusso di pressione in un cilindro idraulico. Il suo può essere con l'aiuto di PLC. Il controllo automatico della macchina idraulica avviene tramite PLC. L'interblocco fatto tra il pulsante su e giù. Il finecorsa viene utilizzato per controllare il movimento verso l'alto e verso il basso del solenoide della macchina idraulica e attendere il periodo di tempo. Per il funzionamento manuale, il pulsante viene acceso e rimane lo stesso fino al termine dell'operazione. Il motore nella macchina idraulica è in funzione finché non raggiunge lo stato di arresto o di emergenza.

B. Controllori logici programmabili (PLC) utilizzando la logica ladder:

  Prima dell'avvento dei circuiti logici a stato solido, i sistemi di controllo logico erano progettati e costruiti esclusivamente attorno a relè elettromeccanici. I relè sono ben lungi dall'essere obsoleti nel design moderno, ma sono stati sostituiti in molti dei loro precedentiruoli come dispositivi di controllo a livello logico, relegati più spesso a quelle applicazioni che richiedono elevate commutazioni di corrente e / o alta tensione.

  Sistemi e processi che richiedono un controllo "on / off" abbondano nel commercio e nell'industria moderna, ma tali sistemi di controllo sono raramente costruiti da relè elettromeccanici o porte logiche discrete. Invece, i computer digitali soddisfano il bisogno,che può essere programmato per fare una varietà di funzioni logiche. Alla fine degli anni '60 una società americana di nome Bedford Associates pubblicò un dispositivo informatico che chiamarono MODICON. Come acronimo, significava controller digitale modulare ein seguito divenne il nome di una divisione aziendale dedicata alla progettazione, produzione e vendita di questi computer di controllo speciali. Altre società di ingegneria hanno sviluppato le proprie versioni di questo dispositivo, e alla fine è diventato notoin termini non proprietari come PLC o controllore logico programmabile. Lo scopo di un PLC era di sostituire direttamente i relè elettromeccanici come elementi logici, sostituendo invece un computer digitale a stato solido con un programma memorizzato, in gradoemulare l'interconnessione di molti relè per eseguire determinati compiti logici. Un PLC ha molti terminali "input", attraverso i quali interpreta stati logici "alti" e "bassi" da sensori e interruttori. Ha anche molti outputterminali, attraverso i quali emette segnali "alti" e "bassi" per alimentare luci, solenoidi, contattori, piccoli motori e altri dispositivi che si prestano al controllo on / off. Nel tentativo di rendere i PLC facili da programmare, la loro programmazioneil linguaggio è stato progettato per assomigliare ai diagrammi logici ladder. Pertanto, un elettricista industriale o un ingegnere elettrico abituato a leggere schemi logici ladder si sentirebbe a proprio agio a programmare un PLC per eseguire le stesse funzioni di controllo.

  I PLC sono computer industriali e, come tali, i loro segnali di ingresso e uscita sono in genere 120 volt CA, proprio come i relè di controllo elettromeccanici che sono stati progettati per sostituire. Sebbene alcuni PLC abbiano la capacità di input e outputsegnali di tensione CC di livello inferiore della grandezza utilizzata nei circuiti di gate logici, questa è l'eccezione e non la regola.

La connessione del segnale e gli standard di programmazione variano in qualche modo tra i diversi modelli di PLC, ma sono abbastanza simili da consentire un'introduzione "generica" ​​alla programmazione del PLC qui. La seguente illustrazione mostra un semplice PLC, come essopotrebbe apparire da una vista frontale. Due morsetti a vite forniscono la connessione a 120 volt CA per l'alimentazione dei circuiti interni del PLC, etichettati L1 e L2. Sei terminali a vite sul lato sinistro forniscono il collegamento ai dispositivi di input, ciascunoterminale che rappresenta un diverso "canale" di ingresso con la propria etichetta "X". Il terminale a vite in basso a sinistra è un collegamento "comune", che è generalmente collegato a L2 (neutro) della fonte di alimentazione da 120 VAC.

C. Limitazioni e lingue successive:

  La notazione ladder è più adatta per controllare problemi in cui sono richieste solo variabili binarie e dove l'interblocco e il sequenziamento del binario rappresentano il problema di controllo primario. Come tutti i linguaggi di programmazione paralleli, l'ordine sequenziale dile operazioni potrebbero essere indefinite o oscure; sono possibili condizioni logiche di gara che possono produrre risultati inaspettati. I rami complessi sono meglio suddivisi in diversi passaggi più semplici per evitare questo problema. Alcuni produttori evitano questo problemadefinire in modo esplicito e completo l'ordine di esecuzione di un ramo, tuttavia i programmatori potrebbero avere ancora problemi a cogliere pienamente la semantica complessa risultante. Le quantità analogiche e le operazioni aritmetiche sono goffe da esprimere nella scalalogica e ogni produttore ha diversi modi per estendere la notazione per questi problemi. Di solito c'è un supporto limitato per matrici e loop, spesso con conseguente duplicazione del codice per esprimere casi che in altre lingue lo sarebberoChiamare per l'uso di variabili indicizzate come i microprocessori sono diventati più potenti, notazioni come diagrammi funzione sequenziali e diagrammi a blocchi funzionali possono sostituire la logica ladder per alcune applicazioni limitate. Alcuni PLC più recenti possono avere tuttoo parte della programmazione eseguita in un dialetto simile a BASIC, C o ad altri linguaggi di programmazione con collegamenti appropriati per un ambiente applicativo in tempo reale.

V. CONCLUSIONE

  Il sistema proposto fornisce il controllo automatico e semi-automatico della macchina idraulica. Le presse sono controllate e lo smontaggio delle parti viene eseguito senza danni. Il consumo di tempo e il potere dell'uomo sono ridotti. Il tempoil ritardo può essere fatto in base alle condizioni di carico. Questo processo può essere utilizzato anche per la movimentazione delle parti del motore. Questo processo può essere utilizzato efficacemente in qualsiasi settore dell'automazione. La distanza dell'oggetto dopo lo smontaggio è la stessa.