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Assignment 3: máquina estampadora; 09441 Contenido [ocultar] [ocultar] 

1 Enunciado

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2 Secuencia de ciclo óptima

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3 Sensores y actuadores necesarios para el correcto funcionamiento

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4 Solución de control en Automation Studio o 4.1 Circuito electroneumático o 4.2 Circuito de potencia electrónica o 4.3 Interfase eléctrica PLC o 4.4 Función de control con Ladder Siemens

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5 Simulación del esquema en Automacion Studio o 5.1 Comienzo de la simulación o 5.2 Sujetar pieza o 5.3 Estampar pieza o 5.4 Retirar matriz estampadora o 5.5 Soltar pieza o 5.6 Expulsar pieza o 5.7 Contraer cilindro de expulsión

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6 Archivos de Automation Studio

Enunciado

En este tercer assignment se piden una serie de entregables relativos a la simulación de la siguiente máquina de estampado.

Máquina estampadora En primer lugar se pide establecer la Secuencia lógica de funcionamiento de la máquina. Para ello debemos tener en cuenta que contamos con los siguientes elementos:  Cilindro A: el cilindro de sujección de las piezas.  Cilindro B: el cilindro que acciona la matriz de estampado.  Cilindro C: el cilindro que expulsa las piezas estampadas.  Pulsador S1: El operario debe pulsar dicho pulsador para accionar la máquina, y por cada pulsación, la máquina realizará un ciclo completo. Después se pide una relación de los sensores y actuadores necesarios para llevar a cabo el diseño del circuito que controle esta máquina. Por último, se pide realizar, en esquemas diferentes, la simulación en Automation Studio de los circuitos electroneumático y de potencia, así como de la interfase eléctrica PLC y la función de control con ladder siemens

Secuencia de ciclo óptima La secuencia de ciclo óptima es la que sigue:  Accionar el pulsador (S1).  Sujección de la pieza a estampar (A+).  Estampación de la pieza (B+).  Recoger la matriz de estampado (B-).  Soltar la pieza ya estampada (A-).  Expulsar la pieza ya estampada (C+).  Recoger el brazo de expulsión (C-). Por lo tanto, la secuencia resumida es la que sigue: S1

A+

B+

B-

A-

C+

C-

Sensores y actuadores necesarios para el correcto funcionamiento Para resolver el sistema serán necesarios 6 sensores de posición, dos por cilindro, para saber cuándo cada uno de los cilindros llega a su posición final o inicial. En cuanto a actuadores, será necesaria la utilización de tres solenoides en el circuito de potencia. También serán necesarios tres relés que accionen los interruptores de los tres circuitos correspondientes a las tres ramas del circuito de potencia. Adicionalmente, serán necesarias dos variables, Aux1 y Aux2, que no se corresponden con ningún elemento físico, pero aún así juegan un papel fundamental en el control del circuito.

Solución de control en Automation Studio En la siguiente imagen vemos una captura de pantalla de la interfaz del programa Automation Studio, en la que se aprecian los cuatro circuitos que componen la solución final de este assignment.

Uno de los requisitos de este assignment era la realización de cada uno de los circuitos en diferentes esquemas. A continuación vemos cómo se ha cumplido con este requisito.

Vamos a analizar más a fondo cada uno de los circuitos: Circuito electroneumático

Este circuito en nada difiere de los utilizados en anteriores assignments. Es por ello que no perderemos más tiempo en explicarlo. Circuito de potencia electrónica

Sucede con este circuito lo mismo que con el electroneumático. Interfase eléctrica PLC

En este circuito se simula la interfase eléctrica PLC. En ella intervienen las señales de los sensores de posición y del pulsador en la placa de entrada, y los relés asociados a los solenoides en la placa de salida. Función de control con Ladder Siemens

Aquí se encuentra la programación que acciona los distintos dispositivos del sistema en función de las señales obtenidas por los diferentes sensores colocados en el mismo.

Simulación del esquema en Automacion Studio Vamos a ver ahora el funcionamiento del sistema en las distintas etapas de funcionamiento. Para mayor claridad, se ha separado este apartado en distintos subapartados que coinciden con las etapas del ciclo óptimo explicado al principio. Comienzo de la simulación Al comenzar la simulación, tenemos una situación como la siguiente. Hay presión y tensión en los circuitos correspondientes, pero nel sistema no sufre ningún cambio.

Esta situación se corresponde con la premisa del enunciado (y del lógico funcionamiento de la máquina) de que hasta que el operario no accione el pulsador S1 no comience el funcionamiento.

Sujetar pieza Una vez que el operario acciona el pulsador S1, el sistema comienza su funcionamiento, el relé K1 actúa, cierra el interruptor correspondiente, y se acciona la válvula delcilindro encargado de sujetar la pieza antes de ser estampada.

Estampar pieza De forma análoga se activa el cilindro encargado de estampar las piezas.

Retirar matriz estampadora Aquí se deja de alimentar el solenoide K2, de modo que la válvula V2 vuelve a su posición de equilibrio y de este modo se recoge la matriz estampadora.

Soltar pieza De forma análoga se recoge el brazo que sujetaba la pieza, ahora ya estampada.

Expulsar pieza En este paso se expande el cilindro que expulsa la pieza ya estampada.

Contraer cilindro de expulsión Por último, se recoge también este brazo, y se deja así preparada la máquina para comenzar un nuevo ciclo.

Como se puede comprobar ejecutando el archivo que se puede descargar más abajo, una vez que termina este ciclo la simulación se queda "congelada". Accionando nuevamente el pulsador S1, el ciclo comienza de nuevo.