Relazione finale 3aArea

PROGETTO: PONTE MOBILE

Realizzata da:

Perale Enrico Fior Dario

Bortignon Christian Stocco Mirko

classe 5°AE A.F. 2004/2005

In collaborazione con:

ISTITUTO PROFESSIONALE DI STATO PER L’INDUSTRIA E L’ARTIGIANATO

“GALILEO GALILEI” Castelfranco Veneto

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INDICE

COMPONENTI UTILIZZATI

CARATTERISTICHE TECNICHE

GENERALITÀ STRUTTURALI, MECCANICHE ED ELETTRICHE

INTRODUZIONE AL PLC

INTRODUZIONE SIMBOLI USATI NEGLI SCHEMI LOGICI

DESCRIZIONE FUNZIONAMENTO E DEL PROCESSO DI LAVORAZIONE

SCHEMI E PROGRAMMAZIONE

TABELLE DEGLI INGRESSI E DELLE USCITE

PROGRAMMA IN AWL

SCHEMA FUNZIONALE

COMPONENTI UTILIZZATI

Per realizzare il nostro progetto sono stati utilizzati i seguenti componenti:

FOTOCELLULE a 24V PER SEGNALARE LA PRESENZADELLE AUTOMOBILI E INVIARE IL SEGNALE DI CONTEGGIO PER IL CONTATTORE MICRORELÈ a 12V PER L’INVERSIONE DI MARCIA DEL MOTORE PER SBARRE e PERI SEMAFORI MOTORE DC 12÷24V PER SBARREANGOLO DI MANOVRA 90°

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SCHEDA SEMAFORICA CON DIODI LUMINOSI (rosso/verde)

MICROINTERRUTTORE ELETTRONICO PER ALZARE LA SBARRA DI INGRESSO

PULSANTE 3 POSIZIONI PER SPOSTAMENTO MANUALE CARRELLO

RELÈ FINDER 12V PER INVERSIONE DI MARCIA DEL MOTORE PER CARRELLO

CARATTERISTICHE TECNICHE:

GENERALITÀ STRUTTURALI e MECCANICHE Questo modellino simula e riproduce un ponte situato a Bizkaia, una località spagnola che viene utilizzato quotidianamente per il trasporto di persone attraverso le cabine coperte e di un max. di 8 autovetture attraverso un fiume per mezzo di un carrello sospeso sostenuto da 16 corde di acciaio. La struttura originale che sostiene il tutto è stata disegnata dallo stesso architetto della torre Eiffel in Francia e quindi composta da ferro incrociato ma per il modello è stata semplificata con una struttura metallica con tubolare da 20x30mm proveniente da un centro di recupero. Il motore della rotaia è quello degli alza cristalli di un automobile fornito da una carrozzeria mentre sono stati

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N° DENOMINAZIONE CARATTERISTICHE TECNICHE

2 MOTORI V=12[V]DC; I=0,2[A];

4 FOTOCELLULE V=12[V] DC; IMAX=3[A] ;

6 FINECORSA VMAX=230[V]; In=20[A];

1 MOTORE V=12[V]; I=4[A];

1 PLC OUT:16x24[V]DC; I=0,5[A];

IN: 16x24[V]DC;

2 SEMAFORI V=12[V];

4 MICRORELE’

(doppio contatto di scambio)

V=12[V]DC ad alimentazione superata;

2 RELÈ 2 scambi, 10A, 6÷220[V]DC-AC.

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utilizzati motori del carrello laser di fotocopiatrici per muovere le sbarre costruite con una barra di ferro forata e adattata all’albero motore da 10x15mm. Il ponte mobile sorretto in principio da corde di acciaio è stato fissato su quattro barre filettate da 6mm e montato su una piastra di acciaio fissata alla madrevite della rotaia per evitare le oscillazioni della piattaforma. È stato eseguito inoltre un carter per proteggere e sorreggere il motore della rotaia e un carrello con ruote per sostenere il progetto e le fonti di alimentazione.

GENERALITÀ ELETTRICHE L’impianto non presenta particolari pannelli di controllo perché l’avanzamento del ponte è automatizzato attraverso il PLC. Unici pulsanti manuali sono la richiesta di alzata della sbarra per l’ingresso delle macchine e l’avanzamento manuale del carrello attraverso un pulsante a tre posizioni. Sono presenti due schede elettroniche con semafori per autorizzare l’utente all’avanzamento, due coppie di fotocellule per segnalare l’avvenuto passaggio dell’auto e il conseguente abbassamento della sbarra d’ingresso (una coppia è originale SERAI, mentre nell’altra non riuscendo a riparare il circuito di invio del segnale nell’originale si è dovuti ricorrere ad una fotocellula ricevitore CAME), sei finecorsa con contatto di scambio NO e NC per il blocco dei motori. Si è dovuto inoltre ricorrere all’assemblaggio di tre circuiti di inversione di marcia a relé 12V per tutti i motori: quelli delle sbarre elettronici, mentre quelli della rotaia elettromeccanici, da quadro perché più resistenti. Le connessioni ai dispositivi sono state per quanto possibile cablate con capicorda e puntali e le giunzioni delle alimentazioni realizzate in scatola di derivazione. L’interfacciamento con il quadro supportante un PLC S5 è stato eseguito predisponendo in una morsettiera gli ingressi e le uscite in modo da poter collegare facilmente il cavo di connessione predisposto. Il filo di cablaggio è di sezione min. 1mm2, max. 2,5 mm2 di tipo N07V-K e un cavo tripolare 3G1,5mm2 FROR per l’interfacciamento con l’alimentatore.

BREVE INTRODUZIONE AL PLC

Programmatore Logico di Controllo

Il PLC è un sistema basato su una struttura microelettronica. Questo controllore consente un adattamento flessibile in base alle specifiche del problema da risolvere, offre quindi varie soluzioni, dalla piccola installazione domestica, fino a problemi di vasta portata attraverso piccoli compiti di automazione. Il PLC, è diventato infatti un elemento fondamentale nell’ambito dell’automazione industriale, perciò le sue caratteristiche risultano affidabili, anche lavorando in “ambienti ostili”. L’architettura del Controllore, basata sul microprocessore, fa si che il funzionamento del dispositivo da controllare possa essere modificato agendo sul software del programma di controllo, senza manipolazioni del cablaggio che collega il controllore con l’impianto vero e proprio.

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Il PLC fornisce inoltre comandi di output compatibili con trasduttori e attuatori di qualunque tipo, o con dispositivi che legano la grandezza fisica a cui sono predisposti a un segnale elettrico. Questa è una caratteristica fondamentale del PLC perché, un programma di gestione e di controllo di un sistema fisico, diventa un programma di gestione e controllo di un insieme di dati numerici digitali, riducendo la fase di taratura alla sola calibratura dei trasduttori e degli attuatori sull’impianto.

SCOPO Scopo di questa esperienza è prendere familiarità con il linguaggio di programmazione che controlla il PLC, per gestire l’automazione di un ponte mobile e simularne il funzionamento attraverso un modellino.

TEORIA L’hardware di un controllore programmabile è costituito da 3 componenti fondamentali:

Unità centrale Unità di programmazione Unità ingressi/uscita ( scheda I/0)

L’unità centrale è la parte che organizza tutte le attività del controllore. L’unità di programmazione è l’interfaccia uomo/macchina, ovvero il dispositivo che consente di descrivere il programma nell’apposita memoria del PLC. La scheda I/0 che prendono il nome dalle iniziali di Input (ingresso) e Output (uscita) A volte con queste tre unità fondamentali si affiancano altre apparecchiature, dette periferiche, che consentono un ampliamento delle prestazioni del controllore ed una facilitazione del dialogo con l’operatore: simulatori, stampanti, dispositivi di memorizzazione di massa. Il simulatore è un dispositivo che, emulando ciò che accade sul campo, facilita la rapida messa a punto del programma. I dispositivi di memorizzazione di massa permettono di conservare i programmi sviluppati, anche quando non sono installati sul PLC, evitando così di doverli scrivere quando servono.

Nella figura viene illustrato lo schema a blocchi dell’hardware del PLC. Essa oltre a dare un quadro riassuntivo di quanto detto circa la componentistica, mette in evidenza il percorso delle informazioni. periferiche Le istruzioni di logica a relè, dette anche di base o fondamentali, sono praticamente indispensabili per qualsiasi programma e riguardano la simulazione di elementi elettrici semplici. Sono le operazioni di:

Correlazione (AND, OR, NOT) Uscita Conteggio e temporizzazione Organizzazione del programma

Sono invece operandi:

Gli ingressi Le uscite I relè interni I temporizzatori I contattori

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PLC

UNITA’ DI PROGAMMAZIONE

MEMORIA DI PROGRAMMA

CPU MEMORIA DATI

ALIMENTATORE

Unità I/O

O

I

MEMORIA DI MASSA STAMPANTE SIMULATORE

unità centrale

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FUNZIONAMENTO DEL PROGETTO All’arrivo di una automobile in ingresso al ponte (solo se il ponte è accostato alla riva di richiesta), essa potrà chiedere l’entrata e quindi l’innalzamento della sbarra attraverso un pulsante di chiamata (microinteruttore) che simula un lettore di biglietti a pagamento. Il semaforo con luce rossa impedirà il passaggio dell’auto e diventerà verde dopo la richiesta di entrata solo a sbarra alta inviando inoltre il segnale di conteggio al PLC: la macchina è libera di entrare fino alla piattaforma. Superata la sbarra l’automobile passerà attraverso le fotocellule che la faranno abbassare: Effettuato questo procedimento per cinque volte l’ingresso risulterà bloccato e il ponte mobile potrà spostarsi automaticamente fino all’ altra sponda del fiume (questa procedura è valida in entrambe i sensi);prima che la piattaforma inizi a spostarsi, ci sarà il suono di una sirena che avvertirà gli automobilisti dello spostamento del carrello. Quando il carrello giunge all’altra sponda, ci sarà un finecorsa che fermerà il motore trainante la piattaforma mobile e le macchine saranno libere di proseguire verso l’uscita. Nel caso in cui non ci fossero più di cinque automobili in attesa di essere trasportate dall’altra parte del fiume, la piattaforma potrà essere spostata manualmente tramite un pulsante, alla sponda opposta.

TABELLA DEGLI INGRESSI E DELLE USCITE

Ingressi:

FC1 : finecorsa per sbarra 1su (NO) E 1.3 FC1 : finecorsa per sbarra 1giù (NO) E 1.4 FC2 : finecorsa per sbarra 2 su (NO) E 1.6 FC2: finecorsa per sbarra 2 giù (NO) E 1.7

FC3 : finecorsa per piattaforma ferma a dx(NO)

E 1.2

FC4 : finecorsa per piattaforma ferma a sx (NO)

E 1.5

FT1 : fotocellula 1 E 2.0 FT2 : fotocellula 2 E 2.1

PS1 : pulsante manuale motore dx E 2.3 PS2 : pulsante manuale motore sx E 2.2

Uscite:

KM1 : Sbarra 1 su A 3.0 HL1 : Semaforo verde 1 A 3.6

KM1 : Sbarra 1 giù A 3.1 KM2 : Sbarra 2 su A 3.3

HL2 : Semaforo verde 2 A 3.7 KM2 : Sbarra 2 giù A 3.4

KM3 : Spostamento motore a dx A 3.2 KM4 : Spostamento motore sx A 3.5

HL3 : Buzzer lampeggiante A4.0

Contattori e temporizzatori

M0.0/M0.1 contattori ingressi macchine DX/SX T3/T4 attesa avanzamento ponte T5/T6 clock del Buzzer

PROGRAMMA IN AWL

;PONTE MOBILE BIZKAIA ALZAMENTO SBARRA 1: U( U E 1.2 ; NO FC3 U E 1.0 ; NO PT1 UN M 0.0 ; NC CNT 1 O A 3.0 ; SBARRA 1 SU KM1 ) UN E 1.3 ; NC FC1 = A 3.0 ; SBARRA 1 SU KM1

ACCENSIONE SEMAFORO VERDE 1: U( O E 1.3 ; NO FC1 O A 3.6 ; VERDE SEMAFORO 1 HL1 ) U E 1.3 ; NC FC1 = A 3.6 ; VERDE SEMAFORO 1 HL1

ABBASSAMENTO SBARRA 1: U( O E 2.0 ; FOTOCELLULA FT1 O A 3.1 ; SBARRA 1 GIÙ KM1 ) U E 1.4 ; NC FC1 = A 3.1 ; SBARRA 1 GIÙ KM1

CONTEGGIO AUTOMOBILE PARTE SX TRAMITE FOTOCELLULA: U E 1.4 ; SET CNT DA FC1 ZV Z 0 U E 1.5 ; RST CNT R Z 0 L Z 0 L KF +5 >=F = M 0.0 ; CNT 1

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ATTIVAZIONE SIRENA DI AAVERTIMENTO CON TEMPORIZZATORE E SPOSTAMENTO MOTORE A DX: U( O M 0.0 ; NO CNT 1 O E 2.3 ; PULSANTE MANUALE PS1 O A 3.2 ; (MOT DX) KM3 ) UN E 1.5 ; NC FC2 L KT 010.2 ; ATTESA PARTENZA SE T 4 ; CARICAMENTO TEMPORIZZATORE RITARDATO ALL'ECCITAZIONE U T 4 = A 3.2 ; CARRELLO MOBILE (MOT DX) KM3

ALZAMENTO SBARRA 2: U( U E 1.5 ; NO FC4 U E 1.1 ; NO PT2 UN M 0.1 ; NC CNT 2 O A 3.3 ; SBARRA 2 SU KM2 ) UN E 1.6 ; NC FC2 = A 3.3 ; SBARRA 2 SU KM2

ACCENSIONE SEMAFORO VERDE 2: U( O E 1.6 ; NO FC2 O A 3.7 ; VERDE SEMAFORO 2 HL2 ) U E 1.6 ; NC FC2 = A 3.7 ; VERDE SEMAFORO 2 HL2

ABBASSAMENTO SBARRA 2: U( O E 2.1 ; FOTOCELLULA FT2 O A 3.4 ; SBARRA 2 GIÙ KM2 ) U E 1.7 ; NC FC2 = A 3.4 ; SBARRA 2 GIÙ KM2

CONTEGGIO AUTOMOBILE PARTE DX TRAMITE FOTOCELLULA: U E 1.6 ; SET CNT DA FC2 ZV Z 1 U E 1.2 ; RST CNT R Z 1 L Z 1 L KF +5 ; RST CNT >=F = M 0.1 ; CNT 2

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ATTIVAZIONE SIRENA DI AAVERTIMENTO CON TEMPORIZZATORE E SPOSTAMENTO MOTORE A SX: U( O M 0.1 ; NO CNT 2 O E 2.2 ; PULSANTE MANUALE PS2 O A 3.5 ; (MOT SX) KM4 ) UN E 1.2 ; NC FC1 L KT 010.2 ; ATTESA PARTENZA SE T 3 ; CARICAMENTO TEMPORIZZATORE RITARDATO ALL'ECCITAZIONE U T 3 = A 3.5 ; CARRELLO MOBILE (MOT SX) KM4 U( O M 0.0 ; CONTATTO CONTEGGIO DI Z0 O M 0.1 ; CONTATTO CONTEGGIO DI Z1 ) UN T 6 ; CONTATTO NEGATO DEL T6 L KT 001.2 ; TEMPO T6 (1SEC.) SE T 5 ; CARICAMENTO TEMPORIZZATORE RITARDATO ALL'ECCITAZIONE U T 5 ; CONTATTO DEL T5 L KT 005.1 ; TEMPO T5 (0,5SEC.) SV T 6 ; CARICAMENTO TEMPORIZZATORE CON IMPULSO PROLUNGATO U T 6 ; CONTATTO DEL T6 UN A 3.2 ; CONTATTO MOTORE DX KM3 UN A 3.5 ; CONTATTO MOTORE SX KM4 = A 4.0 ; BUZZER (USCITA) HL3

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