AUTOMAZIONE INDUSTRIALE PROGETTO
Francesca.Fanfoni@unimore.it
Descrizione del problema
Si progetti l’automazione di un sistema di riempimento di un serbatoio (elemento 3 della figura).
Il sistema è composto da un serbatoio a cui è applicato il sensore di livello L1 che segnala l’effettivo riempimento. Al serbatoio sono collegati due flussi di ingresso prodotto (elementi 1 e 2 della figura).
L’indicatore di livello è di tipo digitale.
I flussi del prodotto sono controllati attraverso delle valvole elettroniche (indicate con V1, V2 e V3), che ricevendo un comando di apertura consentono il passaggio del flusso altrimenti lo bloccano.
Quando il serbatoio principale è pieno, il prodotto proveniente dal flusso 1 viene trasferito nel miscelatore che verrà attivato tramite la selezione MS. Il miscelatore attende che il prodotto sia presente per avviare il riscaldamento della miscela tramite il H1 (elemento 6 della figura).
La temperatura di miscelazione è sempre disponibile attraverso la lettura dell’indicatore (elemento T della figura).
Al termine del riscaldamento che si avrà quando la miscela è stata sottoposta ad elevata temperatura per un tempo prefissato verrà svuotato il serbatoio di miscelazione.
Il sistema di controllo (PLC) è connesso ai seguenti segnali di ingresso/uscita logici:
• Start: segnale proveniente da un pulsante operatore che abilita il funzionamento del sistema. • Reset: segnale proveniente da un pulsante operatore che consente di inizializzare il sistema e
la simulazione.
I segnali di I/O degli strumenti hardware sono collegati in modo “virtuale” ad una simulazione del sistema fisico.
Per testare la correttezza dell’esercizio, si costruisca una maschera di visualizzazione animata (programmando un oggetto di tipo “Visualization” di Codesys) che rappresenti simbolicamente la movimentazione delle parti meccaniche e gli stati dei segnalatori visivi/acustici.
Variabili per la simulazione:
- Una valvola ha un indicatore grafico colorato che stabilisce se è aperta o chiusa e un pulsante per l’azionamento il modalità manuale. V1,V2,V3, V4.
- Deve essere visualizzato il riempimento dei serbatoi, in modo da vedere incrementare il livello del prodotto in modo graduale. ( Utilizzando una forma rettangolare, già predisposta nel progetto base, è possibile gestire le sue dimensioni incrementandole o decrementandole a seconda della modalità di funzionamento).
Esempio di funzionamento
Il prodotto passa attraverso la valvola V1, che apre quando il sensore di livello L1 indica livello alto Il secondo prodotto viene gestito attraverso la valvola V2, che deve essere aperta per 25 secondi La valvola V3 deve essere aperta finché il sensore di livello L1 indica livello alto.
La miscela viene riscaldata per 50 minuti dopodiché viene inviata allo strumento di essicazione, attraverso la valvola V4. 1 2 3 4 5 6 V4
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Francesca.Fanfoni@unimore.it PLC_PRG
Machine Controller
(program in Structured Text)
POU_1
Module_1
(program in Structured Text and call of function block)
Variabili globali
MODULE_1: Module_Interface MODULE_2: Module_Interface
….
Visualization
Pannello grafico animato NOTA
Viene fornito il Progetto Base di CodeSys su cui predisporre la soluzione del problema. L’applicazione deve essere organizzata nel seguente modo:
NOTE: Impostazione di un problema in modo modulare - Definizione del dominio del problema:
• Il modulo Machine Controller è un modulo virtuale di sequenziatore di azioni che realizzano le funzionalità della macchina. É sempre presente.
• Altri moduli specifici della macchina - Definizione di un modulo:
o Quali strumenti deve gestire? configurazione hardware composta da sensori, flussostati, valvole, motori, misuratori, ...
o Variabili di controllo del processo di funzionamento del modulo: comandi, acknoledge, dati di ingresso, dati di uscita
o Progettazione del controllo attraverso gli STATECHART
o Programmazione: a partire dallo statechart ottenere un programma eseguibile (in Testo Strutturato sul PLC CodeSys)
o Creazione di Test = interfaccia grafica per illustrare il problema, ricevere i comandi dall’utente e visualizzare lo stato del sistema.
Un problema viene suddiviso in più moduli.
Come interagiscono i moduli? Un modulo aspetta un comando e risponde con una conferma di
avvenuta esecuzione, acknoledge.
Come interagisce l’utente? Attraverso il pannello operatore (INTERFACCIA GRAFICA) che
manda i comandi al MACHINE CONTROLLER (il programma principale della macchina è il
main).
Per ogni sistema fisico le due basilari modalità di funzionamento sono:
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- Automatico, il Machine Controller comanda in modo preimpostato dal programmatore/progettista della macchina i vari moduli al fine di realizzare la funzione della macchina (es. rimpimento, etichettaggio, soffiaggio, miscelazione, impacchettatura, trasporto, taglio, laminazione, saldatura, ecc.)
- Manuale, per consentire di testare il funzionamento di un singolo strumento (esempio avviamento di un motore, apertura/chiusura di una valvola, ...)
