4. IL CABLAGGIO
4.1. IL CABLAGGIO DEI SENSORI
Dopo avere applicato i trasduttori sopra il manipolatore, è stato necessario effettuarne il cablaggio.
Per ogni asse controllato abbiamo due cavi elettrici, uno relativo al trasduttore di posizione e l’altro al sensore di prossimità; il primo tipo di cavo è schermato ed ha cinque conduttori, due per l’alimentazione (+24V DC; 0V
DC) e tre per i segnali ( Fase A, Fase B e Fase O), mentre il secondo tipo non presenta schermatura e si compone di due cavi di alimentazione (+24V DC; 0V DC) ed uno di segnale ( Fase N ).
Figura 4-1 : Piedinatura dei contatti a saldare delle prese a ‘D’ a 25 poli
Ogni coppia di cavi relativa ad un asse è stata condotta,
tramite la catena portacavi, fino all’armadio del PLC e fatta terminare con una spina a ‘D’ a
25 poli con contatti a saldare: la piedinatura dei contatti ha seguito lo schema di figura 4-1.
Figura 4-2 : Superficie laterale sinistra dell’armadio PLC; (A) Spina dell’asse di rotazione, (B) Spina dell’asse di ribaltamento, (C) Spina dell’asse di sollevamento
L’armadio del PLC è stato forato per consentire l’alloggiamento di tre prese a ‘D’ a 25 poli, anch’esse con contatti a saldare, con cui si realizza il cablaggio dei sensori con il PLC (Figura 4-2).
4.2.
4.2.1.
L’IMPIANTO ELETTRICO
L’impianto elettrico esistente
All’interno dell’impianto elettrico originario sono presenti tre livelli di tensione: ● 24 V DC; è il livello di tensione relativo agli ingressi ed alle uscite del PLC
● 24 V AC; è la tensione della parte di comando esistente, quella a cui si trova la pulsantiera
● 380 V AC; è il livello di tensione della parte di potenza, ovvero la pompa, trascinata dal motore elettrico trifase
● 24 e 48 V AC; è la tensione delle elettrovalvole
Per valutare le possibilità di intervento sull’impianto abbiamo valutato attentamente lo schema elettrico esistente; ci siamo mossi all’interno dell’armadio elettrico principale.
Innanzitutto facendo riferimento allo schema del circuito a 24V AC, che è quello su cui poi siamo intervenuti, riportato in figura 4-3 possiamo vedere che l’alimentazione passa attraverso i pulsanti di emergenza STE e STI per arrivare alla pulsantiera; qui si trova il selettore fra il modo di funzionamento Manuale, Off o Automatico.
La linea una volta selezionato il funzionamento manuale incontra altri due dispositivi di sicurezza, il pulsante di uomo presente situato sulla pulsantiera ed i tappeti di sicurezza disposti attorno al manipolatore.
A questo la linea prosegue, attivando il teleruttore T, che avvia il motore trifase che trascina la pompa del circuito idraulico; si chiude il contatto T ed arriviamo ai comandi degli azionamenti: l’impianto era stato progettato in maniera che durante l’azionamento del gripper non potessero essere attivati gli altri movimenti e viceversa.
I selettori M1÷M4 rappresentano i joystick di comando degli azionamenti presenti sopra la pulsantiera: muovendoli si alimentano dei relè che vanno ad azionare le elettrovalvole 230 V AC del circuito idraulico.
Il selettore M1 è il joystick di comando del gripper: alimentando il relè Ra si ha l’espansione del
gripper e l’afferraggio della lavatrice, mentre alimentando Rb si ha il rilascio.
Il selettore M2 è il joystick di comando del ribaltamento: alimentando Rd si ha il ribaltamento della lavatrice, viceversa alimentando il Re.
Il selettore M3 è il joystick di comando della rotazione: alimentando il relè Rf si ha la rotazione oraria della lavatrice, mentre Rg ne provoca la rotazione antioraria.
Il selettore M4 è il joystick di comando del sollevamento: alimentando il relè Ri si ha il sollevamento della lavatrice, viceversa l’alimentazione di Rl ne provoca l’abbassamento.
Gli interruttori S1÷S3 si trovano sulla pulsantiera e servono per commutare la marcia da veloce a lenta: l’alimentazione del relè Rm rallenta il ribaltamento, Rn la rotazione e Ro il sollevamento.
4.2.2. Le modifiche all’impianto elettrico esistente
Per realizzare il comando automatico dell’impianto si è resa necessaria la riprogettazione dell’impianto elettrico.
I principi guida che abbiamo seguito sono stati:
● Mantenere la possibilità di comando manuale del manipolatore tramite la pulsantiera ● Consentire l’esclusione della parte di circuito relativa al controllo automatico ● Modificare esclusivamente il circuito in bassa tensione
● Mantenere la funzionalità dei dispositivi di sicurezza anche in modalità di funzionamento automatico (ad esclusione dell’uomo presente, in quanto strettamente connesso all’uso della pulsantiera)
Siamo quindi intervenuti all’interno dell’armadio elettrico principale sul circuito a 24 V AC, interrompendo alcuni collegamenti e portandoli verso l’armadio PLC: per agevolare la comprensione abbiamo riportato in figura 4-4 lo schema modificato, in cui compaiono in rosso gli interventi da noi eseguiti.
Per realizzare questi collegamenti abbiamo impiegato connettori a 19 poli con contatti a saldare della serie MIL-C-26482 (Figura 4-5) da montare a pannello.
Sulle linee colorate di rosso compaiono delle sigle: F1 ed M1 sono rispettivamente il connettore femmina ed maschio mentre la lettera corrisponde ad uno dei 19 poli del connettore impiegato.
Dal morsetto n°6 abbiamo portato
l’alimentazione all’armadio PLC, dove verrà realizzata la parte di circuito relativo al controllo automatico da parte del PLC.
La connessione fra i morsetti AA e A è stata interrotta; infatti per aggirare il contatto “uomo presente”, che è l’unico dispositivo di sicurezza che non può essere impiegato nel comando automatico, abbiamo dovuto inviare il segnale all’armadio PLC.
Inoltre abbiamo aperto la connessione a valle del contatto del teleruttore, portandola verso l’armadio PLC.
Figura 4-5 : I connettori a 19 poli F1 e M1 visti dall’interno dell’armadio principale
4.2.3.
Infine sono state interrotte tutte le connessioni a valle dei morsetti 10÷18 e portate verso l’armadio PLC. Sono stati aggiunti nuovi morsetti all’interno dell’armadio principale su cui far terminare i nuovi collegamenti verso l’armadio PLC (Figura 4-6).
Il collegamento fra i due armadi ha richiesto la realizzazione di due cavi, identici fra loro, contenenti 19 fili elettrici all’interno di una guaina termoindurente, con alle estremità un connettore maschio ed uno femmina (Figura 4-7).
Per escludere completamente l’armadio PLC e le relative connessioni è sufficiente utilizzare un solo cavo e creare un ponte fra il collettore F1 e quello M1; si nota immediatamente che viene così ripristinato lo schema elettrico originario.
Lo schema elettrico dell’armadio principale è riportato nell’Allegato n°12, mentre lo schema di collegamento dei connettori MIL-C-26482 nel n°13.
Il circuito dell’armadio PLC
L’armadio PLC si trova montato sulla stessa parete dell’armadio principale; conteneva già il PLC e noi abbiamo dovuto realizzarvi il circuito elettrico della parte di automazione.
Sul pannello laterale sinistro dell’armadio del PLC abbiamo fissato un connettore maschio ed uno femmina, rispettivamente M2 e F2, in modo da realizzare un circuito di “andata” dal connettore dell’armadio principale F1→M2 ed uno di “ritorno” dal connettore dell’armadio PLC F2→M1. A questo punto abbiamo dovuto adattare i segnali di comando 24V DC in uscita dal PLC al circuito a 24 V AC; ciò ha richiesto la realizzazione di una scheda relè, che è stata inserita all’interno dell’armadio PLC il cui schema è riportato nell’Allegato n°14.
Sono stati poi inseriti quattro relè 230 V AC nell’armadio del PLC che escludono la parte di circuito a comando manuale quando un selettore posto sulla pulsantiera viene commutato da MAN ad
AUTO.
Figura 4-7 : Vista del pannello laterale dell’armadio principale; si vedono i due cavi neri di collegamento con l’armadio PLC
Facendo riferimento allo schema elettrico dell’armadio PLC sopra riportato in figura 4-8 illustriamone i modi di funzionamento:
Figura 4-8 : Schema elettrico dell’armadio PLC
● Modo di funzionamento AUTOMATICO: il selettore della pulsantiera viene posizionato su AUT. Arriva tensione dall’armadio principale (M2K,M2L) e la lampada comincia a lampeggiare (F2K,F2L); le uscite del PLC eccitano le bobine dei relè (RC1÷RC9) della scheda relè e si chiudono i contatti fra i morsetti della serie 1-00÷1-08 e quelli della serie 2-00÷2-08.
I segnali vengono così inviati tramite le connessioni F2A÷F2J ai contatti (morsetti 80÷88) degli azionamenti nell’armadio principale.
● Modo di funzionamento MANUALE: il selettore della pulsantiera viene posizionato su MAN. Vengono eccitate le bobine dei relè R1*÷R4*: dalla chiusura dei relativi contatti vengono ripristinate le connessioni originali fra i morsetti dell’armadio principale AA e A, fra il contatto T del teleruttore ed il morsetto 19, ed infine fra i morsetti 10÷18 e 80÷88.
Lo schema delle connessioni dell’armadio PLC è riportato nell’Allegato n°15 mentre in figura 4-9 si vede l’interno dell’armadio.
Figura 4-9 : Armadio PLC; (A) PLC, (B) Interfaccia con PC, (C) Prese dei sensori, (D) Connettori a 19 poli, (E) Relè 230V, (F) Morsettiera, (G) Scheda Relè
