hp20

7/22/2019 HP20

1/16

Hidronic i pneutronic Lucrarea nr. 20

Lucrarea nr. 20

MODELAREA, SIMULAREA I IMPLEME!AREA "I#I$% A UUI SIS!EM

PEU!ROI$ DE PRO$ESARE

20.&.Scopu' 'ucrrii

Lucrarea de fa i propune s prezinte modalitatea de modelare i

simulare a unui sistem pneutronic de procesare. De asemenea, se prezint

realizarea lui efectiv folosind echipamente Festo.

20.2.o(iuni teoretice

Se va urmri realizarea unui ciclu de comand pentru un sistem

pneutronic de procesare cu trei pistoane, pentru aceasta avnd nevoie de o serie

de echipamente specifice. Schema propus spre realizare este dat n figura de

mai os !)i*ura 20.&.".

"i*ura 20.&.$ircuitu' pneu+atic a' ite+u'ui pneutronic de proceare

1

7/22/2019 HP20

2/16


Sistemul propus pentru implementare tre#uie s realizeze $ operaiuni de

#az%

aducerea piesei n zona de procesare

procesarea propriu&zis a piesei

eli#erarea zonei de procesare !transportul piesei n zona de depozitare"

Dup plasarea piesei n zona de procesare, sistemul aplic un numr de

'( lovituri piesei, dup care piesa este deplasat n zona de depozitare, urmnd

ca procesul s se repete atta timp ct #utonul cu #locare )*+ este n poziia de

lucru. De asemenea, va eista o ntrziere de o secund ntre momentul iniial al

procesului i nceperea alimentrii.

Sistemul propus implic folosirea a $ cilindri cu piston, fiecare urmnd s

ndeplineasc una dintre funciile de #az.

-n primul pas al lucrrii se va modela i simula sistemul pneutronic,

urmnd ca n pasul al doilea s se implementeze acest sistem utiliznd

aparatura de la#orator furnizat de firma "eto.

20.2.&.Mode'area ite+u'ui pneutronic

Sistemele industriale moderne pot fi proiectate, modelate, simulate i

testate n medii virtuale asistate de calculator, crescnd astfel calitatea

proceselor menionate i scurtnd timpul de dezvoltare. +e propunem folosirea

acestor noi metode n cadrul acestei lucrri, sistemul pneutronic cu trei pistoane

fiind mai nti proiectat, modelat i simulat pe un calculator personal folosind

aplicaia "eto "'uidSIM Pneu+atic, versiunea $..

/rimul pas este modelarea sistemului propus. /entru aceasta, se va porni

mediul Festo FluidS01 /neumatics, prin clic2 pe iconia din cadrul meniului Start,

sau prin lansarea direct a eecuta#ilului FL3S013/.454.

Se va crea un fiier nou pentru sistem, prin accesarea comenzii Newdin

meniul File, sau cu autorul com#inaiei de taste 6trl7+. Se recomand salvarea

acestui fiier n directorul rezervat specializrii dvs. su# un nume sugestiv !spre

eemplu, procesare.ct". De asemenea, se recomand salvarea periodic a

2

7/22/2019 HP20

3/16


acestui fiier prin accesarea opiunii Savedin meniul File, sau prin com#inaia de

taste 6trl7S.

1odelarea sistemului pneutronic se compune din dou pri% modelarea

pneumatic i modelarea electric.

8m#ele pri ale modelrii sistemului presupun, n principal, alegerea

componentelor din #i#lioteca de componente !Component Library", plasarea lor

pe foaia de proiectare, setarea parametrilor i realizarea legturilor dintre

componente. -n cazul n care #i#lioteca de componente nu este vizi#il n spaiul

de lucru, aceasta poate fi afiat prin alegerea opiunii Total View din meniul

Library.

Mode'area pneu+aticDup cum se vede din schema sistemului pneutronic de la nceputul

acestui capitol, pentru modelarea pneumatic va fi nevoie de o surs de aer

comprimat, o unitate de procesare a aerului, trei distri#uitoare 9$, trei cilindri&

piston i trei rigle de deplasare cu senzori de contact.

Se va alege ura de aer co+pri+at !Compressed air supply" din lista

de componente i se va plasa pe foaia de lucru, prin operaiune de tip drag:drop

cu mouse&ul. 8poi, se va accesa foaia de proprieti a sursei de aer comprimatprin eecutarea unui clic2 du#lu pe sim#olul acestuia de pe foaia de lucru.

a) simbol b) proprieti

"i*ura 20.2. Sura de aer co+pri+at

/resiunea de funcionare !Operatin !ressure" va fi setat !vezi )i*ura

20.2" la valoarea de ; #ar, dup care se va aplica setarea prin apsarea

#utonului O".

3

7/22/2019 HP20

4/16


Unitatea de proceare a aeru'ui !#ir service unit" este responsa#il cu

reglarea presiunii n sistem, dar i cu asigurarea calitii aerului, prin filtrarea

acestuia.

a) simbol b) proprieti "i*ura 20.-. Unitatea de proceare a aeru'ui

Se va seta !vezi )i*ura 20.-" presiunea de funcionare !Operatin

pressure" la valoarea de #ar, pentru a asigura o #un precizie a presiunii n

sistem, innd cont de faptul c presiunea furnizat de sursa de aer comprimat

este de ; #ar.

Din acest punct, cele trei #rae ale schemei pneumatice sunt identice,

motiv pentru care va fi prezentat n detaliu doar unul, celelalte fiind realizate n

mod similar, folosind notaiile din )i*ura 20.&.

4lementul de eecuie principal al sistemului este ditriuitoru'!$%n &ay

Valve". Fiind de fapt o valv de direcie, acest element controleaz umplerea,respectiv golirea, camerelor cilindrului.


4

7/22/2019 HP20

5/16


"i*ura 20./.Ditriuitoru' 1a'1a direc(iona'

6omanda distri#uitorului va fi realizat electric, prin intermediul celor dou

relee, notate aici cu 8( i 8'. /entru acesta, n foaia de proprieti se va alege

att pentru actuatorul din stnga !Le't actuation", ct i pentru cel din dreapta!(it actuation", acionarea electric pilotat !!neumatically%*lectrically,

!iloted", dup cum se vede n )i*ura 20./. /entru denumirea releelor, se va

eecuta du#lu clic2 pe cerculeul din eteriorul sim#olului releului.

4lementul supus controlului este un ci'indru cu du' ac(iune !+ouble

actin cylinder". 8cesta are am#ele camere accesi#ile din eterior, permind un

control ela#orat.

6ursa maim !ma,. Stro-e" a cilindrului va fi fiat la '(( mm !vezi)i*ura 20.3". /oziia pistonului este la ( mm. /entru a vedea valoarea vitezei n

timpul simulrii, se impune #ifarea csuei +isplay Velocity.

a) simbol b) proprieti "i*ura 20.3.$i'indru' cu du' ac(iune

-n cadrul modelrii, cilindrul cu du#l acionare este dotat i cu ori*' deditan( !distance rule", pe care se pot aduga en4ori de capt de cur

!senzori de tip contact mecanic". /entru configurarea acestora, n cadrul fiei de

proprieti a cilindrului, se va apsa #utonul *dit Labels...-n fereastra +istance

rule, n cmpul de nume !Label" introducei valorile S' i S

7/22/2019 HP20

6/16



"i*ura 20.5. Ri*'a de ditan( i en4orii de contact

Dup adugarea i configurarea componentelor, urmtorul pas al

modelrii este realizarea legturilor pneumatice dintre componente. /entru

aceasta, tre#uie unite punctele terminale ale pieselor prin trasarea liniilor cu

mouse&ul, innd #utonul stng apsat. 8ccesi#ilitatea sau inaccesi#ilitatea unui

terminal pentru o coneiune este indicat de culoarea verde, respectiv roie, a

acestuia la poziionarea cursorului mouse&ului deasupra sa.

6oneiunile pneumatice care tre#uie realizate sunt cele care se vd nfigura '. 0eirea sursei de aer comprimat se va lega cu intrarea unitii de

procesare a aerului. 0eirea unitii de procesare a aerului va fi legat de

conectorul ' al distri#uitorului. 6onectorii = i < ai distri#uitorului se vor lega la

camerele din stnga, respectiv din dreapta, ale cilindrului. 6onectorii $ i ai

distri#uitorului se vor conecta n gol cu autorul terminatorului specific, aa dup

cum arat )i*ura 20.6.

6

7/22/2019 HP20

7/16


"i*ura 20.6.$one7iune pneu+atic

-n mod similar se realizeaz #raele pentru cel de&al doilea i al treilea

cilindru, respectnd #ineneles notaiile din )i*ura 20.&.

Mode'area e'ectric

*rmtorul pas al modelrii este realizarea circuitului electric ce

ncorporeaz logica de comand propriu&zis. 8cest circuit se realizeaz pe

aceeai foaie de lucru, separat de schema pneumatic, aparent independent de

aceasta. Schema de comand secvenial propus spre realizare este cea din

)i*ura 20.8.

"i*ura 20.8.Sc9e+a e'ectric de co+and

7

7/22/2019 HP20

8/16


/entru aceast schem este nevoie de surs de alimentare, contacte

!#uton, senzori de contact", relee i interconectri. >oate componentele pentru

partea electric se gsesc n aceeai #i#liotec de componente. Sim#olurile lor

sunt redate n lista de mai os !tae'u' &".

!ae'u' &

E'e+ent Si+o'6onector 7

7/22/2019 HP20

9/16


"i*ura 20.:. Propriet(i'e utonu'ui cu 'ocare

-n mod identic se va proceda la adugarea i denumirea contactelor.

/entru #o#inele releelor i a actuatorilor se va folosi aceeai metod.

Dup cum se poate o#serva, pentru etichetarea anumitor componente s&a folosit

acelai nume ca i la schema pneumatic, tocmai pentru a indica legtura dintre

cele dou scheme.Dup ce s&a realizat plasarea i etichetarea elementelor, tre#uie realizat

interconectarea dintre componente. /entru aceasta, se va urmri cu atenie

schema din )i*ura 20.8. Adat realizate coneiunile electrice, cele dou scheme

sunt complete i gata de simulare.

6onectarea releelor B', B se realizeaz ntr&un

circuit de tip releu cu auto&meninere. Secvena de comand i circuitul de

comand prezint o compleitate care impune atenie n realizare.

20.2.2.Si+u'area ite+u'ui pneutronic

*n pas important n proiectarea asistat l reprezint simularea modelului

realizat pe calculator. Festo FluidS01 /neumatics permite simularea schemelor.

/entru setarea parametrilor simulrii, accesai opiunea Simulation... din

meniul Options.

/entru vizualizarea detaliilor micrii, se va configura factorul de;ncetinirea simulrii !Slow2motion Factor" la valoarea $( !vezi )i*ura 20.&0".

1icarea pistonului !!iston 3ovement" tre#uie configurat pentru timp

real !"eep (eal Time".

/entru uurina vizualizrii se pot modifica i culorile cu care vor fi afiate

fluurile de energie !pneumatic i electric"% conduct fr presiune

9

7/22/2019 HP20

10/16


!presureless", conduct su# presiune !under pressure", ca#lu su# curent !under

curent".

"i*ura 20.&0. Propriet(i'e i+u'rii

Adat sta#ilii parametrii simulrii se poate ncepe cu simularea propriu&

zis. /entru controlul simulrii eist mai multe opiuni. Se poate opta pentru

i+u'are )'uentsau cu i+u'are pa cu pa.

-n cazul simulrii fluente, sistemul este iniializat i ateapt stimuli eterni,

cum ar fi apsarea #utonului )*+. /entru intrarea n modul de simulare fluent,

se apas #utonul !laydin #ara de control a simulrii, sau se alege opiunea

Start din meniul *,ecute. Simularea fluent poate fi pornit i prin apsarea

tastei FC.

"i*ura 20.&&.

7/22/2019 HP20

11/16


Simularea poate fi oricnd ntrerupt !vezi )i*ura 20.&&" prin apsarea

#utonului Stopsau a tastei F. Dac se dorete oprirea temporar a simulrii, se

va folosi #utonul !ause, respectiv tasta F.

Dup apsarea #utonului !lay, se va apsa #utonul )*+ !vezi )i*ura

20.&2" pentru a porni secvena de sistem.

8limentarea lui B' declaneaz temporizat ieirea pistonului de transport

n poziia S' declaneaz pe B6+> care deschide

circuitul lui B< oprind astfel ciclul de procesare. >ot B6+> declaneaz ieirea

pistonului de depozitare.

Secvena de sistem va rula ct timp #utonul )*+ este apsat. 6hiar dac

#utonul este dezactivat secvena de sistem curent va fi totui terminat.

"i*ura 20.&2.Si+u'area ite+u'ui pneutronic

/e schema pneumatic vor fi desenate conductele aflate su# presiune,

precum i sensul de curgere a fluidului. -n dreptul pistonului este afiat viteza

sa. /e schema electric va fi evideniat traseul curentului electric.

11

7/22/2019 HP20

12/16


/entru o analiz mai atent a cronologiei sistemului se va folosi o

diagram !vezi )i*ura 20.&-" de stare !state diaram" accesi#il prin intermediul

#i#liotecii de componente.

"i*ura 20.&-. Dia*ra+a de tare

/entru monitorizarea unei componente din schem, se va Etrage

componenta cu autorul mouse&ului deasupra diagramei i se va Elsa. -n timpul

simulrii, diagrama de stare va fi mprosptat periodic.

8 doua modalitate de simulare a circuitului este cea pas cu pas. -n cazulacestei simulri se poate opta la salt la evenimentul urmtor sau la derulare pn

la urmtoarea schim#are de stare. -n primul caz, se poate urmri evoluia

detaliat a sistemului, acest mod fiind de folos i pentru depanare.

12

7/22/2019 HP20

13/16


Dup ce modelarea sistemului a fost realizat, iar simularea i testarea

virtual au oferit rezultatele scontate, se poate proceda la realizarea fizic a

sistemului.

20.-.De)urarea 'ucrrii

'. /rima parte a lucrrii implic modelarea i simularea sistemului

pneutronic cu trei cilindri pentru realizarea secvenei de comand descrise n

)i*ura 20.&-. /entru ndeplinirea cerinelor se va urmri cu atenie descrierea

fcut n capitolul Noiuni teoretice, respectnd secvena de pai.

7/22/2019 HP20

14/16


-n esen, realizarea practic nu difer mult de secvena de operaiuni de

modelare. >otui eist unele diferene care vor fi eplicate n continuare.

Atenie!

+atorit 'aptului c se lucrea4 cu aparatur sub presiune 5i cu enerie

electric6 se cere atenie 7n manipularea ecipamentelor6 precum 5i la

desciderea alimentrii pneumatice 5i electrice.

+e asemenea6 nu se va reali4a alimentarea pneumatic sau electric a

sistemului p8n c8nd acest lucru nu este aprobat de ctre cadrul didactic./entru realizarea schemei pneumatice se vor folosi urmtoarele

echipamente% surs de aer comprimat, unitate de procesare a aerului,

distri#uitoare 9$, cilindri cu piston cu du#l acionare, furtunuri de legtur.

0niial, sursa de aer comprimat este nealimentat. >otui, tre#uie avut nvedere c n rezervorul sursei !vezi )i*ura 20.&3" mai poate eista aer su#

presiune.

14

7/22/2019 HP20

15/16


"i*ura 20.&3. Sura de aer co+pri+at

Furtunul de la surs va fi conectat la unitatea de procesare a aerului, dup

ce s&a asigurat c ieirea acestuia este nchis de la vana corespunztoare.

)egulatorul de pe surs se regleaz la presiune de ; #ar. )egulatorul unitii de

procesare se seteaz la #ar. Se va conecta ieirea unitii de procesare la

intrarea multiplicatorului de ieire. >rei dintre ieirile multiplicatorului se vor lega

la intrrile distri#uitoarelor. 0eirile corespunztoare ale distri#uitoarelor sunt

legate la cele dou camere ale cilindrilor, conform )i*urii 20.&. Se vor monta de

asemenea i senzori de contact la poziiile specificate n schem.

/entru schema electric se va folosi o surs de tensiune de

7/22/2019 HP20

16/16


dou #locuri cu cte $ relee !pentru releele B', B", #loc

de relee cu temporizare !pentru 6+>", releu numrtor !pentru 6+>", #loc cu

#utoane !pentru #utonul )*+", senzorii de capt de curs.

Se va ncepe realizarea coneiunilor schemei electrice. Se recomand

folosirea ca#lurilor de culori diferite n funcie de apropierea de un pol al sursei

sau altul. -n amplasarea componentelor se va avea gri ca piesele mo#ile s nu

loveasc alte componente. 6a#larea se va face identic cu schema electric din

)i*ura 20.8.

Dup verificarea conectrilor pneumatice i electrice i avizarea de ctre

cadrul didactic, se va porni alimentarea electric a sursei de aer comprimat i

cea a sursei de curent electric. Se va deschide circuitul pneumatic cu autorul

vanei de la unitatea de procesare a aerului.La apsarea #utonului )*+ secvena de comand se va eecuta conform

proiectrii.

16

hp20

Documents