Controle Automático de Máquina Hidráulica usando

PLC

Abstrato

  Na maioria das indústrias, a automação deve ser implementada em muitos campos para reduzir o tempo de processamento e a mão de obra. Este projeto implementa a técnica de automação que realiza o processo de automação da máquina de prensagem hidráulica utilizando CLP (Controlador Lógico Programável). Atualmente, uma máquina hidráulica semi-automática é usada para montar e desmontar as peças do motor. Aqui a alta pressão é dada para todos os objetos durante o processo. Devido ao mesmo nível de pressão, ocorrerão danos elevados. Neste trabalho de projeto, um controle automático da máquina hidráulica é proposto usando o Controlador Lógico Programável (CLP). O comutador de limite está conectado à unidade de controle do PLC. Este interruptor de limite é usado para controlar o movimento ascendente e descendente do solenóide na máquina hidráulica. Usando este sistema de controle automático, as peças do motor serão removidas sem danos. Palavras-chave: PLC, Sistema Hidráulico

I. INTRODUÇÃO

  A automação é um dos processos de desenvolvimento no cenário atual. Isso pode ser feito nas indústrias em que há maior número de trabalhadores envolvidos no campo de proteção. Isso faz com que a demanda por trabalhos e também alguma perda de produção. Para gerenciar os problemas acima, o PLC é introduzido onde várias entradas podem ser processadas com as saídas únicas. Nos dias anteriores, o PLC foi usado para controlar as máquinas pressionando switch, mas hoje a HMI é usada para reduzir o número de portas. O cabo RS232 é usado para fazer a interface do programa, codificado conforme desejado. A especificação reduz o trabalho de mão-de-obra e as portas de E / S também. Ele pode ser capaz de operar em vários dispositivos, programando as lógicas da escada com base no limite de tempo. O PLC pode ser capaz de programar desde pequenos circuitos até circuitos complexos usando a lógica ladder. Neste método de análise, o método existente foi discutido e como superar a desvantagem foi analisada. O método proposto supera a desvantagem do método existente. A máquina semi-automática é usada em bombas CRI para desmontar as peças do motor. A pressão é alta para todos os objetos. Devido a danos de alta pressão ocorrem durante a remoção das peças. Este é o sistema existente nas bombas CRI.

A máquina hidráulica é usada para montar e desmontar as peças do motor. É uma máquina semi-automática. O movimento do solenóide para montagem e desmontagem está no mesmo nível. Então, o nível de pressão também é o mesmo. O motor é iniciado pressionando o interruptor. Depois disso, o botão para baixo deve pressionar para baixo o solenóide. Para o movimento ascendente, o botão para cima deve pressionar. A velocidade do solenóide não pode controlar. A velocidade do solenóide é controlada pelo controle da velocidade do motor e também pela velocidade do fluido hidráulico. Esta é a operação da máquina hidráulica.

  O controle automático da máquina hidráulica é feito. O intertravamento entre o botão para cima e para baixo é feito para o desempenho de uma operação. A chave fim de curso é usada para controlar o movimento ascendente e descendente do solenóide da máquina hidráulica e aguardar o período de tempo. O cabo RS232 é usado para fazer a interface do programa com o PLC pela codificação adequada. Nesta técnica, o atraso de tempo para converter um para outro valor pode ser alterado a qualquer momento, codificando o valor do atraso de tempo em segundos ou milissegundos. É universalmente aplicável e amigável para todas as aplicações. Reduz o número de portas usadas no PLC para a saída existente.

II. SISTEMA HIDRÁULICO

  Almofadas de matriz hidráulica são usadas em prensas mecânicas e hidráulicas. Eles têm várias vantagens quando comparados a uma almofada de ar. Estes incluem: 1) Forças muito maiores podem ser obtidas no mesmo espaço de leito de pressão. 2) Bloqueio temporizado da almofada ou atraso de retorno: esse recurso é usado para evitar deformar a peça quando a impressora é aberta. 3) A capacidade de controlar a pressão instantânea de amortecimento com uma servo-válvula. Esse recurso pode ser usado para otimizar a força do suporte em branco, pois uma operação de desenho profundo está em andamento. Ao controlar a pressão da almofada hidráulica da matriz com uma servo-válvula, a otimização da força do suporte da placa pode ser alcançada. Normalmente, a pressão das almofadas do cunho acionadas por ar aumenta 10% ou mais entre o contato inicial e o final do percurso. Um aumento de pressão de até 40% é típico para cilindros de nitrogênio independentes e alguns sistemas de coletores. O movimento do metal no suporte de branco pode ser severamente retardado no final do ciclo de formação por este aumento de pressão. O resultado pode ser falha devido a fraturas. Uma almofada de matriz hidráulica programável pode otimizar as forças do porta-molde através da seqüência de formação.

III MÉTODO PROPOSTO

  Na máquina hidráulica, o fluido hidráulico é alimentado em todos os cilindros hidráulicos e torna-se pressurizado de acordo com a resistência presente. O fluido é controlado automaticamente por válvulas de controle e distribuído através de mangueiras e tubos. A popularidade da maquinaria hidráulica deve-se à grande quantidade de energia que pode ser transferida através de pequenos tubos e mangueiras flexíveis, e à alta densidade de potência e ampla gama de atuadores que podem fazer uso desta energia. A maquinaria hidráulica é operada pelo uso de sistemas hidráulicos, onde o líquido é o meio de alimentação.

A. Princípio:

  A lei de Pascal afirma que a "pressão aplicada a qualquer parte de um fluido confinado transmite para todas as outras partes sem perda. A pressão atua com igual força em todas as áreas iguais das paredes confinadas e perpendicular às paredes ”. Este é o princípio básico para qualquer sistema hidráulico.

B.operação:

  Como a prensa hidráulica funciona com base na Lei de Pascal, seu funcionamento é semelhante ao do sistema hidráulico. Uma prensa hidráulica consiste em componentes básicos usados ​​em um sistema hidráulico que inclui o cilindro, os pistões, os tubos hidráulicos, etc. O funcionamento desta prensa é muito simples. O sistema é composto de dois cilindros, o fluido (geralmente óleo) é derramado o cilindro tendo um diâmetro pequeno. Este cilindro é conhecido como o cilindro escravo. O pistão neste cilindro é empurrado para que ele comprima o fluido que flui através de um tubo para o cilindro maior.

C. estrutura da máquina hidráulica:

  O cilindro maior é conhecido como cilindro mestre. A pressão é exercida no cilindro maior e o pistão no cilindro mestre empurra o fluido de volta ao cilindro original. A força aplicada nos fluidos pelo cilindro menor resulta em uma força maior quando pressionada no cilindro mestre. A prensa hidráulica é usada principalmente para fins industriais, onde é necessária uma grande pressão para comprimir metais em folhas finas. Uma prensa hidráulica industrial usa o material a ser trabalhado junto com a ajuda das placas de prensa para esmagar ou perfurar o material em uma folha fina. Esta é a operação da máquina hidráulica.

Prensas D.Hydraulic:

  As prensas hidráulicas são uma poderosa classe de ferramentas mecânicas; eles obtêm a energia que fornecem através da pressão hidráulica. A pressão do fluido, em uma determinada câmara, pode ser aumentada ou diminuída pelo uso de bombas e válvulas. Às vezes, dispositivos e sistemas podem ser usados ​​para aumentar a capacidade das bombas em impressoras mais potentes. Essas prensas podem operar a longa distância e a uma velocidade constante. As prensas hidráulicas são geralmente mais lentas em relação a outros tipos de prensa. Isso envolve um contato mais longo com o trabalho; portanto, o resfriamento do trabalho pode ser um problema quando quente formando uma peça com força hidráulica. As prensas hidráulicas são capazes de ser a classe mais poderosa de prensas. Alguns podem ser tão grandes quanto edifícios, e podem oferecer uma pressão impressionante. As maiores prensas hidráulicas são capazes de aplicar 75.000 toneladas (150.000.000 libras) de força. A prensa hidráulica mostrada está sendo usada para fabricar um forjamento de metal.

A extrusão também é um uso muito comum para essa prensa, embora a extrusão seja freqüentemente realizada horizontalmente. Os princípios básicos de funcionamento da prensa hidráulica são simples e dependem de diferenças na pressão do fluido. O fluido é bombeado para o cilindro abaixo do pistão, o que faz com que a pressão do fluido sob o pistão aumente. Simultaneamente, o fluido é bombeado para fora do canal superior, fazendo com que a pressão do fluido acima do pistão diminua. Uma pressão mais alta do fluido abaixo do pistão que o fluido acima faz com que o pistão suba. Na próxima etapa, o fluido é bombeado para fora do pistão, fazendo com que a pressão sob o pistão diminua. Simultaneamente, o fluido é bombeado para o cilindro a partir do topo, o que aumenta a pressão do fluido acima do pistão. Uma pressão mais alta do fluido acima do pistão, do que o fluido abaixo dele, move o pistão para baixo.

Velocidades da imprensa de E.Hydraulic:

  A maioria dos usuários da imprensa está acostumada a descrever a velocidade de impressão em termos de traços por minuto. A velocidade é facilmente determinada com uma prensa mecânica. É sempre parte das especificações da máquina. O número de cursos por minuto feito por uma prensa hidráulica é determinado pelo cálculo de um tempo separado para cada fase do curso do ariete. Primeiro, o tempo de avanço rápido é calculado.

F.Stages da imprensa hidráulica:

  Em seguida, o tempo de prensagem ou o curso de trabalho é determinado. Se um intervalo é usado, esse tempo também é adicionado. Finalmente, o tempo de retorno é adicionado para determinar o tempo total do ciclo.

  O tempo de atraso da reação da válvula hidráulica também é um fator que deve ser incluído para um cálculo preciso do tempo total. Esses fatores são calculados para determinar as taxas teóricas de produção ao avaliar um novo processo. No caso de trabalhos em operação, é suficiente medir a taxa de ciclo com um cronômetro. A maioria das prensas hidráulicas não são consideradas máquinas de alta velocidade. No modo automático, no entanto, as prensas hidráulicas operam na faixa de 20 a 100 cursos por minuto ou mais. Essas velocidades normalmente são suficientes para o trabalho manual. As velocidades de taxa de produção resultantes são comparáveis ​​àquelas das prensas mecânicas OBI e OBS usadas em aplicações de aplicação única. Aqui, não há desgaste adicional de embreagem e freio a considerar no caso da máquina hidráulica.

IV. PROPOSTA DE CONTROLE DO SISTEMA USANDO O PLC

  PLC é chamado como controlador lógico programável. É um computador digital usado para automação de processos eletromecânicos tipicamente industriais, como o controle de máquinas em linhas de montagem de fábricas, parques de diversões. É usado em muitas indústrias. Oito entrada e quatro saídas são usadas para o sistema proposto. O intertravamento entre o interruptor de limite é dado para o movimento contínuo da máquina. Neste processo de controle automático, o motor é iniciado pressionando o botão de partida. O solenóide está sempre na posição para cima ao ligar o motor. Usando a ação do controlador, o solenóide começa a se mover para baixo. O movimento da válvula solenoide é controlado pelas chaves limitadoras, que são conectadas com a unidade de controle do CLP, abrem e fecham os contatos. Depois de concluir o processo de montagem ou desmontagem, o motor é desligado. Esta é a operação do sistema. Quando o solenóide atinge a posição específica, o interruptor de limite abre o contato. Depois de remover o rolamento do motor do eixo, o interruptor de limite fechou o contato. Agora o solenóide se move para cima. Este é o processo contínuo que acontece automaticamente. O interruptor de limite controla o movimento do solenóide por abrir e fechar.

A. Diagrama de Bloqueio do Sistema Proposto:

  O diagrama de blocos é mostrado para o sistema proposto. Para o funcionamento adequado e eficiente de uma prensa, é necessário manter a pressão do cilindro como constante, o que ajuda a regular o fluxo de pressão em um cilindro hidráulico. Sua pode ser com a ajuda de PLC. O controle automático da máquina hidráulica é feito através do PLC. O intertravamento feito entre o botão para cima e para baixo. O interruptor de limite é utilizado para controlar o movimento ascendente e descendente do solenóide da máquina hidráulica e aguardar o período de tempo. Para a operação manual, o botão de pressão é ligado e permanece até que a operação termine. O motor na máquina hidráulica está funcionando até atingir a condição de parada ou emergência.

B. Controladores Lógicos Programáveis ​​(PLC) usando Lógica Ladder:

  Antes do advento dos circuitos lógicos de estado sólido, os sistemas de controle lógico eram projetados e construídos exclusivamente em torno de relés eletromecânicos. Os relés estão longe de serem obsoletos no design moderno, mas foram substituídos em muitos de seus antigosfunções como dispositivos de controle de nível lógico, relegados com mais freqüência a aplicações que exigem alta corrente e / ou alta tensão.

  Sistemas e processos que exigem controle “on / off” abundam no comércio e na indústria modernos, mas tais sistemas de controle raramente são construídos a partir de relés eletromecânicos ou de portas lógicas discretas. Em vez disso, os computadores digitais preenchem a necessidade,que pode ser programado para fazer uma variedade de funções lógicas. No final dos anos 60, uma empresa americana chamada Bedford Associates lançou um dispositivo de computação chamado MODICON. Como um acrônimo, significava Controlador Digital Modular emais tarde tornou-se o nome de uma divisão da empresa dedicada ao design, fabricação e venda desses computadores de controle para fins especiais. Outras empresas de engenharia desenvolveram suas próprias versões desse dispositivo, e ele acabou sendo conhecidoem termos não proprietários como um PLC ou Controlador Lógico Programável. A finalidade de um PLC era substituir diretamente os relés eletromecânicos como elementos lógicos, substituindo um computador digital de estado sólido por um programa armazenado,para emular a interconexão de muitos relés para executar certas tarefas lógicas. Um CLP tem muitos terminais de “entrada”, através dos quais ele interpreta estados lógicos “alto” e “baixo” de sensores e chaves. Também tem muitos resultadosterminais, através dos quais ele envia sinais “altos” e “baixos” para luzes de energia, solenóides, contatores, pequenos motores e outros dispositivos que se prestam ao controle liga / desliga. Em um esforço para tornar os PLCs fáceis de programar, sua programaçãoA linguagem foi projetada para se assemelhar a diagramas de lógica ladder. Assim, um eletricista industrial ou engenheiro elétrico acostumado a ler esquemas de lógica ladder se sentiria confortável em programar um CLP para executar as mesmas funções de controle.

  Os PLCs são computadores industriais e, como tal, seus sinais de entrada e saída são tipicamente de 120 volts CA, assim como os relés de controle eletromecânicos que foram projetados para substituir. Embora alguns CLPs tenham a capacidade de entrada e saídasinais de tensão DC de baixo nível da magnitude usada em circuitos de portas lógicas, esta é a exceção e não a regra.

  A conexão de sinais e os padrões de programação variam um pouco entre os diferentes modelos de PLC, mas eles são similares o suficiente para permitir uma introdução “genérica” à programação de PLCs aqui. A ilustração a seguir mostra um CLP simples, poispode aparecer de uma vista frontal. Dois terminais de parafuso fornecem conexão a 120 volts CA para alimentar os circuitos internos do PLC, identificados como L1 e L2. Seis terminais de parafuso no lado esquerdo fornecem conexão a dispositivos de entrada, cadaterminal representando um “canal” de entrada diferente com seu próprio rótulo “X”. O terminal de parafuso inferior esquerdo é uma conexão "Comum", geralmente conectada a L2 (neutro) da fonte de alimentação de 120 VCA.

C.Limitações e Sucessores Idiomas:

  A notação ladder é mais adequada para controlar problemas em que apenas variáveis ​​binárias são necessárias e onde o intertravamento e o sequenciamento de binário é o principal problema de controle. Como todas as linguagens de programação paralela, a ordem sequencial deas operações podem ser indefinidas ou obscuras; condições de corrida lógicas são possíveis, o que pode produzir resultados inesperados. Os degraus complexos são melhor divididos em várias etapas mais simples para evitar esse problema. Alguns fabricantes evitam esse problemadefinindo explicitamente e completamente a ordem de execução de um degrau, no entanto, os programadores podem ainda ter problemas para entender completamente a semântica complexa resultante. Quantidades analógicas e operações aritméticas são desajeitadas para expressar em escadalógica e cada fabricante tem diferentes maneiras de estender a notação para esses problemas. Geralmente, há suporte limitado para matrizes e loops, geralmente resultando em duplicação de código para expressar casos que, em outros idiomas,Para o uso de variáveis ​​indexadas à medida que os microprocessadores se tornam mais poderosos, notações como gráficos de funções sequenciais e diagramas de blocos de funções podem substituir a lógica ladder para algumas aplicações limitadas. Alguns CLPs mais recentes podem terou parte da programação realizada em um dialeto que se assemelha a BASIC, C ou outra linguagem de programação com ligações apropriadas para um ambiente de aplicativo em tempo real.

V. CONCLUSÃO

  O sistema proposto fornece o controle automático e semi-automático da máquina hidráulica. As prensas são controladas e o desmantelamento de peças é feito sem danos. O consumo de tempo e o poder humano são reduzidos. A Horaatraso pode ser feito de acordo com a condição de carga. Este processo pode ser usado para manchar as peças do motor também. Esse processo pode ser usado efetivamente em qualquer setor de automação. A folga do objeto após a desmontagem é a mesma.