ejercicio grafcet awl

Soluciones Automatización Industrial Febrero 2008

Ejercicio de programación (60 minutos- 6 puntos)  Se pretende controlar un cilindro neumático de simple efecto mediante un autómata de la familia SIEMENS S7-300. El cilindro se utiliza util iza en la fase de control de calidad y empuja, cuando está expandido, la pieza defectuosa que se desplazaba sobre una cinta. En una fase preliminar de diseño el ciclo de producción del émbolo se corresponde con el Grafcet de nivel 1 de la l a figura: Detalle de OB1 … U M1 SPBN _00X CALL FC-1

0 Cilin Cilindr dro o comp comprim rimid ido o ⋅ PON  PON  ↑

M1

Expansión/  Compresión (N veces)

_00X:

NOP 0 …

Fin de N expansiones/compresiones expansiones/compresiones

0

Expansión

3s

1

Compresión

2s

t

Se pide: A) Implemente el programa en los bloques OB1, OB100 y FC1. FC1 debe encapsular todo el comportamiento relativo a la expansión/compresión del cilindro (incluyendo arranques de contadores y temporizadores). El parámetro N servirá para arrancar un contador ZR . Tómese como valor para todo el ejercicio N=4. varias unidades de cilindros, Nota: Téngase en cuenta que la fábrica tiene colocadas varias uno en cada línea de producción y, por tanto, FC1 se tiene que gestionar a sí misma. B) Modifique OB1 y FC1 para permitir que el autómata gestione un time out que corresponda a 25 segundos. Aplicando nuevamente encapsulación, encapsulación, el temporizador t emporizador debe gestionarse completamente en el bloque FC1. El bit de error se gestionará como rutina de error global en el bloque invocante OB1. C) ¿Qué problema/s presenta una implementación de la función FC1 como en la figura? ¿Es correcto el tipo de temporizador empleado? Justifique la respuesta y proponga alternativas y/o soluciones. Detalle FC-1 … U primer ciclo SPBN _001 L S5T#25S SE TimeOut … NOP 0 001 : …

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D) Se pretende gestionar el posible defecto tras el paso de 25 segundos (t out) sin que finalicen los cuatro ciclos de expansión-compresión mediante el bit RB de la palabra de estado. Modifique la función FC1 y el bloque invocante a tal efecto. Una posible estructura del bloque FC1 aparece en la figura.

N=4

Señal de control FC1

 Enable out 

E) Como condición imprescindible de diseño se añade un interruptor de parada de fin de ciclo. Modifíquese el Grafcet de Producción añadiendo una etapa antirrepetición. Impleméntese dicha modificación.

F) Se añade un interruptor de emergencia EMER al automatismo mediante un Grafcet de seguridad que funciona por forzado. Dibújese e impleméntese dicho Grafcet, teniendo en cuenta que en el diseño GEMMA el automatismo pasa por los estados A1F1- D1-A6-A1. Nota: Emplee la función FC2 para encapsular la funcionalidad de dicho Grafcet. Incluya las modificaciones en el bloque invocante.

Soluciones Automatización Industrial Febrero 2008 A) (1,5 puntos ) FC1 O M500.0 ON M500.0 FP BitdeTrabajo S E1 R E2, E3, BitdeFin //3,2,1,0 L3 S Z1

FC1

0

C=3 1 Expansión 3 seg

1

U E1 L S5T#3s SE Texpansión //Salida U E1 = Expansión U E1 U T1 S E2 R E1

Texp 2

Compresión 3 sg

C=C-1

Tcomp ⋅ (c = 0)

Tcomp ⋅ (c > 0)

3

U E2 L S5T#2s SE T2 U E2 ZR Z1

Bit de Fin=1

Detalle de OB1 … U M1 SPBN _00X CALL FC-1 U BitdeFin S Reposo R Resto de etapas _00X:

U T2 UN Z1 //Contador a 0 S E3 R E2 U T2 UN Z1 //Contador >0 S E1 R E2

NOP 0

U E3 //Etapa final = BitdeFin R BitdeTrabajo

B) (1 punto) Detalle FC1 O M500.1 ON M500.1 FP BitdeTrabajo … L S5T#25s SS Tout R BitdeDefecto … U Tout = BitdeDefecto

Detalle de OB1 … U BitdeDefecto  // Rutina trat. error 

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C) (1 punto) En esa implementación hay que ‘mostrar el cero’ al temporizador TimeOut ya que sino, no va a funcionar en invocaciones posteriores a FC1. Por otro lado, usar el temporizador SE (sin memoria) es válido en este caso porque siempre se mantiene a uno la señal de disparo durante todo el tiempo que FC1 se ejecuta. Detalle FC-1 … U primer ciclo SPBN _001 L S5T#25S SE TimeOut … 001 : NOP 0 …

Para ‘mostrar el cero’ al temporizador se puede emplear la instrucción FR válida para la familia de autómatas SIEMENS S7-300 y superior o directamente emplear un código como éste en un lugar adecuado: ‘Mostrar el cero (1)’ … U M500.0 UN M500.0 SE TimeOut …

‘Mostrar el cero (2)’ … CLR SE TimeOut …

D) (1 punto) Detalle de OB1 … U M1 SPBNB _00X CALL FC-1 U BitdeFin S Reposo R Resto de etapas UN BIE = BitdeDefecto _00X: NOP 0 … U BitdeDefetco  //Rutina trat. error

Detalle FC1 U primer ciclo  // Arranque R BitdeDefecto … UN Tout SAVE //RB=0 si Tout

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E) (0,5 puntos ) El Grafcet de producción solo se ve modificado al final del ciclo:

0 Cilindrocomprimido ⋅ PON  ↑

Expansión/  Compresión (N veces)

M1

Fin de N expansiones/compresiones

Antirrepe tición

0

Parada de ciclo

La implementación es trivial y se realiza en el OB1 F) (1 punto) El Grafcet de emergencia es el académico analizado a lo largo del curso. Tiene que tener al menos una etapa que represente el estado GEMMA D1 y una condición de rearme para pasar del estado D1 al estado de reposo inicial representado en A1. La etapa de marcha sin defecto de dicho Grafcet se pone a uno en el OB-100. El forzado se implementa en el bloque FC2 de la siguiente manera:

Detalle de FC2 (Grafcet-Emergencia) … U Estado de defecto S Estado de reposo Ciclo Producción R Señal del Actuador R Resto de etapas Ciclo Producción

Detalle de OB1 … CALL FC2  //Grafcet Emergencia