9º CLASE DE AUTOMATISMOS

En este nuevo apartado se expondra la clase practica de la asignatura, correspondiente a esta semana.

PRACTICA 3

-Cuando arranca el PLC se pasa al estado S0.

-Si se cumplen condiciones iniciales y (ha llegado una base o se pulsa marcha) pasa al estado S1.

-Sino se cumplen las condiciones iniciales pasa al estado S9. En el estado S9 enciende luz de alarma. Cuando se pulsa rearme pasa al estado S10 donde se llevan los cilindros a la posición inicial (a condiciones iniciales). Una vez que se cumplen las condiciones iniciales se lleva al estado S11 donde se apaga la luz y luego al estado S0.

-En el estado S1 se detecta que el cilindro F ha hecho todo el recorrido (sensor f1) se pasa al estado S2.

-En el estado S2 se baja el cilindro D, para saber si la base se ha puesto en la posición correcta. Aquí si la base está puesta al revés cuando el cilindro D baja nunca se activara el sensor que detecta que D ha bajado hasta el final. Si la base está en la posición correcta entonces si que podrá bajar hasta el final.

-Se pasará del estado S2 al S3 cuando haya pasado un cierto tiempo para asegurarnos que el cilindro D ha tenido tiempo de bajar. En el estado 3 se sube el cilindro D.

-Se pasará del estado S3 al estado S4 tras otro cierto tiempo de espera, para asegurarnos que el cilindro D está arriba.

-En el estado S4 se permite retroceder al cilindro F.

-Cuando el cilindro F ha retornado (fo activo) se pasa al estado S5. En este estado activa el movimiento del cilindro E.

-Cuando el cilindro E ha llegado al final (e1 activo) se pasa al estado S6. En el estado S6 se espera hace que el cilindro E vuelva a su posición inicial.

-Cuando estamos en el estado S6 y ha pasado un cierto tiempo de espera para que el cilindro E  vuelva se mira el bit base_ok es 0 significa que el cilindro D no pudo bajar hasta el final y por tanto la base está en posición incorrecta. En este caso se pasa al estado S7. Si la base_ok vale 1 significa que la base estaba bien posicionada y se pasa al estado S8.

-En el estado S7 se activa el cilindro C de expulsión de la base, la base es rechazada por estar puesta al revés.

-En el estado S8 se baja el cilindro B.

-Del S7 y del S8 se pasa al S0 cuando se pulse rearme.

GRAFSET

ACTIVACIONES

ETAPAS

INICIO

MARCAS

TEMPORIZADORES

8º CLASE DE AUTOMATISMOS

Libro: Automation Production System and CIM.M.P.Groover

7º CLASE DE AUTOMATISMOS (Pratica de Simulación)

En esta nueva entrada se enunciará y explicará la práctica 2.3 de AUTOMATISMOS DE PROCESOS INDUSTRIALES: 

PROBLEMA DE EVALUACIÓN:

Enunciado: Se trata de programar el autómata para que:

-Cuando se presiona el botón de “marcha” se acciona el movimiento de cilindro alimentador de material. Transcurrido 2 segundos desde que se pulso el botón de marcha el cilindro alimentador ha de volver a su posición inicial.

-Cuando se presiona el botón de “rearme” y si el cilindro alimentador está en su posición inicial se acciona el avance del cilindro D. Tras 3 segundos el cilindro D ha de volver a su posición inicial y activar la luz de falta material caso de que no haya bajado hasta abajo, (pieza puesta al revés).

Se comenzará con un GRAFSET (Esquema Gráfico):

Una vez realizado el GRAFSET se procederá a modelarlo en el ordenador con el CX-PROGRAMER:

Se divide en:

-Etapas
-Tiempos
-Acciones

Resumen escrito

           Comienza la pieza en la Etapa_0, se pulsa el botón “marcha” (m) y directamente se pasa a la Etapa_1. En esta etapa la pieza se desplaza con FPLUS, donde las direcciones se miran dentro del apartado de  los circuitos eléctricos. Transcurridos 2 segundos (TIM2s) la pieza vuelve a su posición inicial y se llega a la Etapa_2.

            Estando en la Etapa_2, se pulsa el botón “rearme” (r) y se pasa a la Etapa_3. En esta etapa la pieza se desplaza con DPLUS. A continuación se le asigna una orden a la pieza, que consiste en que si el sensor de la pieza está bien colocada (d1) y trascurridos 3 segundos (TIM3s) vuelva a la Etapa_0. Por el contrario, si la pieza no pasa la orden, transcurridos 3 segundos, va a una cuarta etapa, Etapa_4.

           La Etapa_4, se enciende una bombilla, que indica que falta material (FM). De esta Etapa_4, se para (p) el proceso y vuelve a la Etapa_0.

6º CLASE DE AUTOMATAS

¿QUÉ ES UN AUTOMATA PROGRAMABLE?

En electrónica un autómata es un sistema secuencial, aunque en ocasiones la palabra es utilizada también para referirse a un robot. Puede definirse como un equipo electrónico programable en lenguaje no informático y diseñado para controlar, en tiempo real y en ambiente industrial, procesos secuenciales. Sin embargo, la rápida evolución de los autómatas hace que esta definición no esté cerrada.

La aparición de los ordenadores a mediados de los 50's inauguró el campo de la lógica programada para el control de procesos industriales. No obstante, aunque estos ordenadores resolvían los inconvenientes de un Sistema cableado o la llamada lógica cableada, presentaban nuevos problemas:

·         Mala adaptación al entorno industrial.

·         Coste elevado de los equipos.

·        Necesidad de personal informático para la realización de los programas.

·        Necesidad de personal especializado para el mantenimiento.

Estos problemas se solucionarían con la aparición del autómata programable o PLC (Controlador Lógico Programable; en inglés Programable Logic Controler).

¿QUÉ ES UN RELÉ?

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba “relevadores”. De ahí "relé".

CIRCUITOS ELECTRICOS

Una lampara puede tener dos estados:

S1: Se llamará al estado encendido

S2: Se llamará al estado apagado

L: S1 and S2

1: Circuito Cerrado ( Pasa la corriente)

2: Circuito Abierto ( No pasa la corriente)

Circuito en paralelo

Circuito en serie

ALGEBRA DE BOOLE

Álgebra de Boole (también llamada Retículas booleanas) en informática y matemática, es una estructura algebraica que esquematiza las operaciones lógicas Y, O , NO y Si (AND,OR,NOT,IF), así como el conjunto de operaciones unión, intersección y complemento.

Se denomina así en honor a George Boole (2 de noviembre de 1815 a 8 de diciembre de 1864), matemático inglés que fue el primero en definirla como parte de un sistema lógico en el año 1854, en su tratado An investigation of the laws of thought on which to found the mathematical theories of logic and probabilities. El álgebra de Boole fue un intento de utilizar las técnicas algebraicas para tratar expresiones de la lógica proposicional. En la actualidad, el álgebra de Boole se aplica de forma generalizada en el ámbito del diseño electrónico. Claude Shannon fue el primero en aplicarla en el diseño de circuitos de conmutación eléctrica biestables, en 1948. Esta logica se puede aplicar a dos campos:

Al análisis, porque es una forma concreta de describir cómo funcionan los circuitos. Al diseño, ya que teniendo una función aplicamos dicha álgebra, para poder desarrollar una implementación de la función.

PROCESO DE FABRICACIÓN

Un proceso de fabricación, es el conjunto de operaciones unitarias necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética. Se realizan en el ámbito de la industria.

Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina-herramienta.

TORNO

Se denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas.

La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrentado.

Los tornos copiadores, automáticos y de control numérico llevan sistemas que permiten trabajar a los dos carros de forma simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos y esféricos. Los tornos paralelos llevan montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, llamado charriot, montado sobre el carro transversal. Con el charriot inclinado a los grados necesarios es posible mecanizar conos. Encima del charriot va fijada la torreta portaherramientas.

 

FRESADORA

Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. Mediante el fresado es posible mecanizar los más diversos materiales como madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de dentado, etc. A demás de las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas. En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas.

Gracias a la incorporación del control numérico, son las máquinas herramientas más polivalentes por la variedad de mecanizados que pueden realizar y la flexibilidad que permiten en el proceso de fabricación. La diversidad de procesos mecánicos y el aumento de la competitividad global han dado lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunque tienen una base común, se diferencian notablemente según el sector industrial en el que se utilicen. Asimismo, los progresos técnicos de diseño y calidad que se han realizado en las herramientas de fresar, han hecho posible el empleo de parámetros de corte muy altos, lo que conlleva una reducción drástica de los tiempos de mecanizado.

 

5º CLASE DE AUTOMATIZACIÓN

MÉTODO DE MONTECARLO   (Recordatorio y ampliación)

 

                       El método Montecarlo es un método numérico que permite resolver problemas físicos y matemáticos mediante la simulación de variables aleatorias. Lo vamos a considerar aquí desde un punto de vista didáctico para resolver un problema del que conocemos tanto su solución analítica como numérica. El método Montecarlo fue bautizado así por su clara analogía con los juegos de ruleta de los casinos, el más célebre de los cuales es el de Montecarlo, casino cuya construcción fue propuesta en 1856 por el príncipe Carlos III de Mónaco, siendo inaugurado en 1861.

                        La importancia actual del método Montecarlo se basa en la existencia de problemas que tienen difícil solución por métodos exclusivamente analíticos o numéricos, pero que dependen de factores aleatorios o se pueden asociar a un modelo probabilística artificial (resolución de integrales de muchas variables, minimización de funciones, etc.). Gracias al avance en diseño de los ordenadores, cálculos Montecarlo que en otro tiempo hubieran sido inconcebibles, hoy en día se presentan como asequibles para la resolución de ciertos problemas. En estos métodos el error ~ 1/√N, donde N es el número de pruebas y, por tanto, ganar una cifra decimal en la precisión implica aumentar N en 100 veces.

La base es la generación de números aleatorios de los que nos serviremos para calcular probabilidades. Conseguir un buen generador de estos números así como un conjunto estadístico adecuado sobre el que trabajar son las primeras dificultades con la nos vamos a encontrar a la hora de utilizar este método. En el caso que presentamos hemos hecho uso de la función random() incluida en la clase Math que la máquina virtual Java trae por defecto como generador. Las pruebas realizadas, algunas de las cuales se propondrán como ejercicio, verifican su calidad a la hora de calcular números aleatorios sin tendencia aparente a la repetición ordenada.

                        Para resolver la ecuación elíptica de nuestro problema usando el método de Montecarlo, se ha dividido el recinto bidimensional en una malla cuadrada de puntos. Todos los situados en su frontera se consideran inicializados a un valor de temperatura conocido. Suponemos en principio una partícula situada en uno de los puntos y que tiene la posibilidad de moverse libremente por todos los que constituyen la malla. La única condición que imponemos es que en un solo salto, su movimiento se limite a los 4 nodos vecinos, los situados su izquierda, derecha, arriba o abajo.

La probabilidad de elegir una cualquiera de las 4 direcciones posibles es la misma. Dejando a la partícula viajar por toda la red sin más restricciones contamos el número de veces que, partiendo de un mismo punto de coordenadas (i,j) sale por cada uno de los que constituyen la frontera, momento en el cual suponemos que ha terminado su viaje. Considerando un número elevado de pruebas podemos calcular la probabilidad de que, partiendo de un mismo punto, salga por cada uno de los puntos del contorno después de recorrer una trayectoria aleatoria. Los detalles de camino seguido desde el inicio hasta el final del viaje no nos importan, tan solo nos vamos a fijar en el número de veces que sale del recinto por cada uno de los puntos posibles.

                        La temperatura a la que se encuentra el punto desde donde ha partido la partícula es la suma, extendida a todos los puntos frontera (i_f,j_f), de la temperatura de dichos puntos (determinada por las condiciones de contorno) y por la probabilidad de que estando en (i,j) salga por (i_f,j_f). Ver ec.(6).

                        Si tomamos una malla pequeña de 10x10  (salvo consideraciones de simetría) hay que calcular probabilidades para 10² puntos. Una precisión razonable requerimos que para cada uno de ellos hay que calcular ~10⁶ trayectorias aleatorias. Con sólo estas estimaciones podemos aventurar que el tiempo de computación requerido para solucionar la ecuación de Laplace en una malla pequeña va a ser superior al necesario en cualquiera de los otros métodos propuestos.

                        Ejecutando nuestra aplicación veremos como este tiempo crece rápidamente con el número de puntos de la malla siendo éste el factor limitante de la eficacia del método. Sin embargo, el método Montecarlo es sencillo y fácil de programar.

ANYLOGIC

Source: General à Arrivals Defined by: Interarrival time

                              Interarrivals time: Exponential

                              Entities per arrival: 1