Control automático de la máquina hidráulica usando

SOCIEDAD ANÓNIMA

Abstracto

  En la mayoría de las industrias, la automatización se implementará en muchos campos para reducir el tiempo de procesamiento y la mano de obra.Este proyecto implementa la técnica de automatización que lleva a cabo el proceso de automatización de la máquina de prensado hidráulico utilizando PLC (Controlador Lógico Programable).Hoy en día se usa una máquina hidráulica semiautomática para ensamblar y desmontar las piezas del motor.Aquí la alta presión se da para todos los objetos durante el proceso.Debido al mismo nivel de presión, se producirán grandes daños.En este trabajo de proyecto, se propone un control automático de la máquina hidráulica mediante el uso de un controlador lógico programable (PLC).El interruptor de límite está conectado con la unidad de control del PLC.Este interruptor de límite se usa para controlar el movimiento hacia arriba y hacia abajo del solenoide en la máquina hidráulica.Al usar este sistema de control automático, las piezas del motor se eliminarán sin daños.Palabras clave: PLC, sistema hidráulico

I. INTRODUCCIÓN

  La automatización es uno de los procesos de desarrollo en el escenario actual.Se puede hacer en las industrias donde hay más trabajos relacionados en el campo de protección.Esto provoca demanda de trabajo y también alguna pérdida de producción.Para gestionar los problemas anteriores, se introduce PLC donde múltiples entradas pueden procesarse con salidas individuales.En días anteriores, el PLC se utilizaba para controlar las maquinarias presionando el interruptor, pero hoy se usa HMI para reducir el número de puertos. El cable RS232 se usa para interconectar el programa, codificado como se desee.La especificación reduce el trabajo de mano de obra y los puertos de E / S también.Puede operar en varios dispositivos programando las lógicas de escalera según el límite de tiempo.El PLC puede programar desde circuitos pequeños a circuitos complejos utilizando la lógica de escalera.En este método de análisis, se discutió el método existente y se analizó cómo superar la desventaja.El método propuesto supera la desventaja del método existente.La máquina semiautomática se utiliza en bombas CRI para desmontar las piezas del motor.La presión es alta para todos los objetos.Debido al daño de alta presión que ocurre al quitar las piezas.Este es el sistema existente en las bombas CRI.

  La máquina hidráulica se utiliza para montar y desmontar las piezas del motor.Es una máquina semiautomática.El movimiento del solenoide para ensamblar y desmontar el propósito está en el mismo nivel.Entonces, el nivel de presión también es el mismo.El motor arranca presionando el interruptor.Después de eso, el botón hacia abajo tiene que presionar para bajar el solenoide.Para un movimiento ascendente, el botón hacia arriba tiene que presionar.La velocidad del solenoide no puede controlar.La velocidad del solenoide se controla controlando la velocidad del motor y también la velocidad del fluido hidráulico.Esta es la operación de la máquina hidráulica.

  El control automático de la máquina hidráulica está hecho.El enclavamiento entre los botones hacia arriba y hacia abajo se realiza para la realización de una operación.El interruptor de límite se usa para controlar el movimiento hacia arriba y hacia abajo del solenoide de la máquina hidráulica y esperar el período de tiempo. El cable RS232 se usa para el programa de interfaz con PLC mediante la codificación adecuada.En esta técnica, el tiempo de demora para convertir uno a otro valor se puede cambiar en cualquier momento codificando el valor de retraso en segundos o milisegundos.Es universalmente aplicable y fácil de usar para todas las aplicaciones.Reduce el número de puertos utilizados en el PLC para la salida existente.

II.SISTEMA HIDRÁULICO

  Los amortiguadores hidráulicos se utilizan tanto en prensas mecánicas como hidráulicas.Tienen varias ventajas en comparación con un colchón de aire.Estos incluyen: 1) Se pueden obtener fuerzas mucho más grandes en el mismo espacio de la cama de presión.2) Bloqueo temporizado del amortiguador o retardo de retorno: esta característica se utiliza para evitar la deformación de la pieza a medida que se abre la prensa.3) La capacidad de controlar la presión instantánea del amortiguador con una servoválvula.Esta función se puede utilizar para optimizar la fuerza del portapapeles cuando se está realizando una operación de embutición profunda.Al controlar la presión del amortiguador hidráulico de la matriz con una servoválvula, se puede lograr la optimización de la fuerza del soporte en blanco.Típicamente, la presión de los amortiguadores accionados por aire aumenta un 10% o más entre el contacto inicial y el final del recorrido.Un aumento de presión de hasta 40% es típico para cilindros de nitrógeno autónomos y algunos sistemas de colector.El movimiento de metal en el soporte de la pieza en bruto puede ser severamente retardado al final del ciclo de conformado por este aumento de la presión.El resultado puede ser una falla debido a fracturas.Un amortiguador hidráulico programable puede optimizar las fuerzas del soporte del blanco a través de la secuencia de formación.

III.MÉTODO PROPUESTO

  En la máquina hidráulica, el fluido hidráulico se alimenta a través de los cilindros hidráulicos y se presuriza de acuerdo con la resistencia presente.El fluido se controla automáticamente mediante válvulas de control y se distribuye a través de mangueras y tubos.La popularidad de la maquinaria hidráulica se debe a la gran cantidad de energía que se puede transferir a través de tubos pequeños y mangueras flexibles, y la alta densidad de potencia y la amplia gama de actuadores que pueden hacer uso de esta potencia.La maquinaria hidráulica se opera mediante el uso de sistemas hidráulicos, donde un líquido es el medio de alimentación.

A. Principio:

  La Ley de Pascal establece que la "Presión aplicada a cualquier parte de un fluido confinado se transmite a cada otra parte sin pérdida. La presión actúa con igual fuerza sobre todas las áreas iguales de los muros de contención y perpendiculares a las paredes".principio básico para cualquier sistema hidráulico.

B. Operación:

  Dado que la prensa hidráulica funciona según la Ley de Pascal, su funcionamiento es similar al del sistema hidráulico.Una prensa hidráulica consta de componentes básicos utilizados en un sistema hidráulico que incluye el cilindro, los pistones, las tuberías hidráulicas, etc. El funcionamiento de esta prensa es muy simple. El sistema consta de dos cilindros, el líquido (generalmente aceite) se vierte enel cilindro tiene un diámetro pequeño.Este cilindro se conoce como el cilindro esclavo.El pistón en este cilindro se empuja para que comprima el fluido que fluye a través de una tubería en el cilindro más grande.

C. Estructura de la máquina hidráulica:

  El cilindro más grande se conoce como el cilindro maestro.La presión se ejerce sobre el cilindro más grande y el pistón en el cilindro maestro empuja el fluido hacia el cilindro original.La fuerza aplicada sobre los fluidos por el cilindro más pequeño da como resultado una fuerza mayor cuando se empuja en el cilindro maestro.La prensa hidráulica se utiliza principalmente para fines industriales, donde se requiere una gran presión para comprimir metales en láminas delgadas.Una prensa hidráulica industrial utiliza el material que se va a trabajar junto con la ayuda de las placas de presión para aplastar o perforar el material en una lámina delgada.Esta es la operación de la máquina hidráulica.

D. Prensas Hidráulicas:

  Las prensas hidráulicas son una clase poderosa de máquinas herramienta;ellos obtienen la energía que entregan a través de la presión hidráulica.La presión del fluido, en una cámara particular, puede aumentarse o reducirse mediante el uso de bombas y válvulas.Algunas veces, los dispositivos y sistemas pueden usarse para aumentar la capacidad de las bombas en prensas más potentes.Estas prensas pueden operar a larga distancia y a velocidad constante.Las prensas hidráulicas son generalmente más lentas en comparación con otros tipos de máquinas de prensado.Esto implica un contacto más prolongado con el trabajo;por lo tanto, el enfriamiento del trabajo puede ser un problema cuando se calienta formando una parte con fuerza hidráulica.Las prensas hidráulicas son capaces de ser la clase más poderosa de prensas.Algunos pueden ser tan grandes como edificios y pueden generar una presión increíble.Las prensas hidráulicas más grandes son capaces de aplicar 75,000 toneladas (150,000,000 lbs) de fuerza.La prensa hidráulica que se muestra se está utilizando para fabricar un forjado de metal.

  La extrusión también es un uso muy común para una prensa de este tipo, aunque la extrusión a menudo se realiza horizontalmente.Los principios básicos de funcionamiento de la prensa hidráulica son simples y dependen de las diferencias en la presión del fluido.El fluido se bombea al cilindro debajo del pistón, esto provoca que la presión del fluido debajo del pistón aumente.Al mismo tiempo, el fluido se bombea fuera del canal superior, lo que hace que la presión del fluido por encima del pistón disminuya.Una presión más alta del fluido debajo del pistón que el fluido arriba provoca que el pistón se eleve.En el siguiente paso, el fluido se bombea desde debajo del pistón, lo que hace que la presión debajo del pistón disminuya.Simultáneamente, se bombea fluido al cilindro desde la parte superior, esto aumenta la presión del fluido sobre el pistón.Una presión más alta del fluido sobre el pistón, que el fluido debajo de él, mueve el pistón hacia abajo.

E. Velocidades de prensa hidráulica:

  La mayoría de los usuarios de prensa están acostumbrados a describir velocidades de prensa en términos de golpes por minuto.La velocidad se determina fácilmente con una prensa mecánica.Siempre es parte de las especificaciones de la máquina.El número de golpes por minuto realizados por una prensa hidráulica se determina calculando un tiempo separado para cada fase de la carrera del émbolo.Primero, se calcula el tiempo de avance rápido.

F.Stage de prensa hidráulica:

  A continuación, se determina el tiempo de prensado o la carrera de trabajo.Si se usa una pausa, ese tiempo también se agrega.Finalmente, se agrega el tiempo de recorrido de retorno para determinar el tiempo total del ciclo.

  El tiempo de retardo de la reacción de la válvula hidráulica también es un factor que debe incluirse para un cálculo de tiempo total preciso.Estos factores se calculan para determinar las tasas de producción teóricas al evaluar un nuevo proceso.En el caso de trabajos que están en funcionamiento, es suficiente medir la velocidad del ciclo con un cronómetro. La mayoría de las prensas hidráulicas no se consideran máquinas de alta velocidad.En el modo automático, sin embargo, las prensas hidráulicas operan en el rango de 20 a 100 golpes por minuto o más.Estas velocidades normalmente son suficientes para el trabajo alimentado a mano.Las velocidades de velocidad de producción resultantes son comparables a las de las prensas OBI y OBS mecánicas que utilizan aplicaciones de un solo golpe.Aquí, no hay desgaste adicional de embrague y freno a considerar en el caso de la máquina hidráulica.

IV.CONTROL PROPUESTO DEL SISTEMA USANDO EL PLC

  El PLC se denomina Controlador lógico programable.Es una computadora digital utilizada para la automatización de procesos electromecánicos típicamente industriales, como el control de maquinaria en líneas de ensamblaje de fábricas, juegos de atracciones.Se usa en muchas industrias.Ocho entradas y cuatro salidas se utilizan para el sistema propuesto.El enclavamiento entre el interruptor de límite se da para el movimiento continuo de la máquina.En este proceso de control automático, el motor se inicia al presionar el botón de inicio.El solenoide siempre está en posición elevada al arrancar el motor.Al usar la acción del controlador, el solenoide comienza a moverse hacia abajo.El movimiento de la válvula solenoide se controla mediante los interruptores de límite, que están conectados con la unidad de control del PLC, abre y cierra los contactos.Después de completar el proceso de ensamblar o desensamblar el proceso, el motor se apaga.Esta es la operación del sistema.Cuando el solenoide alcanza la posición particular, el interruptor de límite abre el contacto.Después de quitar el cojinete del motor del eje, el interruptor limitador cerró el contacto.Ahora el solenoide se mueve hacia arriba.Este es el proceso continuo que ocurre automáticamente.El interruptor de límite controla el movimiento del solenoide al abrir y cerrar.

A.Block Diagrama del sistema propuesto:

  El diagrama de bloques se muestra para el sistema propuesto.Para un funcionamiento correcto y eficiente de una prensa, es necesario mantener la presión del cilindro como constante, lo que ayuda a que la presión fluya sin problemas en un cilindro hidráulico.Puede ser con la ayuda de PLC.El control automático de la máquina hidráulica se realiza a través de PLC.El enclavamiento hecho entre los botones de arriba y abajo.El interruptor de límite se usa para controlar el movimiento hacia arriba y hacia abajo del solenoide de la máquina hidráulica y esperar el período de tiempo.Para el funcionamiento manual, el botón se enciende y permanece igual hasta que finaliza la operación. El motor de la máquina hidráulica está funcionando hasta que llega al estado de parada o emergencia.

B. Controladores lógicos programables (PLC) que usan Ladder Logic:

  Antes de la llegada de los circuitos lógicos de estado sólido, los sistemas de control lógico se diseñaron y construyeron exclusivamente alrededor de relés electromecánicos.Los relés están lejos de ser obsoletos en el diseño moderno, pero han sido reemplazados en muchos de sus anterioresroles como dispositivos de control de nivel lógico, relegados con mayor frecuencia a aquellas aplicaciones que demandan conmutación de alta corriente y / o alta tensión.

  Los sistemas y procesos que requieren un control "on / off" abundan en el comercio y la industria modernos, pero tales sistemas de control rara vez se construyen a partir de relés electromecánicos o compuertas lógicas discretas.En cambio, las computadoras digitales satisfacen la necesidad,que puede programarse para hacer una variedad de funciones lógicas.A fines de la década de 1960, una compañía estadounidense llamada Bedford Associates lanzó un dispositivo informático que llamaron MODICON.Como acrónimo, significaba Controlador Digital Modular, ymás tarde se convirtió en el nombre de una división de compañía dedicada al diseño, fabricación y venta de estas computadoras de control de propósito especial.Otras empresas de ingeniería desarrollaron sus propias versiones de este dispositivo, y finalmente llegó a ser conocidoen términos no patentados como PLC o Controlador Lógico Programable.El propósito de un PLC era reemplazar directamente los relés electromecánicos como elementos lógicos, sustituyendo en su lugar una computadora digital de estado sólido con un programa almacenado, capazemular la interconexión de muchos relés para realizar ciertas tareas lógicas.Un PLC tiene muchos terminales de "entrada", a través de los cuales interpreta los estados lógicos "alto" y "bajo" de los sensores y conmutadores.También tiene muchos resultadosterminales, a través de los cuales emite señales "altas" y "bajas" para alimentar las luces, los solenoides, los contactores, los motores pequeños y otros dispositivos que se prestan al control de encendido / apagado.En un esfuerzo por hacer que los PLC sean fáciles de programar, su programaciónel lenguaje fue diseñado para parecerse a los diagramas de lógica de escalera.Por lo tanto, un electricista industrial o un ingeniero eléctrico acostumbrado a leer esquemas de lógica de escalera se sentiría cómodo programando un PLC para realizar las mismas funciones de control.

  Los PLC son computadoras industriales, y como tales, sus señales de entrada y salida son típicamente de 120 voltios de CA, al igual que los relés de control electromecánicos para los que fueron diseñados para reemplazar.Aunque algunos PLC tienen la capacidad de entrada y salidaseñales de bajo voltaje DC de la magnitud utilizada en los circuitos de compuerta lógica, esta es la excepción y no la regla.

  La conexión de señal y los estándares de programación varían un poco entre los diferentes modelos de PLC, pero son lo suficientemente similares como para permitir una introducción "genérica" ​​a la programación de PLC aquí.La siguiente ilustración muestra un PLC simple, ya quepodría aparecer desde una vista frontal.Dos terminales de tornillo proporcionan conexión a 120 voltios de CA para alimentar los circuitos internos del PLC, etiquetados como L1 y L2.Seis terminales de tornillo en el lado izquierdo proporcionan conexión a los dispositivos de entrada, cada unoterminal que representa un "canal" de entrada diferente con su propia etiqueta "X".El terminal de tornillo inferior izquierdo es una conexión "común", que generalmente está conectada a L2 (neutro) de la fuente de alimentación de 120 VCA.

C.Limitaciones y lenguajes sucesores:

  La notación de escalera es más adecuada para controlar problemas donde solo se requieren variables binarias y donde el enclavamiento y la secuencia del binario es el problema principal de control.Como todos los lenguajes de programación paralelos, el orden secuencial delas operaciones pueden ser indefinidas u oscuras;son posibles las condiciones de carrera lógica que pueden producir resultados inesperados.Los peldaños complejos se dividen mejor en varios pasos más simples para evitar este problema.Algunos fabricantes evitan este problemadefinición explícita y completa del orden de ejecución de un escalón; sin embargo, los programadores pueden tener problemas para captar completamente la semántica compleja resultante.Cantidades análogas y operaciones aritméticas son torpes para expresar en escaleralógica y cada fabricante tiene diferentes formas de extender la notación para estos problemas.Por lo general, hay soporte limitado para matrices y bucles, lo que a menudo resulta en la duplicación del código para expresar casos que en otros idiomasrequieren el uso de variables indexadas a medida que los microprocesadores se han vuelto más potentes, notaciones como diagramas de funciones secuenciales y diagramas de bloques de funciones pueden reemplazar la lógica de escalera para algunas aplicaciones limitadas.Algunos PLC más nuevos pueden tener todoso parte de la programación llevada a cabo en un dialecto que se asemeja al BASIC, C u otro lenguaje de programación con enlaces apropiados para un entorno de aplicación en tiempo real.

CONCLUSIÓN V

  El sistema propuesto proporciona el control automático y semiautomático de la máquina hidráulica.Las prensas están controladas y el desmontaje de las piezas se realiza sin ningún daño.El consumo de tiempo y la potencia del hombre se reducen.El tiempola demora se puede hacer de acuerdo con la condición de carga.Este proceso también puede usarse para envolver las partes del motor.Este proceso se puede usar de manera efectiva en cualquier industria de automatización.El espacio libre del objeto después del desmontaje es el mismo.