Contrôle automatique de la machine hydraulique utilisant

PLC

Abstrait

  Dans la plupart des industries, l'automatisation doit être mise en œuvre dans de nombreux domaines afin de réduire le temps de traitement et la main-d'œuvre. Ce projet met en œuvre la technique d’automatisation qui exécute le processus d’automatisation d’une machine de pressage hydraulique utilisant un automate programmable. De nos jours, une machine hydraulique semi-automatique est utilisée pour assembler et désassembler les pièces du moteur. Ici, la haute pression est donnée pour tous les objets au cours du processus. En raison du même niveau de pression, des dommages importants seront causés. Dans le cadre de ce projet, un contrôle automatique de la machine hydraulique est proposé à l’aide d’un automate programmable. L'interrupteur de fin de course est connecté à l'unité de contrôle de l'automate. Cet interrupteur de fin de course est utilisé pour contrôler le mouvement ascendant et descendant du solénoïde dans la machine hydraulique. En utilisant ce système de contrôle automatique, les pièces du moteur seront enlevées sans dommage. Mots clés: PLC, Système hydraulique

INTRODUCTION

  L'automatisation est l'un des processus de développement du scénario actuel. Cela peut être fait dans les industries où davantage de travailleurs sont impliqués dans le domaine de la protection. Cela entraîne une demande de main-d'œuvre et une perte de production. Afin de gérer les problèmes ci-dessus, un API est introduit où plusieurs entrées peuvent être traitées avec les sorties simples. Auparavant, le PLC était utilisé pour contrôler les machines en appuyant sur le commutateur, mais aujourd'hui, l'IHM est utilisé pour réduire le nombre de ports. Le câble RS232 est utilisé pour interfacer le programme, codé selon les besoins. La spécification réduit également le travail et les ports d’entrée / sortie. Il peut être capable de fonctionner sur divers appareils en programmant la logique à relais en fonction du temps limite. Le PLC peut être capable de programmer de petits circuits en circuits complexes en utilisant la logique à relais. Dans cette méthode d'analyse, la méthode existante a été discutée et la manière de surmonter le désavantage a été analysée. La méthode proposée supprime l’inconvénient de la méthode existante. La machine semi-automatique est utilisée dans les pompes CRI pour le démontage des pièces du moteur. La pression est élevée pour tous les objets. En raison de la pression élevée, des dommages se produisent lors du retrait des pièces. C'est le système existant dans les pompes CRI.

Une machine hydraulique est utilisée pour assembler et désassembler les pièces du moteur. C'est une machine semi-automatique. Le mouvement du solénoïde à des fins d'assemblage et de désassemblage est au même niveau. Ainsi, le niveau de pression est également identique. Le moteur est démarré en appuyant sur l'interrupteur. Ensuite, le bouton descendant doit appuyer sur le solénoïde. Pour le mouvement ascendant, le bouton ascendant doit appuyer. La vitesse du solénoïde ne peut pas être contrôlée. La vitesse du solénoïde est contrôlée par le contrôle de la vitesse du moteur ainsi que de la vitesse du fluide hydraulique. C'est l'opération de la machine hydraulique.

  Le contrôle automatique de la machine hydraulique est fait. Le verrouillage entre les boutons haut et bas est effectué pour l'exécution d'une opération. Le fin de course sert à contrôler le mouvement ascendant et descendant du solénoïde de la machine hydraulique et à attendre la période de temps.Le câble RS232 est utilisé pour l’interface entre le programme et l’automate programmable approprié. Dans cette technique, le délai de conversion d'une valeur à une autre peut être modifié à tout moment en codant la valeur du délai en secondes ou en millisecondes. Il est universellement applicable et convivial pour toutes les applications. Il réduit le nombre de ports utilisés dans l’API pour la sortie existante.

II. SYSTÈME HYDRAULIQUE

  Des coussins de filière hydrauliques sont utilisés sur les presses mécaniques et hydrauliques. Ils présentent plusieurs avantages par rapport à un coussin d'air. Ceux-ci incluent: 1) Des forces beaucoup plus importantes peuvent être obtenues dans le même espace de lit de presse. 2) Retard ou retour retardé du coussin: cette fonction permet d'éviter de déformer la pièce lorsque la presse s'ouvre. 3) La possibilité de contrôler la pression d'amortissement instantanée avec une servovalve. Cette fonction peut être utilisée pour optimiser la force du porte-flan alors qu'une opération d'emboutissage profond est en cours. En contrôlant la pression de l'amortisseur hydraulique avec une servovalve, il est possible d'optimiser la force du support de flan. Typiquement, la pression des coussins de matrice à commande pneumatique augmente de 10% ou plus entre le contact initial et la fin de la course. Une augmentation de pression allant jusqu'à 40% est typique des bouteilles d'azote autonomes et de certains systèmes de manifold. Le mouvement du métal sur le porte-flan peut être sérieusement retardé à la fin du cycle de formage par cette augmentation de pression. Le résultat peut être une défaillance due à des fractures. Un coussin de matrice hydraulique programmable peut optimiser les forces du support d'ébauches tout au long de la séquence de formage.

III. MÉTHODE PROPOSÉE

  Dans la machine hydraulique, le fluide hydraulique alimente tous les cylindres hydrauliques et est mis sous pression en fonction de la résistance présente. Le fluide est contrôlé automatiquement par des vannes de régulation et distribué à travers des tuyaux et des tubes. La popularité des machines hydrauliques est due à la très grande quantité de puissance pouvant être transférée via de petits tubes et flexibles, à la densité de puissance élevée et au large éventail d'actionneurs pouvant exploiter cette puissance. Les machines hydrauliques fonctionnent à l’aide de l’hydraulique, où un liquide est le moyen d’alimentation.

A. Principe:

  La loi de Pascal stipule que la "pression appliquée à toute partie d'un fluide confiné est transmise à toute autre partie sans perte. La pression agit avec une force égale sur toutes les zones égales des murs de confinement et perpendiculairement aux murs ». C'est le principe de base de tout système hydraulique.

B. Fonctionnement:

  Comme la presse hydraulique fonctionne sur la base de la loi de Pascal, son fonctionnement est similaire à celui du système hydraulique. Une presse hydraulique est composée des composants de base utilisés dans un système hydraulique comprenant le cylindre, les pistons, les tuyaux hydrauliques, etc. Le fonctionnement de cette presse est très simple.Le système comprend deux cylindres, le fluide (généralement de le cylindre ayant un petit diamètre. Ce cylindre est appelé le cylindre esclave. Le piston de ce cylindre est poussé de manière à comprimer le fluide qui s’écoule à travers un tuyau dans le plus grand cylindre.

Structure de la machine hydraulique:

  Le plus grand cylindre est appelé le maître-cylindre. La pression est exercée sur le plus grand cylindre et le piston dans le maître-cylindre repousse le fluide dans le cylindre d'origine. La force exercée sur les fluides par le plus petit cylindre entraîne une force plus grande lorsque poussée dans le maître-cylindre. La presse hydraulique est principalement utilisée à des fins industrielles où une pression importante est requise pour la compression des métaux en feuilles minces. Une presse hydraulique industrielle utilise le matériau à travailler avec l'aide des plaques de la presse pour écraser ou perforer le matériau en une feuille mince. C'est l'opération de la machine hydraulique.

D.Hydraulic Presses:

  Les presses hydrauliques constituent une classe puissante de machines-outils; ils tirent l'énergie qu'ils fournissent par la pression hydraulique. La pression de fluide, dans une chambre particulière, peut être augmentée ou réduite en utilisant des pompes et des vannes. Parfois, des appareils et des systèmes peuvent être utilisés pour augmenter la capacité des pompes dans des presses plus puissantes. Ces presses peuvent fonctionner sur une longue distance et à une vitesse constante. Les presses hydrauliques sont généralement plus lentes que d'autres types de machines. Cela implique un contact plus long avec le travail; par conséquent, le refroidissement du travail peut être un problème lors de la formation à chaud d'une pièce avec une force hydraulique. Les presses hydrauliques sont capables de constituer la classe de presses la plus puissante. Certains peuvent être aussi grands que des bâtiments et peuvent générer une pression impressionnante. Les plus grandes presses hydrauliques sont capables d'appliquer une force de 75 000 tonnes (150 000 000 livres). La presse hydraulique illustrée est utilisée pour fabriquer une pièce forgée en métal.

  L'extrusion est également une utilisation très courante pour une telle presse, bien que l'extrusion soit souvent effectuée horizontalement. Les principes de fonctionnement de base de la presse hydraulique sont simples et reposent sur des différences de pression de fluide. Du fluide est pompé dans le cylindre en dessous du piston, la pression du fluide sous le piston augmente. Simultanément, le fluide est pompé hors du canal supérieur, ce qui entraîne une diminution de la pression du fluide au-dessus du piston. Une pression du fluide inférieure au piston supérieure à celle du fluide supérieur provoque la montée du piston. Dans l'étape suivante, le fluide est pompé par le dessous du piston, ce qui provoque une diminution de la pression sous le piston. Simultanément, le fluide est pompé dans le cylindre par le haut, ce qui augmente la pression du fluide au-dessus du piston. Une pression plus élevée du fluide au-dessus du piston que celle du dessous déplace le piston vers le bas.

E. Vitesses de la presse hydraulique:

  La plupart des utilisateurs de presse ont l'habitude de décrire les vitesses de la presse en termes de coups par minute. La vitesse est facilement déterminée avec une presse mécanique. Cela fait toujours partie des spécifications de la machine. Le nombre de coups par minute effectués par une presse hydraulique est déterminé en calculant un temps distinct pour chaque phase du coup de vérin. Tout d'abord, le temps d'avance rapide est calculé.

F.Etapes de la presse hydraulique:

  Ensuite, le temps de pressage ou la course est déterminé. Si une pause est utilisée, ce temps est également ajouté. Enfin, le temps de course de retour est ajouté pour déterminer le temps de cycle total.

  Le délai de réaction des vannes hydrauliques est également un facteur à prendre en compte pour un calcul précis du temps total. Ces facteurs sont calculés afin de déterminer les taux de production théoriques lors de l’évaluation d’un nouveau processus. Dans le cas de travaux en cours, il est suffisant de mesurer le taux de cycle avec un chronomètre. La plupart des presses hydrauliques ne sont pas considérées comme des machines à grande vitesse. En mode automatique, toutefois, les presses hydrauliques fonctionnent dans la plage de 20 à 100 courses par minute ou plus. Ces vitesses sont normalement suffisantes pour le travail à la main. Les vitesses de production qui en résultent sont comparables à celles des presses mécaniques OBI et OBS utilisées dans des applications à simple course. Ici, il n'y a pas d'usure supplémentaire des embrayages et des freins à prendre en compte dans le cas de la machine hydraulique.

IV SYSTÈME PROPOSÉ DE CONTRÔLE À L'AIDE D'API

  Le PLC s'appelle le contrôleur programmable de logique. C'est un ordinateur numérique utilisé pour l'automatisation de processus électromécaniques typiquement industriels, tels que le contrôle de machines sur des chaînes de montage en usine, des manèges. Il est utilisé dans de nombreuses industries. Huit entrées et quatre sorties sont utilisées pour le système proposé. Le verrouillage entre les fins de course est indiqué pour un mouvement continu de la machine. Dans ce processus de contrôle automatique, le moteur est démarré en appuyant sur le bouton de démarrage. Le solénoïde est toujours en position haute lors du démarrage du moteur. En utilisant l'action du contrôleur, le solénoïde commence à se déplacer vers le bas. Le mouvement de l'électrovanne est contrôlé par les fins de course, reliés à l'unité de contrôle de l'automate, qui ouvrent et ferment les contacts. Une fois le processus d'assemblage ou de désassemblage terminé, le moteur est arrêté. Ceci est le fonctionnement du système. Lorsque le solénoïde atteint la position voulue, le fin de course ouvre le contact. Après avoir retiré le roulement du moteur de l'arbre, le fin de course a fermé le contact. Maintenant, le solénoïde monte. C'est le processus continu qui se produit automatiquement. Le fin de course contrôle le mouvement du solénoïde en ouverture et en fermeture.

Diagramme A.Block du système proposé:

  Le schéma de principe est présenté pour le système proposé. Pour que la presse fonctionne correctement et efficacement, il est nécessaire de maintenir la pression du cylindre constante, ce qui facilite la fluidité de la pression dans un cylindre hydraulique. Son peut être avec l'aide de PLC. Le contrôle automatique de la machine hydraulique est effectué via PLC. Le verrouillage effectué entre les boutons haut et bas. Le fin de course est utilisé pour contrôler le mouvement ascendant et descendant du solénoïde de la machine hydraulique et attendre la période de temps. Pour un fonctionnement manuel, le bouton-poussoir est allumé et reste inchangé jusqu'à la fin de l'opération. Le moteur de la machine hydraulique est en marche jusqu'à ce qu'il soit arrêté ou en situation d'urgence.

B. contrôleurs logiques programmables (PLC) utilisant la logique à relais:

Avant l'avènement des circuits logiques à semi-conducteurs, les systèmes de contrôle logiques étaient conçus et construits exclusivement autour de relais électromécaniques. Les relais sont loin d’être obsolètes dans la conception moderne, mais ont été remplacés dans beaucoup de leurs anciensrôles en tant que dispositifs de commande de niveau logique, le plus souvent relégués aux applications nécessitant une commutation à haute intensité et / ou haute tension.

  Les systèmes et processus nécessitant un contrôle «tout ou rien» abondent dans le commerce et l'industrie modernes, mais de tels systèmes de contrôle sont rarement construits à partir de relais électromécaniques ou de portes logiques discrètes. Au lieu de cela, les ordinateurs numériques répondent à la nécessité,qui peut être programmé pour effectuer une variété de fonctions logiques. À la fin des années 1960, une société américaine appelée Bedford Associates a publié un dispositif informatique appelé MODICON. En acronyme, cela signifiait Modular Digital Controller etest devenu plus tard le nom d’une division de la société consacrée à la conception, à la fabrication et à la vente de ces ordinateurs de contrôle à usage spécifique. D'autres firmes d'ingénierie ont développé leurs propres versions de cet appareil, qui a fini par être connuen termes non propriétaires comme un automate programmable ou un automate programmable. Le but d’un automate programmable était de remplacer directement les relais électromécaniques en tant qu’éléments logiques, en remplaçant un ordinateur numérique à semi-conducteurs par un programme enregistré.émuler l'interconnexion de nombreux relais pour effectuer certaines tâches logiques. Un automate comporte de nombreux terminaux «d'entrée», à travers lesquels il interprète les états logiques «haut» et «bas» des capteurs et des commutateurs. Il a également beaucoup de sortieterminaux, à travers lesquels il émet des signaux «haut» et «bas» pour alimenter les éclairages, les solénoïdes, les contacteurs, les petits moteurs et autres dispositifs se prêtant au contrôle tout ou rien. Dans le but de faciliter la programmation des automates, leur programmationle langage a été conçu pour ressembler aux schémas logiques à contacts. Ainsi, un électricien industriel ou un ingénieur électricien ayant l'habitude de lire des schémas de logique en échelle se sentirait à l'aise de programmer un automate pour effectuer les mêmes fonctions de contrôle.

  Les automates sont des ordinateurs industriels et, en tant que tels, leurs signaux d'entrée et de sortie sont généralement de 120 volts alternatifs, tout comme les relais de commande électromécaniques pour lesquels ils ont été conçus. Bien que certains automates aient la capacité d’entrer et de sortirLes signaux de tension continue de bas niveau de la magnitude utilisée dans les circuits à portes logiques constituent une exception et non la règle.

  Les normes de connexion et de programmation des signaux varient quelque peu entre les différents modèles d’AP, mais elles sont suffisamment similaires pour permettre une introduction «générique» à la programmation des API. L'illustration suivante montre un automate simple, tel qu'ilpeut apparaître depuis une vue de face. Deux bornes à vis permettent la connexion à 120 volts CA pour l’alimentation des circuits internes de l’API, marqués L1 et L2. Six bornes à vis du côté gauche permettent la connexion aux périphériques d’entrée, chacunterminal représentant un «canal» d’entrée différent avec sa propre étiquette «X». La borne à vis inférieure gauche est une connexion «commune» qui est généralement connectée à L2 (neutre) de la source d'alimentation 120 VCA.

C. Limitations et langues suivantes:

  La notation en échelle convient mieux aux problèmes de contrôle pour lesquels seules les variables binaires sont requises et où le verrouillage et le séquencement des éléments binaires constituent le principal problème de contrôle. Comme tous les langages de programmation parallèles, l’ordre séquentiel deles opérations peuvent être indéfinies ou obscures; des conditions de concurrence logique sont possibles, ce qui peut produire des résultats inattendus. Les barreaux complexes sont mieux divisés en plusieurs étapes plus simples pour éviter ce problème. Certains fabricants évitent ce problème enPour définir explicitement et complètement l’ordre d’exécution d’une ligne, les programmeurs peuvent néanmoins avoir des difficultés à saisir pleinement la sémantique complexe résultante. Les quantités analogiques et les opérations arithmétiques sont difficiles à exprimer en échellelogique et chaque fabricant a différentes façons d’étendre la notation pour ces problèmes. La prise en charge des tableaux et des boucles est généralement limitée, ce qui entraîne souvent une duplication du code afin d'exprimer des cas qui, dans d'autres langues, seraient plus utiles.appel à l’utilisation de variables indexées à mesure que les microprocesseurs sont devenus plus puissants, des notations telles que des diagrammes fonctionnels séquentiels et des schémas fonctionnels peuvent remplacer la logique à relais pour certaines applications limitées. Certains nouveaux automates peuvent avoir tousou une partie de la programmation effectuée dans un dialecte qui ressemble à BASIC, C ou un autre langage de programmation avec des liaisons appropriées pour un environnement d’application en temps réel.

V. CONCLUSION

  Le système proposé assure le contrôle automatique et semi-automatique de la machine hydraulique. Les presses sont contrôlées et le démontage des pièces se fait sans aucun endommagement. La consommation de temps et de main-d'œuvre est réduite. Le tempsle délai peut être effectué en fonction de la condition de charge. Ce processus peut également être utilisé pour recouvrir les pièces du moteur. Ce processus peut être utilisé efficacement dans n'importe quel secteur de l'automatisation. Le dégagement de l'objet après démontage est identique.