Trabalho MPS

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

ENGENHARIA MECATRÔNICA (CONTROLE E AUTOMAÇÃO)

TRABALHO MPS (MANUFACTURING PROCESS SYSTEM)

ESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO

CURITIBA

2011

Bruno Sergio Adamczyk

Cleiton Ferreira dos Santos

Gabriel Maidl

TRABALHO MPS (MANUFACTURING PROCESS SYSTEM)

ESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO

Relatório apresentado à disciplina de Modelagem

e Controle de Sistemas a Eventos Discretos I, ao

curso de Engenharia Mecatrônica (Controle e

Automação), Centro de Ciências Exatas e de

Tecnologia da Pontifícia Universidade Católica do

Paraná.

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Alves Portela Santos

CURITIBA

2011

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................4

2. ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO DA PLANTA MPS..................................

2.1 ESTAÇÕES DO MPS...............................................................................

2.1.1 ESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO........................................................

2.1.2 ESTAÇÃO DE CLASSIFICAÇÃO E TRANSPORTE........................

2.1.3 ESTAÇÃO DE PROCESSAMENTO................................................

2.1.4 ESTAÇÃO DE ARMAZENAMENTO................................................

2.2 DIAGRAMA DE INSTALAÇÃO PNEUMÁTICO – ELÉTRICA...................

2.3 RELAÇÃO DAS VARIÁVEIS DE ENTRADAS E SAÍDAS........................

3. ESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO........................................................................

3.1 CONDIÇÕES DE INICIALIZAÇÃO DA ESTAÇÃO...................................

3.2 SEQUENTIAL FUNCTION CHART (SFC)................................................

3.2.1 REPRESENTAÇÃO (SFC) DA SEQUÊNCIA OPERACIONAL........

3.3 DIAGRAMA ESCADA (LADDER).............................................................

4. REQUISITOS DE COORDENAÇÃO DAS ESTAÇÕES...................................

4.2 REPRESENTAÇÃO (SFC) DA COORDENAÇÃO CONJUNTA...............

5. CONCLUSÃO..................................................................................................

APÊNDICE............................................................................................................

REFERÊNCIAS.....................................................................................................

1. INTRODUÇÃO

4

2. ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO DA PLANTA MPS

O sistema de processo de fabricação (MPS - Manufacturing Process

System) é composto por quatro módulos (ou estações) didáticos fabricados pela

FESTO. Cada módulo é composto por atuadores pneumáticos e/ou elétricos, além

de sensores.

O sistema simula uma linha de produção em que peças brutas são

alimentadas no primeiro módulo; testadas quanto à cor, material e espessura no

segundo; furadas e testadas no terceiro; manipuladas, separadas e armazenadas

pelo quarto.

2.1.ESTAÇÕES DO MPS

O MPS é composto por quatro estações independentes, são elas:

Estação de distribuição;

Estação de classificação e transporte;

Estação de processamento;

Estação de armazenamento.

2.1.1. ESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO

Esta estação tem por objetivo fornecer a matéria prima à planta. A matéria

prima consiste de peças cilíndricas de três tipos: metálica, plástica laranja e plástica

preta. As peças são armazenadas de forma aleatória no magazine de entrada. Os

objetivos da Estação de Distribuição são:

Retirar uma peça do magazine;

Posicionar a peça na estação seguinte.

2.1.2. ESTAÇÃO DE CLASSIFICAÇÃO E TRANSPORTE

Os objetivos da Estação de Classificação e Transporte são: Determinar o material e a cor da peça;

Medir a altura da peça;

Rejeitar a peça ou colocá-la na estação seguinte.

Após a peça ser posicionada pela Estação de Distribuição, seu material e sua

cor são determinados através da composição de sinais de três sensores de

proximidade: um indutivo, um capacitivo e um óptico.

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2.1.3. ESTAÇÃO DE PROCESSAMENTO

Os objetivos da Estação de Processamento são:

Furar a peça;

Testar a presença do furo.

2.1.4. ESTAÇÃO DE ARMAZENAMENTO

A Estação Armazenamento tem por objetivo armazenar peças processadas

de acordo com as informações obtidas na Estação de Classificação e Transporte.

Dessa forma, o tipo de peça (metálica, plástica laranja ou plástica preta) determina o

magazine a ser utilizado. Os objetivos da estação são:

Retirar a peça da Estação de Processamento;

Posicionar a peça no magazine correto (de acordo com o tipo de peça);

Refugar a peça caso o furo não esteja correto.

2.2.DIAGRAMA DE INSTALAÇÃO PNEUMÁTICO – ELÉTRICA

Diagrama elétrico

Diagrama pneumático

Figura xx- Atuador de dupla ação

6

Figura XX – Ventosa de vácuo

Figura XX – Unidade rotativa

2.3.RELAÇÃO DAS VARIÁVEIS DE ENTRADAS E SAÍDAS

7

Na tabela 1, segue a relação das variáveis de entradas e saídas utilizadas no

processo (obs.: as entradas e saídas do CLP, nem sempre corresponderão aos

inputs/outputs na prática, ou seja, na tabela segue apenas as entradas fictícias).

Estação Variável Comunicação

CLPDescrição

Entrada CLP Saída CLP

Dis

trib

ição

Y1_1 ET200-10 - O Avançar atuador AY1_2 ET200-10 - O Ativar gerador de vácuo 1Y1_3 ET200-10 - O Desativar gerador de vácuo 1

Y1_4 ET200-10 - O Avançar atuador B (posicionar sobre a Estação de Classificação e Transporte)

Y1_5 ET200-10 - O Recuar atuador B (posicionar sobre a Estação de Distribuição)

Alarm5 ET200-10 - O Sinalizar falta de peças no armazém inicial

B1_1 ET200-10 I - Atuador A recuadoB1_2 ET200-10 I - Atuador A avançadoS1_1 ET200-10 I - Peça na posição 2S1_2 ET200-10 I - Vácuo 1 acionado

S1_3 ET200-10 I - Atuador B avançado (posicionado sobre a Estação de Classificação e Transporte)

S1_4 ET200-10 I - Atuador B recuado (posicionado sobre a Estação de Distribuição)

m5OK ET200-10 I - Confirmação de alimentação do armazém inicial

G1Start ET200-10 I - Início de operação da Estação de Distribuição

Tabela 1 – Variáveis de entradas/saídas do CLP (Estação de distribuição)

Estação Variável Comunicação

CLPDescrição

Entrada CLP Saída CLP

Clas

sific

ação

e T

rans

port

e

Y2_1 ET200-10 - O Retornar atuador DY2_2 ET200-10 - O Avançar atuador DY2_3 ET200-10 - O Avançar atuador CM2_1 ET200-10 - O Ativar motor da esteiraB2_1 ET200-10 I - Atuador D avançadoB2_2 ET200-10 I - Atuador D recuadoB2_3 ET200-10 I - Atuador C recuadoB2_4 ET200-10 I - Atuador C avançadoB2_5 ET200-10 I - Sensor indutivoB2_6 ET200-10 I - Sensor capacitivoB2_7 ET200-10 I - Sensor óptico

G2Start ET200-10 I -Início de operação da Estação de Classificação e Transporte

Tabela 2 – Variáveis de entradas/saídas do CLP (Estação de classificação e transporte)

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Estação Variável Comunicação

CLPDescrição

Entrada CLP Saída CLPPr

oces

sam

ento

Y3_1 ET200-10 - O Recuar atuador FY3_2 ET200-10 - O Avançar atuador FY3_3 ET200-10 - O Avançar atuador GY3_4 ET200-10 - O Avançar atuador EM3_1 ET200-10 - O Ativar motor da furadeiraM3_2 ET200-10 - O Ativar motor da mesa rotativaB3_1 ET200-10 I - Atuador F recuadoB3_2 ET200-10 I - Atuador F avançadoB3_3 ET200-10 I - Atuador G recuadoB3_4 ET200-10 I - Atuador G avançadoB3_5 ET200-10 I - Atuador E recuadoB3_6 ET200-10 I - Atuador E avançadoB3_7 ET200-10 I - Mesa na posição 1, 2, 3 ou 4

B3_8 ET200-10 I - Presença de peça na posição 6 (posição 1 da mesa)

G3Start ET200-10 I - Início de operação da Estação de Processamento

Tabela 3 – Variáveis de entradas/saídas do CLP (Estação de processamento)

Estação Variável Comunicação

CLPDescrição

Entrada CLP Saída CLP

Arm

azen

amen

to

Y4_1 ET200-10 - O Avançar atuador HY4_2 ET200-10 - O Recuar atuador HY4_3 ET200-10 - O Ativar gerador de vácuo 2Y4_4 ET200-10 - O Desativar gerador de vácuo 24M1a ET200-10 - O Ativar relé eixo X4M1b ET200-10 - O Ativar motor eixo X4M2a ET200-10 - O Ativar relé eixo Y4M2b ET200-10 - O Ativar motor eixo YB4_1 ET200-10 I - Atuador H recuadoB4_2 ET200-10 I - Atuador H avançadoB4_3 ET200-10 I - Eixo X na posição 1B4_4 ET200-10 I - Eixo X na posição 2B4_5 ET200-10 I - Eixo X na posição 3B4_6 ET200-10 I - Eixo X na posição 4B4_7 ET200-10 I - Eixo Y na posição 2B4_8 ET200-10 I - Eixo Y na posição 1S4_2 ET200-10 I - Vácuo 2 acionado

G4Start ET200-10 I - Início de operação da Estação de Armazenamento

Tabela 4 – Variáveis de entradas/saídas do CLP (Estação de armazenamento)

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3. ESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO

Conforme já comentado no item 2.1. deste relatório, esta estação tem por

objetivo fornecer a matéria prima à planta. A matéria prima consiste de peças

cilíndricas de três tipos: metálica, plástica laranja e plástica preta. As peças são

armazenadas de forma aleatória no magazine de entrada. Os objetivos da Estação

de distribuição são:

Retirar uma peça do magazine;

Posicionar a peça na estação seguinte.

A estação se divide em duas partes:

Módulo de alimentação;

Módulo de transferência.

O módulo de alimentação separa a peça do magazine. Um atuador

pneumático linear empurra a peça de baixo para a posição de retirada. Dois

sensores de proximidade identificam as posições avançada e recuada do atuador.

O módulo de transferência é composto de um atuador pneumático rotativo. As

peças são capturadas através de uma ventosa (vácuo) e levadas à estação seguinte

(Estação de classificação e distribuição – teste). Dois sensores de contato

identificam as posições 0º e 180º do manipulador. Um sensor de vácuo identifica a

presença de peça na ventosa.

A figura XX ilustra a Estação de distribuição.

Figura XX – Estação de distribuição

3.1.CONDIÇÕES DE INICIALIZAÇÃO DA ESTAÇÃO

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As condições de inicialização desta estação são as seguintes:

Recuar atuador A (Reset Y1_1);

Avançar atuador B, posicionar na Estação de classificação e transporte

(Set Y1_4);

Desligar vácuo (Set Y1_3).

3.2.SEQUENTIAL FUNCTION CHART (SFC)

Introdução sobre o que é o SFC...

3.2.1. REPRESENTAÇÃO (SFC) DA SEQUÊNCIA OPERACIONAL

Mostra através de SFC nossa sequência operacional...

11

Figura XX – Diagrama SFC da sequência operacional

3.3.DIAGRAMA ESCADA (LADDER)

12

Introdução sobre o que é o Diagrama Ladder... citar que o diagrama está no

apêndice deste relatório...

13

4. REQUISITOS DE COORDENAÇÃO DAS ESTAÇÕES

4.1.REPRESENTAÇÃO (SFC) DA COORDENAÇÃO CONJUNTA

Mostra através de SFC sequência operacional de todas as estações em

conjunto...

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5. CONCLUSÃO

15

APÊNDICE

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REFERÊNCIAS

NATALE, F. Automação Industrial. 6. ed. São Paulo: Érica, 2004.

PRUDENTE, F. Automação Industrial PLC: teoria e aplicações. Rio de Janeiro:

LTC, 2007.

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