Célula de Fabricación Flexible, MPS-C Estación 5: Pulmón Festo ...

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Uso al que se destinaEsta estación ha sido desarrollada y producida exclusivamente con fines deformación profesional y continuada, en el campo de la automatización y lascomunicaciones. La empresa que imparta la formación y/o los instructores debenasegurar que los alumnos observan las medidas de seguridad descritas en losmanuales suministrados.Festo Didactic declina cualquier responsabilidad por daños a los alumnos, a laorganización, a terceras partes, o a todos ellos, como resultado del uso o aplicaciónde los equipos fuera de la situación de pura formación.Nº de artículo:Descripción:Célula MPS-C , Estación Pulmón. Manual de FuncionamientoFecha: 10/2003 – revisado 01/2004Autor:Aquilino Rodríguez Penin© Festo Didactic , 2003Internet: www.festo.com/didactice-mail: did@festo.comSin nuestra expresa autorización, queda terminantemente prohibida la reproduccióntotal o parcial de este documento, así como su uso indebido y/o su exhibición ocomunicación a terceros. De los infractores se exigirá el correspondienteresarcimiento de daños y perjuicios. Quedan reservados todos los derechosinherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estéticos.©Festo Didactic 3

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1Introducción1.1 ObjetivosLas estaciones de la Célula MPS-C se han diseñado para la formación enautomatización industrial en el ámbito de la formación profesional y continuada.Los sistemas y estaciones del Sistema Modular de Producción facilitan la formaciónprofesional orientada a la industria, y el hardware consiste en componentes de tipoindustrial, adecuados para fines didácticos.Además, la formación puede impartirse para inculcar espíritu de equipo, voluntad decooperar y habilidades organizativas.Las fases reales de un proyecto, pueden enseñarse por medio de proyectos deformación, tales como:- Planificación- Montaje- Programación- Puesta a punto- Funcionamiento- Mantenimiento- Localización de averíasPueden enseñarse contenidos didácticos que cubran los siguientes temas:•Mecánica- Montaje y ajuste mecánico de una estación•Neumática- Conexionado de componentes neumáticos•Electrotecnia- Correcto cableado de componentes eléctricos•Sensores- Uso correcto de finales de carrera- Ajuste•PLC- Programación y uso de un PLC- Estructura de un programa de PLC- Ramificaciones de programas, secuencias paralelas•Puesta a punto- Puesta a punto de un sistema de producción•Localización de averías- Localización sistemática de averías en un sistema de producción•Procesamiento analógico de señales©Festo Didactic 7

1.2 Seguridad1.2.1 RecomendacionesSe deben observar siempre las recomendaciones y normas fundamentales sobreseguridad.Cualquier persona que trabaje con el Sistema Modular de Producción, debeobservar con especial atención las recomendaciones de seguridad.Además, deben respetarse las normas y regulaciones sobre prevención deaccidentes, aplicables localmente.El responsable del funcionamiento se compromete en asegurar que el SistemaModular de Producción es utilizado solamente por personas que:- Estén familiarizadas con las normas básicas relacionadas con la seguridadoperativa y prevención de accidentes.- Hayan recibido instrucciones en el manejo del Sistema Modular deProducción.- Estén medianamente habituados a trabajar con seguridad.1.2.2 A tener en cuentaGeneral- Los alumnos sólo deben trabajar en la estación bajo la supervisión de uninstructor.- Observar los datos de los componentes individuales de las fichas técnicas.Electricidad- Las conexiones eléctricas deben establecerse y desconectarse sólo cuandola tensión principal esté cortada- Utilizar sólo bajas tensiones de hasta 24 V DC.Neumática- No sobrepasar la presión admisible de 8 bar (800 kPa).- No aplicar el aire comprimido hasta que no se hayan establecido yasegurado todas las uniones con tubos.- No desconectar conductos de aire que estén bajo presión.- Hay que tener especial cuidado al aplicar el aire comprimido. Los cilindrospueden avanzar o retroceder tan pronto se aplique el aire comprimido.Mecánica- Montar todos los componentes en la placa de forma segura.- No intervenir manualmente a no ser que la máquina se halle parada.©Festo Didactic 9

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2Las estaciones MPS2.1 Estructura de las estacionesLa estructura de las estaciones de la Célula MPS-C es totalmente modular. Mantieneseparados, como elementos independientes:- La máquina- El controlAquí se encuentran los elementos mecánicos, sensores y actuadoresque componen la estación.El cuadro eléctrico con la alimentación y el sistema de control (PLC)- El mandoEl Panel de Mando, con los pulsadores, pilotos y señales deinterconexión con otras estacionesLas señales de la Estación están centralizadas en unos módulos de interfase quepermiten la conexión mediante un sistema estandarizado de cableado (cables deconexión del tipo Syslink, de Festo), evitando así la utilización de herramientas paraconectar o desconectar los diferentes módulos que componen una estación.Teniendo el cable Syslink adecuado, el cambio de modelo o marca de autómata esuna operación que se puede realizar, sin herramientas, en cuestión de segundos.Las estaciones pueden funcionar como elementos independientes, o en conjunto,como proceso productivo. Como Célula de Fabricación, la comunicación entreestaciones se lleva a cabo mediante unas fotocélulas situadas en los laterales delas mismas, o mediante un sencillo cableado entre las conexiones previstas en losPaneles de Mando.Otra posibilidad es el intercambio de información mediante un bus decomunicaciones industrial, o Bus de Campo.©Festo Didactic 13

2.2.2 BotoneraLa Botonera se conecta al PLC, situado en el cuadro eléctrico, mediante el cableXMG.Al PLC2.2.3 Cuadro EléctricoEl cuadro eléctrico de las estaciones de la Célula de Fabricación MPS-C es de modeloúnico y estándar. Esto quiere decir que los cuadros de las estaciones sonintercambiables.La única precaución a tener en cuenta es la de cargar el programa de controlcorrespondiente a la estación en la cual se instale el cuadro eléctrico.EABFDCEn el cuadro se monta el sistema de bornas (A) necesario para la distribución dealimentaciones, las interconexiones para el sistema de emergencia (B), y elautómata programable (C), que controlará la estación, junto con la fuente dealimentación (D)©Festo Didactic 15

Las señales de entrada y salida del autómata se localizan en unas mangueras (E)provistas de conectores tipo Centronics (sistema Syslink), que van directamente a laestación y al Panel de Mando.EstaciónPanel de Mando (vista posterior)©Festo Didactic 16

3La Estación Pulmón3.1 DescripciónEl sistema de transporte permite enlazar las estaciones entre sí y ademásrepresenta un pulmón para las piezas. En el caso de una parada o interrupción brevede una de las estaciones del sistema, puede evitarse una parada general de todo elsistema por medio de esta estación de Pulmón.La estación de Pulmón es del tipo FIFO (First in First Out / El primero en entrar esprimero en salir), en el cual no se cambia el orden de las piezas.Las piezas son separadas en la salida de la zona pulmón antes de pasar a la estaciónsiguiente.Las funciones de la estación de Pulmón son:- Proporcionar piezas al proceso de forma independiente al ritmo deproducción, amortiguando las irregularidades del flujo de piezas.- Separar las piezas, de forma que se puedan servir unitariamente.©Festo Didactic 17

3.2 ComponentesLos componentes más destacados de esta estación son:- Cinta de transporte- Módulo de paso a paso3.2.1 Cinta de transporteRealiza el movimiento de piezas.Las piezas salientes pueden detenerse o separarse por medio de un cilindro decarrera corta incorporado.Las piezas en la entrada del transportador, antes del dispositivo limitador dealimentación y el final del transportador son detectadas por medio de sensores deproximidad ópticos con cables de fibra óptica.El accionamiento de la cinta de transporte se realiza mediante un motorreductor decorriente continua.Si la estación es la última del proceso, un tope mecánico detiene la pieza en lasalida. Debe retirarse éste si la línea continua.©Festo Didactic 18

3.2.2 Módulo de paso a pasoRealiza las funciones de tope mecánico para las piezas en espera, y móduloseparador de piezas, dejando pasar una pieza cada vez.©Festo Didactic 19

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3.3 Funcionamiento de la Estación3.3.1 ConexiónLas estaciones del Sistema Modular de Producción, MPS-C, se entregan:- montadas- ajustadas para funcionar- puestas a punto- verificadasLa puesta a punto se limita normalmente a una verificación visual para asegurar quelos cables, tubos y alimentaciones son correctos.Todos los componentes, tubos y cables están claramente marcados de forma quepuedan establecerse fácilmente todas las conexiones.- Verificar que hay alimentación- Desenclavar la emergencia (si está activada, el piloto I5, en el Panel deMando, está apagado)I5©Festo Didactic 21

3.3.2 Puesta a ceroEl piloto Reset se enciende.Retirar todas las piezas que se encuentren en los puntos de trabajo de la estación.Pulsando Reset, la estación comienza lasecuencia de puesta a cero (el piloto Resetparpadea en secuencias de 3 destellosmientras dure la maniobra)La cinta de transporte se pone en marchapara verificar que no hay piezas.Al terminar, la estación queda en lo que sedenomina habitualmente Posición Inicial.©Festo Didactic 22

3.3.3 Posición inicialEs la situación tal que los elementos de la estación se encuentran listos para realizarla secuencia de trabajo al recibir la orden de Marcha. Siempre se debe partir de estasituación.- Cinta detenida- Sin piezasSi todo ha sido correcto hasta el momento:Reset queda apagado (estación iniciada, sin defectos)Start se enciende (posición inicial, libre)Q1 encendido (entrada de material no permitida)©Festo Didactic 23

3.3.4 Secuencia de trabajoAl pulsar Start, se activa la secuencia de trabajo.El programa de control se ramifica para ejecutar dos tareas en paralelo: entradas ysalidas.A continuación, se describe el proceso para la entrada de pieza:1. Se verifica la presencia de pieza en la entrada2. Si se detecta pieza válida, se incrementa un contador de piezas enproceso3. La cinta avanza durante 2 segundos4. Fin de la secuencia de entrada.El proceso para la salida:1. Si la salida está libre y hay una pieza esperando2. La cinta se pone en marcha3. El paso a paso gira para permitir la entrada de pieza4. La pieza avanza hacia el paso a paso.5. El paso a paso gira para permitir la salida de pieza6. Se decrementa el contador de piezas7. Se detecta el paso de pieza por la salida8. Fin de la secuencia de salida.©Festo Didactic 24

3.3.5 Modos de trabajo de la EstaciónEl programa de control de la Estación permite el funcionamiento de la misma en tresmodalidades:- Ciclo Continuo- Ciclo a Ciclo- Paso a PasoMediante el Panel de Mando podremos determinar elmodo de trabajo.3.3.5.1 Ciclo ContinuoLa estación trabaja cada vez que reciba piezas. Solo se detendrá a causa de undefecto o mediante una petición de paro (Stop)Esta estación ejecuta varios programas de forma paralela.El programa de entradas es el primero en ejecutarse.- Estación en posición inicial (Start encendido).- Con la llave en posición Auto (vertical)- Pulsar Start, se activa una petición de marcha.- El piloto Q1 se apaga durante 1 segundo para indicar que la estaciónadmite otra pieza.- Al detectar la pieza, Q1 se enciende y se inicia la secuencia de formaautomática.- Si no detecta pieza, Q1 se vuelve a encender y se verifican el resto deposiciones de trabajo- El piloto Start se apaga para indicar que el proceso está en marcha.- El ciclo termina.- Start se enciende.- Q1 se apaga.©Festo Didactic 25

3.3.5.2 Ciclo únicoLa estación realiza una sola vez el ciclo de trabajo, quedando en stop al terminar lasecuencia.- Estación en posición inicial (Start encendido).- Con la llave en posición Man (horizontal)- Pulsar Start, se activa una petición de marcha.- El piloto Q1 se apaga para indicar que la estación admite otra pieza.- Entra pieza.- Al detectar la pieza, se inicia la secuencia de forma automática.- El piloto Start se apaga para indicar que el proceso está en marcha.- El piloto Q1 se enciende para indicar que la estación no admite otra pieza.- El ciclo termina.- Start se enciende.Se anula la petición de marcha (debe pulsarse otra vez Start)©Festo Didactic 26

3.3.5.3 Ciclo Paso a PasoEn esta modalidad la estación trabaja de forma independiente (piloto Q1 encendido)La estación realiza un solo movimiento cada vez que se pulse el botón Start.Activación:- Con la llave en cualquier posición.- Pulsar y mantener el botón Reset durante 2segundos.- El piloto Start se apaga.- El piloto Q2 se enciende intermitente para indicar elmodo Paso a paso activo.- Pulsar Start para avanzar un paso del ciclo detrabajo.El piloto Q1 se enciende para indicar que la estación no admite otra pieza.Desactivación:- En posición inicial, pulsar y mantener el botón Stop durante 2 segundos.- Q2 se apaga.- Start se enciende.Particularidades:En algunas estaciones no se permite este tipo de funcionamiento debido a laestructura del programa:Estación 3, Proceso.Estación 5, Pulmón (Buffer)Estación 6, Montaje©Festo Didactic 27

3.4 Pilotos del Panel de MandoInforman sobre el estado operativo de la estación. En la siguiente tabla se resumenlas diferentes situaciones operativas con sus correspondientes combinaciones depilotos.I5 Start Reset Q1 Q21 0 0 1 0 Conexión de la estación1 0 1 1 0 Control listo, pulsar Reset1 1 0 1 0 Estación en posición inicial1 1 0 0 0 Pulsar Start, estación esperando1 0 0 1 0 Estación trabajando1 1 0 0 0 Estación esperando1 x 1, puls x x Estación con defecto1 0 0 0 1, puls Modo paso a paso1 0 0 1 1, puls Modo paso a paso, estación trabajando0 x x x x Fallo tensión salidas, emergencia1 1,puls 0 1 0 Petición de paro a fin de cicloI5Particularidades:- Estación 5 (Almacén Intermedio)El piloto Q2, parpadeando rápidamente, indica un fallo en el sistema deconteo de piezas. La estación debe reiniciarse por completo (obliga a haceruna nueva puesta a cero)- Estación 3 (Proceso)El piloto Q1 se enciende y apaga de forma continua, indicando a la estaciónanterior los momentos durante los cuales puede admitir piezas en el platogiratorio.©Festo Didactic 28

3.5 DefectosLa estación tiene implementado un programa de monitorización de funcionamiento.Esto permite detectar situaciones anómalas durante el funcionamiento de la misma:- Falta de piezas en un cargador- Fallos de detectores o actuadores- Fallos mecánicosSi se activa cualquier alarma de las previstas, el bit “Defecto” se pone a “1”,interrumpiendo la secuencia de la máquina y deteniendo ésta.En el Panel de Mando, el piloto del pulsador Reset se encenderá de formaintermitente.En función del tipo de alarma activada, hay dos procedimientos a seguir:3.5.1 Fallo leveSolo detiene la secuencia, es posible continuar de nuevo. Este caso podría ser el dela falta de piezas en un cargador, o el desajuste de un sensor.1. Solucionar la causa del problema.2. Pulsar Reset.3. La secuencia continuará desde el punto en el cual se había detenido.3.5.2 Fallo graveEs el tipo de fallo que provoca un paro incontrolado (paro de emergencia), o unasituación que requiera manipulación en la estación (un detector roto)En cualquier caso, la secuencia de trabajo se altera de tal manera que no es posiblereanudarla como en el caso de un fallo leve.1. Solucionar la causa del problema2. Retirar los elementos que estorben la secuencia normal (p.e., piezas amedio proceso)3. Realizar la secuencia de reposición igual que si se hubiera pulsado laemergencia o se diera tensión al equipo.4. La máquina quedará lista para volver a empezar (posición inicial)En el caso de la estación de Pulmón, la falta de correspondencia entre el contador depiezas en proceso y las piezas reales es considerado como un fallo grave, que obligaa la puesta a cero de la estación.©Festo Didactic 29

3.6 Mando remotoEs el control y monitorización remoto de la estación, ya sea desde un programa devisualización o Panel de Operador, o desde otra estación dentro de un bus decomunicaciones.El programa de la estación contempla una serie de señales que permitiráncontrolarla desde el exterior:- Marcha- Paro- Reset- Comandos (tipo de pieza a pasar, número de piezas, etc.)Más adelante, en el apartado 3, referente a las comunicaciones, en el capítuloPrograma de control, se describe el funcionamiento de estas señales.©Festo Didactic 30

3.7 CombinacionesLas estaciones de la Célula se pueden combinar de la siguiente manera con laestación de Pulmón o Almacén Intermedio:NombreMontajeanteriorMontajePosteriorE1- Distribución X -E2- Verificación X -E3- Proceso X XE4- Manipulación(PickAlfa)E5- Pulmón - -E6- Robot X XE6A- Montaje X -E8- Punzonado - -E7- Clasificación - XXX©Festo Didactic 31

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4Programa de control4.1 Señales de E/SLas señales utilizadas para el control de la estación:Señal Símbolo Comentario1.0 ParaPieza Hace girar el paso a paso para entrar pieza1.1 CintaON Pone en marcha la cinta1.21.31.41.51.61.7 EstOcupada Estación trabajando, no acepta piezas2.0 PilotoSTART Piloto del pulsador Start2.1 PilotoRESET Piloto del pulsador Reset2.2 PilotoQ1 Piloto indicador estación ocupada2.3 PilotoQ2 Piloto indicador modo ciclo Paso a Paso2.4 EstAnteriorQ4 Señal diálogo con estación anterior2.5 EstAnteriorQ5 Señal diálogo con estación anterior2.6 EstSiguientQ6 Señal diálogo con estación siguiente2.7 EstSiguientQ7 Señal diálogo con estación siguiente0.0 PiezaEntrante Detectada pieza en la entrada0.1 EsperaVacio No hay pieza en espera para salir0.2 SalidaLibre No hay pieza en la salida0.3 PasoEntrada Paso a Paso en posición entrada pieza0.4 PasoSalida Paso a Paso en posición salida pieza0.50.60.7 PermisoSalida Permiso De salida desde la estación posterior0.8 PulsSTART Pulsador Start0.9 PulsSTOP Pulsador Stop0.10 SelAutoMan Selector AUTO (0) / MANUAL (1)0.11 PulsRESET Pulsador Reset0.12 EstAnteriorI4 Señal diálogo con estación anterior0.13 TensionOK Señal diálogo con estación anterior/TensiónOK0.14 EstSiguientI6 Señal diálogo con estación siguiente0.15 EstSiguientI7 Señal diálogo con estación siguiente©Festo Didactic 33

4.2 ProgramasEl control de la estación se realiza mediante un Autómata programable OMRON, deltipo CJ1M-ETN.El software utilizado ha sido: CX-ONEEn el proyecto de la Célula, el programa a cargar para el control de la estación es eldenominado: E5-ALINTEl programa de control se ha creado de forma modular, de manera que sea sencilloel diagnóstico de posibles errores, así como las posteriores modificaciones quepuedan realizarse.Los programas que se encuentran en la estación de Pulmón son:Programa Nombre DescripciónOB100 C. INICIO Se ejecuta una vez al dar tensión al equipo.Inicializa variables.OB1 PRINCIPAL Coordina el resto de programasFC1 DATOS_COMUNIC Sirve para el intercambio de datos entre la memoriade trabajo y las dos tablas de datos (DB) utilizadaspara las comunicaciones remotas con la estación.FC9 PERMISOS Se definen las condiciones de trabajo de la estación,así como los permisos de movimiento dedeterminados elementos (Posición inicial, Permisode salida, Permiso de Entrada).FC10 MANDO Monitoriza las señales de los pulsadores del Panelde Control.FC12 SECUENCIA Control de las diferentes secuencias de trabajo de laestación.FC13 REPOSICIÓN Control de la secuencia de puesta a cero después dedar tensión o de activar la emergencia.FC18 DEFECTOS Monitorización de los defectos de la estación yactivación de las alarmas correspondientes.FC19 PILOTOS Control de los pilotos de la estaciónDB1 COMS_OUT Señales de estado de la estación hacia el exterior.DB2 COMS_IN Señales de mando desde el exterior.©Festo Didactic 34

4.2.1 FC1 – Datos ComunicaciónEn esta función se realiza el intercambio de datos entre la memoria del autómata ylas dos tablas de datos utilizadas para comunicar la estación con el exterior.En la tabla DB1 se encuentran las señales que comunican el estado de la estación(salidas lógicas hacia bus) al elemento que realice las tareas de supervisión ymando (el Maestro de la Célula)En la tabla DB2 se encentran las órdenes que recibe la estación (entradas lógicasdesde bus) desde el elemento que realice las tareas de supervisión y mandoMediante estas dos tablas es muy sencillo implementar un sistema decomunicaciones mediante bus de campo (por ejemplo, Profibus) o mediante unainterfase gráfica (sistema Scada)©Festo Didactic 35

4.2.1.1 Estado de la estaciónSeñales de estado (DB1, 20 Bytes de Salida se envían al bus)Cada señal tiene una breve descripción sobre su función. Se han previsto reservaspara futuras ampliaciones.©Festo Didactic 36

4.2.1.2 Control de la estaciónSeñales de mando (DB2, Entradas, 6 bytes se reciben desde el bus)Mediante estas señales podemos controlar la estación de modo remoto:Marcha:Paro:Reset:BorrarC :Se evalúa por flanco, petición de marchaSe evalúa por flanco, petición de pa roSe evalúa por flanco, petición de resetSe evalúa por flanco, borrar contadores©Festo Didactic 37

4.2.1.3 Diálogo básicoLa secuencia básica de diálogo sugerida sería (visto desde el lado estación):1- La estación notifica que está en posición inicial (DB1 – PosIni = 1)2- El Maestro envía entonces la orden de Marcha hacia la estación (DB2 –Marcha=1)3- La estación notifica que ha recibido la orden activando la petición demarcha (DB1 – PetMarcha=1)4- Cuando el Maestro ve la señal de petición de marcha activa (DB1),borra la orden de marcha (DB2)El resto de señales libres pueden utilizarse para controles varios.Las señales más importantes se encuentran en una tabla de variables (VAT) dentrodel conjunto de programas de cada estación. De esta manera se puede probar laestación en modo remoto.Las órdenes básicas, así como sus confirmaciones por parte de la estación:Orden Confirmación (a “1”)"COMS_IN".E4_Pulmon.Marcha "COMS_OUT".E4_Pulmon.PetMarcha"COMS_IN".E4_Pulmon.Paro "COMS_OUT".E4_Pulmon.PetParo"COMS_IN".E4_Pulmon.Reset "COMS_OUT".E4_Pulmon.Defecto"COMS_IN".E4_Pulmon.BorrarC Contadores a “0”©Festo Didactic 38

4.2.1.4 Mando remotoEn los programas de control de la estación se incluye una tabla del tipo VAT, con lasvariables básicas para realizar el control y monitorización de la misma.Localización Simbólico FunciónORDENESDB2.DBX 0.0 "COMS_IN".E4_Pulmon.Marcha Bit Marcha remota, poner a cerouna vez confirmada por laestación.DB2.DBX 0.1 "COMS_IN".E4_Pulmon.Paro Bit Paro remoto, poner a cerouna vez confirmado por laestación.DB2.DBX 0.2 "COMS_IN".E4_Pulmon.Reset Bit Reset remoto, poner a cerouna vez confirmado por laestación.DB2.DBX 0.3 "COMS_IN".E4_Pulmon.BorrarC Bit Borrado contadores, poner acero una vez confirmado por laestación.ESTADODB1.DBX 0.0 "COMS_OUT".E4_Pulmon.Iniciada Estación iniciadaDB1.DBX 0.1 "COMS_OUT".E4_Pulmon.Defecto Defecto activoDB1.DBX 0.2 "COMS_OUT".E4_Pulmon.PosIni Estación en posición inicialDB1.DBX 0.5 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CicloU Modo trabajo en Ciclo Unico(llave en Manual)DB1.DBX 0.6 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CicloC Modo trabajo en Ciclo Continuo(llave en Automatico)DB1.DBX 0.7 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CicloP Modo trabajo en Paso a Paso(llave en cualquier posición)DB1.DBX 0.4 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CicloReset Ciclo de puesta a cero activoDB1.DBX 1.0 "COMS_OUT".E4_Pulmon.PetMarcha Petición de Marcha activaDB1.DBX 1.1 "COMS_OUT".E4_Pulmon.PetParo Petición de Paro activaDB1.DBB 7 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CONTADOR1 LibreDB1.DBB 8 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CONTADOR2 LibreDB1.DBB 9 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CONTADOR3 LibreDB1.DBB 10 "COMS_OUT".E4_Pulmon.CONTADOR4 Contador piezas en la cinta©Festo Didactic 39

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4.2.2 FC9 – PermisosDetermina el estado de las variables implicadas en algunos movimientos de laestación, y de los permisos correspondientes para el diálogo con las otrasestaciones.Las señales más habituales son:PosIni:Se pone a “1” cuando los elementos de control de la estación se hallan ensus posiciones iniciales. Esta situación se alcanza por primera vez alterminar la secuencia de reposición o Puesta a cero (controlada por elprograma FC13)EstOcupada:A “1” para indicar a la estación anterior que no puede recibir piezas para suprocesado.Esto ocurre cuando:-está trabajando ya en alguna pieza-tiene un defecto-no se ha realizado la puesta a cero de la estaciónEsta situación se comunica mediante una fotocélula marcada como –IP_N_FO (salida digital), situada en el lado de las entradas.En esta estación, al ser la primera en el ciclo productivo, esta señal no tieneefecto.EstSalidaLibre:Es una entrada digital que indica la disponibilidad de la estación siguientepara recibir piezas. Se indica mediante el detector fotoeléctrico marcadocomo –IP_FL.Cuando está a “1”, no se permite la entrada de piezas en la estaciónsiguiente.©Festo Didactic 41

4.2.3 FC10 – MandoSe ocupa de la gestión de la botonera, realizando el diálogo Hombre-Máquina,interpretando las señales de los pulsadores y selectores, y mostrando el estadooperativo de la estación mediante los pilotos incorporados.MarchaAl pulsar Start, se activa una petición de marcha que, unida a otrascondiciones (PosIni, sin defectos, etc.), permitirá la activación de lasecuencia de trabajo (“BitPetMarcha”=1)ParoEl paro es del tipo de Fin de Ciclo.Ciclo único:No tiene efecto, pues el ciclo se realiza una sola vez y se desactiva lapetición de marcha al final del ciclo de trabajo (“BitPetMarcha”=0).Ciclo continuo:Al pulsar Stop, se activa una petición de paro que, al final de la secuenciade movimientos, anulará la petición de marcha. Esta condición se refleja enel piloto Start intermitente.Pulsando Start en cualquier momento del ciclo, se recupera la petición demarcha, quedando Start fijo otra vez.©Festo Didactic 42

4.2.4 FC12 – Secuencia de trabajoControla la secuencia de movimientos durante el ciclo de trabajo.El programa se ha dividido en dos subprogramas que controlan cada uno de los dosprocesos.La evolución de los programas se realiza en paralelo, de forma que todas las tareasdeben finalizar para poder terminar la secuencia de la estación.©Festo Didactic 43

4.2.4.1 Secuencia de entradas©Festo Didactic 44

4.2.4.2 Secuencia de salidas©Festo Didactic 45

4.2.5 FC13 – ReposiciónEste programa realiza la secuencia de Puesta a Cero después de un paro deemergencia o tras conectar el equipo.Se activa al detectar un fallo en la tensión de alimentación de la estación, ya seaaccidental, o provocado por el pulsador de paro de emergencia.Se controla mediante la conexión de la tensión de alimentación a la entrada digitaldel PLC: “TensiónOK”Se realiza una serie de movimientos ordenados que permiten a la estación colocarsus elementos en la posición de inicio, quedando lista la estación para comenzar unciclo de trabajo.Al pulsar el botón Reset, se activa la secuencia de movimientos. Cuando éstatermina de forma satisfactoria, la señal “EstIniciada” se pone a “1”.Durante la secuencia de reposición, se prohíbe la entrada de material a la estación(el piloto Q1 se mantiene encendido, indicando el estado de la señal “EstOcupada”)Q1Q2Secuencia:1. Al conectar la estación, el piloto de la entrada I5 se enciende, indicando quehay tensión de alimentación en las salidas.2. El piloto Reset se enciende, fijo, indicando que la estación necesita realizaruna puesta a cero ( “EstIniciada”=0 ).3. Pulsando Reset la estación realiza la puesta a cero (el piloto Resetparpadea en secuencias de 3 destellos mientras dure la maniobra)4. Al terminar, el bit “EstIniciada” se pone a “1”.Con la estación en posición inicial:Reset se apaga (estación iniciada, sin defectos)Start se enciende (posición inicial, libre)©Festo Didactic 46

4.2.6 FC18 – AlarmasSe realiza una monitorización continua del estado de la estación, de manera que,ante cualquier situación irregular, se active un aviso sobre el particular.En el caso de las estaciones, la mayoría de las alarmas que se generan son activadaspor temporizadores de vigilancia asociados a movimientos, o condiciones quedeben cumplirse dentro de un tiempo máximo.Las alarmas quedan memorizadas, borrándose al pulsar el botón Reset si la causadel defecto ha desaparecido.Los errores previstos en esta estación son:"AL_NoIni":Estación sin inicializar. Se activa al dar tensión a la estación, y desaparece al realizarla secuencia de reposición o puesta a cero de la Estación."AL_Emergencia":Emergencia pulsada. Debe realizarse la secuencia de reposición o puesta a cero dela Estación."AL_Entrada":Si la estación está trabajando, indica a la Estación precedente el estado “ocupado”mediante el emisor A1 ( -IP_N_FO ) y ésta espera hasta tener permiso de entrada depiezas (el permiso se da cuando vemos apagarse el piloto Q1).Causas posibles:- el emisor A1 ( -IP_N_FO )- el receptor de la estación anterior (-IP_FL)- el detector de presencia de pieza (-PART_AV) que ha dado una falsadetección.La detección de la "entrada de pieza prohibida" se retarda unos milisegundos paradescartar la detección de la pieza actual.-IP_N_FO-IP_FLA estaciónanteriorDe estaciónsiguiente©Festo Didactic 47

"AL_ContMenor":El buffer permite almacenar hasta 5 piezas antes del mecanismo de paso a paso,situación en la cual la fotocélula de entrada ( -PART_AV) queda activada, indicandoa la estación anterior que no acepta más piezas.Si no hay detección en la fotocélula -PART_AV, y el contador indica la presencia decinco piezas, ha habido un fallo en el conteo de piezas.Causas posibles:- Mal ajuste de la fotocélula.Con este tipo de fallo, al pulsar RESET, se pone a cero el contador de piezas(previamente deben retirarse todas las piezas de la estación)-PART_AV-B2-B3"AL_ContMayor":Si hay detección en la fotocélula -PART_AV, y el contador indica la presencia demenos de cinco piezas, ha habido un fallo en el conteo de piezasCausas posibles:- Mal ajuste de la fotocélula.- La cinta transportadora no ha avanzado.Con este tipo de fallo, al pulsar RESET, se pone a cero el contador interno depiezas (previamente deben retirarse todas las piezas de la estación)"AL_EsperaPiezaPaP":Cuando entra una pieza en la estación, se guarda una memoria de su paso, que seborra en cuanto el detector de piezas (-B2), situado antes del mecanismo el paso apaso, detecta la presencia de una piezaSi no se borra la memoria de entrada de la pieza, se activa esta alarma.Causas posibles:- fallo del detector -B2- falsa detección del detector de entrada, -PART_AV- la cinta transportadora se detiene antes de que la pieza llegue al tope delmecanismo paso a paso.En esta situación, la pieza está contabilizada.Para borrar la memoria del fallo, el sensor debe detectar la presencia de pieza en elpunto de espera.©Festo Didactic 48

"AL_DetSalida":Cuando se hace pasar una pieza hacia la salida, se guarda una memoria de paso,que se borra en cuanto el detector de piezas de la salida (-B3), detecta la presenciade una pieza.Causas posibles:- Fallo de detección en –B3- La cinta se ha detenido."AL_DetEspera":Cuando entra una pieza se actualiza un contador. Si tenemos detección de pieza enel mecanismo de paso a paso, y el contador marca cero, puede ser debido a unafalsa detección del detector -B2.“AL_PaPEntr”:No se detecta la posición del paso a paso en “entrar pieza”Causas posibles:- La electroválvula –1Y1 no funciona- No hay presión de aire- Falla el detector –1B1- Mecanismo atascado“AL_PaPSalir“:No se detecta la posición del paso a paso en “salir pieza”Causas posibles:- La electroválvula –1Y1 no funciona- No hay presión de aire- Falla el detector –1B2- Mecanismo atascadoEntradapiezaSalidapieza©Festo Didactic 49

La posibilidad de un fallo en un detector del tipo REED (que se “enganche”), sevigila con estas alarmas."AL_Det1B1":Se da la orden de retroceso al mecanismo de paso a paso (entrar pieza) y nodesaparece la señal del detector.Causas posibles:- Se ha “enganchado” el detector.- Falla la electroválvula –1Y1- No hay presión- Mecanismo atascado"AL_Det1B2":Se da la orden de retroceso al mecanismo de paso a paso (entrar pieza) y nodesaparece la señal del detector.Causas posibles:- Se ha “enganchado” el detector.- Falla la electroválvula –1Y1- No hay presión- Mecanismo atascadoDetectores de posición delcilindro, tipo “REED”"AL_Coms":Indica un fallo en las comunicaciones de bus de campo cuando éstas estáninstaladas.©Festo Didactic 50

5 Mantenimiento5.1 Limpieza de la estaciónLa estación de Pulmón casi no necesita mantenimiento.Utilizar un cepillo o un paño que no se deshilache para realizar la limpieza de laestación y de sus componentes.Debería limpiarse lo siguiente a intervalos regulares:- Las lentes de los sensores ópticos y los reflectores catadióptricos- La superficie activa de los sensores de proximidad- Toda la estaciónNo utilizar agentes de limpieza agresivos o abrasivos.©Festo Didactic 51

5.2 Ajuste de los sensoresEs conveniente revisar periódicamente los ajustes de los diferentes sensores queaparecen en las estaciones, pues suelen ser causa de la mayor parte de las averías(interrupciones de funcionamiento debidos a fallos de detección)5.2.1 Sensores fotoeléctricosEn las Estaciones se utilizan unos emisores-receptores ópticos para el diálogoentre éstas.emisorreceptorComprobar la alineación de los mismos (deben estar encarados a la hora deensamblar las estaciones)El estado de la detección se puede verificarmediante unos pilotos integrados en el mismosensor.Se recomienda limpiar de forma periódica,CON UN PAÑO LIMPIO Y SECO,la óptica de los sensores y las superficies de los catadióptricos.Podrían depositarse partículas de suciedad que originasenfalsas detecciones.©Festo Didactic 52

Aquí se utilizan sensores de barrera, mediante fibra óptica, para detectar lapresencia de pieza.Estos sensores tienen la electrónica alejada del punto de detección.En el módulo electrónico tendremos el ajuste y los indicadores de estado operativo.En el funcionamiento como barrera, sin interrumpir el haz de luz que va de una fibraa otra, deben encenderse los dos pilotos del módulo electrónico. Al poner un objetoentre los dos extremos, deben apagarse.Verifíquese, antes de cualquier ajuste de sensibilidad en el módulo electrónico, quelos dos extremos de fibra óptica están correctamente alineados.©Festo Didactic 53

Para detectar la entrada de pieza, se utilizan como detector de reflexión. Sinpresencia de pieza, debe tener los dos pilotos apagados. En la condición másdesfavorable de detección, deben encenderse ambos.Por ejemplo, en el caso de detección de pieza, aumentar la sensibilidad hasta quede señal al colocar la pieza negra. Al retirar la camisa, debe desactivarse la señal.Utilice para el ajuste un destornillador miniatura (tornillo de ajuste en el móduloelectrónico)Cuando la detección es correcta, se encienden los dos indicadores del móduloelectrónico.©Festo Didactic 54

5.2.2 Sensores magnéticosConocidos también como sensores REED. Un campo magnético externo al sensorhace que se cierre un contacto, volviéndose a abrir éste al desaparecer el campomagnético.El campo magnético se consigue mediante un imán situado en el punto dedetección.Detectores de posición delcilindro, tipo “REED”El ajuste de estos sensores es de tipo mecánico, mediante el ajuste de su posiciónen la zona de detección.Un piloto integrado en el sensor indicará el estado de detección.©Festo Didactic 55

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6Célula de Fabricación MPS-C6.1 DescripciónLa Célula de Fabricación Flexible MPS-C está compuesta por una serie de estacionesde proceso que dan como resultado un producto acabado. Debido a su diseño, elnúmero de estaciones y el orden de colocación de las mismas dentro de la Célulaofrece múltiples variantes.Mediante esta Célula obtenemos cilindros de simple efecto.Mientras que los muelles son de un solo tipo, hay una diferencia en las dimensionesde los émbolos utilizados: el diámetro del alojamiento del émbolo en las camisasnegras es menor que en las rojas y metálicas.©Festo Didactic 57

6.2 Las estaciones6.2.1 Estación 1 – DistribuciónExtracción de piezas de un almacén y suministro al proceso.6.2.2 Estación 2 – VerificaciónIdentificación de materiales por su composición o color y control de calidadmediante la medida de tamaño.©Festo Didactic 58

6.2.3 Estación 3 – ProcesoTransporte de material mediante una mesa rotativa, verificación del material ymecanizado del mismo.6.2.4 Estación 4 – ManipulaciónClasificación y Transferencia de piezas de una estación a otra.©Festo Didactic 59

6.2.5 Estación 5 – Almacén IntermedioAlmacenamiento intermedio de piezas para asegurar la continuidad del suministroante fallos de línea de fabricación.6.2.6 Estación 6 – RobotMontaje de componentes (émbolo, muelle y culata) en la pieza procesada (camisade cilindro)©Festo Didactic 60

6.2.7 Estación 6 A – MontajeProporciona los elementos de montaje del cilindro (muelles, culatas y émbolos) a laestación del robot.©Festo Didactic 61

6.2.8 Estación 7 – ClasificaciónIdentificación y separación de piezas por color y material.6.2.9 Estación 8 – Punzonado HidráulicoMecanizado de culatas de cilindro con una prensa hidráulica, trabaja encombinación con la estación del robot.©Festo Didactic 62

6.3 Montaje6.3.1 AlimentacionesLas conexiones necesarias para poner en servicio cada estación son dos:1. Alimentación eléctrica (220V AC)2. Alimentación neumática con aire a 6 bar (recomendado)Las estaciones se alimentan con tensión de 24 V DC (máx. 5 A) a través de unafuente de alimentación.La alimentación de tensión a toda la estación se realiza a través de la placa dePLC mediante los cables de interconexión XMA y XMG.6.3.2 Unión mecánica de las estacionesSe proporciona un sistema de fijaciones que permiten unir firmemente lasestaciones de la Célula.El tipo de tuerca que utilizan estas fijaciones hace muy sencilla la operación deensamblado:1. Introducir la tuerca de tipo martillo dentro de la guía del panel de montaje.2. Girar para apretar, la tuerca encajará dentro de la ranura del panel.Entre cada dos estaciones deben colocarse dos fijaciones, una en cada extremo dela mesa (delante y detrás), de manera que queden perfectamente alineadas.©Festo Didactic 63

6.3.3 Orden de colocaciónGracias a la concepción del sistema de control que gobierna las estaciones de laCélula de Fabricación Flexible, el orden de colocación puede variar según laestación. Esto proporciona multitud de combinaciones posibles a la hora deconfigurar la Célula.©Festo Didactic 64

Algunas combinaciones posibles:- Versión reducida, con la estación de Distribución y la de Clasificación (númerosde estación: 1-7)- Ampliación con la estación de Verificación (números de estación: 1-2-7)©Festo Didactic 65

- Ampliación con las estaciones de Proceso y Almacén Intermedio (números deestación: 1-2-3-4-7)- La estación Robot, junto con la de Montaje, permiten conseguir el productoacabado (números de estación: 6-6A)©Festo Didactic 66

- Añadiendo las estaciones de Almacén Intermedio y de Clasificación (números deestación: 5-6-6A-7)- Toda la Célula de Fabricación Flexible MPS-C (números de estación: 1-2-3-4-5-6-6A-8-7).De esta manera se pueden añadir estaciones a la Célula, o cambiar su orden,teniendo únicamente en cuenta la evolución del material dentro del procesoproductivo.©Festo Didactic 67

6.4 ComunicacionesCada estación puede comunicarse con la siguiente de tres maneras diferentes:Enlace óptico:Mediante un emisor fotoeléctrico, situado en el lado de las entradas, laestación da permiso a la anterior para que le entregue una pieza.Mediante un receptor fotoeléctrico, situado en el lado de las salidas, laestación sabe si puede dejar salir la pieza procesada hacia la siguienteestación.Enlace cableado:En los laterales del Panel de Mando se han previsto una serie de conexionesde entrada y salida que sirven para intercambiar señales digitales entre lasestaciones.Bus de comunicacionesMediante un bus de comunicaciones industrial, las estaciones intercambianinformación entre ellas o con un sistema maestro que las coordine.©Festo Didactic 68

7Fichas TécnicasEn el CD-Rom se incluye información técnica sobre los diversos componentes quepodemos encontrar en la estación.- Electroválvula de 5/2 vías- Motorreductor del transportador- Cilindro de doble efecto- Racordaje- Terminal de E/S- Tubo de plástico- Cable de fibra óptica, sensor óptico de barrera- Cable de fibra óptica, sensor óptico de reflexión- Regulador de caudal de un sólo sentido- Clavija tipo zócalo con cable de conexión- Sensor de proximidad, eléctrico, detección de campo magnético: Contacto Reed- Sensor de proximidad, óptico, dispositivo de fibra óptica- Sensor de proximidad, óptico, sensor de reflexión- Sensor de proximidad, óptico, sensor receptor de haz de luz- Sensor de proximidad, óptico, sensor emisor de haz de luz- Silenciador- Unidad de mantenimiento- Limitador de corriente de arranque©Festo Didactic 69