PONT LLEVADÍS
Descripció i característiques del projecte

Data:  Juliol 2003

RESUM DEL PROJECTE APLICAT AMB AUTÒMAT PROGRAMABLE BTT01 i LES SONDES BTT02

Autors: 
JUAN MANUEL BARBA VIGARA  jbarba@pie.xtec.es  IES  “ARGENTONA”    ARGENTONA
JESÚS M. MONTSERRAT SANGRÀ  jmontse3@pie.xtec.es  IES  “EMPERADOR CARLES    BARCELONA
 
Data:  11/07/2003
Nivell/cicle/crèdit: Batxillerats
 
Temps aprox.: 20 h 


Objectiu del projecte

  • Crear un programa de control per a PLC (AUTÒMAT PROGRAMABLE), mitjançant un ordinador,  per fer funcionar automàticament un pont llevadís en miniatura.
  • Practicar la utilització de les funcions i possibilitats del PLC ZELIO, de la dotació de l'Aula de Tecnologia dels IES de Catalunya, i dels programes d'ordinador associats a ell.
  • Fer funcionar efectivament el PLC amb un dispositiu a controlar real.
  • Aprofitar les possibilitats de control automàtic per PLC que ofereix un muntatge realitzat per alumnes de 4t d'ESO amb control manual.


Requeriments 

  • Cal poder engegar i aturar un motor de corrent continu, que pot funcionar amb una pila de 4,5 V  o bé de 9 V. Aquest motor fa aixecar o abaixar el pont llevadís per mitjà d'una corda i politges. 
  • Cal poder fer girar el motor en un sentit per aixecar el pont i en l'altre per abaixar.
  • Cal que el motor s'aturi al final de l'etapa d'aixecar el pont, quan és accionat un detector de final de cursa superior  consistent en un polsador normalment obert. 
  • També cal que el motor s'aturi al final de l'etapa d'abaixar el pont, quan és accionat un altre detector de final de cursa inferior igual que el superior.
  • Cal fer funcionar simultàniament dos semàfors, un a cada banda del pont,  que consten cada un d'un llum roig (LED roig), per indicar que el pont està aixecat o a punt d'aixecar-se, i d'un llum verd (LED verd), per indicar que els usuaris poden passar per sobre del pont.
  • Quan el pont està abaixat, cal que el procés d'aixecar-lo sigui iniciat automàticament per la presència d'un vaixell en qualsevol dels seus dos costats (per simular un vaixell serveix un objecte qualsevol, per exemple un paper blanc). Quan el pont està aixecat, cal que el procés d'abaixar-lo sigui iniciat automàticament per l'absència de vaixells als seus costats (se suposa que els vaixells són més llargs que l'amplada del pont).


Material i equipament

  • PLC (Autòmat Programable) tipus Zelio de la firma Schneider, incorporat a l'entrenador de PLC subministrat amb la dotació de l'Aula de Tecnologia.
  • Ordinador amb Windows 95 o superior.
  • Cable de connexió entre l'entrenador i l'ordinador.
  • Pont llevadís muntat, dotat d'un motor de corrent continu de 0 a 24 V,  d'un semàfor a cada costat consistent en dos LEDs (un roig i l'altre verd) en sèrie amb una resistència de 1000 ohms i d’1 W, i de dos detectors de final de cursa (un superior i l'altre inferior).
  • Dos detectors òptics de presència, situats als costats del pont. Poden ser els dos detectors, amb cèl·lula fotoelèctrica, de la dotació de l'aula de Tecnologia.
  • Pila de 4,5 V o de 9 V, per alimentar el motor.
  • Un relé per alimentar el motor, i un altre relé doble per canviar el sentit de gir del motor. Poden ser els relés de l'equip de Pneumàtica de la dotació de l'Aula de Tecnologia.
  • Cables de connexió i pinces per connectar les entrades del PLC als dos detectors de final de cursa (I3 i I4) i als dos detectors òptics (I1 i I2), les quatre sortides del PLC als llums dels semàfors (Q1 i Q2), i als  relés (Q3 i Q4), i aquests entre ells i a la pila i al motor.
  • Programes d'ordinador del PLC.


Descripció del projecte i funcionament

  • El programa de control haurà d'aconseguir que el pont funcioni de la manera que es descriu a continuació:

  •  
    • Així que es s'engegui el programa s'hauran d'encendre els llums verds dels semàfors si el pont està abaixat, o els llums vermells si  no  està abaixat. Si el pont està abaixat, es quedarà així indefinidament mentre no es detecti presència de vaixell als seus costats. Si el pont està aixecat, s'abaixarà tant bon punt no es detecti presència de vaixell als seus costats, i es quedarà abaixat.
  • Cada vegada que arribi un vaixell a un dels dos costat del pont, haurà de passar el següent:

  •  
    • Si el pont estava aixecat parcialment o totalment, haurà de continuar aixecat o aixecant-se. Els semàfors hauran de continuar en roig.
    • Si el pont estava abaixat, s'apagarà el llum verd dels semàfors i el llum roig s'encendrà i apagarà intermitentment durant 30 segons, per avisar els usuaris. Després el llum roig es quedarà encès. Amb el llum roig encès, el pont continuarà abaixat durant 30 segons més (se simula que aquest és el temps que necessiten per  sortir-ne  els possibles usuaris que estiguin a sobre d'ell).
    • El pont s'aixecarà fins que arribi a la posició de màxima elevació, indicada pel detector de final de cursa superior.
    • El pont es quedarà aixecat mentre hi hagi presència de vaixells als seus costats.
    • Quan no es detecti presència de vaixells, el pont baixarà fins que arribi a la posició horitzontal, indicada pel detector de final de cursa inferior.
    • Els semàfors continuaran en roig durant uns segons més (se simula que és per assegurar que el pont quedi ben assentat).
    • S'apagarà el llum roig dels semàfors i s'encendrà el verd, a fi de permetre els pas d'usuaris per sobre del pont.
    • El pont es quedarà abaixat i el llum verd encès, fins que es detecti de nou la presència d'algun vaixell.


Esquemes / dibuixos / fotos 



Esquemes dels circuits elèctrics
ENTRADES (Tensió contínua de 24 V):
  • I1   Procedent del Detector Fotoelèctric 1. 
  • I2   Procedent del Detector Fotoelèctric 2.
  • I3   Procedent del Final de Cursa superior.
  • I4   Procedent del Final de Cursa inferior.
SORTIDES (Corrent continu de 24 V):
  • Q1 Destinada als LEDs verds.
  • Q2 Destinada als LEDs rojos.
  • Q3 Destinada al relé K1 per accionar el motor.
  • Q4 Destinada al relé K2 per invertir el gir del motor.
Circuit dels detectors fotoelèctrics

Circuit dels polsadors (NO) de final de cursa

Circuit dels diodes led dels semàfors
Q1:  Diodes LED verds
Q2:  Diodes LED rojos 
R = 1000 ohms 1 W

Circuit del motor
Esquema de control
Esquema de potència

GRAFCET
 


Programa amb símbols elèctrics




Possibles millores

  • Afegir-hi un brunzidor que soni quan els semàfors no estan en verd. Encara millor, que aquest brunzidor sonés amb intermitència ràpida. 
  • Afegir un llum groc al verd i al roig dels semàfors i posar en el programa les ordres perquè s'encengui primer que el roig abans d'aixecar el pont.


Valoració / conclusions

  • El curs ha estat molt interessant per assabentar-se realment de què és un PLC i per aprendre a usar-lo en el control automàtic de dispositius.
  • La realització d'exercicis, i sobretot d'un programa de control real, permet adonar-se de les dificultats que es presenten i de  les seves possibles solucions; és clar que uns principiants com nosaltres necessiten molt més temps que no pas una persona experta en el tema.
  • En conjunt considerem que el temps, que hem esmerçat en aquest curs, ha estat ben profitós.

 per tornar a :
Índex de treballs