ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJ CEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2013

Transkrypt

1 Zawód: technik mechatronik Symbol cyfrowy zawodu: 311[50] Numer zadania: 5 Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczcia egzaminu 311[50] Czas trwania egzaminu: 240 minut ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2013 Informacje dla zdajcego: 1. Materiay egzaminacyjne obejmuj: ARKUSZ EGZAMINACYJNY z treci zadania i dokumentacj, zeszyt ze stron tytuow KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ oraz KART OCENY. 2. Sprawd, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Sprawd, czy materiay egzaminacyjne s czytelne i nie zawieraj bdnie wydrukowanych stron. Ewentualny brak stron lub inne usterki w materiaach egzaminacyjnych zgo przewodniczcemu zespou nadzorujcego etap praktyczny. 3. Na KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ: wpisz swoj dat urodzenia, wpisz swój numer PESEL*. 4. Na KARCIE OCENY: wpisz swoj dat urodzenia, wpisz swój numer PESEL*, wpisz symbol cyfrowy zawodu, zamaluj kratk z numerem odpowiadajcym numerowi zadania, przyklej naklejk ze swoim numerem PESEL w oznaczonym miejscu na karcie. 5. Zapoznaj si z treci zadania egzaminacyjnego, dokumentacj zaczon do zadania, stanowiskiem egzaminacyjnym i jego wyposaeniem. Masz na to 20 minut. Czas ten nie jest wliczany do czasu trwania egzaminu. 6. Po upywie tego czasu przystp do rozwizywania zadania. Rozwizanie obejmuje opracowanie projektu realizacji prac okrelonych w treci zadania, wykonanie prac zwizanych z opracowywanym projektem i sporzdzenie dokumentacji z ich wykonania. 7. Zadanie rozwizuj tylko w zeszycie KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ od razu na czysto, nie otrzymasz dodatkowych kartek. Notatki, pomocnicze obliczenia itp., jeeli nie nale do pracy, obwied lini i oznacz sowem BRUDNOPIS. Zapisy oznaczone BRUDNOPIS nie bd oceniane. 8. Po rozwizaniu zadania ponumeruj strony pracy egzaminacyjnej. Numerowanie rozpocznij od strony, na której jest miejsce do zapisania tytuu pracy. Wszystkie materiay, które zaczasz do pracy, opisz swoim numerem PESEL* w prawym górnym rogu. 9. Na stronie tytuowej zeszytu KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ, wpisz liczb stron swojej pracy i liczb sztuk zaczonych materiaów. 10. Zeszyt KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ i KART OCENY przeka zespoowi nadzorujcemu etap praktyczny. Powodzenia! * w przypadku braku numeru PESEL - seria i numer paszportu lub innego dokumentu potwierdzajcego tosamo.

2 Zadanie praktyczne Na linii technologicznej zastosowano automat do cięcia blachy pracujący w układzie nadążnym. Automat wyposażono w urządzenie sterownicze wykorzystujące sterownik PLC, współpracujący z zewnętrznym analizatorem jakości wykonanego cięcia. Opracuj projekt realizacji prac związanych z montażem, oprogramowaniem i uruchomieniem urządzenia sterowniczego automatu. Na podstawie opisu działania automatu, wykazu elementów (Załącznik 1.) oraz modelu urządzenia sterowniczego zamontowanego na stanowisku egzaminacyjnym, narysuj schemat połączeń ze sterownikiem PLC elementów rzeczywistego urządzenia sterowniczego tj. czujników indukcyjnych, analizatora cięcia, przetwornicy częstotliwości, napędu piły automatu i przycisków sterowniczych. W KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ uzupełnij listę przyporządkowania. Sporządź, w formie diagramu stanów lub schematu blokowego, algorytm działania urządzenia sterowniczego automatu zgodnie z opisem (Załącznik 1.). Napisz program sterowniczy w języku LAD (schemat drabinkowy) lub FBD (schemat bloków funkcyjnych), zapewniający pracę urządzenia sterowniczego przy założeniu stałej prędkość przesuwu blachy (analizator An1 oraz wejścia UP i DN przetwornicy częstotliwości Fal1 nie są obsługiwane). Prześlij program do sterownika PLC, skontroluj poprawność działania urządzenia sterowniczego, wykonując próbne uruchomienie modelu zamontowanego na stanowisku egzaminacyjnym. Wprowadź ewentualne poprawki do programu i algorytmu. Sporządź dokumentację z wykonanych prac. Projekt realizacji prac powinien zawierać: 1. Tytuł pracy egzaminacyjnej zgodny z treścią zadania. 2. Założenia do projektu realizacji prac zawierające wykaz sygnałów wejściowych i wyjściowych dla każdego elementu urządzenia sterowniczego podłączonego do sterownika PLC. 3. Wykaz działań związanych z montażem, oprogramowaniem i uruchomieniem urządzenia sterowniczego automatu. 4. Wykaz elementów, narzędzi i sprzętu kontrolno-pomiarowego, potrzebnych do montażu i oprogramowania urządzenia sterowniczego. 5. Algorytm działania urządzenia sterowniczego w formie diagramu stanów lub schematu blokowego. Dokumentacja z wykonania prac powinna zawierać: 1. Uzupełnioną listę przyporządkowania oraz schemat połączeń elementów wejściowych i wyjściowych ze sterownikiem PLC. 2. Wnioski dotyczące poprawności działania programu sterowniczego urządzenia. 3. Podpisane numerem PESEL dwa zrzuty ekranu zawierające: Strona 2 z 8

3 program załadowany do pamięci sterownika wraz z komentarzami wyjaśniającymi działanie programu, widoczną konfiguracją zastosowanych bloków funkcjonalnych. UWAGA: Zrzuty z ekranu umieść w dokumencie edytora tekstu (format A4 o orientacji pionowej), plik dokumentu zapisz na pulpicie w folderze, którego nazwą jest twój numer PESEL, folder skopiuj do pamięci USB i poproś przewodniczącego zespołu nadzorującego etap praktyczny o wydrukowanie pliku. Do wykonania zadania wykorzystaj: Opis działania automatu do cięcia blachy... Załącznik 1. oraz zamieszczoną w KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ Listę przyporządkowania. Do wykonania zadania przygotowano stanowisko wyposażone w: 1. Komputer z oprogramowaniem połączony ze sterownikiem PLC. 2. Model urządzenia sterowniczego piły, składający się z płyty z zamontowanymi i sprawnymi elementami podłączonymi do wejść i wyjść sterownika PLC, tj.: wejście 1 przycisk S1, wejście 2 przycisk S2, wejście 3 przycisk sterowniczy zwierny, NO o samoczynnym powrocie (zamiast czujnika indukcyjnego F1), wejście 4 przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast czujnika indukcyjnego F2), wejście 5 przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast wejścia RM czujnika indukcyjnego An1), wejście 6 przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast wejścia RL czujnika indukcyjnego An1), wyjście 1 lampka sygnalizacyjna (zamiast wejścia FWD przetwornicy częstotliwości Fal1), wyjście 2 lampka sygnalizacyjna (zamiast wejścia UP przetwornicy częstotliwości Fal1), wyjście 3 lampka sygnalizacyjna (zamiast wejścia DN przetwornicy częstotliwości Fal1), wyjście 4 lampka sygnalizacyjna (zamiast wejścia RUN napędu piły Fal2). 3. Dokumentację stanowiskową, zawierającą informacje o elementach zastosowanych w modelu urządzenia sterowniczego. Czas przeznaczony na wykonanie zadania wynosi 240 minut. Strona 3 z 8

4 Załącznik 1. Opis działania automatu do cięcia blachy W urządzeniu sterowniczym automatu zastosowano sterownik PLC współpracujący z: przyciskami sterowniczymi S1, S2, czujnikami indukcyjnymi F1, F2, analizatorem jakości cięcia An1, napędem liniowym piły Fal2, przetwornicą częstotliwości sterującą napędem podającym blachę Fal1. Rys. 1. Budowa automatu do cięcia blachy Po włączeniu zasilania, urządzenie sterownicze znajduje się w stanie ZATRZYMANIE. Napęd podawania blachy oraz piła są zatrzymane, przy czym piła znajduje się w pozycji spoczynkowej - bazowej (aktywny czujnik F2). Po wciśnięciu przycisku START urządzenie sterownicze przechodzi do stanu PRACA. Następuje uaktywnienie zespołu podawania blachy, poprzez odpowiednie wysterowanie wejścia FWD przetwornicy częstotliwości Fal1 (Rys. 2.). Uwaga: po każdym przywróceniu zasilania, przetwornica ustawiona jest na 50% maksymalnej prędkości. Strona 4 z 8

5 Rys. 2. Przetwornica częstotliwości silnika M1 W chwili, gdy blacha zostanie wykryta przez czujnik F1 (na wyjściu F1 pojawia się stan wysoki), uruchamiany jest proces cięcia poprzez wysterowanie wejścia RUN napędu piły Fal2 (Rys. 3.). Rys. 3. Sterownik piły Sygnał RUN jest deaktywowany w momencie opuszczenia przez piłę pozycji bazowej (czujnik F2 nie wykrywa obecności piły). Po wykonaniu cięcia piła automatycznie wraca do pozycji bazowej. Podczas powrotu piła jest uniesiona, proces cięcia nie zachodzi (Rys. 4.). Rys. 4. Sposób cięcia blachy przez piłę Gdy piła osiągnie pozycję bazową (aktywny czujnik F2), odczytywany jest wynik analizy cięcia z wyjść analizatora An1. Strona 5 z 8

6 W zależności od stosunku prędkości ruchu piły do prędkości przesuwu blachy, analizator cięcia zwraca dane zamieszczone w Tabeli 1. Tabela 1. Wykaz stanów wyjściowych analizatora cięcia WYJŚCIE RM RL WYNIK POMIARU 0 0 Kąt cięcia poprawny 0 1 Kąt cięcia mniejszy od kąta prostego 1 0 Kąt prosty większy od kąta prostego a) kąt prosty cięcie prawidłowe b) kąt cięcia mniejszy od kąta prostego c) kąt cięcia większy od kąta prostego Rys. 5. Przypadki wykonania cięcia blachy Urządzenie sterownicze automatu do cięcia blachy zmienia prędkość przesuwu blachy krokowo co 5% wartości maksymalnej, w zależności od stanu na wyjściu analizatora An1, przy czym obowiązują następujące zasady: początkowo przyjmuje się, że prędkość nie była zmieniana, jeżeli w ostatnim kroku prędkość przesuwu blachy nie była zmieniana, to stan Kąt cięcia większy od kąta prostego powoduje zmniejszenie prędkości, a stan Kąt cięcia mniejszy od kąta prostego powoduje zwiększenie prędkości, jeżeli w ostatnim kroku prędkość przesuwu blachy była zwiększana, to stan Kąt cięcia mniejszy od kąta prostego nie zmienia prędkości, a stan Kąt cięcia większy od kąta prostego powoduje jej zmniejszenie, jeżeli w ostatnim kroku prędkość przesuwu blachy była zmniejszana, to stan Kąt cięcia większy od kąta prostego nie zmienia prędkości, a stan Kąt cięcia mniejszy od kąta prostego powoduje jej zwiększenie, stan Kąt cięcia poprawny powoduje, że prędkość nie jest zmieniana. Zmiana prędkości następuje poprzez podanie na wejścia przetwornicy częstotliwości sygnałów zgodnych z Tabelą 2. Wejście przetwornicy UP i DN reaguje na zbocze sygnału. Tabela 2. Wykaz stanów wejść przetwornicy częstotliwości silnika M1 WEJŚCIE UP DN FWD FUNKCJA x Zmniejszenie prędkości podawania blachy x Zwiększenie prędkości podawania blachy 0 0 x Prędkość bez zmian 1 1 x Wartość niedopuszczalna nie używać! x x 1 Uruchomienie silnika M1 Jeśli operator w dowolnej chwili pracy automatu wciśnie przycisk STOP, urządzenie sterownicze dokończy proces cięcia (aktywny czujnika F2) i przejdzie do stanu ZATRZYMANIE. Uwaga: urządzenia Fal1, Fal2 podłączone są do sterownika PLC poprzez przekaźniki sprzęgające. Strona 6 z 8

7 Tabela 3. Wykaz elementów urządzenia sterowniczego L.p. Nazwa Oznaczenie (symbol) Wybrane parametry katalogowe 1. Sterownik PLC PLC 2. Przycisk S1, S2 F1, F2 3. Czujnik indukcyjny Napięcie zasilania: 24 V DC Moduł wejściowy: minimum 6 wejść 24 V DC Moduł wyjściowy: minimum 4 wyjścia 24 V DC Montaż: szyna TH 35 lub inny sposób mocowania do płyty Programator: komputer klasy PC Język programowania: LAD lub FBD Przycisk zwierny NO o samoczynnym powrocie (monostabilny), U n <= 230 V, I n = 1,5 A Montaż : szyna TH 35 lub inny sposób mocowania do płyty. S1 przycisk START S2 przycisk STOP Wyjścia cyfrowe typu PNP, styk NO. Zakres napięcia roboczego: VDC 4. Analizator jakości cięcia An1 (RM, RL) Analizator cięcia. Wyjścia cyfrowe typu PNP, styk NO. Zakres napięcia roboczego: VDC Konfigurację wyjść cyfrowych opisuje Tabela 1 Fal1 (FWD, UP, DN) 5. Przetwornica częstotliwości Wysterowanie wejść przetwornicy częstotliwościowej odbywa się na skutek podania sygnału SPL do wejść FWD, UP, DN Konfigurację wejść cyfrowych opisano w Tabeli 2. Strona 7 z 8

8 L.p. Nazwa Oznaczenie (symbol) Wybrane parametry katalogowe Fal2 (RUN) 6. Napęd piły Uruchomienie napędu piły poprzez podanie sygnału COM na wejście RUN. Piła dokonuje cięcia, a następnie wraca do pozycji bazowej. Strona 8 z 8

9