WYKORZYSTANIE STEROWNIKÓW PLC JAKO ELEMENTÓW KONTROLNYCH W LINIACH TECHNOLOGICZNYCH W PRZEMYŚLE ROLNO-SPOŻYWCZYM



Podobne dokumenty
KOMPUTEROWA ANALIZA PRACY UKŁADÓW PROSTOWNICZYCH WYKORZYSTANYCH W PRZEMYŚLE ROLNO-SPOŻYWCZYM

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

PRZETWORNIKI POMIAROWE

Politechnika Gdańska. Gdańsk, 2016

WYKORZYSTANIE STEROWNIKÓW PLC W TWORZENIU UKŁADÓW STEROWANIA W PRZEMYŚLE ROLNO-SPOŻYWCZYM

Podstawy PLC. Programowalny sterownik logiczny PLC to mikroprocesorowy układ sterowania stosowany do automatyzacji procesów i urządzeń.

PROJECT OF FM TUNER WITH GESTURE CONTROL PROJEKT TUNERA FM STEROWANEGO GESTAMI

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Podstawy Automatyki. Wykład 12 - Układy przekaźnikowe. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

MASZYNA MT-1 DO BADANIA WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNYCH ZE ZMIANĄ NACISKU JEDNOSTKOWEGO

Dr hab. inż. Jan Duda. Wykład dla studentów kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

ZASTOSOWANIE ŚRODOWISKA LABVIEW DO SYMULACJI PRACY PANELA OPERATORSKIEGO MASZYNY ROLNICZEJ

Podstawy Automatyki. Wykład 8 - Wprowadzenie do automatyki procesów dyskretnych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Sreszczenie. Słowa kluczowe: sterowanie, poziom cieczy, regulator rozmyty

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

Pomiar prędkości światła

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

1. Nadajnik światłowodowy

Podstawy Automatyki. Wykład 8 - Wprowadzenie do automatyki procesów dyskretnych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Opracowanie systemu sterowania wybranej linii technologicznej z uwzględnieniem zagadnień inżynierii oprogramowania

PO CO PRZEPŁACAĆ? SPRAWDŹ SULINPACK

Uniwersalna, sprawdzona waga kontrolna dynamiczna do lekkich produktów dla przemysłu spożywczego i opakowaniowego

1. Wprowadzenie. Ćwicz. 6 Sensory i elementy wykonawcze SiEWA/CZ. Temat ćwiczenia: CZUJNIKI ZBLIŻENIOWE

PL B1. System kontroli wychyleń od pionu lub poziomu inżynierskich obiektów budowlanych lub konstrukcyjnych

FOTOELEKTRYCZNA REJESTRACJA ENERGII PROMIENIOWANIA KRZEPNĄCEGO STOPU

PROGRAMOWALNE STEROWNIKI LOGICZNE

Czujniki i urządzenia pomiarowe

POLITECHNIKA POZNAŃSKA KATEDRA STEROWANIA I INŻYNIERII SYSTEMÓW

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

ASTOR IC200ALG320 4 wyjścia analogowe prądowe. Rozdzielczość 12 bitów. Kod: B8. 4-kanałowy moduł ALG320 przetwarza sygnały cyfrowe o rozdzielczości 12

Instrukcja do ćwiczenia 6 REGULACJA TRÓJPOŁOŻENIOWA

Fotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor

Pomiar wilgotności cukru transportowanego do silosu

Adaptacja sterownika PLC do obiektu sterowania. Synteza algorytmu procesu i sterowania metodą GRAFCET i SFC

Laboratorium techniki światłowodowej. Ćwiczenie 3. Światłowodowy, odbiciowy sensor przesunięcia

DROGA ROZWOJU OD PROJEKTOWANIA 2D DO 3D Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW CAD NA POTRZEBY PRZEMYSŁU SAMOCHODOWEGO

PROGRAMOWANIE UKŁADÓW REGULACJI CIĄGŁEJ PCS

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

Automatyka przemysłowa na wybranych obiektach. mgr inż. Artur Jurneczko PROCOM SYSTEM S.A., ul. Stargardzka 8a, Wrocław

Temat: Sondy pojemnościowe nowoczesnym elementem do regulacji poziomu cieczy w aparatach instalacji chłodniczych.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

POLITECHNIKA GDAŃSKA

WPŁYW TECHNICZNEGO UZBROJENIA PROCESU PRACY NA NADWYŻKĘ BEZPOŚREDNIĄ W GOSPODARSTWACH RODZINNYCH

1. Regulatory ciągłe liniowe.

II. STEROWANIE I REGULACJA AUTOMATYCZNA

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE DOBORU OŚWIETLENIA NA STANOWISKACH PRACY

Czujnik położenia elementów metalowych MCPM / MCPM_z

PL B1. Programator do sprzętu AGD, zwłaszcza do kuchni domowych wolnostojących i do wbudowania. AMICA WRONKI SPÓŁKA AKCYJNA, Wronki, PL

Wykład nr 1 Podstawowe pojęcia automatyki

LABORATORIUM 11, ZESTAW 1 SYNTEZA ASYNCHRONICZNYCH UKŁADÓW SEKWENCYJNYCH, CZ.I

Projekt rejestratora obiektów trójwymiarowych na bazie frezarki CNC. The project of the scanner for three-dimensional objects based on the CNC

Zadania kwalifikacyjne do odbycia praktyki/stażu w Zakładzie Automatyki Ochrony Środowiska i Przemysłu PROCOM SYSTEM S.A.

ZASTOSOWANIE SIECI LAN/WAN DO NADZORU DESZCZOWNI W GOSPODARSTWIE ROLNICZYM

Czujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są

Podstawy mechatroniki 4. Sensory

ZASTOSOWANIE PRZEKAŹNIKÓW PLC DO REALIZACJI ALGORYTMÓW STEROWANIA OGRZEWANIEM

PL B1. DEERE & COMPANY,Moline,US ,US,10/285,732. Scott Svend Hendron,Dubuque,US Judson P. Clark,Dubuque,US Bryan D.

Sterowanie pracą reaktora chemicznego

OCENA WYBRANYCH CECH JAKOŚCI MROŻONEK ZA POMOCĄ AKWIZYCJI OBRAZU

Sylabus przedmiotu: Data wydruku: Dla rocznika: 2015/2016. Kierunek: Opis przedmiotu. Dane podstawowe. Efekty i cele. Opis.

SYSTEM STEROWANIA CZYNNIKAMI WZROSTU ROŚLIN W SZKLARNI

JĘZYKI PROGRAMOWANIA STEROWNIKÓW

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1

Konfiguracja i programowanie sterownika GE Fanuc VersaMax z modelem procesu przepływów i mieszania cieczy

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2012/2013 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody III stopnia

Pracownia Transmisji Danych, Instytut Fizyki UMK, Toruń. Instrukcja do ćwiczenia nr 10. Transmisja szeregowa sieciami energetycznymi

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Interferencja i dyfrakcja

Informacje dotyczące urządzenia

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Sensory (czujniki)

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNE D-1 LABORATORIUM Z MIERNICTWA I AUTOMATYKI Ćwiczenie nr 14. Pomiary przemieszczeń liniowych

Wzorcowanie mierników temperatur Błędy pomiaru temperatury

Streszczenie. Słowa kluczowe: towary paczkowane, statystyczna analiza procesu SPC

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

MODELOWANIE STEROWANIA ZBIORNIKIEM AKUMULACYJNYM W INSTALACJI UDOJOWEJ

Dozownik wolumetryczny Dozownik grawimetryczny Dozowniki wolumetryczne Dozowniki grawimetryczne

Czujniki i urządzenia pomiarowe. Czujniki zbliżeniowe (krańcowe), detekcja obecności. Czujniki zbliżeniowe, detekcja obecności

STEROWANIE ADAPTACYJNE WYBRANEJ KLASY PROCESÓW INŻYNIERII ROLNICZEJ

OPTYMALIZACJA STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PIECZARKARNI

Projektowanie funkcji bezpieczeństwa. z wykorzystaniem podsystemu transmisji danych bezpieczeństwa

Optyczny czujnik zbliżeniowy Zestawy przekaźników elektrycznych Przekaźniki zwykłe Przekaźniki czasowe...

Zworka amp. C 1 470uF. C2 100pF. Masa. R pom Rysunek 1. Schemat połączenia diod LED. Rysunek 2. Widok płytki drukowanej z diodami LED.

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

W_4 Adaptacja sterownika PLC do obiektu sterowania. Synteza algorytmu procesu i sterowania metodą GRAFCET i SFC

MODELOWANIE STANÓW CZYNNOŚCIOWYCH W JĘZYKU SIECI BAYESOWSKICH

Przykład programowania PLC w języku drabinkowym - ćwiczenie 6

Automatyka i sterowania

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

AUTOMATYKA CHŁODNICZA I KLIMATYZACYJNA

The development of the technological process in an integrated computer system CAD / CAM (SerfCAM and MTS) with emphasis on their use and purpose.

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

Stanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych

ĆWICZENIE NR 6 Automat do sortowania detali

Seminarium Automatyzacja linii produkcyjnych

3. WYNIKI POMIARÓW Z WYKORZYSTANIEM ULTRADŹWIĘKÓW.

SEMINARIUM Z AUTOMATYKI CHŁODNICZEJ I KLIMATYZACYJNEJ.

BUDOWA PNEUMATYCZNEGO STEROWNIKA

II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego

ROBOT PRZEMYSŁOWY W DOJU KRÓW

Instrukcja obsługi. UniSonic_S. ultradźwiękowy przetwornik poziomu

Transkrypt:

Inżynieria Rolnicza 8(7)/009 WYKORZYSTANIE STEROWNIKÓW PLC JAKO ELEMENTÓW KONTROLNYCH W LINIACH TECHNOLOGICZNYCH W PRZEMYŚLE ROLNO-SPOŻYWCZYM Marek Ścibisz Katedra Podstaw Techniki, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Streszczenie. W artykule omówiono możliwości wykorzystania sterowników PLC do kontroli napełniania i zamykania produktów spożywczych w opakowania szklane i kartonowe. Ponadto przedstawiono realizację kontroli poprawności pakowania i oznaczania produktów. Zaprezentowane przykłady pokazują możliwości automatyzacji kontroli procesu technologicznego w przemyśle rolno-spożywczym. Artykuł przedstawia również wnioski dotyczące zalet i ograniczeń w budowie linii technologicznych z wykorzystaniem sterowników PLC. Słowa kluczowe: technika komputerowa, sterownik PLC, przemysł rolno-spożywczy Wprowadzenie Rozwój techniki komputerowej i elektronicznych elementów kontrolno-pomiarowych pozwalają na prowadzenie wstępnej kontroli jakości produkcji już na linii technologicznej. Kontrola ta dotyczy w głównej mierze sposobu wypełnienia opakowań, oceny kompletności elementów opakowania czy też umieszczania etykiet. Elementy kontrolne są również niezbędne do oceny obecności opakowań w urządzeniach napełniających jak również w maszynach pakujących. Tworzenie wyżej przedstawionych systemów kontroli wymaga połączenia urządzeń wykonawczych z sensorami. W automatycznych liniach technologicznych elementem koordynującym pracę układu urządzenie wykonawcze sensor może być sterownik programowalny logicznie PLC. Sterownik PLC jest urządzeniem pracującym w układach binarnych. Stąd wszystkie sygnały wejściowe i wyjściowe mogą posiadać dwa poziomy (włączony) lub 0 (wyłączony). Stąd tworząc układ kontrolno-pomiarowy niezbędnym jest dobranie urządzeń wykonawczych i sensorów jako elementów dwustanowych. Upraszcza to w znacznym stopniu detekcję żądanego poziomu czy też wymuszenie pracy układu. Jest to utrudnieniem w budowie układów mających wykrywać kilka zakresów pomiarowych tej samej wielkości. Przy projektowaniu układów kontrolnych trzeba również odpowiednio dobierać szybkość działania detektorów do szybkości pracy urządzeń wykonawczych, tak by była możliwość ich reakcji na obserwowane zmiany. 3

Marek Ścibisz Elementy kontrolno-pomiarowe Elementy kontrolno-pomiarowe to elektryczne czujniki wielkości nieelektrycznych. W zasadzie działania wykorzystują one różne zjawiska fizyczne takie jak: odbicie fal elektromagnetycznych, zmiana przenikalności dielektrycznej środowiska itp. Popularnymi czujnikami obecności elementu lub oceny jego przezroczystości są elementy fotooptyczne. Składają się one z elementu emitującego wiązkę światła oraz z detektora w postaci fotoelementu (np. fotodioda, fototranzystor). Czujniki te wymagają jednak określonych warunków środowiskowych, tzn. nie mogą się tu pojawiać dodatkowe zakłócenia na drodze przesyłu wiązki światła. Stąd pojawiają się problemy z wykorzystaniem tych elementów w środowisku o dużym zapyleniu. Dlatego w przemyśle rolnospożywczym układy te mogą być wykorzystane przy napełnianiu opakowań sokami, dżemami itp. produktami spożywczymi, które nie generują zanieczyszczeń pyłowych. Przy napełnianiu opakowań przetworami zbożowymi (np. mąka, kasza itp.) można posłużyć się czujnikami laserowymi. Czujniki te emitują węższą wiązkę światła o większej mocy, stąd nawet przy powstającym w procesie produkcyjnym niedużym zapyleniu, dość dobrze spełniają rolę czujnika. Jako czujniki obecności elementu wykorzystywane są również czujniki zbliżeniowe. Mogą one opierać swe działanie na zmianie reluktancji lub przenikalności dielektrycznej. Pierwszą grupę stanowią czujniki indukcyjne dostosowane do pracy przy liniach wykorzystujących opakowania metalowe. Natomiast drugą grupę stanowią czujniki pojemnościowe stosowane do opakowań niemetalowych. Kolejną grupę stanowią czujniki odbiciowe stosowane do oceny prawidłowości napełniania opakowań. Urządzenia wykonawcze Urządzenia wykonawcze w systemach kontrolnych ze sterownikami PLC są wykorzystywane jako elementy usuwające wybrakowane produkty z dalszego etapu linii produkcyjnej. W typowych wersjach są one dwustanowe. Stąd pozbycie się niepełnowartościowego wyrobu może być dokonane poprzez przestawienie prowadnic sortujących na taśmie produkcyjnej lub poprzez uruchomienie popychaczy usuwających zaznaczone opakowania z ciągu technologicznego. Stosowane są tu przede wszystkim serwomechanizmy lub elektrozawory. Elementy kontrolno-decyzyjne Całość procesu kontrolno-pomiarowego wraz z podejmowaniem decyzji wykonawczych odbywa się w sterowniku PLC. Strukturę układu kontrolnego z wykorzystaniem sterownika PLC przedstawiono na rysunku. Do sterownika doprowadzane są sygnały z elementów kontrolno-pomiarowych. Na ich podstawie wykonywana jest procedura decyzyjna, którą precyzuje zapis w postaci programu obsługującego sterownik. Wynikiem jest generowanie odpowiednich sygnałów sterujących urządzeniami wykonawczymi. 3

Wykorzystanie sterowników PLC... Element kontrolnopomiarowy Sterownik PLC Urządzenie wykonawcze Procedura decyzyjna Rys.. Fig.. Schemat blokowy układu kontrolnego z wykorzystaniem sterownika PLC Block diagram of control system using PLC Układy kontrolne w liniach technologicznych Układy kontroli jakości z wykorzystaniem sterowników PLC mogą być stosowane do wykrywania braków w produktach. Przy czym rozwiązania techniczne uwarunkowane są przez rodzaj produktów poddanych kontroli, norm precyzujących poziomy dopuszczalnych uchybów, a także od przewidywanych nakładów na układ kontrolny. Najprostszym rozwiązaniem jest budowa układu wykrywającego odchylenia od jednego ustalonego wzorca. Należy wtedy dobrać tylko jeden czujnik kontrolny o określonej dokładności i skalibrować układ według zadanego wzorca. Przykładem takiego rozwiązania jest np. kontrola stanu napełnienia pojemników. W rozwiązaniu kontroli przed zamknięciem pojemnika można zastosować czujnik ultradźwiękowy (rysunek a). Natomiast w rozwiązaniach kontroli przy zamkniętych zbiornikach niemetalowych np. kartonowych, można wykorzystać zbliżeniowy czujnik pojemnościowy (rysunek b). a. b. 3 Rys.. Fig.. Kontrola stanu napełnienia pojemników z wykorzystaniem czujnika: a. ultradźwiękowego; b. pojemnościowego. kontrolowany pojemnik; czujnik ultradźwiękowy; 3 zbliżeniowy czujnik pojemnościowy Control of filling the tanks with the use of sensor: a. ultrasonic; b. condenser. controlled container, ultrasonic sensor, 3 capacitive proximity sensor Czujnik ultradźwiękowy generuje falę elektromagnetyczną, która po odbiciu od produktu wypełniającego pojemnik dociera do odbiornika. Pomiar czasu powrotu sygnału kontrolnego daje możliwość ustalenia wysokości napełnienia zbiornika. 33

Marek Ścibisz Zbliżeniowy czujnik pojemnościowy reaguje na zmiany przenikalności dielektrycznej środowiska. Brak wypełnienia pojemnika produktem oznacza, że obiekt ten ma inną przenikalność niż wyznaczona dla prawidłowo napełnionego. W produkcji spożywczej ważnym jest zachowanie czystości opakowań. Stąd też układy PLC można wykorzystać do kontroli przezroczystości (czystości) opakowań szklanych (rysunek 3). 3 Rys. 3. Fig.3. Kontrola stanu przezroczystości pojemników. kontrolowany pojemnik; czujnik fotoelektryczny; 3 ekran Inspection of transparent containers. controlled container, photoelectric sensor, 3 reflective screen W układzie tym zastosowano czujnik fotoelektryczny. Po jednej stronie linii technologicznej zainstalowany jest czujnik a po drugiej ekran. Generowana w czujniku wiązka światła przecina opakowanie szklane i po odbiciu od ekranu przechodząc ponownie przez opakowanie dociera do czujnika. Porównanie energii wiązki wysłanej z odebraną pozwala określić stopień zanieczyszczenia opakowania szklanego. Wariantem umożliwiającym kontrolę pełnej powierzchni opakowania jest umieszczenie po jednej stronie linii produkcyjnej źródła światła w postaci listwy święcącej a po drugiej umieszczenie detektora. Układy wykorzystujące odbicie światła od elementu badanego produktu pozwalają na kontrolę elementów zamknięcia opakowania (rysunek 4a) lub obecności etykiety na opakowaniu (rysunek 4b). a. b. Rys. 4. Kontrola: a. zamknięcia opakowania; b. obecności etykiety. kontrolowany pojemnik; czujnik fotoelektryczny Fig. 4. Control: a. closed container; b. presence of the label. a controlled container, photoelectric sensor 34

Wykorzystanie sterowników PLC... W obu przypadkach zastosowano czujnik fotoelektryczny, w którym mierzony jest czas powrotu wiązki światła do detektora. Jeżeli kontrolowane elementy są umieszczone we właściwym miejscu mierzony czas mieści się w założonym przedziale. Czujnik fotoelektryczny może być również wykorzystany do oceny prawidłowości gabarytów wykonanego produktu (rysunek 5). 3 Rys. 5. Fig. 5. Kontrola prawidłowości gabarytów produktu: kontrolowany produkt; czujnik fotoelektryczny: 3 źródło światła Control of the accuracy of product dimensions. a controlled product, photoelectric sensor: 3 light source Generowana wiązka laserowa biegnie poprzecznie do taśmy z produktami, których wymiar kontrolujemy. Prawidłowo wykonane wyroby nie zakłócają przepływu wiązki świetlnej. Podsumowanie Sterowniki PLC są powszechnie stosowane w przemyśle jako elementy wykonawcze w liniach technologicznych. Sprzężenie ich z odpowiednimi czujnikami pozwala na realizację określonych procedur wynikających z dokonanego pomiaru. Stąd istnieje możliwość wykorzystania sterowników PLC do podstawowej kontroli jakości produktów, nawet jeszcze w trakcie cyklu produkcyjnego. Z reguły te układy najkorzystniej jest zastosować do kontroli poprawności wykonania opakowań produktów lub ich prawidłowego napełnienia. Dokładność przeprowadzanej kontroli uzależniona jest od czułości wykorzystywanych sensorów pomiarowych. W opisanych w artykule zastosowaniach, czujniki dokonują pomiaru jednego parametru, stąd nie wpływają one na szybkość realizacji całego procesu technologicznego.w przypadku rozbudowanej analizy pomiarowej wydłuża się czas uzyskania sygnału wykonawczego. Jeżeli ten czas przetwarzania będzie dłuższy niż czas cyklu programu, mogą wystąpić zakłócenia w prawidłowości realizacji procedury kontrolnej. Dlatego oprócz czułości ważny jest również dobór czasu przetwarzania zastosowanych czujników kontrolnych. 35

Marek Ścibisz Bibliografia Brock S., Muszyński R., Urbański K., Zawirski K. 009. Sterowniki programowalne. Wyd. Politechniki Poznańskiej. Poznań. ISBN 837434588. Omron. Materiały szkoleniowe. 004. Pomysłowe rozwiązania. Warszawa. Mikulczyński T. 006. Automatyzacja procesów produkcyjnych. WNT. Warszawa. ISBN 83048890. USE THE PLC CONTROLLERS AS A CONTROL COMPONENTS OF TECHNOLOGICAL LINES IN THE AGRI-FOOD INDUSTRIES Abstract. The article discusses the possible use of PLC to control the filling and sealing food products in glass bottles and cardboard. In addition, a correct implementation of control packaging and labeling products. The presented examples show the possibility of automation of process control in the agri-food industry. Article also presents conclusions on the advantages and limitations in the construction of lines using the PLC. Key words: computer technology, PLC, agri-food industry Adres do korespondencji: Marek Ścibisz; email: marek.scibisz@up.lublin.pl Katedra Podstaw Techniki Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie ul. Doświadczalna 50a 0-80 Lublin 36