Sistema de monitorização para uma máquina de moldação...

CAR - Control, Automation and Robotics Group

Sistema de monitorização para uma máquina de moldação

rotacional

ALGORITMI, University of MinhoCampus Azurém - 4800-058 Guimarães - PORTUGAL

phone: + 351 253 510180 fax: + 351 253 510188

rotacional

Orientador: Prof. Doutor Jaime Fonseca

Paulo Ribeiro

Nº 42999

[email protected]

Sumário

• Moldação rotacional – O Processo

• Requisitos do sistema

• Visão geral do sistema

• Hardware


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• Hardware

• Software

• Implementação

• Conclusões

• Trabalho por realizar

Moldação rotacional – O Processo

Um Sistema de moldação rotacional é

constituída por três blocos:

• Carga;

• Aquecimento;

• Arrefecimento.


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• Arrefecimento.

O molde está inserido numa mesa giratória.

A mesa pode segurar o molde e rodá-lo

durante o ciclo.

[Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rotational_molding_animation.gif´]

Cada parâmetro tem a sua influencia no produto final obtido.

O valor óptimo para cada um destes parâmetros é determinado por tentativa/erro


Passos para o fabrico:

Encher o molde;

Rotação do molde e aquecimento;

Rotação do molde e arrefecimento;

Tirar a peça acabada do molde;


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Exemplos:

Cabeças de bonecas;

Reservatórios de grandes dimensões;

Bolas de ping-pong;[Fonte: http://machinedesign.com/article/putting-the-right-spin-on-rotational-

molding-designs-0518]


• A evolução da temperatura no interior do molde ao longo do tempo está

relacionada com as alterações do material ao longo do ciclo

• A medição da temperatura no interior do molde é de suma importância

para a obtenção de um produto final de qualidade


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• O equipamento de moldação rotacional consiste basicamente numa

máquina, molde, sistema de comando, sistema de aquecimento e

arrefecimento

Moldação rotacional – Máquina


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Requisitos do sistema

Hardware:

• Medir Temperatura do processo de moldação;

• Medir a deformação da peça no processo de moldação;

• Comunicação entre o módulo de medição / aquisição de dados e o PC por ZigBee;


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Software:

• Visualização gráfica da medida dos sensores;

• Gravação dos dados num ficheiro de excel ;

• Alteração do tempo de aquisição de dados que tem como mínimo 1seg;

Visão geral sobre o Sistema

CJ1M + CJ1W-TC0001 + CJ1W-F159

Software de Monitorização


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Xbee series 2 Xbee series 2

wireless

Hardware

• OMRON CJ1M-CPU11

• Até 10 unidades de expansão;

• 100ns de velocidade de processamento de instrução;

• 1 porta periférica;

• 1 porta rs232;


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• 1 porta rs232;

• 1 slot para cartão de memória (compact flash);

[Fonte:http://industrial.omron.eu/en/products/catalogue/automation_systems/progr

ammable_logic_controllers/modular_plc_series/cj1m/default.html]

Hardware

• OMRON CJ1W-TC0001

• Desenvolvido para integração com o PLC da série

CJ1 da OMRON;

• 4 Loops de medição;

• Compatível com termopares R, S, K, J, T, B ou L;


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[Fonte: http://www.ia.omron.com/data_pdf/data_sheet/cj1w-tc_dsheet_csm1622.pdf]

• Funções de controlo On/Off e PID;

• Função de Auto Tunning do PID;

Hardware

• UNIPULSE CJ1W-F159

• Desenvolvido para integração com o PLC da série

CJ1 da OMRON;

• Permite ligar até 4 células de carga de 350Ω em

Paralelo;

• Leituras a uma taxa de 500 vezes por segundo;


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[Fonte: http://www.unipulse.com/en/products/F159.html]

• Leituras a uma taxa de 500 vezes por segundo;

• Funções de controlo de zero;

• Filtros digitais seleccionáveis;

Hardware

• Digi Xbee series 2

• Suporte de comunicação série;

• 250Kbps de taxa de transmissão;

• 40m de alcance com obstáculos;

• 120m de alcance em campo de visão;


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[Fonte: http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=8691]

• 2.1 - 3.6V de tensão de alimentação;

• 35mA de consumo de corrente a transmitir;

• 85mA de consumo de corrente a receber;

• <1µA de consumo de corrente em modo de Sleep.

ZigBee

• Entre módulos Xbee

Existem dois modos de comunicação:

o Modo Transparente

- Dados recebidos no pino DIN são colocados na fila para serem enviados

pelo canal de rádio frequência;

- Dados recebidos pelo o canal de rádio frequência são transmitidos pelo

pino DOUT ;


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o Modo API

- Têm de ser construídas frames com os dados e o endereço de destino;

- Sempre que houver um envio de uma frame é recebida uma

mensagem a reportar a situação do envio;

[Fonte: http://www.rogercom.com/]

Software

• Janela de configuração


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Software

• Janela de monitorização


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Software

• Janela de visualização de dados gravados


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Software

• Autómato

CJ1W-TC0001

Unit number: 1

CIO 2003

CIO 2004

CIO 2013

CIO 2014

CJ1M-CPU11

Memória

Memória


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CJ1W-F159

Unit number: 2

D0000

a

D0004

CIO 2122

OMRON - FINS

• Entre o software e o autómato

- Uso do protocolo FINS proprietário da OMRON;

Frame de Comando


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@ : caracter de inicio da trama;

Unit number : número da unidade que se pretende resposta;

Header code : distingue os diferentes tipos de comando;

Text : parâmetros correspondentes ao código de comando;

FCS : número de verificação de trama;

Terminator : terminador de fim de comando;

Comunicação

• Entre o software e o autómato

- Uso do protocolo FINS proprietário da OMRON;

Frame de Resposta


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@ : caracter de inicio da trama;

Unit number : número da unidade que se pretende resposta;

Header code : comando que foi recebido é retornado;

End code : resultado da execução do comando (erro, etc…);

Text : parâmetros correspondentes ao código de comando;

FCS : número de verificação de trama;

Terminator : terminador de fim de comando;

Conclusões

• Sistema de medição CJ1W-TC0001 preciso e fácil de programar;

• Sistema de medição CJ1W-F159:

- Usando a uma célula de carga é muito precisa e fiável;

- Usando a ligação a um extensómetro através de uma ponte de wheatstone

revelou-se instável;


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revelou-se instável;

• Módulo Xbee são fáceis de configurar e fiáveis;

• Programação em LabView embora fácil e intuitiva mas revelou

problemas no uso excessivo de CPU;

Trabalho por realizar

• Finalizar a instalação do sistema de monitorização na máquina de

moldação rotacional;

• Realizar testes finais do sistema para verificar se cumpre os

requisitos do sistema;


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requisitos do sistema;

FIM


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FIM

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