Diagnostico De Defeitos Em Sistemas Sequenciais Eletropneumáticos Comandados Por Clp

Diagnostico de defeitos em sistemas sequenciais eletropneumáticos comandados por CLP


Manuel Alonso Meis (PPGEPS/PUCPR) alonsomeis@gmail.com



Resumo: Neste trabalho aborda-se o desenvolvimento de técnicas de diagnostico de defeitos em sistemas sequenciais eletropneumáticos comandados por CLP. Estes sistemas estão compostos basicamente por atuadores com duas posições definidas, comoavançado e recuado. Os defeitos na posição ou movimento de estes atuadores podem provocar a parada do sistema ou ainda uma colisão em sistemas mecatrônicos. Por esse motivo, é importante incluir essas técnicas nos cursos de CLP em conjunto com o ensino da metodologia GRAFCET e a guia GEMA. As técnicas pesquisadas serão aplicadas na programação de um sistema experimental em linguagem de contatos(ladder) e implementadas num CLP Simatic S7-200.


Palavras-chave: Sistemas eletropneumáticos; Controladores Lógicos Programáveis; Método GRAFCET.



1. Introdução

Muitos sistemas automáticos industriais utilizam atuadores pneumáticos para realizar suas funções, como nas indústrias automobilística, química e de alimentos, dentre outras (SALVADOR, 1988). Um caso particular de aplicação de estessistemas são os dispositivos eletropneumáticos usados para a manipulação de carrocerias na indústria automobilística (BARROS, 2006).

Esses sistemas são normalmente controlados por um CLP (Controlador Lógico Programável) e podem ser modelados mediante Redes de Petri ou a metodologia GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande, Étapes et Transitions) e implementados em um CLP mediante uma daslinguagens da norma IEC 61131-3 (CASTRUCCI, 2007). Convencionalmente, nos cursos de CLP, ensina-se a metodologia GRAFCET e GEMA (Guide d´Etude dês Modes de Marche et d´Arrê), Asensio (2005), mas não se analisa o que acontece quando uma transição não ocorre devido à falta de condições, como; a falta do sinal do sensor de posição do cilindro.

Num sistema automático assim modelado, em caso de falha, estese deterá e ficará assim até que seja restabelecido o sinal. Contudo isso é inaceitável por motivos econômicos, já que provocaria um tempo de indisponibilidade da máquina. Logo se precisa que o sistema sinalize que está em falha e ainda que indique de que atuador se trata para facilitar um restabelecimento mais rápido. Também, por motivo de segurança, o sistema não deve executar nenhuma ação (queleve a movimentar um atuador) se algum deles está fora de posição em qualquer instante.

Algumas técnicas de diagnostico de falhas para este tipo de sistemas são apresentadas por Bolton (2006), mas elas não satisfazem as necessidades demandadas numa instalação industrial mais complexa, onde a posição dos atuadores deve ser monitorada em todo momento, impedindo que ocorra uma interferênciamecânica entre atuadores ou com outros elementos externos.

Neste trabalho serão investigados quais são os defeitos que podem ocorrer em um sistema eletropneumático e propor uma solução para detectá-los e apresentá-los em uma IHM (Interface Homem-Máquina). Será feita a implementação dessa solução em uma bancada de testes e o método convencional será comparado com o proposto.

2. Sistemaseletropneumáticos na indústria automobilística

Na indústria automobilística são utilizados dispositivos eletropneumáticos para o posicionamento e fixação de subconjuntos de peças automotivas, para proceder a sua solda ou outros processos mecânicos de transformação. Estes dispositivos podem estar integrados em células de trabalho robotizadas, onde os movimentos do robô devem estar intertravados com os dosatuadores do dispositivo, de forma a evitar uma colisão mecânica.

Na Figura 1 mostra-se um dispositivo de geometria para a soldagem de uma carroceria automotiva, consistindo basicamente de cilindros pneumáticos que realizam funções de pilotar e fixar as chapas metálicas, para proceder a sua solda, mantendo estas no lugar exato.



[pic]

Figura 1 - Dispositivo de geometria para solda...