TESINA DI INFORMATICA INDUSTRIALE · TESINA DI INFORMATICA INDUSTRIALE GESTIONE DI UN SISTEMA DI...

Università degli studi di Modena e Reggio EmiliaCorso di Laurea in Ingegneria Informatica (NOD)

TESINA DI INFORMATICA INDUSTRIALE

GESTIONE DI UN SISTEMA DI TRASPORTO E CONTROLLO BAGAGLI PER TERMINAL DI

STAZIONI O AEROPORTI

Candidato: Fabio ManganielloMatricola n°: 52138Corso: Informatica industrialeDocente: Flavio BonfattiAnno accademico: 2008-2009

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Indice generale1. INTRODUZIONE............................................................................................................................4

1.1 Componenti del sistema ...........................................................................................................41.2 Macro-fasi del sistema...............................................................................................................41.3 Funzionamento dell’impianto....................................................................................................5

2. NASTRO DI CARICO.....................................................................................................................72.1 Descrizione................................................................................................................................72.2 Schema del componente............................................................................................................82.3 Function Block Diagram............................................................................................................82.4 Variabili.....................................................................................................................................9

2.4.1 Variabili in ingresso...........................................................................................................92.4.2 Variabili in uscita...............................................................................................................9

2.5 Automa a stati finiti.................................................................................................................102.6 Stati..........................................................................................................................................102.7 Funzione combinatoria............................................................................................................112.8 Diagramma SFC del nastro di carico.......................................................................................122.9 Structured Text (ST)................................................................................................................132.10 Ladder Diagram.....................................................................................................................16

3. METAL DETECTOR....................................................................................................................173.1 Descrizione..............................................................................................................................173.2 Schema del componente..........................................................................................................173.3 Function Block Diagram..........................................................................................................183.4 Variabili...................................................................................................................................18

3.4.1 Variabili in ingresso.........................................................................................................183.4.2 Variabili in uscita.............................................................................................................18

3.5 Automa a stati finiti.................................................................................................................193.6 Stati..........................................................................................................................................193.7 Funzione combinatoria............................................................................................................203.8 Diagramma SFC......................................................................................................................203.9 Structured Text (ST)................................................................................................................213.10 Instruction List (IL)...............................................................................................................233.11 Ladder Diagram.....................................................................................................................25

4. CARRELLO...................................................................................................................................264.1 DESCRIZIONE.......................................................................................................................264.2 Schema del componente..........................................................................................................274.3 Function Block Diagram..........................................................................................................284.4 Variabili...................................................................................................................................28


4.5 Automa a stati finiti.................................................................................................................304.6 Stati..........................................................................................................................................304.7 Funzione combinatoria............................................................................................................314.8 Diagramma SFC......................................................................................................................324.9 Structured Text (ST)................................................................................................................334.10 Ladder Diagram.....................................................................................................................37

5. NASTRO DI SCARICO.................................................................................................................385.1 DESCRIZIONE.......................................................................................................................385.2 Schema del componente..........................................................................................................385.3 Function Block Diagram..........................................................................................................395.4 Variabili...................................................................................................................................39


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5.5 Automa a stati finiti.................................................................................................................405.6 Stati..........................................................................................................................................405.7 Funzione combinatoria............................................................................................................405.8 Diagramma SFC......................................................................................................................415.9 Structured Text (ST)................................................................................................................425.10 Ladder Diagram.....................................................................................................................44

6. SUPERVISORE.............................................................................................................................456.1 Descrizione..............................................................................................................................456.2 Schema del componente..........................................................................................................456.3 Function Block Diagram..........................................................................................................466.4 Variabili...................................................................................................................................46


6.5 Automa a stati finiti.................................................................................................................476.6 Stati..........................................................................................................................................476.7 Funzione combinatoria............................................................................................................486.8 Diagramma SFC......................................................................................................................486.9 Structured Text (ST)................................................................................................................49

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1. INTRODUZIONE

Il seguente documento illustra i componenti principali di un sistema per il trasporto di bagagli (ad esempio per aereoporti o stazioni) di dimensioni diverse tramite l’utilizzo dello standard IEC 61131-3 per la progettazione di software PLC. Lo scopo principale del sistema è di suddividere i bagagli, provenienti da un nastro trasportatore di carico, e procedere con lo smistamento su 3 nastri di scarico a seconda della loro altezza (bassi, medi, alti). I bagagli verranno trasportati attraverso l’uso di un carrello, dotato di una pinza per il prelievo e il deposito, che scorre su 2 binari.Il sistema è strutturato in modo che i bagagli provengano da un altro modulo e che dai nastri di scarico vengano poi prelevati da un operatore, dopo un segnale di allarme proveniente dal supervisore.

1.1 Componenti del sistema

Il sistema può essere considerato diviso nelle seguenti componenti, il cui funzionamento verrà descritto in seguito usando i linguaggi dello standard:

• Nastro di carico (N1)• Metal detector• Carrello con pinza• Nastri di scarico (NS1, NS2, NS3)• Supervisore

1.2 Macro-fasi del sistema

Le fasi del sistema possono essere così considerate:

1. Caricamento del bagaglio sul nastro di carico2. Controllo con metal detector del bagaglio3. Caricamento del bagaglio sul carrello attraverso la pinza4. Scaricamento del bagaglio sul nastro di scarico opportuno, in base alla sua

dimensione

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1.3 Funzionamento dell’impianto

All’ inizio del processo, un bagaglio viene caricato sul nastro N1. Il sensore di peso (SPN1) ne rileva la presenza e i 2 sensori (SAlt1 e SAlt2) ne rilevano l’altezza. Quindi, un sensore di posizione (SPos) ferma il motore del nastro per fare in modo che il componente metal detector verifichi la presenza di eventuali oggetti metallici sospetti all'interno del bagaglio. Nel caso in cui il test del metal detector rilevi tale anomalia, un segnalatore acustico avverte dell'anomalia e il nastro viene fermato in attesa che un addetto controlli il contenuto del bagaglio. Altrimenti, il nastro riparte e, nel momento in cui il bagaglio si viene a trovare alla fine del nastro (situazione rilevata dal sensore SFCN1), il motore viene fermato e si attende che il carrello sia in posizione per caricare il bagaglio (supponiamo che all’ inizio il carrello sia già in posizione di riposo data dal sensore induttivo SPC1). A questo punto, la pinza ruota in senso antiorario attraverso il motore MRP e preleva il bagaglio caricandolo sul carrello; quest’ultimo quindi parte (attendendo che la pinza sia tornata in posizione centrale o di riposo) in direzione del nastro di scarico apposito, individuato all’ ingresso del nastro N1. Giunto a destinazione, attraverso l’uso di 3 sensori induttivi (SPC2, SPC3, SPC4), il carrello posiziona la pinza a ridosso del nastro di scarico facendola ruotare in senso orario: qui il motore che gestisce il movimento di chiusura e apertura della pinza, rilascia il bagaglio sul nastro.Il sistema descritto può essere visto in Figura 1.

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Figura 1: Schena generale del sistema

2. NASTRO DI CARICO

2.1 Descrizione

Il sistema presenta quattro nastri trasportatori, il primo dei quali si preoccupa di trasportare i bagagli ricevuti in ingresso e portarli, dopo l'esame al metal detector, al carrello che li carica e li porta al nastro di scarico corrispondente. I tre nastri di scarico sono invece dedicati, rispettivamente, al trasporto in uscita di bagagli di piccole, medie o grandi dimensioni. Il nastro di carico si occupa di far scorrere i bagagli all'interno del metal detector, una piccola struttura a forma di parallelepipedo con una porta controllata elettronicamente al suo ingresso (aperta se non è presente alcun bagaglio al suo interno, chiusa in caso contrario) e all'interno del quale è installato un sensore per il controllo della quantità di oggetti metallici all'interno del bagaglio. Superato il metal detector, il bagaglio viene trasportato dal nastro fino alla sua fine, dove viene poi caricato su un carrello attraverso la pinza su di esso installata. All’inizio del nastro è presente un LED che si accende di luce verde nel caso in cui il nastro di carico è libero e può essere utilizzato, o di luce rossa se il nastro è impegnato con un altro bagaglio. Alla fine del percorso è invece collegato un segnalatore acustico, che suona nel caso in cui il metal detector abbia segnalato un pacco come sospetto. Lungo il percorso sul nastro di carico i bagagli incontrano diversi sensori: il primo è quello di peso (SPN1) che ha il compito di rilevare la presenza di un bagaglio sul nastro; adiacenti a esso sono collocati altri 2 sensori (SAlt1 e SAlt2) che hanno il compito di rilevare l’altezza del bagaglio che sta passando sul nastro (se solo SPN1 è attivo, il bagaglio c’è ed è basso; con SPN1 e SAlt2 attivi, il bagaglio c’è ed è di altezza media; con SPN1 e SAlt1 attivi (e quindi anche SAlt2), il bagaglio c’è ed è alto). Continuando, è presente un sensore di posizione (SPos) situato al centro del parallelepipedo che racchiude il sensore metal detector. Se tale sensore è attivo, e quindi è presente un bagaglio all'interno del metal detector, il motore che pilota lo sportello di ingresso del metal detector entra in azione chiudendolo, e il motore del nastro di carico viene fermato, consentendo quindi al componente di effettuare il controllo sull'oggetto. All'interno del componente sono presenti altri due sensori. Il sensore SMetal è settato a 1 durante il controllo del metal detector, per passare poi a 0 quando il controllo è terminato. Quando SMetal viene resettato a 0, il motore del nastro torna in azione e il motore dello sportello del metal detector riapre l'accesso al componente. C'è poi il sensore SCheck. Tale sensore rimane a 0 se nel bagaglio è stato rilevato un contenuto ordinario, mentre invece passa a 1, attivando il segnalatore acustico e causando l'interruzione del nastro in attesa che un addetto controlli il bagaglio sospetto, nel caso in cui la quantità di metallo rilevata sia superiore a una certa soglia. Infine, è presente un ultimo sensore di posizione (SFCN1), che ha il compito di fermare il nastro e di avvisare il carrello che il bagaglio è pronto per essere caricato.

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In caso di errore, viene mandato un segnale al supervisore, il quale avviserà l'operatore di turno con una sirena e una segnalazione luminosa che il nastro ha problemi; l’operatore dovrà quindi recarsi dal nastro e togliere il bagaglio che ha generato l’errore.

2.2 Schema del componente

2.3 Function Block Diagram

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Figura 3: Function Block Diagram del componente nastro di carico + metal detector

Figura 2: Schema del componente nastro di carico + metal detector

2.4 Variabili

2.4.1 Variabili in ingresso

NOME TIPO FUNZIONEStart BOOL(0,1) Segnale che attiva il nastro trasportatore.Stop BOOL(0,1) Segnale che disattiva il nastro trasportatore.SAlt1 BOOL(0,1) Sensore di altezza: rileva i bagagli di altezza massima.

1= Pres. bagaglio alto ; 0= Il bagaglio non è di altezza massima.

SAlt2 BOOL(0,1) Sensore di altezza: rileva i bagagli si altezza media. 1= Pres. bagaglio di altezza media o superiore ; 0= Il bagaglio non è di altezza media.

SPN1 BOOL(0,1) Sensore di peso: rileva la presenza del bagaglio sul nastro. 1= bagaglio presente ; 0= bagaglio non presente.

SPos BOOL(0,1) Sensore di posizione: rileva la presenza del bagaglio all'interno del metal detector.1= bagaglio presente ; 0= bagaglio non presente.

SMetal BOOL(0,1) Sensore elettronico: rileva se il metal detector ha terminato o meno le sue operazioni di verifica.1= metal detector in funzione ; 0= metal detector disponibile

SCheck BOOL(0,1) Sensore elettronico: rileva quantità di metallo superiori ad una certa soglia all'interno del bagaglio.1= bagaglio sospetto ; 0= bagaglio OK

SFCN1 BOOL(0,1) Sensore di posizione: rileva la presenza del bagaglio alla fine del nastro di carico.1= bagaglio presente ; 0= bagaglio non presente.

PinzaOK BOOL(0,1) Segnale che avvisa il nastro che la pinza ha caricato il bagaglio.1= Bagaglio caricato ; 0= Bagaglio non caricato.

2.4.2 Variabili in uscita

NOME TIPO FUNZIONEMN1 BOOL(0,1) Segnale utile per agire sul motore del nastro.

1= Attiva motore ; 0= spegni motore.MPort (-1,0,1) Segnale utile per agire sullo sportello del metal detector.

1= Apri sportello ; 0= spegni motore; -1= Chiudi sportelloLED BOOL(0,1) Segnale che attiva il led per la segnalazione all’ operatore

dell’ utilizzabilità del nastro.1= Luca verde ; 0= Luce rossa.

CarRDY BOOL(0,1) Segnale che avvisa il carrello che il bagaglio è pronto per essere caricato.1= bagaglio pronto ; 0= bagaglio non pronto.

ERR BOOL(0,1) Segnale di errore.1= Verificato errore ; 0= Nessun errore.

HBag1 e BOOL(0,1) Segnali che avvisano il carrello dell’altezza del bagaglio.

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HBag2 Vengono usati in combinazione:00 = Altezza minima01 = Altezza media10 = Altezza massima11 = Stato non definito

2.5 Automa a stati finiti

2.6 Stati

OFF: stato in cui il nastro è disattivato;SBY: stato in cui il nastro è attivo e attende un bagaglio da trasportare;HMAX: stato in cui il nastro è in funzione e trasporta un bagaglio di altezza massima;HMED: stato in cui il nastro è in funzione e trasporta un bagaglio di altezza media;HMIN: stato in cui il nastro è in funzione e trasporta un bagaglio di altezza minima;

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Figura 4: Automa a stati finiti del nastro di carico

ALRM: stato in cui il nastro è fermato in quanto il bagaglio in questione è segnalato come sospetto dal metal detector;WAIT: stato in cui il nastro è fermo e attende che il modulo metal detector termini le sue operazioni;GO: stato in cui il nastro è attivo e trasporta il bagaglio verso la fine corsa;DONE: stato in cui il nastro è fermo e attende che il carrello prelevi il bagaglio pronto;ERR: stato di errore del nastro o impianto fermato dall’ operatore (impianto non in sicurezza).

2.7 Funzione combinatoria

C1 := StartC2 := StopC3 := SPN1 and SAlt1C4 := SPN1 and SAlt2 and not SAlt1C5 := SPN1 and not SAlt2C6 := SPosC7 := SCheckC8 := not SMetal and not SCheckC9 := SFCN1C10 := PinzaOkC11 := [(MN1 or SPos or SFCN1) and SPN1] or Stop or SCheck

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2.8 Diagramma SFC del nastro di carico

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2.9 Structured Text (ST)

VAR_INPUTStart : BOOL;Stop : BOOL;SAlt1 : BOOL;SAlt2 : BOOL;SPN1 : BOOL;SPos : BOOL;SFCN1 : BOOL;PinzaOK : BOOL;SMetal : BOOL;SCheck : BOOL;

END_VAR

VAR_OUTPUTMN1 : BOOL;MPort : (-1,0,1);LED : BOOL;CarRDY : BOOL;HBag1 : BOOL;HBag2 : BOOL;ERR : BOOL;

END_OUTPUT

ACTION A_FCIF (OFF.X) THEN

C1 := Start;ELSIF (SBY.X) THEN

C3 := SPN1 and SAlt1;C4 := SPN1 and SAlt2 and not SAlt1;C5 := SPN1 and not SAlt2;C2 := Stop;

ELSIF (HMAX.X) or (HMED.X) or (HMIN.X) THENC6 := SPos;C11 := [(MN1 or SPos or SFCN1) and SPN1] or Stop or SCheck;

ELSIF (WAIT.X) THENC7 := SCheckC8 := not SMetal and not SCheckC11 := [(MN1 or S_Pos or SFCN1) and SPN1] or Stop or SCheck;

ELSIF (GO.X) THENC9 := SFCN1;

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C11 := [(MN1 or SPos or SFCN1) and SPN1] or Stop or SCheck;ELSIF (DONE.X) THEN

C10 := PinzaOK;C11 := [(MN1 or SPos or SFCN1) and SPN1] or Stop or SCheck;

ELSIF (ERR.X) THENC1 := Start;

END_IFEND_ACTION

ACTION A1MN1 := 0;

END_ACTION

ACTION A2MN1 := 0;LED := 0;CarrRDY := 0;HBag1 := 1;HBag2 := 1;ERR := 0;

END_ACTION

ACTION A3MN1 := 1;LED := 0;HBag1 := 1;HBag2 := 0;

END_ACTION


END_ACTION


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END_ACTION

ACTION A6MN1 := 0;

END_ACTION

ACTION A7MN1 := 1;

END_ACTION

ACTION A8MN1 := 0;CarrRDY := 1;

END_ACTION

ACTION A9MN1 := 0;ERR := 1;

END_ACTION

ACTION A_PMEND_ACTION

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2.10 Ladder Diagram

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Figura 5: Ladder diagram del nastro di carico

3. METAL DETECTOR

3.1 Descrizione

Il metal detector ha il compito di controllare la quantità di metallo presente in un bagaglio e consiste di 3 sensori, un motore e un segnalatore acustico. Il controllo avviene nella sequenza:

● Il sensore di posizione SPos, collocato al suo centro, rileva la presenza di un bagaglio all'interno del modulo;

● Se il sensore è attivo, il nastro viene fermato, il motore chiude lo sportello, il sensore elettronico SCheck verifica la quantità di oggetti metallici all'interno del bagaglio, e il sensore SMetal diventa attivo, segnalando l'attività in corso del modulo;

● Se la quantità è al di sotto di una soglia prefissata, il bagaglio può continuare il suo tragitto. Il sensore SMetal può quindi tornare disattivo, segnalando che il modulo ha terminato la sua verifica, il sensore SCheck rimane disattivo, il motore del nastro di carico rimette quest'ultimo in moto, e il motore del metal detector riapre lo sportello del modulo;

● Se la quantità è al di sopra della soglia prefissata, il sensore SCheck passa a un valore alto, l'impianto viene fermato e viene emessa una segnalazione acustica, in attesa che un addetto alla sicurezza verifichi il contenuto del bagaglio e rimetta poi in moto manualmente l'impianto.


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Figura 6: Schema del componente


3.4 Variabili


NOME TIPO FUNZIONEStart BOOL(0,1) Segnale che attiva il metal detector.Stop BOOL(0,1) Segnale che disattiva il metal detector.SPos BOOL(0,1) Sensore che indica la posizione del bagaglio.

1 = Bagaglio in posizione (modulo occupato) ; 0 = Bagaglio non in posizione (modulo libero)

SCheck BOOL(0,1) Sensore che indica se il bagaglio all'interno del modulo contiene o meno un quantitativo di oggetti metallici superiore alla norma.1 = Bagaglio sospetto ; 0 = Bagaglio OK

SMetal BOOL(0,1) Sensore di posizione che indica se il bagaglio è uscito dal modulo, e quindi quest'ultimo può ricevere un nuovo bagaglio.1 = Modulo occupato; 0 = Modulo disponibile a controllare un nuovo bagaglio


NOME TIPO FUNZIONEMot (-1, 0, 1) Segnale che agisce sul motore dello sportello.

1= Apri sportello ; 0= spegni motore; -1= Chiudi sportello

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Figura 7: Function block diagram del metal detector

Alrm BOOL(0,1) Segnale che agisce sul segnalatore acustico, indicando la presenza di un bagaglio da controllare.1 = Impianto fermo, bagaglio da controllare; 0 = Tutto OK


3.6 Stati

OFF: stato in cui il metal detector è spento;SBY: stato in cui il metal detector è attivo e attende il bagaglio;WAIT: stato in cui il metal detector ha ricevuto un bagaglio e attende l'esito dell'analisi;OK: stato in cui il bagaglio non è indicato come sospetto e il modulo attende l'uscita del bagaglio;ALRM: stato in cui il bagaglio è indicato come sospetto, l'impianto viene bloccato e viene inviato un segnale di allarme.

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Figura 8: Automa a stati finiti del metal detector


C1 := StartC2 := StopC3 := SPosC4 := not SMetal and not SCheckC5 := SMetalC6 := SCheck

3.8 Diagramma SFC

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Figura 9: Diagramma SFC del metal detector


VAR_INPUTStart : BOOL;Stop : BOOL;SPos: BOOL;SCheck: BOOL;SMetal: BOOL;

END_VAR

VAR_OUTPUTMot : (-1,0,1);Alrm: BOOL;

END_VAR


C1 := Start;ELSIF (STANDBY.X) THEN

C2 := Stop;C3 := SPos;

ELSIF (WAIT.X) THEN C4 := not SMetal and not SCheck;C6 := SCheck

ELSIF (OK.X) THENC5 := SMetal

ELSIF (ALRM.X) THENC1 := Start

END_IFEND ACTION

ACTION A1Mot := 0;

END_ACTION

ACTION A2Mot := 0;Alrm := 0;

END_ACTION

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ACTION A3Mot := -1;

END_ACTION

ACTION A4Mot := 1;

END_ACTION

ACTION A5Alrm := 1;

END_ACTION


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3.10 Instruction List (IL)

ACTION A_FCLD STOP.XJMPC Stop

LD STANDBY.XJMPC Standby

LD WAIT.XJMPC WAIT

LD OK.XJMPC Ok

LD ALRM.XJMPC Alrm

Stop:LD StartST C1JMP Fine

Standby:LD StopST C2LD SPosST C3JMP Fine

Wait:LDN SMetalANDN SCheckST C4JMP Fine

Ok:LD SMetalST C5JMP Fine

Alrm:LD StartST C1JMP Fine

Fine:

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END_ACTION

ACTION A1LD 0ST MOTRET

END_ACTION

ACTION A2LD 0ST MOTLD 0ST AlrmRET

END_ACTION

ACTION A3LD -1ST MOTRET

END_ACTION

ACTION A4LD 1ST MOTRET

END_ACTION

ACTION A5LD 1ST AlrmRET

END_ACTION

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3.11 Ladder Diagram

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Figura 10: Ladder diagram del metal detector

4. CARRELLO

4.1 DESCRIZIONE

Il carrello ha il compito di caricare, trasportare e scaricare il bagaglio fornito dal nastro di carico. Viaggia su 2 binari ed è formato da una pinza, il cui compito è quello di caricare e scaricare il bagaglio, e da 4 sensori induttivi (SPC1, SPC2, SPC3 e SPC4) che servono per indicare la posizione lungo i binari che il carrello deve raggiungere. La pinza a sua volta ha 2 sensori, anch’essi di posizione (SPA1 e SPA2), che servono per indicare in che posizione essa si trova. Il funzionamento generale del carrello è il seguente: il bagaglio arriva dal nastro di carico e, se il carrello è in posizione e se non si sono verificati errori, la pinza comincia l’ operazione di carico. Essa viene ruotata (attraverso il suo motore di rotazione MRP) in senso antiorario per raggiungere il nastro; viene attivato quindi il motore MACP (che serve per gestire la funzione di presa della pinza sul bagaglio), viene riportata la pinza in posizione centrale sul carrello e quindi il carrello può partire per portare il bagaglio a destinazione e scaricarlo. Lo scaricamento avviene in modo inverso al caricamento: quando il carrello è a destinazione, la pinza viene ruotata in senso orario fino a raggiungere il nastro di scarico. A questo punto, viene attivato il motore MACP per rilasciare il bagaglio sul nastro. Se tutto ha avuto successo, la pinza viene riportata in posizione centrale e il nastro quindi torna nella posizione di riposo (che corrisponde alla posizione di carico). I sensori di posizione della pinza si attivano solo se la pinza è completamente al di sopra di essi; si disattivano solo se la pinza è completamente fuori dalla loro portata.Suppongo inoltre che i bagagli siano tutti di larghezza uguale, o quantomeno simile: ciò che cambia è solo l’altezza.La posizione che il carrello andrà a raggiungere viene fornita da 2 segnali in ingresso al carrello che sono H_Ril1 e H_Ril2: essi combinati assieme forniscono l’ altezza del bagaglio che è stato caricato. A seconda di questa, il carrello andrà su di un solo nastro di scarico: quello corrispondente all’altezza rilevata.

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Pinza

Carrello

SPC1

SPC4 SPC2

SPA2

SPA1

Moto bracci pinza

Moto di rotazione di 180 gradi della pinza verso destra e viceversa

Fig. 12 Schema del carrello.

SPC3


4.4 Variabili


NOME TIPO FUNZIONEStart BOOL(0,1) Segnale che attiva il carrello.Stop BOOL(0,1) Segnale che disattiva il carrello.SPC1 BOOL(0,1) Sensore che indica che il carrello è nella posizione di riposo.

1 = Carrello presente ; 0 = Carrello non presente.SPC2 BOOL(0,1) Sensore che indica che il carrello è nella posizione di scarico

sul nastro N2.1 = Carrello presente ; 0 = Carrello non presente.

SPC3 BOOL(0,1) Sensore che indica che il carrello è nella posizione di scarico

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sul nastro N3.1 = Carrello presente ; 0 = Carrello non presente.

SPC4 BOOL(0,1) Sensore che indica che il carrello è nella posizione di scarico sul nastro N4.1 = Carrello presente ; 0 = Carrello non presente.

S_FCA BOOL(0,1) Sensore che mi indica quando la pinza è completamente aperta.1 = completamente aperta ; 0 = non completamente aperta.

S_FCC BOOL(0,1) Sensore che mi indica quando la pinza ha agganciato il bagaglio.1 = bagaglio agganciato ; 0 = bagaglio ancora agganciato.

Carr_Pronto BOOL(0,1) Segnale che avvisa il carrello che il bagaglio è pronto per essere caricato.1 = carrello pronto ; 0 = carrello non pronto.

H_Ril1 eH_Ril2

BOOL(0,1) Segnali che a seconda della loro combinazione, mi danno l’altezza del bagaglio rilevata e che quindi indirizzano il carrello verso il nastro corrispondente.

Nastro_Disp1 BOOL(0,1) Segnale che indica la disponibilità del nastro 2 ad accettare il bagaglio.1 = pronto per accettare ; 0 = non pronto.




NOME TIPO FUNZIONEMC ( -1, 0, 1) Segnale che comanda il motore di spostamento del carrello.

-1 = spostamento verso i nastri di scarico ; 0 = fermo ; 1 = spostamento verso il nastro di carico.

MRP ( -1, 0, 1) Segnale che comanda il motore di rotazione della pinza.-1 = rotazione in senso orario ; 0 = fermo ; 1 = rotazione in senso antiorario.

MACP ( -1, 0, 1) Segnale che comanda il motore di presa della pinza.-1 = apertura ; 0 = fermo ; 1 = chiusura.

Pinza_Ok BOOL(0,1) Segnale che indica che la pinza ha caricato il bagaglio.1 = bagaglio caricato ; 0 = bagaglio non caricato.

Scaric_Ok BOOL(0,1) Segnale che mi indica che il bagaglio è stato scaricato.1 = bagaglio scaricato ; 0 = bagaglio non scaricato.

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SBY

OFF

C1 C2

PINZA OUT

C3

AGGANCIOPACCO

C4RIPR. 5 C2

C6

RIPR. 4 C2C11

RIPR. 3

LOAD

C5

C4

C2

RIPR. 2

C12

GO

C6C2

WAIT

C7 or C8 or C9

RIPR. 1 C6

C2UNLOAD

RITIROPINZA

ALLINEA-MENTO

C10

C11

C6

C12

C2

C2 C2

Fig. 14 Automa a stati finiti del carrello .

4.6 Stati

OFF: Stato in cui il modulo è spento;SBY: Stato in cui il modulo è attivo e attende di iniziare la lavorazione;PINZA_OUT: Stato in cui il braccio della pinza viene ruotato in senso antiorario per raggiungere la postazione di carico;AGGANCIO_bagaglio: Stato in cui le 2 estremità della pinza vengono chiuse per agganciare il bagaglio;LOAD: Stato in cui il bagaglio viene caricato sul carrello facendo ruotare il braccio della pinza fino alla posizione centrale (di riposo);GO: Stato in cui il carrello si sposta verso una delle 3 stazioni di scarico.WAIT: Stato in cui il carrello attende, davanti alla stazione di carico opportuna, che siano soddisfatte tutte le condizioni per poter scaricare il bagaglio e ruota il braccio della pinza in senso orario fino alla posizione di scarico;UNLOAD: Stato in cui la pinza scarica il bagaglio;

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RITIRO_PINZA: Stato in cui il braccio della pinza viene riportato in posizione centrale (di riposo);ALLINEAMENTO: Stato in cui il carrello viene riportato verso la posizione di carico (stazione di riposo);RIPR1: Stato che riporta il braccio della pinza in posizione centrale;RIPR2: Stato in cui il carrello si sposta verso la stazione di carico;RIPR3: Stato in cui il braccio della pinza ruota in senso antiorario su N1;RIPR4: Stato in cui la pinza si apre per rilasciare il bagaglio su N1;RIPR5: Stato in cui la pinza viene fatta ruotare in senso orario fino alla posizione centrale.


C1 := StartC2 := StopC3 := Carr_ProntoC4 := SPA1C5 := S_FCCC6 := not SPA1 and not SPA2C7 := (not H_Ril1 and not H_Ril2) and SPC2C8 := (not H_Ril1 and H_Ril2) and SPC3C9 := (H_Ril1 and not H_Ril2) and SPC4C10 := SPA2 and [(not H_Ril1 and not H_Ril2 and Nastro_Disp1) or

or (not H_Ril1 and H_Ril2 and Nastro_Disp2) or or (H_Ril1 and not H_Ril2 and Nastro_Disp3)]

C11 := S_FCAC12 := SPC1C13 := C7 or C8 or C9

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4.8 Diagramma SFC

S0

True

FC OFF A_FCN PM A_PM A1P N

SBY A2P

C1

PINZA OUT A3P OFF

C2C3

RIPR. 5 A9

P

P AGGANCIOPACCO A4P

C2 C4

C6

OFF

RIPR. 4 A8P

C2 C5

C11

RIPR. 5

LOAD A5P

RIPR. 3 A3P

C4

RIPR. 4

GO A6P

C2 C6

RIPR. 2 A11P WAIT A7P

C2 C7 or C8 or C9

C12

RIPR. 3

RIPR. 1 A9P UNLOAD A8P

C2 C10

C6

RIPR. 2 C2

RIPR. 1RITIROPINZA A9P

C11

C2

RIPR. 1ALLINEA-MENTO A10P

C6

RIPR. 2 SBY

C2 C12

Fig. 15 Sequential function block del carrello .

32


VAR_INPUTStart : BOOL;Stop : BOOL;SPC1 : BOOL;SPC2 : BOOL;SPC3 : BOOL;SPC4 : BOOL;S_FCA : BOOL;S_FCC : BOOL;Carr_Pronto : BOOL;H_Ril1 : BOOL;H_Ril2 : BOOL;Nastro_Disp1 : BOOL;Nastro_Disp2 : BOOL;Nastro_Disp3 : BOOL;

END_VAR

VAR_OUTPUTMC : (-1,0,1);MRP : (-1,0,1);MACP : (-1,0,1);Pinza_Ok : BOOL;Scaric_Ok : BOOL;

END_VAR


C1:= Start;ELSIF (SBY.X) THEN

C2 := Stop;C3 := Carr_Pronto;

ELSIF (PINZA_OUT.X) THENC2 := Stop;C4 := SPA1;

ELSIF (RIPR5.X) THENC6 := not SPA1 and not SPA2;

ELSIF (AGGANCIO_bagaglio.X) THENC2 := Stop;C5 := S_FCC;

ELSIF (RIPR4.X) THENC11 := S_FCA;

33

ELSIF (LOAD.X) THENC2 := Stop;C6 := not SPA1 and not SPA2;

ELSIF (RIPR3.X) THENC4 := SPA1;

ELSIF (GO.X) THENC2 := Stop;C13 := C7 or C8 or C9;

ELSE IF (RIPR2.X) THENC12 := SPC1;

ELSIF (WAIT.X) THENC2 := Stop;C10 := SPA2 and ((not H_Ril1 and not H_Ril2 and Nastro_Disp1) or

or (not H_Ril1 and H_Ril2 and Nastro_Disp2) or or (H_Ril1 and not H_Ril2 and Nastro_Disp3))

ELSIF (RIPR1.X) THENC6 := not SPA1 and not SPA2;

ELSIF (UNLOAD.X) THENC2 := Stop;C11 := S_FCA;

ELSIF (RITIRO_PINZA.X) THENC2 := Stop;C6 := not SPA1 and not SPA2;

ELSIF (ALLINEAMENTO.X) THENC2 := Stop;C12 := SPC1;

END_IFEND_ACTION

ACTION A1MC := 0;MRP := 0;MACP := 0;

END_ACTION

ACTION A2Pinza_Ok := 0;Scaric_Ok := 0;MC := 0;MRP := 0;MACP := 0;

END_ACTION

34

ACTION A3MRP := 1;

END_ACTION

ACTION A4MRP := 0;MACP := 1;

END_ACTION

ACTION A5MACP := 0;MRP := -1;

END_ACTION

ACTION A6Pinza_Ok := 1;MRP := 0;MC := -1;

END_ACTION

ACTION A7MC := 0;MRP := -1;

END_ACTION

ACTION A8MRP := 0;MACP := -1;

END_ACTION

ACTION A9MACP := 0;MRP := -1;

END_ACTION

ACTION A10

35

Scaric_Ok := 1;MRP := 0;MC := 1;

END_ACTION

ACTION A11MRP := 0;MC := 1;

END_ACTION


36

4.10 Ladder DiagramStart C1

Stop C2

Carr_Pronto C3

SPA1 C4

S_FCC C5

SPA1 SPA2 C6

H_Ril1 H_Ril2 C7SPC2



SPA2

H_Ril1 H_Ril2 Nastro_Disp1

H_Ril1 H_Ril2

H_Ril1 H_Ril2

Nastro_Disp2

Nastro_Disp3

C10

S_FCA C11

SPC1 C12

C7

C8

C9

C13

Fig. 16 Ladder diagram del carrello .

37

5. NASTRO DI SCARICO

5.1 DESCRIZIONE

I 3 nastri di scarico (N2, N3, N4) svolgono la stessa funzione, ovvero quella di accettare il bagaglio che gli viene fornito dal carrello e portarlo a fine corsa. A quel punto un sensore di presenza invia un segnale al supervisore, il quale darà l’ allarme per avvisare l’operatore che il nastro è occupato e va liberato. Sul nastro è poi presente anche un altro sensore di presenza che però è posto all’ inizio del nastro: questo sensore ci indica se il bagaglio è stato scaricato sul nastro.


SPA SFC

Direzione del nastro

= SENSORI

Fig. 17 Schema del nastro di scarico.

38


5.4 Variabili


NOME TIPO FUNZIONEStart BOOL(0,1) Segnale che attiva il nastro.Stop BOOL(0,1) Segnale che disattiva il nastro.SPS BOOL(0,1) Sensore che indica la presenza di un bagaglio ad inizio

nastro.1 =bagaglio presente ; 0 = bagaglio non presente.

SFC BOOL(0,1) Sensore che indica la presenza di un bagaglio a fine corsa.1 = Presenza bagaglio ; 0 = bagaglio non presente.

Scaric_Ok BOOL(0,1) Segnale che indica al nastro che il bagaglio è stato scaricato.1 = Scaricamento avvenuto ; 0 = il bagaglio non è stato scaricato.


NOME TIPO FUNZIONEMN BOOL(0,1) Segnale che agisce sul motore del nastro.

1 = Motore attivato ; 0 = motore spento.Pres_bagaglio

BOOL(0,1) Segnale che indica al supervisore la presenza di un bagaglio da scaricare.1 = Presenza bagaglio ; 0 = bagaglio non prensente.

Nastro_Disp BOOL(0,1) Segnale che indica che il nastro è libero.39

1 = Nastro libero ; 0 = Nastro occupato.


OFF

SBY

C1 C2

STOP

C2

GO

C2

C4

C5

C3

Fig. 19 Automa a stati finiti del nastro di scarico.

5.6 Stati

OFF: Stato in cui il nastro è spento;SBY: Stato in cui in nastro è attivo e attende un bagaglio;GO: Stato in cui il nastro porta il bagaglio verso il fine corsa;STOP: Stato in cui il nastro è fermo.


C1 := StartC2 := StopC3 := Scaric_Ok and SPSC4 := SFCC5 := not SFC

40

5.8 Diagramma SFC

S0

True


SBY A2P

C1

C2

OFFGO A3

STOP A4

P

C3

C4

P

C5

C2

OFF

C2

OFF SBY

Fig. 20 Sequential function chart del nastro di scarico .

41


VAR_INPUTStart : BOOL;Stop: BOOL;SPS: BOOL;SFC: BOOL;Scaric_Ok: BOOL;

END_VAR

VAR_OUTPUTMN: BOOL;Pres_bagaglio: BOOL;Nastro_Disp: BOOL;

END_VAR


C1 := Start;ELSIF (SBY.X) THEN

C2 := Stop;C3 := Scaric_Ok and SPS;

ELSIF (GO.X) THENC2 := Stop;C4 := SFC;

ELSIF (STOP.X) THENC2 := Stop;C5 := not SFC;

END_IFEND_ACTION

ACTION A1MN := 0;

END_ACTION

ACTION A2MN := 0;Nastro_Disp := 1;Pres_bagaglio := 0;

42

END_ACTION

ACTION A3MN := 1;Nastro_Disp := 0;

END_ACTION

ACTION A4MN := 0;Pres_bagaglio := 1;

END_ACTION


43

5.10 Ladder Diagram

44

Start C1

Stop C2

Scaric_Ok C3

SFC C4

SFC C5

SPS

Fig. 21 Ladder diagram del nastro di scarico .

6. SUPERVISORE

6.1 Descrizione

Il supervisore è composto da 2 pulsanti, 4 led luminosi e da una sirena acustica luminosa per avvisare l’ operatore di un’ eventuale situazione di errore ( per esempio 2 bagagli sul nastro o un bagaglio sospetto segnalato dal metal detector).Il suo compito è quello di visionare il funzionamento dell’ intero sistema e di fornire i segnali di start e stop, utili per avviare o spegnere tutti i moduli che lo compongono, attraverso 2 pulsanti. In entrata giungono diversi segnali tra i quali 3 che servono per indicare se vi sono bagagli da prelevare sui nastri di scarico. Questi 3 segnali ne generano altrettanti di uscita che andranno ad accendere i led sul pannello di controllo dell’operatore per indicargli quale dei nastri ha un bagaglio da scaricare. In caso di arrivo di un segnale di errore dal nastro N1 o un bagaglio sospetto segnalato dal metal detector, il supervisore accenderà immediatamente sia i led corrispondenti, sia la sirena.


45


6.4 Variabili


NOME TIPO FUNZIONEOn BOOL(0,1) Segnale che avvia il sistema attraverso la pressione del

pulsante apposito da parte dell’ operatore.Off BOOL(0,1) Segnale che arresta il sistema attraverso la pressione del

pulsante apposito da parte dell’ operatore.Err BOOL(0,1) Segnale proveniente dal nastro di carico che avvisa il

supervisore della possibilità della presenza di 2 bagagli sul nastro.1 = errore ; 0 = nessun errore

Pres_bag1Pres_bag2Pres_bag3

BOOL(0,1) Segnali provenienti dai nastri di scarico che avvisano il supervisore della presenza di un bagaglio sul nastro.1 = bagaglio presente sul nastro ; 0 = bagaglio non presente

Metal BOOL(0,1) Segnale proveniente dal metal detector che avvisa il supervisore della presenza di un bagaglio sospetto1 = bagaglio sospetto ; 0 = bagaglio OK


NOME TIPO FUNZIONEStart BOOL(0,1) Segnale che manda il segnale di Start a tutti moduli..Stop BOOL(0,1) Segnale che manda il segnale di Stop a tutti i moduli.

46

Led_bag1,Led_bag2Led_bag3

BOOL(0,1) Segnali che permettono l’ accensione dei 3 led sulla console per avvisare l’ operatore della presenza di un bagaglio sui nastri di scarico.1 = bagaglio presente sul nastro ; 0 = bagaglio non presente.

Sirena BOOL(0,1) Segnale che accende la sirena posta sulla console per attirare l’ attenzione dell’ operatore riguardo ad un eventuale errore.1 = attiva sirena ; 0 = sirena disattivata.

Led_Metal BOOL(0,1) Segnale che accende il led che indica la presenza di un pacco sospetto nel metal detector.1 = Accensione led ; 0 = led spento.

Led_Nastro BOOL(0,1) Segnale che accende il led che indica una situazione anomala sul nastro di carico.1 = Accensione led ; 0 = led spento.


OFF

ON

STOP

SEGNALA-ZIONE

C2

C1C2

C3C1

C2

C3

C4C4

Fig. 24 Automa a stati finiti del supervisore.

6.6 Stati

OFF: Stato in cui il supervisore è spento;ON: Stato in cui il supervisore è acceso.STOP: Stato in cui vengono fermate tutte le macchine del sistema a causa di un errore o di fine etichetta.

47

SEGNALAZIONE: Stato in cui il supervisore è acceso e segnala la presenza di un bagaglio su di un nastro di scarico.


C1 := OnC2 := OffC3 := Err or MetalC4 := Pres_bag1 or Pres_bag2 or Pres_bag3

6.8 Diagramma SFC

S0

True


ON A2P

C1

C4 C3

SEGNALA-ZIONE A3P STOP A4P

SEGNALAZIONE STOP OFF ON OFF

C4 C3 C2 C1 C2

Fig. 25 Sequential function chart del supervisore .

48


VAR_INPUTOn : BOOL;Off : BOOL;Err : BOOL;Pres_bag1 : BOOL;Pres_bag2 : BOOL;Pres_bag3 : BOOL;Metal : BOOL;

END_VAR

VAR_OUTPUTStart : BOOL;Stop : BOOL;Led_bag1 : BOOL;Led_bag2 : BOOL;Led_bag3 : BOOL;Sirena : BOOL;Led_Metal: BOOL;Led_Nastro: BOOL;

END_VAR


C1 := On;ELSIF (ON.X) THEN

C3 := Err or Metal;C4 := Pres_bag1 or Pres_bag2 or Pres_bag3;

ELSIF (SEGNALAZIONE.X) THENC2 := Off;C3 := Err or Metal;C4 := Pres_bag1 or Pres_bag2 or Pres_bag3;

ELSIF (STOP.X) THENC1 := On;C2 := Off;

END_IFEND_VAR

ACTION A1

49

Stop := 1;END_ACTION

ACTION A2Stop := 0;Led_bag1 := 0;Led_bag2 := 0;Led_bag3 := 0;Led_Metal := 0;Led_Nastro := 0;Sirena := 0;Start := 1;

END_ACTION

ACTION A3IF (Pres_bag1) THEN

Led_bag1 := 1;ELSIF (Pres_bag2) THEN

Led_bag2 := 1;ELSIF (Pres_bag3) THEN

Led_bag3 := 1;END_IF

END_ACTION

ACTION A4Sirena := 1;Stop := 1;

IF (Metal) THENLed_Metal := 1;

ELSELed_Nastro := 1;

END_IFEND_ACTION

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