L’alumnat de tecnologia participa en un taller d’automàtica industrial

El passat dimarts 20 de desembre l’alumnat de l’àmbit tecnològic de primer de batxillerat va participar en un taller d’Automàtica Industrial a la Universitat de Vic. Els previs estudis i coneixements que els alumnes havien adquirit van ajudar-los a fer la sessió més entretinguda, ja que tenien més facilitat per la comprensió de noves idees. Aquest taller, que va durar de dos quarts de nou fins a dos quarts de dotze del matí, va ser dirigit per en Juli Ordeix, professor de mecatrònica a la mateixa Universitat. Juli va dirigir-los al laboratori d’Automàtica i Robòtica on els va poder fer una breu introducció del que farien aquell dia per després aplicar-la a la pràctica.

Juli, després d’haver-se presentat, va iniciar el taller amb una breu introducció per contextualitzar l’alumnat:

“A la nostra vida quotidiana estem rodejats de productes que han estat elaborats mitjançant un procés industrial. Posem pel cas que per esmorzar prenem un cafè amb llet amb unes magdalenes. Probablement, aquestes magdalenes hagin passat per tot un procés mitjançant unes línies d’automatització, com ara el pesat de la farina i el sucre, dosificació de la llet i els ous, barreja dels productes, temps de cocció…”

Va fer entendre que en general, el procés de fabricació incloïa elements molt diversos com els dosificadors, cintes transportadores, manipuladors, forns, robots, màquines, eines, vehicles guiats, etc. Aquests elements requereixen uns dispositius que permeten la interacció entre ells i el seu entorn, per assolir la seva automatització. Aquests dispositius són, bàsicament controladors (autòmats programables, ordinadors industrials…), actuadors (motors, comptadors, electrovàlvules…) i detectors (de proximitat, fotocèl·lules, finals de carrera…).

Tot seguit, va presentar els elements principals bàsics que hi ha d’haver en un sistema automatitzat, que són els següents:

Així doncs, ja va ser moment d’iniciar la programació, però abans de començar a programar, l’alumnat havia de saber el que havia de fer, és per això que Juli Ordeix va explicar que el taller consistiria en la programació d’autòmats programables (PLC) concretats en un petit procés industrial on van utilitzar uns PLC Siemens Simatic 1200 i diversos actuadors i detectors. Es van posar uns objectius, els quals van ser: Estructuració de la programació d’autòmats programables (Programmable Logic Conrol) mitjançant una metodologia d’estructures i flexible anomenada xarxes de Petri; la traducció de les xarxes de Petri al llenguatge més usat en la programació de PLC, anomenat llenguatge de contactes i per últim veure si el llenguatge de contactes programat era prou bo per fer funcionar una línia de producció.

Un cop amb aquesta informació, va ser hora de començar la línia de producció. L’objectiu de la línia de producció era fer un marcament de dos tipus d’envasos diferents, de metall i de no-metall. Els envasos metàl·lics, un cop marcats havien de continuar rodant per la cinta, en canvi, els no-metàl·lics havien de ser expulsats de la cinta després de ser mercats.

Gràcies a uns detectors que hi havia en el laboratori de la Universitat, es podia detectar si l’envàs era o no era metàl·lic. Amb tot això, disposaven d’un polsador de marxa (PM), un polsador de parada (PP), el cilindre de marcatge a dalt (C1 D1), el cilindre de marcatge quan està a baix (C1 D2), el cilindre espolsador a darrere (C2 D3), el cilindre espolsador a davant (C2 D4), el detector d’envasos (D5), el detector de materials metàl·lic o no-metàl·lics (D6) i el motor de la cinta de producció (M1).

El sistema estarà preparat per iniciar el procés, només si està inicialitzat: cilindre de marcatge a dalt (D1 activat), cilindre expulsor a darrere (D3 activat) i detector d’envasos (D5) sense presència d’envàs. Per tal que funcionés, s’havia de seguir un ordre de manera correcta i amb les indicacions adequades. Abans de començar a programar és necessari saber d’on vens i fins on vols arribar, per això va bé fer un petit redactat per ordenar els conceptes. El resum que varen fer va ser el següent:

Per iniciar la seqüència s’ha de prémer el polsador (PM). En aquest moment es posa en funcionament la cinta. Així, el sistema queda a l’espera de l’arribada d’un envàs. Quan el detector d’envasos (D5) detecta presència d’envàs, el motor de la cinta es para i baixa el cilindre de marcatge fins a la posició baixa (D2 activat). El cilindre es manté 3 segons en la posició de marcatge de peça (D2). Llavors el cilindre retorna a la posició alta (D1 activat). Posteriorment, si l’envàs és de plàstic caldrà que sigui expulsat. Per això, s’activarà el cilindre expulsor (C2) fins a detectar la posició davant (D4 activat) i immediatament després el cilindre retornarà a la posició de darrere (D3 activat). Si, en canvi, l’envàs és metàl·lic, es posarà de nou la cinta en marxa fins que l’envàs ja no sigui a la zona de marcatge. En qualsevol dels dos casos anteriors (apartats 6 i 7), si està actiu l’estat de marxa, començarà de nou un cicle de marcatge. En cas que, en qualsevol moment del procés, s’hagi premut el polsador de parada PP el cicle s’aturarà i restarà a l’espera que es premi de nou el polsador de marxa PM.

Els alumnes de tecnologia cada cop ho veien més clar i estaven impacients per començar a programar, no obstant això, com s’ha dit abans, abans de començar la programació de connectors s’ha de fer un esquema amb les xarxes de petri per facilitat la comprensió. És per això que després de nomenar els diferents objectes i accions van començar amb les xarxes de Petri fins a arribar a un llenguatge de contactes comprensible per a tots.

Després de tanta espera va arribar l’hora de traduir les xarxes de Petri en llenguatge de contactes, van utilitzar una aplicació de Siemens per poder-ho fer. Després de molts mal de caps i errors ho van aconseguir, podent així connectar-ho amb l’autòmat programable i veure si realment funcionaria. A la Universitat de Vic no tenen una línia de producció a escala real com és obvi, però almenys ho van poder provar a petita escala i s’entén perfectament. En aquest vídeo es veu el funcionament de la línia que va assolir tot l’alumnat.

Els objectius que s’havien presentat abans de començar el taller van ser tot completat, per tant, tocava descansar la ment, és per això que va ser quan Juli va ensenyar el braç robòtic que tenien al laboratori, el qual és capaç de girar sobre sis eixos podent així situar-se en qualsevol punt i des de qualsevol punt. Aquest braç robòtic de la robòtica industrial serveix per fer moltes aplicacions que els humans no poden fer, de manera ràpida i segura. Un cop acabada la demostració, va ser hora d’acomiadar-se del taller i tornar a l’institut.

Juli Ordeix demostrat la rotació del robot