5° Elettrotecnica e Automazione B 2012/2013 Progetto: Ponte Girevole Componenti del gruppo: Bartolozzi Ludovico, Caponetti Edoardo, Capriotti Mattia, Ercoli Arnaldo, Fagiani Fabio, Muzi Roberto, Rossi Elia, Simoni Mirko. Insegnanti: Ciferri Giuseppe, Mora Vincenzo. A.T: Silvetti Enzo, Congiusti Rocco.

Foto di gruppo:

Perché si è scelto questo progetto? Dovendo realizzare un progetto che sintetizzi quanto studiato nel corso di elettrotecnica e automazione, ci è sembrato originale rifarci al famoso ponte girevole di Taranto, poiché osservando il suo funzionamento, ci sono notevoli spunti per realizzare automatismi.

Cenni Storici Il maestoso Ponte Girevole è il simbolo di Taranto. Collega l'isola del borgo antico alla città nuova, supera il canale che unisce Mar Grande a Mar Piccolo. Il ponte, dedicato a San Francesco da Paola, ha sostituito nel 1958 una struttura in legno risalente al 1886. Il canale navigabile fu scavato nel 1481 per proteggere la città dagli attacchi dei Turchi. Il ponte girevole viene aperto periodicamente, facendo ruotare le due metà su un lato, per consentire il passaggio a grosse navi militari.

Foto del ponte di Taranto Chiuso…

E aperto, ad esempio per consentire il passaggio di una Nave militare

Studio di fattibilità Dopo una riunione con i membri del gruppo e gli insegnanti, ognuno ha esposto la propria idea e in base ai mezzi scolastici messi a disposizione, abbiamo tirato fuori le varie funzioni che il nostro progetto dovrà eseguire.

Disegno relativo alla “fase di studio” iniziale Alla lavagna…

E su carta…

Come, e quali componenti vengono utilizzati? Componenti utilizzati in uscita. Componenti utilizzati in ingresso. PLC (Controllore Logico Programmabile)

Componenti in Ingresso al PLC Fotocellule Pulsanti

Deviatori Finecorsa

Il PLC Il controllore logico programmabile esegue un programma ed elabora i segnali digitali ed analogici provenienti da sensori e diretti agli attuatori presenti in un impianto industriale. Nel tempo, è entrato anche nell'uso domestico,infatti l'installazione di un PLC nel quadro elettrico di un'abitazione, permette la gestione automatica dei molteplici sistemi e impianti installati nella casa: impianto di riscaldamento, antifurto, irrigazione, LAN, luci, ecc. La caratteristica principale è la sua robustezza estrema; infatti normalmente il PLC è posto in quadri elettrici in ambienti rumorosi, con molte interferenze elettriche, con temperature elevate o con grande umidità. In certi casi il PLC è in funzione 24 ore su 24, per 365 giorni all'anno, su impianti che non possono fermarsi mai.

abbiamo utilizzato un PLC VIPA CPU 313-SC. Nel nostro caso, abbiamo utilizzato un PLC VIPA CPU 313-SC. Caratteristiche principali: N° Ingressi 16 N° Uscite 16 Moduli utilizzati: Modulo d’uscita digitale Modulo d’ingresso digitale

Componenti in uscita al PLC Motori in corrente continua Diodo led

Variabili in ingresso al PLC

Variabili In uscita al PLC

Funzionamento dell’ impianto Si deve realizzare un modello del ponte girevole di Taranto, comandato attraverso il PLC. Nel normale funzionamento del ponte, la circolazione dei mezzi avviene a senso unico alternato, seguendo una determina sequenza sotto riportata: Sequenza semafori A-B Semaforo A Semaforo B Sbarra A Sbarra B Semaforo nave A-B n.1 Verde Rosso Aperta Chiusa Verde spento n.2 Giallo n.3 Verde Spento n.4 * Ogni sequenza deve durare un tempo specifico programmabile dall’operatore.

Quando la nave che sta sopraggiungendo da sud, (perché è stato premuto precedentemente il pulsante di partenza della nave) attraversa la fotocellula Sud deve fermarsi. I semafori, devono diventare gialli, e poi rossi con la relativa chiusura delle sbarre. Una volta fatto ciò si inizia la manovra di apertura del ponte, prima con la parte A e poi B. Intanto la nave riprende la marcia, e una volta toccata la fotocellula Nord, dopo un tempo prestabilito inizia la manovra di chiusura del ponte, prima con la parte B e poi la parte A. Appena il ponte si è chiuso completamente, i semafori e le sbarre riprendono il normale funzionamento. Nel frattempo la nave continua la marcia fino a che non tocca il finecorsa che fa fermare il motore. La partenza della nave deve avvenire da tutte e due le postazioni (Nord o Sud).

Schema a blocchi movimento nave NORD-SUD Interruttore generale ON La nave è ferma nella postazione Nord Semafori che scandiscono il verde, giallo e rosso e relativa chiusura della sbarra con sequenza prestabilita in tutte e due le parti del ponte Pressione del pulsante di movimento della nave da Nord a Sud

La nave è in movimento verso Sud Accensione del semaforo verde che segnala la nave in movimento (semaforo a Nord) La fotocellula Nord interrompe la marcia della nave fermandola I semafori dal normale funzionamento, passano dal giallo al rosso con relativa chiusura di entrambe le sbarre della strada

Appena si è verificata la situazione precedente, si apre la parte A del ponte Si apre anche la parte B La nave riprende la marcia La nave interrompe la fotocellula Sud Si richiude la parte B

Si richiude anche la parte A Dopo 5 secondi nella strada, i semafori e le sbarre riprendono il normale funzionamento La nave si ferma appena arrivata alla “postazione Sud” Si spegne il semaforo verde della nave (semaforo posto a Nord) Interruttore generale OFF

Schema a blocchi movimento nave SUD-NORD Interruttore generale ON La nave è ferma nella postazione Sud Semafori che scandiscono il verde, giallo e rosso e relativa chiusura della sbarra con sequenza prestabilita in tutte e due le parti del ponte Pressione del pulsante di movimento della nave da Sud a Nord

La nave è in movimento verso Nord Accensione del semaforo verde che segnala la nave in movimento (semaforo a Sud) La fotocellula Sud interrompe la marcia della nave fermandola I semafori dal normale funzionamento, passano dal giallo al rosso con relativa chiusura di entrambe le sbarre della strada

Appena si è verificata la situazione precedente, si apre la parte A del ponte Si apre anche la parte B La nave riprende la marcia La nave interrompe la fotocellula Nord Si richiude la parte B

Si richiude anche la parte A Dopo 5 secondi nella strada, i semafori e le sbarre riprendono il normale funzionamento La nave si ferma appena arrivata alla “postazione Nord” Si spegne il semaforo verde della nave (semaforo posto a Sud) Interruttore generale OFF

Al livello pratico: Su una semplice base di legno, si è montata la struttura dove venivano implementati tutti gli automatismi:

A lavoro ultimato:

Inoltre come si può vedere, si è iniziato a montare: Il motore del ponte Le sbarre

A lavoro completo: Le sbarre Il motore del ponte

La nave I semafori

I semafori La nave

Metodo di lavoro utilizzato Diviso il gruppo in due, si è deciso che: una parte, svolgeva le operazioni riguardanti la pratica, eseguendo tutto ciò che si è visto precedentemente. L’altra, lavorando a computer, disegnava gli schemi elettrici e programmava il PLC.

La scelta dei relè per comandare i motori e i semafori. Si è scelto di comandare i motori e i semafori attraverso dei relè, a causa di tensioni differenti. il PLC infatti è alimentato a 24V, i motori e i semafori invece devono essere alimentati a tensioni differenti (15 e 5V). Il PLC comanda per mezzo delle uscite, l’eccitazione della bobina di ciascun relè, alla stessa tensione di 24V, mentre attraverso i contatti del relè si attivano i dispositivi sopra indicati alle tensioni volute. Un altro motivo per cui non si poteva comandare con il plc, è il fatto che, anche limitando la corrente sui semafori e la tensione sui motori, la corrente che circola sul modulo di uscita digitale è superiore a quella massima consentita.

Sotto viene riportata la tabella delle combinazioni: Inoltre per i motori si è fatta la scelta di tre relè, perché dovendo far andare il motore in tutti e due i sensi, normalmente, c’è bisogno di quattro uscite. Ma non avendo a disposizione tutte queste uscite, allora abbiamo utilizzato soltanto due uscite, attraverso questi tre relè. Un relé dava la tensione al motore, facendolo girare in un senso, gli altri due relé comandati da una sola uscita, facevano girare il motore nell’altro senso, (scambiando la polarità) soltanto però se l’altra uscita era attiva, (quella della tensione). Sotto viene riportata la tabella delle combinazioni: Q1 Q2 MOTORE STOP 1 STOP 1 ORARIO 1 1 ANTIORARIO

Schemi Elettrici Input digit:

Output digit:

Il Programma:

Foto Progetto completato

Foto Progetto completato

Foto Progetto completato

Foto Progetto completato

Foto Progetto completato

Foto Progetto completato