Tutustuminen tuotantolinjastoon Hands-on harjoitus 1 1 Tehtävät 2 Tuotantolinjasto yleisesti 2.1 Asemien käsitteleminen (Kuva 1) 2.2 Tuotantolinjaston toiminta 3 Jakeluaseman kuvaus 4 Testausaseman kuvaus 5 Esitehtävät 6 Palautettavat tehtävät 6.1 Tehtävä 1 6.2 Tehtävä 2 1 Tehtävät (yht. 10p) Harjoituksen tarkoitus on tehdä tuotantolinjaston valvonta ja ohjaus tutuksi. Samalla oppilaat pääsevät tutustumaan jakeluaseman ja testausaseman toimintaan. Esitehtäväksi lue tämä dokumentti ja valmistaudu vastaamaan esitehtävän kysymyksiin. (2p) Hands on harjoituksen ensimmäisessä osassa pääset hätäpysäyttämään ja alustamaan tuotantolinjaston testausaseman. Tutki miten kukin asema alustaa itsensä pysäytyksen jälkeen ja valmistaudu vastaamaan palautettaviin kysymyksiin. Harjoituksen toisessa osassa oppilaiden tulee siirtää testikappale jakeluaseman säilöntälippaasta testausaseman läpi operointiasemalle. Siirto suoritetaan manuaalisesti käyttämällä pneumaattisia kytkimiä. Kappaleen paikan pitää osata tunnistaa siirron kussakin vaiheessa asemassa olevien antureiden avulla. Palautettavat tehtävät ovat tämän dokumentin lopussa. (8p)
2 Tuotantolinjasto yleisesti 2.1 Asemien käsitteleminen (Kuva 1) Asema sammuu, kun painetaan stop nappia. Jos hätäseis nappia painetaan, kyseisestä asemasta (ei kuitenkaan sitä ohjaavasta PLC laitteesta) sammuu myös virta. Asema käynnistetään hätäpysäytyksen jälkeen vetämällä hätäseispainike takaisin yläasentoon. Tämän jälkeen pitää vielä painaa quit nappia, jotta laitteistoon palaa sähkövirta. Nyt asema voidaan alustaa painamalla reset nappia. Kun asema on siirtynyt aloitusasentoon, start napin valo syttyy. Aseman voi nyt käynnistää Start nappia painamalla. Kuva 1: Linjaston pysäyttäminen ja alustaminen. Linjaston hätäpysäyttäminen ja alustaminen. 2.2 Tuotantolinjaston toiminta Kyseinen tuotantolinjasto koostuu neljästä asemasta: jakeluasema, testausasema, operointiasema ja säilytysasema. Jakeluaseman tehtävänä on tuoda raaka ainetta sopivassa erässä säiliöstä ja siirtää se eteenpäin seuraavalle tuotantolinjaston asemalle. Kyseisessä tuotantolinjastossa raaka aineena toimii kiekot, joita säilytetään lippaassa. Kiekkoja on kolmenlaisia: mustia, metallisia ja punaisia. Asema syöttää kiekot yksitellen testausasemalle.
Testausasemalla erotellaan toisistaan jakeluasemasta tulleet kappaleet. Kappaleiden erottelu suoritetaan neljän anturin avulla. Kapasitiivinen anturi tunnustaa, kun jokin kappale on paikalla. Tämän jälkeen mustat kappaleet erotetaan muista optisella sensorilla ja metalliset induktiivisella sensorilla. Mustat kappaleet työnnetään pois linjastosta. Punaisten ja mustien kappaleiden korkeus mitataan erillisellä mekaanisella anturilla. Tämän jälkeen kappaleet siirretään operointiasemalle. Operointiasemassa kappaleet asetellaan poran alle, minkä jälkeen niihin porataan reikä. Tämän jälkeen kappaleet siirtyvät testauslaitteen alle. Laite tarkistaa poratun reiän. Lopuksi kappaleet siirtyvät aseman päätyyn odottamaan nostoa. Säilytysasema poimii valmiit kappaleet linjaston operointiasemalta ja siirtää ne valmistuneiden kappaleiden joukkoon. 3 Jakeluaseman kuvaus Jakeluasema (Kuva 1) koostuu seuraavista komponenteista: 2 toimilaitemoduulia (kuvat 2 ja 3), niihin liittyvät sensorit ja toimilaitteita ohjaavat pneumaattiset kytkimet (Kuva 4). Tutustu alla oleviin kuviin.
Kuva 1: Jakeluasema
Kuva 2: Jakeluaseman lipasmoduuli. Induktiiviset anturit tunnistaa työntökäden kaksi ääriasentoa. Optinen läpäisysensori kertoo onko lippaassa kiekkoja. Kuva 3: Jakeluaseman tarttujamoduuli. Anturit tunnistaa tarttujan kaksi ääriasentoa. Imurin sisällä on lisäksi mekaaninen anturi, joka tunnistaa alipaineen.
Kuva 4: Jakeluaseman I/O räkki. Kuvasta näkyy, miten aseman anturit on kytketty. (Ind. = induktiivinen anturi, mek. = mekaaninen anturi, opt. läp. = optinen läpäisyanturi)
Kuva 5: Jakeluaseman toimilaitteiden manuaaliset kytkimet
4 Testausaseman kuvaus Testausasema (Kuva 6) tunnistaa ja erottaa kiekot toisistaan kolmella anturilla. Kapasitiivinen anturi havaitsee kaikki kappaleet, optinen havaitsee punaiset ja metalliset kappaleet ja induktiivinen havaitsee vain metalliset kappaleet. Esimerkiksi jos musta kappale on hissitasolla, sen havaitsee vain kapasitiivinen anturi ja näin ollen testausasema osaa työntää kappaleen pois linjastosta. Ylös nostetut punaiset ja metalliset kappaleet tarkistetaan vielä korkeusanturin avulla. Tämä anturi on koko tuotantolinjaston ainoa analoginen anturi. Erillinen toimilaite laskee anturin mitattavan kappaleen päälle. Testausaseman tilaa havannoidaan kolmella induktiivisella anturilla. Kaksi anturia tutkii onko hissitaso ylhäällä vai alhaalla ja viimeinen anturi havaitsee kun analoginen korkeusmittari on alhaalla mittausasennossa. Testatut punaiset ja mustat kappaleet työnnetään ramppia pitkin operointiasemalle. Jos operointiasema ei ole valmis ottamaan lisää kappaleita vastaan, rampin päädyssä oleva portti pysäyttää kappaleet.
Kuva 6: Testausaseman anturit ja toimilaitteet. Tilaa ilmaisevat anturit (oranssit) ovat induktiivisia. Mittaajassa on analoginen korkeutta mittaava anturi.
Kuva 7: Testausaseman I/O räkki. Kuvasta näkyy, miten aseman anturit on kytketty. Korkeusanturi I7 on tuotantolinjaston ainoa analoginen anturi. Antureita I0 I2 käytetään kappaleen tunnistamiseen. Anturit I3 I6 ovat induktiivisia antureita, jotka kertovat laitteiston tilan. (Ind. = induktiivinen anturi, kap. = kapasitiivinen anturi, opt. = optinen anturi.)
Kuva 8: Testausaseman toimilaitteiden manuaaliset kytkimet 5 Esitehtävät Kerro assistentille hands on harjoituksen alussa miten testausasema hätäpysäytetään ja käynnistetään hätäpysäytyksen jälkeen. Näytä myös mitä antureita ja toimilaitteita testausasemalla on.
6 Palautettavat tehtävät (yht. 8p) Tehtävät palautetaan kirjallisesti kurssin MyCourses sivulle. Sallitut dokumenttiformaatit ovat pdf, docx, doc, odt, jpg, png, txt. Muistakaa laittaa dokumenttiin kaikkien ryhmän jäsenten nimet ja opiskelijanumerot. Dokumentti pitää palauttaa vain kerran, eli riittää että yksi ryhmän jäsen tekee palautuksen. 6.1 Tehtävä 1 Vastaa lyhyesti (1 2 lausetta) seuraaviin kysymyksiin. 1. Mitä tapahtuu testausasemalla, kun pysäytyksen jälkeen painetaan reset nappia? (1p) 2. Mitä varten linjasto alustetaan ennen kuin se käynnistetään hätäpysäytyksen jälkeen? (1p) 6.2 Tehtävä 2 Muodosta testausaseman toiminnasta tilakaavio. Tilakaaviossa ohjelman toiminta jaetaan tiloihin, jossa kussakin suoritetaan jotain toimenpidettä (esimerkiksi siirretään hissitasoa ylös). Järjestelmä voi olla kerralla vain yhdessä tilassa. Tilasta toiseen siirrytään, kun tietty ehto on täytetty (esim. hissi on yläasennossa). Tilakaaviossa näitä ehtoja merkitään tyypillisesti nuolella. Kun ehto toteutuu, voidaan siirtyä nuolen osoittamassa suunnassa nykyisestä tilasta seuraavaan. Alla on esimerkki jakeluaseman tilakaaviosta (Kuva 9). Tilakaaviossa on käytetty erityistä keskeytettävää aluetta, joka keskeyttää kaiken sen sisällä tapahtuvan toiminnon kun keskeytettävä ehto täyttyy (merkitään erityisellä nuolella). Esimerkin tilakaavio on tehty ilmaisella draw.io nettiohjelmalla. Vastaukseksi kelpaa myös kuva käsin tehdystä kaaviosta tai muulla ohjelmalla tehty tilakaavio. (6p)
Kuva 9: Esimerkki jakeluaseman tilakaaviosta