Zawód: technik mechatronik
Symbol cyfrowy zawodu: 311[50]
Numer zadania: 5

311[50]-05-132

Czas trwania egzaminu: 240 minut

ARKUSZ EGZAMINACYJNY

ETAP PRAKTYCZNY

EGZAMINU POTWIERDZAJ

=CEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE

CZERWIEC 2013

Informacje dla zdaj

>cego:

1. Materia

Žy egzaminacyjne obejmuj>: ARKUSZ EGZAMINACYJNY z treWci> zadania

i dokumentacj

>, zeszyt ze stron> tytuŽow> KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ oraz KARTB

OCENY.

2. Sprawd

a, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Sprawda, czy materiaŽy egzaminacyjne

s

> czytelne i nie zawieraj> bŽCdnie wydrukowanych stron. Ewentualny brak stron lub inne

usterki w materia

Žach egzaminacyjnych zgŽoW przewodnicz>cemu zespoŽu nadzoruj>cego

etap praktyczny.

3. Na KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ:

/ wpisz

swoj

> datC urodzenia,

/ wpisz swój numer PESEL*.

4. Na KARCIE OCENY:

/ wpisz

swoj

> datC urodzenia,

/ wpisz swój numer PESEL*,
/ wpisz symbol cyfrowy zawodu,
/ zamaluj

kratk

C z numerem odpowiadaj>cym numerowi zadania,

/ przyklej

naklejk

C ze swoim numerem PESEL w oznaczonym miejscu na karcie.

5. Zapoznaj si

C z treWci> zadania egzaminacyjnego, dokumentacj> zaŽ>czon> do zadania,

stanowiskiem egzaminacyjnym i jego wyposa

ceniem. Masz na to 20 minut. Czas ten nie jest

wliczany do czasu trwania egzaminu.

6. Po up

Žywie tego czasu przyst>p do rozwi>zywania zadania. Rozwi>zanie obejmuje

opracowanie projektu realizacji prac okre

Wlonych w treWci zadania, wykonanie prac

zwi

>zanych z opracowywanym projektem i sporz>dzenie dokumentacji z ich wykonania.

7. Zadanie rozwi

>zuj tylko w zeszycie KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ od razu na czysto,

nie otrzymasz dodatkowych kartek. Notatki, pomocnicze obliczenia itp., je

celi nie nalec>

do pracy, obwied

a lini> i oznacz sŽowem BRUDNOPIS. Zapisy oznaczone BRUDNOPIS

nie b

Cd> oceniane.

8. Po rozwi

>zaniu zadania ponumeruj strony pracy egzaminacyjnej. Numerowanie rozpocznij

od strony, na której jest miejsce do zapisania tytu

Žu pracy. Wszystkie materiaŽy, które

za

Ž>czasz do pracy, opisz swoim numerem PESEL* w prawym górnym rogu.

9. Na stronie tytu

Žowej zeszytu KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ, wpisz liczbC stron swojej

pracy i liczb

C sztuk zaŽ>czonych materiaŽów.

10. Zeszyt KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ i KART

B OCENY przekac zespoŽowi

nadzoruj

>cemu etap praktyczny.

Powodzenia!

Arkusz zawiera informacje

prawnie chronione do

momentu rozpocz

Ccia

egzaminu

* w przypadku braku numeru PESEL - seria i numer paszportu lub innego dokumentu potwierdzaj

>cego tocsamoW5.

Zadanie praktyczne

Na linii technologicznej zastosowano automat do ci cia blachy pracuj cy w uk

ładzie

nad

nym. Automat wyposa ono w urz dzenie sterownicze wykorzystuj ce sterownik PLC,

wspó

łpracuj cy z zewn trznym analizatorem jako ci wykonanego ci cia.

Opracuj projekt realizacji prac zwi zanych z monta em, oprogramowaniem i uruchomieniem

urz dzenia sterowniczego automatu.

Na podstawie opisu dzia

łania automatu, wykazu elementów (Zał cznik 1.) oraz modelu

urz dzenia sterowniczego zamontowanego na stanowisku egzaminacyjnym, narysuj schemat

po

ł cze ze sterownikiem PLC elementów rzeczywistego urz dzenia sterowniczego tj. czujników

indukcyjnych, analizatora ci cia, przetwornicy cz stotliwo ci, nap du pi

ły automatu i przycisków

sterowniczych. W KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ uzupe

łnij list przyporz dkowania.

Sporz d , w formie diagramu stanów lub schematu blokowego, algorytm dzia

łania urz dzenia

sterowniczego automatu zgodnie z opisem (Za

ł cznik 1.).

Napisz program sterowniczy w j zyku LAD (schemat drabinkowy) lub FBD (schemat bloków

funkcyjnych), zapewniaj cy prac urz dzenia sterowniczego przy za

ło eniu stałej pr dko ć

przesuwu blachy (analizator An1 oraz wej cia UP i DN przetwornicy cz stotliwo ci Fal1 nie s

obs

ługiwane).

Prze lij program do sterownika PLC, skontroluj poprawno

ć działania urz dzenia

sterowniczego, wykonuj c próbne uruchomienie modelu zamontowanego na stanowisku

egzaminacyjnym. Wprowad ewentualne poprawki do programu i algorytmu.

Sporz d dokumentacj z wykonanych prac.

Projekt realizacji prac powinien zawiera

ć:

1. Tytu

ł pracy egzaminacyjnej zgodny z tre ci zadania.

2. Za

ło enia do projektu realizacji prac zawieraj ce wykaz sygnałów wej ciowych

i wyj ciowych dla ka dego elementu urz dzenia sterowniczego pod

ł czonego do

sterownika PLC.

3. Wykaz dzia

ła zwi zanych z monta em, oprogramowaniem i uruchomieniem urz dzenia

sterowniczego automatu.

4. Wykaz elementów, narz dzi i sprz tu kontrolno-pomiarowego, potrzebnych do monta u

i oprogramowania urz dzenia sterowniczego.

5. Algorytm dzia

łania urz dzenia sterowniczego w formie diagramu stanów lub schematu

blokowego.

Dokumentacja z wykonania prac powinna zawiera

ć:

1. Uzupe

łnion list przyporz dkowania oraz schemat poł cze elementów wej ciowych

i wyj ciowych ze sterownikiem PLC.

2. Wnioski dotycz ce poprawno ci dzia

łania programu sterowniczego urz dzenia.

3. Podpisane numerem PESEL dwa zrzuty ekranu zawieraj ce:

Strona 2 z 8

− program załadowany do pami ci sterownika wraz z komentarzami wyja niaj cymi

dzia

łanie programu,

− widoczn konfiguracj zastosowanych bloków funkcjonalnych.

UWAGA:
Zrzuty z ekranu umie

ć w dokumencie edytora tekstu (format A4 o orientacji pionowej), plik

dokumentu zapisz na pulpicie w folderze, którego nazw jest twój numer PESEL, folder skopiuj

do pami ci USB i popro przewodnicz cego zespo

łu nadzoruj cego etap praktyczny

o wydrukowanie pliku.

Do wykonania zadania wykorzystaj:

Opis dzia

łania automatu do ci cia blachy ................................................................. Za

ł cznik 1.

oraz

zamieszczon w KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ List przyporz dkowania.

Do wykonania zadania przygotowano stanowisko wyposa one w:

1. Komputer z oprogramowaniem po

ł czony ze sterownikiem PLC.

2. Model urz dzenia sterowniczego pi

ły, składaj cy si z płyty z zamontowanymi i sprawnymi

elementami pod

ł czonymi do wej ć i wyj ć sterownika PLC, tj.:

− wej cie 1 – przycisk S1,

− wej cie 2 – przycisk S2,

− wej cie 3 – przycisk sterowniczy zwierny, NO o samoczynnym powrocie (zamiast

czujnika indukcyjnego F1),

− wej cie 4 – przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast

czujnika indukcyjnego F2),

− wej cie 5 – przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast

wej cia RM czujnika indukcyjnego An1),

− wej cie 6 – przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast

wej cia RL czujnika indukcyjnego An1),

− wyj cie 1 – lampka sygnalizacyjna (zamiast wej cia FWD przetwornicy cz stotliwo ci Fal1),

− wyj cie 2 – lampka sygnalizacyjna (zamiast wej cia UP przetwornicy cz stotliwo ci Fal1),

− wyj cie 3 – lampka sygnalizacyjna (zamiast wej cia DN przetwornicy cz stotliwo ci Fal1),

− wyj cie 4 – lampka sygnalizacyjna (zamiast wej cia RUN nap du piły Fal2).

3. Dokumentacj stanowiskow , zawieraj c informacje o elementach zastosowanych

w modelu urz dzenia sterowniczego.

Czas przeznaczony na wykonanie zadania wynosi 240 minut.

Strona 3 z 8

Za

ł cznik 1.

Opis dzia

łania automatu do ci cia blachy

W urz dzeniu sterowniczym automatu zastosowano sterownik PLC wspó

łpracuj cy z:

− przyciskami sterowniczymi S1, S2,

− czujnikami indukcyjnymi F1, F2,

− analizatorem jako ci ci cia An1,

− nap dem liniowym piły Fal2,

− przetwornic cz stotliwo ci steruj c nap dem podaj cym blach Fal1.

Rys. 1. Budowa automatu do ci cia blachy

Po w

ł czeniu zasilania, urz dzenie sterownicze znajduje si w stanie ZATRZYMANIE. Nap d

podawania blachy oraz pi

ła s zatrzymane, przy czym piła znajduje si w pozycji spoczynkowej -

bazowej (aktywny czujnik F2).

Po wci ni ciu przycisku START urz dzenie sterownicze przechodzi do stanu PRACA. Nast puje

uaktywnienie zespo

łu podawania blachy, poprzez odpowiednie wysterowanie wej cia FWD

przetwornicy cz stotliwo ci Fal1 (Rys. 2.).

Uwaga:
po ka dym przywróceniu zasilania, przetwornica ustawiona jest na 50% maksymalnej pr dko ci.

Strona 4 z 8

Rys. 2. Przetwornica cz stotliwo ci silnika M1

W chwili, gdy blacha zostanie wykryta przez czujnik F1 (na wyj ciu F1 pojawia si stan wysoki),

uruchamiany jest proces ci cia poprzez wysterowanie wej cia RUN nap du pi

ły Fal2 (Rys. 3.).

Rys. 3. Sterownik pi

ły

Sygna

ł RUN jest deaktywowany w momencie opuszczenia przez pił pozycji bazowej (czujnik

F2 nie wykrywa obecno ci pi

ły). Po wykonaniu ci cia piła automatycznie wraca do pozycji

bazowej. Podczas powrotu pi

ła jest uniesiona, proces ci cia nie zachodzi (Rys. 4.).

Rys. 4. Sposób ci cia blachy przez pi

ł

Gdy pi

ła osi gnie pozycj bazow (aktywny czujnik F2), odczytywany jest wynik analizy ci cia z

wyj

ć analizatora An1.

Strona 5 z 8

W zale no ci od stosunku pr dko ci ruchu pi

ły do pr dko ci przesuwu blachy, analizator ci cia

zwraca dane zamieszczone w Tabeli 1.

Tabela 1. Wykaz stanów wyj ciowych analizatora ci cia

a) k t prosty – ci cie prawid

łowe

b) k t ci cia mniejszy od k ta prostego

c) k t ci cia wi kszy od k ta prostego

Rys. 5. Przypadki wykonania ci cia blachy

Urz dzenie sterownicze automatu do ci cia blachy zmienia pr dko

ć przesuwu blachy

krokowo co 5% warto ci maksymalnej, w zale no ci od stanu na wyj ciu analizatora An1, przy

czym obowi zuj nast puj ce zasady:

− pocz tkowo przyjmuje si , e pr dko ć nie była zmieniana,

− je eli w ostatnim kroku pr dko ć przesuwu blachy nie była zmieniana, to stan „K t ci cia

wi kszy od k ta prostego” powoduje zmniejszenie pr dko ci, a stan „K t ci cia mniejszy od

k ta prostego” powoduje zwi kszenie pr dko ci,

− je eli w ostatnim kroku pr dko ć przesuwu blachy była zwi kszana, to stan „K t ci cia

mniejszy od k ta prostego” nie zmienia pr dko ci, a stan „K t ci cia wi kszy od k ta

prostego” powoduje jej zmniejszenie,

− je eli w ostatnim kroku pr dko ć przesuwu blachy była zmniejszana, to stan „K t ci cia

wi kszy od k ta prostego” nie zmienia pr dko ci, a stan „K t ci cia mniejszy od k ta

prostego” powoduje jej zwi kszenie,

− stan „K t ci cia poprawny” powoduje, e pr dko ć nie jest zmieniana.

Zmiana pr dko ci nast puje poprzez podanie na wej cia przetwornicy cz stotliwo ci

sygna

łów zgodnych z Tabel 2. Wej cie przetwornicy UP i DN reaguje na zbocze sygnału.

Tabela 2. Wykaz stanów wej

ć przetwornicy cz stotliwo ci silnika M1

Je li operator w dowolnej chwili pracy automatu wci nie przycisk STOP, urz dzenie sterownicze

doko czy proces ci cia (aktywny czujnika F2) i przejdzie do stanu ZATRZYMANIE.

Uwaga:
urz dzenia Fal1, Fal2 pod

ł czone s do sterownika PLC poprzez przeka niki sprz gaj ce.

WYJ

ŚCIE

RM RL

0

0 K t ci cia poprawny

0

1 K t ci cia mniejszy od k ta prostego

1

0 K t prosty wi kszy od k ta prostego

WYNIK POMIARU

WEJ

ŚCIE

FUNKCJA

UP

DN

FWD

0 0

1

x

Zmniejszenie pr dko ci podawania blachy

0

1

0

x

Zwi kszenie pr dko ci podawania blachy

0

0

x Pr dko bez zmian

1

1

x Warto niedopuszczalna – nie u ywa !

x

x

1

Uruchomienie silnika M1

Strona 6 z 8

Tabela 3. Wykaz elementów urz dzenia sterowniczego

L.p. Nazwa

Oznaczenie (symbol)

Wybrane parametry katalogowe

1.

Sterownik PLC

PLC

Napi cie zasilania: 24 V DC
Modu wej ciowy: minimum 6 wej 24 V DC
Modu wyj ciowy: minimum 4 wyj cia 24 V DC
Monta : szyna TH 35 lub inny sposób mocowania do
p yty
Programator: komputer klasy PC
J zyk programowania: LAD lub FBD

2.

Przycisk

S1, S2

Przycisk zwierny NO o samoczynnym powrocie
(monostabilny),
U

n

<= 230 V, I

n

= 1,5 A

Monta : szyna TH 35 lub inny sposób mocowania do
p yty.
S1 – przycisk „START”
S2 – przycisk „STOP”

3.

Czujnik indukcyjny

F1, F2

Wyj cia cyfrowe typu PNP, styk NO.
Zakres napi cia roboczego: 10 … 30 VDC

4.

Analizator jako ci
ci cia

An1 (RM, RL)

Analizator ci cia.
Wyj cia cyfrowe typu PNP, styk NO.
Zakres napi cia roboczego: 10 … 30 VDC
Konfiguracj wyj cyfrowych opisuje Tabela 1

5.

Przetwornica
cz stotliwo ci

Fal1 (FWD, UP, DN)

Wysterowanie wej przetwornicy cz stotliwo ciowej
odbywa si na skutek podania sygna u SPL do wej
FWD, UP, DN
Konfiguracj wej cyfrowych opisano w Tabeli 2.

Strona 7 z 8

L.p. Nazwa

Oznaczenie (symbol)

Wybrane parametry katalogowe

6. Nap d pi y

Fal2 (RUN)

Uruchomienie nap du pi y poprzez podanie sygna u
COM na wej cie RUN.
Pi a dokonuje ci cia, a nast pnie wraca do pozycji
bazowej.

Strona 8 z 8