Zawód: technik mechatronik
Symbol cyfrowy zawodu: 311[50]
Numer zadania: 2

311[50]-02-132

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 7 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 egzaminacyjne

Na linii technologicznej do produkcji poduszek powietrznych, zastosowano automat do

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

wspó

łpracuj cy z zewn trznym analizatorem jako ci zgrzewu.

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

urz dzenia sterowniczego automatu do zgrzewania poduszek powietrznych.

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

magnetycznych, analizatora jako ci zgrzewu, cewki elektrozaworu, regulatora mocy i przycisku

sterowniczego. 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 sterowanie ruchem g

łowicy zgrzewaj cej automatu w odpowiedzi na

stany przycisku sterowniczego S1.

Prze lij program do sterownika PLC, skontroluj poprawno

ć działania urz dzenia

sterowniczego, w zakresie sterowania ruchem g

łowicy automatu, 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 do zgrzewania poduszek powietrznych.

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 urz dzenia sterowniczego.

3. Podpisane numerem PESEL dwa zrzuty ekranu zawieraj ce:

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

dzia

łanie programu,

Strona 2 z 7

− 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 zgrzewania poduszek powietrznych ............................. 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 automatu do zgrzewania folii, sk

ładaj 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 sterowniczy S1,

− wej cie 2 – przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast

czujnika magnetycznego B1),

− wej cie 3 – przycisk sterowniczy zwierny, NO bez samoczynnego powrotu (zamiast

czujnika magnetycznego B2),

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

wyj cia BK analizatora jako ci zgrzewu A1),

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

wyj cia WH analizatora jako ci zgrzewu A1),

− wyj cie 1 – lampka sygnalizacyjna (zamiast cewki zaworu Y1),

− wyj cie 2 – lampka sygnalizacyjna (zamiast cewki stycznika grzałki K1),

− wyj cie 3 – lampka sygnalizacyjna (zamiast wej cia UP regulatora mocy A2),

− wyj cie 4 – lampka sygnalizacyjna (zamiast wej cia DN regulatora mocy A2).

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 7

Za

ł cznik 1.

Opis dzia

łania automatu do zgrzewania

W mechanizmie sterowniczym automatu do zgrzewania folii (Rys. 1) zastosowano sterownik PLC

wspó

łpracuj cy z:

− przyciskiem sterowniczym S1,

− czujnikami magnetycznymi B1, B2,

− analizatorem jako ci zgrzewu A1,

− lampk sygnalizacyjn PRACA H1,

− zaworem siłownika docisku Y1,

− stycznikiem płyty grzewczej K1,

− regulatorem mocy płyty grzejnej A2.

Rys. 1. Budowa automatu

Ruch g

łowicy automatu inicjowany jest poprzez wci ni cie przycisku S1. Je li głowica

znajduje si w pozycji „BAZA” (górnej - aktywny czujnik B2), wci ni cie przycisku powoduje,

poprzez wysterowanie zaworu Y1 (Rys. 2.), ruch g

łowicy do pozycji „PRACA” (dolnej – aktywny

czujnik B1).

Rys. 2. Schemat uk

ładu pneumatycznego steruj cego ruchem głowicy

Strona 4 z 7

Po osi gni ciu przez g

łowic pozycji „PRACA” zostaje zał czana płyta grzewcza, poprzez

wysterowanie stycznika K1 (Rys. 3.), a lampka sygnalizacyjna H1 zaczyna wieci

ć. Nast puje

proces zgrzewania folii. Po 5 sekundach, p

łyta grzewcza zostaje wył czona, a lampka

sygnalizacyjna H1 zgaszona. W takim stanie, wci ni cie przycisku S1 powoduje ruch g

łowicy do

pozycji „BAZA”. W przypadku gdy lampka sygnalizacyjna wieci si (w

ł czona płyta grzewcza)

i zostanie wci ni ty przycisk S1, p

łyta grzewcza zostaje wył czona, a nast pnie głowica

rozpoczyna ruch do góry.

Wci ni cie przycisku S1, gdy g

łowica przemieszcza si do pozycji „PRACA" lub do pozycji

„BAZA” nie ma wp

ływu na zachowanie automatu.

Rys. 3. Schemat elektryczny pod

ł czenia płyty grzejnej

P

łyta grzewcza zasilana jest za pomoc regulatora mocy A2, który posiada dwa wej cia

cyfrowe UP, DN, reaguj ce na zbocze narastaj ce sygna

łu. Opis sygnałów zamieszczono

w Tabeli 1.

Warto

ć sygnału steruj cego jest zachowana, a do chwili uruchomienia stycznika K1. Po

uruchomieniu stycznika K1 sygna

ły zostaje wyzerowany.

Tabela 1. Wykaz stanów wej ciowych regulatora mocy grza

łki

Lampka sygnalizacyjna H1 PRACA na pulpicie operatora wieci si , gdy zasilane jest wej cie

L1 regulatora mocy.

WEJ

ŚCIE

UP DN

0 0

Zmniejszenie mocy p yty grzejnej o 10% mocy maksymalnej

0

0 Zwi kszenie mocy p yty grzejnej o 10 % mocy maksymalnej

0

0

Moc bez zmian

1

1 Warto niedopuszczalna

FUNKCJA

Strona 5 z 7

Moc grza

łki płyty grzewczej zmienia w zale no ci od stanu na wyj ciu analizatora jako ci

zgrzewu (Rys.4.), przy czym obowi zuj nast puj ce zasady:

− pocz tkowo moc zgrzewania ustawiona jest w regulatorze na 30% warto ci maksymalnej,

− stan n

g

na wyj ciu analizatora jako ci zgrzewu powoduje zmniejszenie mocy p

łyty grzewczej,

a stan n

d

na wyj ciu analizatora powoduje zwi kszenie mocy p

łyty grzewczej,

− je eli analizator w 5-ciu kolejnych cyklach zgrzewania zwrócił stan d

d

, to przed nast pnym

cyklem pracy do regulatora wysy

łany jest sygnał „Zwi kszenie mocy płyty grzejnej”,

− je eli analizator w 5-ciu kolejnych cyklach zgrzewania zwrócił stan d

g

, to przed nast pnym

cyklem pracy do regulatora wysy

łany jest sygnał „Zmniejszenie mocy płyty grzejnej”,

Analizator jako ci zgrzewu A1 pracuje w trybie ci g

łym. Wynik sprawdzenia jako ci, który

wystawiany jest na wyj ciach BK i WH analizatora, sterownik PLC odczytuje w momencie

zako czenia grzania przez p

łyt grzejn . Opis sygnałów przedstawiono w Tabeli 2.

Rys. 4. Analizator jako ci zgrzewu

Tabela 2. Wykaz stanów wyj

ć analizatora jako ci zgrzewu

WYJ

ŚCIE

BK WH

0

0

Zgrzew niedopuszczalny (niedogrzany – n

d

)

0

1

Zgrzew akceptowalny w dolnej tolerancji czasu grzania - d

d

1

0

Zgrzew akceptowalny w górnej tolerancji czasu grzania - d

g

1

1

Zgrzew niedopuszczalny (przegrzany - n

g

)

WYNIK POMIARU

Strona 6 z 7

Tabela 3. Wykaz elementów mechanizmu sterowniczego

L.p.

Nazwa

Oznaczenie (symbol)

Wybrane parametry katalogowe

1.

Sterownik PLC

PLC

Napi cie zasilania: 24 V DC
Modu wej ciowy: minimum 5 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

„G

ŁOWICA”

S1

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.

3.

Czujnik

magnetyczny

B1, B2

Detekcja po o enia g owicy zgrzewaj cej.
Wyj cia cyfrowe typu PNP, styk NO.
Zakres napi cia roboczego:
10 … 30 VDC

4.

Analizator jako ci

zgrzewu

A1 (BK, WH)

Analizator jako ci zgrzewu.
Wyj cia cyfrowe typu PNP, styk NO.
Zakres napi cia roboczego: 10 … 30 VDC
Konfiguracj wyj cyfrowych opisuje Tabela 2.

5.

Cewka stycznika

grza ki

K1

Min. czas startu 10 ms
Czas pracy ci g ej 100%
Wspó czynnik mocy cos 0.7
Charakterystyka cewki 24V DC: 4,5 W
42 V AC: 50/60 Hz, moc prze czana: 9 VA, moc
podtrzymania: 7 VA
Dopuszczalne wahania napi cia +/- 10 %
Stopie ochrony IP65

6.

Regulator mocy

grza ki

A2 (UP, DN)

Wysterowanie mocy grzania.
Konfiguracj wej cyfrowych opisuje Tabela 1.

7.

Cewka zaworu

sterowanego

elektromagnesem

Y1

Zawór rozdzielaj cy 5/2 bistabilny. Cewki elektrozaworu
sterowane napi ciem 24 V DC

Strona 7 z 7