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UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
SEDE QUITO
FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS
CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Tesis previa a la obtención del título de:
INGENIERO ELÉCTRICO EN CONTROL INDUSTRIAL
TEMA:
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA SCADA PARA EL
MÓDULO “BANDA TRANSPORTADORA” DEL LABORATORIO DE
NEUMÁTICA EN LA U.P.S. QUITO
AUTOR:
CHRISTIAN HOMERO ROBALINO BONIFAZ
DIRECTOR:
ING. ESTEBAN INGA ORTEGA
QUITO, JUNIO DE 2007
II
DECLARATORIA DE AUTORÍA
Yo, Christian Homero Robalino Bonifaz autorizo a la Universidad Politécnica Salesiana la
publicación total o parcial de este trabajo de grado y su reproducción sin fines de lucro.
Además declaro que los conceptos y análisis desarrollados y las conclusiones del presente
trabajo son de exclusiva responsabilidad del autor.
Quito, Junio del 2007
______________________________
Christian Homero Robalino Bonifaz
CC: 1715118590
AUTOR
III
CERTIFICA
Haber dirigido y revisado prolijamente cada uno de los capítulos técnicos y
financieros del informe de la monografía, así como el funcionamiento del “Diseño e
implementación de un sistema SCADA para el módulo banda transportadora del
laboratorio de neumática en la U.P.S. Quito” realizada por el Sr. Christian Homero
Robalino Bonifaz, previa a la obtención del título de Ingeniero Eléctrico en la
Carrera de Ingeniería Eléctrica.
Por cumplir los requisitos autoriza su presentación.
Quito, Junio del 2007
______________________________
Ing. Esteban Mauricio Inga Ortega
DIRECTOR
IV
DEDICATORIA
Dedico la presente tesis a Dios y a
mis amados padres por su apoyo y
cariño incondicional
V
AGRADECIMIENTO
Mi sincero agradecimiento a mis maestros,
quienes han compartido sus conocimientos y
experiencias, a mi tutor por su guía, consejos y
apoyo durante el desarrollo de esta tesis y a todas
las personas que colaboraron desinteresadamente
en la realización de este trabajo.
VI
INDICE GENERAL DECLARATORIA DE AUTORÍA: ........................................................................ II
CERTIFICA: .......................................................................................................... III
DEDICATORIA ........................................................................................................ IV AGRADECIMIENTO ................................................................................................. V INDICE GENERAL .................................................................................................. VI
ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................... X
ÍNDICE DE TABLAS. ........................................................................................ XIII
RESUMEN ............................................................................................................... XV
CAPITULO I ............................................................................................................... 1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1
1.1 AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS ........................................................... 1
1.1.1 OBJETIVOS DE LA AUTOMATIZACIÓN ................................................. 3
1.1.2 GRADOS DE AUTOMATIZACIÓN ............................................................ 7
1.1.3 PRINCIPIOS DE LOS SISTEMAS AUTOMATIZADOS ............................ 8
1.1.4 AVANCES TECNOLÓGICOS EN SISTEMAS AUTOMATIZADOS ...... 10
1.1.5 LA AUTOMATIZACIÓN Y LA SOCIEDAD ............................................ 12
1.2 INTERFAZ ...................................................................................................... 13
1.3 SISTEMAS SCADA ........................................................................................ 15
1.3.1 PRESTACIONES DE UN SCADA ............................................................. 16
1.3.2 RAZONES PARA IMPLEMENTAR UN SISTEMA SCADA ................... 17
1.3.3 MÓDULOS DE UN SCADA. ...................................................................... 18
1.3.4 FLUJO DE INFORMACIÓN EN UN SCADA. .......................................... 20
1.3.5 REQUISITOS DE UN SCADA: ................................................................. 22
CAPITULO II ............................................................................................................ 24 DESCRIPCIÓN DEL MÓDULO “BANDA TRANSPORTADORA” ................. 24
2.1 CARACTERÍSTICAS ..................................................................................... 24
2.2 DESCRIPCIÓN GENERAL ............................................................................ 25
2.2.1 PIEZAS DE TRABAJO ................................................................................ 27
2.2.2 TOPES ELECTROMECÁNICOS ................................................................ 27
2.2.3 BARRERAS ELECTROMECÁNICAS ....................................................... 28
VII
2.2.4 TRANSFERENCIAS .................................................................................... 29
2.2.5 ESTACIÓN DE ESTAMPADO ................................................................... 29
2.2.6 ESTACIÓN DE TALADRADO .................................................................. 30
2.2.7 PANEL DE OPERACIÓN ........................................................................... 31
2.2.8 PANEL DE INTERCONEXIÓN .................................................................. 31
2.3 COMPONENTES ELÉCTRICOS ................................................................... 32
2.3.1 SENSORES FOTOELÉCTRICOS ............................................................... 32
2.3.1.1 SENSORES FOTOELÉCTRICOS POLARIZADOS
RETRORREFLECTIVOS ..................................................................................... 34
2.3.1.2 SENSORES FOTOELÉCTRICOS DIFUSOS NORMALES ................... 34
2.3.2 SENSORES CAPACITIVOS DE PROXIMIDAD ...................................... 35
2.3.3 SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS ........................................ 36
2.3.4 ELECTROIMANES ..................................................................................... 36
2.3.5 LCD .............................................................................................................. 37
2.4 COMPONENTES NEUMÁTICOS ................................................................. 40
2.4.1 CILINDROS DE DOBLE ACCIÓN ............................................................ 40
2.4.2 VÁLVULA DE CONTROL DE FLUJO ...................................................... 41
2.4.3 VÁLVULA DE CONTROL 5/2 ................................................................... 42
2.4.4 ELECTROVÁLVULAS (VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS) ........ 43
2.5 PARTE MECÁNICA ...................................................................................... 43
CAPITULO III ........................................................................................................... 44
SISTEMA SCADA PARA EL MÓDULO BANDA TRANSPORTADORA ..... 44
INTRODUCCION: ................................................................................................ 44
3.1 INTOUCH ....................................................................................................... 44
3.1.1 WINDOWMAKER ...................................................................................... 45
3.1.2 WINDOWVIEWER ..................................................................................... 45
3.1.3 CARACTERÍSTICAS DE INTOUCH ......................................................... 46
3.1.4 REQUISITOS DEL SISTEMA .................................................................... 46
3.2 COMUNICACIÓN PLC-INTOUCH .............................................................. 47
3.2.1 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN ..................................................... 47
3.2.2 CONFIGURACIÓN DEL I/O SERVER S7200PPI ..................................... 49
3.2.3 COMUNICACIÓN INTOUCH – PLC ......................................................... 51
3.3 SIMULACIÓN DE MÓDULO “BANDA TRANSPORTADORA” .............. 52
3.3.1 PANTALLA “PRESENTACIÓN” ............................................................... 52
3.3.2 PANTALLA “SEGURIDAD” ...................................................................... 53
3.3.3 PANTALLA “MENÚ” ................................................................................. 55
VIII
3.3.4 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “BANDA
TRANSPORTADORA” ........................................................................................ 56
3.3.6 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “ESTAMPADO FRONTAL” ... 60
3.3.7 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “ERROR EN ESTAMPADO” . 61
3.3.8 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “TALADRADO FRONTAL” . 62
3.3.9 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “ERROR EN TALADRADO” 63
3.4 CONFIGURACIÓN DE ALARMAS ............................................................. 64
3.5 CAPAS OSI ..................................................................................................... 67
3.6 CAPAS OSI EN EL SISTEMA SCADA ........................................................ 71
CAPITULO IV .......................................................................................................... 72 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) ....................................... 72
4.1 GENERALIDADES DEL PLC ....................................................................... 72
4.1.1 CAMPOS DE APLICACIÓN ...................................................................... 72
4.1.2 VENTAJAS DEL PLC ................................................................................. 72
4.2 PLC SIEMENS SIMATIC S7200 CPU 224 .................................................... 73
4.2.1 CPU S7-200 .................................................................................................. 74
4.2.2 MÓDULOS DE AMPLIACIÓN .................................................................. 75
4.2.3 LÓGICA DE CONTROL ............................................................................. 77
4.2.4 MODO DE OPERACIÓN DE LA CPU ....................................................... 78
4.3 COMUNICACIÓN PLC – PC ......................................................................... 81
4.3.1 CABLE DE COMUNICACIÓN PC/PPI ...................................................... 81
4.4 STEP 7 – Micro WIN/32 VERSION 3.2 ......................................................... 84
4.5 EDITORES DE PROGRAMA ........................................................................ 88
4.5.1 Editor KOP (Esquema de contactos) ............................................................ 88
4.5.2 EDITOR FUP (DIAGRAMA DE FUNCIONES) ........................................ 89
4.5.3 EDITOR AWL (LISTA DE INSTRUCCIONES) ........................................ 89
CAPÍTULO V ............................................................................................................ 91 REPORTES ........................................................................................................... 91
5.1 BASES DE DATOS ........................................................................................ 91
5.2 TIPOS DE BASES DE DATOS ...................................................................... 92
5.2.1 BASES DE DATOS ESTÁTICAS ............................................................... 92
5.2.2 BASES DE DATOS DINÁMICAS .............................................................. 93
5.2.3 BASES DE DATOS BIBLIOGRÁFICAS ................................................... 93
5.2.4 BASES DE DATOS DE TEXTO COMPLETO .......................................... 93
5.3 MODELOS DE BASES DE DATOS .............................................................. 93
5.3.1 BASES DE DATOS JERÁRQUICAS ......................................................... 94
IX
5.3.2 BASE DE DATOS DE RED ........................................................................ 95
5.3.3 BASE DE DATOS RELACIONAL ............................................................. 95
5.3.4 BASES DE DATOS DEDUCTIVAS ........................................................... 96
5.4 RELACIONES ENTRE BASES DE DATOS ................................................. 96
5.4.1 RELACIONES UNO A UNO ...................................................................... 96
5.4.2 RELACIONES DE "UNO A VARIOS"....................................................... 97
5.4.3 RELACIONES DE "VARIOS CON VARIOS" ........................................... 98
5.5 FORMAS DE REPORTES .............................................................................. 99
5.5.1 INFORMACIÓN DEL REPORTE ............................................................... 99
5.5.2 CONTENIDO DE FILA Y COLUMNA .................................................... 100
5.6 BASE DE DATOS EN ACCESS .................................................................. 101
5.6.1 CREAR UNA BASE DE DATOS USANDO EL ASISTENTE PARA
BASES DE DATOS ............................................................................................ 101
5.6.2 CREAR UNA BASE DE DATOS UTILIZANDO UNA PLANTILLA ... 102
5.6.3 CREAR UNA BASE DE DATOS SIN USAR UN ASISTENTE ............. 103
5.7 LENGUAJE DE CONSULTA ESTRUCTURADO (SQL) ......................... 104
5.8 ACCEDER A LA BASE DE DATOS DESDE INTOUCH .......................... 105
5.8.1 SQLCONNECT() ....................................................................................... 106
5.8.2 SQLINSERT() ............................................................................................ 106
5.8.3 SQL ACCESS MANAGER ........................................................................ 107
CAPITULO VI ........................................................................................................ 109
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 109
7.1 CONCLUSIONES ......................................................................................... 109
7.2 RECOMENDACIONES ................................................................................ 110
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 112 ANEXOS ................................................................................................................. 114
ANEXO A ............................................................................................................ 115
ANEXO B ............................................................................................................ 117
ANEXO C ............................................................................................................ 126
ANEXO D ............................................................................................................ 129
ANEXO E ............................................................................................................ 138
ANEXO F ............................................................................................................ 143
ANEXO G ............................................................................................................ 149
X
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Funciones de la automatización.
Figura 1.2 Etapas en sistemas automatizados.
Figura 1.3 Flujo de información en un SCADA.
Figura 2.1 Vista general del módulo banda transportadora.
Figura 2.2 Piezas de trabajo.
Figura 2.3 Tope electromecánico.
Figura 2.4 Barrera electromecánica.
Figura 2.5 Transferencia normal.
Figura 2.6 Transferencia con giro de 90o.
Figura 2.7 Estación de estampado.
Figura 2.8 Estación de taladrado.
Figura 2.9 Sensor fotoeléctrico sin lente.
Figura 2.10 Sensor fotoeléctrico con lente.
Figura 2.11 Sensores fotoeléctricos polarizados retrorreflectivos.
Figura 2.12 Sensores fotoeléctricos difusos normales.
Figura 2.13 Sensores capacitivos de proximidad.
Figura 2.14 Sensores de proximidad inductivos.
Figura 2.15 Electroimanes de sujeción circulares.
Figura 2.16 LCD
Figura 2.17 Cilindro de doble acción.
Figura 2.18 Válvula de control 5/2.
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XI
Figura 3.1 Configuración del I/O server S7200PPI (a).
Figura 3.2 Configuración del I/O server S7200PPI (b).
Figura 3.3 Configuración del I/O server S7200PPI (c).
Figura 3.4 Configuración del I/O server S7200PPI (d).
Figura 3.5 Comunicación InTouch – PLC (a).
Figura 3.6 Comunicación InTouch – PLC (b).
Figura 3.7 Pantalla “PRESENTACIÓN”.
Figura 3.8 Programación del botón “INGRESO”.
Figura 3.9 Pantalla “SEGURIDAD”.
Figura 3.10 Programación del botón “INGRESAR USUARIO”.
Figura 3.11 Programación del botón “INGRESAR PASSWORD”.
Figura 3.12 Configuración de usuarios.
Figura 3.13 Configuración del Nivel de Acceso.
Figura 3.14 Pantalla “INICIO”.
Figura 3.15 Pantalla “BANDA TRANSPORTADORA”.
Figura 3.16 Pantalla “ESTAMPADO FRONTAL”.
Figura 3.17 Pantalla “ERROR EN ESTAMPADO”.
Figura 3.18 Pantalla “TALADRADO FRONTAL”.
Figura 3.19 Pantalla “ERROR EN TALADRADO”.
Figura 3.20 Pantalla “ALARMA”.
Figura 3.21 Programación de la condición de alarma.
Figura 3.22 Identificación del tipo de alarma.
Figura 3.23 Programación del mensaje de alarma.
Figura 3.24 Identificación de error.
Figura 3.25 Programación del botón “ACEPTAR”.
Figura 3.26 Capas del modelo OSI.
Figura 4.1 Esquema del PLC S7200.
Figura 4.2 Conexión de módulos de ampliación.
Figura 4.3 Lógica de control del PLC.
Figura 4.4 Ciclo de peración del PLC.
Figura 4.5 Conexión PLC – PC con cable PC/PPI.
Figura 4.6 Software STEP 7 – Micro WIN/32 VERSION 3.2
Figura 4.7 Configuración de comunicación.
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82
XII
Figura 4.8 Ajuste de interface de comunicación.
Figura 4.9 Ejemplo de editor KOP.
Figura 4.10 Ejemplo de editor FUP.
Figura 5.1 Relación uno a uno.
Figura 5.2 Relación uno a varios.
Figura 5.3 Relación varios con varios.
Figura 5.4 Base de datos en Access.
Figura 5.5 Modelo de base de datos creada para el proyecto.
Figura 5.6 Acceso a la base de datos desde INTOUCH
Figura 5.7 Configuración del Bind List:
Figura 5.8 Configuración del Table template:
82
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86
93
94
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100
102
103
103
XIII
ÍNDICE DE TABLAS.
Tabla 1 Descripción de pines LCD
Tabla 2 Condiciones de activación de alarmas
Tabla 3 Velocidad de transferencia de datos PLC/ordenador
Tabla 4 Tiempos de retardo en transferencia de datos.
Tabla 5 Asignación de pines del conector RS-485
Tabla 6 Asignación de pines del conector RS-232 DCE
Tabla 7 Componentes básicos del STEP 7
Tabla 8 Conexión de entradas y salidas del PLC
37
63
79
80
80
81
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97
XIV
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO A Especificaciones técnicas del módulo “banda transportadora”.
ANEXO B Hojas técnicas de sensores fotoeléctricos.
ANEXO C Programación del PIC 16F628A para el control del LCD.
ANEXO D Datos técnicos del PLC SIEMENS S7200 CPU 224.
ANEXO E Datos técnicos del microcontrolador 16F628A.
ANEXO F Programación del PLC.
ANEXO G Hojas guías para el módulo “BANDA TRANSPORTADORA”.
XV
RESUMEN
En el presente proyecto se ha implementado un sistema SCADA para el control y
monitoreo del módulo “Banda Transportadora” desde un ordenador, utilizando para
ello un controlador lógico programable (PLC).
El software InTouch es la herramienta computacional más importante en este
proyecto, ya que es la aplicación más cercana al usuario, y es aquí donde el operador
recibe la información del proceso y da los comandos de control, también se utilizan
herramientas como STEP 7, I/O Server.
El PLC cumple un papel fundamental dentro del proceso, ya que todos los elementos
sensores y actuadores, están conectados directamente a él y su lógica de control es
básica en el proceso.
Se adicionaron varios dispositivos para mejorar el funcionamiento del módulo, como
LCD’s que indican las fallas producidas que generan alarmas, topes, finales de
carrera, válvulas de control de flujo en las entradas y salidas de los cilindros y
electroimanes, los mismos que permiten levantar las piezas de trabajo en lugar de
arrastrarlas.
XVI
1
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS
La producción industrial está sufriendo actualmente una transformación rápida y
profunda. En los mercados industriales se observan hoy en día una serie de
tendencias de desarrollo que se manifiestan en unos ciclos de vida de los productos
especialmente cortos, así como en un aumento de su diversidad y de los requisitos
relativos a la calidad.
Con la finalidad de poder subsistir en esta situación de competencia cada vez más
rigurosa y exigente, las empresas se ven obligadas a adoptar una serie de medidas
encaminadas al incremento de su productividad, a imprimir flexibilidad y
confiabilidad a sus ciclos de producción, con el fin de mejorar su rentabilidad y, por
lo tanto, mejorar sus posibilidades de permanecer en el mercado.
“Desde hace algunos años se ha venido desarrollando un concepto denominado CIM
(Computer Integrated Manufacturing), que reúne todos aquellos aspectos que
contribuyen a mejorar la calidad y rentabilidad. Este innovador concepto hace
referencia también al tratamiento continuo de la información. Las medidas que se
resumen bajo este concepto apuntan hacia la automatización de procesos”.1
Sistemas autómatas:
Puede definirse como un equipo electrónico programable diseñado para controlar, en
tiempo real y en ambiente industrial, procesos secuenciales de producción. Tiene una
gran capacidad de adaptación con un simple ajuste del programa.
1 SIEMENS, CIM Automatización de la producción, MARCOMBO, Barcelona, 1999.
2
Automatización:
El término automatización se refiere a una extensa diversidad de sistemas y procesos
de control, basados en autómatas programables, que operan con una mínima
intervención del ser humano y en algunos casos, sin ninguna intervención de éste.
La automatización de un proceso industrial es un proceso en el cual se trasfieren
tareas de producción, generalmente realizadas por operadores humanos, a un
conjunto de componentes y dispositivos tecnológicos. (Inga Ortega, 2002)
Los sistemas automatizados se utilizan para efectuar diversas tareas con más rapidez
o mejor de lo que podría hacerlo un ser humano. La utilización de sistemas de
automatización permite incrementar la productividad, incluso cuando se fabrican
lotes pequeños.
Una automatización efectiva presupone la acción coordinada de las siguientes tres
funciones:
Mecanización.
Flujo de materiales.
Flujo de información.
MECANICAZACIÓN
FLUJO DE
MATERIALES
FLUJO DE
INFORMACIÓN
Figura 1.1 Funciones de la automatización
La automatización consiste básicamente en un proceso de mecanización de las
actividades industriales encaminada a reducir la mano de obra y simplificar el
trabajo, dando propiedad a algunas máquinas de realizar las operaciones de manera
autónoma, lo que va dar como resultado un proceso más rápido y eficiente.
3
Al darse una mayor eficiencia a la maquinaria, se logrará que la empresa disminuya
la producción de piezas defectuosas, y por lo tanto aumente la calidad en los
productos, todo esto ayudará a que la empresa aumente toda su competitividad en un
porcentaje considerable.
1.1.1 OBJETIVOS DE LA AUTOMATIZACIÓN
Dentro de los principales objetivos de la automatización de procesos están:
Mejorar la productividad, reduciendo al mínimo los costos de producción.
Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos
repetitivos y peligrosos e incrementando la seguridad.
Realizar operaciones que, debido a su dificultad y complejidad, son
imposibles de controlar intelectual o manualmente por un operador.
Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades
de materia prima necesarias y en el momento preciso, evitando desperdicios y
pérdidas.
Simplificar la operación, de forma que el operario no requiera grandes
conocimientos y habilidades para la manipulación y el control del proceso
productivo.
En sistemas modernos de automatización, el control de las máquinas es realizado por
controladores lógicos programables (PLC) y elementos sensores que permiten
interactuar a las máquinas con el mundo que le rodea.
4
Un sistema automatizado consta de dos partes principales:
Parte operativa.
Sistema de control.
Parte Operativa:
La parte operativa de un sistema automatizado es la parte que actúa de forma directa
sobre la máquina. Son los elementos que hacen posible que la máquina se mueva y
realice la operación deseada.
Sensores:
Así como los seres humanos necesitamos de los sentidos para percibir todo lo que
ocurre en nuestro entorno, de manera similar, los sistemas automatizados precisan de
los sensores para adquirir información acerca de:
El cambio de ciertas magnitudes físicas del sistema.
El estado de los componentes que forman parte del sistema.
El movimiento y la posición de las piezas fabricadas en el sistema.
Los dispositivos y mecanismos encargados de convertir las magnitudes físicas en
señales eléctricas se denominan sensores, los sensores, en función del tipo de señal
que transmiten, se pueden clasificar en:
Sensores on - off: Suministran una señal eléctrica claramente diferenciada
(verdadera o falsa). Los finales de carrera son un claro ejemplo de este tipo de
sensores.
Sensores numéricos: Este tipo de sensores transmiten valores numéricos en
forma de combinaciones binarias.
Sensores analógicos: Estos sensores suministran una señal eléctrica variable
que es fiel reflejo de la variación de la magnitud física medida. La
5
temperatura es un ejemplo de una magnitud física que necesita de este tipo de
sensor.
Actuadores:
Son los elementos finales de control que, en respuesta a una señal de mando que
recibe, actúa sobre la variable o elemento final del proceso. Un actuador transforma
la energía de salida del automatismo en otra útil y necesaria para el entorno industrial
de trabajo.
Los actuadores pueden ser clasificados en:
Actuadores eléctricos.
Actuadores neumáticos.
Actuadores hidráulicos.
Los más utilizados en la industria son: Cilindros, motores de corriente alterna y
motores de corriente continua.
Sistema de control:
Generalmente la parte de mando de un sistema automatizado, suele ser un ordenador
o un controlador lógico programable (PLC), aunque hasta hace poco se utilizaban
relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos
(tecnología cableada).
Tecnologías cableadas:
Con este tipo de tecnología, el automatismo se realiza interconectando los distintos
elementos que lo integran. Su funcionamiento es establecido por los elementos que lo
componen y por la forma de conectarlos.
Los dispositivos que se utilizan en las tecnologías cableadas para la realización del
automatismo son:
6
Relés electromagnéticos.
Módulos lógicos neumáticos.
Tarjetas electrónicas.
Tecnologías programadas:
Los avances tecnológicos en los últimos años en el campo de los microprocesadores
han favorecido la generalización de las tecnologías programadas para la realización
de automatismos. Los equipos utilizados para este fin son:
Los ordenadores.
Los controladores lógicos programables.
Sistemas microcontrolados.
El ordenador, como parte de mando de un automatismo, presenta la ventaja de ser
altamente flexible a cualquier modificación dentro del proceso. Pero, al mismo
tiempo, y debido a su diseño no específico para un entorno industrial, resulta un
elemento frágil para trabajar en entornos de líneas de producción, sin embargo
existen ordenadores que pueden trabajar en entornos industriales.
Un PLC, es un elemento robusto que a diferencia del ordenador, está diseñado
especialmente para trabajar en ambientes hostiles de talleres, con casi todos los
elementos y prestaciones del ordenador.
En un sistema de fabricación automatizado el controlador lógico programable está en
el centro del sistema. Este dispositivo debe ser capaz de comunicarse con todos los
elementos constituyentes del sistema automatizado, debe recibir las señales de los
detectores y captadores, interpretarlas y llevar a cabo acciones de control.
“Los sistemas microcontrolados utilizan directamente los microcontroladores, que
son circuitos integrados programables, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su
7
memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una
tarea específica”2
1.1.2 GRADOS DE AUTOMATIZACIÓN
Dependiendo del tipo de proceso, se distinguen diferentes grados de automatización,
entre los que se tiene:
Aplicaciones en pequeña escala, como por ejemplo, mejorar el
funcionamiento y utilización de una máquina.
Posibilidad de que una persona trabaje con más de una máquina.
Coordinar y controlar una serie de operaciones y magnitudes de forma
simultánea.
Ejecutar procesos totalmente continuos por medio de secuencias lógicas
previamente programadas.
Procesos automáticos en lazo cerrado con posibilidad de autocontrol y auto
corrección de desviaciones.
En la práctica, la automatización de la industria alcanza diferentes niveles y grados
ya que la posibilidad concreta de su implementación en los diferentes procesos de
fabricación industrial varía considerablemente según se trate de procesos de
producción continua o en serie.
2 http://r-luis.xbot.es/pic1/pic01.html
8
Producción continua:
En este caso, el producto es el resultado de una serie de operaciones secuenciales,
predeterminadas en su orden, poco numerosas, y que requieren su integración en un
flujo continuo de producción.
Los principales aportes de la microelectrónica a este tipo de automatización son los
mecanismos de control de las diversas fases o etapas productivas y la creciente
capacidad de control integrado de todo el proceso productivo.
Producción en serie:
La producción en serien está formada por diversas operaciones productivas,
generalmente paralelas entre si o realizadas en diferentes períodos de tiempos o sitios
de trabajo, lo que ha dificultado la integración de líneas de producción en la
automatización.
“Desde mediados de los años setenta las posibilidades de automatización integrada
han aumentado rápidamente gracias a lo adelantos en la robótica, en las máquinas-
herramientas de control, en los sistemas flexibles de producción, y en el diseño y
manufactura asistidos por ordenador”.3
1.1.3 PRINCIPIOS DE LOS SISTEMAS AUTOMATIZADOS
Un sistema de producción automatizado ajusta todas sus operaciones en respuesta a
cambios en las condiciones externas en las siguientes tres etapas: medición,
evaluación y control.
3 SIEMENS, CIM Automatización de la producción, MARCOMBO, Barcelona, 1999.
9
MEDICIÓN
VALORACIÓN
CONTROL
Figura 1.2 Etapas en sistemas automatizados
a. Medición:
Para que un sistema automatizado reaccione ante los cambios que se presentan en su
alrededor debe estar apto para medir aquellos cambios físicos, estas medidas
suministran al sistema la información necesaria para poder realizar un control. Este
sistema es denominado de Retroalimentación (FEEDBACK), ya que la información
obtenida de las medidas es retroalimentada al sistema para después realizar el
respectivo control.
b. Valoración:
La información del proceso, que es obtenida gracias al proceso de medición, es
evaluada para así determinar si una acción debe ser llevada a cabo por los actuadores
o no, determina qué es lo que se debe hacer y en qué momento se lo debe hacer.
c. Control:
El paso final de un sistema automatizado es la acción resultante de las operaciones de
medición y evaluación. En muchos sistemas estas operaciones son muy difíciles de
identificar. Un sistema puede involucrar la interacción de más de una vuelta de
control, que es la manera en la que se le llama al proceso de obtener la información
desde el sistema de salida de una máquina y llevarla al sistema de ingreso de la
misma.
10
1.1.4 AVANCES TECNOLÓGICOS EN SISTEMAS
AUTOMATIZADOS
Cada día son mayores los avances tecnológicos en los sistemas automatizados,
prueba de aquello es la reciente aparición en este campo de conceptos como las redes
neuronales y la lógica difusa, que buscan que un sistema automatizado no solamente
sea programado sino que pueda “aprender por sí mismo” en base a experiencias.
Redes neuronales artificiales:
El cerebro humano continuamente recibe señales de entrada de muchas fuentes y las
procesa para crear una apropiada respuesta de salida. Nuestros cerebros cuentan con
millones de neuronas que se interconectan para elaborar "Redes Neuronales". Estas
redes ejecutan los millones de instrucciones necesarias para mantener una vida
normal.
“Las Redes Neuronales Artificiales son dispositivos eléctricos o software
programado de manera tal que funcionen como las neuronas biológicas de los seres
vivos. Las redes neuronales artificiales pretenden imitar, a pequeñísima escala, la
forma de funcionamiento de las neuronas que forman el cerebro humano”4.
“El entrenamiento de la red neuronal artificial es muy importante ya que servirá para
que posteriormente la respuesta del sistema sea la adecuada (esto tiene mucho que
ver con el aprendizaje humano) por ejemplo, cuando a un niño se le ordena coger un
vaso, empieza moviendo el brazo hasta que toca el vaso y lo presiona con sus dedos.
La próxima vez que se le ordene al niño, éste alcanzará el vaso con mayor soltura y
precisión. Este mismo modelo se utiliza en redes neuronales artificiales. Una vez que
un brazo mecánico choca con una pieza y memoriza la secuencia, en posteriores
ocasiones al brazo le cuesta menos realizar la misma operación, se dice entonces que
el sistema adquirió experiencia.”5
4 http://electronica.com.mx/neural/informacion/index.html
5 http://ingenieria.udea.edu.co/investigacion/mecatronica/mectronics/redes.htm
11
Las Redes Neuronales son especialmente útiles en áreas reservadas hasta ahora para
el cerebro humano y en las que las máquinas lógicas secuenciales han encontrado
muchas dificultades.
En conclusión las redes neuronales se orientan a desarrollar máquinas o sistemas
inteligentes capaces de simular, desarrollar y optimizar muchas de las funciones de
un ser humano.
Lógica difusa:
Esta teoría permite manejar y procesar, de una manera similar a como lo hace el
cerebro humano, ciertos tipos de información en los cuales se manejen términos
inexactos o imprecisos.
“La lógica difusa se basa en lo relativo a la observación, puesto que sigue el
comportamiento humano de razonar y sacar conclusiones a partir de hechos
observados”6.
Los sistemas basados en lógica difusa imitan, con la ayuda de las redes neuronales
artificiales, la forma en que toman decisiones los humanos, con la ventaja de ser
mucho más rápidos. Estos sistemas son generalmente robustos y tolerantes a
imprecisiones y ruidos en los datos de entrada.
Los datos de entrada suelen ser recogidos por sensores, que miden las variables de
entrada de un sistema.
La lógica difusa se adapta mejor al mundo real en el que vivimos, la clave de esta
adaptación al lenguaje, se basa en comprender, adaptarse y funcionar con
expresiones cuantitativas propias del ser humano, como “mas arriba”, "mucho",
"muy" y "un poco”, etc.
Aplicaciones:
6 http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_difusa
12
La lógica difusa, se utiliza para la resolución de una variedad de problemas,
principalmente los relacionados con control de procesos industriales complejos y
sistemas de decisión en general.
“Esta técnica se está empleando con bastante éxito en la industria, principalmente en
Japón, y cada vez se está usando en una mayor multitud de campos. 7
Ventajas:
Como principal ventaja, cabe destacar los excelentes resultados que brinda un
sistema de control basado en lógica difusa: ofrece salidas de una forma veloz y
precisa, “Por ejemplo, si el aire acondicionado se encendiese al llegar a la
temperatura de 30º, y la temperatura actual oscilase entre los 29º-30º, nuestro sistema
de aire acondicionado estaría encendiéndose y apagándose continuamente, con el
gasto energético que ello conllevaría. Si estuviese regulado por lógica difusa, esos
30º no serían ningún umbral, y el sistema de control aprendería a mantener una
temperatura estable sin continuos apagados y encendidos”8.
1.1.5 LA AUTOMATIZACIÓN Y LA SOCIEDAD9
La automatización ha permitido incrementar la producción y reducir los costos,
poniendo más productos al alcance de más gente, sin embargo, no todos los
resultados de la automatización han sido positivos.
Algunos observadores argumentan que la automatización está generando generado
desempleo y que, si no se controla, llevará a la creación de un altísimo número de
desempleados.
Ciertos economistas afirman que la automatización ha tenido un efecto mínimo, o
ninguno, sobre el desempleo. Sostienen que los trabajadores son desplazados, y no
7 http://cyber-bonobo.blogspot.com/2006/11/lgica-difusa.html
8 http://www.answermath.com/logica_difusa_conjuntos_nebulosos.htm
9 http://www.fing.uach.mx/MatDidactico/Legislacion/autopro.htm
13
cesados, y que por lo general son contratados para otras áreas dentro de la misma
empresa, o bien en el mismo trabajo en otra empresa que todavía no se ha
automatizado.
1.2 INTERFAZ
En el control automatizado de un proceso, es imprescindible un diálogo entre
operador-máquina junto con una comunicación entre la máquina y el autómata, estas
comunicaciones se establecerán por medio del conjunto de entradas y salidas del
autómata.
Los autómatas son capaces de manejar tensiones y corrientes de nivel industrial,
gracias a que disponen un bloque de circuitos de interfaz de entrada / salida (E/S)
muy potente, que les permite conectarse directamente con los sensores y
accionamientos del proceso.
De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces específicas permiten
la conexión con elementos muy concretos del proceso de automatización. Se pueden
distinguir entre ellas tres grupos bien diferenciados:
Entradas / salidas especiales.
Entradas / salidas inteligentes.
Procesadores periféricos inteligentes.
Entradas / salidas especiales:
Se caracterizan por no influir en las variables de estado del proceso de
automatización. Únicamente se encargan de adecuar las E/S, para que puedan ser
inteligibles por la CPU, si son entradas, o para que puedan ser interpretadas
correctamente por actuadores (motores, cilindros, etc.), en el caso de las salidas.
14
Entradas / salidas inteligentes:
Admiten múltiples modos de configuración, por medio de unas combinaciones
binarias situadas en la misma tarjeta. De esta forma se descarga de trabajo a la
unidad central, con las ventajas que conlleva.
Procesadores periféricos inteligentes:
Son módulos que incluyen su propio procesador, memorias y puntos auxiliares de
entrada / salida. Estos procesadores contienen en origen un programa especializado
en la ejecución de una tarea concreta, a la que le basta conocer los puntos de
consigna y los parámetros de aplicación para ejecutar, de forma autónoma e
independiente de la CPU principal, el programa de control.
Un sistema automatizado funciona básicamente de la siguiente manera: mediante la
utilización sensores (que son esencialmente instrumentos de medición), se recibe la
información sobre el funcionamiento de la o las variables que deben ser controladas
(temperatura, presión, velocidad, o cualquier otra que pueda cuantificarse), esta
información se convierte en una señal eléctrica (analógica o digital), que es
comparada con otra señal de referencia por medio del ordenador para determinar la
variable.
Si la señal eléctrica no concuerda con la señal de referencia, de inmediato se genera
una señal de control (que básicamente es una nueva instrucción), por la que se
acciona un actuador o elemento ejecutante (que generalmente son válvulas y
motores), el cual convierte la señal de control en una acción sobre el proceso de
producción capaz de alterar la señal original imprimiéndole el valor o la dirección
deseada.
La flexibilidad de las máquinas permite su fácil adaptación tanto a una producción
individualizadas y diferenciada en la misma línea de producción, como a un cambio
total de la producción. Esto posibilita una adecuación flexible a las diversas
demandas del mercado.
15
Por estas razones, la inversión en tecnología de automatización no puede ser
considerada como cualquier otra inversión, sino como una necesaria estrategia de
competitividad, no invertir en esta tecnología implica un alto riesgo de rápido
desplazamiento por la competencia.
1.3 SISTEMAS SCADA
“SCADA viene de las siglas de "Supervisory Control And Data Acquisition"
(Supervisión, Control y Adquisición de Datos). Este sistema se trata de una
aplicación de software especialmente diseñada para funcionar sobre ordenadores en
el control de producción industrial”10
.
Un sistema SCADA proporciona comunicación, normalmente en tiempo real, con los
dispositivos de campo (controladores autónomos, controladores lógicos
programables, etc.) y controla el proceso de forma automática desde la pantalla del
ordenador.
Este sistema además provee de toda la información que se genera en el proceso
productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros niveles distintos
dentro de la misma empresa, tales como: control de calidad, supervisión,
mantenimiento, etc.
En este tipo de sistemas por lo general existe un ordenador, que efectúa las tareas de
supervisión y gestión de alarmas, así como tratamiento de datos y control de
procesos. Los programas necesarios, y en su caso el hardware adicional que se
necesite, se denomina sistema SCADA.
Un SCADA es un sistema basado en ordenadores, que permite supervisar y controlar
una instalación de cualquier tipo, el lazo de control es generalmente cerrado por el
operador.
10
http://personal.redestb.es/efigueras/memoria.htm
16
Hoy en día es fácil hallar un sistema SCADA realizando labores de control
automático en cualquiera de sus niveles, aunque su labor principal sea la de
supervisión y control por parte del operador.
1.3.1 PRESTACIONES DE UN SCADA
Dentro de las funciones o prestaciones básicas que pueden ser realizadas por un
sistema SCADA están las siguientes:
Obtener, almacenar e indicar información, en forma continua y confiable,
correspondiente a la señalización de campo: estados de dispositivos,
mediciones, posiciones, alarmas, etc.
Ejecutar acciones de control, iniciadas por el operador del proceso, tales
como: apertura o cierre de válvulas, arrancar o parar motores, etc.
Poner en alerta al operador sobre cambios detectados durante el proceso,
tanto aquellos cambios que no se consideren normales (alarmas) como
aquellos cambios que se produzcan en la operación diaria de la planta
(eventos).
Almacenar los cambios detectados en el proceso, en una base de datos en el
sistema, para su posterior análisis.
Aplicaciones en general, basadas en la información obtenida por el sistema,
tales como: reportes, gráficos de tendencias, registros históricos de variables,
cálculos, predicciones, detección de fugas, etc.
Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia del operador
para reconocer una parada o situación de alarma.
17
Contar con un registro de incidencias (tanto de alarmas como de eventos),
para evaluaciones y correcciones posteriores.
Generación de históricos de señal de planta, que pueden ser volcados para su
proceso sobre una hoja de cálculo.
Desarrollo de aplicaciones para ordenadores (tipo PC, por ejemplo), con
captura de datos, análisis de señales, presentaciones en pantalla, envío de
resultados a disco e impresora, etc.
1.3.2 RAZONES PARA IMPLEMENTAR UN SISTEMA SCADA11
Para evaluar si un sistema SCADA es necesario para manejar una instalación
industrial dada, el proceso a controlar debe cumplir las siguientes características:
La cantidad de variables del proceso que se necesita monitorear debe ser alto.
El proceso está geográficamente distribuido. Esta condición no es limitativa,
ya que puede instalarse un sistema SCADA para la supervisión y control de
un proceso concentrado en un lugar.
La información del proceso, o de los cambios que se produzcan en el mismo,
se necesita en el momento en que los cambios se producen, o en otras
palabras, la información se requiere en tiempo real.
La necesidad de optimizar y facilitar las operaciones de la planta, así como la
toma de decisiones, tanto gerenciales como operativas.
Los beneficios obtenidos en el proceso justifican la inversión en un sistema SCADA.
Estos beneficios pueden reflejarse como aumento de la efectividad de la producción,
de los niveles de seguridad, etc.
11
http://www.ciencias.com.ar/electronica/electricidad/automatizacion-red-electrica/index.php
18
1.3.3 MÓDULOS DE UN SCADA.12
Los módulos o bloques software que permiten las actividades de adquisición,
supervisión y control dentro de un sistema SCADA son los siguientes:
Configuración:
Permite al usuario definir el entorno de trabajo de su SCADA, adaptándolo a la
aplicación particular que se desea desarrollar.
Interfaz gráfico del operador:
Proporciona al operador las funciones de control y supervisión de la planta en
pantalla. El proceso se representa mediante sinópticos gráficos almacenados en el
ordenador de proceso y generados desde el editor incorporado en el SCADA o
importados desde otra aplicación durante la configuración del paquete.
Módulo de proceso:
Ejecuta las acciones de mando preprogramadas a partir de los valores actuales de
variables leídas.
Gestión y archivo de datos:
Se encarga del almacenamiento y procesamiento ordenado de los datos, de forma que
otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos, inclusive de forma remota a
través de reportes WEB.
Comunicaciones:
12
http://www.automatas.org/redes/scadas.htm
19
Se encarga de la transferencia de información (en tiempo real) entre la planta y la
arquitectura hardware que soporta el SCADA, y entre ésta y el resto de elementos
informáticos de gestión.
El ordenador continúa con su progreso. El PC se ha establecido en un gran número
de campos. Los componentes hardware y software están siendo cada vez más
potentes, más adaptables y más rentables. Es lógico, por tanto, que la industria quiera
tomar provecho de este dispositivo, para reducir costos y/o incrementar la
productividad.
No hay que sorprenderse entonces, que los especialistas en automatización y los
usuarios estén pensando ahora en qué forma se pueden transferir al PC otras
tareas, para poder llegar a un mayor ahorro.
Tiempo real.
La capacidad en tiempo real se refiere a la capacidad del ordenador para procesar
datos y proporcionar los resultados de un proceso dentro de un tiempo especificado.
En este contexto "estrictamente en tiempo real" significa que un sistema reacciona a
los eventos externos dentro de un tiempo especificado en un 100% de los casos.
Además si se habla de “tiempo real” el sistema debe responder en tiempos concretos
también en un 100% de los casos. Si, de otra forma, los tiempos concretos de
reacción pueden superarse en ciertos casos, como en sistemas no críticos, hablamos
de "tiempo real suave".
Hardware en sistemas de supervisión: PLC y PC.
“El hecho es que las tareas automatizadas de control, visualización y monitoreo
pueden ser efectuadas por PLCs mejor que con sistemas exclusivos de control
basados en PC, no obstante, depende de un gran número de factores y la mayoría
deben ser considerados individualmente para cada proyecto de automatización”13
.
Así, por ejemplo, los actuales conocimientos y preferencias del usuario pueden jugar
un mayor papel que la pura potencia del ordenador. Los factores cruciales, no
13
http://www.automatas.org/redes/scadas.htm
20
obstante, son los atributos de capacidad en tiempo real y las propiedades de
seguridad que hasta ahora han sido fuertemente asociadas con el PLC, aunque el PC
también puede disponer de la característica de capacidad en tiempo real.
Los controladores lógicos programables, en la gran mayoría de los casos, están
diseñados específicamente para ser empleados en ambientes industriales exigentes y
han sido continuamente desarrollados de forma que su robustez y sus sistemas
operativos en tiempo real representan su mayor virtud.
Los PLC`s son y seguirán siendo, la primera elección para todo control de tareas
críticas o extremas, por su rendimiento y simpleza, en los que un PC podría estar
simplemente "sobrecargado" debido al trabajo que le pueden suponer otras tareas de
ámbito común, como la gestión y visualización de datos, accesos a elementos
periféricos, bases de datos, etc...
Si, además del control de tareas, se necesita un procesamiento de datos, trabajo en
red o visualización (una aplicación SCADA), un sistema basado en PC debe ser
tomado en consideración.
En cuanto a sistemas operativos, Windows por ejemplo, no es estrictamente un
sistema operativo en tiempo real como el de un PLC, pero puede actuar de forma
suficientemente rápida para aplicaciones "suaves" en tiempo real, gracias a su
arquitectura.
1.3.4 FLUJO DE INFORMACIÓN EN UN SCADA14.
El flujo de información en los sistemas SCADA es como se describe a continuación:
El fenómeno físico:
14
http://www.infoplc.net/Documentacion/Docu_SCADA/infpPLC_net_Introduccion_Sistemas_SCADA.pdf
21
Lo constituye la variable que deseamos medir. Dependiendo del proceso, la
naturaleza del fenómeno es muy diversa: presión, temperatura, flujo, potencia,
intensidad de corriente, voltaje, densidad, etc. Este fenómeno debe traducirse a una
variable que sea inteligible para el sistema SCADA, es decir, en una variable
eléctrica, para ello, se utilizan los sensores.
Sensores:
Convierten las variaciones del fenómeno físico en variables eléctricas. Las variables
eléctricas más utilizadas son: voltaje, corriente, resistencia o capacitancia. Sin
embargo, esta variedad de tipos de señales eléctricas deben ser procesadas para ser
entendidas por el ordenador. Para ello se utilizan los acondicionadores de señal
Acondicionadores de señal:
La función de estos dispositivos es la de referenciar los cambios eléctricos a una
misma escala de corriente o voltaje, además, provee aislamiento eléctrico y filtraje de
la señal con el objeto de proteger el sistema de ruidos originados en el campo.
VARIABLE A MEDIR
SENSOR
ACONDICIONADOR
DE SEÑAL
CONVERSIÓN DE
DATOS
TOMA DE DESICIÓN
SALIDA DE
CONTROL
ERROR
SI
NO
Figura 1.3 Flujo de información en un SCADA
22
Conversión de datos:
Una vez acondicionada la señal, la misma se convierte en un valor digital equivalente
en el bloque de conversión de datos, generalmente, esta función es llevada a cabo por
un circuito de conversión analógico/digital. El ordenador almacena esta información,
la cual es utilizada para su análisis y para la toma de decisiones. Simultáneamente, se
muestra la información al usuario del sistema en tiempo real.
Toma de decisión:
Basado en la información, el operador puede tomar la decisión de realizar una acción
de control sobre el proceso. El operador comanda al ordenador a realizarla, y de
nuevo debe convertirse la información digital a una señal eléctrica, esta señal
eléctrica es procesada por una salida de control, la cual funciona como un
acondicionador de señal.
1.3.5 REQUISITOS DE UN SCADA: 15
Para que la implementación de un sistema SCADA sea perfectamente aprovechada,
tanto en el momento de su implementación como en una futura ampliación, debe
cumplir los siguientes requisitos básicos:
Deben ser sistemas de arquitectura abierta, es decir, sistemas capaces de
crecer o adaptarse a un nuevo proceso según las necesidades cambiantes del
lugar donde va a ser implementado.
Deben utilizarse programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de
hardware, y que sean fáciles de utilizar, con interfaces amigables con el
usuario.
15 http://www.automatas.org/redes/scadas.htm
23
“Con frecuencia un sistema SCADA no surge como una necesidad absoluta o
imperativa sobre un proceso industrial ya existente en una empresa, pero es requerido
para la administración del negocio, es sumamente común que una vez instalado el
sistema, aparezcan nuevos beneficios que superan a los originalmente
planificados.”16
16
www.tech-faq.com/lang/es/scada
24
CAPITULO II
DESCRIPCIÓN DEL MÓDULO “BANDA TRANSPORTADORA”
2.1 CARACTERÍSTICAS
El módulo “banda transportadora” de Lab-Volt, (figura 2.1) está diseñado para
enseñar el funcionamiento de un sistema de banda transportadora, mediante un
Controlador Lógico Programable, Software y Hardware que componen el sistema
SCADA.
Figura 2.1 Vista general del módulo banda transportadora
El módulo incluye los siguientes componentes:
Banda transportadora externa (principal).
Banda transportadora interna (transversal).
Sensores fotoeléctricos.
25
Un sensor inductivo.
Un sensor capacitivo.
Barreras y topes eléctricos.
Dos mecanismos de transferencia.
Una estación de taladrado simulada.
Una estación de estampado simulada.
Un panel de operación.
Un Controlador Lógico Programable.
Cable de comunicación PLC-PC
Panel de interconexión.
Los elementos que se adicionaron al equipo para mejorar su funcionamiento son:
Un tope eléctrico.
Dos electroimanes.
Reguladores de presión de aire.
Dos Displays de Cristal Líquido (LCD)
Simulando la operación de una línea de montaje industrial, la banda transportadora
exterior mueve las piezas de trabajo a lo largo de la banda a una velocidad constante.
Un programa de control en el PLC dirige la acción de todos los mecanismos
incorporados en el equipo.
Basado en las señales de entradas proporcionadas por los sensores, el programa del
PLC da instrucciones a los diferentes mecanismos para actuar de forma coordinada,
detener las piezas de trabajo en un punto establecido, girarlas a una posición y lugar
precisos y realizar procesos simulados de taladrado y estampado.
2.2 DESCRIPCIÓN GENERAL
La banda transportadora externa está hecha de plástico modular, es de forma
oval/rectangular y de velocidad constante,
26
El módulo posee una banda transportadora cruzada (banda transversal),
reversible y de velocidad constante.
La banda transportadora interna tiene la posibilidad de invertir su sentido de
dirección.
El equipo incluye un autómata programable SIEMENS S7200 CPU 224, con
14 entradas discretas de 24 V cc y 10 salidas tipo relé, un bastidor de
expansión proporciona 8 salidas adicionales tipo relé.
Un regulador de presión, a la entrada de la toma neumática, permite el ajuste
de la presión del proceso al valor deseado.
La consola del operador incluye un panel plano con un diagrama e
interruptores de anulación para facilitar el control manual y automático a los
dispositivos.
El Sistema de fabricación sobre banda transportadora de Lab-Volt tiene la
posibilidad de ser controlado, de forma manual por medio de interruptores en el
panel de operación, de forma automática por medio del PLC o por una combinación
de los controles manuales y del PLC.
Los elementos sensores (fotoeléctricos, inductivos y capacitivos) se conectan al PLC
por medio del panel de interconexión. Cada uno de estos sensores está conectado al
panel de control con un conector de conexión rápida.
Los cilindros neumáticos de carga y descarga facilitan la transferencia de la pieza
entre las dos bandas transportadoras.
Es posible realizar la programación del PLC desde el computador con el Software de
programación STEP 7 MicroWIN SP1 Versión 3.2. Para programar el PLC a partir
de un ordenador, se necesita una Interfaz para PC (cable PC/PPI). Dicha interfaz
27
convierte los niveles de señales RS-232 del ordenador a señales RS-485 compatibles
con el PLC.
2.2.1 PIEZAS DE TRABAJO
Son las piezas que se mueven sobre la banda transportadora, en estas se han agregado
adhesivos de material reflectivo sobre los lados adyacentes para que los sensores de
tipo retrorreflectivo puedan ser activados, adicionalmente tienen 4 orificios en su
parte superior que facilitan la transferencia de la pieza entre las bandas principal y
transversal.
Figura 2.2 Piezas de trabajo
Estos bloques tienen la capacidad de girar sobre un eje en su base.
2.2.2 TOPES ELECTROMECÁNICOS
Los mecanismos de los topes son accionados por solenoides de 24 Vcc. Son
utilizados para crear una línea de espera en una pieza de trabajo, mientras se realiza
un proceso en otra.
28
Figura 2.3 Tope electromecánico
2.2.3 BARRERAS ELECTROMECÁNICAS
Las barrerasas, al igual que los topes, son dispositivos electro mecánicos accionados
por solenoides de 24 Vcc. Son utilizados para crear una barrera física a través de la
banda transportadora exterior y también sirve como carril de guía durante las
operaciones de transferencia de las piezas de trabajo hacia la banda transversal.
Figura 2.4 Barrera electromecánica
Aunque los topes y las barreras tienen la función de detener la pieza de trabajo, su
diferencia está en que las barreras sirven como carril de guía en las operaciones de
transferencia de las piezas de trabajo hacia la banda transversal, mientras que los
topes crear una línea de espera mientras se realiza una maniobra en la pieza de
trabajo.
29
2.2.4 TRANSFERENCIAS
Dos transferencias se utilizan en este sistema, ambas permiten sujetar y transferir las
piezas de trabajo de una banda transportadora a otra. Además, uno de los dos
mecanismos de transferencia permite la rotación de las piezas de trabajo a 90 grados
(figura 2.6).
Figura 2.5 Transferencia normal
Figura 2.6 Transferencia con giro de 90ª
Ambas transferencias se montan en la estructura de la parte superior de la banda
transportadora cruzada. Son accionados por cilindros equipados con válvulas de
control de flujo.
2.2.5 ESTACIÓN DE ESTAMPADO
La estación de estampado cuenta con un mecanismo neumático vertical, equipado
con válvulas de control de flujo, que simula el sellado de la parte superior de la pieza
de trabajo.
30
Figura 2.7 Estación de estampado.
2.2.6 ESTACIÓN DE TALADRADO
La estación de taladrado cuenta con un taladro neumático instalado sobre una base
móvil, esta base es accionada por un cilindro neumático. El taladro está montado
horizontalmente para simular la perforación de la cara de una pieza de trabajo. El
taladro se simula por una barra cilíndrica de punta redonda.
Figura 2.8 Estación de taladrado.
31
2.2.7 PANEL DE OPERACIÓN
El panel de operación principal contiene los controles e interruptores de siguientes
mecanismos:
Interruptor principal de alimentación.
Interruptor de banda transportadora principal.
Interruptor de banda transportadora cruzada.
Tope 1.
Tope 2.
Estación de taladrado.
Estación de estampado.
Puerta 1.
Puerta 2
Transferencia 1.
Transferencia 2.
Salidas del sensor.
Luces indicadoras.
2.2.8 PANEL DE INTERCONEXIÓN
El panel de interconexión, que se encuentra situado bajo el nivel de la banda
transportadora, proporciona alimentaciones eléctricas y neumáticas múltiples, que se
detallan a continuación:
Entradas del sensor con terminales de conexión rápida (8).
Conectores de entrada (4).
Conectores de salida (4).
Válvulas de control (9).
Válvulas de control de flujo (6).
32
2.3 COMPONENTES ELÉCTRICOS
2.3.1 SENSORES FOTOELÉCTRICOS
“Los sensores fotoeléctricos son dispositivos electrónicos que trabajan detectando el
cambio de intensidad de una fuente de luz que, o bien es reflejada, o bien
interrumpida por el objeto a detectar. El cambio en el haz de luz puede ser el
resultado de la presencia o ausencia del objeto, convirtiéndolos en cambios de estado
de la salida”.17
Los sensores fotoeléctricos se utilizan en muchas industrias y aplicaciones para
lograr una exacta detección de objetos sin necesidad de contacto físico. Un sensor
fotoeléctrico tiene cuatro componentes básicos:
Fuente de luz
Sensor de luz
Lentes
Dispositivo de conmutación de salida
Fuente de luz:
Un diodo emisor de luz (LED) es un semiconductor de estado sólido que emite luz
cuando se aplica corriente. Los LEDs se construyen para emitir longitudes de onda
específicas o colores de la luz. Como fuente de luz se utilizan LEDs que emiten
radiación infrarroja, roja visible, verde y azul en la mayoría de sensores
fotoeléctricos. (Figura 2.9)
Detección de luz:
17
http://www.ing.uc.edu.ve/Contenido/pagina7.htm
33
Un foto sensor es el componente usado para detectar la fuente de luz. El fotodiodo o
fototransistor es un componente de estado sólido que proporciona un cambio en la
corriente conducida dependiendo de la cantidad de luz detectada. (Figura 2.9)
,-
Figura 2.9 Sensor fotoeléctrico sin lente
Figura 2.10 Sensor fotoeléctrico con lente
Lentes:
Los LEDs emiten luz y los foto sensores son sensibles a la luz en un amplio campo
de visión. Para restringir este campo se utilizan lentes acopladas a los LEDs y a los
foto sensores. Al reducir el ángulo de visión se incrementa el rango del LED o del
foto sensor. Como resultado, las lentes también aumentan la distancia de detección
de los sensores fotoeléctricos.
El haz de luz que emerge de una combinación de LED y lente es de una conicidad
característica. El área del cono se incrementa con la distancia.
Dispositivo de salida:
Una vez que el sensor fotoeléctrico ha detectado el cambio de luz suficiente, es decir,
ha detectado la presencia de un objeto, un dispositivo de salida conmuta la
alimentación eléctrica en el circuito de control. La salida se activa o se desactiva, lo
cual hace que este sensor sea un dispositivo digital.
34
2.3.1.1 SENSORES FOTOELÉCTRICOS POLARIZADOS
RETRORREFLECTIVOS
Los sensores fotoeléctricos polarizados retrorreflectivos son sensores que se pueden
utilizar para detectar la gran mayoría de objetos, incluso objetos brillantes tales como
productos con recubrimiento retráctil, metales brillantes, lámina metálica, entre otros.
Figura 2.11 Sensores fotoeléctricos polarizados retrorreflectivos
Estos sensores están diseñados principalmente para uso en aplicaciones donde un
objeto opaco bloqueará completamente el haz efectivo entre el sensor y el reflector.
2.3.1.2 SENSORES FOTOELÉCTRICOS DIFUSOS NORMALES
Hay situaciones en las que es difícil, por no decir imposible, acceder a ambos lados
de las piezas de trabajo. En estas aplicaciones, es necesario apuntar la fuente de luz
directamente al objeto. La luz es dispersada por la superficie del objeto en todos los
ángulos y una pequeña porción es reflejada nuevamente para ser detectada por el
receptor contenido en la misma carcasa. Este modo de detección se llama difusa o de
proximidad.
Figura 2.12 Sensores fotoeléctricos difusos normales
35
El sensor fotoeléctrico difuso normal está diseñado para detectar la luz reflejada
directamente por la superficie del objeto a ser detectado. Una aplicación exitosa de
sensores normales difusos puede ser problemática y debe tenerse cuidado para evitar
detectar el fondo que está detrás del objeto u objetos ubicados en el área del objeto.
2.3.2 SENSORES CAPACITIVOS DE PROXIMIDAD
Los sensores capacitivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando
un campo electrostático y detectando cambios en dicho campo a causa de un objeto
que se aproxima a la superficie de detección. Los elementos de trabajo del sensor
son, una sonda capacitiva de detección, un oscilador, un rectificador de señal, un
circuito de filtraje y el correspondiente circuito de salida.
Figura 2.13 Sensores capacitivos de proximidad
En ausencia de objetos a detectar, el oscilador se encuentra inactivo. Cuando se
aproxima un objeto, éste aumenta la capacitancia de la sonda de detección. Al
superar la capacitancia un umbral predeterminado se activa el oscilador, el cual
dispara el circuito de salida para que cambie entre “on” y “off”.
La capacitancia de la sonda de detección viene condicionada por el tamaño del objeto
a detectar, por la constante dieléctrica y por la distancia existente entre éste y el
sensor. A mayor tamaño y mayor constante dieléctrica de un objeto, mayor
incremento de capacitancia. A menor distancia entre objeto y sensor, mayor
incremento de capacitancia de la sonda por parte del objeto.
36
2.3.3 SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS
Los sensores inductivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando
un campo magnético y detectando las pérdidas de corriente de dicho campo
generadas al introducirse en él los objetos de detección férricos y no férricos.
Figura 2.14 Sensores de proximidad inductivos
El sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita, un oscilador, un sensor del
nivel de disparo de la señal y un circuito de salida. Al introducir un objeto metálico
en el campo, se inducen corrientes de histéresis en el objeto. Debido a ello hay una
pérdida de energía y una menor amplitud de oscilación. El circuito sensor reconoce
entonces un cambio específico de amplitud y genera una señal que conmuta la salida
de estado sólido a la posición “ON” (Encendido) y “OFF” (Apagado).
2.3.4 ELECTROIMANES
En el presente proyecto se utilizaron dos electroimanes de sujeción circulares.
Un electroimán es un dispositivo electromagnético destinado a transformar la energía
eléctrica en energía mecánica. Los electroimanes de corriente continua se fabrican
con aleaciones férricas.
37
Figura 2.15 electroimanes de sujeción circulares
Su funcionamiento es muy sencillo, cuando se activa la corriente se genera un campo
magnético que queda concentrado en la armadura de hierro, permitiendo así
cualquier tipo de sujección.
Este tipo de electroimanes se activa únicamente mediante la corriente eléctrica. Su
principal característica es su gran fuerza de retención con un consumo de corriente
moderado.
2.3.5 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) son las siglas en inglés de Pantalla de Cristal Líquido.
Se trata de un dispositivo de visualización grafico para la presentación de caracteres,
símbolos o incluso dibujos, está formado por 2 capas conductoras transparentes y en
medio un material especial cristalino (cristal líquido) que tienen la capacidad de
orientar la luz a su paso.18
La mayoría de cristales responden con facilidad a los campos eléctricos, exhibiendo
distintas propiedades ópticas en presencia o ausencia del campo.
LCD DE TEXTO
Permiten visualizar mensajes cortos de texto. Existen algunos modelos
estandarizados en la industria, en función de su tamaño medido en número de líneas
y columnas de texto. Existen modelos de una, dos y cuatro filas únicamente. El
número de columnas típico es de ocho, dieciséis, veinte y cuarenta caracteres.
18
http://www.planetaelectronico.com.
38
Figura 2.15 LCD
“El controlador Hitachi HD44780 se ha convertido en un estándar cuyas
especificaciones funcionales son imitadas por la mayoría de los fabricantes”. 19
LCD 2 x 16:
Dispone de 2 filas de 16 caracteres cada una y cada carácter dispone de una matriz de
5x7 puntos (pixels). Este dispositivo esta gobernado internamente por un
microcontrolador y regula todos los parámetros de presentación, este modelo es el
mas comúnmente usado.
Características principales:
Pantalla de caracteres ASCII.
Desplazamiento de los caracteres hacia la izquierda o la derecha.
Proporciona la dirección de la posición absoluta o relativa del caracter.
Movimiento del cursor y cambio de su aspecto.
Permite que el usuario pueda programar 16 caracteres.
Conexión a un procesador usando un interfaz de 4 u 8 bits
Velocidad de trabajo 9600 o 2400 baudios
19
http://www.x-robotics.com/lcd.htm#LCD.
39
Descripción de pines del LCD:
PIN Nº SIMBOLO DESCRIPCION
1 Vss Tierra de alimentación GND
2 Vdd Alimentación de +5V CC
3 Vo Contraste del cristal liquido. ( 0 a +5V )
4 RS
Selección del registro de control/registro de datos:
RS=0 Selección registro de control
RS=1 Selección registro de datos
5 R/W
Señal de lectura/escritura:
R/W=0 Escritura (Write)
R/W=1 Lectura (Read)
6 E
Habilitación de la pantalla:
E=0 Pantalla desactivada
E=1 Pantalla activada
7-14 D0-D7 Bus de datos bidireccional.
Tabla 1 Descripción de pines LCD
Interpretación del significado de los Pines del Modulo LCD:
El Pin numero 4:
Denominado "RS" trabaja paralelamente al Bus de datos del LCD. Si el Pin numero
4 = 0 le dirá al modulo LCD que esta presente en el bus de datos una instrucción, por
el contrario, si el Pin numero 4 = 1 le dirá al modulo LCD que esta presente un
símbolo o un carácter alfa numérico.
El Pin numero 5:
Denominado "R/W" trabaja paralelamente al Bus de datos del modulo LCD. Es
utilizado de dos maneras, ya que usted podrá decirle al modulo LCD que escriba en
pantalla el dato que esta presente en el Bus; por otro lado también podrá leer que
dato esta presente en el Bus.
Si el Pin numero 5 = 0 el modulo LCD escribe en pantalla el dato que esta presente el
Bus; pero si el Pin numero 5 = 1 significa que usted necesita leer el dato que esta
presente el bus del modulo LCD.
40
El Pin numero 6:
Denominado "E" que significa habilitación del modulo LCD tiene una finalidad
básica: conectar y desconectar el modulo. Esta desconexión no estará referida al
voltaje que le suministra la corriente al modulo; la desconexión significa tan solo que
se hará caso omiso a todo lo que este presente en el bus de datos de dicho modulo
LCD.
Los Pines desde el número 7 hasta el número 14:
Representan 8 líneas que se utilizan para colocar el dato que representa una
instrucción para el modulo LCD o un carácter alfa numérico. El Bus de datos es de 8
Bits de longitud y el Bit menos significativo esta representado en el Pin numero 7, el
Pin mas significativo esta representado en el Pin numero 14
2.4 COMPONENTES NEUMÁTICOS
El módulo “Banda Transportadora” cuenta con los siguientes componentes
neumáticos:
Cilindros de doble acción.
Válvulas de control de flujo.
Válvulas de control 5/2.
2.4.1 CILINDROS DE DOBLE ACCIÓN20
El cilindro de doble acción o de doble efecto genera un movimiento rectilíneo
(carrera del émbolo) que puede ser de avance y de retroceso. Este tipo de cilindro
puede producir trabajo en los dos sentidos de carrera del émbolo, ya que posee dos
tomas de aire comprimido, situadas a ambos lados del émbolo.
20
Manual de neumática PN-2100, DEGEM
41
Figura 2.17 Cilindro de doble acción:
La carrera del émbolo de un cilindro neumático puede desarrollarse a una alta
velocidad. En este caso, generalmente conviene amortiguar los finales de la carrera
del émbolo para evitar el ruido excesivo y los choques bruscos tanto internamente
(que pudieran deteriorar a algunas de las partes interiores que constituyen el cilindro)
como externamente (que pudieran causar daños en el vástago del cilindro y en los
objetos externos que él manipula).
La fuerza desarrollada por un cilindro de doble efecto al avanzar el vástago depende
de la presión del aire, de la sección del émbolo y del rendimiento o pérdidas por
rozamiento en las juntas dinámicas. En el retroceso será preciso considerar también
el diámetro del vástago.
2.4.2 VÁLVULA DE CONTROL DE FLUJO
“La válvula de control de flujo, llamada también válvula reguladora del gasto, actúa
reduciendo el caudal del aire comprimido, variando de este modo su velocidad”21
.
En este caso, la regulación se la lleva a cabo manualmente por medio de un tornillo
regulador.
Los controles de flujo proporcionan calibración de salida del control de escape de
aire de un cilindro neumático mientras proporciona flujo completo en la dirección
opuesta. Algunos tipos de válvulas reguladoras pueden ser utilizadas para montarse
directamente al cilindro.
21
Manual de neumática PN-2100, DEGEM, Capítulo 13, página 15
42
2.4.3 VÁLVULA DE CONTROL 5/2
“Las válvulas de control direccional tienen por objeto comandar el caudal de aire
comprimido hacia los cilindros, haciéndolos entrar en el momento oportuno y
permitiendo el escape de aire cuando se desea invertir el movimiento del pistón”22
.
Esta válvula posee 5 vías, se la se utiliza para actuar directamente sobre el cilindro,
cuando cumple este papel eso se la denomina también válvula de operación
La aplicación más usual de la válvula 5/2 es la de controlar el avance y retroceso de
un cilindro de doble efecto, en una posición de la válvula el cilindro avanza y en la
otra retrocede.
Figura 2.17 a
Figura 2.17 b
Figura 2.18 Válvula de control 5/2
Para controlar un cilindro de doble efecto hay que cambiar simultáneamente las vías
de entrada y escape presión
Cuando el pulsador es accionado (Figura 2.17 a) la vía 1 se conecta a la 4 y la salida
2 se conecta al escape por la vía 3 haciendo que el cilindro salga. Cuando dejamos de
pulsar (Figura 2.17 b) la vía 1 se conecta a la vía 2 permitiendo la entrada del aire y
la 4 se conecta a la 5 haciendo que el cilindro regrese a la posición inicial.
22
http/www.sapiensman.com/neumática_hidráulica20.htm
43
2.4.4 ELECTROVÁLVULAS (VÁLVULAS ELECTROMAGNÉTICAS)
Estas válvulas se utilizan cuando la señal proviene de un temporizador eléctrico, un
final de carrera eléctrico o mandos electrónicos. En general, se elige el
accionamiento eléctrico para mandos con distancias extremamente largas y cortos
tiempos de conexión.
Las electroválvulas o válvulas electromagnéticas se dividen en válvulas de mando
directo o indirecto. Las de mando directo solamente se utilizan para un diámetro
pequeño, puesto que para diámetros mayores los electroimanes necesarios resultarían
demasiado grandes
2.5 PARTE MECÁNICA
Dependiendo de la aplicación en estudio, los sensores, puertas, topes, finales de
carrera y las estaciones de transferencia y de proceso se pueden montar en diferentes
puntos, y desmontarlos con la misma facilidad, a lo largo de ambas bandas
transportadoras por medio de broches de fijación rápida.
44
CAPITULO III
SISTEMA SCADA PARA EL MÓDULO BANDA
TRANSPORTADORA
INTRODUCCION:
En el presente capítulo se va a desarrollar un sistema SCADA que permitirá controlar
y supervisar el movimiento de la pieza de trabajo sobre la banda transportadora, se
simularán errores para visualizar la realimentación del proceso.
Este sistema está compuesto de:
Software InTouch con las pantallas necesarias para visualizar el proceso.
Un PLC SIEMENS Simatic S7 200 cpu 224.
Un módulo de ampliación de 8 salidas digitales tipo relé.
Cable de comunicación PC/PPI.
Software I/O server S7200PPI.
LENGUAJE COMPUTACIONAL:
3.1 INTOUCH
“Es un paquete de software utilizado para crear aplicaciones de interfaz hombre-
máquina bajo entorno PC. Este programa utiliza como sistema operativo el entorno
Windows. El paquete consta de dos elementos: WindowMaker y WindowViewer”23
.
23
CORRALES Luis, Curso introductorio de InTouch, EPN, 2005
45
InTouch es un generador de aplicaciones destinadas a la automatización industrial,
control de procesos y supervisión, este software puede actualizarse paralelamente a
las nuevas tendencias y necesidades de los usuarios.
InTouch ofrece la posibilidad de generar aplicaciones SCADA al más alto nivel,
utilizando las herramientas de programación orientadas a objetos, para usuarios no
informáticos.
3.1.1 WINDOWMAKER
Es el sistema de desarrollo de InTouch, permite todas las funciones necesarias para
crear ventanas animadas interactivas conectadas a sistemas de entradas/salidas
externos o a otras aplicaciones Windows.
“WindowMaker es una herramienta de dibujo basada en gráficos por objetos, en
lugar de gráficos por píxeles. Básicamente se puede decir que se crean objetos
independientes unos de otros, ello facilita la labor de la edición del dibujo y, lo que
es más importante, permite una enorme sencillez y potencia en la animación de cada
uno de los objetos, independientemente o por grupos"24
.
3.1.2 WINDOWVIEWER
“Es el sistema runtime de InTouch, utilizado para rodar las aplicaciones creadas con
el elemento anterior”25
.
El paquete InTouch viene protegido por una llave física (licencia) que debe ser
conectada al puerto paralelo del computador. Existen distintos tipos de llaves,
dependiendo de cuál de ellas se utilice se podrá disponer de unas u otras funciones.
24
2 CORRALES Luis, Curso introductorio de InTouch, EPN, 2005
46
3.1.3 CARACTERÍSTICAS DE INTOUCH
Mejora significativamente la eficiencia operacional.
Propaga cambios eficientemente a múltiples aplicaciones.
Contiene gráficos orientados a objetos fáciles de configurar.
Visualiza y controla operaciones con una impresionante facilidad de uso.
Crea aplicaciones flexibles, ágiles y escalables.
Excelente facilidad de conectividad.
Conectividad con la más amplia gama de equipos y dispositivos.
Facilita a los usuarios el desarrollo fácil y rápido de aplicaciones industriales
para crear las vistas gráficas de sus procesos.
Las aplicaciones de InTouch son suficientemente flexibles para cumplir necesidades
inmediatas y poder aumentarlas para satisfacer requerimientos futuros, mientras
conserva el valor de la inversión y los esfuerzos de la ingeniería. Esas aplicaciones
de InTouch versátiles pueden usarse desde dispositivos móviles, computadoras
remotas e incluso a través de Internet.
Las aplicaciones creadas con InTouch son lo suficientemente flexibles para cubrir las
necesidades y permitir su ampliación para el acondicionamiento a futuros
requerimientos.
3.1.4 REQUISITOS DEL SISTEMA
Cualquier máquina con un procesador 80486 o superior.
Por lo menos 100 MB de espacio libre en disco duro.
Por lo menos 64 MB de memoria de acceso aleatorio (RAM).
Adaptador de pantalla SVGA.
Puerto paralelo.
Dispositivo de puntero (por ejemplo, Mouse, joystick, etc).
Sistemas operativos Windows, de Microsoft (3.1 o superior).
47
3.2 COMUNICACIÓN PLC-INTOUCH
3.2.1 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN26
Las CPUs S7-200 asisten diversos métodos de comunicación. Dependiendo de la
CPU S7-200 utilizada, la red puede asistir uno o varios de los siguientes protocolos
de comunicación:
Interface punto a punto (PPI).
Interface multipunto (MPI).
PROFIBUS.
Estos protocolos se basan en la intercomunicación de sistemas abiertos (OSI) de la
arquitectura de siete capas. Los protocolos PPI y MPI se implementan en una red de
anillo con testigo conforme al estándar Process Field Bus (PROFIBUS).
Se trata de protocolos asíncronos de caracteres que utilizan un bit de inicio, ocho bits
de datos, un bit de paridad par y un bit de parada. Los bloques de comunicación
dependen de los caracteres especiales de inicio y de parada, de las direcciones de
estación de fuente y de destino, de la longitud de dichos bloques y de la suma de
verificación para garantizar la integridad de los datos.
Los tres protocolos se pueden utilizar simultáneamente en una red sin que interfieran
entre sí, con la condición de que usen una misma velocidad de transferencia.
PROFIBUS.
Utiliza el estándar RS-485 con cables de par trenzado. Ello permite interconectar
hasta 32 dispositivos en un segmento de la red. Los segmentos pueden tener una
longitud máxima de 1.200 m, dependiendo de la velocidad de transferencia. Es
posible conectar repetidores para poder incorporar más dispositivos en la red o con
objeto de utilizar cables más largos. Si se usan repetidores, las redes pueden tener
una longitud de hasta 9.600 m, dependiendo de la velocidad de transferencia.
26
SIEMENS, Sistema de automatización s7-200, Manual de sistema, Edición 2001
48
Los protocolos prevén dos tipos de dispositivos de red: los maestros y los esclavos.
Los maestros pueden enviar una petición a otros dispositivos. En cambio, los
esclavos sólo pueden responder a las peticiones de los maestros, sin poder lanzar
nunca una petición por su propia cuenta.
Los protocolos asisten 127 direcciones (0 a 126) en una red. Una red puede
comprender 32 maestros como máximo. Todos los dispositivos que formen parte de
una red deberán tener direcciones unívocas para poder comunicarse entre sí. El ajuste
estándar para las unidades de programación SIMATIC y los PCs con STEP 7-
Micro/WIN 32 es la dirección “0”.
Protocolo PPI:
PPI es un protocolo maestro/esclavo. Los maestros (otras CPUs, unidades de
programación SIMATIC o visualizadores de textos) envían peticiones a los esclavos
y éstos últimos responden. Los esclavos no inician mensajes, sino que esperan a que
un maestro les envíe una petición o solicite una respuesta. Todas las CPUs S7-200
actúan de estaciones esclavas en la red.
Estando en modo RUN, algunas CPUs S7-200 pueden actuar de estaciones maestras
en la red si se encuentra habilitado el modo maestro PPI en el programa de usuario.
Una vez habilitado el modo maestro PPI, se podrán enviar mensajes a otras CPUs,
usando las operaciones Leer de la red (NETR) y Escribir en la red (NETW). Mientras
actúa de estación maestra PPI, la CPU S7-200 sigue respondiendo en calidad de
esclava a las peticiones de otros maestros.
El protocolo PPI no limita la cantidad de maestros que pueden comunicarse con una
CPU cualquiera que actúe de esclava, pero la red no puede comprender más de 32
maestros.
49
3.2.2 CONFIGURACIÓN DEL I/O SERVER S7200PPI
En la presente tesis se utiliza el I/O Server S7200PPI para comunicar el controlador
lógico programable con el ordenador.
Una vez instalado el software del I/O server S7200PPI en el ordenador se deben
seguir los siguientes pasos para configurarlo correctamente:
En el cuadro de diálogo “Com Port Settings” del menú Configure se debe verificar la
tasa de transferencia, ésta debe ser la misma con la que se establecerá la
comunicación PLC – STEP 7, para la paridad se debe seleccionar la opción “even” si
la comunicación es a 11 bits o “none” si es a 10 bits, esta configuración depende de
la disposición física de los dip switch del cable de comunicación PC/PPI, que se
especifica en el capítulo 4.
Figura 3.1 Configuración del I/O server S7200PPI (a)
En el cuadro de diálogo “Modem Settings” del menú Configure se debe verificar
solamente que la opción “Comm Port” se encuentre en COM 1, que es el puerto que
se está utilizando en el presente proyecto.
Figura 3.2 Configuración del I/O server S7200PPI (b)
50
En el cuadro de diálogo “Topic Definition” el “Topic Name” lo pone el usuario, se
puede utilizar el S7DEMO que viene por defecto. El “PLC Address” debe coincidir
con la dirección remota, al igual que el “Com Port”. El “Max. Message Size” debe
configurarse con 112 bytes para el CPU 224 del PLC. El tiempo de actualización del
Server (“Update Interval”) depende del tipo y número de ítems, del tipo de PLC y de
la velocidad del computador.
Figura 3.3 Configuración del I/O server S7200PPI (c)
En el cuadro de diálogo “DDE Server Settings” se mantiene la velocidad de barrido
del puerto en 50 ms, se mantiene desactivada la opción “NetDDE” y se mantiene la
dirección que se carga por defecto.
Figura 3.4 Configuración del I/O server S7200PPI (d)
51
3.2.3 COMUNICACIÓN INTOUCH – PLC
Para lograr la comunicación entre el PLC y el Software InTouch se configura un
tagname, en el cuadro de diálogo “Tagname Dictionary” configuramos el “Type” que
es el tipo de tag, para nuestro PLC seleccionamos I/O Discrete.
Figura 3.5 Comunicación InTouch – PLC (a)
En la opción “Access Name” se crea un nuevo Access Name, cuyo nombre y
aplicación debe ser el mismo que el del Server (S7200PPI), el protocolo a utilizar es
el DDE.
Figura 3.6 Comunicación InTouch – PLC (b)
Una vez hecho esto, la comunicación entre el software InTouch y el PLC se ha
configurado y, dependiendo de la programación se puede visualizar el estado de las
entradas y salidas del PLC en la pantalla del computador.
52
3.3 SIMULACIÓN DE MÓDULO “BANDA TRANSPORTADORA”
3.3.1 PANTALLA “PRESENTACIÓN”
Al realizar el runtime de nuestra aplicación, se visualizará en primer lugar la pantalla
“PRESENTACIÓN”, la cual contiene los datos más importantes acerca del proyecto,
en este caso es la información de la tesis.
Figura 3.7 Pantalla “PRESENTACIÓN”
Programación del botón “INGRESO”:
Este botón simplemente permite visualizar la siguiente pantalla del proceso, en este
caso, se oculta la pantalla “PRESENTACIÓN” y aparece la pantalla
“SEGURIDAD”, figura 3.8.
Figura 3.8 Programación del botón “INGRESO”.
53
3.3.2 PANTALLA “SEGURIDAD”
Esta pantalla permite dar un nivel de seguridad al colocar un nombre de usuario y
una contraseña para poder tener acceso al proceso, al ingresar correctamente estos
nombres aparecerá el botón “INGRESAR”, el mismo que nos va a dar acceso al
proyecto, figura 3.9.
Figura 3.9 Pantallas “SEGURIDAD”
Programación del botón “INGRESAR USUARIO”:
Figura 3.10 Programación del botón “INGRESAR USUARIO”.
Una vez programado este botón, al momento de seleccionarlo aparecerá un espacio
en el cual se ingresará el nombre del operador, una vez colocado el nombre, se
oprime la tecla ENTER y este nombre entra al sistema
54
Programación del botón “INGRESAR PASSWORD”:
Figura 3.11 Programación del botón “INGRESAR PASSWORD”.
Al igual que el botón anterior, al momento de seleccionarlo aparecerá un espacio en
el cual se ingresará la contraseña del usuario, una vez ingresada, se oprime la tecla
ENTER y este nombre entra al sistema.
Programación de niveles de seguridad:
La programación de diferentes niveles de seguridad nos permite restringir o limitar el
acceso a ciertas opciones del proceso dependiendo del usuario, el usuario con el nivel
de seguridad más alto tendrá el mayor acceso, mientras que los usuarios de bajos
niveles de seguridad tendrán menos acceso. La programación de los niveles de
acceso para los diferentes usuarios se realiza de la siguiente manera:
Figura 3.12 Configuración de usuarios
55
Una vez seleccionada esta opción aparece la pantalla que se indica en la figura 3.13,
aquí se configura el nombre de los usuarios y el nivel de acceso de cada uno.
Figura 3.13 Configuración del Nivel de Acceso
Se debe tomar en cuenta que después de realizada esta configuración, la única
manera de editarla (aumentar usuarios, cambiar contraseña, etc), es ingresando al
programa con el nombre de usuario que posea el nivel de acceso más alto, los
usuarios con bajo nivel de acceso no pueden realizar esta configuración.
3.3.3 PANTALLA “MENÚ”
Esta pantalla nos muestra una foto del módulo “Banda transportadora”, en esta
pantalla se han colocado 2 botones, al seleccionar el botón “PROCESO” se da paso a
la visualización general del proceso, en cambio al seleccionar el botón
“REGRESAR”, aparece la ventana anterior, que es la ventana “SEGURIDAD”.
Figura 3.14 Pantalla “MENU”
56
El procedimiento para programar estos botones es sencillo, es similar al mostrado en
la figura 3.8, la única diferencia es la ventana seleccionada para que aparezca o para
que se oculte.
3.3.4 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “BANDA
TRANSPORTADORA”
La pantalla “BANDA TRANSPORTADORA” es la más importante, ya que en ella
se visualiza todo el proceso que sigue la pieza de trabajo.
Figura 3.15 Pantalla “BANDA TRANSPORTADORA”
IF S1 == 1 THEN Switch que hace que inicie todo el proceso.
IF Marca1 == 1 THEN
CONT9 = 0;
ENDIF;
IF Marca1 == 1 THEN
IF CONT1 == 100 THEN
CONT1 = 0;
ELSE
CONT1 = CONT1 + 1;
ENDIF;
ENDIF;
; Si la Marca 1 del PLC se enciende, entonces
; El contador CONT1 cuenta hasta un valor máximo de 100 ;
empezando la cuenta desde cero.
; El conteo sube de uno en uno.
; Se cierra el lazo.
Las Marcas programadas en InTouch son tags que, en este caso, están relacionados
con las marcas internas que posee el PLC.
57
Las marcas internas del PLC son activadas por finales de carrera ubicados a lo largo
de la banda transportadora, estas marcas activan los contadores (CONT) que a su vez
hacen que se produzca el movimiento en pantalla.
IF Marca2 == 1 THEN
CONT1 = 0;
ENDIF;
IF Marca2 == 1 THEN
IF CONT2 == 500 THEN
CONT2 = 0;
ELSE
CONT2 = CONT2 + 1;
ENDIF;
ENDIF;
IF CONT2 == 15 THEN
CONT3 = 0;
ELSE
CONT3 = CONT3 + 1;
ENDIF;
IF Marca7 == 1 THEN
Show "ESTAMPADO FRONTAL";
ENDIF;
IF Marca10 == 1 THEN
Hide "ESTAMPADO FRONTAL";
ENDIF;
La Marca7 es activada por un sensor cuando la pieza de trabajo llega a la posición de
estampado, y hace que se muestre la pantalla “ESTAMPADO FRONTAL”, una vez
cumplido el proceso de estampado se activa la Marca10 que oculta esta pantalla.
IF Marca3 == 1 THEN
CONT2 = 0;
ENDIF;
IF Marca3 == 1 THEN
EST1 = 0;
ENDIF;
IF Marca3 == 1 THEN
IF CONT4 == 500 THEN
CONT4 = 0;
ELSE
CONT4 = CONT4 + 1;
ENDIF;
ENDIF;
IF CONT4 == 14 THEN
CONT5 = 0;
58
ELSE
CONT5= CONT5 + 1;
ENDIF;
IF Marca20 == 1 THEN
Show "ERROR EN ESTAMPADO";
ENDIF;
IF Marca20 == 0 THEN
Hide "ERROR EN ESTAMPADO";
ENDIF;
La Marca20 es activada cuando un sensor detecta que se ha producido un error y
hace que se muestre la pantalla “ERROR EN ESTAMPADO”, la pantalla se oculta
cuando la Marca20 se desactiva.
IF Marca3 == 1 THEN
CONTc = 0;
ENDIF;
IF Marca4 == 1 THEN
CONT4 = 0;
ENDIF;
IF Q4 == 1 THEN
CONT4 = 0;
ENDIF;
IF Marca4 == 1 THEN
IF CONT6 == 500 THEN
CONT6 = 0;
ELSE
CONT6= CONT6 + 1;
ENDIF;
ENDIF;
IF CONT6 == 18 THEN
CONT8 = 0;
ELSE
CONT8= CONT8 + 1;
ENDIF;
IF Marca13 == 1 THEN
Show "TALADRADO FRONTAL";
ENDIF;
IF Marca14 == 1 THEN
Hide "TALADRADO FRONTAL";
ENDIF;
Al igual que en el caso del estampado, La Marca13 es activada cuando la pieza de
trabajo llega a la posición de estampado, y hace que se muestre la pantalla
“TALADRADO FRONTAL”, una vez cumplido este proceso se activa la Marca14
59
que oculta esta pantalla.
IF Marca5 == 1 THEN
CONT6 = 0;
ENDIF;
IF Marca24 == 1 THEN
Show "ERROR EN TALADRADO";
ENDIF;
IF Marca24 == 0 THEN
Hide "ERROR EN TALADRADO";
ENDIF;
La Marca24 es activada cuando un sensor detecta que se ha producido un error en el
taladrado y hace que se muestre la pantalla “ERROR EN ESTAMPADO”, la pantalla
se oculta cuando la Marca se desactiva.
IF Marca5 == 1 THEN
TAL1 = 0;
ENDIF;
IF Marca5 == 1 THEN
IF CONT9 == 500 THEN
CONT9 = 0;
ELSE
CONT9= CONT9 + 1;
ENDIF;
ENDIF;
IF CONT9 == 12 THEN
CONT10 = 0;
ELSE
CONT10 = CONT10 + 1;
ENDIF;
IF Marca6 == 1 THEN
CONT9 = 0;
ENDIF;
IF Marca6 == 1 THEN
CONTt = 0;
ENDIF;
ENDIF;
60
3.3.6 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “ESTAMPADO
FRONTAL”
La pantalla “ESTAMPADO FRONTAL”, aparece cuando la pieza de trabajo llega al
lugar donde se produce la simulación de estampado, con la ayuda de esta pantalla se
visualiza cómo se lleva a cabo este proceso.
Figura 3.16 Pantalla “ESTAMPADO FRONTAL”
Cuando un sensor detecta la presencia de la pieza de trabajo en el lugar de del
estampado se activa la Marca7.
En este caso, los contadores son nombrados como EST, estos contadores hacen que
el esquema de simulación tenga movimiento.
IF Marca7 == 1 THEN
IF EST1 == 60 THEN
EST1 = 0;
ELSE
EST1 = EST1 + 1;
ENDIF;
IF EST1 == 15 THEN
EST2 = 0;
ELSE
EST2 = EST2 + 1;
ENDIF;
IF EST1 == 40 THEN
61
EST3 = 0;
ELSE
EST3 = EST3 + 1;
ENDIF;
IF Marca10 == 1 THEN
EST1 = 0;
ENDIF;
ENDIF;
3.3.7 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “ERROR EN
ESTAMPADO”
Esta pantalla aparece cuando el sensor detecta un error en el proceso de estampado,
en esta pantalla podemos visualizar como se realimenta el error para corregirlo, es
decir, la pieza regresa de nuevo a la parte de estampado hasta que no existan fallas en
el estampado.
Figura 3.17 Pantalla “ERROR EN ESTAMPADO”
IF Marca20 == 1 THEN
IF Marca3 == 1 THEN
CONTc = 0;
ENDIF;
IF CONTc == 250 THEN
CONTc = 0;
ELSE
CONTc = CONTc + 1;
ENDIF;
IF CONTc == 92 THEN
CONTd = 0;
ELSE
CONTd = CONTd + 1;
ENDIF;
62
IF CONTc == 164 THEN
CONTe = 0;
ELSE
CONTe = CONTe + 1;
ENDIF;
IF CONTc == 260 THEN
CONTf = 0;
ELSE
CONTf = CONTf + 1;
ENDIF;
IF CONTc == 336 THEN
CONTg = 0;
ELSE
CONTg = CONTg + 1;
ENDIF;
IF Marca15 == 1 THEN
CONTc = 0;
ENDIF;
ENDIF;
3.3.8 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “TALADRADO
FRONTAL”
Figura 3.18 Pantalla “TALADRADO FRONTAL”
La pantalla “TALADRADO FRONTAL”, aparece cuando la pieza de trabajo llega al
lugar donde se produce la simulación del taladrado, con la ayuda de esta pantalla se
puede visualizar cómo se lleva a cabo el taladrado.
IF Marca13 == 1 THEN
63
IF TAL1 == 60 THEN
TAL1 = 0;
ELSE
TAL1 = TAL1 + 1;
ENDIF;
IF TAL1 == 15 THEN
TAL2 = 0;
ELSE
TAL2 = TAL2 + 1;
ENDIF;
IF TAL1 == 40 THEN
TAL3 = 0;
ELSE
TAL3 = TAL3 + 1;
ENDIF;
IF Marca14 == 1 THEN
TAL1 = 0;
ENDIF;
ENDIF;
3.3.9 PROGRAMACIÓN DE LA PANTALLA “ERROR EN
TALADRADO”
Esta pantalla nos permite visualizar la realimentación de la pieza de trabajo en caso
de que el sensor detecte un error en el taladrado.
Figura 3.19 Pantalla “ERROR EN TALADRADO”
IF Marca24 == 1 THEN
IF CONTt == 130 THEN
CONTt = 0;
ELSE
CONTt = CONTt + 1;
ENDIF;
64
IF CONTt == 30 THEN
CONTu = 0;
ELSE
CONTu = CONTu + 1;
ENDIF;
IF CONTt == 50 THEN
CONTv = 0;
ELSE
CONTv = CONTv + 1;
ENDIF;
IF CONTt == 70 THEN
CONTw = 0;
ELSE
CONTw = CONTw + 1;
ENDIF;
IF CONTt == 90 THEN
CONTx = 0;
ELSE
CONTx = CONTx + 1;
ENDIF;
IF CONTt == 110 THEN
CONTy = 0;
ELSE
CONTy = CONTy + 1;
ENDIF;
IF S3 == 1 THEN
CONTt = 0;
ENDIF;
ENDIF;
3.4 CONFIGURACIÓN DE ALARMAS
En la presente tesis se realizó la programación de una pantalla de alarma que
representa 2 errores diferentes, se visualiza cuando se detecta un error, tanto en el
proceso de estampado como en el proceso de taladrado, figura 3.21.
65
Figura 3.20 Pantalla “ALARMA”
Como se trata de una sola pantalla de alarma, que aparece para indicar 2 errores
diferentes, debe programarse de tal manera que se pueda identificar qué tipo de error
se produjo.
Para ello se configuran 2 “condition script” (figura 3.22), en los que se programará
las condiciones que hacen que se active la alarma y dependiendo de dicha condición
aparecerá un mensaje indicando el tipo de error que hizo que se active.
Figura 3.21 Programación de la condición de alarma
Las condiciones bajo las cuales se activa la pantalla de alarma son las siguientes:
CONDICIÓN (nombre del tag) DIRECCIÓN EN PLC MENSAJE
Marca20 M2.0 ERROR EN ESTAMPADO
Marca24 M2.4 ERROR EN TALADRADO
Tabla 2 Condiciones de activación de alarmas
Para completar la identificación del tipo de error que activa la pantalla de alarma se
programa un texto tipo String asociado a la expresión ALARMA.
66
Figura 3.22 Identificación del tipo de alarma
Figura 3.23 Programación del mensaje de alarma
Una vez realizado este proceso, será fácilmente identificable cuál de los errores
producidos en el proceso provocó que se active la pantalla alarma, figura 3.24.
Figura 3.24, Identificación de error
Programación del botón ACEPTAR:
Este botón sirve para que el operador la ha reconozca el tipo de error que se a
producido, mientras el operador no pulse este botón la ventana de alarma
permanecerá activa, indicando que se produjo un error.
67
Figura 3.25 Programación del botón “ACEPTAR”
Una vez aquí se programa lo siguiente:
Ack $System;
Hide "ALARMA";
Con esto se logra que el operador sepa que se produjo un error y en qué parte del
proceso fue producido.
3.5 CAPAS OSI
”OSI (Open Systems Interconnection). Interconexión de Sistemas Abiertos, es un
conjunto de estándares ISO relativo a la comunicación de datos, que ayuda a los
fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes”27
.
El modelo OSI permite entender cómo viajan los datos por una red y la manera en la
que las capas de red manipulan los datos entre nodos. Este modelo consta de 7 capas,
cada una de ellas proporciona una serie de funciones que benefician a la capa
superior y se apoyan al mismo tiempo en la inferior.
27
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI
68
CAPA 1, Capa de Aplicación:
Es la más cercana al usuario, en esta capa, el usuario y la computadora establecen
contacto con la red a través de una interfaz conformada por los programas y
aplicaciones utilizadas por el de usuario.
El usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele
interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero
ocultando la complejidad que hay detrás.
Figura 3.26 Capas del modelo OSI
CAPA 2, Capa de Presentación:
Esta capa se encarga de convertir datos de entrada y salida de un formato de
presentación a otro, es decir, se ocupa de los aspectos semánticos de la
comunicación, estableciendo los arreglos necesarios para que puedan comunicar
máquinas que utilicen diversa representación interna para los datos.
La capa de presentación proporciona sus servicios a la capa de aplicación,
garantizando que la información que envía la capa de aplicación de un sistema pueda
ser entendida y utilizada por la capa de aplicación de otro.
CAPA 3, Capa de Sesión:
Es una extensión de la capa de transporte que ofrece control de diálogo y
69
sincronización, La capa de sesión proporciona sus servicios a la capa de
presentación, proporcionando el medio necesario para que las entidades que se están
comunicando por red organicen y sincronicen su diálogo y procedan al intercambio
de datos.
Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada
una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las
operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción.
CAPA 4, Capa de Transporte:
Su función básica es aceptar los datos enviados por las capas superiores, dividirlos en
pequeñas partes si es necesario, y pasarlos a la capa de red. La capa de transporte
intenta conseguir una transferencia de datos segura y económica y un transporte
confiable de datos entre los nodos de la red.
La capa de transporte proporciona sus servicios a la capa de sesión, efectuando la
transferencia de datos entre dos entidades de sesión. Para ello, divide los datos
originados en el host emisor en unidades apropiadas, denominadas segmentos, que
vuelve a reensamblar en el sistema del host receptor.
CAPA 5, Capa de Red:
El cometido de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al
destino, aún cuando ambos no estén conectados directamente. Es decir, se encarga de
encontrar el camino más adecuado para llevar los datos al destino.
La capa de red proporciona sus servicios a la capa de transporte, siendo una capa
compleja que proporciona conectividad y selección de la mejor ruta para la
comunicación entre máquinas que pueden estar ubicadas en redes geográficamente
distintas, los dispositivos encargados de encaminar los paquetes de datos, desde el
origen hasta el destino a través de la mejor ruta posible se denominan routers o
enrutadores.
70
CAPA 6, Capa de Enlace:
Se ocupa del direccionamiento físico, la detección y control de errores ocurridos en
la capa física, la formación y entrega ordenada de datos, control de flujo y fiabilidad
de la transmisión, su principal misión es convertir el medio de transmisión en un
medio libre de errores de cualquier tipo, suministrando un tránsito de datos confiable
a través de un enlace físico.
Para esto agrupa la información a transmitir en bloques ("Frames"), e incluye a cada
uno una suma de control ("Checksum") que permitirá al receptor comprobar su
integridad. Los datagramas recibidos son comprobados por el receptor, si algún
datagrama se ha corrompido se envía un mensaje al remitente solicitando su reenvío.
CAPA 7, Capa Física:
Es la encargada de transmitir los bits de información por la línea o medio utilizado
para la transmisión, de manera que todo lo que envíe el emisor llegue sin alteración
al receptor.
Se ocupa de las propiedades físicas y características eléctricas de los diversos
componentes; de la velocidad de transmisión, si esta es uni o bidireccional (simplex,
duplex o flull-duplex), también de aspectos mecánicos de las conexiones y
terminales, incluyendo la interpretación de las señales eléctricas.
Se puede decir que esta capa se encarga de transformar un paquete de información
binaria en una sucesión de impulsos adecuados al medio físico utilizado en la
transmisión.
71
3.6 CAPAS OSI EN EL SISTEMA SCADA
El sistema SCADA desarrollado en este trabajo, cumple con 4 de las 7 capas OSI:
Capa de Aplicación:
Esta capa está representada por las pantallas de intouch, que es la aplicación utilizada
por el usuario.
Capa de Presentación:
La capa de presentación está representada por el I/O server S7200PPI utilizada para
la comunicación PLC-PC
Capa de Enlace:
La capa de enlace está representada por el PLC al momento de enviar datos hacia el
ordenador.
Capa Física:
Esta capa está representada por el cable PC/PPI, que convierte las señales del puerto
RS-232 del ordenador en señales RS-485 entendidas por el PLC.
72
CAPITULO IV
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC)
4.1 GENERALIDADES DEL PLC
Se entiende por controlador lógico programable (PLC), a toda máquina electrónica
diseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial distintos procesos
secuenciales.
4.1.1 CAMPOS DE APLICACIÓN
Un PLC suele emplearse en procesos industriales que tengan una o varias de las
siguientes necesidades:
Espacio reducido.
Procesos de producción periódicamente cambiantes.
Procesos secuenciales.
Maniobra de máquinas e instalaciones.
4.1.2 VENTAJAS DEL PLC
Menor tiempo de elaboración de proyectos.
Posibilidad de modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos.
Mínimo espacio de ocupación.
Mantenimiento económico.
Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo PLC.
73
Menor tiempo de puesta en funcionamiento.
4.2 PLC SIEMENS SIMATIC S7200 CPU 224
“La gama S7-200 comprende diversos sistemas de automatización pequeños (Micro-
PLCs) que se pueden utilizar para numerosas tareas. Gracias a su diseño compacto y
su amplio juego de operaciones, los sistemas de automatización S7-200 son idóneos
para controlar tareas sencillas”28
.
Figura 4.1 Esquema del PLC S7200
Los componentes básicos para utilizar un sistema PLC S7-200 incluyen:
Una CPU S7-200,
Un computador personal PC,
Software de programación STEP 7-Micro/WIN 32 y
Cable de comunicación PC/PPI
28
http://www.siemens.com.ar/sie-pe/pe/automatizacion_plcsimatic_s7_200_s7_300_y_s7_400.htm
74
4.2.1 CPU S7-200
“La CPU S7-200 es un equipo autónomo compacto que incorpora una unidad central
de procesamiento (CPU), una fuente de alimentación, así como entradas y salidas
digitales”29
.
La CPU ejecuta el programa y almacena los datos para la tarea de
automatización o el proceso.
Utilizando módulos de ampliación se pueden agregar entradas y salidas (E/S)
adicionales a la CPU.
La fuente de alimentación suministra corriente a la unidad central y a los
módulos de ampliación conectados.
El sistema se controla mediante entradas y salidas (E/S). Las entradas vigilan
las señales de los dispositivos de campo (p.ej. sensores e interruptores),
mientras que las salidas supervisan los motores u otros aparatos del proceso.
El puerto de comunicación permite conectar la CPU a una unidad de
programación o a otros dispositivos que intervengan en el proceso.
Los diodos luminosos indican el modo de operación de la CPU (RUN o
STOP), el estado de las entradas y salidas integradas, así como los posibles
fallos del sistema que se hayan detectado.
Algunas CPUs tienen un reloj de tiempo real incorporado, en tanto que otras
necesitan un cartucho de reloj de tiempo real.
Un cartucho enchufable EEPROM en serie permite almacenar programas de
la CPU y transferir programas de una CPU a otra.
29
SIEMENS, Sistema de automatización s7-200, Manual de sistema, Edición 2001
75
Un cartucho enchufable de pila permite prolongar el respaldo de los datos en
la RAM.
Alimentación:
La CPU S7200 suministra la corriente continua de 5 V necesaria para los módulos
de ampliación del sistema. Preste especial atención a la configuración del sistema
para garantizar que la CPU pueda suministrar la corriente de 5V necesaria para los
módulos de ampliación seleccionados. Si la configuración requiere más corriente de
la que puede suministrar la CPU, deberá retirar un módulo o seleccionar una CPU de
mayor capacidad.
Todas las CPUs S7200 aportan también una alimentación para sensores de DC 24 V
que puede suministrar corriente DC de 24 V a las entradas y a las bobinas de relés de
los módulos de ampliación, así como a otros equipos. Si los requisitos de corriente
exceden la capacidad de la alimentación para sensores, será preciso agregar una
fuente de alimentación DC externa de 24 V al sistema.
Si se precisa una fuente de alimentación DC externa de 24 V, vigile que ésta no se
conecte en paralelo con la alimentación para sensores de la CPU S7200. Para
aumentar la protección contra interferencias, se recomienda conectar los cables
neutros (M) de las distintas fuentes de alimentación.
4.2.2 MÓDULOS DE AMPLIACIÓN
“La CPU S7-200 dispone de un número determinado de entradas y salidas
integradas. Conectando un módulo de ampliación se dispondrá de más entradas y
salidas (figura 4.2)”30
.
30
SIEMENS, Sistema de automatización s7-200, Manual de sistema, Edición 2001
76
Figura 4.2 Conexión de módulos de ampliación
El sistema se controla mediante entradas y salidas (E/S). Las entradas vigilan las
señales de los dispositivos de campo (sensores, interruptores, etc), mientras que las
salidas supervisan las válvulas, motores u otros aparatos del proceso. Se dispone de
entradas y salidas integradas (en la CPU), así como de E/S adicionales (en los
módulos de ampliación).
Las CPUs S7-200 disponen de un número determinado de entradas y salidas
digitales, la CPU 224 posee módulos de ampliación con entradas y salidas tanto
digitales como analógicas.
Direccionar las E/S integradas y adicionales:
Las entradas y salidas integradas en la unidad central de procesamiento (CPU) tienen
direcciones fijas. Para añadir a la CPU entradas y salidas adicionales, se pueden
conectar módulos de ampliación a la derecha de la CPU, formando una cadena de
E/S.
Las direcciones de las E/S de cada módulo vienen determinadas por el tipo de E/S y
por la posición del módulo en la cadena, con respecto al anterior módulo de entradas
o de salidas del mismo tipo. Por ejemplo, un módulo de salidas no afecta las
direcciones de un módulo de entradas y viceversa. Igualmente, los módulos
analógicos no afectan al direccionamiento de los módulos digitales y viceversa.
Los módulos de ampliación digitales reservan siempre un espacio de la imagen del
proceso en incrementos de ocho bits (un byte). Si un módulo no dispone de un punto
físico para cada bit de cada byte reservado, se pierden estos bits no utilizados y no se
pueden asignar a los módulos siguientes en la cadena de E/S.
77
En cuanto a los módulos de entradas, los bits no utilizados en los bytes reservados se
ponen a cero cada vez que se actualizan las entradas.
4.2.3 LÓGICA DE CONTROL
El S7200 ejecuta cíclicamente la lógica de control del programa, leyendo y
escribiendo datos. Cuando un programa se carga en la CPU y ésta se pone en modo
RUN, la CPU ejecuta el programa en el siguiente orden:
El S7200 lee el estado de las entradas.
El programa almacenado en el S7200 utiliza las entradas para evaluar (o
ejecutar) la lógica.
Tras evaluar el programa, el S7200 almacena los resultados de la lógica en el
área de salidas, es decir, es decir, en la imagen del proceso de las salidas.
Al final del programa, el S7200 escribe los datos de la imagen del proceso de
las salidas en las salidas físicas.
El ciclo de tareas se repite.
El S7200 ejecuta una serie de tareas de forma repetitiva. Esta ejecución se denomina
ciclo. Como muestra la figura siguiente, el S7200 ejecuta la mayoría de las tareas
siguientes (o todas ellas) durante un ciclo:
78
Figura 4.3 Lógica de control
Ciclo que cumple el PLC:
Leer las entradas: el S7200 copia el estado de las entradas físicas en la
imagen del proceso de las entradas.
Ejecutar la lógica de control en el programa: el S7200 ejecuta las
operaciones del programa y guarda los valores en las diversas áreas de
memoria.
Procesar las peticiones de comunicación: el S7200 ejecuta las tareas
necesarias para la comunicación punto a punto o en la red.
Efectuar el autodiagnóstico de la CPU: el S7200 verifica si la memoria del
programa y los módulos de ampliación están trabajando correctamente.
Escribir en las salidas: los valores almacenados en la imagen del proceso de
las salidas se escriben en las salidas físicas.
La ejecución del ciclo depende de si el S7200 está en modo STOP o RUN. El
programa se ejecutará si el S7200 está en modo RUN. En cambio, no se ejecutará en
modo STOP.
4.2.4 MODO DE OPERACIÓN DE LA CPU
79
“La CPU tiene dos modos de operación: STOP y RUN. En modo STOP se puede
crear y/o editar el programa. El programa no se ejecuta si la CPU está en modo
STOP, pero sí en modo RUN. Además, en modo RUN se puede crear, editar y
observar el funcionamiento del programa y los datos. Para facilitar la observación del
programa y la identificación de errores de programación se ofrecen funciones de
comprobación”31
.
El sistema operativo de la CPU almacena los errores fatales, obligándola a cambiar
de RUN a STOP. Si la CPU ha detectado un error fatal, no se podrá cambiar de
STOP a RUN hasta que no se haya remediado la condición de error. El sistema
operativo de la CPU también almacena los errores no fatales. Éstos se pueden
examinar, pero no causan un cambio de RUN a STOP.
Modo STOP:
“En el modo STOP la CPU se encuentra en un estado semiactivo. El programa de
usuario no se ejecuta, pero las entradas se actualizan. Las condiciones de
interrupción se inhiben”1.
Si ocurren interrupciones de comunicación, la CPU recibe los mensajes y ejecuta las
peticiones según sea necesario. Mientras la CPU está en modo STOP, los cambios de
los valores de las E/S se efectúan en la imagen del proceso, con excepción de la
función "Forzar" que tiene prioridad sobre los cambios de los valores de E/S en la
imagen del proceso.
Estando la CPU en modo STOP, el usuario puede cargar el programa desde el
ordenador en la CPU y viceversa, así como borrar la memoria.
Modo RUN:
“En modo RUN, la CPU lee las entradas, ejecuta el programa, escribe en las salidas,
procesa las peticiones de comunicación, actualiza los módulos inteligentes, ejecuta
31
Ventana de ayuda de STEP 7-Micro/Win 32
80
tareas auxiliares internas y gestiona las condiciones de interrupción. La CPU no
soporta tiempos de ciclos fijos de ejecución en modo RUN. Estas acciones (con
excepción de las interrupciones de usuario) se gestionan conforme a su prioridad en
el orden en que van ocurriendo. La figura siguiente muestra el ciclo de ejecución”32
.
Figura 4.4 Ciclo de operación del PLC
Al principio de cada ciclo se leen los valores actuales de los bits de entrada. Estos
valores se escriben luego en la imagen del proceso de las entradas. Los bits de
entrada que no tengan una entrada física correspondiente, pero que se encuentren en
el mismo byte que otras entradas físicas, se ponen a 0 en la imagen del proceso cada
vez que se actualicen las entradas, a menos que se hayan forzado.
Tras leer las entradas, el programa se ejecuta desde la primera operación hasta la
última. Al llegar a la última operación, la CPU comprueba si el sistema comprende
módulos inteligentes que se deban gestionar. En caso afirmativo, el mensaje se lee y
se guarda en un búfer hasta la siguiente fase del ciclo.
Durante esta fase del ciclo, la CPU procesa los mensajes que haya recibido por el
puerto de comunicación. Las peticiones de comunicación gestionadas se almacenan
para ser transferidas en su debido momento al dispositivo que las ha solicitado.
Las funciones de autodiagnóstico incluyen las comprobaciones periódicas de la
EEPROM del sistema operativo y de la memoria del programa de usuario, así como
verificaciones del estado de los módulos de ampliación.
Por último, los valores de la imagen del proceso de las salidas se escriben en las
salidas. Así se completa un ciclo.
32
Ventana de ayuda de STEP 7-Micro/Win 32
81
4.3 COMUNICACIÓN PLC – PC
“Si uno o más dispositivos intentan comunicarse con la CPU a través del puerto de
comunicación, la CPU responde a cada petición en orden consecutivo. La CPU no
intenta evitar que las acciones de los comunicadores interfieran entre sí. Al diseñar el
sistema se deberán tomar en cuenta todas las precauciones necesarias para evitar esas
interferencias”33
.
4.3.1 CABLE DE COMUNICACIÓN PC/PPI
El cable PC/PPI se puede utilizar para conectar el puerto de comunicación RS-232 de
un módem a una CPU S7-200. Por lo general, los módems utilizan las señales de
control RS-232 para que un PC pueda controlar el módem.
Aquí se explica cómo configurar la comunicación entre la CPU S7-200 y el
ordenador utilizando el cable PC/PPI. Esta es una configuración con un solo maestro
y sin ningún otro equipo de hardware instalado (como p.ej. un módem o una unidad
de programación).
Figura 4.5 Conexión PLC – PC con cable PC/PPI
La figura anterior muestra una configuración típica para conectar el PC a la CPU
utilizando el cable PC/PPI. Para establecer un enlace correcto entre los componentes
se tienen que seguir los siguientes pasos:
33
Ventana de ayuda de STEP 7-Micro/Win 32
82
1. Ajuste los interruptores DIP del cable PC/PPI a la velocidad de transferencia
asistida por su PC. Seleccione también las opciones “11 bits” y “DCE” si su
cable PC/PPI lo permite.
2. Conectar el extremo RS-232 (”PC”) del cable PC/PPI al puerto de
comunicaciones de su PC (COM1 ó COM2).
3. Conectar el extremo RS-485 (”PPI”) del cable PC/PPI al puerto de
comunicaciones de la CPU.
En un cable PC/PPI se puede configurar la velocidad de transferencia correcta
utilizando los interruptores DIP dispuestos en la carcasa del cable, estas velocidades
están comprendidas entre 600 bit/s y 38.400 bit/s.
La siguiente tabla muestra las velocidades de transferencia y las posiciones de los
interruptores DIP.
VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA
(Baudios)
POSICIÓN DE DIP SWITCH
(1 = ARRIBA)
38400 000
19200 001
9600 010
4800 011
2400 100
1200 101
600 110
Tabla 3 Velocidad de transferencia 34
El cable PC/PPI se encuentra en modo de transmisión cuando los datos se envían del
puerto RS-232 al RS-485. En cambio, se encuentra en modo de recepción al estar
inactivo, o bien cuando los datos se transmiten del puerto RS-485 al RS-232.
El cable cambia inmediatamente de modo de recepción a transmisión cuando detecta
caracteres en el canal de transmisión del RS-232. El cable cambia nuevamente a
modo de recepción cuando el canal de transmisión del RS-232 está inactivo durante
34
34
SIEMENS, Sistema de automatización s7-200, Manual de sistema, Edición 2001
83
el tiempo de inversión del cable. Dicho tiempo depende de la velocidad de
transferencia seleccionada con los interruptores DIP del cable.
VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA
(bits/s)
TIEMPO DE RETARDO
(milisegundos)
38400 0.5
19200 1
9600 2
4800 4
2400 7
1200 14
600 28
Tabla 4 tiempos de retardo
El tiempo de retardo es el suficiente para que el cable PC/PPI pueda cambiar de
modo de transmisión a modo de recepción y viceversa.
Asignación de pines para un conector de RS-485 a RS-232 DCE:
Asignación de pines del conector RS-485
Pin Descripción de la señal
1 Tierra (RS-485)
2 Hilo de retorno 24 V (tierra RS-485)
3 Señal B (RxD/TxD+)
4 RTS (nivel TTL)
5 Tierra (RS-485)
6 +5 V (con resistor en serie de 100 Ω)
7 Alimentación 24 V
8 Señal A (RxD/TxD-)
9 Selección de protocolo
Tabla 5 Asignación de pines del conector RS-485
Asignación de pines del conector RS-232 DCE
Pin Descripción de la señal
1 Data Carrier Detect (DCD) (no utilizado)
2 Receive Data (RD) (salida del cable PC/PPI)
3 Transmit Data (TD) (entrada al cable PC/PPI)
4 Data Terminal Ready (DTR) (no utilizado)
5 Tierra (RS-232)
6 Data Set Ready (DSR) (no utilizado)
7 Request To Send (RTS) (no utilizado)
8 Clear To Send (CTS) (no utilizado)
9 Ring Indicator (RI) (no utilizado)
84
Tabla 6 Asignación de pines del conector RS-232 DCE
4.4 STEP 7 – Micro WIN/32 VERSION 3.2
Figura 4.6 Software STEP 7 – Micro WIN/32 version 3.2
Para verificar los parámetros estándar se siguen los siguientes pasos:
Para verificar los parámetros estándar se siguen los siguientes pasos:
1. Conectar el cable PC/PPI entre la CPU y el PC, ajustando los interruptores
DIP a 9600 bit/s
2. En la ventana de STEP 7-Micro/WIN 32, se da un clic en el icono
“Comunicación”, aparecerá el cuadro de diálogo “Configurar comunicación”.
85
Figura 4.7 Configuración de comunicación
3. En el cuadro de diálogo “Configurar comunicación”, se da doble clic en el
icono del cable PC/PPI. Aparecerá el cuadro de diálogo “Ajustar interface
PG/PC”.
Figura 4.8 Ajuste de interface de comunicación.
4. Al dar clic en el botón “Propiedades” se accede al cuadro de diálogo donde se
visualizan las propiedades de comunicación. Se debe verificar las
propiedades como la velocidad de transferencia que debe estar ajustada a
9.600 bit/s.
La forma de establecer la comunicación entre el PC donde se ejecute STEP 7-
Micro/WIN 32 y la CPU del PLC depende de la configuración del hardware. Si no se
utiliza más que un cable PC/PPI para el enlace entre el PC y la CPU, basta con
86
conectar el cable y aceptar los parámetros estándar asignados en STEP 7-Micro/WIN
32 para el PC y la CPU a la hora de instalar el software STEP 7-Micro/WIN 32.
En cualquier momento es posible establecer la comunicación o modificar sus
parámetros.
Cargar un programa en el PLC:
Si la comunicación se ha establecido correctamente entre el PC donde se ejecuta
STEP 7-Micro/WIN 32 y una CPU, el programa de usuario se puede cargar en esa
CPU siguiendo los siguientes pasos.
1. Antes de cargar en la CPU, vigile que ésta se encuentre en modo STOP.
2. Haga clic en el botón “Cargar en CPU", luego haga clic en “Aceptar" para
iniciar el proceso de carga.
3. Si la carga se ha efectuado correctamente, aparecerá el siguiente mensaje de
confirmación “Carga finalizada correctamente”.
4. Tras haber concluido correctamente la carga deberá cambiar la CPU de STOP
a RUN Haciendo clic en el botón “RUN" de la barra de herramientas.
Cuando un bloque de programa, un bloque de datos o un bloque de sistema se carga
del PC en la CPU, sobrescribirá el que se encuentra actualmente en la CPU (si ya
existe uno allí). Cerciórese de que desea sobrescribir el bloque contenido en la CPU
antes de iniciar el proceso de carga.
Un proyecto comprende los siguientes componentes básicos:
Bloque de programa: incluye el código ejecutable y los comentarios. El
código ejecutable comprende un programa principal, así como subrutinas
y/o rutinas de interrupción (opcionales). El código se compila y se carga
en la CPU, los comentarios del programa no.
Tabla de símbolos: Permiten utilizar el direccionamiento simbólico
87
para la programación. En algunos casos es más conveniente programar
con símbolos, puesto que facilitan el entendimiento del programa. El
programa compilado que se carga en la CPU convierte todos los
símbolos a direcciones absolutas.
Tablas de estado: Permite observar cómo se ven afectados los valores
del proceso a medida que se ejecuta el programa de usuario. Las tablas
de estado no se cargan en la CPU. Su única función consiste en vigilar la
actividad de la CPU (real o simulada).
Bloque de datos: El bloque de datos comprende datos (valores iniciales
de memoria, valores de constantes) y comentarios. Los datos se
compilan y se cargan en la CPU, mas no los comentarios.
Bloque de sistema: Comprende los datos de configuración, tales como
parámetros de comunicación, áreas remanentes, los filtros de las entradas
analógicas y digitales, los valores de las salidas en caso de un paso a
STOP y las informaciones sobre la protección con contraseña. Las
informaciones contenidas en el bloque de sistema se cargan en la CPU.
Referencias cruzadas: En esta ventana se pueden visualizar tablas
donde figuran los operandos utilizados en el programa, así como las
áreas de memoria ya asignadas (bits y bytes usados). Mientras se está
editando un programa en modo RUN también se pueden observar los
números de los flancos positivos y negativos que el programa está
utilizando actualmente.
Tabla 7 componentes básicos del STEP 7
88
4.5 EDITORES DE PROGRAMA
4.5.1 Editor KOP (Esquema de contactos)
Figura 4.9 Ejemplo de editor KOP
El esquema de contactos (KOP) es un lenguaje de programación gráfico con
componentes similares a los elementos de un esquema de circuitos. Al programar con
KOP, se crean y se disponen componentes gráficos que conforman un segmento de
operaciones lógicas. Para crear programas se dispone de los siguientes elementos:
Contactos: Representan un interruptor por el que la corriente puede circular. La
corriente circula por un contacto normalmente abierto sólo cuando el contacto está
cerrado (es decir, cuando su valor lógico es “1"). De forma similar, la corriente
circula por un contacto normalmente cerrado o negado (NOT) sólo cuando el
contacto está abierto (es decir, cuando su valor lógico es “0").
Cuadros: Representan una función (por ejemplo, un temporizador, un contador
o una operación aritmética) que se ejecuta cuando la corriente llega al cuadro.
Bobinas: Representan un relé o una salida excitada por la corriente.
La representación gráfica (lenguaje KOP) es a menudo sencilla de comprender,
facilitando el trabajo a los programadores.
89
4.5.2 EDITOR FUP (DIAGRAMA DE FUNCIONES)
El editor FUP (Diagrama de funciones) de STEP 7-Micro/WIN 32 permite visualizar
las operaciones en forma de cuadros lógicos similares a los circuitos de puertas
lógicas, figura 4.9. En FUP no existen contactos ni bobinas como en el editor KOP,
pero sí hay operaciones equivalentes que se representan en forma de cuadros.
La lógica del programa se deriva de las conexiones entre esas operaciones de cuadro.
Ello significa que la salida de una operación (por ejemplo, un cuadro AND) se puede
utilizar para habilitar otra operación (por ejemplo, un temporizador) con objeto de
crear la lógica de control necesaria. Estas conexiones permiten solucionar fácilmente
numerosos problemas lógicos, al igual que con los otros editores.
Figura 4.10 Ejemplo de editor FUP
4.5.3 EDITOR AWL (LISTA DE INSTRUCCIONES)
El editor AWL (Lista de instrucciones) de STEP 7-Micro/WIN 32 permite crear
programas de control introduciendo la nemotécnica de las operaciones. Por lo
general, el editor AWL se adecua especialmente para los programadores expertos ya
familiarizados con los sistemas de automatización (PLCs) y con la programación
lógica.
El editor AWL también permite crear ciertos programas que, de otra forma, no se
podrían programar con los editores KOP ni FUP. Ello se debe a que AWL es el
lenguaje nativo de la CPU, a diferencia de los editores gráficos en los que son
aplicables ciertas restricciones para poder dibujar los diagramas correctamente. La
figura siguiente muestra un ejemplo de un programa AWL.
90
NETWORK 1
LD I0.0
LD I0.1
LD I2.0
A I2.1
OLD
ALD
= Q5.0
La CPU ejecuta cada operación en el orden determinado por el programa, de arriba a
abajo, reiniciando luego arriba nuevamente.
Conexión de entradas y salidas del PLC
Tabla 8 conexión
de entradas
y salidas del PLC
ENTRADAS PLC MODULO
I0.0
I0.1 Micro switch 1
I0.2 Micro switch 2
I0.3 Micro switch 3
I0.4 Micro switch 4
I0.5 Micro switch 5
I0.6 Micro switch 6
I0.7 Sensor 1
I1.0 Sensor 2
I1.1 Sensor 3
I1.2 Sensor 4
I1.3 Sensor 5
I1.4 Sensor 6
I1.5 Sensor 7
SALIDAS PLC MODULO
Q0.0 Tope
Q0.1 Tope
Q0.2 Tope
Q0.3 Barrera 1
Q0.4 Barrera 2
Q0.5 Electroimanes
Q0.6 Motor (banda principal)
Q0.7 Motor BT
Q1.0 Subir/bajar BT
Q1.1 Dirección BT
Q2.0 Subir/bajar (estampado)
Q2.1 Girar (taladro)
Q2.2 Extender/contraer (taladro)
Q2.3 Extender/contraer (horquilla 1)
Q2.4 Subir/bajar (horquilla 1)
Q2.5 Rotar 90ª (horquilla 1)
Q2.6 Extender/contraer (horquilla 2)
Q2.7 Subir/bajar (horquilla 2)
91
CAPÍTULO V
REPORTES
5.1 BASES DE DATOS
“Una base o un banco de datos es cualquier conjunto de datos, pertenecientes al
mismo contexto, organizados para su almacenamiento sistemático y uso posterior,
diseñado para facilitar su mantenimiento y acceso de una forma estándar”35
.
En la actualidad, y gracias al desarrollo tecnológico de campos como la informática y
la electrónica, la mayoría de las bases de datos tienen formato electrónico, que ofrece
un amplio rango de soluciones al problema de almacenar datos.
La información en una base de datos se organiza en campos y registros.
Campo:
Un campo se refiere a un tipo o atributo de información, y un registro, a toda la
información sobre un individuo. Por ejemplo, en una base de datos que almacene
información de tipo agenda, un campo será el NOMBRE, otro la DIRECCIÓN..., etc.
Registro:
Mientras que un registro viene a ser como la ficha en la que se recogen todos los
valores de los distintos campos para un individuo, esto es, su nombre, dirección....,
etc.
Los datos pueden aparecer en forma de texto, números, gráficos, sonido o vídeo.
Normalmente las bases de datos presentan la posibilidad de consultar datos, bien los
35
http://www.tejedoresdelweb.com/slides/bases_datos/screen/teo1_conceptos_basicos.pdf
92
de un registro o los de una serie de registros que cumplan una condición. También es
frecuente que se puedan ordenar los datos o realizar operaciones sencillas.
Para facilitar la introducción de los datos en la base se suelen utilizar formularios;
también se pueden elaborar e imprimir informes sobre los datos almacenados.
Desde su aparición en la década de 1950, estas aplicaciones se han hecho
imprescindibles para las sociedades industriales, su evolución ha seguido paralela a
la que ha experimentado el software, y hoy existen desde bases de datos para una
utilización personal hasta bases de datos corporativas, soportadas por grandes
sistemas informáticos.
5.2 TIPOS DE BASES DE DATOS36
Las bases de datos pueden clasificarse de varias maneras, de acuerdo al criterio
elegido para su clasificación:
Según la variabilidad de los datos almacenados:
5.2.1 BASES DE DATOS ESTÁTICAS
Éstas son bases de datos de sólo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar
datos históricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el
comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo, realizar proyecciones y
tomar decisiones.
36
http://es.wikipedia.org/wiki/Base_de_datos#Modelos_de_bases_de_datos
93
5.2.2 BASES DE DATOS DINÁMICAS
Éstas son bases de datos donde la información almacenada se modifica con el
tiempo, permitiendo operaciones como actualización y adición de datos, además de
las operaciones fundamentales de consulta.
Según el contenido:
5.2.3 BASES DE DATOS BIBLIOGRÁFICAS
Solo contienen un representante de la fuente primaria, que permite localizarla. Un
registro típico de una base de datos bibliográfica contiene información sobre el autor,
fecha de publicación, editorial, título, edición, de una determinada publicación, etc.
Puede contener un resumen o extracto de la publicación original, pero nunca el texto
completo, porque sino estaríamos en presencia de una base de datos a texto
completo. Como su nombre lo indica, el contenido son cifras o números.
5.2.4 BASES DE DATOS DE TEXTO COMPLETO
Almacenan las fuentes primarias, como por ejemplo, todo el contenido de todas las
ediciones de una colección de revistas científicas.
5.3 MODELOS DE BASES DE DATOS37
Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas también se
pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de datos.
37
http://es.wikipedia.org/wiki/Base_de_datos#Modelos_de_bases_de_datos
94
Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como
contenedor de datos (algo en donde se guarda la información), así como de los
métodos para almacenar y recuperar información de esos contenedores. Los modelos
de datos no son cosas físicas: son abstracciones que permiten la implementación de
un sistema eficiente de base de datos.
Hay cuatro modelos principales de bases de datos:
El modelo jerárquico.
El modelo en red.
El modelo relacional (el más extendido hoy día; los datos se almacenan en
tablas y se accede a ellos mediante consultas escritas en SQL).
El modelo de bases de datos deductivas.
5.3.1 BASES DE DATOS JERÁRQUICAS
Éstas son bases de datos que, como su nombre indica, almacenan su información en
una estructura jerárquica. En este modelo los datos se organizan en una forma similar
a un árbol (visto al revés), en donde un nodo padre de información puede tener varios
hijos. El nodo que no tiene padres es llamado raíz, y a los nodos que no tienen hijos
se los conoce como hojas.
Las bases de datos jerárquicas son especialmente útiles en el caso de aplicaciones
que manejan un gran volumen de información y datos muy compartidos permitiendo
crear estructuras estables y de gran rendimiento.
Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar
eficientemente la redundancia de datos.
95
5.3.2 BASE DE DATOS DE RED
Éste es un modelo ligeramente distinto del jerárquico; su diferencia fundamental es
la modificación del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios
padres (posibilidad no permitida en el modelo jerárquico).
Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una solución
eficiente al problema de redundancia de datos; pero, aun así, la dificultad que
significa administrar la información en una base de datos de red ha significado que
sea un modelo utilizado, en su mayoría por programadores, más que por usuarios
finales.
5.3.3 BASE DE DATOS RELACIONAL
Éste es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y
administrar datos dinámicamente. Su idea fundamental es el uso de "relaciones".
Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos.
Debe pensarse en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por
registros (las filas de una tabla), y campos (las columnas de una tabla).
En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen
relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene
la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para cualquier
usuario de la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada
mediante "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la
información.
El lenguaje más habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es
SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas, un estándar
implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos
relacionales.
96
5.3.4 BASES DE DATOS DEDUCTIVAS
Es un sistema de base de datos pero con la diferencia de que permite hacer
deducciones a través de inferencias. Se basa principalmente en reglas y hechos que
son almacenados en la base de datos. También las bases de datos deductivas son
llamadas base de datos lógica, a raíz de que se basan en lógica matemática.
5.4 RELACIONES ENTRE BASES DE DATOS38
Las diferentes formas de relación entre diversas bases de datos que podemos
encontrar son:
5.4.1 RELACIONES UNO A UNO
Estas relaciones entre bases de datos se dan cuando cada campo clave aparece sólo
una vez en cada una de las tablas.
Tomando un ejemplo del mundo real, una clara relación de "uno a uno" podría ser, el
nombre de cualquier persona y su número de teléfono. Si partimos del supuesto en
que cada persona tiene un solo número de teléfono, se podría hablar de una relación
"uno a uno".
Gráficamente, se podría representar de la siguiente manera:
38
http://www.ezwp.com/articulos/desarrollo-web/relaciones-entre-bases-de-datos/
97
Figura 5.1 Relación uno a uno
Este tipo de relaciones se caracteriza porque cada uno de los campos define a aquél
con el que se relaciona. Es decir, conociendo el nombre de una persona podemos
conocer su número telefónico, o viceversa. En estos casos, se suele aconsejar incluir
todos los datos dentro de una sola tabla.
5.4.2 RELACIONES DE "UNO A VARIOS"
El ejemplo del caso anterior (cada persona, un teléfono), si bien es correcto
teóricamente, es muy improbable desde el punto de vista de la realidad. Con la gran
expansión de los teléfonos, por lo general, cada persona tiene mas de un número de
teléfono, fijo, móvil, también tendrá un número de teléfono de empresa.
Por ello, debemos tener nuestras bases de datos preparadas para ello. Este tipo de
relaciones es conocido como "uno a varios", y se podría representar de la siguiente
manera:
98
Figura 5.2 Relación uno a varios.
En este caso, lo aconsejable no es almacenar todos los datos en una sola tabla, sino lo
eficiente es hacerlo en tablas separadas.
5.4.3 RELACIONES DE "VARIOS CON VARIOS"
La última de las relaciones que podemos encontrar es la de "varios con varios", éste
será el tipo de relación que nos encontraremos más a menudo.
Volviendo al tema de los teléfonos, hemos encontrado la manera de relacionar cada
una de las personas con sus diversos teléfonos: el de su casa, el de su empresa, el
móvil. Pero no será extraño tener en nuestra base de datos diversas personas que
trabajen en la misma empresa, por lo que el número de su trabajo será el mismo, o
miembros de una misma familia, por lo que compartirán el mismo teléfono de su
hogar.
¿Cómo tratar este tipo de relaciones? Si nos limitamos a repetir dicho número de
tablas, estaremos creando problemas de redundancia de datos, que a largo plazo
lastrarán la rapidez y eficacia de nuestras tablas.
Este tipo de relaciones podría ilustrarse de la siguiente manera:
99
Figura 5.3 Relación varios con varios.
Como vemos, cada elemento de la base de datos puede relacionarse libremente con
uno o varios miembros de las distintas tablas.
En estos casos no hay una regla fija a la que podamos acogernos, pero lo aconsejable
es aproximarse lo más posible a la realidad, y no dudar en establecer tablas
intermedias que nos ayuden a asociar mejor los datos.
5.5 FORMAS DE REPORTES
Los reportes pueden presentarse fácilmente, lo más importante es definir el tipo de
reporte seleccionando el contenido de filas y columnas.
5.5.1 INFORMACIÓN DEL REPORTE
El paso final en definir un reporte es configurar las opciones de presentación. En esta
sección se define el contenido de las filas y las columnas.
100
5.5.2 CONTENIDO DE FILA Y COLUMNA
“Permiten definir y organizar los datos incluidos en el reporte. Tanto las filas como
las columnas pueden contener información y opciones idénticas; sin embargo, se
pueden seleccionar diferentes tipos en cada una. Esto permite crear reportes únicos y
detallados”39
.
Una vez que el contenido de las filas y las columnas se ha definido, puede generarse
el reporte.
Finalidad de los datos históricos:
Los datos históricos tienen muchos usos dentro de una empresa, desde análisis de
errores (alarmas), calidad del producto, hasta análisis para nuevos proyectos.
La principal finalidad de los datos históricos es la de tener un registro completo de
los procesos dentro de la empresa, las compañías pueden usar datos para mejorar
dichos procesos, así como para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a
través del tiempo, realizar proyecciones y tomar decisiones, además de las
operaciones fundamentales de consulta.
El almacenamiento y tratamiento de los Datos depende de cada usuario y de su
necesidad, por ello, debe definirse claramente qué datos del proceso pueden
considerarse importantes y necesarios y en qué orden pueden colocarse.
Delimitar con precisión a quién, para qué y cómo se ceden los datos puede evitarnos
muchos problemas
Aunque las bases de datos pueden contener muchos tipos de datos, se enfocan
generalmente a los más importantes, tratando de obviar los datos que se considere no
tienen relevancia
39
https://clientes.pragma.com.co
101
5.6 BASE DE DATOS EN ACCESS
En la presente tesis se ha creado la base de datos en Microsoft Access.
“Microsoft Access proporciona tres métodos para crear una base de datos”40
.
Usando el asistente para bases de datos.
Utilizando una plantilla.
Sin utilizar un asistente
Figura 5.4 Base de datos en Access.
5.6.1 CREAR UNA BASE DE DATOS USANDO EL ASISTENTE PARA
BASES DE DATOS
Puede utilizar el Asistente para bases de datos con el fin de crear en una operación
las tablas, formularios e informes necesarios para el tipo de base de datos
seleccionado; éste es el método más fácil para iniciar la creación de una base de
40
http://www.mailxmail.com/curso/informatica/access2000/capitulo87.htm
102
datos. Las opciones de personalización de base de datos que ofrece el asistente son
limitadas.
1. Haga clic en el botón Nuevo de la barra de herramientas.
2. En el panel de tareas Nuevo archivo, en Plantillas, haga clic en en mi PC.
3. En la ficha Bases de datos, haga clic en el icono correspondiente al tipo de
base de datos que desee crear y, a continuación, haga clic en Aceptar.
4. En el cuadro de diálogo Archivo nueva base de datos, especifique un nombre
y una ubicación para la base de datos y, a continuación, haga clic en Crear.
5. Siga las instrucciones del Asistente para bases de datos.
No se puede utilizar el Asistente para bases de datos para agregar tablas, formularios
o informes nuevos a una base de datos existente.
5.6.2 CREAR UNA BASE DE DATOS UTILIZANDO UNA
PLANTILLA
Esta es la forma más rápida de crear una base de datos. Este método es más eficaz si
encuentra y utiliza una plantilla que se adapte en gran medida a sus necesidades.
1. Haga clic en el botón Nuevo de la barra de herramientas.
2. En el panel de tareas Nuevo archivo, en Plantillas, busque una plantilla
concreta o haga clic en Página principal de plantillas para buscar una plantilla
adecuada.
3. Haga clic en la plantilla que desee y, a continuación, en Descargar.
103
5.6.3 CREAR UNA BASE DE DATOS SIN USAR UN ASISTENTE
Puede crear una base de datos en blanco y, posteriormente, agregar las tablas,
formularios, informes y demás objetos que desee; éste es el método más flexible,
pero requiere definir por separado cada elemento de la base de datos. Cualquiera que
sea el método elegido, puede modificar y ampliar la base de datos en cualquier
momento posterior a su creación.
1. Haga clic en el botón Nuevo de la barra de herramientas.
2. En el panel de tareas Nuevo Archivo, bajo Nueva, haga clic en Base de datos
en blanco.
3. En el cuadro de diálogo Archivo nueva base de datos, especifique un nombre
y una ubicación para la base de datos y, a continuación, haga clic en Crear.
Los reportes son un excelente medio para difundir información de una manera rápida
y sencilla sobre los aspectos considerados más importantes por el operador del
proceso. El enfoque y contenido del reporte es libre y se deja a criterio de los autores.
El reporte creado para este sistema ACADA contiene:
Operador:
Donde visualizamos qué persona ingresó en el proceso.
Fecha:
Donde se guarda la fecha en la que se produjeron los cambios en el proceso
Hora:
Muestra la hora en la cual se produjeron los cambios en el proceso.
Alarma:
Nos indica cuál de los errores provocó la activación de la pantalla de alarma.
104
Número de piezas:
Nos indica la cantidad total de piezas que pasan por el proceso.
Error en estampado:
Nos indica la cantidad total de veces que se produce un error en el estampado.
Error en taladrado:
Nos indica la cantidad total de veces que se produce un error en el estampado.
Figura 5.5 Modelo de base de datos creada.
5.7 LENGUAJE DE CONSULTA ESTRUCTURADO (SQL)
“El Lenguaje de Consulta Estructurado (Structured Query Language) es un lenguaje
de acceso a bases de datos, que permite especificar diversos tipos de operaciones con
el fin de recuperar información de interés de una base de datos, de una forma
sencilla”.41
Las aplicaciones en red son cada día más numerosas y versátiles. En muchos casos,
el esquema básico de operación es una serie de scripts que rigen el comportamiento
de una base de datos.
41
www.desarrolloweb.com
105
Debido a la diversidad de lenguajes y de bases de datos existentes, la manera de
comunicar entre unos y otras sería realmente complicada a gestionar de no ser por la
existencia de estándares que nos permiten el realizar las operaciones básicas de una
forma universal.
Es de eso de lo que trata el SQL que no es más que un lenguaje estándar de
comunicación con bases de datos. Hablamos por tanto de un lenguaje normalizado
que nos permite trabajar con cualquier tipo de lenguaje en combinación con
cualquier tipo de base de datos (MS Access por ejemplo).
El hecho de que sea estándar no quiere decir que sea idéntico para cada base de
datos. En efecto, determinadas bases de datos implementan funciones específicas que
no tienen necesariamente que funcionar en otras.
Aparte de esta universalidad, el SQL posee otras dos características muy apreciadas.
Por una parte, presenta una potencia y versatilidad notables que contrasta, por otra,
con su accesibilidad de aprendizaje.
El SQL es un lenguaje de acceso a bases de datos que explota la flexibilidad y
potencia de los sistemas relacionales permitiendo gran variedad de operaciones sobre
los mismos.
El SQL (lenguaje de interrogación estructurado) es la lengua estandardizada más
comúnmente usada para tener acceso a bases de datos.
5.8 ACCEDER A LA BASE DE DATOS DESDE INTOUCH
Para tener acceso a la base de datos desde intouch, se dibuja un botón, en el cual se
selecciona un Action Script, en el que se programa lo siguiente:
106
5.8.1 SQLCONNECT()
La función SQLConnect() es utilizada para conectar el software InTouch con la base
de datos de Microsoft Access. Para configurar la conexión a base de datos con
SQLConnect(), debe seguirse el formato indicado en la figura:
Figura 5.6 Acceso a la base de datos desde INTOUCH
5.8.2 SQLINSERT()
La function SQLInsert() es la encargada de que la tabla del reporte se conecte con los
datos adecuados, cada columna con su respectivo tagname, esta función debe
configurarse de la siguiente manera:
Paréntesis izquierdo.
Nombre del Bind List entre comillas.
Una coma,
Nombre del Table Template entre comillas.
Cierro el paréntesis.
107
5.8.3 SQL ACCESS MANAGER
El InTouch SQL Access Manager está diseñado para facilitar el traslado de datos
(como por ejemplo, estado de las alarmas, contadores o datos históricos) desde
InTouch hacia la base de datos.
El SQL Access Manager permite también acceder a una base de datos y desplegarla
en cualquier aplicación de InTouch
Bind List:
El Bind List es la parte del SQL Access Manager encargada de asociar o relacionar
las columnas que posee la tabla de la base de datos con los respectivos tagnames de
InTouch, es decir, en el Bind List se configuran los tagnames que se visualizarán en
el reporte.
Figura 5.7 Configuración del Bind List
Table template:
En el Table Template se define la estructura y el formato de las columnas que
conforman el reporte.
108
Figura 5.8 Configuración del Table template
109
CAPITULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 CONCLUSIONES
El sistema SCADA diseñado para el control del módulo “Banda
Transportadora” presta varios servicios: una amigable visualización del
proceso, diferentes niveles de seguridad para varios usuarios, alarmas que
indican cuando se producen errores, contadores que permiten visualizar la
cantidad de errores producidos durante el proceso y reportes de eventos.
Para sincronizar los tiempos entre la parte real y el software InTouch del
SCADA, se utilizan varios finales de carrera, los cuales detectan el paso de la
pieza de trabajo y activan los contadores encargados de la simulación del
movimiento.
Se implementaron varios elementos para mejorar el sistema, como finales de
carrera, electroimanes, reguladores de presión de aire, pantallas de cristal
líquido con los cuales se le da una mayor versatilidad al equipo.
Para evitar que las piezas se traben al pasarlas de la banda principal a la
banda transversal, se colocaron electroimanes en los extremos de los pistones,
la función de estos electroimanes es de levantar las piezas de trabajo en lugar
de arrastrarlas, con lo que se evita el rozamiento.
A pesar de que el módulo cuenta con un PLC Allen Bradley SLC 500, éste no
puede ser utilizado debido a que no se dispone de la licencia para
programarlo, esto representaba un problema ya que el equipo funcionaba
solamente de forma manual. Por esta razón se optó por utilizar otro PLC y de
esta manera darle un mejor uso al módulo.
110
Con la utilización de reportes se busca que el operador tenga acceso a la
información del proceso de una forma clara, precisa y ordenada, de tal
manera que éste pueda tomar alguna decisión en base de dicho reporte.
En la práctica, la automatización de la industria alcanza diferentes niveles y
grados ya que la posibilidad concreta de su implementación en los diferentes
procesos de fabricación industrial varía considerablemente y depende de
muchos factores, principalmente económicos.
Con la finalidad de darle un uso continuo al módulo, se elaboraron hojas
guías para realizar prácticas en el mismo.
7.2 RECOMENDACIONES
El PLC utilizado en esta tesis, el SIEMENS S7 200 CPU 224, es un equipo
muy versátil, que permite aumentar entradas o salidas (digitales o análogas)
según la necesidad, es decir, si se desean realizar modificaciones futuras en el
proceso se podrán aumentar entradas o salidas sin ningún inconveniente, con
una conexión rápida y sencilla.
La parte gráfica en un sistema SCADA debe ser fácil de comprender y de
operar para cualquier usuario, ya que de nada serviría que únicamente sea
comprendida por la persona que lo creó debido a que generalmente es otra
persona quien lo opera o quien lo supervisa.
La persona que va a manipular el equipo debe familiarizarse con el
funcionamiento de los elementos, principalmente de los sensores
fotoeléctricos, ya que son de diferentes tipos y tienen un principio de
funcionamiento distinto, lo que influye en su forma de operación, para esto
puede ayudarse con las hojas guías creadas para la operación del módulo.
111
Para una correcta operación de la parte neumática, ésta debe ser alimentada
con una presión de aire de mínimo 35 PSI, ya que si la presión es menor,
provocará que el sistema funcione de forma inadecuada, principalmente en el
pistón que controla la banda transportadora transversal.
Este sistema SCADA se puede integrar con otros módulos existentes en el
laboratorio, como por ejemplo el brazo robot, de esta manera se ampliará el
presente proyecto dándole un mayor alcance.
Con la finalidad de coordinar de un modo más sencillo el movimiento real de
la pieza de trabajo con la simulación en la pantalla de InTouch, puede
adicionarse, en el motor que mueve la banda principal, un control de
velocidad, por ejemplo un control PWM (modulación por ancho de pulsos).
Se puede optimizar este sistema reemplazando los elementos, que simulan los
procesos de estampado y taladrado, por elementos reales que cumplen con
estas funciones.
112
BIBLIOGRAFÍA
[1] THOMSON LEARNING, “Neumática”, Editorial Paraninfo, Madrid-España,
2000
[2] MAJUNMDAR S.R., “Sistemas Neumáticos”, Editorial McGraw-Hill, México,
1998
[3] BLOCH Heinz P., “Guía Práctica para la Tecnología de los Compresores”,
Editorial McGraw-Hill, México, 1998
[4] DEPPERT W y STOLL K., “Aplicaciones de la Neumática”, Editorial
Marcombo, Barcelona-España
[5] Inga Ortega, E. M. (2002). Análisis costo beneficio de la automatización en el
sistema de producción de hormigón para Hormiazuay Cía. Ltda. Cuenca:
Universidad Politécnica Salesiana.
[6] MILLAN TEJA SALVADOR., “Automatismos Neumáticos y
Electroneumática”, Norgren-Biblioteca Técnica, 1995
[7] MEIXNER H. y SAUER E., “Introducción a la Electroneumática”, Festo
Didactic, Alemania, 1990
[8] SIEMENS, CIM Automatización de la producción, MARCOMBO, Barcelona,
1999
[9] Manual Tutorial Intouch
[10] Manual de neumática PN-2100, DEGEM
[10] CORRALES Luis, Curso introductorio de InTouch, EPN, 2005
[11] SIEMENS, Sistema de automatización s7-200, Manual de sistema, Edición 2001
[12] http://www.festo.com/net/startpage/
[13]http://didactica.hre.es/productos-servicios/equipamiento-didactico-de-
practicas/Neumatica
[14] http://www.labvolt.com/products/automation-and-robotics/robotics/servo-robot-
system-5250/associated
[15] http://r-luis.xbot.es/pic1/pic01.html
[16] http://electronica.com.mx/neural/informacion/index.html
113
[17] http://ingenieria.udea.edu.co/investigacion/mecatronica/mectronics/redes.htm
[18] http://cyber-bonobo.blogspot.com/2006/11/lgica-difusa.html
[19] http://www.answermath.com/logica_difusa_conjuntos_nebulosos.htm
[20] http://www.fing.uach.mx/MatDidactico/Legislacion/autopro.htm
[21] http://personal.redestb.es/efigueras/memoria.htm
[22]http://www.ciencias.com.ar/electronica/electricidad/automatizacion-red-
electrica/index.php
[23] http://www.automatas.org/redes/scadas.htm
[24]http://www.infoplc.net/Documentacion/Docu_SCADA/infpPLC_net_Introducci
on_Sistemas_SCADA.pdf
[25] http://www.ing.uc.edu.ve/Contenido/pagina7.htm
[26] http://www.planetaelectronico.com.
[28] http/www.sapiensman.com/neumática_hidráulica20.htm
[29]http://www.siemens.com.ar/siepe/pe/automatizacion_plcsimatic_s7_200_s7_300
_y_s7_400.htm
[30]http://www.tejedoresdelweb.com/slides/bases_datos/screen/teo1_conceptos_basi
cos.pdf
[31] https://clientes.pragma.com.co
[32] http://www.mailxmail.com/curso/informatica/access2000/capitulo87.htm
[33] www.desarrolloweb.com
114
ANEXOS
115
ANEXO A
Especificaciones técnicas del módulo “Banda transportadora”.
116
117
ANEXO B
Hojas técnicas de sensores fotoeléctricos
118
119
120
121
122
123
124
125
126
ANEXO C
Programación de los LCD
127
LCD con mensaje de error en estampado:
'****************************************************************
'* Name : LCD_ERROR_ESTAMPADO.BAS *
'****************************************************************
CMCON=7 ; Digitalizamos el puerto A
DEFINE LCD_DREG PORTB ; Definición para utilizar 4 bits del puerto B para transmisión de
datos
DEFINE LCD_DBIT 4 ; desde el BIT B.4 hasta el B.7
DEFINE LCD_RSREG PORTB ; Definición para utilizar el registro de control/datos en el puerto B
DEFINE LCD_RSBIT 3 ; en el BIT B.3
DEFINE LCD_EREG PORTB ; Definición para utilizar el enable en el puerto B
DEFINE LCD_EBIT 2 ; en el BIT B.2
INICIO:
Pause 500 ' Wait for LCD to startup
LCDOut $FE, 1
ESPERA:
IF PORTA.0=0 THEN ; Pregunta si el porta.0 es 0 entonces
GOTO loop: ; salte a la etiqueta display
ELSE ; caso contrario si el pulsador sigue en 1 entonces
GOTO ESPERA ; salte a la etiqueta espera
ENDIF ; termine la instrucción if
loop:
Pause 500 ' Wait for LCD to startup
LCDOut $FE,1," ***ERROR EN***" ; Limpie el visor del LCD y muestre desde la
; primera línea la palabra ERROR EN
LCDOut $FE,$C0," ***ESTAMPADO***" ; en la segunda línea muestre la palabra
ESTAMPADO
Pause 10000 ' Wait .20 second
DISPLAY1:
LCDOut $FE,1," ***ERROR*** " ; Limpie el visor del LCD y muestre desde la
; primera línea la palabra ERROR
LCDOut $FE,$C0," ***SUPERADO***" ; en la segunda línea muestre la palabra
SUPERADO
Pause 2000 ' Wait .20 second
LCDOut $fe, 1
goto ESPERA
End ; finalice el programa
128
LCD con mensaje de error en taladrado:
'****************************************************************
'* Name : LCD_ERROR_TALADRADO.BAS *
'****************************************************************
CMCON=7 ; Digitalizamos el puerto A
DEFINE LCD_DREG PORTB ; Definición para utilizar 4 bits del puerto B para transmisión de
datos
DEFINE LCD_DBIT 4 ; desde el BIT B.4 hasta el B.7
DEFINE LCD_RSREG PORTB ; Definición para utilizar el registro de control/datos en el puerto B
DEFINE LCD_RSBIT 3 ; en el BIT B.3
DEFINE LCD_EREG PORTB ; Definición para utilizar el enable en el puerto B
DEFINE LCD_EBIT 2 ; en el BIT B.2
INICIO:
Pause 500 ' Wait for LCD to startup
LCDOut $FE, 1
ESPERA:
IF PORTA.0=0 THEN ; pregunta si el porta.0 es 0 entonces
GOTO loop: ; salte a la etiqueta display
ELSE ; caso contrario si el pulsador sigue en 1 entonces
GOTO ESPERA ; salte a la etiqueta espera
ENDIF ; termine la instrucción if
loop:
Pause 500 ' Wait for LCD to startup
LCDOut $FE,1," ***ERROR EN***" ; Limpie el visor del LCD y muestre desde la
; primera línea la palabra ERROR EN
LCDOut $FE,$C0," ***TALADRADO***" ; en la segunda línea muestre la palabra
TALADRADO
Pause 10000 ' Wait .20 second
DISPLAY1:
LCDOut $FE,1," ***ERROR*** " ; Limpie el visor del LCD y muestre desde la
; primera línea la palabra ERROR
LCDOut $FE,$C0," ***SUPERADO***" ; en la segunda línea muestre la palabra
SUPERADO
Pause 2000 ' Wait .20 second
LCDOut $fe, 1
goto espera
End ; finalice el programa
129
ANEXO D
Datos técnicos del PLC SIEMENS S7200 CPU 224
130
131
132
133
134
135
136
137
138
ANEXO E
Datos técnicos del microcontrolador 16F628A
139
140
141
142
143
ANEXO F
Programación del PLC
144
Banda transportadora:
145
Estampado:
146
Taladrado:
147
Error en estampado:
Error en taladrado:
148
149
ANEXO G
Hojas guías para prácticas en el módulo
150
AUTOMATIZACIÓN
INDUSTRIAL I –
COMUNICACIONES II -
MONITOREO
GUIAS DE LABORATORIO INGENIERÍA ELÉCTRICA
CAMPUS KENNEDY
CHRISTIAN ROBALINO
151
PRACTICA N.-1
COMUNICACIÓN PLC – STEP7
OBJETIVOS:
Configurar el software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
Configurar el cable de comunicación PC/PPI para programar el PLC con el software
STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
SÍNTESIS TEÓRICA:
PLC SIEMENS S7200:
El SIMATIC S7-200 es un PLC compacto y potente, particularmente en lo que concierne a
respuesta en tiempo real, rápido, alta capacidad de memoria, ofrece una conectividad
extraordinaria y todo tipo de facilidades en el manejo de software y hardware.
El PLC SIMATIC S7-200 puede programarse de forma muy fácil, es un PLC modular,
consecuente, permite soluciones a la medida que no quedan sobredimensionadas, además,
pueden añadirse módulos de expansión en cualquier momento.
Software STEP 7 Micro/WIN:
El Software STEP 7 Micro/WIN está diseñado para programar la serie completa de PLCs
S7-200.
STEP 7-Micro/WIN es de gran facilidad de uso, funciona bajo estándar Windows y tiene
gran repertorio de instrucciones fáciles de aplicar.
Cable de comunicación PC/PPI:
El cable PC/PPI se utiliza para conectar el puerto de comunicación RS-232 de un módem a
una CPU S7-200.
Figura 1.1 Comunicación Ordenador & PLC
La figura 1.1 muestra una configuración típica para conectar el PC a la CPU utilizando el
cable PC/PPI.
152
En un cable PC/PPI se puede configurar la velocidad de transferencia correcta utilizando los
interruptores DIP dispuestos en la carcasa del cable, estas velocidades están comprendidas
entre 600 bit/s y 38.400 bit/s. La siguiente tabla muestra las velocidades de transferencia y
las posiciones de los interruptores DIP.
VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA
(Baudios)
POSICIÓN DE DIP SWITCH
(1 = ARRIBA)
38400 000
19200 001
9600 010
4800 011
2400 100
1200 101
600 110
Tabla 1.1 posiciones de los interruptores según velocidad
El cable PC/PPI se encuentra en modo de transmisión cuando los datos se envían del puerto
RS-232 al RS-485. En cambio, se encuentra en modo de recepción al estar inactivo, o bien
cuando los datos se transmiten del puerto RS-485 al RS-232.
Márgenes de memoria y funciones de las CPUs S7-200:
Descripción ÁÁÁÁÁÁÁ Dirección de memoria Entradas I0.0 a I15.7
Salidas Q0.0 a Q15.7
Entradas analógicas (sólo lectura) AIW0 a AIW30
Salidas analógicas (sólo escritura) AQW0 a AQW30
Memoria de variables (V)1 VB0.0 a VB5119.7
Memoria local (L)2 LB0.0 a LB63.7
Área de marcas (M) M0.0 a M31.7
Marcas especiales (SM)
Sólo lectura
SM0.0 a SM179.7
SM0.0 a SM29.7
Temporizadores
Retardo a la conexión memorizado 1 ms
Retardo a la conexión memorizado 10 ms
Retardo a la conexión memorizado 100 ms
Retardo a la con./descon. 1 ms
Retardo a la con./descon. 10 ms
Retardo a la con./descon. 100 ms
256 (T0 a T255)
T0, T64
T1 a T4, T65 a T68
T5 a T31, T69 a T95
T32, T96
T33 a T36, T97 a T100
T37 a T63, T101 a T255
Contadores C0 a C255
Contadores rápidos HC0 a HC5
Relés de control secuencial (S) S0.0 a S31.7
Acumuladores AC0 a AC3
Tabla 1.2 Direcciones de memoria de las funciones de las CPUs S7-200
Editor KOP (Esquema de contactos):
El esquema de contactos (KOP), figura 1.2, es un lenguaje de programación gráfico con
componentes similares a los elementos de un esquema de circuitos. Al programar con KOP,
se crean y se disponen componentes gráficos que conforman un segmento de operaciones
lógicas. Para crear programas se dispone de los siguientes elementos:
153
Figura 1.2 Ejemplo de editor KOP
Contactos: Representan un interruptor por el que la corriente puede circular. La
corriente circula por un contacto normalmente abierto sólo cuando el contacto está cerrado,
de forma similar, la corriente circula por un contacto normalmente cerrado sólo cuando el
contacto está abierto.
Cuadros: Representan una función (por ejemplo, un temporizador, un contador o una
operación aritmética) que se ejecuta cuando la corriente llega al cuadro.
Bobinas: Representan un relé o una salida excitada por la corriente.
La representación gráfica (lenguaje KOP) es muy sencilla de comprender, facilitando el
trabajo a los programadores.
Editor FUP (Diagrama de funciones):
El editor FUP permite visualizar las operaciones en forma de cuadros lógicos similares a los
circuitos de puertas lógicas,no existen contactos ni bobinas como en el editor KOP, pero sí
hay operaciones equivalentes que se representan en forma de cuadros.
La lógica del programa se deriva de las conexiones entre esas operaciones de cuadro. Ello
significa que la salida de una operación (por ejemplo, un cuadro AND) se puede utilizar para
habilitar otra operación (por ejemplo, un temporizador) con objeto de crear la lógica de
control necesaria.
La figura 1.3 muestra un ejemplo de un programa creado con el editor FUP.
Figura 1.3 Ejemplo de editor FUP
Editor AWL (Lista de instrucciones):
Permite crear programas de control introduciendo la nemotécnica de las operaciones, el
editor AWL se adecua especialmente para los programadores expertos ya familiarizados con
los sistemas de automatización (PLCs) y con la programación lógica.
154
El editor AWL también permite crear ciertos programas que, de otra forma, no se podrían
programar con los editores KOP ni FUP. Ello se debe a que AWL es el lenguaje nativo de la
CPU, a diferencia de los editores gráficos en los que son aplicables ciertas restricciones para
poder dibujar los diagramas correctamente. La figura siguiente muestra un ejemplo de un
programa AWL.
NETWORK 1
LD I0.0
LD I0.1
LD I2.0
A I2.1
OLD
ALD
= Q5.0
La CPU ejecuta cada operación en el orden determinado por el programa, de arriba a abajo,
reiniciando luego arriba nuevamente.
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
DESARROLLO:
Para establecer un enlace correcto entre los componentes se tienen que seguir los siguientes
pasos:
4. Ajuste los interruptores DIP del cable PC/PPI a la velocidad de transferencia asistida
por su PC. Seleccione también las opciones “11 bits” y “DCE” si su cable PC/PPI
las tiene.
5. Conecte el extremo RS-232 (PC) del cable PC/PPI al puerto de comunicaciones de
su PC (COM1 ó COM2) y el extremo RS-485 (PPI) del cable PC/PPI al puerto de
comunicaciones de la CPU.
Software STEP 7 MicroWIN:
Una vez ingresado al software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2, se tiene que seguir los
siguientes pasos:
En la ventana de STEP 7-Micro/WIN 32, haga clic en el icono “Comunicación”,
aparecerá el cuadro de diálogo “Configurar comunicación”.
En el cuadro de diálogo “Configurar comunicación”, hacer doble clic en el icono del
cable PC/PPI. Aparecerá el cuadro de diálogo “Ajustar interfaz PG/PC”
155
Haga clic en el botón “Propiedades” para acceder al cuadro de diálogo donde se
visualizan las propiedades del interfaz. Verifique las propiedades. La velocidad de
transferencia debe estar ajustada a 9.600 bit/s.
Si no se utiliza más que un cable PC/PPI para el enlace entre el PC y la CPU, basta con
conectar el cable y aceptar los parámetros estándar asignados en STEP 7-Micro/WIN 32 para
el PC y la CPU a la hora de instalar el software STEP 7-Micro/WIN 32.
En cualquiera de los lenguajes de programación, crear un programa que cumpla con
las siguientes condiciones.
- La salida 2 puede funcionar solamente después de que han funcionado
previamente las salidas 0 y 1.
- No interesa el orden en que las salidas 0 y 1 se hayan activado.
- Todas las salidas tienen su propia entrada de encendido y pueden apagarse en
cualquier momento.
Una vez creado el programa, se lo debe cargar en el PLC siguiendo los siguientes pasos:
Verificar que el programa no tenga errores, esto se realiza seleccionando el icono
compilar.
Verificar que el PLC esté en modo STOP, caso contrario no se puede cargar el
programa.
Seleccionar el icono “Cargar en CPU” y el programa será cargado en el PLC.
PRACTICA N.-2
MANEJO DE TOPES Y BARRERAS
OBJETIVOS:
Familiarizar al estudiante con el funcionamiento de los elementos que componen el
módulo.
156
SÍNTESIS TEÓRICA:
Topes electromagnéticos:
Los topes son mecanismos accionados por solenoides de 24 Vcc. Son utilizados para crear
una línea de espera en una pieza de trabajo, mientras se realiza un proceso en otra.
Figura 2.1 Tope electromagnético
Barreras electromagnéticas:
Las barreras, al igual que los topes, son dispositivos electro mecánicos accionados por
solenoides de 24 Vcc. Son utilizados para crear una barrera física a través de la banda
transportadora exterior y también sirve como carril de guía durante las operaciones de
transferencia de las piezas de trabajo hacia la banda transversal.
Figura 2.2 Barrera electromagnética
Forma de conexión de entradas y salidas del PLC SIEMENS S7200 CPU 224:
157
Figura 2.3 conexión de entradas y salidas
Detalle de conexiones PLC – Módulo:
La siguiente tabla muestra a qué elementos del módulo están físicamente conectadas tanto
las entradas como las salidas del PLC.
Tabla 2.1 conexión de entradas del PLC
ENTRADAS PLC MODULO
I0.0
I0.1 Micro switch 1
I0.2 Micro switch 2
I0.3 Micro switch 3
I0.4 Micro switch 4
I0.5 Micro switch 5
I0.6 Micro switch 6
I0.7 Sensor 1
I1.0 Sensor 2
I1.1 Sensor 3
I1.2 Sensor 4
I1.3 Sensor 5
I1.4 Sensor 6
I1.5 Sensor 7
SALIDAS PLC MODULO
Q0.0 Tope
158
Tabla 2.2 conexión de salidas del PLC
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras y finales de carrera del modulo.
DESARROLLO:
Distribuya los topes y barreras a lo largo de la banda principal del módulo y ubicar
un final de carrera antes de cada uno.
Verifique el funcionamiento de topes y barreras, activándolos de forma manual
desde la consola del operador.
Realizar un programa que cumpla la siguiente lógica de control:
- Cada uno de los topes y barreras son activados por los finales de carrera
ubicados antes de ellos.
- Los topes deben retener la pieza de trabajo durante 5 segundos, luego de los
cuales se desactivan automáticamente y permiten el paso (utilice
temporizadores con retardo al encendido).
- Las barreras deben retener la pieza de trabajo durante 10 segundos, luego de
los cuales se desactivan automáticamente y permiten su paso (utilice
temporizadores con retardo al apagado).
PRACTICA N.-3
Q0.1 Tope
Q0.2 Tope
Q0.3 Barrera 1
Q0.4 Barrera 2
Q0.5 Electroimanes
Q0.6 Motor (banda principal)
Q0.7 Motor BT
Q1.0 Subir/bajar BT
Q1.1 Dirección BT
Q2.0 Subir/bajar (estampado)
Q2.1 Girar (taladro)
Q2.2 Extender/contraer (taladro)
Q2.3 Extender/contraer (horquilla 1)
Q2.4 Subir/bajar (horquilla 1)
Q2.5 Rotar 90ª (horquilla 1)
Q2.6 Extender/contraer (horquilla 2)
Q2.7 Subir/bajar (horquilla 2)
159
CORDINACIÓN DE SENSORES CON TOPES Y BARRERAS
OBJETIVOS:
Relacionar las acciones de las salidas del PLC con señales a las entradas.
Activar los topes y barreras del módulo por acción de los sensores.
SÍNTESIS TEÓRICA:
Sensores capacitivos de proximidad:
Los sensores capacitivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando un
campo electrostático y detectando cambios en dicho campo a causa de un objeto que se
aproxima a la superficie de detección. Los elementos de trabajo del sensor son, una sonda
capacitiva de detección, un oscilador, un rectificador de señal, un circuito de filtraje y el
correspondiente circuito de salida.
Figura 3.1 Sensores capacitivos de proximidad
En ausencia de objetos a detectar, el oscilador se encuentra inactivo. Cuando se aproxima un
objeto, éste aumenta la capacitancia de la sonda de detección. Al superar la capacitancia un
umbral predeterminado se activa el oscilador, el cual dispara el circuito de salida para que
cambie entre “on” y “off”.
La capacitancia de la sonda de detección viene condicionada por el tamaño del objeto a
detectar, por la constante dieléctrica y por la distancia existente entre éste y el sensor. A
mayor tamaño y mayor constante dieléctrica de un objeto, mayor incremento de
capacitancia. A menor distancia entre objeto y sensor, mayor incremento de capacitancia de
la sonda por parte del objeto.
Sensores de proximidad inductivos:
Los sensores inductivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando un campo
magnético y detectando las pérdidas de corriente de dicho campo generadas al introducirse
en él los objetos de detección férricos y no férricos.
160
Figura 3.2 Sensores de proximidad inductivos
El sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita, un oscilador, un sensor del nivel de
disparo de la señal y un circuito de salida. Al introducir un objeto metálico en el campo, se
inducen corrientes de histéresis en el objeto. Debido a ello hay una pérdida de energía y una
menor amplitud de oscilación. El circuito sensor reconoce entonces un cambio específico de
amplitud y genera una señal que conmuta la salida de estado sólido a la posición “ON”
(Encendido) y “OFF” (Apagado).
Sensores fotoeléctricos:
Los sensores fotoeléctricos son dispositivos electrónicos que trabajan detectando el cambio
de intensidad de una fuente de luz que, o bien es reflejada, o bien interrumpida por el objeto
a detectar. El cambio en el haz de luz puede ser el resultado de la presencia o ausencia del
objeto, convirtiéndolos en cambios de estado de la salida.
Figura 3.3 Sensores fotoeléctricos
Los sensores fotoeléctricos se utilizan para lograr una exacta detección de objetos sin
necesidad de contacto físico. Un sensor fotoeléctrico tiene cuatro componentes básicos:
Fuente de luz
Sensor de luz
Lentes
Dispositivo de conmutación de salida
Fuente de luz
Un diodo emisor de luz (LED) es un semiconductor de estado sólido que emite luz cuando se
aplica corriente. Los LEDs se construyen para emitir longitudes de onda específicas o
colores de la luz. Como fuente de luz se utilizan LEDs que emiten radiación infrarroja, roja
visible, verde y azul en la mayoría de sensores fotoeléctricos. (Figura 2.9).
Detección de luz
Un foto sensor es el componente usado para detectar la fuente de luz. El fotodiodo o
fototransistor es un componente de estado sólido que proporciona un cambio en la corriente
conducida dependiendo de la cantidad de luz detectada.
Lentes:
Los LEDs emiten luz y los foto sensores son sensibles a la luz en un amplio campo de visión.
Para restringir este campo se utilizan lentes acopladas a los LEDs y a los foto sensores. Al
161
reducir el ángulo de visión se incrementa el rango del LED o del foto sensor. Como
resultado, las lentes también aumentan la distancia de detección de los sensores
fotoeléctricos.
Dispositivo de salida:
Una vez detectado el cambio de luz suficiente, el sensor fotoeléctrico selecciona un
dispositivo de salida relacionado a la lógica de la maquinaria. Se dispone de varios tipos de
salidas discretas y variables (analógicas), cada una de ellas con sus potencias y limitaciones
características.
Sensores fotoeléctricos polarizados retrorreflectivos:
Son sensores que se pueden utilizar para detectar la gran mayoría de objetos, incluso objetos
brillantes tales como productos con recubrimiento retráctil, metales brillantes, lámina
metálica, entre otros.
Figura 3.4 Sensores fotoeléctricos polarizados retrorreflectivos
Estos sensores están diseñados principalmente para uso en aplicaciones donde un objeto
opaco bloqueará completamente el haz efectivo entre el sensor y el reflector.
Sensores fotoeléctricos difusos normales:
Hay situaciones en las que es difícil, por no decir imposible, acceder a ambos lados de las
piezas de trabajo. En estas aplicaciones, es necesario apuntar la fuente de luz directamente al
objeto. La luz es dispersada por la superficie del objeto en todos los ángulos y una pequeña
porción es reflejada nuevamente para ser detectada por el receptor contenido en la misma
carcasa. Este modo de detección se llama difusa o de proximidad.
Figura 3.5 Sensores fotoeléctricos difusos normales
El sensor fotoeléctrico difuso normal está diseñado para detectar la luz reflejada
directamente por la superficie del objeto a ser detectado. Una aplicación exitosa de sensores
162
normales difusos puede ser problemática y debe tenerse cuidado para evitar detectar el fondo
que está detrás del objeto u objetos ubicados en el área del objeto.
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras y finales de carrera del modulo.
Sensores fotoeléctricos, capacitivo e inductivo incluidos en el módulo.
DESARROLLO:
Distribuya los topes, barreras y sensores a lo largo de la banda principal del módulo.
Con la ayuda de la pieza de trabajo verifique el funcionamiento de los sensores del
módulo y sus condiciones de activación.
Colocar un sensor junto a cada tope y barrera.
Con la ayuda de temporizadores realizar un programa, que controle los topes y
barreras, cumpliendo las siguientes condiciones:
- Cada uno de los topes y barreras son activados por los sensores.
- Los sensores deben retener la pieza de trabajo durante 5 segundos, luego de
los cuales se desactivan automáticamente y permiten el paso.
- Los sensores deben retener la pieza de trabajo durante 10 segundos, luego de
los cuales se desactivan automáticamente y permiten el paso.
163
PRACTICA N.-4
SIMULACIÓN DE UN PROCESO DE ESTAMPADO
OBJETIVOS:
Simular un proceso de estampado.
Coordinar la activación de electro válvulas con las barreras y topes.
SÍNTESIS TEÓRICA:
Estación de estampado:
La estación de estampado cuenta con un mecanismo neumático vertical, equipado con
válvulas de control de flujo, que simula el sellado de la parte superior de la pieza de trabajo.
164
Figura 4.1 Estación de estampado.
Válvula de control de flujo:
La válvula de control de flujo, llamada también válvula reguladora del gasto, actúa
reduciendo el caudal del aire comprimido, variando de este modo su velocidad, la regulación
de aire se la lleva a cabo manualmente por medio de un tornillo regulador.
Los controles de flujo proporcionan calibración de salida del control de escape de aire de un
cilindro neumático mientras proporciona flujo completo en la dirección opuesta. Algunos
tipos de válvulas reguladoras pueden ser utilizadas para montarse directamente al cilindro.
Cilindros de doble acción:
El cilindro de doble acción o de doble efecto genera un movimiento rectilíneo (carrera del
émbolo) que puede ser de avance y de retroceso. Este tipo de cilindro puede producir trabajo
en los dos sentidos de carrera del émbolo, ya que posee dos tomas de aire comprimido,
situadas a ambos lados del émbolo.
Figura 4.2 Cilindro de doble acción.
La carrera del émbolo de un cilindro neumático puede desarrollarse a una alta velocidad,
generalmente conviene amortiguar los finales de la carrera del émbolo para evitar el ruido
excesivo y los choques bruscos tanto internamente (que pudieran deteriorar a algunas de las
165
partes interiores del cilindro) como externamente (que pudieran causar daños en el vástago
del cilindro y en los objetos externos que él manipula).
La fuerza desarrollada por un cilindro de doble efecto al avanzar el vástago depende de la
presión del aire, de la sección del émbolo y del rendimiento o pérdidas por rozamiento en las
juntas dinámicas. En el retroceso será preciso considerar también el diámetro del vástago.
Válvula de control 5/2:
Las válvulas de control direccional tienen por objeto comandar el caudal de aire comprimido
hacia los cilindros, haciéndolos entrar en el momento oportuno y permitiendo el escape de
aire cuando se desea invertir el movimiento del pistón.
Esta válvula posee 5 vías, se la se utiliza para actuar directamente sobre el cilindro, cuando
cumple este papel eso se la denomina también válvula de operación
La aplicación más usual de la válvula 5/2 es la de controlar el avance y retroceso de un
cilindro de doble efecto, en una posición de la válvula el cilindro avanza y en la otra
retrocede.
Figura 4.3 a
Figura 4.3 b
Figura 4.3 Válvula de control 5/2
Para controlar un cilindro de doble efecto hay que cambiar simultáneamente las vías de
entrada y escape presión.
Cuando el pulsador es accionado (Figura 4.3 a) la vía 1 se conecta a la 4 y la salida 2 se
conecta al escape por la vía 3 haciendo que el cilindro salga. Cuando dejamos de pulsar
(Figura 4.3 b) la vía 1 se conecta a la vía 2 permitiendo la entrada del aire y la 4 se conecta a
la 5 haciendo que el cilindro regrese a la posición inicial.
Electroválvulas (válvulas electromagnéticas):
Estas válvulas se utilizan cuando la señal proviene de un temporizador eléctrico, un final de
carrera eléctrico o mandos electrónicos. En general, se elige el accionamiento eléctrico para
mandos con distancias extremamente largas y cortos tiempos de conexión.
Las electroválvulas o válvulas electromagnéticas se dividen en válvulas de mando directo o
indirecto. Las de mando directo solamente se utilizan para un diámetro pequeño, puesto que
para diámetros mayores los electroimanes necesarios resultarían demasiado grandes
166
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras, finales de carrera y sensores del modulo.
Estación de estampado simulada.
DESARROLLO:
Verifique el funcionamiento de la estación de estampado simulada, activándola de
forma manual desde la consola del operador.
Realice un programa que cumpla con las siguientes condiciones:
- Un sensor detecta la presencia de la pieza de trabajo y activa un tope que la
detiene debajo de la estación de estampado simulada.
- Una vez detenida la pieza de trabajo, se activa una salida que controla la
bajada del pistón de estampado.
- Una vez que termina de bajar el pistón, un temporizador lo desactiva y
regresa a su posición inicial.
- El tiempo que la pieza de trabajo está detenida debe ser el suficiente para
que se lleve a cabo todo el proceso de estampado (bajada y subida del
pistón).
- Una vez terminado todo el proceso de simulación de estampado, el tope se
desactiva y permite el paso de la pieza de trabajo.
167
PRACTICA N.-5
SIMULACIÓN DE UN ERROR EN EL ESTAMPADO CON
REALIMENTACIÓN DE PROCESO
OBJETIVOS:
Corregir un error en el proceso de estampado realimentando el proceso.
SÍNTESIS TEÓRICA:
Estación de transferencia 1:
Dos transferencias se utilizan en este módulo, la transferencia 1 permite sujetar, levantar y
transferir las piezas de trabajo desde la banda transportadora principal a la transversal.
Esta transferencia posee 2 pistones, el primero tiene por objetivo extender y contraer la
transferencia y el segundo tiene por objetivo bajar, sujetar la pieza (por medio de un
electroimán) y elevarla.
Ambas transferencias se montan en la estructura de la parte superior de la banda
transportadora transversal. Son accionados por cilindros equipados con válvulas de control
de flujo.
168
Figura 5.1 Transferencia normal
Electroimanes:
Un electroimán es un dispositivo electromagnético destinado a transformar la energía
eléctrica en energía mecánica. Los electroimanes de corriente continua se fabrican con
aleaciones férricas.
Su funcionamiento es muy sencillo, cuando se activa la corriente se genera un campo
magnético que queda concentrado en la armadura de hierro, permitiendo así cualquier tipo de
sujeción.
Este tipo de electroimanes se activa únicamente mediante la corriente eléctrica. Su principal
característica es su gran fuerza de retención con un consumo de corriente moderado.
Piezas de trabajo:
Son las piezas que se mueven sobre la banda transportadora, están provistas de material
reflectivo sobre los lados adyacentes para que los sensores de tipo retrorreflectivo puedan ser
activados, adicionalmente tienen 4 orificios en su parte superior que facilitan la transferencia
de la pieza entre las bandas principal y transversal.
Figura 5.2 Pieza de trabajo
Producción continua:
En este caso, el producto es el resultado de una serie de operaciones secuenciales,
predeterminadas en su orden, poco numerosas, y que requieren su integración en un flujo
continuo de producción.
Los principales aportes de la microelectrónica a este tipo de automatización son los
mecanismos de control de las diversas fases o etapas productivas y la creciente capacidad de
control integrado de todo el proceso productivo.
Producción en serie:
La producción en serien está formada por diversas operaciones productivas, generalmente
paralelas entre si o realizadas en diferentes períodos de tiempos o sitios de trabajo, lo que ha
dificultado la integración de líneas de producción en la automatización.
169
Desde mediados de los años setenta las posibilidades de automatización integrada han
aumentado rápidamente gracias a lo adelantos en la robótica, en las máquinas-herramientas
de control, en los sistemas flexibles de producción, y en el diseño y manufactura asistidos
por ordenador.
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras, finales de carrera y sensores del modulo.
Estación de estampado simulada.
DESARROLLO:
Colocar un tope debajo de la estación de estampado simulada.
Colocar una barrera en cada extremo de la banda transportadora transversal.
Verifique el funcionamiento de la estación de transferencia 1, activándola de forma
manual desde la consola del operador.
Para simular un error en el estampado se propone utilizar el sensor inductivo, el cual
va a detectar el material metálico que está en una esquina sobre la pieza de trabajo,
la señal de éste sensor es la que representa un error.
Una vez definido cómo se va a representar el error, realice un programa que cumpla
con las siguientes condiciones:
- El sensor inductivo detecta el “error” y activa la barrera que detiene la pieza
de trabajo frente a la banda transversal.
- Un segundo sensor detecta que la pieza de trabajo está detenida y activa una
salida que controla el pistón que extiende la transferencia.
- Una vez extendida la transferencia, se activa una nueva salida que controla
el pistón que está al extremo, este pistón tiene que bajar, sujetar la pieza con
el electroimán y subirla.
- Luego de subir la pieza, la horquilla regresa a su posición inicial.
- Una vez aquí, la pieza es nuevamente bajada, el electroimán se desactiva y
la pieza queda en la banda transversal.
- Finalmente se activa una salida que controla el movimiento de la banda
transversal produciendo así la realimentación del proceso.
Todo este proceso debe realizarse con la ayuda de temporizadores.
170
PRACTICA N.-6
SIMULACIÓN DE UN PROCESO DE TALADRADO
OBJETIVOS:
Simular un proceso de taladrado.
SÍNTESIS TEÓRICA:
Estación de taladrado:
La estación de taladrado cuenta con un taladro neumático instalado sobre una base móvil,
esta base es accionada por un cilindro neumático. El taladro está montado horizontalmente
para simular la perforación de la cara de una pieza de trabajo. El taladro se simula por una
barra cilíndrica de punta redonda.
Figura 6.1 Estación de taladrado
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras, finales de carrera y sensores del modulo.
Estación de taladrado simulada.
DESARROLLO:
Verifique el funcionamiento de la estación de taladrado simulada, activándola de
forma manual desde la consola del operador.
171
Realice un programa que cumpla con las siguientes condiciones:
- Un sensor detecta la presencia de la pieza de trabajo y activa una salida que
está conectada a un tope, el cual detiene a la pieza de trabajo frente a la
estación de taladrado simulada.
- Adicionalmente se activa una salida que controla el pistón de avance /
retroceso del taladro.
- Una salida controla también el giro del taladro, el mismo que debe girar
mientras el taladro se mantenga extendido.
- El tiempo que la pieza de trabajo está detenida debe ser el suficiente para
que se lleve a cabo todo el proceso de taladrado (extensión y contracción del
pistón).
- Una vez terminado este proceso, el tope se desactiva y permite el paso de la
pieza de trabajo.
172
PRACTICA N.-7
SIMULACIÓN DE UN ERROR EN EL TALADRADO CON
REALIMENTACIÓN DE PROCESO
OBJETIVOS:
Corregir un error en el proceso de taladrado realimentando el proceso.
SÍNTESIS TEÓRICA:
Transferencia 2:
La transferencia 2, al igual que la transferencia 1, permite sujetar, levantar y transferir la
pieza de trabajo desde la banda transportadora principal hacia la transversal, pero con la
diferencia de que la transferencia 2 permite la rotación de las piezas de trabajo a 90 grados.
Esta rotación permite que al momento de realimentar el error el taladrado se realice en la
misma cara
Figura 7.1 Transferencia con giro de 90ª
Retroalimentación:
Se conoce también con los nombre de Retroacción, Realimentación, Reinput o Feedback, es
un mecanismo mediante el cual la información sobre la salida del sistema se vuelve a él
convertida en una de sus entradas, esto se logra a través de un mecanismo de retorno, y tiene
como fin alterar de alguna manera el comportamiento del sistema y corregir errores en el
proceso.
La retroalimentación permite el control de un sistema y que el mismo tome medidas de
corrección en base a la información retroalimentada, la retroalimentación sirve para
establecer una comparación entre la forma real de funcionamiento del sistema y el parámetro
ideal establecido. Si hay alguna diferencia o desviación, el proceso de retroalimentación se
encarga de regular o modificar las entradas para que la salida se acerque al valor previamente
definido.
173
Debido a la gran versatilidad que ofrece este módulo podemos simular errores en los
procesos y además corregirlos, llevando a la pieza de trabajo nuevamente al lugar de
estampado o taladrado, es decir, realizamos una retroalimentación el proceso.
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras, finales de carrera y sensores del modulo.
Estación de taladrado simulada.
DESARROLLO:
Colocar un tope debajo de la estación de taladrado simulada.
Colocar una barrera en cada extremo de la banda transportadora transversal.
Verifique el funcionamiento de la estación de transferencia 2, activándola de forma
manual desde la consola del operador.
Para simular un error en el taladrado se propone utilizar uno de los sensores
fotoeléctricos, el cual va a detectar el material reflectivo que está en uno de los
costados de la pieza de trabajo, la señal de éste sensor puede representar un error.
Una vez definido cómo se va a representar el error, realice un programa que cumpla
con las siguientes condiciones:
- El sensor retrorreflectivos detecta el “error” en el taladrado y activa la
barrera que detiene la pieza de trabajo frente a la banda transversal.
- Un segundo sensor detecta que la pieza de trabajo está detenida y activa una
salida que controla el pistón que extiende la transferencia.
- Una vez extendida la transferencia, se activa una nueva salida que controla
el pistón que está al extremo, este pistón tiene que bajar, sujetar la pieza con
el electroimán, girarla y subirla.
- Luego de subir la pieza, la horquilla regresa a su posición inicial.
- Una vez aquí, la pieza es nuevamente bajada, el electroimán se desactiva y
la pieza queda en la banda transversal.
- Finalmente se activa una salida que controla el movimiento de la banda
transversal produciendo así la realimentación del proceso.
PRACTICA N.-8
COMUNICACIÓN IN TOUCH – PLC
174
(LECTURA DE SENSORES EN EL ORDENADOR)
OBJETIVOS:
Configurar del I/O server S7200PPI para la comunicación InTouch-PLC.
Leer el estado de los sensores a través de indicadores gráficos. (efectuar el
monitoreo / monitorear)
SÍNTESIS TEÓRICA:
I/O server S7200PPI:
El I/O Server S7200PPI permite comunicar el controlador lógico programable con el
software InTouch.
Una vez instalado el software del I/O server S7200PPI en el ordenador se deben seguir los
siguientes pasos para configurarlo correctamente:
En el cuadro de diálogo “Com Port Settings” del menú Configure se debe verificar la tasa de
transferencia, ésta debe ser la misma con la que se establecerá la comunicación PLC – STEP
7, para la paridad se debe seleccionar la opción “even” si la comunicación es a 11 bits o
“none” si es a 10 bits, esta configuración depende de la disposición física de los dip switch
del cable de comunicación PC/PPI.
Figura 8.1 Configuración del I/O server S7200PPI (a)
En el cuadro de diálogo “Modem Settings” del menú Configure se debe verificar solamente
que la opción “Comm Port” se encuentre en COM 1, que es el puerto que se está utilizando
en el presente proyecto.
Figura 8.2 Configuración del I/O server S7200PPI (b)
175
En el cuadro de diálogo “Topic Definition” el “Topic Name” lo pone el usuario, se puede
utilizar el S7DEMO que viene por defecto. El “PLC Address” debe coincidir con la
dirección remota, al igual que el “Com Port”. El “Max. Message Size” debe configurarse con
112 bytes para el CPU 224 del PLC. El tiempo de actualización del Server (“Update
Interval”) depende del tipo y número de ítems, del tipo de PLC y de la velocidad del
computador.
Figura 8.3 Configuración del I/O server S7200PPI (c)
Figura 8.4 Configuración del I/O server S7200PPI (d)
En el cuadro de diálogo “DDE Server Settings” se mantiene la velocidad de barrido del
puerto en 50 ms, se mantiene desactivada la opción “NetDDE” y se mantiene la dirección
que se carga por defecto.
Figura 8.5 Configuración del I/O server S7200PPI (d)
176
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras, finales de carrera y sensores del modulo.
I/O server S7200PPI.
Software InTouch.
DESARROLLO:
Abrir un nuevo proyecto en InTouch y crear una nueva ventana.
En la barra de herramientas superior seleccionar la opción Wizard > Lights >
Circular Light, una vez seleccionada esta opción aparecerá graficada en la pantalla
como se indica en la figura 3.7.
Figura 8.6 Pantalla de ejemplo de lectura de sensor
A continuación relacionamos este Wizard con las entradas del PLC conectadas a los
sensores, de la siguiente manera:
Hacemos doble clik sobre el Light Wizard dibujado, aparecerá la siguente pantalla,
en la cual se definirá el tag y se podrá cambiar sus opciones de color.
Figura 8.7 definición del tag
177
Al hacer clik en Aceptar, aparecerá la pantalla “Tagname Dictionary”, a
continuación seguimos el proceso indicado en la práctica 8, con la diferencia de que
en Item, colocamos la dirección de memoria correspondiente a las entradas.
Comunicación InTouch – PLC:
Para lograr la comunicación entre el PLC y el Software InTouch se configura un tagname, en
el cuadro de diálogo “Tagname Dictionary” configuramos el “Type” que es el tipo de tag,
para nuestro PLC seleccionamos I/O Discrete.
Figura 8.8 Comunicación InTouch – PLC (a)
En la opción “Access Name” se crea un nuevo Access Name, cuyo nombre y aplicación debe
ser el mismo que el del Server (S7200PPI), el protocolo a utilizar es el DDE.
Figura 8.9 Comunicación InTouch – PLC (b)
Una vez hecho esto, el Light Wizard se ha configurado, y al correr el programa
podemos visualizar el estado del sensor.
Repitiendo el mismo proceso, añada en la pantalla de InTouch, los elementos
necesarios para visualizar los demás sensores.
Con otro tipo de Light, dibujados en la misma pantalla de InTouch, visualice
también el estado de los finales de carrera conectados a las entradas del PLC.
178
PRACTICA N.-9
MANIPULACIÓN DE TOPES, BARRERAS Y ELECTROVÁLVULAS
DESDE EL ORDENADOR
OBJETIVOS:
Manipular los componentes del módulo desde el ordenador.
Verificar el estado de los elementos que componen el módulo.
SÍNTESIS TEÓRICA:
Para realizar la manipulación de los topes, barreras y electroválvulas desde el ordenador
debemos utilizar las marcas internas del PLC, ya que este no nos permite forzar las salidas de
forma directa, mientras que las marcas si nos permiten su manipulación desde el ordenador.
Los elementos Wizards:
Estos elementos, en su más básico concepto, podrían ser definidos como “elementos
inteligentes” que permiten que las aplicaciones de InTouch puedan ser generadas de un
modo más rápido y eficiente.
Los elementos Wizards permiten crear rápidamente un objeto en la pantalla. Haciendo doble
clic sobre el objeto podemos asociarle links (animación), asignarlo a tagnames o incluso
incluir una lógica en ese objeto. Si agrupamos varios de estos objetos podemos crear un
179
elemento completo acabado y programado que lo podemos utilizar tantas veces como
queramos.
Los elementos Wizards son accesibles desde la caja de herramientas de la pantalla de
edición, pero además, es posible incorporar un Wizard concreto (o más de uno) directamente
a la caja de herramientas, para que este aparezca en ella y sea muy sencillo seleccionarlo.
Ejemplo:
Realizar un programa que controle una salida por acción de una marca y se lo carga
en el PLC
Figura 9.1 Ejemplo de control de una salida mediante una marca.
Abrir un nuevo proyecto en InTouch y crear una nueva ventana.
En la barra de herramientas superior seleccionar la opción Wizard > Switches >
Rocker Switch, una vez seleccionada esta opción aparecerá graficada en la pantalla
como se indica en la figura
Figura 9.2 Pantalla de ejemplo.
A continuación programamos este Wizard para poder manipular la salida desde el ordenador.
Hacemos doble clik sobre el Rocker Switch dibujado, aparecerá la siguente pantalla,
en la cual se definirá el nombre del tag.
Figura 9.3 Definición del tag.
180
Al hacer clik en Aceptar, aparecerá la pantalla “Tagname Dictionary”, a
continuación seguimos el proceso indicado en la práctica 8, con la diferencia de que
en Item, colocamos la dirección de memoria correspondiente a la Marca0.0.
programada previamente en el PLC
Una vez configurado el Rocker Switch corremos el programa y comprobamos que
podemos podemos manipular el elemento conectado a la salida 0.0 del PLC que en
este caso es un tope
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras, finales de carrera y sensores del modulo.
I/O server S7200PPI.
Software InTouch.
DESARROLLO:
Repitiendo el mismo proceso del ejemplo, añada, tanto en el programa del PLC
como en la pantalla de InTouch, los elementos necesarios para controlar de forma
individual los demás topes.
Con otro tipo de switches, dibujados en la misma pantalla de InTouch, realice la
manipulación de las barreras y las electroválvulas que controlan los cilindros.
Verifique qué sucede si en lugar de switches se utilizan pulsadores.
181
PRACTICA N.-10
SIMULACIÓN DE UN PROCESO DE ESTAMPADO
OBJETIVOS:
Representar en la pantalla del ordenador el proceso de estampado.
Adiestrar al estudiante en la animación de objetos en InTouch.
SÍNTESIS TEÓRICA:
Animation Links:
Tras crear un objeto gráfico o un símbolo, éste puede ser animado mediante las Animation
Links.
Las Animation Links provocan que el objeto cambie de posición o de apariencia reflejando
cambios en el proceso. Por ejemplo, una válvula puede cambiar de color dependiendo si está
activa o no.
Para asignar un Animation Links a un determinado objeto, éste debe estar seleccionado,
haciendo doble clic sobre el objeto o símbolo deseado entramos directamente en el menú
Animation Links (Figura 10.1).
182
Figura 10.1 menú Animation Links
Una vez aquí, podremos seleccionar el tipo de animación que queremos asociar al objeto.
Podemos incluso asociar varios Animation Links a un mismo objeto o símbolo.
Cada una de las funciones del menú Animation Links dispone de un submenú que se debe
llenar, se trata de las características propias de cada comando de animación.
Slider:
Es una función de animación que nos permite desplazar el gráfico seleccionado ya sea en
forma horizontal o vertical.
Ejemplo:
En esta práctica se propone utilizar los Sliders para realizar la animación del gráfico que
representa el estampado, estos Sliders van a estar asociados a contadores que permitirán
simular en pantalla el movimiento del pistón de estampado.
Con la ayuda de Marcas internas del PLC y con la utilización (en InTouch) de contadores y
de objetos gráficos animados mediante las Animation Links, vamos a crear un objeto que se
mueva verticalmente al activar un Switch en la pantalla del ordenador.
Debemos recordar que para poder manipular el PLC desde el computador se deben utilizar
las Marcas internas, en este caso, la marca M0.0 está relacionada con el Switch mientras que
la Marca M0.1 está relacionada con el contador (ver Práctica 9)
Figura 10.2 marcas como entrada y salida.
La siguiente figura muestra como programar un contador en InTouch, en este caso particular,
el contador empieza su cuenta desde cero cuando la Marca1 es activada y va aumentando la
cuenta de uno en uno hasta llegar a 60, luego de ello retorna nuevamente a 0.
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Figura 10.3 Entrada a pantalla de programación.
Figura 10.4 Programación de un contador.
Colocamos un gráfico en la pantalla de InTouch y hacemos doble clic sobre éste, aparecerá
el menú Animation Links, en donde se selecciona el tipo de animación, que en este caso es
un Slider Vertical
Figura 10.5 Pantalla de ejemplo.
Figura 10.6 Slider Vertical
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Al seleccionar esta opción de animación aparecerá la pantalla en la que se coloca el nombre
del Tagname con el cual queremos relacionar y las propiedades del movimiento, podemos
hacer que el objeto de mueva de arriba hacia abajo o viceversa, en este caso el objeto se
programa para que se mueva verticalmente hacia abajo.
Figura 10.7 Configuración de un Slider.
LISTA DE MATERIALES:
Cable de comunicación PC/PPI.
Software STEP 7 MicroWIN SP1 V3.2.
PLC SIEMENS S7200 CPU224.
Topes, barreras, finales de carrera y sensores del modulo.
Estación de estampado simulado.
I/O server S7200PPI.
Software InTouch.
DESARROLLO:
Realice un programa que cumpla con las siguientes condiciones (Práctica 4):
- Un sensor detecta la presencia de la pieza de trabajo y activa un tope que la
detiene debajo de la estación de estampado simulada.
- Una vez detenida la pieza de trabajo, se activa una salida que extiende el
pistón de estampado, luego de entra en acción un temporizador que
desactiva el pistón regresándolo a su posición inicial.
- El tiempo que la pieza de trabajo está detenida debe ser el suficiente para
que se lleve a cabo todo el proceso de estampado (bajada y subida del
pistón).
- Una vez terminado todo el proceso de simulación de estampado, el tope se
desactiva y permite el paso de la pieza de trabajo.
Cargue en el PLC el programa utilizado en la práctica 4.
Cree un gráfico en la pantalla de InTouch que se asemeje a la estación de estampado
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Basándose en el ejemplo, realice la animación del gráfico con la opción Slider
Vertical, cumpliendo las siguientes condiciones:
- El sensor activa una marca, esta marca debe activar un contador que hace
que el gráfico baje.
- El temporizador, a más de desactivar el sensor, debe activar un contador que
hace que otro gráfico (idéntico al anterior) suba nuevamente.
- Utilice la función Visibility del menú Animation Links que permite mostrar
y ocultar los objetos para ocultar el objeto que baja cuando llegue a la
ubicación del objeto que sube.
Figura 10.8 Opción Visibility.
Figura 10.9 Pantalla de ejemplo.
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