TESIS DE GRADO - Dspace ESPOCH

TESIS DE GRADO - Dspace ESPOCH
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN
CONTROL Y REDES INDUSTRIALES
“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN MÓDULO PARA EL
PROCESO DE CLASIFICACIÓN DE PIEZAS CONTROLADO
MEDIANTE UN PLC SIEMENS S7-1200”
TESIS DE GRADO
Previo a la obtención del título de
INGENIERO EN ELECTRÓNICA CONTROL Y REDES
INDUSTRIALES
Presentado Por:
Carlos Alfredo Oñate Lazo
Oscar Favio Pinta Yaucan
Riobamba – Ecuador
2013
AGRADECIMIENTOS
A Dios
por
guiarnos
por
el
camino
correcto, por darnos sabiduría,
entendimiento y la oportunidad de llegar a ver culminada una etapa más de
nuestras vidas.
A la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Facultad de Informática y Electrónica, Escuela
de
y en especial a La
Ingeniería Electrónica en
Control y Redes Industriales por darnos el privilegio de ser uno más de sus
miembros y aportarnos grandes beneficios tanto en la vida personal como
profesional.
A
todos
los
profesores por
transmitirnos sus
conocimientos
y
por
brindarnos su apoyo en todo momento, de igual manera a todos aquellos
que
de
una
u
otra forma contribuyeron en la realización del presente
proyecto.
CARLOS y OSCAR
DEDICATORIA
Dedico este presente a Dios por darme
salud y vida por darme una familia que
este siempre a mi lado a pesar de todos
los
momentos
difíciles
que
hemos
pasado.
A mis queridos padres Carlos y Sonia por
haberme inculcado valores y respeto, por
su esfuerzo y apoyo incondicional para
lograr cada una de mis metas, a mis
hermanos
Paola
y
Sonia
por
ser
comprensivas y estar siempre junto a mí.
A una persona muy especial en mi vida
la cual me ha dado cariño, comprensión
y apoyado incondicionalmente Zenaida.
CARLOS
Dedicado a Dios por haberme dado la
vida, sus bendiciones y una familia que
me ha brindado su apoyo incondicional.
A mis padres Luis y Elena por su amor,
por
haberme
honestidad
y
enseñado
el
respeto,
responsabilidad, por
su
paciencia y apoyo en los buenos y malos
momentos, a mis hermanas y hermano
por confiar siempre en mí. A mi novia por
su paciencia, cariño y estar siempre a mi
lado.
OSCAR
NOMBRE
Ing. Iván Menes
DECANO DE LA FACULTAD DE
INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA
FIRMA
.…………………….
Ing. Paúl Romero
DIRECTOR DE LA ESCUELA DE
INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN
CONTROL Y REDES INDUSTRIALES …………………….
FECHA
…………………….
…………………….
Ing. Diego Barba
DIRECTOR DE TESIS
…………………….
…………………….
Ing. Lenyn Aguirre
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
…………………….
…………………….
Lcdo. Carlos Rodríguez
DIRECTOR DEL DPTO
DOCUMENTACIÓN
…………………….
…………………….
NOTA DE LA TESIS
…………………….
DECLARACIÓN
Nosotros, CARLOS ALFREDO OÑATE LAZO
y
OSCAR FAVIO PINTA
YAUCAN, declaramos bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de
nuestra autoría; que
grado
no
ha
sido
previamente
presentada para ningún
o proyecto de tesis; y, que hemos consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
A
través de
la
presente
propiedad intelectual
declaración cedemos nuestros derechos de
correspondientes
a
este
trabajo,
a
la
Escuela
Superior Politécnica Chimborazo, según lo establecido por su reglamento y por
la normatividad institucional vigente.
CARLOS ALFREDO OÑATE L.
OSCAR FAVIO PINTA Y.
AUTORES
ÍNDICE DE ABREVIATURAS
BAR
Unidad de Presión
DBs
Bloques De Datos
DDE
Intercambio Dinámico De Datos
DHCP
Protocolo De Configuración Dinámica De Host
E/S
Entradas y Salidas
FBs
Bloques De Función
FCs
Funciones
F.E.M.
Fuerza Electromotriz
FUP
Diagrama De Funciones
GRAFCET Graphe Functionel De Commande Etape Transition
HMI
Interfaz Hombre Máquina.
KOP
Esquema De Contactos
NA
Normalmente Abierto
NC
Normalmente Cerrado
OBs
Bloques De Organización
OPC
OLE for Process Control
PCs
ProgrammableControllers
PLC
Controller logic programable
PWM
Modulación Del Ancho De Pulso
RTU
Unidades remotas de I/O
SB
Signal Board
TCP
Transport Control Protocol
TIA
TotallyIntegratedAutomation
TIC
Tecnología Apoyada Por Sistema
VCD
Voltajes De Corriente Directa
VCA
Voltajes De Corriente Alterna
%I
Variables de Entrada del PLC
%Q
Variables de Salida del PLC
ÍNDICE GENERAL
PORTADA
AGRADECIMIENTO
DEDICATORIA
FIRMAS
DECLARACIÓN
ÍNDICE DE ABREVIATURAS
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE TABLAS
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I ..................................................................................................................19
1. MARCO REFERENCIAL.....................................................................................19
1.1.
ANTECEDENTES ........................................................................................19
1.2.
JUSTIFICACIÓN ..........................................................................................20
1.3.
OBJETIVOS ..................................................................................................21
1.3.1.
Objetivo general .....................................................................................21
1.3.2.
Objetivos específicos .............................................................................21
1.4.
HIPÓTESIS ...................................................................................................22
CAPÍTULO II .................................................................................................................23
2. MARCO TEÓRICO ...............................................................................................23
2.1. PROCESO DE CLASIFICACIÓN DE PIEZAS.............................................23
2.1.1. Definición de procesos de clasificación de piezas ...............................23
2.1.2. Aplicación de los procesos de clasificación de piezas ........................23
2.2.
EL AIRE COMPRIMIDO EN LA INDUSTRIA ..........................................24
2.2.1.
Presión y sus unidades de medición...................................................27
2.2.1.1.
Definición de presión ......................................................................27
2.2.1.2.
Unidades de medición....................................................................28
2.2.2.
Caudal ......................................................................................................29
2.2.3.
2.3.
Ventaja Y Desventaja Del Aire Comprimido ......................................30
NEUMÁTICA .................................................................................................30
2.3.1.
Definición .................................................................................................30
2.3.2.
Sistemas Neumáticos ............................................................................31
2.3.3.
Ventajas y desventaja de la neumática ..............................................31
2.3.3.1.
Ventajas ............................................................................................31
2.3.3.2.
Desventajas .....................................................................................32
2.3.4.
2.4.
APLICACIONES .....................................................................................32
VÁLVULAS NEUMÁTICAS.........................................................................33
2.4.1.
Válvulas eléctricas o electroválvulas...................................................34
2.4.1.1.
2.5.
Funcionamiento ...............................................................................34
Actuadores neumáticos ...............................................................................35
2.5.1.
Cilindros neumáticos .............................................................................36
2.5.1.1.
Características.................................................................................36
2.5.1.2.
Partes de un cilindro .......................................................................37
2.5.1.3.
Clasificación de los cilindros neumáticos ....................................37
2.5.1.3.1. Cilindros de simple efecto.......................................................38
2.5.1.3.2. Cilindros de Doble Efecto .......................................................39
2.6.
REGULADORES DE CAUDAL O FLUJO ................................................40
2.7.
RELÉS............................................................................................................41
2.7.1.
2.8.
Funcionamiento ......................................................................................41
MOTORES ....................................................................................................43
2.8.1.
Motores de corriente continua..............................................................43
2.8.2.
Motores de engranajes..........................................................................44
2.9.
ENCODER.....................................................................................................45
2.9.1.
Tipos de Encoders .................................................................................46
2.9.1.1.
Encoder incremental.......................................................................46
2.9.1.2.
Encoder absoluto ............................................................................46
2.9.2.
2.10.
Aplicaciones de los Encoders ..............................................................47
ACCESORIOS ELÉCTRICOS Y NEUMÁTICOS .................................48
2.10.1.
Accesorios eléctricos .........................................................................48
2.10.2.
Accesorios neumáticos......................................................................48
2.11.
SENSORES ................................................................................................52
2.11.1.
Definición .............................................................................................52
2.11.2.
Sensor inductivo .................................................................................52
2.11.3.
Sensor capacitivo ...............................................................................53
2.11.4.
Sensor óptico ......................................................................................54
2.11.4.1. Modos de operación de los sensores ópticos ..........................55
2.11.5.
Sensor fotoeléctrico con fibra óptica ...............................................56
CAPÍTULO III................................................................................................................58
3. AUTOMATIZACIÓN MEDIANTE PLC.................................................................58
3.1. PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC).........................................58
3.1.1. Introducción ................................................................................................58
3.1.2. Definición del PLC .....................................................................................60
3.1.3. Ventajas de los PLCs ................................................................................60
3.1.4. Clasificación de los PLC ...........................................................................61
3.1.5. Campos de aplicación de los PLCs ........................................................63
3.1.5.1. Ejemplos de aplicaciones de un PLC .............................................64
3.2.
LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN ..........................................................64
3.2.1.
GRAFCET................................................................................................64
3.2.2.
LADDER ..................................................................................................66
3.3.
PLC SIEMENS S7-1200 .............................................................................67
3.3.1.
Introducción .............................................................................................67
3.3.2.
Partes y Características del PLC SIEMENS S7-1200 .....................69
3.3.3.
SINGALBOARDS ...................................................................................70
3.3.4.
Ampliar la capacidad de la CPU ..........................................................71
3.3.5.
Estados operativos de la CPU .............................................................73
3.4.
SOFTWARE DEL PLC STEP7 BASIC .....................................................74
3.4.1.
Herramientas fáciles de usar................................................................77
3.4.1.1.
Fácil entrada de instrucciones en el programa de usuario ......77
3.4.1.2.
Fácil acceso a las instrucciones más utilizadas desde la barra
de herramientas................................................................................................77
3.4.2.
Ejecución del programa de usuario .....................................................78
3.4.3.
Estructura del programa S7-1200 en Step 7 Basic ..........................80
3.4.4.
Tipos de bloques de datos de instancias del S7-1200.....................81
3.4.5.
Interfaz PROFINET ................................................................................81
3.4.6.
Programar en STEP 7 Basic ................................................................83
3.4.7.
Configuración de dispositivos...............................................................83
3.4.7.1.
Insertar una CPU ............................................................................84
3.4.7.2.
Detectar una CPU automáticamente sin especificar.................86
CAPÍTULO IV ...............................................................................................................88
4. DISEÑO DEL MÓDULO .........................................................................................88
4.1. INTRODUCCIÓN ..............................................................................................88
4.2. SOLIDWORKS ..................................................................................................89
4.3. DISEÑO DEL MÓDULO ..................................................................................90
4.3.1.
4.4.
Diseño de los soportes del módulo .....................................................90
ESTUDIO ECONÓMICO.............................................................................91
CAPÍTULO V ................................................................................................................93
5. IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO .................................................................93
5.1.
INTRODUCCIÓN..........................................................................................93
5.2.
MONTAJE MECÁNICO ...............................................................................94
5.2.1.
Ensamblaje del módulo .........................................................................94
5.2.2.
Montaje de la estructura metálica ........................................................95
5.2.2.1.
Conectores de perfil perpendicular ..............................................96
5.2.2.2.
Tapas laterales ................................................................................97
5.2.2.3.
Ángulos de sujeción........................................................................97
5.2.2.4.
5.2.3.
Montaje eléctrico ....................................................................................99
5.2.3.1.
Motor eléctrico .................................................................................99
5.2.3.2.
Dispositivos de control ................................................................ 100
5.2.4.
Montaje neumático .............................................................................. 103
5.2.4.1.
Cilindros neumáticos ................................................................... 105
5.2.4.2.
Conexión de aire .......................................................................... 106
5.2.5.
5.3.
Canaleta ranurada y Riel DIN .......................................................98
Montaje de sensores .......................................................................... 108
5.2.5.1.
Sensor de fibra óptica ................................................................. 108
5.2.5.2.
Sensor Inductivo........................................................................... 110
5.2.5.3.
Sensor óptico ................................................................................ 112
5.2.5.4.
Sensor magnético ........................................................................ 114
5.2.5.5.
Encoder Rotary............................................................................. 116
PROGRAMACIÓN DEL PLC .................................................................. 118
5.3.1. Descripción del proceso......................................................................... 119
5.3.2. Secuencia del proceso ........................................................................... 120
5.3.3. Variables de entrada y salida................................................................ 121
5.3.4. Grafcet ...................................................................................................... 123
5.3.4.1. Secuencia Grafcet .......................................................................... 124
5.3.4.2. Determinación de las ecuaciones ................................................ 125
5.3.5.
5.4.
Programación del PLC S-7 1200 ...................................................... 127
COMUNICACIÓN PLC SIEMENS S7-1200 CON LABVIEW............. 131
5.4.1. LabVIEW 2012 ........................................................................................ 131
5.4.2. OPC........................................................................................................... 132
5.4.2.1. SERVIDOR OPC ............................................................................ 133
5.4.2.2. Configuración del KEP SERVER ................................................. 135
5.4.2.3. Creación de Etiquetas Estáticas (TAGS) .................................... 144
5.4.3. Monitoreo desde Labview...................................................................... 148
5.5.
PROGRAMA HMI ...................................................................................... 152
CAPÍTULO VI ............................................................................................................ 153
6. PRUEBAS Y RESULTADOS .......................................................................... 153
6.1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 153
6.2. PRUEBA DE SENSORES............................................................................ 154
6.3. PRUEBA DEL MOTOR................................................................................. 154
6.4. PRUEBA DE CILINDROS NEUMÁTICOS ................................................ 154
6.5. PRUEBA DE MONITOREO ......................................................................... 155
6.6. PRUEBA Y RESULTADO DEL MÓDULO................................................. 155
6.7. MANUAL DE USUARIO ............................................................................... 156
6.8. RESULTADO DE LA ENCUESTA .............................................................. 156
6.8.1. Encuesta................................................................................................... 157
6.8.2. TABULACION DE LOS DATOS ........................................................... 157
6.9. ANÁLISIS DE RESULTADOS ..................................................................... 160
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA II.1 MANÓMETRO Y SUS PARTES
29
FIGURA II.2 ELECTROVÁLVULA FESTO
33
FIGURA II.3 ELECTROVÁLVULA.
34
FIGURA II.4: PARTES DE UN CILINDRO NEUMÁTICO.
37
FIGURA II.5 CILINDRO DE SIMPLE EFECTO
39
FIGURA II.6 CILINDRO DE DOBLE EFECTO
40
FIGURA II.7 REGULADORES DE FLUJO
41
FIGURA II.8 ESTRUCTURA DE UN RELÉ
42
FIGURA II.9 RELÉ DE 24 VDC
42
FIGURA II.10 MOTOR DE ENGRANAJE
45
FIGURA II.11 INTERIOR DE UN ENCODER
45
FIGURA II.12 ENCODER INCREMENTAL
46
FIGURA II.13 ENCODER ABSOLUTO
47
FIGURA II.14 MANGUERAS
49
FIGURA II.15 RÁCOR NEUMÁTICO
49
FIGURA II.16 UNIDAD DE MANTENIMIENTO
50
FIGURA II.17 LUBRICADOR DE AIRE
51
FIGURA II.18 SENSOR INDUCTIVO
53
FIGURA II.19 SENSOR CAPACITIVO
54
FIGURA II.20 MODOS DE OPERACIÓN DE SENSOR ÓPTIC O.
55
FIGURA III.1 CONTROLADOR S7-1200 COMPACTO
68
FIGURA III.2 PARTES PLC S7-1200.
70
FIGURA III.3 CONTROLADOR S7-1200 COMPACTO SIGNALBOARDS
71
FIGURA III.4 MÓDULOS DE APLICACIÓN
72
FIGURA III.5 ESTADO OPERATIVO CPU
73
FIGURA III.6 VISTA PRINCIPAL DEL TIA PORTAL STEP 7
75
FIGURA III.7 COMPONENTES DEL PROYECTO
75
FIGURA III.8 FÁCIL ENTRADA DE INSTRUCCIONES
77
FIGURA III.9 BARRA DE HERRAMIENTAS
78
FIGURA III.10 ESTRUC TURA DEL PROGRAMA S7-1200
80
FIGURA III.11 TIPOS DE BLOQUES DE DATOS
81
FIGURA III.12 CONEXIÓN DE PG Y CPU DE SIMATIC S7-1200
82
FIGURA III.13 CREAR PROYECTO
83
FIGURA III.14 FORMA DE AGREGAR D ISPOSITIVO EN STEP7
83
FIGURA III.15 AGREGAR UN NUEVO DISPOSITIVO
84
FIGURA III.16 FORMA DE INSERTAR UN DISPOSITIVO
85
FIGURA III.17 CPU INSERTADA
85
FIGURA III.18 DETENC IÓN DEL HARDWARE
86
FIGURA III.19 DETENCIÓN DE DISPOSITIVO CONECTADO
87
FIGURA III.20 DIAGNOSTICO ONLINE
87
FIGURA IV.1 PRESENTACIÓN DE SOFWARE SOLIDWORKS
90
FIGURA V.1PERFIL MODULAR DE ALUMINIO.
96
FIGURA V.2 CONECTOR DE PERFIL PERPENDICULAR
96
FIGURA V.3 TAPAS LATERALES PARA PERFIL
97
FIGURA V.4 ÁNGULOS DE SUJECIÓN
97
FIGURA V.5 CANALETA RANURADA Y RIEL DIN
98
FIGURA V.6 MONTAJE DEL MOTOR DE ENGRANAJE 24 VDC
99
FIGURA V.7 BOTONERA
100
FIGURA V.8 PLC
101
FIGURA V.9 OTROS DISPOSITIVOS
102
FIGURA V.10 MONTAJE DE LA UNIDAD DE MANTENIMIENTO
104
FIGURA V.11 CILINDROS NEUMÁTICOS
106
FIGURA V.12 DIAGRAMA DE CONEXIÓN NEUMÁTICA
107
FIGURA V.33 MONTAJE DEL SENSOR DE FIBRA ÓPTICA
110
FIGURA V.44 MONTAJE DEL SENSOR INDUCTIVO
111
FIGURA V.55 MONTAJE DEL SENSOR ÓPTICO.
113
FIGURA V.66 SENSOR MAGNÉTICO DE CILINDRO NEUMÁTICO
115
FIGURA V.77 SENSOR E NCODER ROTARY
117
FIGURA V.88 DIAGRAMA GRAFCET DEL PROCESO
125
FIGURA V.99 SOFTWARE TIA PORTAL V 10.5
128
FIGURA V.20 AGREGAR CPU
129
FIGURA V.21 CONFIGURACIÓN DE LA CPU
129
FIGURA V.22 TABLA DE VARIABLES
130
FIGURA V.23 SOFTWARE LABVIEW 2012
132
FIGURA V.24 APLICACIÓN TRABAJANDO CON VARIOS SERVIDORES 133
FIGURA V.25 RELACIÓN DE TRABAJO CLIENTE/SERVIDOR
134
FIGURA V.26 ARQUITECTURA TÍPICA DE UN OPC
135
FIGURA V.27 CREACIÓN DE UN NUEVO PROYECTO
136
FIGURA V.2810 CREACIÓN DE UN NUEVO CANAL
136
FIGURA V.29 SELECCIÓN DEL PUERTO DE COMUNICACIÓN DEL
DISPOSITIVO
137
FIGURA V.30 SELECCIÓN DEL ADAPTADOR DE RED DE LA PC
137
FIGURA V.31 SELECCIÓN DE PARÁMETROS DE ESCRITURA
138
FIGURA V.32 FINALIZACIÓN DE LA CONFIGURACIÓN DEL CANAL
138
FIGURA V.33 AÑADIENDO UN NUEVO D ISPOSITIVO
139
FIGURA V.34 AGREGAR UN NOMBRE AL NUEVO DISPOSITIVO
140
FIGURA V.35 SELECCIÓN DEL MODELO DEL DISPOSITIVO
140
FIGURA V.36 ASIGNACIÓN DE UNA DIRECCIÓN IP AL PLC
141
FIGURA V.37 CONFIGURACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE TIEMPO DE
COMUNICACIÓN
141
FIGURA V. 38 ACTIVAC IÓN DE LA OPCIÓN AUTO DEMOTION
142
FIGURA V. 39 SELECCIÓN DEL NÚMERO DE PUERTO A UTILIZAR
142
FIGURA V.40 PARÁMETROS DEL NUEVO DISPOSITIVO PARA
ESTABLECER TIPO DE CONEXIÓN
143
FIGURA V.41 PARÁMETROS DE LOS CONTROLADORES S7
143
FIGURA V. 42 RESUMEN DE LA CONFIGURACIÓN DEL DISPOSITIVO
144
FIGURA V. 43 CREACIÓN DE TAGS
145
FIGURA V. 44 CONFIGURACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE UNA TAG 145
FIGURA V.45 CREACION DE TAGS
147
FIGURA V.46 VENTANA DEL OPC QUICK CLIENT
148
FIGURA V.47 VENTANA DE EXPLORACIÓN DEL PROYECTO
149
FIGURA V.48 PROPIEDADES DEL BOTÓN INICIO
150
FIGURA V.49 CONFIGURACIÓN DATASOCKET
151
FIGURA V.50 CONFIGURACIÓN DEL TIPO DE ACCESO
151
FIGURA V.51 SELECCIÓN DEL SERVIDOR OPC
152
FIGURA V.51 MÓDULO DE CLASIFICACIÓN
156
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA II.I EQUIVALENCIA UNIDADES DE PRESIÓN
28
TABLA II.II DIFERENTES ELEMENTOS Y PRESIONES TÍPICAS
29
TABLA III.I ELEMENTOS GRAFCET
65
TABLA III.II ELEMENTOS LADDER
66
TABLA III.II ELEMENTOS LADDER (¨CONTINUACIÓN¨) 67
TABLA III.III ESPECIFICACIONES PARA LOS MÓDULOS DE AMPLIACIÓN
74
TABLA IV.I DETALLES DE GASTOS
91
TABLA IV.I DETALLES DE GASTOS (¨CONTINUACIÓN¨)
92
TABLA V.I CARACTERÍSTICAS DEL SENSOR INDUCTIVO
112
TABLA V.II CARACTERÍSTICAS DEL SENSOR OPTICO
114
TABLA V.III CARACTERÍSTICAS DEL SENSOR MAGNÉTICO
116
TABLA V.IV CARACTERÍSTICAS Del ENCODER
118
TABLA V.V ASIGNACIÓN DE LAS VARIABLES DE ENTRADAS/SALIDA EN
EL PLC
121
TABLA V.V ASIGNACIÓN DE LAS VARIABLES DE ENTRADAS/SALIDA EN
EL PLC
122
TABLA V.VI ECUACÍONES OBTENIDAS DEL GRAFCET
126
TABLA V.VI ECUACIONES OBTENIDAS DEL GRAFCET (¨CONTINUACIÓN¨)
127
INTRODUCCIÓN
En la última década, las industrias de manufacturación basadas en la
producción en serie han realizado grandes esfuerzos por automatizar cada una
de sus etapas productivas, con el objetivo de conseguir una mayor
competitividad. El resultado de este esfuerzo ha sido la consecución de un alto
grado de automatización en las mismas, aunque todavía hay procesos que
presentan dificultades a la hora de realizar sobre ellos una automatización
eficiente.
Las técnicas utilizadas para automatizar procesos industriales es un factor
prioritario que marca la competitividad de una empresa. En un sistema
automático se busca principalmente aumentar la eficiencia del proceso
incrementando la velocidad, la calidad y la precisión, y disminuyendo los
riesgos que normalmente se tendrían en la tarea si fuese realizada en forma
manual por un operador.
Con el avance de la tecnología, los procesos industriales han sufrido grandes
cambios y quienes están involucrados de una o de otra forma con el tema,
deben estar permanentemente informados acerca de los nuevos productos,
métodos de procesos, solución de fallas, sistema de control, etc.
Los automatismos están compuestos de tres partes principales como son la
obtención de señales por parte de los sensores, el procesamiento de dichas
señales hecho por los procesadores inteligentes y la ejecución de respuestas
efectuadas por los actuadores.
Es así que el diseño e implementación de un módulo para el proceso
clasificación de piezas controlado mediante un PLC Siemens S7-1200 CPU
1212, servirá para equipar los laboratorios de
la
Escuela de Ingeniería
Electrónica en Control y Redes Industriales de la ESPOCH, permitirá a los
estudiantes
realizar
prácticas
de
control
automático
aplicando
los
conocimientos teóricos e ir desarrollando sus habilidades en el área de
automatización neumática.
El proceso de clasificación de piezas está diseñado en base a un modelo
industrial. El proceso permitirá la separación de piezas según el tipo y color del
material, mediante la señal entregada de los sensores, según la elección
realizada procederá a dirigirse a una de las dos rampas o si no continuara en
banda transportadora previamente implementadas.
CAPÍTULO I
_______________________________________________________________
1. MARCO REFERENCIAL
1.1.
ANTECEDENTES
Las operaciones de clasificación
de partes y piezas
son procesos
fundamentales en los diversos sistemas de producción de bienes en diferentes
áreas. La automatización de este tipo procesos y la técnica de control es un
problema que debe ser estudiado y entendido a profundidad en la búsqueda
de alternativas innovadoras que procuren soluciones óptimas en miras de
procurar calidad y competitividad en la producción de bienes.
Para el control de procesos industriales, el PLC juega un papel importante, es
así que Siemens oferta una amplia gama de PLC´s, como el Siemens S7 y
otros, los cuales son compactos y potentes particularmente para el control a la
20
respuesta en tiempo real, muy buena conectividad y todo tipo de facilidades en
el manejo del software y hardware.
La búsqueda de soluciones automatizadas a estos procesos solo pueden ser
desarrollados mediante la simulación
multidisciplinarias
mecatrónica,
en el
cual intervengan áreas
que hagan uso de tecnologías híbridas tales como
electro neumática y sensorica, apoyadas por sistemas de
hardware y software de control tipo PLC aplicados, que desarrollen potentes
sistemas de control programas que den soluciones estándar o personalizados
a los diferentes problemas planteados.
1.2.
JUSTIFICACIÓN
En la actualidad la automatización y el control de procesos de clasificación, en
la industria grande y pequeña es una necesidad que viene creciendo de forma
acelerada por lo que es imperioso que los estudiantes de Ingeniería Electrónica
en Control y Redes Industriales, tengan una formación sobre estos procesos y
se familiarice con estos temas de un modo práctico.
El desarrollo de este proyecto tiene como objetivo diseñar e implementar un
módulo para la simulación de un proceso de clasificación de piezas controlado
por medio de un PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C.
El proyecto
permitirá
aprovechar los conocimientos de los estudiantes con
los recursos tecnológicos y las competencias intelectuales, para el desarrollo
21
de una herramienta
generación
para
que
de simulación
basada en tecnologías de última
se facilite el aprendizaje de los estudiantes en los
laboratorios de la escuela de Ingeniería Electrónica, Control y Redes
Industriales y sea parte de un programa piloto, modelo de innovación, empeño
y
muestra
de
colaboración
para
obtener
como
valor
agregado
el
posicionamiento de nuestra escuela a nivel regional y nacional, ganando de
este modo el desempeño brillante de sus egresados y el deseo de muchos
Ecuatorianos de formarse y capacitarse en tan prestigiosa institución.
El módulo en combinación con otros proveerá a la Facultad de Informática y
Electrónica de la ESPOCH un moderno laboratorio para prácticas de Ingeniería
Electrónica, Control y Redes Industriales en búsqueda de la excelencia
educativa y de formación que procura nuestra institución.
1.3.
OBJETIVOS
1.3.1. Objetivo general
 Diseñar e implementar un módulo para el proceso de clasificación de
piezas controlado mediante un PLC Siemens S7-1200.
1.3.2. Objetivos específicos
 Controlar el motor DC
para el correcto avance de la banda
transportadora de piezas.
 Integrar las diversas etapas del módulo didáctico.
22
 Desarrollar el programa en el PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C, para
el correcto funcionamiento del proceso de clasificación.
 Realizar las pruebas de funcionamiento del sistema.
 Elaborar un manual de usuario, para la correcta manipulación del
módulo.
1.4.
HIPÓTESIS
Una vez diseñado e implementado el módulo para el proceso de clasificación
de piezas controlado por medio de un PLC Siemens S7-1200 se permitirá a los
estudiantes de la Escuela de Ingeniería Electrónica en Control y Redes
Industriales, reforzar el aprendizaje sobre los procesos de automatización en el
que está basado este módulo y otros procesos que utilizan este tipo de
tecnología.
CAPÍTULO II
_______________________________________________________________
2. MARCO TEÓRICO
2.1. PROCESO DE CLASIFICACIÓN DE PIEZAS
2.1.1. Definición de procesos de clasificación de piezas
Generalmente son procesos finales dentro de una línea de producción que
consiste en clasificar partes o piezas dependiendo de sus características, para
luego ser almacenadas en contenedores diferentes.
2.1.2. Aplicación de los procesos de clasificación de piezas
El proceso de calificación de partes o piezas son utilizadas en la mayoría de
procesos industriales es decir líneas de producción, la clasificación en la
mayoría son los últimos procesos ya que se determina el producto o pieza final.
24
2.2.
EL AIRE COMPRIMIDO EN LA INDUSTRIA
EL hecho de comprimir aire es debido a que el aire comprimido constituye en
realidad una forma de transporte de energía de muy fácil manejo y por esto su
utilización se ha ido imponiendo paulatinamente en la industria.
Las principales propiedades que han contribuido a que el aire comprimido sea
tan ampliamente utilizado son:

Transportable: El aire comprimido puede ser fácilmente transportado
por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer
tuberías de retorno.

Almacenable:
No
es
preciso
que
un
compresor
permanezca
continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse en
depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en
recipientes (botellas).

Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de
temperatura; garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas
extremas.
 Antideflagrante: No existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo
tanto, no es necesario disponer instalaciones anti de flagrantes, que son
caras.
25

Limpio: El aire comprimido es limpio y. en caso de faltas de
estanqueidad
en
tuberías
o:
elementos.
No
produce
ningún
ensuciamiento. Esto es muy importante, por ejemplo, en las industrias
alimenticias. de la madera. Textiles y del cuero.

Constitución de los elementos: La concepción de los elementos de
trabajo es simple y por tanto, de precio económico.

Veloz: Es un medio de trabajo muy rápido y por eso permite obtener
velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de
cilindros neumáticos puede regularse sin escalones.

A prueba de sobre- cargas: Las herramientas y elementos de trabajo
neumáticos pueden utilizarse hasta su parada completa sin riesgo
alguno de sobrecargas. Para delimitar el campo de utilización de la
neumática es preciso conocer también las propiedades adversas.
 Compresible: Como todos los gases el aire no tiene una forma
determinada, toma la forma del recipiente que los contiene o la de su
ambiente, permite ser comprimido (compresión) o y tiene la tendencia a
dilatarse (expansión).

Volumen Variable: El volumen del aire varía en función de la
temperatura dilatándose al ser calentado y contrayéndose al ser
enfriado.
26

Costo de instalación: La instalación tiene un coste relativamente bajo
debido al coste modesto de los componentes. El mantenimiento es
también poco costoso debido a su larga duración sin apenas averías.

Seguridad: No presenta peligro de incendio en áreas de riesgo elevado
y el sistema no está afectado por la sobrecarga puesto que los
actuadores se detienen o se sueltan simplemente. Los actuadores
neumáticos no producen calor
Para delimitar el campo de utilización de la neumática es preciso conocer
también las características adversas.
 Preparación: El aire atmosférico comprimido debe ser preparado, antes
de su utilización. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objeto de
evitar un desgaste prematuro de los componentes). Desde el punto de
vista microscópica, el aire presenta impurezas que, para su uso
satisfactorio, deben eliminarse.
 Fuerza: El aire comprimido es económico sólo hasta cierta fuerza.
Condicionado por la presión de servicio normalmente usual de 700 kPa
(7 bares), el límite, también en función de la carrera y la velocidad, es de
20.000 a 30.000 N (2000 a 3000 kp). Para masas superiores se debe
recurrir a la Hidráulica.
 Ruido: El escape de aire (descarga a la atmósfera del aire utilizado)
produce ruido. Se reduce razonablemente con materiales insonorizantes
27
y silenciadores. Cabe aclarar que el aire de descarga podría estar
contaminado y que por lo tanto no puede recuperarse.
 Los movimientos de los actuadores neumáticos no son rigurosamente
regulares ni constantes debido a la calidad elástica del aire. Estas
inexactitudes van en aumento en la medida en que la velocidad de
dichos elementos se hace más lenta.
2.2.1. Presión y sus unidades de medición
2.2.1.1.
Definición de presión
La presión es el cociente entre la fuerza normal aplicada sobre un cuerpo y
la superficie sobre la que incide. De esta forma obtenemos esta fórmula
fundamental:
En donde:
P = Presión (en Pascales)
F = Fuerza (en Newton)
S = Superficie (en metros cuadrados
La presión se expresa de distinto modo, según el sistema de unidades
utilizado:
 En el Sistema Internacional la unidad es: 1 Pascal=1N/1m2
 En el Sistema Cegesimal la unidad es 1 baria=1dina/1cm2, esta es una
unidad muy pequeña por lo que se emplea un múltiplo que resulta ser:
1 bar=106 barias.
28
 En el Sistema Técnico la unidad es: 1kp/cm2.
En las aplicaciones neumáticas, según sean los autores de los textos, se
emplean indistintamente
cualquiera
de
las unidades, admitiéndose las
siguientes equivalencias:
1bar=1atm=1kp/cm2=100KPa=105Pa.
En la siguiente tabla podrás encontrar las equivalencias entre las diferentes
unidades utilizadas para medir la presión:
atm.
bar
kgf/cm2
lbf/pulg.2
mmHg
pascal (SI)
pulg. H2O
1
1,01325
1,03323
14,696
760
1,01325 E+5
406,782
0,986923
1
1,01972
14,5038
750,064
1,0 E+5
401,463
0,967841
0.980665
1
14,2233
735,561
9,80665 E+4
393,701
6,8046 E-2
6,8948 E-2
7,0307E-2
1
51,7151
6894,76
27,6799
1 mmHg
1,3158 E-3
1,3332 E-3
1,3595 E-3
1,9337 E-2
1
133,322
0,535239
1 pascal (SI)
9,8692 E-6
1,0 E-5
1,0197 E-5
1,4504 E-4
7,5006 E-3
1
4,0146 E-3
1 pulg.H2O
2,4583 E-3
2,4909 E-3
2,5400 E-3
3,6127 E-2
1,86833
249,089
1
Unidad
1 atmósfera
1 bar
1 kgf/cm
2
1 lbf/pulg.
2
Fuente: Obtenido de http://www.eiq.cl/pproust/si/equivalencia.html
TABLA II.I Equivalencia unidades de presión
2.2.1.2.
Unidades de medición
En neumática, para medir la presión del aire se utiliza un dispositivo
denominado manómetro .Tiene en su frente una escala con los valores de
presión indicados en distintas unidades (en algunos, en más de una unidad).
29
Fuente: Obtenido de http://www.quiminet.com/articulos/los-instrumentos-de-presion-32157.htm
Figura II.1 Manómetro y sus partes
Para apreciar más intuitivamente los niveles de presión que representan las
unidades se presentan algunos datos sobre las presiones a las cuales están
sometidos los fluidos en diferentes instalaciones o depósitos industriales.
Fuente: Obtenido de http://www.quiminet.com/articulos/los-instrumentos-de-presion-32157.htm
TABLA II.II Diferentes elementos y presiones típicas
2.2.2. Caudal
El concepto de caudal ya sea para el agua, el aceite o el aire (en general para
cualquier fluido) está relacionado con la cantidad de fluido que se mueve por
unidad de tiempo. Más específicamente, el caudal es el volumen de fluido que
pasa por un área dada en la unidad de tiempo:
Dónde:
30
Q = Caudal (metros cúbicos/segundo)
V = Volumen (metros cúbicos)
t = tiempo (segundos)
Para medir el caudal se utilizan caudalímetros, aunque su uso es poco
frecuente.
2.2.3. Ventaja Y Desventaja Del Aire Comprimido
En aplicaciones neumáticas en la industria se trabaja con aire comprimido. Esto
representa ciertas ventajas y desventajas, sobre todo, si se compara con la
hidráulica y la electricidad.
2.3. NEUMÁTICA
2.3.1. Definición
La neumática trata de la generación y transformación de movimientos mediante
el aire como fuente de energía; aplica también al conjunto de aparatos
destinados a operar con aire. El término proviene de la expresión griega
pneuma que significa hálito, soplo, aire. Para las aplicaciones de la neumática
el aire lo obtenemos del manto gaseoso con el que está envuelta la tierra y,
especialmente, de la parte más cercana llamada troposfera.
31
2.3.2. Sistemas Neumáticos
Los accionamientos neumáticos para herramientas se aplican cuando se exige
un movimiento rápido y la fuerza no sobrepasa 30.000 N (3.000 kp). Para
esfuerzos superiores, no conviene aplicar cilindros neumáticos.
Elementos simples de mando neumático, velocidades regulables y en algunos
casos fuerzas grandes con cilindros de pequeño diámetro. El mando se efectúa
a través del cilindro neumático. La regulación de la velocidad de trabajo se
realiza por medio de un cilindro hidráulico.
Este sistema se emplea con gran frecuencia en procedimientos de trabajo con
arranque de virutas, como en el taladrado, fresado y torneado, así como en
dispositivos de amplificación de la presión, prensas y dispositivos de sujeción
2.3.3. Ventajas y desventaja de la neumática
2.3.3.1.
Ventajas
 El aire es de fácil captación y abunda en la tierra.
 El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos
de chispas.
 Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y
fácilmente regulables.
 El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de
golpes de ariete.
32
 Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los
equipos en forma permanente.
 Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa.
 Energía limpia.
 Cambios instantáneos de sentido.
2.3.3.2.
 En
Desventajas
circuitos
muy
extensos
se
producen
pérdidas
de
cargas
considerables.
 Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente
empleado.
 Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar
grandes fuerzas.
 Altos niveles de ruido generado por la descarga del aire hacia la
atmósfera.
2.3.4. APLICACIONES
Entre las aplicaciones más importantes tenemos:
 Accionamiento de válvula para aire o líquidos.
 Accionamiento de puertas pesadas o calientes.
 Elevación y movimiento en máquinas de moldeo.
 Sujeción para soldadura fuerte y normal.
 Accionamiento De cuchillas de guillotina.
33
 Transportadores de componentes y materiales.
 Manipuladores neumáticos.
 Torno de dentista.
 Automotriz: suspensión, frenos, dirección, refrigeración, etc.
 Aeronáutica:
timones,
alerones,
trenes
de
aterrizaje,
frenos,
simuladores, equipos de mantenimiento aeronáutico, etc.
 Naval: timón, mecanismos de transmisión, sistemas de mandos,
sistemas especializados de embarcaciones o buques militares.
 Medicina: Instrumental quirúrgico, mesas de operaciones, camas de
hospital, sillas e instrumental odontológico, etc.
2.4. VÁLVULAS NEUMÁTICAS
Las válvulas son elementos que controlan, mandan o regulan la puesta en
marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal de un fluido, en
este caso de aire.
Fuente: Obtenido de http://es.scribd.com/doc/23721358/electroneumatica-basica
Figura II.2 Electroválvula FESTO
a) Válvulas mecánicas: Son las válvulas las cuales para su accionamiento
se necesita una fuerza mecánica.
34
b) Válvulas eléctricas: Son válvulas las cuales integran un solenoide para
su accionamiento, esto permite con mayor facilidad comandar desde un
controlador o un PLC.
2.4.1. Válvulas eléctricas o electroválvulas
También llamadas
válvulas electromecánica, diseñada para controlar el flujo
de un fluido a través de un conducto como puede ser una tubería. La válvula
está controlada por una corriente eléctrica a través de una bobina solenoide.
Fuente: Obtenido de http://www.directindustry.es/prod/airtac -aut omaticindustrial/electrovalvulas-de-mando-asistido-30479-811777.html
Figura II.3 Electroválvula.
2.4.1.1.
Funcionamiento
En el momento en que pasa la energía a través de la bobina, el flujo magnético
recorre el armazón y la parte estática superior del tubo guía. Efectivamente,
este convierte el armazón y la sección estática en imanes que se atraen, lo cual
hace que el armazón se mueva hacia un resorte que cierra el circuito
magnético. La junta de la parte inferior deja pasar el aire de un pequeño
surtidor al orificio de salida número 2. La junta de la parte superior cierra el
surtidor de escape.
35
El diseño es fruto de la relación entre la cantidad de aire empleado y la energía
eléctrica consumida. En el caso de un gran volumen de aire, el orificio de
entrada debe ser mayor, aunque esto exija un resorte más fuerte para
mantener la junta de la parte inferior sellada contra un área mayor. Cuanto más
fuerte sea el resorte, más potente deberá ser el campo magnético y por lo
tanto, se necesitará más energía eléctrica. La exigencia de bajo consumo
eléctrico implica que la válvula deberá tener un orificio de entrada pequeño,
normalmente de entre 1 y 2 mm de diámetro. Excepto en aplicaciones de poco
consumo de aire, este tipo de válvulas solenoide incorporan un piloto que hace
funcionar una válvula que necesita mayor volumen de aire.
2.5. Actuadores neumáticos
Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de
líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un
regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento
final de control como lo son las válvulas. A los mecanismos que convierten la
energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores
neumáticos. Los actuadores se dividen en 2 grande grupos:
 Cilindros
 Motores
36
2.5.1. Cilindros neumáticos
El cilindro neumático consiste en un cilindro cerrado con un pistón en su interior
que desliza y que transmite su movimiento al exterior mediante un vástago. Se
compone de las tapas trasera y delantera, de la camisa donde se mueve el
pistón, del propio pistón, de las juntas estáticas y dinámicas del pistón y del
anillo rascador que limpia el vástago de la suciedad. Los cilindros neumáticos
independientemente de su forma constructiva, representan los actuadores más
comunes que se utilizan en los circuitos neumáticos.
2.5.1.1.
Características
 Proporcionan
potencia
y
movimiento
a
sistemas
automatizados,
máquinas y procesos mediante el consumo de aire comprimido.
 La presión máxima de trabajo depende del diseño del cilindro.
 Un cilindro neumático es un componente sencillo, de bajo coste y fácil
de instalar; es ideal para producir movimientos lineales.
 La carrera del cilindro determina el movimiento máximo que este puede
producir.
 El diámetro del cilindro y su presión de trabajo determinan la fuerza
máxima que este puede hacer
 La fuerza es controlable a través de un regulador de presión.
 La velocidad tiene un amplio margen de ajuste.
 Toleran condiciones
adversas
como
polvorientos, y son de fácil limpieza.
alta
humedad y ambientes
37
2.5.1.2.
Partes de un cilindro
Las partes del cilindro son:
 Camisa
 Tapa trasera
 Pistón
 Vástago
 Tapa delantera
 Juntas de estanqueidad (estáticas y dinámicas)
 Entrada/salida de aire trasera
 Entrada/salida de aire delantera, (D.Efec.)
 Resorte para el retroceso, (S.Efec)
Fuente: Obtenido de http://sitioniche.nichese.com/valvulas.html
Figura II.4: Partes de un Cilindro Neumático.
2.5.1.3.
Clasificación de los cilindros neumáticos
Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones
especiales.
38
 Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir
carreras de trabajo de salida y retroceso.
 Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una
carrera de trabajo en un sentido.
2.5.1.3.1.
Cilindros de simple efecto
El cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo sólo en un sentido. El émbolo
se hace retornar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo
como cargas, movimientos mecánicos, etc. Puede ser de tipo “normalmente
dentro” o “normalmente fuera”.
Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc.
Tienen un consumo de aire algo más bajo que un cilindro de doble efecto de
igual tamaño. Sin embargo, hay una reducción de impulso debida a la fuerza
contraria del resorte, así que puede ser necesario un diámetro interno algo más
grande para conseguir una misma fuerza. También la adecuación del resorte
tiene como consecuencia una longitud global más larga y una longitud de
carrera limitada, debido a un espacio muerto. Puede ser de tipo “normalmente
dentro” o “normalmente fuera”.
39
Fuente: Obtenido de http://sitioniche.nichese.com/valvulas.html
Figura II.5 Cilindro de simple efecto
2.5.1.3.2.
Cilindros de Doble Efecto
Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su carrera de
avance como la de retroceso por acción del aire comprimido. Su denominación
se debe a que emplean las dos caras del émbolo (aire en ambas cámaras), por
lo que estos componentes sí pueden realizar trabajo en ambos sentidos. Sus
componentes internos son prácticamente iguales a los de simple efecto, con
pequeñas variaciones en su construcción. Algunas de las más notables las
encontramos en la culata anterior, que ahora ha de tener un orificio roscado
para poder realizar la inyección de aire comprimido (en la disposición de simple
efecto este orificio no suele prestarse a ser conexionado, siendo su función la
comunicación con la atmósfera con el fin de que no se produzcan
contrapresiones en el interior de la cámara).
40
Fuente: Obtenido de http://www.microautomacion.com/catalogo/Actuadores.pdf
Figura II.6 Cilindro de doble efecto
Para poder realizar un determinado movimiento (avance o retroceso) en un
actuador de doble efecto, es preciso que entre las cámaras exista una
diferencia de presión. Por norma general, cuando una de las cámaras recibe
aire a presión, la otra está comunicada con la atmósfera, y viceversa.
En definitiva, podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto son
los componentes más habituales en el control neumático. Esto es debido a que:
 Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos (carreras de
avance y retroceso).
 Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor
que en disposición de simple, al no existir volumen de alojamiento.
2.6. REGULADORES DE CAUDAL O FLUJO
Los reguladores de flujo o reguladores de caudal tienen la misión de
estrangular el caudal de aire en las conducciones. Su principal función es
controlar la velocidad del desplazamiento del vástago de los cilindros. Si el
caudal es muy grande, el cilindro actúa casi instantáneo.
41
Fuente: Obtenido de http://www.sicontrol.com/_private/CatTubo.pdf
Figura II.7 REGULADORES DE FLUJO
Son dispositivos que se instalan sobre los orificios de entrada o salida de aire
en los diferentes sistemas mecánicos.
2.7. RELÉS
Los Relés son interruptores o dispositivos de conmutación activados por
señales, lo cual los hace extremadamente funcionales para que controlen
cosas cuando se les manda una señal.
2.7.1. Funcionamiento
Cuando el electroimán esta desconectado, un resorte mantiene una palanca
lejos del polo magnético. Esta palanca forma parte del circuito magnético y
soporta aisladamente una barra de contacto que normalmente se mantiene
contra el contacto del lado derecho. Al pasar energía a través de la bobina
electromagnética, la placa es empujada contra el resorte completando así el
circuito magnético, de manera que el contacto cerrado se desplazará hasta
abrirse y cerrar el contacto que está abierto.
42
A menudo los relés poseen una serie de contactos, cada uno de los cuales
integran un circuito separado y se encuentran normalmente en grupos de 2, 3,
4, 5 y 6.
Fuente: Obtenido de http://losamos15.blogspot.com/2012/03/rele.html
Figura II.8 Estructura de un Relé
En la figura siguiente se muestra la imagen de un relé de 24 V de corriente
continua.
Fuente: Obtenido de http://losamos15.blogspot.com/2012/03/rele.html
Figura II.9 Relé de 24 Vdc
43
2.8. MOTORES
2.8.1. Motores de corriente continua
El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía
eléctrica continua en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. En la
actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen
movimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción
sobre un riel. Estos motores se conocen como motores lineales.
Características
 Desde potencias fraccionarías hasta el millar de KW
 En tareas de regulación de velocidad o par
 Regula desde cero rpm a velocidad nominal con muy buena precisión
 Regulación de par
 Con par a cero rpm
Aplicaciones
Aplicaciones de regulación de velocidad en general
 Máquinas de envase y embalaje
 Cintas transportadoras
 Ventilación
44
Aplicaciones que requieren precisión
 Posicionamiento
Regulación de par y par a cero rpm
 Enrolladoras
 Elevación
Regulación de motores de potencias grandes
 Laminadoras
 Extrusoras
2.8.2. Motores de engranajes
El motor de engranaje, tiene un sistema completo de fuerza motriz que consiste
en un motor eléctrico y un engranaje de reducción integrado, esto
reduce
enormemente la complejidad y el costo de diseñar y construir herramientas
eléctricas, máquinas y aparatos de llamada para un alto par a velocidad del eje
relativamente baja o RPM.
Los motores de engranajes permiten el uso de baja potencia económica
motores para proporcionar fuerza motriz grande a baja velocidad, como en los
ascensores, tornos, mesas médicas, gatos y robótica. Pueden ser lo
suficientemente grande como para levantar un edificio o lo suficientemente
pequeño como para conducir un pequeño reloj.
45
Fuente: Obtenido de http://www.ehow.com/about _5313147_gear-motor.html
Figura II.10 Motor de engranaje
2.9. ENCODER
Los Encoders son sensores que transforma un movimiento angular en una
serie de impulsos digitales. Estos impulsos generados pueden ser utilizados
para controlar los desplazamientos de tipo angular o de tipo lineal, cuando son
usados en conjunto con dispositivos mecánicos tales como engranajes, ruedas
de medición o flechas de motores, estos pueden ser utilizados para medir
movimientos lineales, velocidad y posición. Las señales eléctricas de rotación
pueden ser elaboradas mediante controles numéricos (CNC), controles lógicos
programables (PLC), sistemas de control etc.
Fuente: Obtenido de http://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1H2F1807L-JP0SG2-J 1J/encoder.pdf
Figura II.11 Interior de un Encoder
46
2.9.1. Tipos de Encoders
2.9.1.1.
Encoder incremental
Este tipo de encoder se caracteriza porque determina su posición, contando el
número de impulsos que se generan cuando un rayo de luz, es atravesado por
marcas opacas en la superficie de un disco unido al eje.
Fuente: Obtenido de http://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1H2F1807L-JP0SG2-J 1J/encoder.pdf
Figura II.12 Encoder Incremental
2.9.1.2.
Encoder absoluto
En el encoder absoluto, el disco contiene varias bandas dispuestas en forma de
coronas circulares concéntricas, dispuestas de tal forma que en sentido radial
el rotor queda dividido en sectores, con marcas opacas y transparentes
codificadas en código Gray.
47
Fuente: Obtenido de http://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1H2F1807L-JP0SG2-J 1J/encoder.pdf
Figura II.13 Encoder Absoluto
2.9.2. Aplicaciones de los Encoders
Los Encoders pueden ser utilizados en una gran variedad de aplicaciones.
Actúan como transductores de retroalimentación para el control de la velocidad
en motores, como sensores para medición, de corte y de posición. También
como entrada para velocidad y controles de rango.
A continuación se relacionan algunos ejemplos:
 Dispositivo de control de puertas
 Robótica
 Máquinas de lente demoledor
 Plotter
 Soldadura ultrasónica
 Maquinaria convertidora
 Máquinas de ensamblaje
 Maquinas etiquetadoras
 Indicación x/y
48
 Dispositivos de análisis
 Maquinas taladradoras
 Maquinas mezcladoras
 Equipo medico
2.10. ACCESORIOS ELÉCTRICOS Y NEUMÁTICOS
2.10.1.
Accesorios eléctricos
Entre los más utilizados tenemos los siguientes:
a) Pulsadores: Son dispositivos utilizados para el mando de los procesos,
este permite el paso o interrupción de la corriente eléctrica, permitiendo
tener una señal ON/OFF.
b) Luz piloto: Son accesorios que permiten conocer el estado del proceso
mediante la emisión de luz.
c) Borneras: Las borneras son utilizadas para facilitar las conexiones entre
los actuadores eléctricos y el controlador.
d) Cable: Es el medio por el cual fluye la energía eléctrica desde la fuente
de poder hasta los actuadores eléctricos.
2.10.2.
Accesorios neumáticos
Los accesorios neumáticos más utilizados son los siguientes:
a) Manguera: Las mangueras son accesorios utilizados para conducir el
aire comprimido de los sistemas neumáticos, en donde se requiere un
49
medio de conducción seguro, ligero, resistente y flexible, de aire
comprimido.
Fuente: Obtenido de http://www.sicontrol.com/_private/CatTubo.pdf
Figura II.14 MANGUERAS
b) Rácores: Los rácores son elementos de conexión instantánea y segura
a prueba de fugas.
Fuente: Obtenido de http://www.sicontrol.com/racores.htm
Figura II.15 Rácor neumático
c) Unidad de mantenimiento
La unidad de mantenimiento representa una combinación de los siguientes
elementos:
 Filtro de aire comprimido
50
 Regulador de presión
 Lubricador de aire comprimido
Fuente: Obtenido de http://spanish.alibaba.com/product-gs/festo-air-filter-regulator-pneumaticfilter-regulator-dfr100-627278546.html
Figura II.16 Unidad de Mantenimiento
Filtro de aire comprimido
El filtro tiene la misión de extraer del aire comprimido circulante todas las
impurezas y el agua condensada.
En los procesos de automatización neumática se tiende cada vez a miniaturizar
los
elementos
(problemas
de
espacio),
fabricarlos
con
materiales
y
procedimientos con los que se pretenden el empleo cada vez menor que los
lubricadores. El filtro tiene por misión.
 Detener las partículas sólidas.
 Eliminar el agua condensada en el aire.
Regulador de presión
Los reguladores de presión son aparatos de gran importancia en aplicaciones
neumáticas. El regulador tiene la misión de mantener la presión de trabajo
51
(secundaria) lo más constante posible, independientemente de las variaciones
que sufra la presión de red (primaria) y del consumo de aire.
Lubricador de aire comprimido
Fuente: Obtenido de http://spanish.alibaba.com/product-gs/festo-air-filter-regulator-pneumaticfilter-regulator-dfr100-627278546.html
Figura II.17 Lubricador de Aire
El lubricador tiene la misión de lubricar los elementos neumáticos en medida
suficiente. El lubricante previene un desgaste prematuro de las piezas móviles,
reduce el rozamiento y protege los elementos contra la corrosión.
Son aparatos que regulan y controlan la mezcla de aire-aceite. El aceite que se
emplea debe ser:
 Muy fluidos
 Contener aditivos antioxidantes
 Contener aditivos antiespumantes
 No perjudicar los materiales de las juntas
 Tener una viscosidad poco variable trabajando entre 20 y 50° C.
52
2.11. SENSORES
El sensor es muy importante en la industria ya que permite economizar y ayuda
a mejorar la producción, los sensores no solo son utilizados en la industria
existen otras áreas más como la industria automotriz, robótica, industria
aeroespacial, medicina, industria de manufactura, etc.
2.11.1.
Definición
El sensor es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte magnitudes
físicas en valores medibles de dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases:
a) Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra
en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable
física.
b) La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento
de señal, cuya salida es un voltaje.
c) El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la
tensión de salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC.
El convertidor A/D transforma la señal de tensión continua en una señal
discreta.
2.11.2.
Sensor inductivo
Los sensores inductivos son interruptores electrónicos que trabajan sin
contacto. Estos sensores no sólo proporcionan una señal ON/OFF (Detector),
sino también una señal análoga proporcional a
la distancia. Este sensor
53
genera un campo magnético cambiante de alta frecuencia mediante una
bobina, la cual forma parte de un circuito en resonancia. Si una pieza de metal
entra en la zona del campo magnético cambiante, se generan pérdidas por
corrientes circulantes en la pieza.
Esto hace que el circuito en resonancia se altere. La figura muestra la cabeza
del sensor con su núcleo de ferrita y la bobina insertada en el núcleo.
Fuente: Obtenido de
http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/24_SENS ORE
S_INDUCTIVOS.PDF
Figura II.18 Sensor Inductivo
2.11.3.
Sensor capacitivo
Los sensores capacitivos son interruptores electrónicos que trabajan sin
contacto. Estos sensores aprovechan el efecto que tienen los materiales como
el papel, vidrio, plástico, aceite, agua, así como de los metales, de aumentar la
capacidad del sensor cuando se encuentran dentro del campo eléctrico
generado.
Los sensores capacitivos constan de un condensador que genera un campo
eléctrico. Este condensador forma parte de un circuito resonador, de manera
54
que cuando un objeto se acerca a este campo, la capacidad aumenta y el
circuito empieza a resonar.
Fuente: Obtenido de http://www.mes-sigma. net/Cursos/images/Sensores%20Capacitivos.pdf
Figura II.19 Sensor Capacitivo
2.11.4.
Sensor óptico
Los sensores ópticos basan su funcionamiento en la emisión de un haz de luz
que es interrumpido o reflejado por el objeto a detectar. Tiene muchas
aplicaciones en el ámbito industrial y son ampliamente utilizados.
Suelen estar conformados por:
 Fuente: Origina un haz luminoso, usualmente con un led, que puede
tener un amplio rango en el espectro (incluyendo los visibles e
infrarrojos).
 Receptor.- Recibe un haz luminoso de la fuente usualmente son un
fotodiodo o un fototransistor, el foto sensor debe estar acoplado
espectralmente con el emisor.
 Lentes.- Tienen la función de dirigir un haz de luz tanto en el emisor
como en el receptor para restringir el campo de visión, esto trae como
consecuencia aumentar la distancia de detección.
55
 Circuito de salida.- existen varios tipos de salidas discretas o digitales
(se denominan así por tener dos estados y las más comunes son: relé,
NPN o PNP, TRIAC, MOSFET), analógicas y seriales.
2.11.4.1. Modos de operación de los sensores ópticos
Barrera de luz
 Rango amplio aproximadamente 20m.
 El alineamiento es crítico.
Retro Reflectivo
 Rango amplio aproximadamente 1-3 m.
 Popular y baroto.
Reflectivo
 Rango amplio aproximadamente 12-300 mm.
 Barato y fácil de usar.
Fuente: Obtenido de http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r34716.PDF
Figura II.20 Modos de operación de sensor óptico.
56
2.11.5.
Sensor fotoeléctrico con fibra óptica
Los sensores de fibra óptica constituyen un campo de investigación muy
antiguo. De hecho, gran parte de la investigación se ha centrado en las áreas
de instrumentación y sensores, y múltiples desarrollos de la industria
optoelectrónica surgieron precisamente para aplicaciones de sensores. La
reducción en las pérdidas de la fibra, así como las mejoras de calidad,
sensibilidad y margen dinámico de los sensores de fibra, los ha convertido en
sustitutivos ideales de los sensores tradicionales utilizados en medidas de
rotación, aceleración, campos eléctricos y magnéticos, temperatura, presión,
vibración acústica, posición, presión, humedad, sustancias químicas, etc. Sus
principales ventajas radican en que se trata de técnicas de medida que
requieren de un espacio mínimo, suelen ser no invasivas y se controlan de
forma remota, trabajan en entornos hostiles, y los dispositivos son de bajo peso
y son inmunes a las interferencias electromagnéticas.
Básicamente, los sensores de fibra pueden clasificarse en dos categorías.
Aquellos en los que la fibra óptica se utiliza solamente como medio para guiar
la luz desde el emisor hasta el elemento sensor, y desde éste último hasta el
foto detector (llamados extrínsecos). O bien aquellos en los que la propia fibra
se utiliza como elemento sensor y de referencia (llamados intrínsecos). Las
diferentes configuraciones propuestas hasta la fecha son innumerables. A
continuación comentaremos algunas de las más representativas.
57
Fuente: Obtenido de http://www.conectronica.com/Productos-V arios/Sensores-de-fibra%C3%B3ptica.html
Figura II.22 Sensor Fotoeléctrico Con Fibra Óptica
CAPÍTULO III
_______________________________________________________________
3. AUTOMATIZACIÓN MEDIANTE PLC
3.1. PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)
3.1.1. Introducción
Las empresas de hoy, que piensan en el futuro, se encuentran provistas de
modernos dispositivos electrónicos en sus máquinas y procesos de control.
Hoy las fábricas automatizadas deben proporcionar en sus sistemas, alta
confiabilidad, gran eficiencia y flexibilidad. Una de las bases principales de tales
fábricas es un dispositivo electrónico llamado Controlador Lógico Programable.
59
Los primeros PLCs se usaron solamente como reemplazo de relevadores, es
decir, su capacidad se reducía exclusivamente al control On-Off (de dos
posiciones) en máquinas y procesos industriales. De hecho todavía se siguen
usando en muchos casos como tales.
La gran diferencia con los controles por relevador fue su facilidad de
instalación,
ocupan
menor
espacio,
costo
reducido,
y
proporcionan
autodiagnósticos sencillos.
Este dispositivo fue inicialmente introducido en 1970 y se ha sido refinando con
nuevos componentes electrónicos, tales como Microprocesadores de alta
velocidad, agregándole funciones especiales para el control de proceso más
complejos. Hoy los Controladores Programables son diseñados usando lo
último en diseño de Micro-procesadores y circuitería electrónica lo cual
proporciona una mayor confiabilidad en su operación en aplicaciones
industriales donde existen peligro debido al medio ambiente, alta repetitividad,
altas temperaturas, ruido ambiente o eléctrico, suministro de potencia eléctrica
no confiable, vibraciones mecánicas etc.
Este capítulo contiene información sobre cómo montar y programar los PLCs
S7-1200 y está dirigido a ingenieros, programadores, técnicos de instalación y
electricistas que dispongan de conocimientos básicos sobre los controladores
lógicos programables.
60
3.1.2. Definición del PLC
EL PLC es un aparato electrónico operado digitalmente que usa una memoria
programable para el almacenamiento interno de instrucciones las cuales
implementan
funciones
específicas
tales
como
lógicas,
secuénciales,
temporización, conteo y aritméticas, para controlar a través de módulos de
entrada /salida digitales y analógicas, varios tipos de máquinas o procesos.
Una computadora digital que es usada para ejecutar las funciones de un
controlador programable, se puede considerar bajo este rubro. Se excluyen los
controles secuenciales mecánicos.
De una manera general podemos definir al controlador lógico programable a
toda máquina electrónica, diseñada para controlar en tiempo real y en medio
industrial procesos secuenciales de control. Su programación y manejo puede
ser realizado por personal con conocimientos electrónicos sin previos
conocimientos sobre informática.
3.1.3. Ventajas de los PLCs
Los Controladores Lógicos Programables, PLC como ellos son comúnmente
llamados, ofrecen muchas ventajas sobre otros dispositivos de control tales
como
relevadores, temporizadores
mecánicos como del tipo tambor.
electrónicos, contadores
y controles
61
El objetivo de este texto es mostrar el funcionamiento interno y de
programación de este tipo de controladores, además de mostrar algunas de
sus aplicaciones en la industria, también realizar una serie de prácticas para
que el técnico o ingeniero en la industria pueda iniciarse en este apasionante
rama de la automatización.
3.1.4. Clasificación de los PLC
Debido a la gran variedad de distintos tipos de PLC, tanto en sus funciones, en
su capacidad, en su aspecto físico y otros, es que es posible clasificar los
distintos tipos en varias categorías.
 PLC tipo Nano:
Generalmente PLC de tipo compacto (Fuente, CPU e I/O integradas)
que puede manejar un conjunto reducido de I/O, generalmente en un
número inferior a 100. Permiten manejar entradas y salidas digitales y
algunos módulos especiales.
 PLC tipo Compactos:
Estos PLC tienen incorporado la Fuente de Alimentación, su CPU y
módulos de I/O en un solo módulo principal y permiten manejar desde
unas pocas I/O hasta varios cientos ( alrededor de 500 I/O ) , su tamaño
es superior a los Nano PLC y soportan una gran variedad de módulos
especiales, tales como:
62
 Entradas y salidas análogas.
 Módulos contadores rápidos.
 Módulos de comunicaciones.
 Interfaces de operador.
 Expansiones de i/o.
 PLC tipo Modular:
Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el
controlador final, estos son:
 Rack.
 Fuente de Alimentación.
 CPU.
 Módulos de I/O
De estos tipos existen desde los denominados MicroPLC que soportan
gran cantidad de I/O, hasta los PLC de grandes prestaciones que
permiten manejar miles de I/O.
 Constitución.
Un autómata programable propiamente dicho está constituido por:
 Un dispositivo de alimentación: que proporciona la transformación
de la energía eléctrica suministrada por la red de alimentación en las
tensiones continuas exigidas por los componentes electrónicos.
63
 Una tarjeta procesadora: es el cerebro del autómata programable
que interpreta las instrucciones que constituyen el programa grabado
en la memoria y deduce las operaciones a realizar.
 Una tarjeta de memoria: contiene los componentes electrónicos que
permiten memorizar el programa, los datos (señales de entrada) y los
accionadores (señales de salida).
3.1.5. Campos de aplicación de los PLCs
EL PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de
aplicación muy extenso. La constante evolución del Hardware y Software
amplia continuamente este campo para poder satisfacer las necesidades que
se detectan en el aspecto de sus posibilidades reales.
Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es
necesario realizar procesos de maniobra, control, señalización, etc... Por tanto,
su aplicación abarca desde procesos de fabricación industrial de cualquier tipo
al de transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.
Sus reducidas dimensiones, las extremas facilidades de su montaje, la
posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la
modificación o alteración de los mismos, etc., hace que su eficiencia se aprecie
fundamentalmente en procesos en que se reduce necesidades tales como:
Espacio
reducido. Procesos de producción periódicamente cambiantes
64
Maquinaria de procesos variables. Instalación de procesos complejos y
amplios. Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.
3.1.5.1. Ejemplos de aplicaciones de un PLC
 Maniobras de máquinas.
 Maquinaria industrial del mueble y la madera.
 Maquinaria en proceso de grava, arena y cemento.
 Maquinaria en la industria del plástico.
 Maquinaria de ensamblaje.
3.2. LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN
El Lenguaje de Programación en cambio, permite al usuario ingresar un
programa de control en la memoria del PLC, usando una sintaxis establecida.
3.2.1. GRAFCET
El GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes-Transitions) es un
método gráfico que permite representar los automatismos secuenciales
describiendo gráficamente la evolución del automatismo y los diferentes
comportamientos de este.
GRAFCET es el acronismo para: GRAfico Funcional de Control de Etapas y
Transiciones
65
Símbolo
Nombre
Descripción
Etapa inicial
Indica
el comienzo
del esquema
GRAFCET y se activa al poner en RUN el
autómata. Por lo general suele haber una
sola etapa de este tipo.
Etapa
Su activación lleva consigo una acción o
una espera.
Unión
Las uniones se utilizan para unir entre sí
varias etapas.
Transición
Condición para desactivarse la etapa en
curso y activarse la siguiente etapa, Se
indica con un trazo perpendicular a una
unión.
Indica la activación de una y/u otra etapa
en función de la condición que se
Direccionamiento cumpla/n. Es importante ver que la
diferencia entre la "o" y la "y" en el grafcet
es lo que pasa cuando se cierran
Proceso
simultáneo
Muestra la activación o desactivación de
varias etapas a la vez.
Acciones
asociadas
Acciones que se realizan al activarse la
etapa a la que pertenecen.
Fuente: Obtenido dehttp://formacion.plcmadrid.es/descargas/docs/Grafcet0.pdf
TABLA III.I Elementos grafcet
66
3.2.2. LADDER
LADDER, también denominado lenguaje de contactos o de escalera, es un
lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los Controladores
Lógicos Programables (PLC), debido a que está basado en los esquemas
eléctricos de control clásicos.
Para programar un PLC con LADDER, además de estar familiarizado con las
reglas de los circuitos de conmutación, es necesario conocer cada uno de los
elementos de que consta este lenguaje. En la tabla III.II se puede observar los
símbolos de los elementos básicos junto con sus respectivas descripciones.
TABLA III.II Elementos LADDER
Símbolo
Nombre
Descripción
Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que
Contacto representa, esto es, una entrada (para captar
NA
información del proceso a controlar), una variable
interna o un bit de sistema.
Su función es similar al contacto NA anterior, pero en
Contacto este caso se activa cuando hay un cero lógico, cosa
NC
que deberá de tenerse muy en cuenta a la hora de su
utilización.
Bobina
NA
Se activa cuando la combinación que hay a su entrada
(izquierda) da un uno lógico. Su activación equivale a
decir que tiene un uno lógico. Suele representar
elementos de salida, aunque a veces puede hacer el
papel de variable interna.
Bobina
NC
Se activa cuando la combinación que hay a su entrada
(izquierda) da un cero lógico. Su activación equivale a
decir que tiene un cero lógico. Su comportamiento es
complementario al de la bobina NA.
67
Bobina
SET
Una vez activa (puesta a 1) no se puede desactivar
(puesta a 0) si no es por su correspondiente bobina en
RESET. Sirve para memorizar bits y usada junto con la
bobina RESET dan una enorme potencia en la
programación.
Bobina
RESET
Permite desactivar una bobina SET previamente
activada.
Fuente: Obtenido de www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/.../Diagrama%20Escalera. pdf
TABLA III.II Elementos Ladder (¨Continuación¨)
3.3. PLC SIEMENS S7-1200
3.3.1. Introducción
El mundo del S7-1200, es el último dentro de una gama de controladores
SIMATIC de Siemens. El controlador compacto SIMATIC S7-1200 es el modelo
modular y compacto para pequeños sistemas de automatización que requieran
funciones simples o avanzadas para lógica, HMI o redes. Gracias a su diseño
compacto, su bajo coste y sus potentes funciones, los sistemas de
automatización S7-1200 son idóneos para controlar tareas sencillas.
En el marco del compromiso SIMATIC para con la automatización plenamente
integrada (TIA: Totally Integrated Automation), la familia de productos S7-1200
y la herramienta de programación STEP 7 Basic proporcionan la flexibilidad
necesaria para cubrir las diferentes necesidades de automatización de cada
caso.
68
La gama S7-1200 abarca distintos controladores lógicos programables (PLCs)
que pueden utilizarse para numerosas tareas. Gracias a su diseño compacto,
bajo costo y amplio juego de instrucciones, los PLCs S7-1200 son idóneos para
controlar una gran variedad de aplicaciones. Los modelos S7-1200 y el
software de programación basado en Windows ofrecen la flexibilidad necesaria
para solucionar las tareas de automatización.
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.1 Controlador S7-1200 Compacto
La solución basada en el controlador SIMATIC S7-1200, diseñado dentro de la
categoría de "compactos", se compone del controlador SIMATIC S7-1200 y los
paneles SIMATIC HMI Basic, ambos programables con el software de
configuración SIMATIC STEP 7 Basic. La posibilidad de programar ambos
dispositivos con el mismo software reduce significativamente los costes de
desarrollo.
69
3.3.2. Partes y Características del PLC SIEMENS S7-1200
La CPU incorpora un microprocesador, una fuente de alimentación integrada,
así como circuitos de entrada y salida en una carcasa compacta, conformando
así un potente PLC.
Una vez cargado el programa en la CPU, ésta contiene la lógica necesaria para
vigilar y controlar los dispositivos de la aplicación. La CPU vigila las entradas y
cambia el estado de las salidas según la lógica del programa de usuario, que
puede incluir lógica booleana, instrucciones de contaje y temporización,
funciones
matemáticas
complejas,
así como
comunicación
con
otros
dispositivos inteligentes.
Numerosas funciones de seguridad protegen el acceso tanto a la CPU como al
programa de control:

Toda CPU ofrece protección por contraseña que permite configurar el
acceso a sus funciones.

Es posible utilizar la "protección de know-how" para ocultar el código de un
bloque específico.
La CPU incorpora un puerto PROFINET para la comunicación en una red
PROFINET. Los
módulos
de
comunicación están disponibles para la
comunicación en redes RS485 o RS232.
70
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.2 Partes PLC S7-1200.
① Conector de corriente
② Ranura para Memory Card (debajo de la tapa superior)
③ Conectores extraíbles para el cableado de usuario (detrás de las tapas)
④ LEDs de estado para las E/S integradas
⑤ Conector PROFINET (en el lado inferior de la CPU)
3.3.3. SINGALBOARDS
Una SignalBoard (SB) permite agregar E/S a la CPU. Es posible agregar una
SB con E/S digitales o analógicas. Una SB se conecta en el frente de la CPU.

SB con 4 E/S digitales (2 entradas DC y 2 salidas DC)

SB con 1 entrada analógica
71
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.3 Controlador S7-1200 Compacto SignalBoards
① LEDs de estado en la SB.
② Conector extraíble para el cableado de usuario.
3.3.4. Ampliar la capacidad de la CPU
La gama S7-1200 ofrece una gran variedad de módulos de señales y
SignalBoards que permiten ampliar las prestaciones de la CPU. También es
posible instalar módulos de comunicación adicionales para soportar otros
protocolos de comunicación. Para más información sobre un módulo en
particular.
72
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.4 Módulos de Aplicación
① Módulo de comunicación (CM).
③ SignalBoard (SB).
② CPU.
④ Módulo de señales (SM).
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
TABLA III.III Especificaciones para los Módulos de Ampliación
73
3.3.5. Estados operativos de la CPU
La CPU tiene tres estados operativos, a saber: STOP, ARRANQUE y RUN. Los
LEDs de estado en el frente de la CPU indican el estado operativo actual.
 En estado operativo STOP, la CPU no ejecuta el programa, por lo que
es posible cargar un proyecto en la CPU.
 En estado operativo ARRANQUE, la CPU ejecuta la lógica de arranque,
si la hubiere. Los eventos de alarma no se procesan durante el
arranque.
 En estado operativo RUN, el ciclo se ejecuta repetidamente. Pueden
aparecer eventos de alarma que se procesan en cualquier fase del ciclo
del programa.
La CPU no dispone de interruptores físicos para cambiar de estado operativo
(STOP o
RUN). Al configurar la CPU en la configuración de dispositivos, es
posible definir el comportamiento en arranque en las propiedades de la CPU.
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.5 Estado Operativo CPU
74
3.4. SOFTWARE DEL PLC STEP7 BASIC
STEP 7 Basic proporciona un entorno de fácil manejo para configurar la lógica
del controlador, la visualización de HMI y la comunicación por red. Para
aumentar la productividad, STEP 7 Basic ofrece dos vistas diferentes del
proyecto, a saber: Distintos portales orientados a tareas y organizados según
las funciones de las herramientas (vistadel portal) o una vista orientada a los
elementos del proyecto (vista del proyecto). El usuario puede seleccionar la
vista que considere más apropiada para trabajar eficientemente. Con un solo
clic es posible cambiar entre la vista del portal y la vista del proyecto.
La vista del proyecto proporciona una vista funcional de las tareas del proyecto
y organiza las herramientas de acuerdo con la tarea que se va a realizar. Es
posible
determinar fácilmente
el procedimiento
y la tarea que debe
seleccionarse.
① Portales para las diferentes tareas
② Tareas del portal seleccionado
③ Panel de selección para la acción seleccionada
④ Cambia a la vista del proyecto
75
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Doc uments/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.6 Vista Principal del TIA Portal STEP 7
La vista del proyecto proporciona acceso a todos los componentes del
proyecto.
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.7 Componentes del Proyecto
① Menús y barra de herramientas
76
② Árbol del proyecto.
③ Área de trabajo.
④ TaskCards.
⑤ Ventana de inspección.
⑥ Cambia a la vista del portal.
⑦ Barra del editor.
Puesto que todos estos componentes se encuentran en un solo lugar, es
posible acceder fácilmente a todas las áreas del proyecto. La ventana de
inspección, por ejemplo, muestra las propiedades e información acerca del
objeto seleccionado en el área de trabajo.
Si se seleccionan varios objetos, la ventana de inspección muestras las
propiedades que pueden configurarse. La ventana de inspección incluye fichas
que permiten ver información de diagnóstico y otros mensajes.
La barra de editores agiliza el trabajo y mejora la eficiencia, ya que muestra
todos los editores que están abiertos. Para cambiar entre los editores abiertos,
basta con hacer clic sobre el editor en cuestión. También es posible visualizar
dos editores simultáneamente, ya sea en mosaico vertical u horizontal. Esta
función permite mover elementos entre los editores mediante Drag&Drop.
77
3.4.1. Herramientas fáciles de usar
3.4.1.1.
Fácil entrada de instrucciones en el programa de usuario
El STEP 7 Basic dispone de TaskCards que contienen las instrucciones que
pueden utilizarse en el programa. Las instrucciones se agrupan por funciones.
Para crear el programa, arrastre las instrucciones desde las TaskCards a los
diferentes segmentos mediante Drag&Drop.
Fuente: Obtenido de
https://www.swe.siemens.com/spain/ web/es/industry/automatizacion/aut_simatic/Documents/S7
-1200_Paso_a_Paso_v1.0.pdf
Figura III.8 Fácil Entrada de Instrucciones
3.4.1.2.
Fácil acceso a las instrucciones más utilizadas desde la barra de
herramientas
El STEP 7 Basic proporciona una barra de herramienta de "Favoritos" que
permite acceder rápidamente a las instrucciones utilizadas con mayor
frecuencia.
78
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.9 Barra de Herramientas
Sólo tiene que hacer clic en el botón de la instrucción que desea insertar en el
segmento. Los "Favoritos" pueden personalizarse fácilmente agregando
nuevas instrucciones. Para ello sólo hay que mover la instrucción a "Favoritos"
mediante Drag&Drop.
3.4.2. Ejecución del programa de usuario
La CPU soporta los siguientes tipos de bloques lógicos que permiten
estructurar eficientemente el programa de usuario:
 Los bloques de organización (OBs) definen la estructura del programa.
Algunos OBs tienen reacciones y eventos de arranque predefinidos. No
obstante, también es posible crear OBs con eventos de arranque
personalizados.
 Las funciones (FCs) y los bloques de función (FBs) contienen el código
de programa correspondiente a tareas específicas o combinaciones de
parámetros. Cada FC o FB provee parámetros de entrada y salida para
compartir datos con el bloque invocante. Un FB utiliza también un bloque
de datos asociado (denominado DB instancia) para conservar el estado
79
de valores durante la ejecución que pueden utilizar otros bloques del
programa.
 Los bloques de datos (DBs) almacenan datos que pueden ser utilizados
por los bloques del programa.
La ejecución del programa de usuario comienza con uno o varios bloques de
organización (OBs) de arranque que se ejecutan una vez al cambiar a estado
operativo RUN, seguidos de uno o varios OBs de ciclo que se ejecutan
cíclicamente. También es posible asociar un OB a un evento de alarma que
puede ser un evento estándar o de error y que se ejecuta cada vez que ocurre
el evento en cuestión.
Una función (FC) o un bloque de función (FB) es un bloque de código del
programa que puede llamarse desde un OB, o bien desde otra FC u otro FB.
Son posibles los niveles siguientes:

16 desde OBs de ciclo o de arranque

4 desde OBs de alarma de retardo, alarma cíclica, alarma de proceso,
alarma de error de tiempo o alarma de diagnóstico.
Las FCs no están asociadas a ningún bloque de datos (DB) en particular,
mientras que los FBs están vinculados directamente a un DB que utilizan para
transferir parámetros, así como para almacenar valores intermedios y
resultados.
El tamaño del programa de usuario, los datos y la configuración está limitado
por la memoria de carga disponible y la memoria de trabajo de la CPU. El
80
número de bloques soportado no está limitado dentro de la cantidad de
memoria de trabajo disponible.
En cada ciclo se escribe en las salidas, se leen las entradas, se ejecutan las
instrucciones del programa de usuario y se realiza el mantenimiento del
sistema o procesamiento en segundo plano. En inglés, el ciclo también se
llama "scancycle" o "scan".
3.4.3. Estructura del programa S7-1200 en Step 7 Basic
STEP 7 Basic utiliza la misma arquitectura de bloques que el S7-300.
 Modularización y reutilización más sencilla.
 Los objetos tecnológicos (p.ej.. PID control) se pueden estandarizar y
llamar varias veces.
 Soporta referencias simbólicas.
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.10 Estructura del Programa S7-1200
81
3.4.4. Tipos de bloques de datos de instancias del S7-1200
STEP 7 Basic utiliza bloques de datos de instancia única y multi-instancia.
 Un bloque de función (FB) puede llamarse varias veces.
 Un
tipo
de
FB
(p.ej.
el
FB
“Motor”) puede
controlar varios
accionamientos.
 Los datos reales de los diferentes accionamientos se pueden almacenar
en distintos DBs de instancia única o multi-instancia.
 Dos FB pueden compartir un DB multi-instancia y así optimizar el uso de
la memoria.
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.11 Tipos de Bloques de Datos
3.4.5. Interfaz PROFINET
La interfaz PROFINET integrada puede usarse indistintamente para la
programación o para la comunicación HMI o de CPU a CPU. Además, permite
la comunicación con equipos de otros fabricantes, mediante protocolos abiertos
82
de Ethernet. Esta interfaz ofrece una conexión RJ45 con función Autocrossing y
permite velocidades de transferencia de datos de 10/100 Mbits/s.
La interfaz PROFINET integrada permite la comunicación con:
 Programadora
 Dispositivos HMI
 Otros controladores SIMATIC
Los siguientes protocolos son compatibles:
 TCP/IP
 ISO on TCP
 Comunicación S7
Es posible conectar:
 Programadora Field PG y PC mediante cable CAT5 estándar.
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJ E%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.12 Conexión de PG y CPU de Simatic S7-1200
83
3.4.6. Programar en STEP 7 Basic
Tras abrir STEP 7 Basic, haga clic en "Crear proyecto" en el portal de inicio.
Introduzca el nombre del proyecto y haga clic en "Crear".
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.13 Crear Proyecto
3.4.7. Configuración de dispositivos
Para crear la configuración de dispositivos, agregue un dispositivo al proyecto.
 En la vista del portal, seleccione "Dispositivos y redes" y haga clic en
"Agregar dispositivo".
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.14 Forma de Agregar Dispositivo en STEP7
84
 En la vista del proyecto, bajo el nombre del proyecto, haga doble clic en
"Agregar nuevo dispositivo".
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.15 Agregar un Nuevo Dispositivo
3.4.7.1.
Insertar una CPU
La configuración de dispositivos se crea insertando una CPU en el proyecto. Al
seleccionar la CPU en el diálogo "Agregar nuevo dispositivo" se crean el rack y
la CPU.
Diálogo "Agregar nuevo dispositivo"
85
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.16 Forma de Insertar un Dispositivo
Vista de dispositivos de la configuración de hardware.
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.17 CPU Insertada
86
3.4.7.2.
Detectar una CPU automáticamente sin especificar
Cargar una configuración hardware existente es muy fácil.
Si existe una conexión con una CPU, es posible cargar su configuración en el
módulo (incluidos los módulos). Tan sólo hay que crear un proyecto nuevo y
seleccionar la "CPU sin especificar" en lugar de una específica. (También es
posible omitir la configuración de dispositivo por completo seleccionando "Crear
un programa PLC" en "Primeros pasos". Entonces STEP 7 Basic crea
automáticamente una CPU sin especificar.) En el editor de programación,
seleccione el comando "Detección de hardware" del menú "Online".
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.18 Detención del Hardware
En el editor de configuración de dispositivos, seleccione la opción de detección
del dispositivo conectado.
87
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.19 Detención de Dispositivo Conectado
Tras seleccionar la CPU en el cuadro de diálogo online, STEP 7 Basic carga la
configuración hardware de la CPU, incluyendo todos los módulos (SM, SB o
CM).
Entonces pueden configurarse los parámetros de la CPU y de los módulos.
Fuente: Obtenido de
http://www.catedu.es/elechomon/s71200/ CARA CTERISTICAS% 20Y%20MONTAJE%20DEL%
20SIMULADOR%20S7-1200.pdf
Figura III.20 Diagnostico Online
CAPÍTULO IV
_______________________________________________________________
4. DISEÑO DEL MÓDULO
4.1. INTRODUCCIÓN
En este capítulo se hace referencia al diseño ya que del diseño mecánico
depende nuestro módulo de clasificación de piezas, el diseño es muy
importante en la ejecución de proyectos porque con este se puede hacer una
proyección final del módulo.
Para la elaboración de diseño primero tenemos que contar con medidas de las
piezas para la elaboración del módulo. Y así tener una imagen clara del diseño,
para esto hoy en día encontramos una variedad de software para diseñar
89
piezas mecánicas por ello procedimos a utilizar un software muy reconocido
cómo es SOLIDWORKS.
4.2. SOLIDWORKS
El software SolidWorks 2012 ofrece una gama completa de herramientas de
software 3D que le permiten crear, simular, publicar y gestionar sus datos. El
software incluye productos que son fáciles de aprender y usar, y trabajar juntos
para ayudarle a diseñar productos mejores, más rápidos y más rentables,
ofrece un completo conjunto de herramientas para crear, simular, publicar y
gestionar los datos, maximizar la innovación y la productividad de los recursos
de ingeniería.
Todas estas soluciones trabajan juntos para permitir a las organizaciones a
diseñar productos mejores, más rápidos y más rentables. El software
SolidWorks 2012 permite crear diseños básicos a nivel estudiantil permitiendo
llegar hasta la creación de proyectos complejos utilizados en el ámbito
industrial, dando así soluciones a problemas de ingeniería. En la figura IV.1 se
muestra el software utilizado.
90
Fuente: Realizado por los Autores
Figura IV.1 Presentación de SOFWARE solidworks
4.3. DISEÑO DEL MÓDULO
El diseño es un factor muy importante para los proyectos, utilizando para ello la
ciencia y aplicando las técnicas de la ingeniería para encontrar la mejor
solución atreves de un proceso iterativo hasta obtener un producto que sea
funcional, seguro competitivo, confiable, útil y económico. El diseño de las
piezas que conforman el módulo se lo realizó en el software SolidWorks 2012,
el cual es un programa que permite el diseño tanto en 2d y 3d.
4.3.1. Diseño de los soportes del módulo
Para el diseño de los soportes se basó en las medidas de los diferentes
módulos existentes en los laboratorios los mismos que no sobrepasan los 70
91
cm. Las medidas de los soportes están en base a los tubos de aluminio
encontrados en el mercado que son de 4 cm x 4 cm. Los planos el diseño (Ver
Anexo)
4.4. ESTUDIO ECONÓMICO
El estudio económico contempla los gastos ocasionados por el diseño del
módulo del proceso de bifurcación, la adquisición de componentes y
herramientas necesarias para la implementación del mismo.
Tabla IV.I Detalles de Gastos
ÍTEM
CANT
DETALLE
PU ($)
PT ($)
MATERIALES Y ELEMENTOS
1
1
Placa perfilada de aluminio
220,00
220,00
2
1
Trole móvil
120,00
120,00
3
1
Perfil angular de 2mm
16,50
16,50
4
4
Perfil modular de 31x31mm
69,00
276,00
5
70
Tapas para perfil de aluminio
0,65
45,50
6
1
Motor de engranajes 24Vdc
150,00
150,00
7
1
Banda transportadora
20,00
20,00
8
20
Tuercas cabeza de martillo
6,00
120,00
9
1
Caja pulsadores/selector
25,00
25,00
10
1
Luz piloto naranja 24Vdc
4,50
4,50
11
2
Pulsador rojo, verde de 24vdc
5,00
10,00
12
2
Borneras prediseñadas
20,00
40,00
13
12
Cable de red (metros)
0,70
8,40
14
2
Conectores RJ45
0,25
0,50
15
2
Conector DB25 macho, hembra
2,30
4,60
16
5
Funda
de
18AWG)
4,00
20,00
terminales
(cable
92
17
2
Relé 24Vdc
16,00
32,00
18
12
Cable 18AWG (metros)
0,90
10,80
19
1
Canaleta ranurada
8,50
8,50
20
1
Riel DIN
10,00
10,00
21
2
Cilindro neumático
40,00
80,00
22
12
Racores
2,00
24,00
23
6
Manguera neumática (metros)
2,00
12,00
24
1
Bloque de distribución neumática
12,00
12,00
25
2
Electroválvula
50,00
100,00
26
4
Silenciador neumático
3,00
12,00
27
2
Sensor de cilindro CSI-G
30,00
60,00
28
1
Sensor Inductivo
55,00
55,00
29
1
Sensor de fibra óptica BF4RP
70,00
70,00
30
1
Sensor óptico
65,00
65,00
31
1
PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C
450,00
450,00
32
1
HERRAMIENTAS
Funda de amarras plásticas
2,00
2,00
33
4
Piezas de trabajo
5,00
20,00
34
2
Herramientas de trabajo
100,00
200,00
150,00
150,00
70,00
70,00
300,00
500,00
80,00
80,00
0,60
72,00
40,00
40,00
150,00
150,00
3366,30
OTROS GASTOS
35
1
Movilización
36
1
Útiles de oficina
37
2
Mano de obra
38
1
Impresiones
39
120
40
1
Copias
41
1
Gastos varios
Horas de internet
TOTAL ($)
Fuente: Realizado por los Autores
Tabla IV.I Detalles de Gastos (“Continuación”)
CAPÍTULO V
_______________________________________________________________
5. IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO
5.1. INTRODUCCIÓN
Un automatismo es un dispositivo que realiza una tarea de manera automática
de acuerdo a los parámetros con los cuales ha sido diseñado. El objetivo de un
sistema automático principalmente es, aumentar la eficiencia del proceso,
incrementando la velocidad, calidad, precisión, y disminuyendo los riesgos de
producción.
La tecnología avanza a pasos agigantados, con ello los procesos industriales
han sufrido grandes cambios, dando lugar a la implementación de sistemas
automáticos en toda industria a nivel mundial. Debido a esta gran evolución
94
tecnológica quienes estamos relacionados de una u otra forma con el tema,
debemos estar en una mejora constante e informada sobre las nuevas
innovaciones. Esta es la razón del desarrollo del presente proyecto, que tiene
por misión introducirnos de alguna forma en lo que tiene que ver con el control
automático de procesos.
El presente capitulo detalla la implementación y las diferentes partes que
conforman el módulo para el proceso de clasificación. El sistema consta
principalmente de sensores, unidad de control (PLC Siemens S7-1200) y
actuadores, englobando así todo el proceso de clasificación.
5.2. MONTAJE MECÁNICO
Es la unión de la estructura básica en la cual se inicia el montaje mecánico, y
donde se ubican los demás sistemas y componentes del módulo de
clasificación, se realiza mediante perfiles y accesorios de perfilería modulares,
todos están elaborados en material de aluminio, los mismos que se describen a
continuación.
5.2.1. Ensamblaje del módulo
El ensamblaje del módulo se lo realiza por partes, iniciando con el montaje de
la estructura metálica, ubicación del riel din y canaletas seguidas por los
actuadores eléctricos y neumáticos, ubicación de sensores, montaje de la
95
unidad de control (PLC) y la realización del cableado eléctrico entre los
diferentes dispositivos.
5.2.2. Montaje de la estructura metálica
Una estructura es un grupo básico que constituye el cuerpo de un equipo o
máquina. La estructura básica propiamente dicha de una unidad de
procesamiento, tiene que ser capaz de absorber las fuerzas y transmitirlas al
suelo.
En la práctica se han impuesto las estructuras de aluminio de gran resistencia y
con perfiles de alta precisión. La estructura metálica viene a ser la mesa del
módulo donde se ubicaran todos los dispositivos que conforman el módulo de
clasificación, además servirá para darle movilidad al módulo con el sistema de
ruedas incorporado en sus bases.
La estructura del módulo está fabricado en perfil modular de aluminio de 31x31
mm de cuatro canales y de longitud variada. Para la adhesión de diferentes
piezas se utilizó accesorios como los conectores de perfil perpendicular, tuerca
cabeza de martillo, ángulos de sujeción, y tornillos en general.
96
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.1Perfil modular de aluminio.
5.2.2.1.
Conectores de perfil perpendicular
El conector de perfil perpendicular de acero zancado está diseñado para unir a
fuerza dos perfiles modulares, su forma del cabezal y el avellanado donde se
introduce la punta del tornillo se bloquea, esto obliga a colocar la embocadura
en la parte frontal del perfil. El cabezal se puede introducir en la ranura en
cualquier momento del montaje, solo hay que girar un cuarto de vuelta.
Fuente: Realizado por los autores
Figura V.2 Conector de perfil perpendicular
97
5.2.2.2.
Tapas laterales
Este accesorio conocido también como tapa lateral o tapa ranuras, se lo ubica
en los extremos de las placas y perfiles, se lo utiliza para protección, además
de servir como un dispositivo de seguridad.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.3 Tapas Laterales para perfil
5.2.2.3.
Ángulos de sujeción
Los ángulos de sujeción son elaborados de aluminio, estos sirven como
soporte para varios elementos y accesorios que van acoplados en sus
respectivos marcos hechos a medida para cada elemento.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.4 Ángulos de sujeción
98
El ángulo de sujeción se lo utiliza para:
 Acoplar los cilindros neumáticos.
 Acoplar el encoder a la mesa de aluminio.
 Acoplar las rampas, a la mesa de aluminio.
5.2.2.4.
Canaleta ranurada y Riel DIN
Estos elementos son fijados sobre la mesa de aluminio mediante el empleo de
tornillos.
 La canaleta es utilizada para el sistema de cableado eléctrico, es por
donde se ubicaran los diferentes cables de los actuadores y sensores
eléctricos.
 El riel DIN es utilizado para el montaje de los elementos de control y
mando ya que estos dispositivos están diseñados para ser ubicados con
facilidad sobre dicho elemento.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.5 Canaleta ranurada y Riel DIN
99
5.2.3. Montaje eléctrico
5.2.3.1.
Motor eléctrico
El motor eléctrico se ubica sobre la estructura mecánica de perfil de aluminio,
es utilizado para darle movilidad a la banda trasportadora por donde circularan
las piezas para su clasificación.
El motor empleado para este fin, es un motor de engranajes de 24V de
corriente continua, ya que no tiene un consumo excesivo de corriente durante
su funcionamiento, una de las desventajas es la velocidad pero esto es
recompensado con una mayor entrega de torsión, debido al sistema
incorporado de engranajes la misma que permitirá el movimiento de las piezas.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.6 Montaje del motor de engranaje 24 VDC
100
El motor es accionado mediante relés de 24Vdc, el cual es controlado por una
señal emitida por las salidas % Q0.2 y la % Q0.3 del PLC Siemens.
5.2.3.2.
Dispositivos de control
Los dispositivos de control se encuentra ubicados en la parte frontal del
módulo, en este panel se encuentran los elementos de maniobra y control para
el funcionamiento del módulo.
A continuación se detalla los elementos de control y maniobra del módulo de
clasificación de piezas.
 Botonera
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.7 Botonera
La botonera está compuesto de:
 Selector. Sirve para el encendido y apagado general del módulo.
101
 Pulsador de color verde. Es el botón de inicio del proceso, este inicia la
secuencia de trabajo.
 Pulsador de color rojo. Es el botón de paro del proceso, este paraliza la
secuencia de trabajo.
 Luz piloto color naranja. Indica que el sistema esta encendido y listo
para iniciar el proceso.
 PLC
Se encuentra montado sobre un riel DIN, en la parte frontal del módulo. Este
dispositivo procesa las señales provenientes de los sensores activando y
desactivando las salidas dependiendo del programa que contiene.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.8 PLC
102
 OTROS DISPOSITIVOS
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.9 Otros dispositivos
A. Relés
Se tiene dos relés, ubicados en la parte superior de la mesa de aluminio,
montado sobre un riel DIN. Cumple la función de cambio del sentido de giro del
motor, dependiendo del control del programa del PLC.
B. Electroválvulas
Se cuenta con dos electroválvulas, ubicadas en la parte superior de la mesa de
aluminio, montadas sobre un bloque de distribución de aire. Tiene por función
la activación de los cilindros neumáticos dependiendo de las salidas activadas
por el PLC.
103
C. Variador de velocidad
Ubicado en la parte superior del módulo. Cumple la función de variar la
velocidad del motor dependiendo de la manipulación del usuario.
D. Dispositivo BF4RP
Montado sobre un riel DIN, en la parte superior de la mesa de aluminio. Este
dispositivo convierte la señal luminosa proveniente de la fibra óptica en señal
eléctrica para que sea ingresado al PLC para su proceso dependiendo del
programa.
5.2.4. Montaje neumático
En este punto se realiza la ubicación e interconexión de los dispositivos
neumáticos a fin de conseguir un funcionamiento óptimo del módulo de
clasificación de piezas.
A continuación se detalla los dispositivos de la línea de conexión neumática.
 Unidad de mantenimiento.
 Bloque de distribución para electroválvulas.
 Actuadores neumáticos.
Se inicia con la ubicación de la unidad de mantenimiento, el cual está sujeto a
la placa de aluminio mediante una estructura de soporte.
104
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.10 Montaje de la unidad de mantenimiento
La unidad de mantenimiento consta principalmente de:
1) Regulador de presión.
2) Filtro
3) Entrada de aire proveniente de un almacenador de aire comprimido.
4) Salida de alimentación de aire regulado.
En el siguiente paso se procede a ubicar el bloque de distribución, la función de
este bloque es distribuir el aire proveniente de la unidad de mantenimiento
hacia todas las vías donde se ubicaran las electroválvulas, este bloque también
contiene vías para el escape de aire donde se instala los elementos
silenciadores para disminuir el ruido.
105
Por último se tiene la instalación de los actuadores neumáticos, en este caso
se tienen dos cilindros neumáticos de doble efecto, los cuales están montados
a la placa de aluminio mediante un soporte y ángulos de sujeción de aluminio.
Los cilindros vienen con una guía roscada en el extremo, la misma que se
introduce en el agujero del ángulo de sujeción y se aseguran mediante la
tuerca de ajuste.
El sistema neumático puede trabajar con presión de aire de hasta 8 bares
según las características de los elementos, para evitar daños se recomienda
que la presión de trabajo sea menor que la presión de servicio.
5.2.4.1.
Cilindros neumáticos
Se tiene dos cilindros de doble efecto que operan en desplazamiento
horizontal, la velocidad de desplazamiento de salida del vástago del cilindro
puede ser regulada a través de las válvulas reguladoras de caudal.
El funcionamiento del primer cilindro se da cuando el sensor de fibra óptica
haya detectado una pieza plástica de color rojo, activando la entrada %I0.7 del
PLC, esto da paso a la activación de la salida %Q0.0 que acciona la
electroválvula denominada VALVULA_1. Esto hace que el motor se detenga
hasta que el vástago haya alcanzado su final que es detectado por un sensor
magnético de fin de carrera.
106
El segundo cilindro funciona de una manera muy similar al anterior. En este
caso la pieza metálica es detectada por el sensor inductivo, esta señal es
receptada en la entrada %I0.2 del PLC, el cual da la orden de activación de la
salida %Q0.1 denomina VALVULA_2. Esto hace que el motor se detenga
mientras el vástago empuja la pieza hacia la rampa hasta alcanzar su final que
es detectado por un sensor magnético de fin de carrera.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.11 Cilindros Neumáticos
5.2.4.2.
Conexión de aire
Las conexiones neumáticas se realizaron mediante el uso de manguera flexible
y racores, lo que nos facilitó realizar una rápida instalación de aire comprimido
107
en los diferentes dispositivos neumáticos del módulo. Esta instalación mediante
el uso de racores está diseñada para conectar o desconectar la manguera de
aire de una manera muy sencilla sin el empleo de herramientas, facilitando el
mantenimiento del sistema neumático y la realización de nuevas conexiones.
A continuación se ilustra el circuito neumático de cada uno de los cilindros con
el que se realizó la instalación.
75%
Cilindro doble ef ecto 2
75%
Cilindro doble ef ecto 1
Válv ula extranguladora 1
Válv ula extranguladora 2
4
2
5
3
Electrov álula
1 1
4
2
5
3
Electov álv1ula 2
Fuente de aire comprimido
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.12 Diagrama de conexión neumática
108
5.2.5. Montaje de sensores
Todos los sensores utilizados en el módulo de clasificación se encuentran
montados sobre la estructura de aluminio y distribuidos sobre la placa de
acuerdo a la necesidad del sistema.
Estos dispositivos deben estar sujetos de una menara muy firme a la base para
evitar un mal funcionamiento de los mismos o la desconexión de alguno de
ellos.
5.2.5.1.
Sensor de fibra óptica
Para el proceso de clasificación se emplearon diferentes tipos de pieza,
metálica y plástica, en las plásticas encontramos dos colores negra y roja.
El sensor de fibra óptica se encuentra ubicado al inicio de la banda
transportadora después del sensor óptico e inductivo.
El sensor de fibra óptica consta de dos partes:
 El cable de fibra óptica
 El dispositivo BF4RP que convierte la señal luminosa en eléctrica
El procedimiento de ajuste del sensor se lo realiza de la siguiente manera:
El cable de fibra óptica es el encargado de receptar la señal de la pieza plástica
según el color, de ahí el dispositivo BF4RP procesa la señal.
Pasos para la configuración del dispositivo BF4RP:
109
1) Mover el selector al estado set.
2) Colocar la pieza color rojo a detectar en el extremo final de la fibra
óptica.
3) Presionar el botón ON
4) Colocar la pieza color negro a detectar en el extremo final de la fibra
óptica.
5) Presionar Off
6) Mover el selector al estado lock.
La función del sensor de fibra óptica es detectar las piezas plásticas de color
negra o roja, esta señal es detectada en la entrada %I0.7 del PLC, la misma
que se utiliza para dar la orden en el programa si se trata de una pieza de color
roja esto dará paso a la activación de una de la electroválvula y
respectivamente al cilindro, y si se trata de una pieza plástica de color negra da
la orden que siga en la banda trasportadora hasta el final para ser utilizada en
un siguiente proceso.
A continuación se detallan los elementos utilizados en el montaje del sensor de
fibra óptica.
110
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.33 Montaje del sensor de fibra óptica
1. Sensor de fibra óptica.
2. Estructura de soporte.
3. Cables de fibra óptica colocados frente a frente.
4. Estructura de soporte del módulo.
5.2.5.2.
Sensor Inductivo
El sensor inductivo se encuentra montado sobre un soporte de perfil de
aluminio, el cual es asegurado a la estructura metálica mediante conectores de
perfil perpendicular y regulado mediante tornillos de fijación tanto en la parte
frontal como en la parte posterior del sensor, esto garantiza una mejor fijación y
funcionamiento del dispositivo. Está ubicado al inicio de la banda trasportadora
en sentido vertical con respecto a la banda esto para lograr un mejor
funcionamiento.
111
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.44 Montaje del sensor inductivo
Debido a que el sensor es de tipo inductivo y posee una cubierta metálica el
campo magnético se limita al frente del sensor teniendo como consecuencia
distancias de detección cortas, por lo que la calibración para que detecte la
pieza tiene que ser precisa. Se puede ajustar la distancia de detección
moviendo el sensor en sentido vertical hasta obtener la distancia perfecta para
su funcionamiento, luego asegurarlo con los tornillos de fijación que viene con
el dispositivo.
La función es detectar las piezas metálicas que se encuentren en movimiento
sobre la banda trasportadora, cuando se haya detectado se enciende un led de
color rojo, enviando una señal a la entrada %I0.2 del PLC. Esta señal es
procesada dando la orden de activación de la salida %Q0.1 denominada
VALVULA_2, con esta salida se activa la electroválvula poniendo en
112
funcionamiento al cilindro neumático dos, este proceso hace que la pieza sea
desviada hacia la segunda rampa.
A continuación se muestra algunas de las características del sensor.
Descripción
Características
Marca
Numero de modelo
Voltaje
Corriente de salida
Grado del IP
Material de la cubierta
Temperatura
IBEST
IPS-12PO2B
15-30 VCD
4-20 mA
IP67
Latón niquelado
-25 a +70
Fuente: Realizado por los Autores
Tabla V.I Características del sensor inductivo
5.2.5.3.
Sensor óptico
Está compuesto de dos partes, uno que envía y el otro que recibe el haz de luz,
el emisor posee un led de color verde que indica que está enviando el haz de
luz, al contrario el receptor posee un led de color rojo que se enciende cuando
el haz de luz ha sido cortado al ser atravesado por una pieza.
Se encuentran montados en sentido horizontal sobre un soporte de aluminio al
inicio de la banda trasportadora y regulados mediante tuercas el emisor frente
al receptor en la misma línea de acción del haz de luz.
Tiene la función de detectar la existencia de una pieza plástica de color negra
en la banda trasportadora, mediante el corte del haz de luz provocada por la
113
pieza en movimiento, esta señal es enviada al PLC a través de la entrada
%I0.3 el cual es recibida para ser proceda mediante la secuencia de
programación.
Elementos utilizados en el montaje del sensor óptico reflectivo.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.55 Montaje del sensor óptico.
1. Sensor óptico.
2. Tuercas de ajuste y regulación.
3. Ángulo de sujeción.
4. Estructura de soporte.
El procedimiento de ajuste del sensor óptico se lo realiza, moviendo el sensor
en su soporte mediante la tuerca de regulación que tiene incorporada, hasta
que la pieza de trabajo corte el haz de luz emitido por el sensor y esté en el
rango de distancia adecuado de operación, en ese momento se prendera la luz
LED del sensor que indica que está activado.
A continuación se detallan las características del sensor fotoeléctrico IBEST
empleado en el desarrollo del módulo didáctico.
114
Descripción
Características
Marca
Numero de modelo
Voltaje
Corriente de salida
Protección
Material
Luz de los recursos
Respuesta
Distancia
IBEST
PES-T12PO3MD
15-30 VCD
4-20 mA
IP67
Latón niquelado
Led infrarrojo
< 5 ms
Max 3m
Fuente: Realizado por los Autores
Tabla V.II Características del sensor óptico
5.2.5.4.
Sensor magnético
Los sensores magnéticos de fin de carrera se encuentran ubicados sobre los
cilindros neumáticos, en el lado opuesto a la base del cilindro de este modo el
sensor detecta cuando el vástago haya llegado a su final. Esta señal es
enviada al PLC a través de la entrada %I0.5, que será procesado por el
programa dando la orden de continuar con la secuencia.
El sensor magnético funciona de una manera muy similar a un interruptor
convencional, cuando la posición del vástago coincide con la posición del
sensor, este se cierra permitiendo el paso de la corriente, podemos visualizar el
estado del sensor encendido/apagado mediante un led de color azul que viene
incorporado en el cuerpo del sensor magnético.
115
El procedimiento de ajuste del sensor es muy sencillo, simplemente hay que
moverlo en la recta de recorrido del vástago del cilindro, y ubicarlo en la
posición deseada ya sea para detectar cuando el vástago está adentro, a
medio recorrido o se encuentra afuera del cilindro, esto dependiendo del tipo de
proceso y control que se desea realizar.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.66 Sensor magnético de cilindro neumático
1. Cuña del cilindro.
2. Cilindro neumático.
3. Sensor magnético de cilindro neumático.
4. Ángulo de sujeción.
5. Estructura de soporte.
116
A continuación se detalla algunas de las características de los sensores
magnéticos de fin de carrera empleados.
Descripción
Características
Marca
Numero de modelo
Voltaje
Corriente de salida
Protección
Contacto
Indicador
Temperatura
AirTac
CS1-G
15-30 VCD
4-20 mA
IP67
Normalmente abierto
Led superior
0 a 60
Fuente: Realizado por los Autores
Tabla V.III Características del sensor Magnético
5.2.5.5. Encoder Rotary
Se encuentra montado sobre la meza de aluminio, debajo de la banda
trasportadora y asegurado mediante tornillos y un ángulo de fijación. El encoder
de
rotación está
diseñado
para
ser empleado
junto
con la
banda
transportadora, ya que su estructura física permite simplemente colocarlo junto
al sistema en movimiento del cual se requiere medir el avance.
117
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.77 Sensor encoder Rotary
Posee un sistema de movimiento compuesto de dos discos, el cual esta
acoplado al cuerpo del sensor, el movimiento de estos discos permite al
encoder medir pulsos hacia adelante o atrás dependiendo del tipo de control
que se desee realizar.
La función es medir el avance de cada una de las piezas, ubicadas sobre la
banda trasportadora en movimiento, para luego ser desviadas por los cilindros
neumáticos hacia las respectivas rampas. La señal enviada es receptada por el
PLC a través de la entrada %I0.7 para luego ser procesada por el programa.
Para el ajuste se debe moverlo hasta que los discos logren hacer contacto con
la banda trasportadora, ya que los discos deben moverse según el sentido y
velocidad de avance de la banda. Si no se logra un buen acople sensor-banda
se tendrá errores de lectura, provocando distancia erróneas y las piezas no
serán depositadas en la rampa correctamente.
118
A continuación se describe algunas características del encoder de rotación.
Descripción
Características
Marca
Numero de modelo
Voltaje
Corriente de salida
Protección
Max Revolución
Peso
Temperatura
HANYOUNG NUX
PSC-MC-ABZ-N-24
12-24 VCD (± 5%)
4-20 mA
IP50
5000 Rpm
657 g
-10 a 60
Fuente: Realizado por los Autores
Tabla V.IV Características del ENCODER
5.3.
PROGRAMACIÓN DEL PLC
Para el desarrollo del programa que será cargado en el PLC existen algunos
métodos que facilitan el trabajo, un ejemplo de ello son los denominados
diagramas GRAFCET, este método facilita el trabajo de la programación ya que
se realiza la secuencia paso a paso en una forma ordenada, haciendo muy fácil
su revisión en caso de errores.
Antes del desarrollo de la programación del PLC, debe realizarse la
documentación necesaria, como pueden ser las etapas de funcionamiento del
proceso, las entradas y salidas a las cuales están conectados los sensores y
actuadores, de esta manera se realizara la programación de la secuencia sin
inconvenientes logrando un funcionamiento óptimo del módulo de clasificación
de piezas.
119
5.3.1. Descripción del proceso
El proyecto
denominado
“MÓDULO DE
CLASIFICACIÓN DE PIEZAS
CONTROLADO MEDIANTE UN PLC SIEMENS S7-1200”, tiene la función de
clasificar piezas dependiendo del tipo de material y color, para luego ser
depositadas en rampas diferentes.
Manualmente se colocaran las piezas al inicio de la banda transportadora,
estas pasaran por los tres sensores, que se encuentran ubicados al inicio de la
banda determinando el tipo de material y color. A continuación se pone en
marcha el sistema para determinar la posición exacta hasta donde tiene que
avanzar la pieza antes de ser desviada para este fin se emplea el encoder, si la
pieza es metálica tiene que avanzar hasta la posición de la primera rampa caso
contrario si es plástica de color rojo avanzara hasta la posición de la segunda
rampa, y si la pieza es de color negra pasara hasta llegar al final de la banda
transportadora
para
ser
empleada
en otro
proceso
que
puede
ser
implementado posteriormente.
Cuando el encoder determina la posición hasta donde tiene que llegar el objeto,
el motor se detiene y la electroválvula se activa, accionando el cilindro
neumático hasta que el vástago llegue al final, que es detectado por un sensor
electromagnético de fin de carrera, el vástago retrocede continuando asi el
proceso de clasificación.
120
5.3.2. Secuencia del proceso
A continuación se detalla el algoritmo del proceso a ejecutarse.
1. Dar el pulso de inicio.
2. El motor pone en funcionamiento la banda transportadora.
3. Los sensores de inicio de la banda identifican el tipo y color de la pieza.
4. Si la pieza es metálica procede al paso 5 caso contrario al paso12.
5. La pieza continúa el recorrido por la banda transportadora hasta llegar a
la segunda rampa.
6. El motor de la banda trasportadora se detiene.
7. El solenoide de la segunda electroválvula se activa.
8. El vástago del cilindro numero dos sale hasta el final, haciendo que la
pieza sea depositado en la rampa.
9. El sensor magnético dos de fin de carrera se activa.
10. El vástago del cilindro regresa a su posición inicial.
11. El motor se activa poniendo nuevamente la banda en movimiento para
continuar con el proceso.
12. Para continuar en este paso significa que la pieza a clasificar es plástica.
13. Si la pieza plástica es de color roja procede paso 14 caso contrario
procede al paso 21.
14. La pieza continúa su recorrido hasta llegar a la posición de la primera
rampa.
15. El motor de la banda transportadora se detiene.
16. El solenoide de la primera electroválvula se activa.
121
17. El vástago del cilindro uno sale hasta alcanzar el final del recorrido,
depositando la pieza en la rampa.
18. Se activa el sensor magnético uno.
19. El vástago del primer cilindro regresa a su posición inicial.
20. El motor se activa, poniendo nuevamente en movimiento la banda
trasportadora.
21. La pieza de color negra continúa su recorrido hasta llegar al final de la
banda transportadora (para poder ser empleada en otro proceso).
El proceso en ejecución se detendrá con el pulsador de paro.
5.3.3. Variables de entrada y salida
La asignación de las variables de entradas y salidas del PLC, será detallada en
la tabla V.I. Las entradas así como las salidas deben estar correctamente
identificadas en el PLC para poder realizar la conexión respectiva, ya que
también nos servirá para la asignación de las direcciones de memorias de las
entradas y salidas en el programa Portal TIA del PLC Siemens.
Tabla V.V Asignación de las variables de Entradas/Salida en el PLC.
ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES
E/S
Entrada
DIRECCIÓN
FÍSICA
I0.0
NOMBRE
DESCRIPCIÓN
INICIO
Pulsador de inicio del proceso.
122
Entrada
I0.1
PARO
Entrada
I0.2
SEN_INDUCTIVO
Entrada
I0.3
SEN_OPTICO
Pulsador de paro total del
proceso.
Sensor inductivo de detección
de piezas metálicas.
Sensor óptico de detección de
piezas plásticas color negro.
Encoder encargado de
Entrada
I0.4
ENCODER
posicionar la banda
trasportadora.
Sensor magnético de fin de
Entrada
I0.5
FIN_CARRERA1
carrera del cilindro neumático
uno.
Sensor magnético de fin de
Entrada
I0.6
FIN_CARRERA2
carrera del cilindro neumático
dos.
Sensor de fibra óptica de
Entrada
I0.7
SEN_FO
detección de piezas plásticas
color rojo.
Salida
Q0.0
VÁLVULA1
Salida
Q0.1
VÁLVULA2
Salida
Q0.2
RELE1
Salida
Q0.3
RELE2
Electroválvula de
accionamiento del cilindro uno.
Electroválvula de
accionamiento del cilindro dos.
Accionamiento del motor en
hacia atrás.
Accionamiento del motor hacia
delante.
Salida para realizar el conteo
Salida
Q0.4
CONTADOR
de piezas color negras en el
HMI.
Fuente: Realizado por los Autores
Tabla V.V Asignación de las variables de Entradas/Salida en el PLC.
(¨Continuación¨)
123
5.3.4. Grafcet
Para programar un autómata en Grafcet es necesario tener un conocimiento
básico, de los elementos que intervienen y la forma de funcionamiento del
método. El Grafcet es un método
gráfico de
modelado
de sistemas
basados en automatismos de carácter secuencial.
Para realizar el programa correspondiente a un ciclo de trabajo en lenguaje
GRAFCET, se deberán tener en cuenta los siguientes principios básicos:
 Se descompone el proceso en etapas que serán activadas una tras otra.
 A cada etapa se le asocia una o varias acciones que sólo serán
efectivas cuando la etapa esté activa.
 Una etapa se activa cuando se cumple la condición de transición y está
activa la etapa anterior.
 El cumplimiento de una condición de transición implica la activación de
la etapa siguiente y la desactivación de la etapa precedente.
 Nunca puede haber dos etapas o condiciones consecutivas, siempre
deben ir colocadas de forma alterna.
El método es muy simple y de fácil aprendizaje, a la vez muy didáctico para la
realización de secuencias, razón por la cual se lo emplea para la programación
del PLC S-7 1200 empleado en el presente proyecto.
124
5.3.4.1. Secuencia Grafcet
Previo al desarrollo del diagrama se debe tener bien identificadas las variables
conectadas al PLC tanto de entrada como de salida. El tipo de secuencia que
va a desarrollar, las etapas y transiciones deben estar definidos con
anterioridad.
Para el correcto funcionamiento del módulo de clasificación de piezas, se
procedió
a
desarrollar una
secuencia
simultánea. En las
secuencias
simultáneas varios ciclos pueden estar funcionando a la vez por activación
simultánea de etapas. El tipo de secuencia que se desee programar, depende
del modo de funcionamiento del sistema.
125
ST1
INICIO
1
NOT SEN_INDUCTIVO 4
AND SEN_FO
1
2
CONTADOR1
CONT1
2
3
4
5
6
7
A-
SEN_INDUCTIVO
8
9
10
11
B-
12
13
14
B-
CONTADOR5
CONT5
14
B+
FIN_CARRERA2
12
SEN_INDUCTIVO
13
CONTADOR4
CONT4
11
B+
FIN_CARRERA2
9
SEN_INDUCTIVO
10
CONTADOR3
CONT3
8
A+
FIN_CARRERA1
6
A-
CONTADOR2
CONT2
5
A+
FIN_CARRERA1
3
NOT SEN_INDUCTIVO
7
AND SEN_FO
MOTOR
15
B+
FIN_CARRERA2
15
16
B-
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.88 Diagrama GRAFCET del proceso
5.3.4.2. Determinación de las ecuaciones
Las ecuaciones se obtienen del diagrama grafcet realizado anteriormente,
como se puede observar en la tabla se tiene 16 etapas, y para cada etapa se
tiene una ecuación.
126
Tabla V.VI Ecuaciones Obtenidas del GRAFCET
NIVEL
ECUACIÓN
(
̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ )
) ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅
((
̅̅̅̅
̅̅̅̅)
̅̅̅̅)
(
̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅)
)
̅̅̅̅)
(
((
̅̅̅̅
̅̅̅̅)
(
̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅)
(
((
)
̅̅̅̅
̅̅̅̅)
(
̅̅̅̅̅̅)
̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅)
(
((
)
̅̅̅̅̅̅
̅̅̅̅̅̅)
(
(
̅̅̅̅̅̅)
̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅)
((
)
̅̅̅̅̅̅)
̅̅̅̅̅̅
127
(
(
̅̅̅̅̅̅)
̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅̅)
Fuente: Realizado por los Autores
Tabla V.VI Ecuaciones Obtenidas del GRAFCET (¨Continuación¨)
5.3.5.
Programación del PLC S-7 1200
La programación ha sido realizada empleando el software STEP 7 Basic V10.5.
STEP 7 BASIC proporciona un entorno de fácil manejo para configurar la lógica
del controlador, la visualización de HMI y la comunicación por red. Para
aumentar la productividad, STEP 7 Basic ofrece dos vistas diferentes del
proyecto, a saber: Distintos portales orientados a tareas y organizados según
las funciones de las herramientas (vista del portal) o una vista orientada a los
elementos del proyecto (vista del proyecto).
El usuario puede seleccionar la vista que considere más apropiada para
trabajar eficientemente. Con un solo clic es posible cambiar entre la vista del
portal y la vista del proyecto. Es posible acceder fácilmente a todas las áreas
del proyecto. Estas y muchas otras ventajas hacen que Step 7 Basic sea un
software muy amigable e intuitivo para los programadores.
128
Fuente: Obtenido de http://ark anosant.blogspot.com/2012/08/ni-labview-2012-full.html
Figura V.99 Software TIA Portal V 10.5
Al crear un programa de usuario para las tareas de automatización, las
instrucciones del programa se insertan en bloques (OB, FB o FC). Al insertar
un bloque lógico, se debe seleccionar el lenguaje de programación (KOP, FUP
o SCL) que empleara dicho bloque.
El lenguaje de programación que se empleara es el esquema de contactos
(KOP). Este lenguaje utiliza los elementos de un esquema de circuitos tales
como, contactos normalmente cerrados, contactos normalmente abiertos,
bobinas y estos se combinan para formar segmentos.
Para poder ingresar a editar un segmento del programa primeramente se debe
agregar un dispositivo, en este caso se agrega el PLC S-7 1200 1212C
AC/DC/Rly.
129
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.20 Agregar CPU
Luego de agregar el dispositivo automáticamente se abre una pantalla donde
se lo puede configurar, asignándole una dirección IP a la interfaz profinet para
que pueda hacer conexión con la programadora, que en este caso es el
computador.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.21 Configuración de la CPU
130
Para facilitar el manejo de las variables de entrada y salida conectadas al PLC,
así como las memorias y otras variables internas que se utilizaran durante toda
la programación se puede crear una tabla de variables asignándoles nombres
que puedan ser recordadas con facilidad, o caso contrario manejar dichas
variables de forma normal.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.22 Tabla de Variables
Una vez hecho esto es hora de programar, en el árbol del proyecto nos vamos
Bloques de programa¸ ahí encontramos a nuestro Main [OB1], que es nuestro
programa principal, damos doble click, y nos aparece nuestro primer segmento
donde se empieza a programar de forma lineal en leguaje ladder, de manera
que sea sencillo el diagnóstico de posibles errores, así como las posteriores
131
modificaciones que puedan realizarse, esta forma de programación es la más
utilizada en la automatización de procesos. (Ver Anexo).
5.4.
COMUNICACIÓN PLC SIEMENS S7-1200 CON LABVIEW
Debido a la necesidad de monitoreo y control a distancia del sistema
automático, se desarrollara el HMI (Interfaz hombre maquina), para lograr este
fin se empleara el software KEP SERVER y LabVIEW.
Los datos obtenidos de los diferentes dispositivos conectados al PLC, se
transmiten
a
otras
aplicaciones, sea: directamente
(especificando
las
localidades de memoria asignadas), con DDE’s (Intercambio dinámico de
datos) o utilizando OPC (OLE for Process Control), como en este caso.
5.4.1. LabVIEW 2012
National Instruments introdujo NI LabVIEW 2012, la última versión de su
software líder de diseño un entorno de desarrollo altamente productivo, que los
ingenieros y científicos utilizan para la programación gráfica y la integración de
hardware sin precedentes, para diseñar y desplegar rápidamente sistemas de
medidas y control. En esta plataforma flexible, los ingenieros escalan del
diseño a las pruebas y de sistemas pequeños a grandes, al reutilizar IP y
perfeccionar sus procesos para alcanzar el rendimiento máximo.
132
Fuente: Obtenido de http://ark anosant.blogspot.com/2012/08/ni-labview-2012-full.html
Figura V.23 Software LabVIEW 2012
LabVIEW 2012 acelera el desarrollo de su sistema a través de la programación
grafica intuitiva e integración de hardware sin igual, mientras que el apoyo a su
creciente complejidad de la aplicación de los recursos de aprendizaje
disponibles en la demanda, que le da la confianza necesaria para innovar.
LabVIEW permite la creación de HMI (Interfaz Humano Máquina), para el
monitoreo y control de procesos industriales automáticos, mediante el
establecimiento de comunicación entre diferentes equipos inteligentes, evitando
la adquisición de paneles HMI de alto costo.
5.4.2. OPC
OPC es un mecanismo estándar de comunicación. Interconecta en forma libre
numerosas fuentes de datos, donde se incluyen dispositivos de planta en la
133
fábrica (PLC’s, Variadores de Frecuencia, etc.), o un banco de datos en un
cuarto de control (Dispositivos entrada/Salida (I/O)).
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.24 Aplicación trabajando con Varios Servidores
OPC (OLE Process Control ), dibuja una línea de comunicación entre los
proveedores de Hardware y los diseñadores de Software. OPC provee un
mecanismo para registrar datos de una fuente de información y comunicarla a
cualquier cliente, en forma transparente. Un fabricante puede desarrollar un
servidor reusable (Integrando un Upgrade), favorablemente perfeccionado, que
se comunique con la fuente de datos, y mantenga a su vez un mecanismo para
acceder a la fuente de datos y dispositivos en forma eficaz. OPC proporciona
una interface entre el servidor y cualquier cliente, para así poder acceder a los
dispositivos.
5.4.2.1. SERVIDOR OPC
Un servidor OPC es una aplicación de software. Un Cliente OPC puede
conectarse, por medio de una red a Servidores OPC proporcionados por uno o
134
más fabricantes. De esta forma no existe restricción por cuanto a tener un
Software Cliente para un Software Servidor, lo que es un problema de
interoperabilidad que hoy en día se aprecia con sistemas del tipo propietario.
Fuente: obtenido de http://es.wik ipedia.org/wik i/OPC
Figura V.25 Relación de trabajo Cliente/Servidor
El Servidor OPC hace de interfaz comunicando por un lado con una o más
fuentes de datos utilizando sus protocolos nativos (típicamente PLC’s, DCS’s,
básculas, módulos I/O, controladores, etc.) y por el otro lado con clientes OPC
(típicamente SCADAS, HMI’s, generadores de informes, generadores de
gráficos, aplicaciones de cálculos, etc.). En una arquitectura Cliente OPC/
Servidor OPC, el Servidor OPC es el esclavo mientras que el Cliente OPC es el
maestro.
Las
comunicaciones
entre
el Cliente
OPC
y el Servidor OPC son
bidireccionales, lo que significa que los Clientes pueden leer y escribir en los
dispositivos a través del Servidor OPC.Un servidor OPC es similar a la función
de un controlador de impresora para permitir al ordenador comunicarse con
135
una impresora a chorro de tinta. Un servidor OPC se basa en una arquitectura
cliente / servidor.
Fuente: Obtenido de http://es.wik ipedia.org/wik i/OPC
Figura V.26 Arquitectura Típica de un OPC
5.4.2.2. Configuración del KEP SERVER
El software KEP SERVER actúa adquiriendo las señales que provee el PLC.
Con este objetivo se debe definir y configurar cada una de las señales que se
procesaran dentro de LabVIEW, para el desarrollo del HMI.
A continuación se muestra los pasos a seguir para la configuración del kep
server, para comunicarse con el PLC, y así poder realizar el monitoreo y control
de las variables de entrada y salida.
1. Iniciar el programa KEP Server.
2. Crear un nuevo proyecto, mediante el botón New Project ubicado en la
parte superior izquierda o utilizando las teclas de acceso rápido (Ctrl +
N). Dentro del proyecto creado se guardaran todas las variables a
monitorear.
136
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.27 Creación de un nuevo proyecto
3. Los pasos a seguir son bastante intuitivos, el siguiente paso será crear un
nuevo canal haciendo click en la figura del conector Click to add a channel
en la parte
superior izquierda de la pantalla, y le daremos el nombre de
MÓDULO_CLASIFICACIÓN.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.2810 Creación de un nuevo canal
137
4. De la lista desplegable, seleccionar
el puerto de comunicación que
soporta el PLC, en este caso Siemens TCP/IP Ethernet.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.29 Selección del puerto de comunicación del dispositivo
5. Seleccionar el adaptador de red de la computadora o dejarla por defecto.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.30 Selección del adaptador de red de la PC
138
6. En la ventana de Write Optimizations, seleccionamos el método de
escritura para nuestros tags, dejar los parámetros predeterminados.
Presionar el botón Siguiente.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.31 Selección de parámetros de escritura
7. Para finalizar la configuración del canal, aparecerá la pantalla de
resumen, donde se indica la configuración realizada y por último
finalizamos.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.32 Finalización de la configuración del canal
139
En el canal de comunicación creado se puede agregar varios dispositivos, a
continuación se detalla los pasos para agregar un dispositivo.
8. Ahora pasamos a configurar nuestro dispositivo (PLC). Para esto
presionamos donde dice Click to add a device en la parte superior
izquierda de la pantalla y seguimos el asistente de configuración.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.33 Añadiendo un nuevo dispositivo
9. Introducimos el nombre del dispositivo.
denominado S7-1200.
En este caso se lo ha
140
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.34 Agregar un nombre al nuevo dispositivo
10. De la lista desplegable seleccionar el modelo del dispositivo, en este
caso el PLC S7-1200.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.35 Selección del modelo del dispositivo
11. Asignar una dirección IP al PLC seleccionado. Esta dirección debe estar
en la misma red que la PC que se utilizara para monitorearlo. Se asigna
la dirección 192.168.0.1.
141
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.36 Asignación de una dirección IP al PLC
12. Configurar los parámetros de tiempo de comunicación. Establecemos los
tiempos para recibir respuesta de nuestro dispositivo y los periodos de
repetición. Se pueden dejar los valores predeterminados. Presionar el
botón Siguiente.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.37 Configuración de los parámetros de tiempo de comunicación
142
13. Se puede activar la opción Auto Demotion para que el driver pueda
intentar reconectar el dispositivo
en caso
de una pérdida de
comunicación.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V. 38 Activación de la opción Auto Demotion
14. Selección del número de puerto a utilizar en TCP/IP Ethernet, por lo
general el asistente le reconoce automáticamente el número de puerto
así que lo dejamos el que aparece.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V. 39 Selección del número de puerto a utilizar
143
15. En la siguiente ventana muestra los parámetros del nuevo dispositivo,
que permite establecer el tipo de vínculo de conexión que se utiliza en
comunicación.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.40 Parámetros del nuevo dispositivo para establecer tipo de conexión
16. Seleccionar el orden de bytes de 16 y 32 bits de valores. El orden de
bytes por defecto de los controladores Siemens S7 es el Big Endian.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.41 Parámetros de los controladores S7
144
17. Con esto queda configurado nuestro PLC, y podemos observar la
configuración del mismo en la ventana de resumen. Presionar el botón
finalizar para terminar.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V. 42 Resumen de la configuración del dispositivo
Se ha configurado la comunicación del PLC siemens S-7 1200 con el
computador mediante el servidor OPC KepServer, en este punto está listo para
acceder desde un cliente OPC a monitorear las entradas, salidas y demás
variables del PLC.
5.4.2.3. Creación de Etiquetas Estáticas (TAGS)
Una vez configurada el canal y el o los dispositivos, se puede ingresar los tags
o ítems que consideremos necesarios, estos serán los que estarán accesibles
al momento de configurar nuestro HMI desarrollado en LabVIEW.
145
A continuación se describe los pasos a seguir para la creación de una etiqueta
estática.
1. Añadir una etiqueta estática haciendo clic en el enlace Click to add a
static tag de la ventana de inicio.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V. 43 Creación de tags
2. Configurar las propiedades de la etiqueta como se muestra a
continuación.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V. 44 Configuración de las propiedades de una tag
146
Dentro de esta ventana es necesario llenar la siguiente información.
 Name: Nombre del ítem. Se puede asignar cualquier nombre, de
preferencia que sea único para diferenciar fácilmente de los
demás ítems.
 Address: Contiene la dirección de las variables utilizadas en el
PLC. Las variables se pueden utilizar directamente, si es una
entrada del PLC se tendrá como I00.0. Si el ítem es una salida
será Q00.0. De esta manera se puede asignar a la tag cualquier
dirección de las variables del PLC que se desee monitorear.
 Una vez introducida la dirección se deberá pulsar en el icono de
validación y automáticamente cambia el tipo de datos de la tag al
que se necesita, caso contrario si seleccionamos el tipo de datos,
tendremos problemas al momento de acceder a esa tag.
 Descripción: Se puede asignar una descripción de la tag creado,
este campo es opcional.
 Data Type: Indica el tipo de datos de la variable asignada a la tag
que se desea crear.
147
 Client Access: Define la función de la tag. Puede ser de solo
lectura o de lectura y escritura, dependiendo de la función que
cumpla.
De esta forma se pueden crear las tags que el usuario considere necesarios.
Una vez añadidos todos los tags, solo nos falta probar que funcione
correctamente.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.45 Creacion de Tags
3. Para confirmar que el PLC se esté comunicando correctamente con el
servidor OPC, podemos hacer uso del OPC client.
Presionar el botón Quick Client, se mostrara una nueva ventana donde
se indica todas las etiquetas creadas, con sus respectivos valores,
parámetros de configuración y el estado de las mismas. La calidad
148
(Quality) de las tags creadas debe ser buena, ya que si es mala esa
etiqueta no se podrá utilizar.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.46 Ventana del OPC Quick Client
Una vez comprobada el correcto funcionamiento de las tags cerramos el OPC
Quick Client. Guardar la configuración y guardamos el proyecto. De este modo
se ha finalizado la configuración del servidor OPC.
5.4.3. Monitoreo desde Labview
Se ha seleccionado el software LabVIEW para el desarrollo del HMI, que tendrá
por tarea el monitoreo y control del sistema de clasificación de piezas.
Abrir LabVIEW y crear un nuevo proyecto. Dentro de este nuevo proyecto crear
todos los VI´s y variables necesarios para la programación del HMI. Se puede
realizar la programación sin la necesidad de crear un proyecto, pero en este
caso se tiene sub VI´s que son llamados dentro del programa, por lo que es
necesario realizarlo como proyecto.
149
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.47 Ventana de exploración del proyecto
Una vez realizada la ventana de monitoreo y haber agregado los objetos donde
se visualizaran las variables que contiene el PLC, se procede a realizar la
comunicación de LabVIEW como cliente OPC.
La comunicación se puede hacer de diferentes maneras, mediante la utilización
de una Shared Variable conectada al servidor OPC, estos elementos deben
estar contenidos dentro de una librería, en el proyecto. Esta librería se instala
con el módulo DSC de LabVIEW. Otra manera de realizar la comunicación es
mediante la utilización de DataSocket, que es lo que emplearemos para el
desarrollo del proyecto.
150
Para ingresar a configurar DataSocket de una manera muy sencilla,
simplemente hacer click derecho propiedades sobre el objeto a quien se desea
agregar la tag creada en el servidor OPC.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.48 Propiedades del botón inicio
Dentro de la ventana de propiedades booleanas del objeto, configurar el campo
Data Binding Selection, escoger DataSocket.
151
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.49 Configuración DataSocket
En el campo Access Type, seleccionar de la lista desplegable dependiendo de
la función a cumplir la tag o el objeto.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.50 Configuración del tipo de acceso
152
Para finalizar la configuración dentro del campo path escribir la dirección del
servidor OPC donde se creó la tag, o para mayor facilidad ir a buscar y
seleccionar el servidor. Si se tiene más de un servidor OPC instalado en el
computador aparecerá en la lista.
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.51 Selección del servidor OPC
De esta manera se puede agregar las tags creadas anteriormente a todos los
objetos necesarios para el monitoreo y control mediante LabVIEW.
Se ha finalizado la configuración y esta lista la comunicación del PLC con el
HMI.
5.5. PROGRAMA HMI
(Ver Anexo)
CAPÍTULO VI
_______________________________________________________________
6. PRUEBAS Y RESULTADOS
6.1. INTRODUCCIÓN
Luego del diseño e implementación del módulo de clasificación se procedió a la
ejecución de las pruebas de funcionamiento las cuales fueron realizadas para
determinar el comportamiento del proceso del módulo, permitiéndose corregir
los defectos y fallas, de programación y configuración de los dispositivos hasta
llegar a obtener un proceso 100% efectivo.
154
6.2. PRUEBA DE SENSORES
Las pruebas de los sensores inicialmente se lo realizo por separado, para
determinar el consumo de voltaje y las distancias máximas y mínimas de
detección de cada una de las piezas.
6.3. PRUEBA DEL MOTOR
Mediante la prueba realizada se determinó el consumo de voltaje, característica
importante para emplear una fuente de voltaje extra si es que la caída de
voltaje durante su funcionamiento es alta.
La prueba fue realizada en conjunto con los relés y el variador de velocidad, se
fue ajuntando la velocidad del motor para así ver el avance de la banda
transportadora según el peso de las piezas a transportar y así determinar una
velocidad deseada.
6.4. PRUEBA DE CILINDROS NEUMÁTICOS
Los cilindros neumáticos son activados mediante electroválvulas que funcionan
con 24VDC. Se realizó pruebas de calibración de las válvulas estranguladoras
que limitan la salida de los pistones, dependiendo de la velocidad necesaria
para que las piezas sean empujadas hacia la rampa. La calibración del
sistema neumático se realizó mediante la unidad de mantenimiento, regulando
la presión de trabajo hacia lo requerido por los dispositivos.
155
6.5. PRUEBA DE MONITOREO
El monitoreo se realizó mediante LabVIEW y un servidor OPC KEPServer que
nos permitió comunicar el HMI con el PLC. Las pruebas de los programas se
los realizo por separado.
Dentro de las pruebas realizadas al servidor OPC se comprobó si las
configuraciones y la creación de las etiquetas estáticas eran las correctas para
poder establecer la comunicación entre el HMI y el PLC.
Dentro del HMI es necesario configurar los objetos encargados del monitoreo y
control, asignándolos las etiquetas creadas en el OPC. Cada uno de estos
objetos fue probado de manera individual y así ir corrigiendo las falencias
existentes, para al final obtener una comunicación óptima.
6.6. PRUEBA Y RESULTADO DEL MÓDULO
Con la realización de las pruebas individuales de los diferentes dispositivos, se
obtuvo el modulo ensamblado, calibrado, configurado y programado de una
manera adecuada y acorde a las necesidades del proceso.
Se realizó 100 pruebas de funcionamiento del proceso completo con sus
respectivas piezas, obteniendo el 100% de piezas clasificadas correctamente.
156
Fuente: Realizado por los Autores
Figura V.51 Módulo de Clasificación
6.7. MANUAL DE USUARIO
(Ver Anexo 1)
6.8. RESULTADO DE LA ENCUESTA
Con el objetivo de conocer los criterios de los estudiantes con respecto a los
módulos didácticos para la realización de prácticas, y así también poder
comprobar la hipótesis planteada al inicio del proyecto, se desarrolló una
encuesta la cual fue aplicada en la Escuela de Ingeniería Electrónica en Control
y Redes Industriales.
157
La encuesta fue realizada a un total de 40 estudiantes del octavo noveno y
décimo semestre de la Escuela de Ingeniería Electrónica en Control y Redes
Industriales de la ESPOCH. Los datos se detallan a continuación.
6.8.1. Encuesta
(Ver Anexo 2)
6.8.2. TABULACION DE LOS DATOS
Los estudiantes encuestados fueron los que están cursando los últimos niveles
de la carrera donde es más importante la realización de prácticas para afianzar
sus conocimientos teóricos.
ESTUDIANTES ENCUESTADOS
Estudiantes encuestados
40
35
37,5
37,5
30
25
20
25
15
15
OCTAVO
NOVENO
DECIMO
ESTUDIANTES
10
15
15
Porcentaje
25
37,5
37,5
15
10
10
5
0
Del total de los estudiantes encuestados el 25% son de octavo, el 37.5% de
noveno y el 37.5% de décimo semestre.
158
Pregunta 1 ¿Considera Ud. necesario el equipamiento de los laboratorios
de la EIE-CRI, con módulos didácticos para la realización de prácticas?
Es necesario el equipamiento de los
laboratorios de EIE-CRI con módulos
didacticos
120
100
100
80
60
40
40
20
0
0
0
SI
NO
ESTUDIANTES
40
0
Porcentaje
100
0
El 100% de los estudiantes considera que es necesario el equipamiento de los
laboratorios para desarrollar prácticas ya que esto es muy importante en la
formación académica.
Pregunta 2 ¿Cree Ud. que el módulo de clasificación de piezas controlado
mediante un PLC SIEMENS S7-1200, aportara al fortalecimiento de los
conocimientos teóricos de los estudiantes de la EIE-CRI?
El módulo aportara al fortalecimiento de los
conocimientos teóricos de los estudiantes
120
100
100
80
60
40
40
20
0
0
0
SI
NO
ESTUDIANTES
40
0
Porcentaje
100
0
159
El 100% de
los
estudiantes encuestados consideran que el módulo
implementado aportara al fortalecimiento de los conocimientos teóricos de los
estudiantes de EIE-CRI.
Pregunta 3 ¿Considera
Ud. que los Laboratorio de la EIE-CRI, con el
nuevo módulo aportara en un alto porcentaje para que los estudiantes
adquieran nuevos conocimientos para un buen desenvolvimiento en el
campo industrial como profesional?
El modulo permitira un buen desenvolvimiento
de los estudiantes en el campo industrial
120
100
100
80
60
40
40
20
0
0
0
SI
NO
ESTUDIANTES
40
0
Porcentaje
100
0
Del total de estudiantes encuestados el 100% considera que el nuevo módulo
aportara en un alto porcentaje en la adquisición de nuevos conocimientos para
en un futuro desenvolverse en el campo industrial como unos excelentes
profesionales.
160
Pregunta 4 ¿Cree Ud. que el proceso de clasificación de piezas es
empleada en las industrias?
El proceso de clasificación de piezas es
empleada en las industrias
120
100
100
80
60
40
40
20
0
0
0
SI
NO
ESTUDIANTES
40
0
Porcentaje
100
0
Del total de estudiantes encuestados el 100% cree que el proceso de
clasificación de piezas es empleado en las industrias.
6.9. ANÁLISIS DE RESULTADOS
La alta competitividad existente en el mundo industrial, el afán de disminuir los
tiempos, costos de producción y el constante avanza tecnológico hacen que se
implementen los procesos de clasificación de piezas dentro de la línea de
producción, razón por la cual el módulo de clasificación será fundamental para
la adquisición de conocimientos sobre procesos reales.
Los datos de las encuestas realizadas a los estudiantes de la EIE-CRI de la
ESPOCH, indican que los estudiantes requieren de módulos didácticos con
161
dispositivos mecánicos, eléctricos, neumáticos y electrónicos donde puedan
realizar sus prácticas, así fortalecer los conocimientos teóricos obtenidos
durante su etapa estudiantil para en un futuro desenvolverse como unos
excelentes profesionales en el mundo laboral industrial.
CONCLUSIONES
 El proyecto de tesis desarrollado cumple con el principal objetivo
planteado, diseñar e implementar un módulo para el proceso de
clasificación de piezas controlado mediante un PLC Siemens S7-1200,
que ayudara a los estudiantes de la Escuela de Ingeniería en Electrónica
en Control y Redes Industriales de la ESPOCH a realizar prácticas de
automatización y neumática.
 El control del motor es fundamental dentro del proceso de clasificación,
ya que de esto depende el correcto avance de la banda trasportadora de
piezas para que estas alcancen la distancia correcta.
 Una vez realizada la integración de las diferentes etapas del módulo, se
pudo determinar que la ubicación adecuada de los sensores, actuadores
y la banda trasportadora es esencial para que el sistema tenga un
funcionamiento óptimo.
 La metodología de GRAFCET es una herramienta de gran ayuda para el
desarrollo de secuencias en lo que se refiere a los procesos de
automatización, realizando la programación en una forma ordenada
garantizando el buen funcionamiento de los mismos.
 La utilización de Controladores Lógicos Programables (PLC), facilita los
procesos de automatización, por su facilidad de programación, manejo
de señales de control y de centralización de procesamiento de
información en un solo dispositivo, de otra forma el control de los
dispositivos se convertiría en una tarea difícil de realizar.
 Es necesario realizar las pruebas de funcionamiento, de cada uno de los
dispositivos del módulo, para evitar defectos y problemas al momento de
iniciar el proceso.
 Para poder obtener
el monitoreo del proceso mediante una PC y
LabVIEW se tiene que utilizar un servidor OPC, el mismo que permite la
comunicación entre estos dos elementos mencionados.
RECOMENDACIONES
 Tomar en cuenta las instrucciones detalladas en el manual de usuario,
que se ha desarrollado en esta tesis, pues la falta de observación de las
mismas en la manipulación, montaje, programación, y funcionamiento
del equipo, puede crear situaciones de riesgo, las cuales pueden
ocasionar daños físicos y lesiones al usuario así como al propio equipo.
 Debido
a la utilización de sensores cuyo funcionamiento están
determinados por factores externos, como el nivel de luminosidad,
superficies de reflexión y la distancia del objeto a sensar, se deberá
tomar en cuenta la calibración de los mismos de tal manera que dichos
factores afecten en lo menos posible en la obtención de señales
necesarias para llevar a cabo el control del módulo.
 Recomendamos la utilización de un motor paso a paso o un servo motor,
para facilitar el control de posicionamiento de avance de la banda
transportadora y un dispositivo mediante el cual se pueda variar la
velocidad.
 Se recomienda revisar la parte eléctrica teniendo en cuenta que la
alimentación es de 24VDC a excepción del PLC, tomar en cuenta el
consumo de voltaje de cada dispositivo que integra el módulo, para
evitar caídas de voltaje y si es necesario añadir una fuente extra al
sistema de alimentación.
RESUMEN
El objetivo de diseñar e implementar el módulo para el proceso de clasificación
de piezas controlado mediante un PLC (Controlador Lógico Programable)
Siemens S7-1200, es que los estudiantes de la Escuela de Ingeniería
Electrónica en Control y Redes Industriales de la ESPOCH, tengan una
herramienta donde puedan desarrollar sus prácticas de una manera adecuada.
Mediante el método deductivo nos permitió realizar el montaje, configuración y
programación de los dispositivos y por ende el funcionamiento total del
proceso. El modulo clasifica tres tipos de piezas (plástica color negra, plástica
color rojo y metálica), todas estas circulares de 2.5cm de alto por 4cm de
ancho. Los materiales utilizados fueron, aluminio perfilado para la estructura de
soporte, donde fueron ubicados los sensores: inductivo, reflectivo, fibra óptica,
magnéticos de finales de carrera, encoder de posicionamiento de la banda
transportadora de 48.5cm de largo x 4cm de ancho, cilindros neumáticos
lineales activados por electroválvulas, relés para la activación del motor de
24VDC, el control del proceso se lo realizo mediante el empleo de un PLC,
monitoreada desde un HMI (Interfaz hombre maquina) desarrollada en un
computador empleando el software LabVIEW y un servidor OPC KEP server.
Mediante las 100 pruebas de funcionamiento realizadas, con sus respectivas
piezas se obtuvo un 95% de piezas clasificadas correctamente, y un 5% de
piezas clasificadas incorrectamente, lo cual se fue modificando hasta obtener el
100% de piezas clasificadas correctamente.
Concluimos que al implementar el sistema de clasificación de piezas utilizando
sistemas eléctricos, mecánicos y neumáticos, los estudiantes podrán realizar
prácticas y así familiarizarse con procesos industriales reales para establecer
soluciones a posibles problemas de la automatización.
Recomendamos que antes de poner en funcionamiento el modulo se revise el
manual de usuario y los respectivos datos técnicos de cada uno de los
componentes del módulo.
SUMMARY
The purpose of this investigation for designing and deploying a control module
which processes the classification of parts by means of using a Siemens S71200 PLC (Programmable Logic Control) is to provide the students of Electronic
Engineering, majoring on Industrial Network and Control, at ESPOCH (Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo) with an appropriate tool for developing
their adequate practices.
The deductive method allowed the researchers to carry out installation,
configuration, and the whole process functioning. The module can classify three
parts types such as black plastic, red plastic, and metallic; all of which are 2.5
centimeters height by 4 centimeters wide circulars. The materials used in the
module construction were as follows: contoured aluminum for the support
structure at which the following sensors and elements were placed: inductive
and reflective sensors, optic fiber, magnetic run ends, positioning encoder of a
48.5 centimeters long by 4 centimeters wide transporting band, linear
pneumatic cylinders for solenoid valves, pump relays for 24VDC motor
activation. The process control was performed by means of using a PLC
(Programmable Logic Controller), the monitoring was conducted through an
HMI (Man Machine Interface) which was developed on a computer which used
LabVIEW software and an OPC (OLE for Process Control) (OLE= Object
Linking and Embedding) server.
During the 100 functioning testing’s with respective parts, a 95 percent of them
were classified as right parts, and the remaining 5 percent correspond to parts
classified as inappropriate, which were gradually modified till reaching 100
percent of the parts classified as correct.
It can be concluded that in order to implement the parts classification system
using electric, mechanic and pneumatic systems the students will be able to do
practices to become familiar with real industrial process for establishing
solutions to possible automation problems.
It is recommended that before putting the module to run it is necessary to check
the user’s manual and respective technical data of each module components.
BIBLIOGRAFIA
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Maniobras
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(3) CILINDRO NEUMÁTICO
http://olmo.pntic.mec.es/jmarti50/neumatica/cilindros.html
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(5) ELECTROVÁLVULAS
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2013/02/18
(8) OPC SERVER
http://www.infoplc.net/descargas/13-omron/821-scada-cxsuperviso-con-servidor-opc-kepware-kepserverex
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2013/03/05
(9) SENSORES
http://spanish.ttnet.net/showProductImg/j23wppbwph4zpql
2013/02/21
http://www.hungphu.com.vn/vn/catalos/837Encoder_psc.pdf
2013/02/21
(10) STEP 7 BASIC
https://www.swe.siemens.com/spain/web/es/industry/autom
atizacion/aut_simatic/Documents/S71200_Paso_a_Paso_v
1.0.pdf
2013/03/09
MANUAL
DE
USUARIO
PARA
EL
MODULO,
PROCESO DE
CLASIFICACION DE PIEZAS CONTROLADO MEDIANTE UN PLC
SIEMENS S7-1200.
MANUAL DE USUARIO
MÓDULO PARA EL PROCESO DE CLASIFICACION DE PIEZAS
CONTROLADO MEDIANTE UN PLC SIEMENS S7-1200
1. Introducción
El presente documento detalla las instrucciones y procedimientos a seguir para
poner en funcionamiento el modulo didáctico de una manera correcta y segura,
por lo que antes de su utilización debe tomarse muy en cuenta cada una de las
instrucciones
contenidas
en el manual, ya que además contiene las
especificaciones técnicas de cada dispositivo utilizado en el módulo.
Una condición preliminar a cumplir por el personal que trabaje en el sistema de
clasificación de piezas es que disponga de conocimientos técnicos, ya que la
vida útil del módulo, su rendimiento y disponibilidad de operación dependen en
alto grado de la correcta ejecución de los trabajos de limpieza, del manejo y
mantenimiento del mismo.
2. Condiciones de Utilización
El modulo para el proceso de clasificación de piezas deberá utilizarse
únicamente cumpliendo las siguientes condiciones:
 Tener conocimientos teóricos del proceso y dispositivos que conforman
el modulo.
 Trabajar con el módulo únicamente en presencia del docente o con el
consentimiento del docente encargado.
 Leer el manual de usuario.
3. Componentes del módulo
Sensores
Se cuenta con algunos tipos de sensores:
 Sensor inductivo.
 Sensor de fibra óptica.
 Sensor reflectivo.
 Sensor magnético de fin de carrera.
 Encoder de rotación.
Motor Eléctrico
Es el encargado de dar movilidad a la banda transportadora, donde se
colocaran las piezas de trabajo.
Cilindros neumáticos
Encargados de depositar las piezas desde la banda transportadora hacia las
respectivas rampas.
Electroválvulas
Permiten el accionamiento de los cilindros neumáticos dependiendo de las
salidas del PLC.
Unidad de mantenimiento
Cumple la función de filtrar y regular la presión del aire comprimido proveniente
de un almacenador.
Panel de control
Permite realizar el control del estado del módulo (ON-OFF, INICIO, PARO). A
continuación se detalla los componentes:
 Selector: Suministra la energía al PLC.
 Luz piloto color naranja: Indica la posición del selector.
 Pulsador verde: Da inicio al proceso del módulo.
 Pulsador rojo: Detiene la secuencia del proceso.
PLC
Es el dispositivo central del módulo, ya que es el encargado de adquirir y
procesar las señales para el funcionamiento del proceso de clasificación de
piezas.
4. Indicaciones de seguridad
Una condición preliminar es seguir siempre las recomendaciones y normas
fundamentales sobre seguridad y manejo. Por lo tanto debemos prestar
especial atención las siguientes medidas de seguridad.
4.1. Información general
 Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de
los componentes y especialmente respete las respectivas indicaciones
de seguridad.
 Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse
durante las clases y deberán eliminarse de inmediato.
4.2. Parte mecánica
 Comprobar que todos los componentes se encuentren fijados sobre la
base del módulo.
 Respete el posicionamiento de los componentes.
4.3. Parte eléctrica
 Únicamente deberá utilizarse una tensión de máximo 24 VDC para la
alimentación de los sensores y 110 VAC para el PLC Siemens S7-1200.
 Las
instalaciones
eléctricas
únicamente
deberán
conectarse
y
desconectarse sin tensión.
 Utilizar únicamente cables ponchados con terminales, por seguridad y
facilidad.
 Utilizar una fuente de alimentación extra si es necesario, para evitar
caída de voltaje.
4.4. Neumática
 No deberá superarse la presión máxima admisible de 800 kPa (8 bar),
considerando que la presión de trabajo es de 600 kPa (6 bar).
 Únicamente conectar el aire comprimido después de haber montado y
fijado correctamente las mangueras de los dispositivos neumáticos.
 Revisar que la manguera este bien encajada en el acople rápido
(racord).
 El vástago del cilindro pueden avanzar o retroceder de manera
inesperada cuando se utilice el módulo por primera vez.
 Antes de desmontar las mangueras neumáticas, deberá desconectarse
la alimentación de aire comprimido.
 Para la desconexión de mangueras neumáticas presione el anillo color
azul del racord respectivo así se desbloquea y se procede a retirar la
manguera.
5. Suministro de energía eléctrica
 Todos los dispositivos eléctricos, electro neumático del módulo a
excepción del PLC funcionan con 24VDC.
 El PLC Siemens S7-1200 no necesita una fuente de alimentación
externa, se conecta directamente a la línea de 110VAC. Además nos
entrega una línea de alimentación de 24 VDC para alimentar a los
sensores.
 Se puede utilizar la fuente de 24VDC suministrado por el PLC para la
alimentación de los sensores y actuadores y demás dispositivos del
módulo.
 Debido a que se tiene varios dispositivos sensores y actuadores se tiene
una fuente de 24 VDC extra para la alimentación de los mismos, esto
con el fin de evitar caídas de voltaje.
6. Programación de la secuencia
Para la programación de la secuencia del proceso, el estudiante debe seguir
los siguientes pasos.
6.1. Establecer las entradas y salidas.
Para esto hay que remitir al siguiente cuadro de entradas y salidas del PLC:
ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES
E/S
DIRECCIÓN
NOMBRE
DESCRIPCIÓN
INICIO
Pulsador de inicio del
FÍSICA
Entrada
I0.0
proceso.
Entrada
I0.1
PARO
Pulsador de paro total
del proceso.
Entrada
I0.2
SEN_INDUCTIVO
Sensor
inductivo
detección
de
de
piezas
metálicas.
Entrada
I0.3
SEN_OPTICO
Sensor
óptico
detección
de
de
piezas
plásticas color negro.
Entrada
I0.4
ENCODER
Encoder encargado de
posicionar
la
banda
trasportadora.
Entrada
I0.5
FIN_CARRERA1
Sensor
fin
de
magnético de
carrera
del
cilindro neumático uno.
Entrada
I0.6
FIN_CARRERA2
Sensor
fin
de
magnético de
carrera
del
cilindro neumático dos.
Entrada
I0.7
SEN_FO
Sensor de fibra óptica
de detección de piezas
plásticas color rojo.
Salida
Q0.0
VÁLVULA1
Electroválvula
de
accionamiento
del
cilindro uno.
Salida
Q0.1
VÁLVULA2
Electroválvula
de
accionamiento
del
cilindro dos.
Salida
Q0.2
RELE1
Accionamiento
del
motor en hacia atrás.
Salida
Q0.3
RELE2
Accionamiento
del
motor hacia delante.
Salida
Q0.4
CONTADOR
Salida para realizar el
conteo de piezas color
negras en el HMI.
6.2. Definir la secuencia
De la secuencia depende la manera del funcionamiento del módulo de proceso.
La secuencia depende del diagrama grafcet creado. A continuación se detalla
el funcionamiento del proceso a ejecutarse:
22. Dar el pulso de inicio.
23. El motor pone en funcionamiento la banda transportadora.
24. Los sensores de inicio de la banda identifican el tipo y color de la pieza.
25. Si la pieza es metálica procede al paso 5 caso contrario al paso12.
26. La pieza continúa el recorrido por la banda transportadora hasta llegar a
la segunda rampa.
27. El motor de la banda trasportadora se detiene.
28. El solenoide de la segunda electroválvula se activa.
29. El vástago del cilindro numero dos sale hasta el final, haciendo que la
pieza sea depositado en la rampa.
30. El sensor magnético dos de fin de carrera se activa.
31. El vástago del cilindro regresa a su posición inicial.
32. El motor se activa poniendo nuevamente la banda en movimiento para
continuar con el proceso.
33. Para continuar en este paso significa que la pieza a clasificar es plástica.
34. Si la pieza plástica es de color roja procede paso 14 caso contrario
procede al paso 21.
35. La pieza continúa su recorrido hasta llegar a la posición de la primera
rampa.
36. El motor de la banda transportadora se detiene.
37. El solenoide de la primera electroválvula se activa.
38. El vástago del cilindro uno sale hasta alcanzar el final del recorrido,
depositando la pieza en la rampa.
39. Se activa el sensor magnético uno.
40. El vástago del primer cilindro regresa a su posición inicial.
41. El motor se activa, poniendo nuevamente en movimiento la banda
trasportadora.
42. La pieza de color negra continúa su recorrido hasta llegar al final de la
banda transportadora (para poder ser empleada en otro proceso).
El proceso en ejecución se detendrá con el pulsador de paro.
6.3. Grafcet
El grafcet es en si la secuencia a ejecutar con las variables de entrada y salida
del proceso. Si el estudiante tiene dudas acerca del Grafcet de la secuencia
puede remitirse al Documento de la Tesis Titulada “Diseño e implementación
de un módulo de clasificación de piezas controlado mediante un PLC Siemens
S7-1200”, en el capítulo 5, en la sección Secuencia Grafcet encontrara la
secuencia realizada para el proceso realizado.
7. Monitoreo mediante HMI
Es el encargado del monitoreo y control en tiempo real del proceso mediante el
empleo de un computador. Para la comunicación entre el PLC y el HMI se debe
emplear un servidor OPC cualesquiera disponibles en el mercado.
Para el buen funcionamiento del HMI:
 Configurar correctamente los tiempos de respuesta del servidor OPC.
 Declarar las IP´s del computador tomando en cuenta que debe estar en
el mismo rango que la dirección del PLC.
 Asegurarse que el cable de red este correctamente conectado.
 Dentro del HMI configurar las llamadas de los tags.
8. Lista de fallas y soluciones
Durante la ejecución del montaje, calibración, programación y ejecución del
módulo se pueden producir problemas que pueden llevar al mal funcionamiento
del proceso. En la siguiente tabla, se detallan los diferentes tipos de fallas y sus
posibles causas y soluciones.
ÍTEM
DESCRIPCIÓN DEL
POSIBLES CAUSAS
SOLUCIÓN
PROBLEMA
Banda atascada
Verificar que la pieza
de
sujeción
del
sistema de rodamiento
no esté muy cerca del
piñón del motor.
1
Banda
transportadora Motor no funciona
no avanza.
Verificar
la
alimentación
del
motor.
Relés no conmutan
Verificar que la salida
del
PLC
conectada
esté
al
relé
correspondiente.
Variador de velocidad Revisar
averiado
la
conexión
la
velocidad
eléctrica.
Calibrar
mediante
del
potenciómetro.
2
Sensores defectuosos
Ausencia de energía
Verificar el suministro
de energía eléctrica.
Revisar las conexiones
de las borneras.
Caídas de voltaje
Evitar
que
existan
de
voltaje
caídas
agregando una fuente
de voltaje extra si es
necesario.
Sensores
Calibrar la distancia de
descalibrados
los sensores hacia la
pieza de trabajo.
3
Cilindros neumáticos no Falta
se accionan
de
aire Regular la válvula de
comprimido
la
unidad
de
mantenimiento
para
obtener
la
presión
requerida.
Fuga de aire
Revisar las mangueras
y los acoples rápidos.
Electroválvula
no
activa
se Revisar la conexión de
la salida del PLC a la
que está conectada.
Válvula
Regular
estranguladora
la
válvula
al estranguladora
100%
colocada a la salida
del pistón.
4
Fallas en el PLC
Ausencia
de
energía Verificar el suministro
eléctrica
de energía eléctrica al
PLC.
Entradas y salidas del Verificar y corregir la
PLC mal conectadas
conexión de entradas
y salidas del PLC.
Programación
Corregir
la
incorrecta
programación
en
el
TIA Portal.
Revisar la asignación
de todas las variables.
5
Fallas en el HMI
No
comunicación
existe Verificar
el cable de
red.
Verificar
la
dirección
IP.
Revisar las direcciones
estáticas creadas con
el OPC server.
Demora
en Verificar
los
tiempos
actualización
de dentro del OPC.
datos.
RECOMENDACIONES
 Leer y seguir las instrucciones de este manual de usuario, para una
correcta manipulación, funcionamiento, y preparación del equipo para
evitar situaciones de riesgo
 La utilización de piezas de diámetro no mayor a 4cm y 2.5cm de alto,
puesto
que
la
banda
transportada
está
diseñada
para
esas
características.
 Se recomienda revisar la parte eléctrica teniendo en cuenta que la
alimentación es de 24VDC a excepción del PLC, tomar en cuenta el
consumo de voltaje de cada dispositivo que integra el modulo, para
evitar caídas de voltaje y si es necesario añadir una fuente extra al
sistema de alimentación.
MODELO DE ENDUESTA
ESCUELA
SUPERIOR
POLITECNIA
DE
CHIMBORAZO
FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA CONTROL
Y REDES INDUSTRIALES
SEMESTRE:……………..
FECHA:…………………………
Objetivo
Verificar si el “Diseño E Implementación De Un Módulo De Clasificación De
Piezas Controlado Mediante un PLC Siemens S7-1200” para la Simulación De
Procesos Industriales fortalece los conocimientos de enseñanza-aprendizaje de
los estudiantes de la Escuela de Ingeniería Electrónica en Control y Redes
Industriales de la ESPOCH.
Instrucciones
 Lea detenidamente cada pregunta.
 Marque con una X la respuesta que considere.
Preguntas
1. ¿Considera Ud. necesario el equipamiento de los laboratorios de la EIE-CRI,
con módulos didácticos para la realización de prácticas?
SI ( )
NO ( )
2. ¿Cree Ud. que el módulo de clasificación de piezas controlado mediante un
PLC SIEMENS S7-1200, aportara al fortalecimiento de los conocimientos
teóricos de los estudiantes de la EIE-CRI?
SI ( )
3. ¿Considera
NO ( )
Ud. que los Laboratorio de la EIE-CRI, con el nuevo módulo
aportara en un alto porcentaje para que los estudiantes adquieran nuevos
conocimientos para un buen desenvolvimiento en el campo industrial como
profesional?
SI ( )
NO ( )
4. ¿Cree Ud. que el proceso de clasificación de piezas es empleada en las
industrias?
SI ( )
NO ( )
PROGRAMACION EN EL TIA PORTAL V10.5
HMI DESARROLLADO EN LABVIEW
DATOS TECNICOS DE LOS DISPOSITIVOS
DIAGRAMA ELECTRICO
DISEÑO DEL MODULO
ESCAL
ESPOC
A
H
TITULO
: SOPORTES
ESCUELA
INGENIERIA
ELECTRONICA
CONTROL
Y
PARA
DE
EN
REDES
LA
TEMA:
DISEÑO DEL MÓDULO
PARA EL PROCESO DE
CLASIFISACION
DE
PIEZAS
REALIZADO POR:

CARLOS OÑATE

OSCAR PINTA
CREACION DEL TRIPODE Y
MESA DEL MÓDULO
Unidad de medida: cm
2013
ESCAL
ESPOC
A
H
ESCUELA
INGENIERIA
ELECTRONICA
CONTROL
Y
TITULO
: ENSAMBLE
DEL
DE
EN
REDES
TRIPODE
TEMA:
DISEÑO DEL MÓDULO
PARA EL PROCESO DE
CLASIFISACION
DE
PIEZAS
REALIZADO POR:

CARLOS OÑATE

OSCAR PINTA
CON RUEDAS.
Unidad de medida: cm
2013
ESCAL
ESPOC
A
H
TITULO
: MESA
ESCUELA
INGENIERIA
ELECTRONICA
CONTROL
Y
ENSAMBLADA
DE
EN
REDES
CON
TEMA:
DISEÑO DEL MÓDULO
PARA EL PROCESO DE
CLASIFISACION
DE
PIEZAS
REALIZADO POR:

CARLOS OÑATE

OSCAR PINTA
SUS COMPONENTES
Unidad de medida: cm
2013
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