Actividad 1, Aplicación de los PLC en la automatización de procesos industriales . 29 de abril de 2013
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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA , ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto
Aplicación de los PLC en la automatización de procesos industriales Automatización de Luces Est. Gonzalo Alberto Franklin Franklin González González CC 1095911903 1095911903.
El Resumen — El
siguiente es un informe de la actividad 1 de la semana 1 del curso virtual del SENA (Servicio Nacional de Aprendizaje) aplicación de los PLC en la automatización de procesos industriales. Tablas Palabras Clave — Tablas —
de verdad, Algebra de Boole, compuertas lógicas, lámparas, escalera.
I. I NTRODUCCIÓN cuanto a la importancia del uso de la lógica E Ncableada me parece que esta radica en que permitió dar los primeros pasos y abrió el camino c amino al desarrollo de la lógica programada con la cual hizo más eficaz y eficiente la automatización de procesos industriales ya que si bien el uso de componentes eléctricos, mecánicos, neumáticos e hidráulicos juntos con los conductores permitían un control adecuado de los procesos, el manejo de cableado y la reducción de espacio era uno de los principales obstáculos a superar mediante este tipo de automatización. Sin embargo con el surgimiento de la electrónica digital se empezó a visualizar un camino para mejorar los procesos además que permitía agregar más funciones fun ciones de control en cuanto a la temporización, secuencias y medición en procesos de automatización (PWM, Control PID, Manejo en Tiempo real) y daba una solución a los problemas planteados. La aplicabilidad de esta
tecnología partió del hecho de que se manejaban el mismo tipo de señales tanto en la lógica cableada como la programada “abierto o cerrado”, “conduce o no conduce” y es por esto que el análisis del
sistema a partir del algebra booleana aporta un camino más fácil para analizar los procesos a partir de tablas de verdad y ecuaciones de estado. En cuanto al análisis de un proceso haciendo uso de estas herramientas lo primero sería identificar claramente las señales de entrada y salida de mi proceso y relacionar el efecto conjunto de las entradas con cada salida esto atravesó de la construcción de una tabla de verdad y ya una vez construida a partir de esta se puede deducir una ecuación que me represente el comportamiento del proceso para ser programado atravesó del uso del algebra de bole o técnicas como los mapas de karnaugh. II. OBJETIVOS --Primero, Contextualizar y Conceptualizar la lógica cableada. --Segundo, Aplicar diferentes lenguajes para la programación de un PLC. --Tercero, Mejorar el funcionamiento de máquinas y procesos buscando su eficiencia y productividad. III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En el Figura 1 se muestra dos interruptores que se encuentran en una escalera. Un interruptor se
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encuentra en la parte inferior de la escalera y el otro en la parte superior de la misma. El funcionamiento es el siguiente: Cuando una persona quiere subir oprime un interruptor para activar una bombilla y cuando se va la apaga con el otro interruptor, en el caso de que quiera bajar pasa exactamente el mismo fenómeno. Entonces, compruebe y justifique que la solución de automatización se puede realizar mediante la función lógica XOR y realice el diagrama pertinente en lenguaje de contactos.
Figura 3. Caso ambas lámparas encendidas.
Como se puede observar en las figuras 1, 2 y 3 tomando como un 1 el encendido de cada lámpara y un 0 el apagado de cada una el funcionamiento del sistema presenta un comportamiento acorde a la tabla de verdad mostrada la cual a su vez corresponde a la función lógica XOR. IV. SOLUCIÓN AL PROBLEMA
Figura 1. Caso dos lámparas apagadas.
a)
Para poder dar solución a este problema de automatización debemos hallar tanto la tabla de verdad y la ecuación de estado que describan el proceso tal como se sugirió en la introducción del informe. Sabiendo que la función XOR nos puede ayudar a describir el proceso ya se cuenta con la tabla de verdad descrita en las figuras. Sin embargo es necesaria la ecuación de estado del proceso para esto se utilizara una propiedad del algebra de Bole. Si tomamos a los interruptores como entradas de nuestro proceso y a la lámpara como salida podemos representar más fácil la solución del problema. Por lo tanto en la siguiente tabla se muestra la lista de entradas y salidas del proceso. Entrada
b) Figura 2. Caso de una lámpara apagada y otra encendida.
Salida
Simulación
A -----I0.2 Interruptor 1 B -----I0.1 Interruptor 2 -----S Q0.3 Lámpara Tabla 1. Lista de entradas y salidas del proceso.
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Usando la siguiente propiedad del algebra de Bole: (1)
Donde:
Por lo tanto el circuito lógico del proceso seria:
Figura 5. PLC TWDLCAA40DRF gamma Schneider Electric. 2) Asignaciones entradas y salidas.
Este paso se realizara de acuerdo a la tabla 1.
Figura 6. Entradas del Proceso. Figura 4. Circuito lógico del proceso.
Teniendo la ecuación de estado (1) la tabla de verdad y el circuito lógico el siguiente paso es simular la función. Figura 7. Salida del proceso.
V. SIMULACIÓN Para comprobar el funcionamiento del proceso se procederá a simularlo mediante el lenguaje de contactos (Ladder) tomando contactos normalmente cerrados para simular las compuertas NOT pues son de lógica inversa. El software que utilizare para programar el proceso en el PLC es el TwidoSuite 2.2 de los fabricantes Schneider Electric y Telemecanique ya que tengo experiencia en el manejo de este. El proceso consiste en los siguientes pasos: 1) Selección del PLC a programar.
Para este ejercicio utilizare el PLC de referencia TWDLCAA40DRF con 40 puertos 24 entradas de 24 V, 16 salidas 14 salidas a relé de 2 A y 2 a transistor de 1 A.
3) Montaje Lenguaje de contactos.
Para este proceso se usaron 2 contactos normalmente abiertos y 2 normalmente cerrados.
Figura 8. Ladder del proceso. 4) Simulación
Se debe tener en cuenta que la entrada I0.0 será el arranque/ parada del proceso. Por lo general estará encendida durante la simulación.
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a)
Ambos interruptores apagados.
Figura 9. Caso 1 proceso. Figura 14. Simulación caso 3 proceso.
d)
Figura 10. Simulación caso 1 proceso.
b)
Ambos interruptores encendidos.
Figura 15. Caso 4 proceso.
Interruptor 1 encendido e interruptor 2 apagado.
Figura 11. Caso 2 proceso.
Figura 16. Simulación caso 4 proceso.
VI. CONCLUSIONES
Figura 12. Simulación caso 2 proceso.
c)
Interruptor 2 encendido e interruptor 1 apagado.
Figura 13. Caso 3 proceso.
A partir de lo observado en la simulación se puede deducir que la función lógica XOR se ajusta perfectamente al comportamiento deseado en el proceso. Sin embargo el uso de foto detectores por interruptores haría más automático el proceso ahorrando energía o agregar temporizadores on delay para desactivar las entradas en caso tal de que por descuido no se desactive el proceso y quede la lámpara encendida innecesariamente.
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VII. A NEXOS Anexo las evidencias de los ejercicios interactivos de la unidad.
Figura 17. Evidencia primer ejercicio.
Figura 18. Evidencia segundo ejercicio.
Figura 19. Evidencia tercer ejercicio.
R EFERENCIAS [1] Guía de aprendizaje SENA. [2] Material Unidad 1 plataforma Blackboard SENA. [3] http://www.youtube.com/watch?v=ro-us-RBYo&feature=player_embedded
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