Instituto Tecnológico Del Istmo.
Departamento de Metal-Mecánica.
Materia: Automatización Industrial.
Grupo: 7M
Profesor: Ing. Julio Antonio Orihuela Gonzales.
Alumno: Luis Enrique Cabrera Rosado.
UNIDAD I.- COMPONENTES DE SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS
La energía neumática es la que proporciona la presión producida por el aire comprimido.
Los sistemas neumáticos son sistemas que utilizan el aire u otro gas como medio para la transmisión de señales y/o potencia. Dentro del campo de la neumática la tecnología se ocupa, sobre todo, de la aplicación del aire comprimido en la automatización industrial (ensamblado, empaquetado, etc.)
Los sistemas neumáticos se usan mucho en la automatización de máquinas y en el campo de los controladores automáticos. Los circuitos neumáticos que convierten la energía del aire comprimido en energía mecánica tienen un amplio campo de aplicación (martillos y herramientas neumáticas, dedos de robots, etc.) por la velocidad de reacción de los actuadores y por no necesitar un circuito de retorno del aire.
En los sistemas neumáticos, el movimiento del émbolo de los cilindros de los actuadores es más rápido que en los mecanismos hidráulicos. (Por ejemplo, el taladro y el martillo neumático, responden muy bien a las exigencias requeridas en estos casos).
La energía hidráulica es la que proporcionan líquidos sometidos a presión, que sirven como medio de transmisión de fuerzas.
Los fluidos, ya sean líquidos o gases son importantes medios para transmitir señales y/o potencias, y tienen un amplio campo de aplicación en las estructuras productivas. Los sistemas en el que el fluido puesto en juego es un líquido se llaman sistemas hidráulicos. El líquido puede ser, agua, aceites, o substancias no oxidantes y lubricantes, para evitar problemas de oxidación y facilitar el desplazamiento de las piezas en movimiento.
Los sistemas hidráulicos tienen un amplio campo de aplicación, podemos mencionar, además de la prensa hidráulica, el sistema hidráulico de accionamiento de los frenos, elevadores hidráulicos, el gato hidráulico, los comandos de máquinas herramientas o de los sistemas mecánicos de los aviones, etc., en estos casos el líquido es aceite. Estos mecanismos constan de una bomba con pistón de diámetro relativamente pequeño, que al trabajar genera una presión en el líquido, la que al actuar sobre un pistón de diámetro mucho mayor produce una fuerza mayor que la aplicada al pistón chico, y que es la fuerza utilizable
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA NEUMÁTICA
Unidad de mantenimiento
La unidad de mantenimiento es la instalación encargada de preparar el aire comprimido que consume los dispositivos neumáticos.
Los dispositivos que componen una instalación neumática deben recibir el aire comprimido libre de impurezas y con una presión uniforme. Además muchos de estos dispositivos tienen elementos móviles que necesitan ser lubricados.
La unidad de mantenimiento está formada por el filtro, el regulador y el lubricador.
Filtro. Consiste en liberar el aire comprimido de todas las impurezas y del vapor de agua que se lleva en suspensión.
Regulador. Es una válvula cuya misión es mantener constante la presión de trabajo del aire.
Lubricador. Añade el aire comprimido aceite en suspensión, que es arrastrado hasta los elementos móviles de los dispositivos neumáticos, los cuales son lubricados al quedar recubiertos por una fina capa de aceite, lo que disminuye la fricción y reduce el desgaste que sufre estos elementos.
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA
Desde la antigüedad, se reconoció que el agua que fluye desde un nivel superior a otro inferior posee una determinada energía cinética susceptible de ser convertida en trabajo, como demuestran los miles de molinos que a lo largo de la historia fueron construyéndose a orillas de los ríos. Más recientemente, hace más de un siglo, se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad, y de hecho fue una de las primeras formas que se emplearon para producirla.
El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica utilizable, constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Es por tanto, un recurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica. La función futura de la energía hidroeléctrica constantemente se evalúa conforme se elevan los precios de los energéticos, porque ésta no crea los problemas de contaminación que generan las estaciones eléctricas de vapor que queman combustibles y debido también a que no requiere del consumo de los energéticos fósiles. Esto ha hecho que se vayan recuperando infraestructuras abandonadas dotándolas de nuevos equipos automatizados y turbinas de alto rendimiento. En consecuencia, el impacto ambiental no es más del que ya existía o por lo menos inferior al de una gran central. Las centrales hidroeléctricas pueden ser:
Centrales de aguas fluyentes: Aquellas instalaciones que mediante una obra de toma, captan una parte del caudal del río y lo conducen hacia la central para su aprovechamiento, para después devolverlo al cauce del río.
Centrales de pie de presa: Son los aprovechamientos hidroeléctricos que tienen la opción de almacenar las aportaciones de un río mediante un embalse. En estas centrales se regulan los caudales de salida para utilizarlos cuando se precisen
Centrales de canal de riego o abastecimiento: La distribución espacial de las plantas hidroeléctricas está relacionada con los costos de la producción de la energía y de la transmisión de ella hacia un mercado. Los costos de producción son la función de dos factores ambientales: la topografía y la hidrología. La generación hidroeléctrica está basada en el principio de que el agua bajo presión, una "cabeza", impulsará una rueda movida por agua o turbina.
SIMBOLOGÍA NORMALIZADA
Consiste en un sistema de normas para representación de elementos de circuitos hidráulicos y neumáticos.
Permite leer e interpretar los planos de circuitos hidráulicos y neumáticos.
Con ella se establece una distribución lógica de elementos en circuitos.
Consiste en una serie de pictogramas, dibujos con sentido completo, cuyo objeto es la representación en papel u otro medio de los elementos que componen un circuito hidráulico, neumático, eléctrico o electrónico.
Esta simbología está reconocida por las normas internacionales, entre otras
DIN 24300
ISO 1219
CETOP
UNE 101
ELEMENTOS DE CONTROL Y MANDO
Tanto en sistemas neumáticos como en hidráulicos, se encargan de conducir de forma adecuada la energía comunicada al fluido en el compresor o la bomba hacia los elementos actuadores.
TIPOS DE ACCIONAMIENTOS DE VÁLVULAS
El accionamiento de las válvulas se puede descomponer en cuatro tipos:
Accionamiento manual – Se realiza generalmente mediante un pulsador, palanca o pedal.
Accionamiento mecánico – Se realiza neumáticamente por el pulsador, rodillo, muelle o enclavamiento mecánico.
Accionamiento neumático – Se realiza neumáticamente por presión, por depresión, por presión diferencial, por accionamiento a baja presión o por servo pilotaje.
Accionamiento eléctrico – Se realiza mediante un electroimán o relé, o bien mediante un imán servopilatado.
ELEMENTOS DE CONTROL ELÉCTRICO
Con frecuencia las señales neumáticas son utilizadas para controlar elementos de actuación final, incluso cuando el sistema de control es eléctrico. Esto se debe a que con dichas señales es posible accionar válvulas de grandes dimensiones y otros dispositivos de control que requieren mucha potencia para mover cargas considerables. La principal desventaja de los sistemas neumáticos es la compresibilidad del aire. Las señales hidráulicas se usan en dispositivos de control de mucha mayor potencia; sin embargo, son más costosas que los sistemas neumáticos y hay riesgos asociados con fugas de aceite, que no existen en una fuga de aire.
Fuentes de energía
En un sistema hidráulico la presurización del aceite se logra mediante una bomba accionada por un motor eléctrico. La válvula de alivio libera presión cuando ésta rebasa determinado nivel de seguridad; la válvula de retención evita que el aceite regrese a la bomba y el acumulador equilibra las fluctuaciones de corta duración en la presión de salida del aceite. En esencia el acumulador es un recipiente que mantiene el aceite bajo presión, soportando una fuerza extrema.
En una fuente de energía neumática se acciona un compresor de aire con un motor eléctrico. El aire que entra al compresor se filtra y pasa por un silenciador para reducir el nivel de ruido. La válvula de alivio de presión protege contra un aumento de la presión del sistema que exceda el nivel de seguridad. Dado que el compresor aumenta la temperatura del aire, es posible que sea necesario un sistema de enfriamiento; para eliminar la contaminación y agua del aire se utiliza un filtro y un separador de agua. En el receptor de aire se aumenta el volumen del aire del sistema y se equilibran las fluctuaciones de presión de breve duración.
UNIDAD II ACTUADORES
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. Pueden ser hidráulicos, neumáticos o eléctricos.
Los actuadores se dividen en 2 grande grupos: cilindros y motores.
Aunque en esencia los actuadores neumáticos e hidráulicos son idénticos, los neumáticos tienen un mayor rango de compresión y además existen diferencias en cuanto al uso y estructura. Se clasifican en actuadores lineales y giratorios.
Actuadores neumáticos lineales
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. Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales.
Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido.
Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso.
Cilindros de simple efecto
Un 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.
Tipos de cilindros de simple efecto:
Cilindros de émbolo, cilindros de membrana, cilindros de membrana enrollable.
Cilindros de émbolo:
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).
El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho más extenso que el de los de simple, incluso cuando no es necesaria la realización de esfuerzo en ambos sentidos. Esto es debido a que, por norma general (en función del tipo de válvula empleada para el control), los cilindros de doble efecto siempre contienen aire en una de sus dos cámaras, por lo que se asegura el posicionamiento.
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.
2.1 ACTUADORES NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS
El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros de émbolo (éstos también proporcionan movimiento rotativo con variedad de ángulos por medio de actuadores del tipo piñón-cremallera). También encontramos actuadores neumáticos de rotación continua (motores neumáticos), movimientos combinados e incluso alguna transformación mecánica de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial.
Los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.
2.2 CALCULO DE ACTUADORES HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS
Las principales dimensiones de un cilindro son:
- El diámetro
- La carrera
2.3 SELECCIÓN DE ACTUADORES
PROCESO DE SELECCIÓN
Los criterios de selección de actuadores requeridos dependen del ciclo de trabajo de la válvula y la fuente de la energía. Tamaño importa mucho en actuadores basados en el esfuerzo de torsión y el factor de seguridad. Temperatura y otros factores también intervienen en el proceso de selección de su tamaño.
CRITERIOS DE SELECCIÓN
Criterios de selección de actuadores consisten en;
CUARTO DE VUELTA:
Vueltas trimestre incluye actuador neumático, actuador eléctrico y actuadores hidráulicos.
Actuadores neumáticos-1 están presentes en vuelta del resorte y actuar en doble ángel de 900 y 1800. Este actuador es muy seguro y simple y también rentable y su factor de seguridad es upto100%.
Actuadores eléctricos 2 pueden trabajar en ambos trifásico y monofásico (AC & DC).Comúnmente se utilizan para el servicio de encendido y apagado. Funciona en ausencia de aire y servicio hidráulico.
Actuadores hidráulicos 3 trabajan individualmente donde las fuentes de suministro de neumáticos y eléctricos no están presentes. Es eficaz debido al menor tamaño. Puede ser trabajado muy eficientemente donde el par máximo es obligatorio utilizar válvulas de gran escala.
MULTI-TURN:
Actuadores multivueltas clasifican por capacidad de par, tamaño del tallo, voltaje, frecuencia, velocidad y muchos factores más. Estos factores son necesarios para el funcionamiento de la válvula.
CRITERIOS DE SELECCIÓN DE ACTUADORES DIFERENTES:
Siguientes factores nos pueden ayudar en el análisis de los actuadores y viendo estos factores podemos seleccionar los actuadores requeridos.
2.4 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA Y RENDIMIENTO EN MOTORES HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS
Para calcular un motor de aire se precisan dos datos de los tres siguientes:
1- Potencia requerida
2- Velocidad en RPM necesaria para arrastrar la carga determinada
3- Par de trabajo expresado en Newton metro [Ni]
Asimismo, deben considerarse los siguientes factores:
1- Presión del aire en bar (o psi). Como la presión del sistema de alimentación de aire puede variar durante el día debido a consumos intermitentes de otros puntos, los cálculos deben hacerse con la presión más baja prevista y asegurar la alimentación del motor con un regulador de presión, cuya presión de salida es la presión que se tomara.
2- Alimentación de aire suficiente para el motor, es decir, mínima pérdida de carga en la tubería de alimentación.
La potencia requerida viene determinada por la fórmula:
UNIDAD III MANDOS
3.1 MÉTODOS DE SOLUCIÓN DE SISTEMAS SECUENCIALES (PASO A PASO, DE CASCADA, POTENCIA Y/O GRAFCET).
A continuación se describen los pasos necesarios para resolver una secuencia de operaciones que involucra actuadores neumáticos o electro neumáticos, así:
Establecer el croquis de situación, el cual es una representación gráfica del mando a realizar.
Determinar cuántos actuadores hay en el proceso y nombrarlos con letras mayúsculas
Establecer la secuencia lógica de operaciones para que el mando funcione adecuadamente.
Elaborar el diagrama de fases o de movimientos.
Realizar la partición de los grupos evitando que en un mismo grupo quede cilindro entrando-saliendo.
El número de grupos -1 va a ser igual al número de válvulas 5 vías / 2 posiciones (5/2) que se requieren en el circuito.
Los grupos se designan con números romanos.
El máximo número de grupos es de cuatro (4), ya que la señal de control se retarda en la medida en que aumenta el número de grupos; lo cual puede afectar el funcionamiento del mando.
Realizar el circuito neumático representando cada actuador (cilindro) con su respectiva válvula de control.
A continuación se describe a través de un ejemplo la aplicación del método cascada en la versión neumática, así:
En una empresa se requiere desplazar cajas que llegan desde una banda de alimentación, hasta otra banda transportadora que está ubicada en un nivel superior; para lo cual se van a emplear cilindros neumáticos. El cilindro A, se va encargar de subir las cajas; mientras que el cilindro B las empuja; tal como se ve en la figura 6.
3.2 APLICACIONES NEUMÁTICAS.
Un número creciente de empresas industriales están aplicando la automatización de su maquinaria mediante equipos neumáticos, lo que, en muchos casos, implica una inversión de capital relativamente baja.
Los elementos neumáticos pueden aplicarse de manera racional para la manipulación de piezas, incluso puede decirse que este es el campo de mayor aplicación. Tomando como base la función de movimiento, hay que resaltar la extensa gama de elementos sencillos para la obtención de movimientos lineales y rotativos.
3.3 APLICACIONES ELECTRO NEUMÁTICAS.
El circuito electro neumático consta de un circuito neumático más un circuito eléctrico. La parte de fuerza del circuito sigue siendo neumática y la única diferencia con los circuitos neumáticos son los pilotajes eléctricos de las electro válvulas que son biestables, y los detectores finales de carrera que son detectores magnéticos o de palanca y rodillo.
Los métodos de diseño que se les pueden aplicar en su construcción son los ya vistos de intuitivo y cascada.
3.4 APLICACIONES HIDRÁULICAS.
Circuito de la unidad de potencia.
El corazón de la unidad de potencia es la bomba hidráulica, de la que existen muchos tipos normalizados que, en líneas generales, pueden clasificarse en los tres siguientes: la de engranajes, la de paletas y la de embolo o pistón.
El principio de funcionamiento de estas bombas es el de formación de un vacío parcial a medida que las piezas internas efectúan su parte del ciclo; el aceite se introduce en la bomba debido a presión atmosférica ejercida sobre él y a continuación la bomba lo elimina a presión a medida que el ciclo prosigue.
Cuando se va a proceder a la selección de una bomba hidráulica hay que estudiar con cuidado la aplicación a la que se va a destinar. Otro factor que debe tenerse en cuenta es la frecuencia de funcionamiento. Una aplicación en la que la bomba solo funciona un número reducido de minutos no precisa el mismo tipo de bomba que otra en la que ésta ha de estar sometido casi constantemente a plena carga.
Circuito de prensa.
La prensa hidráulica sirve para multiplicar fuerzas. Nos permite que al aplicar fuerzas pequeñas, obtengamos fuerzas grandes; Se utiliza tanto para prensar como para levantar objetos pesados la cual cumple con el principio de pascal que nos plantea que ´´la presión depende únicamente de la profundidad y nos afirma que cualquier aumento de presión en la superficie de un fluido se transmite a cualquier punto del fluido´.
Circuito acumulador.
En algunos casos, un circuito acumulador puede ser usado para acelerar la extensión y/o la retracción del cilindro sin tener que sobrepasar la presión de trabajo. Normalmente en este tipo de circuitos la válvula de alivio es configurada para trabajar con la mayor presión que pueda. Cuando comienza el ciclo, el aceite del acumulador y bomba mueven el actuador rápidamente, pero la presión del circuito cae poco a poco.
Circuito regenerativo.
Este circuito se usa cuando se desea simplificar el uso de válvulas para retraer o extender el cilindro. El circuito regenerativo puede ser usado para operar cualquier número de cilindros en el mismo circuito. Este circuito le permite al sistema ser operado con una simple presión de entrada empleando solo dos válvulas solenoides y una válvula anti retorno. El circuito regenerativo solo es una forma diferente de operar un cilindro de doble acción.
APLICACIONES ELECTROHIDRÁULICAS.
El circuito electro hidráulico consta de un circuito hidráulico más un circuito eléctrico. La parte de la fuerza del circuito es hidráulica y la única diferencia con los circuitos hidráulicos son los pilotajes eléctricos de las electro válvulas. Éstas suelen ser 5/2 que son di inestables, y los detectores finales de carrera que son detectores magnéticos o de palanca o rodillo.
Los métodos de diseño que se les pueden aplicar en su construcción son semejantes a los examinados para las válvulas electro neumáticas intuitivo y cascada.
MANDO CON SERVOVÁLVULAS.
Las servoválvulas se aplican en el control de la posición, la velocidad o la fuerza de un actuador hidráulico. Su principio de funcionamiento es parecido en los tres casos. El punto de consigna de posición, velocidad o fuerza actuar sobre el controlador quien envía una señal a la servo válvula para posicionar el actuador. El actuador envía una señal de realimentación al controlador que la compara con del punto de consigna. Y la señal de error correspondiente provoca que el controlador vuelva a emitir una señal de corrección al actuador hasta que la señal de error es nula.
APLICACIONES DE HIDRÁULICA PROPORCIONAL.
Los accionamientos hidráulicos permiten desarrollar grandes esfuerzos con un mínimo peso propio y un reducido espacio de montaje. Permiten un control rápido y preciso de los movimientos de los actuadores. El cilindro hidráulico representa un actuador lineal económico y de fácil construcción. La combinación de estas ventajas abre un amplio campo de aplicaciones para la hidráulica. El crecimiento de la automatización hace que sea posible controlar por medios electrónicos la presión, el caudal y el sentido del flujo en sistemas hidráulicos.
APLICACIONES CON DISPOSITIVOS DE CONTROL.
En aplicaciones para el control residencial o la automatización industrial es indispensable generar redes de comunicaciones robustas y potencialmente modificables en cuanto a dimensión de la misma se refiere. De esta forma, es posible crear libremente redes de un número determinado de nodos y, si posterior-mente y por razones de cualquier índole debemos modificar este número, tener la certeza de que se puede hacer de una manera sencilla.
UNIDAD IV CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES
El Controlador Lógico Programable (PLC) nació como solución al control de circuitos complejos de automatización. Por lo tanto se puede decir que un PLC no es más que un aparato electrónico que sustituye los circuitos auxiliares o de mando de los sistemas automáticos. A él se conectan los captadores (finales de carrera, pulsadores, etc.) por una parte, y los actuadores (bobinas de contactares, lámparas, pequeños receptores, etc.) por otra.
Los PLC se introdujeron por primera vez en la industria en 1960 aproximadamente. La razón principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar el gran costo que se producía al reemplazar el complejo sistema de control basado en relees y contactares. Bedford Associates propuso algo denominado Controlador Digital Modular (MODICON, Modular Digital Controler) a un gran fabricante de coches. Otras compañías propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de los cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 (Scheider) resultó ser el primer PLC del mundo en ser producido comercialmente.
4.1 FUNCIONES LÓGICAS BÁSICAS
El funcionamiento del Controlador Lógico Programable es, salvo el proceso inicial que sigue a un Reset, de tipo secuencial y cíclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y se van repitiendo continuamente mientras el autómata esté bajo tensión. La figura 1 muestra esquemáticamente la secuencia de operaciones que ejecuta el autómata, siendo las operaciones del ciclo de operación las que se repiten indefinidamente. El ciclo de funcionamiento se divide en dos partes como se puede observar en el esquema de diagrama de la figura.1 llamados Proceso Inicial y Ciclo de Operación.
4.2 CARACTERÍSTICAS DE LOS PLCS
Los PLC cuentan con características específicas que las diferencian de las computadoras y microcontraladores:
- Son robustos y están diseñados para resistir vibraciones, temperaturas, humedad y ruido.
- La interfaz para las entradas y las salidas están dentro del controlador.
- Es muy sencillo tanto la programación como el entendimiento del lenguaje de programación que implementan, el cual se basa en operaciones de lógica y conmutación.
4.3 ENTRADAS Y SALIDAS ANALÓGICAS Y DIGITALES
Los módulos de entrada analógicas permiten que los Controlador Lógico Programable trabajen con accionadores de mando analógico y lean señales de tipo analógico como pueden ser la temperatura, la presión, el caudal, tensión o intensidad, etc. Los módulos de entradas analógicas convierten una magnitud analógica en un número que se deposita en una variable interna del Controlador Lógico Programable. Lo que realiza es una conversión A/D, puesto que el autómata solo trabajar con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (número de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo). El proceso de adquisición de la señal analógica consta de varias etapas:
Filtrado
Conversión A/D
Memoria interna
Un módulo clásico de entrada analógica puede tener, por ejemplo cuatro u ocho canales de entrada multiplexado. Poseen normalmente etapas en sus circuitos con frecuencias de filtrado y limitación de señal. La etapa limitadora previene la llegada al conversor analógico/digital de señales de valor excesivo o de polaridad incorrecta, las señales pueden ser además opto aisladas tanto en la entrada como en el multiplexado. Luego de pasar por las etapas de filtrado y limitación, la señal analógica es transmitida al conversor analógico digital desde donde la señal digital equivalente pasa por una memoria intermedia y luego a la memoria de estados de entrada y salidas del controlador, dentro de esta etapa también se encuentran circuitos de sincronismos para seleccionar el canal que debe ser leído en forma secuencial y transportar el valor hasta la memoria intermedia. También posee circuitos de inhibición para evitar la lectura por la CPU simultáneamente de valores en la memoria intermedia, de la misma manera que en los módulos de entrada. El tiempo de lectura y actualización de los estados de entrada analógico está determinado por el modulo en sí y es independiente del tiempo de barrido de la CPU. De otro modo, el tiempo no depende de cuantas veces lee la CPU en estado de la memoria intermedia, sino de la mayor o menor velocidad del ciclo del conversor analógico/digital. Luego del proceso de lectura, los datos obtenidos se transfieren a posiciones de memoria, desde donde el programa escrito por el usuario toma los valores para realizar las operaciones.
Los módulos de salida analógica permiten que el valor de una variable numérica interna del autómata se convierta en tensión o intensidad. Lo que realiza es una conversión D/A, puesto que el Controlador Lógico Programable solo trabaja con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (número de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo). Esta tensión o intensidad puede servir de referencia de mando para actuadores que admitan mando analógico como pueden ser los variadores de velocidad, las etapas de los tiristores de los hornos, reguladores de temperatura... permitiendo al Controlador Lógico Programable realiza funciones de regulación y control de procesos continuos.
El proceso de envío de la señal analógica consta de varias etapas:
Aislamiento galvánico
Conversión D/A
Circuitos de amplificación y adaptación
Protección electrónica de la salida
Como hemos visto las señales analógicas sufren un gran proceso de adaptación tanto en los módulos de entrada como en los módulos de salida. Las funciones de conversión A/D y D/A. Que realiza son esenciales. Por ello los módulos de E/S analógicos se les consideran módulos de E/S especiales. Los tamaños de las palabras son de 10 bits o menores, esa longitud de palabra da una resolución de una parte en mil veinticuatro (1/1024) que corresponde aproximadamente 0,01 volt si se trabaja entre 0 y 10 volt. Los módulos de este tipo pueden manejar entre cuatro u ocho salidas, tiene circuitos de aislación antes de entrar al conversor digital/analógico, control de sincronismo y control para evitar choques entre la lectura y escritura de cada una de las salidas de los canales.
Los módulos de entrada digitales permiten conectar al autómata captador de tipo todo o nada como finales de carrera pulsadores...
Los módulos de entrada digitales trabajan con señales de tensión, por ejemplo cuando por una vía llegan 24 voltios se interpreta como un "1" y cuando llegan cero voltios se interpreta como un "0". El proceso de adquisición de la señal digital consta de varias etapas.
Protección contra sobretensiones
Filtrado
Puesta en forma de la onda
Aislamiento galvánico o por optoacoplador.
Un módulo de salida digital permite al autómata programable actuar sobre los preaccionadores y accionadores que admitan ordenes de tipo todo o nada.
El valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura o cierre de un relé interno del autómata en el caso de módulos de salidas a relé. En los módulos estáticos (bornero), los elementos que conmutan son los componentes electrónicos como transistores o triacs, y en los módulos electromecánicos son contactos de relés internos al módulo. Los módulos de salidas estáticos al suministrar tensión, solo pueden actuar sobre elementos que trabajan todos a la misma tensión, en cambio los módulos de salida electromecánicos, al ser libres de tensión, pueden actuar sobre elementos que trabajen a tensiones distintas. El proceso de envío de la señal digital consta de varias etapas:
Puesta en forma
Aislamiento
Circuito de mando (relé interno)
Protección electrónica
Tratamiento cortocircuitos
PROGRAMACIÓN DE PLCS
La programación de un PLC se realiza mediante periféricos del autómata, como pueden ser un PC, una consola de programación, un grabador EPROM, etc. El programa que más se ha utilizado hasta ahora ha sido el SYSWIN en sus diferentes versiones, pero se están empezando a utilizar nuevos programas más completos, como el CX-PROGRAMMER. Este último es el que vamos a utilizar en esta página a la hora de programar autómatas, por tanto está en vuestras manos conocer el manejo de este programa para poder practicar.
La programación de un autómata comienza con la ejecución de un GRAFCET o DIAGRAMA DE MANDO del proceso a controlar y basándonos en este GRAFCET realizaremos el DIAGRAMA DE RELES o ESQUEMA DE CONTACTOS, que permite una representación lógica de control similar a los sistemas electromecánicos.
INSTRUCCIONES DE DIAGRAMA DE RELES
Vamos a referenciar las instrucciones por sus nemónicos. La mayoría de las instrucciones tienen asociados uno o más operandos que indican o suministran los datos sobre los que se ha de ejecutar cada instrucción, Estos suelen ser direcciones de canales o valores constantes, toda instrucción necesita uno o más canales de memoria.
La mayoría de las instrucciones están disponibles en forma diferenciada y en forma no diferenciada, distinguiéndose las primeras por un símbolo de arroba (@) delante del nemónico de la instrucción. Una instrucción no diferenciada se ejecuta cada vez que es escaneada siempre que su condición de ejecución sea ON, mientras que una instrucción diferenciada se ejecuta sólo una vez después de que su condición de ejecución pase de OFF a ON. Si la condición de ejecución no ha cambiado o ha cambiado de ON a OFF desde la última vez que fue escaneada la instrucción, ésta no se ejecutará.
Estas seis instrucciones básicas corresponden a las condiciones de ejecución en un diagrama de relés. Cada una de estas instrucciones y cada dirección de bit se pueden utilizar tantas veces como sea necesario, no existe un número limitado ni restricciones en el orden en el que se deben utilizar mientras no se exceda la capacidad del PLC. Las combinaciones de estas condiciones determinan la ejecución o no de las siguientes instrucciones:
OUT y OUT NOT se utilizan para controlar el estado del bit designado de acuerdo con la condición de ejecución. OUT pone a ON el bit designado A para una condición de ejecución ON y lo pone a OFF para una condición de ejecución OFF. OUT NOT pone a ON el bit designado para una condición de ejecución OFF y lo pone a OFF para una condición de ejecución ON.
SET pone el bit operando a ON cuando la condición de ejecución es ON y no afecta al estado del bit operando cuando la condición es OFF. RESET pone a OFF el bit operando cuando la condición de ejecución es ON y no afecta al estado del bit operando cuando la ejecución es OFF.
DIFU y DIFD se utilizan para poner a ON el bit designado durante sólo un ciclo de scan. Estas instrucciones se utilizan cuando no hay disponibles instrucciones diferenciadas y se desea la ejecución de una instrucción sólo en un scan. (El programa se ejecuta continuamente ya que es cíclico. Un scan es una sola pasada a ese programa). Son útiles a la hora de simplificar la programación. Llevan un contacto asociado que se pone a ON durante solo un scan.
IL se utiliza siempre junto a ILC para crear enclavamientos en el programa. Si la condición de ejecución de IL es ON el programa se ejecutará como está escrito, con una condición de ejecución ON para cada instrucción que haya entre IL e ILC. Si la condición de ejecución de IL es OFF no se ejecutarán las instrucciones que hay entre IL e ILC.
CNT se utiliza para descontar a partir del valor V cuando su condición de ejecución pasa de ON a OFF. Se resetea cuando su contacto de reset se pone a ON. También tiene un contacto asociado que se pone a ON cuando el contador termina de contar el valor V que sirve de condición de ejecución para cualquier otra instrucción. Los contadores no se resetean cuando se encuentran enclavados entre IL e ILC.
APLICACIONES DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS CON PLC
Los circuitos neumáticos utilizan aire sometido a presión como medio para transmitir fuerza. Este aire se obtiene directamente de la atmósfera, se comprime y se prepara para poder ser utilizado en los circuitos.
Los circuitos neumáticos se utilizan generalmente para realizar esfuerzos que requieren cierta precisión y velocidad.
En los circuitos hidráulicos el fluido es un líquido, que es capaz de transmitir presión a lo largo de un circuito cerrado.
Los circuitos hidráulicos son útiles para realizar esfuerzos que requieren bastante fuerza, aunque no sean muy precisos.
4.6 APLICACIÓN DE CONTADORES
El contador es un elemento capaz de llevar el cómputo de las activaciones de sus entradas, por lo que resulta adecuado para memorizar sucesos que no tengan que ver con el tiempo pero que se necesiten realizar un determinado número de veces.
En la figura de la derecha puede verse el esquema de un contador, Ci, bastante usual, donde pueden distinguirse las siguientes entradas y salidas:
Entrada RESET (R): Permite poner a cero el contador cada vez que se activa. Se suele utilizar al principio de la ejecución asignándole los bits de arranque, de modo que quede a cero cada vez que se arranca el sistema.
Entrada PRESET (P). Permite poner la cuenta del contador a un valor determinado distinto de cero, que previamente se ha programado en Cip.
Entrada UP (U): Cada vez que se activa produce un incremento en una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.
Entrada DOWN (D): Cada vez que se activa produce un decremento en una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.
Salida FULL (F): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del contador contando en sentido ascendente.
Salida DONE (D): Se activa cuando el valor del contador se iguala al valor preestablecido Cip.
Salida EMPTY (E): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del contador contando en sentido descendente.
FORMAS DE REPRESENTAR UN PROGRAMA PLC
LISTA DE INTRUCCIONES(AWL)
Representa el programa de usuario como una sucesión de abreviaturas de instrucciones. Es un lenguaje de programación textual orientado a la máquina.
APLICACIÓN DE TEMPORIZADORES
El temporizador es un elemento que permite poner cuentas de tiempo con el fin de activar bobinas pasado un cierto tiempo desde la activación. El esquema básico de un temporizador varía de un autómata a otro, pero siempre podemos encontrar una serie de señales fundamentales, aunque, eso sí, con nomenclaturas totalmente distintas
Podemos observar, en la figura de la derecha, el esquema de un temporizador, Tii, con dos entradas (E y C a la izquierda) y dos salidas (D y R a la derecha con las siguientes características:
Entrada Enable (E): Tiene que estar activa (a 1 lógico) en todo momento durante el intervalo de tiempo, ya que si se desactiva (puesta a cero lógicos) se interrumpiría la cuenta de tibia (puesta a cero temporal).
DISEÑAR, PROGRAMAR, CONSTRUIR Y PONER EN MARCHA SISTEMAS DE CONTROL DE EVENTOS DISCRETOS
El simulador de sistemas de eventos discretos está compuesto por dos
Aplicaciones: el "Simulador de redes de Petri" y el "Simulador de sistemas". A
Continuación se va a explicar el funcionamiento de ambos programas. Los puntos que se
Tratarán serán los siguientes:
La ventana principal:
O Menús.
O Barra de herramientas de control.
O Barra de componentes.
O Panel de variables.
O Panel de diseño.
Diseñando una red de Petri/sistema de eventos discretos.
Utilizando variables.
Introducir condiciones y salidas asociadas.
Editar un diseño anterior.
Reproducción de la aplicación.
Otras opciones de la aplicación.
Un ejemplo.
Simulador de redes de Petri
Para comenzar la aplicación "Simulador de redes de Petri" hay que ejecutar el
"RDPSim.bat", y tras unos instantes aparecerá la ventana principal. A continuación se
Va a describir la ventana principal de la aplicación.
1.2.1 – La ventana principal.
En la ventana principal de la aplicación pueden identificarse varios grupos de
Herramientas que son muy útiles a la hora de diseñar y simular una red de Petri. Estas
Herramientas son:
Menús: en la parte superior de la ventana se presentan los menús de la
Aplicación, desde donde puede accederse a todas las opciones de la
Aplicación.
Barra de herramientas de control: bajo los menús se encuentran las
Herramientas de control, con opciones como guardar, imprimir, etc., y
Por otro los controles de reproducción de la simulación.
Barra de componentes: a la izquierda de la ventana se sitúa la barra de
Componentes, donde se pueden seleccionar los elementos con los que
Diseñar una red de Petri.
Panel de variables: en la parte derecha de la ventana se muestra el panel
De variables donde aparecen las diferentes variables que se tienen en la
Red.
Panel de diseño: en el centro de la aplicación se encuentra el panel donde
Se dibujará la red.
A continuación se describen estos elementos detalladamente.
1.2.2 – Los menús.
En esta sección se describen los distintos menús a los que se pueden acceder. A
Estos menús pueden desplegarse, bien seleccionándolos con el ratón, bien pulsando la
Tecla "Alt." y su mnemónico, que se puede identificar por estar la letra subrayada en el
Título del menú.
1.2.2.1 – Menú Archivo.
El menú "Archivo" es el que ayuda a controlar los documentos. A éste también
Se puede acceder mediante "Alt+A".
El menú "Archivo" está compuesto de los siguientes submenús:
Nuevo: comenzar un nuevo diseño. Tras seleccionar esta opción se
Comienza un nuevo diseño.
Abrir: con esta opción se puede recuperar un diseño que se haya
Guardado previamente.
Guardar: puede seleccionarse guardar un diseño para poder recuperarlo
Posteriormente.
Guardar como: permite guardar un diseño con un nombre de archivo
Diferente.
Imprimir: con esta opción se puede imprimir la red de Petri actual.
Salir: con esta opción se abandona la aplicación.
1.2.2.2 – Menú Edición.
A este menú también se puede acceder mediante la combinación "Alt+E".
Eliminar: esta opción eliminará los componentes que se hayan
Seleccionados en el panel de diseño.
Opciones: este submenú permite acceder a la ventana de opciones donde
Se podrán modificar algunos aspectos del programa. La ventana de
Opciones se explicará más adelante.
1.2.2.3 – Menú Ver.
Este menú permitirá hacer visible u ocultar algunos elementos de la ventana. Es
Accesible con la combinación "Alt+V".
Rejilla: permite ver o no una rejilla en el panel de diseño. Cuando la
Opción rejilla se encuentra seleccionada, además de estar visible ayuda a
Colocar los elementos, ya que su posición se ajustará a los puntos de ésta.
Panel de variables: si esta opción está seleccionada se verá el panel de
Variables, que se encuentra a la derecha del panel de diseño.
1.2.2.4 – Menú Insertar.
A través del menú "Insertar" puede seleccionarse cuál es el siguiente elemento
Que se desea añadir al panel de diseño. Su comportamiento es el mismo que si se
Selecciona por medio de la barra de componentes. También se puede acceder usando la combinación "Alt+I".
Los submenús seleccionables desde este menú son:
Lugar.
Transición.
Arco.
1.2.2.5 – Menú Variable.
El menú "Variable" ayuda a gestionar las variables que va a utilizar la red de
Petri. Se puede acceder con "Alt+R"
Crear: con este submenú se accede al asistente de creación de variables.
Borrar: se accede a una pantalla que permite seleccionar la variable que
Se quiere borrar.
Editar valores contador: permite editar los valores máximos mínimos y
Actuales de los contadores.
Editar valores temporizador: permite editar el tiempo que contarán los
Temporizadores.
Los asistentes de creación/borrado/edición de variables se explicarán en la
Sección "utilizando variables".
1.2.2.6 – Menú Simular.
Se puede controlar la reproducción de la simulación por medio de este menú
Accesible por medio de "Alt+S". Además de la simulación también puede accederse al
Asistente de condiciones.
Iniciar: comienza la simulación de la red de Petri de manera indefinida.
Esta opción también hace que se pase del modo diseño al modo
Simulación.
Pausar: detiene la simulación en el instante actual para poder analizarla
En un momento concreto.
Avanzar un ciclo: con esta opción se ejecuta un paso la simulación,
Pasando posteriormente a estado de pausa. Con esta opción se pasa del
Modo diseño al modo simulación.
Retroceder un ciclo: una vez se ha comenzado la reproducción puede
Retrocederse un paso en su ejecución.
Resetear: detiene la simulación de la aplicación y vuelve los valores de
Todos los componentes a su estado inicial. También permite pasar del
Modo ejecución al modo diseño.
Analizar transición: permite comprobar el valor de una condición, que
Puede ser o de una transición o una que se cree, en cualquier momento,
Tanto en modo ejecución como en modo diseño.
1.2.3 – Barra de herramientas de control.
En esta sección se realiza una descripción rápida de los iconos que aparecen en
Esta barra, ya que están relacionados con los menús que se comentaron en la sección anterior.
1.2.3.1 – Herramientas de control de archivo.
El comentario de los iconos de esta barra se hará de izquierda a derecha:
Nuevo: se corresponde con la opción nuevo del menú Archivo.
Abrir: se corresponde con la opción abrir del menú Archivo.
Guardar: se corresponde con la opción guardar del menú Archivo.
Imprimir: se corresponde con la opción imprimir del menú Archivo.
1.2.3.2 – Herramientas de simulación.
Los iconos de esta barra de herramientas se comentan de izquierda a derecha.
Retroceder un ciclo: se corresponde con la misma opción del menú
Simulación. Esta opción será seleccionable cuando se esté en modo
Simulación.
Reproducir: se corresponde con la opción del menú simulación. Pasa al
Modo simulación.
Pausa: se corresponde con la opción del menú simulación.
Resetear: se corresponde con la misma opción del menú simulación.
Avanzar un ciclo: se corresponde con la opción del menú simulación.
1.2.4 – Barra de componentes.
Algunos de estos componentes se pueden seleccionar mediante el menú insertar,
Pero desde esta barra se pueden seleccionar otros que dan una mayor funcionalidad.
Los componentes de esta barra son de arriba a abajo:
Herramienta Flecha: con esta herramienta se podrá seleccionar los
Componentes del panel de diseño, y cambiarlos de posición si se necesita
Recolocarlos.
Lugar: con este icono se indica que lo que se quiere añadir al diseño es
Un lugar.
Transición: aquí se selecciona que lo que se quiere añadir al diseño es
Una transición.
Arco: se comenzará a añadir un arco al diseño de la red.
Marca: se podrá añadir una marca al lugar que ya existe en el panel de
Diseño.
Más adelante se explicará cómo se añaden estos componentes al panel de diseño.
1.2.5 – Panel de variables.
El panel de variables sirve para poder ver las variables que existen en el diseño
Actual. Hay tres tipos de paneles: las entradas, las salidas y los temporizadores y
Contadores. Estos tres paneles se describen a continuación.
1.2.5.1 – Panel de salidas.
En este panel se muestran las salidas disponibles. Estas salidas tienen asociadas
Un LED que indican su estado: encendido (luz roja), cuando la variable está activo, y apagado (sin luz), cuando la variable no esté activada.
Bajo el panel se puede ver una opción de "Nueva". Pulsando aquí puede crearse
Una nueva salida.
1.2.5.2 – Panel de entradas.
En este panel se muestran las entradas disponibles, las entradas se simbolizan
Por unos botones que estarán en gris si no está activo y con el texto "off" (apagado), y en
Caso de activación se mostrará rojo con el texto "on" (encendido). Las entradas podrán
Ser simuladas su activación y desactivación pulsando sobre estos botones asociados.
Bajo el panel se puede ver una opción de "Nueva" pulsando aquí podremos crear
Una nueva entrada.
1.2.5.3 – Panel de temporizadores y contadores.
En este panel se pueden mostrar dos tipos de elementos, temporizadores o
Contadores.
1.2.5.3.1 – Temporizadores.
Un temporizador se caracteriza por contar tiempo para esto en el panel se
Mostrará lo siguiente.
Una señal (o variable) de entrada que indicará si el temporizador está o
No activado.
Una señal de salida que indica si el tiempo que estaba contando ha
Terminado.
También muestra un cuadro de texto en el que se puede ver o modificar
Las unidades de tiempo que lleva actualmente.
1.2.5.3.2 – Contadores
Un contador como su nombre indica cuenta unidades. El contador tiene los
Siguientes elementos:
Dos señales de entrada que indican si se debe incrementar o decrementar
El contador.
Dos variables de salida que indican si el contador ha llegado al valor
Mínimo o al máximo.
También dispone de un cuadro de texto que indica las unidades que se
Llevan contadas actualmente.
Destacar que lo que para estos dos elementos (temporizadores y contadores) es
Entradas para en la red de Petri se interpretan como salida, de ahí la correspondencia con
Su aspecto gráfico.
Una señal de salida que indica si el tiempo que estaba contando ha
Terminado.
También muestra un cuadro de texto en el que se puede ver o modificarlas unidades de tiempo que lleva actualmente.
1.2.5.4 – Panel de diseño.
El panel de diseño es la zona sobre la que se diseña la red de Petri. El panel
Permite la posibilidad de tener una rejilla sobre la que se ajustan los componentes que se
Añadan.
En la siguiente sección veremos como estos componentes se añaden al panel así
Como la composición de estos componentes.
1.2.6 – Diseñando una red de Petri.
Para diseñar una red de Petri es muy sencillo, solo tenemos que ir agregando los
Componentes de la barra de componentes al panel. Para añadir un elemento solo hay
Que seleccionarlo y posteriormente "hacer click" en el panel y aparecerá el
Componente que se ha seleccionado.
Si se tiene seleccionada la opción "Rejilla" del menú ver, el elemento se ajustará
A ella, si no está seleccionada aparecerá donde hayamos pulsado.
1.2.6.1 – Añadir un lugar.
Para añadir un lugar seleccionar la herramienta lugar y "hacer click" en el panel
Para agregarlo, para configurar las propiedades del lugar hay que seleccionar la
Herramienta flecha y con haciendo "doble click" sobre el lugar aparecerá un asistente.
Este asistente se explicará más adelante.
1.2.6.2 – Añadir una transición.
Añadir una transición es igual que hacerlo para un lugar, se selecciona la
Herramienta transición y se añade al panel. Con la herramienta flecha podemos ver sus
Propiedades, haciendo "doble click" sobre él.
1.2.6.3 – Añadir un arco.
Un arco sirve para comunicar lugares con transiciones. Los arcos están
Compuestos de un origen y un destino, unidos por una serie de puntos.
Sabiendo esto, para añadir un arco solo habrá que seleccionar la herramienta arco, e ir
Añadiéndola en el panel.
Al añadir un arco este se puede añadir de 2 maneras, seleccionando el origen o
Bien un punto intermedio.
Para seleccionar el origen, hay que seleccionar la herramienta y "hacer click"
Sobre el lugar o transición que se pretende sea el origen.
Si se quiere seleccionar un punto intermedio, se selecciona la herramienta arco y
Se "hace click" sobre el punto deseado.
Hay que recordar que si la rejilla se encuentra activa los puntos se ajustan a ésta.
Una vez se encuentra el arco se puede ver el punto seleccionado. Para continuar
Se puede o bien seleccionar el destino o seguir añadiendo puntos.
Para seleccionar otro punto se pulsa en ese otro punto y se ve cómo se va
Formando el arco.
Para seleccionar el elemento destino, antes se debe haber seleccionado un
Elemento origen. Si se comenzó el arco añadiendo puntos, para seleccionar el
Componente origen, no hay más que seleccionarlo, y aparecerá como origen.
Una vez se tiene un origen, el siguiente componente seleccionado será el
Destino.
Un componente destino será válido siempre que sea de un tipo diferente al
Origen, es decir dos lugares no pueden estar unidos por un arco, sino que tiene que
Aparecer una transición entre ellos. Lo mismo ocurre al si se quieren unir dos
Transiciones.
En resumen, para agregar un arco se van seleccionando los puntos que lo
Componen, si se pulsa sobre un elemento, éste será el origen, y el siguiente sobre el que
Se "haga click" y sea válido para ese origen, será el destino.
Si durante la construcción de un arco se "hace click" sobre el botón derecho, el
Arco se eliminará.
Se pueden añadir todos los arcos que se deseen a un componente, tanto como
Origen como destino.
1.2.6.4 – Añadir una marca.
Para añadir una marca a un lugar, hay que seleccionar la herramienta marca y
"hacer click" sobre un lugar tantas veces como marcas quieran añadirse. Para
Eliminarlas usamos el botón derecho y en el menú emergente que aparece seleccionar descontar una marca.
1.2.7 – Utilizando variables.
La aplicación permite el uso de dos tipos de variables, las entradas y salidas.
También dispone de dos elementos que aportan una mayor funcionalidad a la red como
Son los contadores y temporizadores, estos elementos que se tratan como variables,
Disponen de entradas y salidas para relacionarse con la red.
Para crear una variable existen varias posibilidades:
Accediendo a crear por el menú variable, tras seleccionar esta opción se
Accede al asistente de creación de variables.
En esta pantalla se puede seleccionar en primer lugar el nombre de la variable
Que se desea crear. Además del nombre se puede indicar el tipo de variable que se desea
Crear:
Variable de entrada/salida, también se puede especificar si es de un solo
Tipo o de ambos.
Temporizador, esta opción se seleccionará si se quiere crear un
Temporizador.
Contador, si se desea crear un contador se ha de seleccionar esta opción.
Para continuar se debe pulsar Crear, para continuar con el asistente. Si se
Quiere abandonar la creación de variables se debe elegir Cancelar.
Al pulsar crear si se seleccionó entrada/salida se creará una señal de este
Tipo. Si la variable se ha creado, ésta aparecerá en el panel de entrada o
Salida. Si se seleccionaron ambas, aparecerá en los dos.
Si se seleccionó crear un temporizador, aparecerá la siguiente pantalla.
En esta pantalla se puede seleccionar el tiempo que se quiere contar y el
Nombre de la línea de entrada y de salida del temporizador. Cuando esta
Variable se crea aparecerá en contador en el panel de temporizadores y
Contadores.
Si se seleccionó crear un contador, aparecerá la siguiente pantalla.
En esta pantalla se selecciona el valor máximo y mínimo del contador,
También el valor por el que se debe iniciar la cuenta. Como señales de
Entrada hay dos, incrementa y decrementa contador, también se tienen
Dos salidas, contador al máximo y contador al mínimo.
Otra forma de crear una variable es desde el panel de variables, si se
Selecciona nueva en el panel "salidas" se obtiene un cuadro de dialogo
Que pregunta por el nombre, y se creara una salida, al igual con las
Entradas.
Si elegimos nuevo temporizador y nuevo contador, tras introducir el
Nombre se accede a la misma pantalla del modo anterior para configurar la nueva
Variable.
La tercera manera es, al crear una condición también se pueden crear
Variables nuevas, esto se explicará más adelante, cuando se introduzcan
Condiciones.
1.3.8 – Diseñando una red de Petri.
Para diseñar una red de Petri en primer lugar hay que pensar que es lo que se
Desea, analizar las entradas y salidas, una vez se tiene claro el diseño se procede a introducirla en el simulador. Para ello se siguen los siguientes pasos.
1.3.8.1 – Introducir condiciones y salidas asociadas.
Las condiciones y salidas asociadas, son las señales que están relacionadas con
Las transiciones (las condiciones) o los lugares (las salidas asociadas).
Tanto condiciones como salidas se introducen de manera parecida, así que se
Explicarán ambas en común. Añadir estas condiciones se puede hacer de dos maneras:
La primera opción es por medio del asistente, para ello con la
Herramienta flecha hacemos "doble click" sobre el lugar o transición que
Queremos editar.
En estas pantallas se puede elegir el componente a editar en un menú
Desplegable. Se puede añadir en un cuadro de texto la condición o lista de salidas. Se puede añadir escribiendo directamente en este cuadro o usando el asistente. Para añadir una variable, tendremos que seleccionarla de la lista y pulsar añadir. Si se desea crear una nueva variable para añadirla seleccionamos crear y se accederá al asistente de creación.
Para la creación de condiciones se dispone de los siguientes operadores:
Operador OR que se representa por "variable1 " variable2".
Operador AND que se representa por "variable1 & variable2".
Operador NOT que se representa por "!variable1".
En el asistente de condiciones (para transiciones), se dispone de la función
Evaluar, que nos indicará si hay algún tipo de error en la condición, Para poder aceptar la condición esta debe ser válido.
En el caso de los lugares en esta ventana además de las salidas separadas por
Comas (","), también se puede indicar el número de marcas que se desea tenga el lugar al inicio.
Otra posibilidad para introducir una condición o lista de salidas, es
Escribiéndolas directamente sobre el panel, cuando se añade un lugar o
Transición al panel de diseño este se crea con el siguiente aspecto.
Como se puede ver en la imagen anterior los componentes tienen un cuadro de
Texto a la izquierda que indica el nombre con el que se les identifica, y a la izquierda la condición o salidas asociadas. Si sobre este cuadro de texto escribimos una condición o lista de salidas, y alguna de las variables no existe, saltará el asistente de creación de variables por si se desea crear.
1.3.9 – Editar un diseño anterior.
Una vez se han creado los elementos podemos editar un diseño que se ha
Creando anteriormente.
Editar una red significa cambiar la red existente es decir desde modificar su
Aspecto moviendo los componentes, ampliarla, o eliminar componentes y variables.
Para mover un elemento, se utiliza la herramienta flecha y se arrastra el
Componente deseado, este cambiará de posición manteniendo la conectividad de los arcos.
Para añadir elementos es igual que diseñarla, es continuar con los mismos pasos
Que se hicieron para crearla.
Para borrar elementos, se puede seleccionar con la herramienta flecha uno o
Varios elementos. Para seleccionar varios elementos hay que ir seleccionándolos uno a uno con la tecla "Ctrl" pulsada. Una vez seleccionados los elementos al pulsar sobre el último el botón derecho del ratón aparece el siguiente menú, donde se selecciona eliminar, otra opción es seleccionar tras una selección eliminar dentro del menú Editar.
Para editar un lugar o transición se hace de la misma manera que en la creación,
Variando sus valores.
Para las variables se dispone de las siguientes opciones en el menú variable:
Borrar, nos muestra la siguiente pantalla donde se pueden ver las
Variables por tipo y seleccionar la(s) que se quiere(n) eliminar.
Editar temporizador nos muestra la siguiente pantalla que permite
Modificar el tiempo a contar por el temporizador.
Editar contador nos muestra una pantalla con los valores que se pueden
Modificar del contador.
Otro modo de edición para las variables es el de hacer de una variable que es de
Entrada o salida modificarla a entrada y salida, para ello solo se tiene que crear una con el mismo nombre del tipo que nos falta, es decir si se tiene una entrada de nombre "variable" tendremos que crear una salida de nombre "variable".
1.3.10 – Reproducción de la aplicación.
Una vez se creado la red de Petri se puede simular su funcionamiento y así
Comprobar si su comportamiento es el correcto. Antes de comenzar una simulación es recomendable comprobar en el menú editar las opciones.
1.3.10.1 – Opciones de la simulación.
En las opciones se puede elegir la velocidad de simulación es decir la pausa
Introducida en el paso de una activación de un lugar a una transición. También se puede editar el número de ciclos que se debe controlar de historia, se recomienda tener cuidado con esta opción ya que depende de la cantidad de memoria disponible en el equipo sobre el que se ejecute la aplicación.
Una vez se ha configurado la aplicación tenemos las siguientes posibilidades:
1.3.10.2 – Reproducción de la aplicación.
Para la reproducción de la aplicación se dispone de dos opciones, la primera de
Ellas es la reproducción indefinida, en esta opción la red se estará simulando hasta que se detenga o bien por medio de una pausa o se reinicie la simulación.
Durante la reproducción las opciones se reducen, la mayoría de las opciones se
Deshabilitan, básicamente podremos tocar los botones de reproducción, y la activación y desactivación de las entradas.
Modificando el valor de las entradas durante la simulación se puede ver como se
Activan y desactivan las transiciones en función de si se cumplen o no las condiciones.
El otro modo de arrancar la simulación es la conocida como pasó a paso, en esta
Modalidad se ejecuta un ciclo de simulación y ésta se pausa. Un ciclo de ejecución
Consiste en la activación de las transiciones que correspondan y la desactivación de éstas.
Se puede pasar de un modo a otro pulsando sobre el icono de reproducción
Correspondiente o bien por medio del menú simular.
Una vez ha comenzado la ejecución de la simulación, disponemos de una serie
De ciclos (según configuración) que podemos retroceder la simulación, bien para
Observar con detenimiento lo ocurrido o bien para variar las activaciones de las
Entradas.
Una vez se desee finalizar la simulación se pulsará el botón de reset, para volver
Al estado inicial en el modo diseño.
1.3.11 – Otras opciones de la aplicación.
La aplicación "Simulador de redes de Petri" ofrece la posibilidad de poder
Evaluar condiciones durante la simulación para ello se selecciona la opción Analizar transición del menú simular, aparecerá una pantalla en como la edición de una transición sobre la que la opción aceptar no realizará ningún cambio. En esta pantalla se puede o bien ver el valor de una condición o bien construir una, para ver su resultado pulsar evaluar.
BIBLIOGRAFÍA
1.-PAUL A. TIPLER: "Física". Ed. Reverté.
2.-VARIOS AUTORES: "Tecnología. Tema 61". CEN. Centro de Estudios a Distancia.
3.-VARIOS AUTORES: "Tecnología Industrial". Ed. Everest.
4.-VARIOS AUTORES: "Tecnología Industrial". Ed. McGraw Hill.
5.-Eugenio Vildósola C.
Soltex Chile S.A.
