UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA
“
Y
DISEÑO DE PROGRAMAS PROGRAMAS PARA SIMULAR EL CONTROL FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO DE LOS ASCENSORES POR MEDIO DEL PLC.
Utilizando ABP
”
Qué para obtener el título de: Ingeniero mecánico electricista
Presenta GARCIA GOMEZ VICTOR ANTONIO
Director del trabajo M.C. JESUS FAUSTO CORDOVA ESCOBEDO
Coatzacoalcos, Coatzacoalco s, Ver.
2010
Contenido
INDICE PAGINAS
Palabras claves.
4
Abreviaturas Resumen. Introducción.
6 Capítulo I
8
1.1.-
Planteamiento Planteamiento del problema
9
1.2 .-
Objetivo y justificación del ABP para este trabajo.
10
1.1.
Antecedentes.
12
1.3.-
Objetivo general.
13
1.4.-
Objetivo especifico.
14
1.4.1.- Objetivos específicos específicos con ayuda del ABP ABP 1.5.-
Justificación del trabajo.
17
Hipótesis 1.6.-
Diseño de aplicación.
1.6.1.- Fases de aplicación del ABP.
19
1.7.-
20
Como se trabajara en el salón de clases.
21 Capitulo 2 2.1.-
Antecedentes Antecedentes del PLC.
2.2.-
Diagramas de escalera.
2.3.-
Tareas de un PLC
24 26 27
2.3.1.- Ventajas de un PLC
28
2.4.-
Porque nacen resolver problemática problemática
29
2.5.-
Logo
33
2.6.-
Montaje y cableado de logo
38
2.7.-
Bornes de logo!
39
2.7.1.- Bloques y números nú meros de bloque
40
2.8.-
40
Cuatro reglas fundamentales para operar con logo!
Contenido
INDICE PAGINAS
Palabras claves.
4
Abreviaturas Resumen. Introducción.
6 Capítulo I
8
1.1.-
Planteamiento Planteamiento del problema
9
1.2 .-
Objetivo y justificación del ABP para este trabajo.
10
1.1.
Antecedentes.
12
1.3.-
Objetivo general.
13
1.4.-
Objetivo especifico.
14
1.4.1.- Objetivos específicos específicos con ayuda del ABP ABP 1.5.-
Justificación del trabajo.
17
Hipótesis 1.6.-
Diseño de aplicación.
1.6.1.- Fases de aplicación del ABP.
19
1.7.-
20
Como se trabajara en el salón de clases.
21 Capitulo 2 2.1.-
Antecedentes Antecedentes del PLC.
2.2.-
Diagramas de escalera.
2.3.-
Tareas de un PLC
24 26 27
2.3.1.- Ventajas de un PLC
28
2.4.-
Porque nacen resolver problemática problemática
29
2.5.-
Logo
33
2.6.-
Montaje y cableado de logo
38
2.7.-
Bornes de logo!
39
2.7.1.- Bloques y números nú meros de bloque
40
2.8.-
40
Cuatro reglas fundamentales para operar con logo!
Capitulo 3
50
3.1.-
Antecedentes Antecedentes de ascensor
51
3.2.-
Historia
3.3.-
Descripción y componentes del ascensor
54
3.4.-
Diferentes tipos de ascensor
59
3.5.-
Colectiva ascendente ascendente y descendente
61
3.6.-
Sistema de coordinación
62
3.7.-
Simulación Simulación
63
3.8- Diseño y aplicación del ABP para automatización. automatización.
69
3.9.-
70
Desarrollo.
3.9.1.- Fase 1 y 2. 3.9.2.- Análisis de la situación “uso de la memoria”.
70
3.9.3.- Fase 3.
72
3.9.4.- Componentes del ascensor.
73
3.9.5.- Actividad Actividad 1.
74
3.9.6.- Fase 4.
77
3.9.7.- Actividad Actividad 2. 3.9.8.- Carta de tiempo. tiempo.
82
3.9.9.- Conceptos del programa.
83
3.10.- Diferentes sistemas sistemas de programación
84
3.11.- Sistemas de programación LADDER 3.12.- Timer Timer
88
3.13.- Contadores 3.14.- Control de flujo del programa 3.15.- Módulos especiales
90
Propuesta de mejora mejora
91
Conclusión
92
Bibliografía
93
2
PALABRAS CLAVES
ABP, AUTOMATIZACION, APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS, PLC, GM NOMENCLATURA:
ABP: Aprendizaje Basado en Problemas.
PLC Controlador Lógico Programable.
E.E. Experiencia Educativa.
UV Universidad Veracruzana.
IME Ingeniería Mecánica Eléctrica.
PID Integrador Proporcional Directivo.
GM General Motors
3
RESUMEN Teniendo como objetivo el aprendizaje significativo de los estudiantes en la Experiencia educativa automatización, se propone el uso del aprendizaje basado en problemas como estrategia didáctica para aprender a realizar algoritmos a través de la carta de tiempo, simulación de los diagramas de escalera, de bloques lógicos o por instrucciones, hasta realizar una aplicación real a escala. Esto se lograra con el ABP que propone una serie de fases a realizar y que en este trabajo se llevaran a cabo con sus respectivas adaptaciones referentes al entorno de la Universidad veracruzana principalmente en la Facultad de ingeniería mecánica
Eléctrica
Automatización.
campus
Entender
los
Coatzacoalcos principios
de
específicamente programación
en de
la los
EE PLC
(controladores lógicos programables) siempre al estudiante le representa un reto y cierto grado de complejidad. Y es que al hablar de automatización, en muchos casos se piensa automáticamente en el PLC, ya que muchos procesos industriales y comerciales están controlados por este tipo de elementos. Uno de los obstáculos que presenta el estudiante es que los procesos de enseñanza tradicional son centrados en la exposición del catedrático, y en este trabajo se pretende realizar una propuesta de enseñanza centrada en el estudiante que le permitirá de manera gradual ser autónomo en su aprendizaje logrando aprendizajes significativos en este caso sobre el PLC, que le permitirá en un futuro como profesionista enfrentar retos y encontrar soluciones para bien de de el mismo y nuestra sociedad. Entonces que un Ingeniero Mecánico Eléctrico conozca como programar un PLC para simular o resolver problemas de su entorno profesional, será esencial en su trayectoria como ingeniero. Se pretende que este trabajo sirva como guía para los estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica, para conocer la metodología de la programación y simulación de un PLC como es la elaboración de las cartas de tiempo y uso correcto del software. Se pretende en este trabajo
proponer un
problema como disparador motivacional en este caso como automatizar un ascensor
con
el
PLC.,
específicamente
el
ubicado
en
el
malecón
de
Coatzacoalcos ( Hotel playa varadero). Así el estudiante de ingeniería mecánica 4
eléctrica motivado por resolver el problema planteado, podrá obtener aprendizajes significativos en la construcción de su propio conocimiento, que sin duda le servirá en su desarrollo como profesionista. Entonces en este trabajo se tendrá la oportunidad de realizar una propuesta metodológica y evaluar el ABP para que el alumno sea el constructor de su propio conocimiento y obtenga un aprendizaje significativo de manera autónoma crítica y reflexiva para entender y aplicar el PLC para la solución de problemas de automatización. Esta propuesta metodológica del (ABP), puede enseñar al estudiante aprender a aprender de manera significativa y lograr visualizar todas las aplicaciones que se pueden realizar en los procesos industriales y comerciales con el PLC, para bien de nuestra sociedad y resolver problemas de automatización donde se requiera utilizar , analizar, programar y mejorar procesos con el uso del PLC (como solución).
INTRODUCCION Actualmente hablar de automatización en ingeniería, en m uchos casos se piensa en el PLC, (controlador lógico programable), ya que muchos procesos industriales y comerciales están controlados por este tipo de elementos. Entonces que un Ingeniero Mecánico Eléctrico conozca como programar un PLC para simular o resolver problemas de su entorno profesional, será esencial en su trayectoria como ingeniero. Se pretende que este trabajo sirva como guía para los estudiantes de Ingeniería Mecánica Eléctrica, para conocer la metodología de la programación y simulación de un PLC como es la elaboración de las cartas de tiempo y uso correcto de los software, y así el estudiante de ingeniería mecánica eléctrica podrá obtener un aprendizaje significativo, que sin duda le servirá en su desarrollo como profesionista. Una estrategia que puede ayudar a conseguir lo anterior es utilizar la metodología del ABP (aprendizaje basado en problemas). Entonces en este trabajo se tendrá la oportunidad de evaluar el ABP como instrumento o herramienta para que el alumno sea el constructor de su propio conocimiento y obtenga un aprendizaje significativo de manera autónoma crítica y
5
reflexiva para entender y aplicar el PLC para la solución de problemas de automatización.
El aprendizaje basado en problemas (ABP) es una estrategia didáctica o metodología de enseñanza aprendizaje (innovación educativa) que la puede ser utilizada para alumnos universitarios en especial de la Facultad de ingeniería Mecánica Eléctrica en la EE automatización de la Universidad Veracruzana, campus Coatzacoalcos.
Se pretende que el estudiante aprenda de manera significativa y lograr por ejemplo de manera autónoma como programar un PLC y sus posibles aplicaciones para resolver problemas de un entorno profesional y bienestar de la sociedad.
6
CAPITULO 1 El PLC y el ABP
7
1.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Debido a la falta de información de cómo crear estructuras algorítmicas para la solución soluci ón de problemas de de automatización, y posteriormente en la codificación de instrucciones, diagramas de escalera o por bloques dependiendo del software requeridos de acuerdo a la marca de los PLC, igualmente se hace compleja la programación y simulación de los de los PLC. En general el estudiante no domina los conceptos básicos necesarios de cómo realizar una programación del PLC muchas veces al termino de los cursos y lógicamente no va a lograr el funcionamiento adecuado de este dispositivo y mucho menos responder a las necesidades de automatizar procesos industriales o comerciales para la solución de problemas. A lo anterior podemos anexar lo siguientes obstáculos: 1.- Falta de prácticas, lo cual no beneficia en nada al estudiante limitando la aplicación o transferencia de conocimientos. 2.-Las E.E. son ofertadas en horarios nada flexibles y provoca que los alumnos estén más de 12 horas en la UV, generando fatiga física y mental (aletargamiento) y no tendrá disposición mental al aprendizaje de los contenidos que el maestro les transmite de forma tradicional. Por último varios estudiantes ven a la educación convencional como algo obligatorio y con poca relevancia en el mundo real o bien, se plantean el ir a la escuela como un requisito social y están imposibilitados para ver la trascendencia de su propio proceso educativo .
8
1.1.1.- Objetivo y Justificación Justificación del ABP para este trabajo: Una realidad innegable es el cambio educativo que se está presentando en todos los niveles educativos educativos de México México y se manifiesta actualmente actualmente en las reformas reformas de los nuevos modelos educativos planteados en la mayoría de los subsistemas educación. La UNESCO recomendó, que este cambio educativo tiene que estimular una educación verdaderamente integral en el estudiante y tomar como base cuatro pilares: aprender a conocer, aprender a hacer, aprender a vivir juntos, aprender a ser. Es decir que el estudiante adquiera conocimiento a partir de sí mismo, que el maestro sea un guía, facilitador o acompañante del proceso de aprendizaje y que lleve al estudiante a ser independiente en la gestión del conocimiento, responsable, crítico, reflexivo, creativo, libre y capaz de vivir en sociedad. De esta forma el estudiante será autónomo en su aprendizaje, tendrá capacidad de investigar problemas para dar propuestas de solución y será un estudiante activo en la generación de su propio conocimiento. Por otro lado el trabajo del profesor ya no debe consistir únicamente en la transmisión del conocimiento, sino utilizar estrategias de enseñanza aprendizaje centrado en el estudiante. Las Universidades de educación superior en México no son la excepción a estas reformas reforma s educativas educativas
y
tienen la necesidad de cambiar cambi ar su enfoque en la
enseñanza para ser Universidades con un enfoque de aprendizaje centrado en el estudiante con fundamento en el constructivismo. La Universidad Veracruzana UV responde a esta exigencia con el Modelo Educativo integral y Flexible MEIF actualmente en reforma con el Proyecto Aula. Con la 2ª Reforma del MEIF, la UV tiene la necesidad de crear un paradigma de formación permanente del profesor para que diseñe estrategias de enseñanza aprendizaje centradas en el estudiante, para que el estudiante sea exitoso y logre aprendizajes significativos en su trayectoria escolar, profesional y en la vida misma, para su bien y el de la sociedad. sociedad. 9
La mayoría de los académicos de la UV que imparten alguna experiencia educativa no aplican estrategias de aprendizajes centradas en el estudiante y el rol del estudiante es de una actitud pasiva, que no favorece el aprendizaje significativo en los estudiantes universitarios.
La UV desea que todos sus académicos realicen un cambio de didáctica conductista o tradicionalista a la visión cognitivista, para que el académico desempeñe un rol de facilitador y el rol del estudiante sea de una persona activa en construcción de su propio aprendizaje, para lograr aprendizajes significativos. Este cambio de enseñanza aprendizaje debe empezar por el profesor, y dejar solo de transmitir conocimientos a la de facilitar el aprendizaje.
Una opción a este cambio puede ser el Aprendizaje Basado en Problemas ABP, técnica didáctica donde los conocimientos se afianzan por completo cuando el estudiante es capaz de explicar a los demás procesos de análisis y solución de problemas. En la enseñanza tradicional los estudiantes normalmente se limitan a recuperar el conocimiento que el profesor ha expuesto. Además el cambio es una variable constante en el futuro y el ABP ofrece a los titulados universitarios destrezas necesarias para adaptarse a un mercado laboral que cambia y abordar incluso los problemas del futuro.
El Aprendizaje Basado en Problemas es uno de los métodos de enseñanzaaprendizaje que ha tomado más arraigo en las instituciones de educación superior en los últimos años y es aplicado en diversas
universidades como estrategia
curricular en diferentes áreas de formación profesional, técnica didáctica o método de enseñanza-aprendizaje, todo con un enfoque constructivista.
En este trabajo se diseñara una metodología local del ABP, con problemas del mundo real con la finalidad de utilizarlo en el campus Coatzacoalcos de la UV específicamente en la EE Automatización, ya que esta opción coloca al estudiante 10
en el núcleo del proceso educativo, otorgándole autonomía, responsabilidad por el aprendizaje propio a través de la identificación, análisis y propuestas de solución de los problemas reales, capacidad para formular nuevas interrogantes, buscar información para ampliarlas, responderlas y a partir de ahí iniciar con nuevas cuestiones o propuestas de mejora, recomenzar el ciclo del procesos de aprendizaje con cuestionamientos de la realidad, al final del ABP el estudiante adquiere habilidades indispensables en el entorno profesional actual y del futuro. Este diseño local del ABP propone para el estudiante un aprendizaje auto-dirigido y no como un aprendizaje para resolución de problemas, sino emular lo que encontrara en su realidad profesional, lógicamente cuando el estudiante avance en el programa deberá intervenir y eventualmente resolver problemas así las hipótesis explicativas se convierten en hipótesis diagnosticas. Dos enfoques importantes a considerar en este trabajo serán: Enfoque técnico.- El estudiante se adapta a los tiempos, ciertas metodologías, el orden de los materiales y los procedimientos de acuerdo a las referencias del profesor. Enfoque cognitivo.- El estudiante tendrá la capacidad de aprender procesos mentales implicados en el conocimiento y desarrollar o mejorar cuando asuma una forma activa y se le transfiera responsabilidad sobre su propio aprendizaje, lo que le implicara que asuma un grado significativo de responsabilidad.
Finalmente el ABP en este trabajo será un reto, ya que deberá
cumplir con
algunas recomendaciones de la UNESCO y objetivos de la 2ª reforma del MEIF o Proyecto Aula de la Universidad Veracruzana, como asegurar que el aprendizaje del estudiante universitario sea autónomo activo y significativo.
1.2 OBJETIVO GENERAL Que el alumno utilice estrategias de aprendizaje para obtener conocimientos significativos, específicamente en la EE Automatización del plan de estudios (IME) vigente en UV. De esta forma el estudiante podrá afianzar su conocimiento 11
mediante la práctica, simulación, el diseño y aplicación del PLC en los eventos que puedan presentarse a lo largo de su vida profesional con ayuda del ABP.
El ser humano tiene la disposición de aprender sólo aquello a lo que le encuentra interés o lógica. Y tiende a rechazar aquello a lo que no le encuentra sentido. El aprendizaje significativo debe tener sentido para no ser un conocimiento solamente mecánico, memorístico, coyuntural: aprendizaje para aprobar un examen, para pasar la materia, etc. El aprendizaje significativo es un aprendizaje relacional. El sentido lo da la relación del nuevo conocimiento con: conocimientos anteriores, con situaciones cotidianas, con la propia experiencia, con situaciones reales etc. El (ABP) contribuirá a diseñar una técnica o metodología de aprendizaje centrada en el estudiante (aprendizaje significativo).
1.3 OBJETIVO ESPECIFICO. El estudiante con ayuda del ABP iniciara un proceso de aprendizaje centrado en el estudiante para Diseñar estructuras algorítmicas utilizando la carta de tiempo, realizar el diagrama de escalera o diagrama de bloques para simular, analizar y comprender el control de un ascensor de seis pisos y posteriormente generar un informe con las observaciones o propuestas de mejora de manera guiada hasta alcanzar la autonomía de manera critica reflexiva y sobre todo lograr un aprendizaje significativo referente al uso , programación, simulación y aplicación del PLC para la solución de problemas reales, que sin duda le serán de gran utilidad para su vida profesional.
12
1.4.- OBJETIVOS ESPECIFICOS con ayuda del ABP El alumno obtendrá aprendizajes significativos sobre los conceptos básicos y de programación de PLC´S de forma autónoma critica y reflexiva. Realizar el proceso de enseñanza por equipos. Realizar simulaciones con la ayuda del PLC. Ayudar a la mejora en el nivel académico de los estudiantes de la facultad de ingeniería en la Universidad Veracruzana. Desarrollar la capacidad de aprender
1.5 JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO. Actualmente la Universidad Veracruzana tiene como objetivo, que sus maestros rediseñen sus actividades de docencia. Es decir dejar de ser conductuales (tradicionalistas) para ser facilitadores con una visión constructivista, donde el estudiante universitario alcance aprendizajes significativos, sean autónomos críticos y reflexivos en construcción de su propio aprendizaje. La universidad para lograr lo anterior implemento un proyecto llamado aula .De este forma un maestro que participa en el proyecto aula podrá motivar a sus estudiantes a que desarrollen os sean constructores de su propio conocimiento y alcancen aprendizajes significativos que ayudaran a disminuir los alto índices de reprobación. De esta forma con un rediseño de actividades en la EE automatización los estudiantes de la facultad de ingeniería de la universidad veracruzana podrán dejar de ser estudiantes pasivos para ser estudiantes activos en construcción de su propio aprendizaje con una visión constructivista El (ABP) puede contribuir con este rediseño de actividades y los estudiantes podrán aprender a aprender de manera autónomo critica y reflexivamente, capaces de solucionar problemas del entorno real y del futuro atravez de los procesos e automatización y con uso del PLC. El (ABP) como un sistema innovador puede ser utilizado en el proceso de formación en la Universidad Veracruzana para los procesos de automatización, 13
puesto que el mundo actual ha cambiado el punto de vista de las profesiones y uso del PLC. Desde la creación de programas, uso del software, la aplicación y la forma de transmitir los conocimientos del PLC hacia los alumnos de educación superior.
Por esta razón las universidades deben revisar sus procesos educativos, aun que en la realidad son muy pocas las medidas que se toman para analizar los fenómenos que afectan los procesos de educación en el nivel superior, dando aun, menos interés a las orientadas a introducir cambios significativos para poder atender las nuevas necesidades de la educación superior. Este proyecto pretende en La universidad veracruzana ser la excepción a lo antes mencionado y a implementar un proceso de desarrollo en la formación de sus estudiantes con el Modelo de Educación Integral Flexible (MEIF), este modelo está completamente centrado en el estudiante, donde se realiza una muy intensa promoción de información y comunicación entre el catedrático-alumno y alumnocatedrático.
Los estudiantes de la Universidad Veracruzana con las nuevas propuestas académicas del proyecto llamado AULA y con el uso adecuado del (ABP) podrá definir o corregir el rumbo en su trayectoria escolar, esto los conlleva a ser mas autónomo en su proceso de aprendizaje en la adquisición de conocimientos de manera tal que dicha educación se vuelve más personalizada e individual, lo anterior los provee de nuevas y mejores destrezas para un contexto real, con lo cual también se convertirán en alumnos con una actitud emprendedora.
Por otro lado los profesores (catedráticos) los ayudara a modificar y actualizar su sistema de enseñanza con el fin de lograr los objetivos antes mencionados, también deben cuidar su sistema de evaluación para que con ello se reafirmen los conocimientos obtenidos. El Aprendizaje Basado en Problemas ABP se presenta desde sus inicios hasta el día de hoy como una propuesta educativa innovadora, que se caracteriza porque 14
el aprendizaje está centrado en el estudiante, lo cual permite a este obtener aprendizajes significativos, habilidades y competencias indispensables para el ámbito profesional.
En el presente trabajo se efectúa un diseño local del método Aprendizaje Basado en Problemas ABP, para mejorar el aprendizaje significativo en los estudiantes de la Facultad de Ingeniería Mecánica eléctrica de la Universidad Veracruzana, específicamente en la experiencia educativa Automatización.
Este método de ABP es aplicado por primera vez en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Veracruzana Campus Coatzacoalcos.
El proceso se desarrolla en grupos pequeños de trabajo, que aprenden de manera colaborativa en la búsqueda de resolver un problema planteado y desarrollado por el Profesor. Problemas preelaborados con la filosofía del ABP en este trabajo y que servirán de guía al profesor y los estudiantes, problemas que inicialmente serán sencillos, motívantes y retadores, hasta alcanzar los objetivos de complejidad con la finalidad de desencadenar el aprendizaje autónomo de los estudiantes universitarios, y así obtener aprendizajes significativos. El rol del profesor se convierte en el de un facilitador o mediador del aprendizaje.
Se comprueba
la metodología del Aprendizaje Basado en problemas ABP
aplicando y evaluando este método a los estudiantes de la experiencia educativa Automatización de la Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica de la Universidad Veracruzana campus Coatzacoalcos en el 2010. De esta forma los procesos de enseñanza aprendizaje en la EE Automatización podrán ser:
innovar logrando una autonomía en el estudiante.
15
Permite a la Universidad Veracruzana vincularse con el sector productivo y con la sociedad Permitirá a la Universidad Veracruzana enfrentase a problemas regionales, nacionales y hasta internacionales y poder darle solución. contribuirá con el MEIF al ofrecer planes y programas de educación actualizados. Contribuye con la investigación al realizar prácticas para solucionar problemas reales. El estudiante aprovecha mas el aprendizaje al ser m ás autónomo y como resultado de esa autonomía convierte su aprendizaje en algo más significativo.
Hipótesis: El ABP puede contribuir a que los estudiantes de la facultad de ingeniería de la EE automatización
adquieran
aprendizajes
significativos
y
las
competencias
requeridas de manera autónoma, critica y reflexiva en su educación universitaria
1.6.-Diseño Y APLICACIÓN del ABP 1.6.1.- Fases de aplicación del (ABP) Este método tiene fases de aplicación que permitirán al estudiante aprender de manera significativa y no sólo para pasar un examen como programar y aplicar un PLC. Este método consta de las siguientes fases, las cuales serán mencionadas y explicada más adelante.
Conocimiento (memoria) Comprender
Espacio del maestro (Dependencia)
Aplicar Analizar Sintetizar
Espacio del estudiante (Independencia)
Evaluar 16
Conocimiento.- Es la información que se almacena atravez de la experiencia en el sentido mas amplio de la palabra es poseer múltiples datos que se relacionan, que al ser tomados por si solos carecen de valor cualitativo.
Fase 1.- Memoria.- Es la facultad que tenemos por medio de la cual puede retenerse y recordarse el pasado.
Fase 2.- Comprender.- Se refiere e la facultad, capacidad o perspicacia para entender y retener las cosas.
Fase 3.- Aplicar.- En este punto se refiere al poner en práctica los conocimientos ya adquiridos para poder conseguir un fin determinado.
En estos primeros tres puntos es en los que el maestro puede apoyar al alumno y mostrarle el camino que debe seguir para lograr su objetivo.
Fase 4.- Analizar.- Capacidad que tiene el ser humano que permite estudiar un todo cualquiera, en sus diversas partes que lo componen, en busca de una síntesis o comprensión o de su razón de ser.
Fase 5.- Sintetizar.- Exponer algo limitándose solamente a sus datos esenciales. Fase 6.- Evaluar.- se refiere calificar los conocimiento adquiridos y a la aplicación de los mismos. En estas tres últimas fases el estudiante tiene que hacer todo por su cuenta, tiene la libertar de hacer o deshacer las cosas según le convenga siempre y cuando alcance el objetivo esperado.
17
1.7.- Como se trabajara en el salón de clase El (ABP) es un método que propone trabajar de la siguiente forma: I).- Realización de grupos de trabajo (compuesto de 5 integrantes). Ventajas: Menos carga de trabajo por integrante. Colaboración grupal. Independencia al realizar la investigación del problema. Compromiso individual. (Responsabilidad). Contacto con la real dejando a un lado lo teorico.
II).- Presentación de un problema real al grupo de trabajo relacionado con los PLC, para que de esta forma ellos organicen sus ideas, conocimientos previos, con el problema planteado a fin de identificar los puntos más importantes.
Que entiendan como trabaja y sus elementos
imaginación y conocimientos
previos
En este punto el problema a tratar será el ascensor de tres pisos. Donde se pretenderá que el estudiante elabore la carta de tiempo, que será analizado y explicado un poco más adelante, con esto lograra identificar su funcionamiento, y los elementos de entrada y salida que interviene. Se propone en esta fase la discusión del problema que esta por ser resuelto, normalmente en esta fase el alumno ya comprendió y analizo el problema).
18
CAPITULO 2
Antecedentes del PLC
19
2.1.- Antecedentes del PLC En el siglo XX específicamente en el año 1960, nace el PLC originalmente para las empresas que se dedicaban únicamente al ramo de la industria automotriz. De esta forma las nuevas tecnologías electrónicas de esa época impactan directamente en el PLC , y este se vuelve una solución real eficiente para reemplazar los sistemas de control basado en circuitos eléctricos con relevadores, interruptores y otros componentes utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional de esa época. Los PLC´S fueron respuesta a las necesidades de la automatización norteamericana por el
inventados
de la
en
industria automotriz
Ingeniero del mismo país Dick Morley. Antes de los
PLC´S el control las secuenciación, y la lógica para la manufactura de automóviles era
por medio de relevadores y contactores. El proceso para realizar dichas
instalaciones en la industria año tras año era muy costosas, complejas y consumía mucho tiempo en rediseñar los sistemas basados en relevadores, ya que el recableado tenía que ser por especialistas esp ecializados. “
Hay que notar que estos sistemas de relevadores e interruptores a pesar de ya haber pasado 50 años, siguen vigentes en muchas industrias. Aquí cabria la siguiente pregunta de investigación ¿Por qué?
La compañía general motor a partir de 1968 encabeza un rediseño o remplazo de componentes de relevadores e interruptores por el PLC. Así en 1968 la división de transmisiones automáticas de General Motors, oferto un concurso para una propuesta del reemplazo electrónico de los sistemas cableados. La propuesta ganadora vino de Bedford associates de Boston Masachisets. El primer PLC, fue designado 084, debido a que fue el proyecto ochenta y cuatro de Bedford Associates. Creo una nueva compañía dedicada al desarrollo, manufactura, renta y servicio para este nuevo producto: Modicon (Modular Digital Controller o controlador digital modular). Unas de las personas que trabajo en ese proyecto fue Dick Morley, el que es considerado como “padre” del PLC. La marca Modicon fue 20
vendida en 1977, y posteriormente adquirida por la compañía alemana AEG y má s tarde por Schneider Electric, el actual dueño. A continuación se muestra un grafico que muestra todos los elementos de entrada y salida de forma general así como las lógicas de diseño y tipos de control:
Grafico No 1.- Grafico Cortesía del CNAD . Centro Nacional de Actualización Docente 21
Como anécdota cabe mencionar que uno de los primeros modelos 084 que se construyeron
se encuentra mostrado en la sede de Modicon en el norte de
Andover Masachusets el cual fue obsequiado a Modicon por GM, cuando la unidad fue retirada tras casi veinte años de servicio ininterrumpido.
La industria automotriz actualmente como Ford, Mitsubishi, Nissan, por mencionar algunas todavía son grandes usuarias de PLC´S hasta llegar a la automatización (robótica), y Modicon todavía numera algunos de sus modelos de controladores con la terminación ochenta y cuatro.
Debido al éxito de Los PLC´S en la industria automotriz estos son utilizados en diferentes industrias y maquinas diversas como de empaquetado y de semiconductores. Algunas marcas con alto prestigio en PLC son ABB Ltd., Koyo, Honeywey, Siemens, Trend controls Shneider Electric, Omron, Rockwell (AllenBradley), General Electric, Fraz max, Tesco controls, Panasonic (Matsushita), Mitsubishi e Isi Matrix machines.
Actualmente la industria automotriz sigue utilizando esta tecnología ya que ha podido aprovechar todas las ventajas que este le proporciona y así poder mantenerse al frente del mercado.
Los controladores lógicos programables son dispositivos electrónicos muy usados en la industria petroquímica, industria textil, industria automotriz, de Mexico.
Los PLC´S de última generación además de controlar la lógica de funcionamiento de
maquinas,
plantas
y
procesos
industriales,
pueden
también
realizar
operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores Proporcional Integral Derivativo (PID)
Existen varios lenguajes de programación para los PLC´S, tradicionalmente los mas utilizados son los diagramas de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los 22
electricistas, lista de instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes mas intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los informáticos y los electrónicos, es el FDB (por sus siglas en ingles Function Block Diagram) que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre sí.
En la programación se pueden incluir diferentes funciones, los más simples como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas, y operadores matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo De tablas, apuntadores, algoritmos PID Y funciones de comunicación multiprotocolos que le permitirán interconectarse con otros dispositivos
Esto facilita la operación del controlador lógico programable (PLC) sin importar si el operador tiene mucha o poca experiencia en el manejo del controlador haciendo más simples su trabajo.
2.2.- DIAGRAMAS DE ESCALERA. Los Diagramas de Escalera en los PLC (controladores lógicos programables)
En la mayoría de los procesos industriales se requiere algún tipo de coordinación, supervisión o control. El automatizar estas funciones puede ser realizada en formas diferentes. Anteriormente la práctica consistía en el control de secuencias de operación en base a cuadros de relés en módulos especiales para el control de variables continuas como la temperatura (T), presión, flujo, nivel, por medio de tableros de control normalmente con indicadores luminosos. Por desgracia cuando se deseaba cambiar el proceso, era necesario hacer modificaciones substanciales en el sistema de control del proceso (Hardware), esto nos daba como resultado un mayor gasto y pérdida de tiempo ya que podría requerirse una reconfiguración en el diseño inicial. 23
Este problema se soluciono con el uso de la computadora, ya que el software actual permite hacer cambios en la programación sin afectar realmente el hardware. Lo anterior se puede realizar en cualquier computadora especializada (con el software del PLC requerido) en este tipo de tareas. La computadora permite cambiar las funciones del control del proceso cambiando o mejorando el programa, respetando los componentes
usados como relés
auxiliares, temporizadores, etc.
Una forma de representar la lógica de control de los anteriores procesos es por medio de los diagramas de escalera. Los diagramas de escalera normalmente son representados por Contactos y bobinas. Normalmente se representan de la siguiente forma: Símbolo de los contactos y bobinas tipo LADDER Normalmente abierto
(Encendido)
Normalmente cerrado
(Cerrado)
Contactos tipo LADDER
Bobinas LADDER
tipo
Normalmente abiertos
( )
(SI-NO) (Encendido)
Normalmente cerrado
( )
(SI-NO) (Cerrado)
Transición positiva
Transición negativa
Set
Reset
(
(
)
)
(No-(Si) (Referencia encendida)
(Si-No) (Referencia apagada)
(S)
(Si, No) (SI, encendida “R” No sigue igual)
(R)
(Si, No) (Si, encendida “S” No sigue igual) 24
2.3.- Tareas de un PLC El Controlador Lógico Programable recibe señales binarias en su módulo de entradas, las procesa y entrega señales en su módulo de salidas de acuerdo a su programa, por lo anterior es utilizado en muchas clases de equipos para automatización, por ejemplo: sistemas de control industrial en fábricas, equipo de diversión
en
parques,
elevadores,
señalización
para
tráfico,
máquinas
comerciales, máquinas de CNC, etc.
2.3.1.- Ventajas de un PLC El utilizar un PLC en un sistema de control nos trae muchas ventajas ya que se puede sustituir en gran medida la utilización de relevadores electromagnéticos, temporizadores, contadores entre otros dispositivos de control tradicionales.
Lo anterior trae como consecuencia que los sistemas de control:
Puedan sufrir modificaciones según las necesidades, más rápido y a un bajo costo (sean más flexibles) Disminuyan su mantenimiento Utilicen menos espacio y los tableros de control sean más compactos Puedan tener mayor comunicación con otros dispositivos de control modernos como son las computadoras Tengan gran capacidad de memoria y puedan ser expandibles Mejoren su velocidad de respuesta Ofrezcan mayor seguridad tanto en funcionalidad como en factores que puedan poner en riesgo la integridad física de las personas e instalaciones.
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Para pensar en la aplicación de un PLC se debe de tomar en cuenta que tal vez su costo inicial sea más alto que los controles tradicionales sin embargo su costo de mantenimiento es considerablemente más bajo y ofrece mayor confiabilidad
en el control. 2.3.1.- Ventajas de un PLC Un PLC está formado de varios componentes electrónicos como: transistores resistores,
capacitores,
memorias,
etc.
y principalmente uno
o
varios
microprocesadores que en conjunto forman la unidad central y los módulos de interfaz para las entradas y salidas de datos. La estructura básica de un PLC se muestra en la figura.
Programa
Módulo de Entradas
Sensores
Unidad Central Procesadora de datos
Modulo de Salidas
Fuente de Ener ía
Actuadores
Estructura básica de un PLC.
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A pesar de que un PLC es un dispositivo electrónico, el usuario no necesariamente debe tener conocimiento acerca de electrónica y en especial de microprocesadores.
Según el sistema en donde se tenga que aplicar, el PLC
tendrá que
comunicarse y/o tener relación con dispositivos auxiliares como lo son: sensores, actuadores y fuentes externas de alimentación de energía, lo anterior está representado en la figura.
2.4.- Porque nacen resolver problemática Como sabemos en estos días es necesario movernos de un lugar a otro no importa si es en forma horizontal o vertical con mayor velocidad. Para nuestro desplazamiento horizontal podemos utilizar un automóvil, pero en este momento esto no es relevante para nosotros ya que nos enfocaremos en el movimiento vertical, para el cual utilizamos lo que comúnmente es llamado ascensor (elevador), normalmente utilizado en edificios de oficinas, departamentos y hasta en centros comerciales por mencionar algunos lugares donde se hace la aplicación del movimiento vertical.
Tal que este proyecto tratara de ejemplificar el funcionamiento de un ascensor y sus posibles mejoras para así poder hacer de la vida del ser humano un poco mas confortable y segura al viajar de un piso a otro en los edificios. Diseñar una estrategia de aprendizaje (ABP) para que los alumnos obtengan aprendizaje significativo tal que puedan diseñar, simular y aplicar el PLC para la solución de problemas como: Ascensor Secuencias de luces Bandas transportadoras Mezcladoras Escaleras eléctricas entre otros. 27
Al realizar esto la Universidad Veracruzana podrá cubrir las expectativas que prometen implementarse con el Modelo Educativo Integral Flexible (MEIF) en todas sus áreas de formación desde la iniciación hasta las terminales
A continuación se les proporcionara una breve introducción de lo que es un PLC LOGO el reto de la información está disponible en la plataforma de la Universidad Veracruzana en el apartado llamado EMINUS 2.0 te será cargado de forma automática al tomar la experiencia educativa automatización.
2.5.- LOGO ¿Qué es LOGO!? LOGO! es el módulo lógico universal de Siemens.
LOGO! lleva integrados
_ Control _ Unidad de operación y visualización _ Fuente de alimentación _ Interfaz para módulos de programa y cable de PC _ Ciertas funciones básicas usuales en la práctica, p.ej. para activación/desactivación retardada y relé de impulsos _ Reloj temporizador _ Marcas binarias _ Determinadas entradas y salidas según el tipo del equipo
¿Qué ofrece LOGO!? Mediante LOGO! se solucionan cometidos en la técnica de instalaciones en edificios (p.ej. alumbrado de escaleras, luz exterior, toldos, persianas, alumbrado de escaparates, etc.), así como en la construcción de armarios de distribución, de máquinas y de aparatos (p.ej. controles de puertas, instalaciones de ventilación, bombas de aguas residuales, etc.). 28
LOGO! puede utilizarse asimismo para los controles especiales de invernaderos o invernáculos, para procesar previamente señales en controles y –mediante la variante. Así – para el control descentralizado ”in situ” de máquinas y procesos. Para las aplicaciones en serie en la construcción de máquinas pequeñas, aparatos y armarios de distribución, así como en el sector de instalaciones, se prevén variantes especiales sin unidad de operación.
¿Qué tipos de equipo existen? LOGO! se prevé para 12 V c.c., 24 V c.c., 24 V c.a. y 230 V c.a. como Variante estándar con 6 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm Variante sin display con 6 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm _ Variante con 8 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm _ Variante larga con 12 entradas y 8 salidas, integrada en 126 x 90 x 55 mm _ Variante de bus con 12 entradas y 8 salidas, así como conexión de bus adicional de interfase AS, a través de la que hay disponibles en el sistema bus otras 4 entradas y otras 4 salidas. Todo ello integrado en 126 x 90 x 55 mm. Todas las variantes incluyen 29 funciones básicas y especiales listas para la redacción de programas.
Ud. tiene la elección Las distintas variantes permiten la adaptación sumamente flexible a su aplicación especial. LOGO! le ofrece soluciones que abarcan desde la pequeña instalación doméstica, pasando por cometidos de automatización menores, hasta las aplicaciones de gran envergadura con implementación del sistema bus de interfase.
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De la identificación de LOGO! se deducen diferentes características del mismo:
_ 12: Versión de 12 V _ 24: Versión de 24 V _ 230: Versión de 115/230 V _ R: Salidas de relé (sin R: salidas de transistor) _ C: Reloj de temporización semanal integrado _ o: Variante sin display _ L: Cantidad doble de salidas y entradas _ B11: Esclavo con conexión de bus de interfase AS
En el transcurso restante de esta descripción se utilizan pequeños pictogramas para identificar los tipos de funciones diferentes. Estos pictogramas aparecen cuando las informaciones se refieren sólo a una parte de las variantes de LOGO!: Variante estándar con 6 u 8 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm Variante estándar sin display con 6 u 8 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm Variante ”..L” con 12 entradas y 8 salidas, integrada en 126 x 90 x 55 mm Variante ”..B11” con 12 entradas y 8 salidas, así como cone xión adicional de bus de interfase AS, con 4 entradas virtuales y 4 salidas virtuales, integrada en 126 x 90 x 55 mm.
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*Adicionalmente con estradas analógicas
2.6.- Montaje y cableado de LOGO! Directrices generales Al montar y cablear su LOGO! debiera Ud. observar las directrices siguientes:
_ Cerciórese de que durante el cableado de LOGO! Se cumplan todas las normas obligatorias vigentes. Observe las respectivas prescripciones nacionales y regionales durante la instalación y la operación de los equipos. Infórmese en las autoridades competentes sobre las normas y prescripciones vigentes para su caso específico. _ Utilice conductores con la sección adecuada para la respectiva intensidad de corriente. Para el cableado de LOGO! pueden utilizarse conductores con una sección comprendida entre 1,5 mm2 y 2,5 mm2 (vea el apartado 2.2). 32
_ No apriete excesivamente los bornes de conexión. Par máximo: 0,5 Nm (vea el apartado 2.2). _ Los conductores han de tenderse siempre lo más cortos posible. Si se requieren conductores más largos, debiera utilizarse un cable apantallado. Los conductores deberían tenderse a pares: un conductor neutro junto con un conductor de fase o un conductor de señales. _ El cableado de corriente alterna y el de corriente continua a alta tensión deberá separarse del cableado de señalización a baja tensión mediante rápidas secuencias de maniobras. _ Cerciórese de que los conductores poseen el alivio de tracción necesario. _ Disponga una protección contra sobretensión para los conductores sensibles a las descargas atmosféricas. _ No conecte una fuente de alimentación externa a una carga de salida en paralelo a una salida de c.c. En la salida podría surgir una corriente inversa si no se prevé en la estructura un diodo o un bloqueo similar.
Montar/desmontar LOGO! Dimensiones LOGO! tiene las dimensiones para equipos de instalación estipuladas en DIN 43880. LOGO! debe encajarse en un perfil soporte de 35 mm de ancho según DIN EN 50022. Anchura de LOGO!:
_ LOGO!: 72 mm de ancho, equivalente a 4 unidades de división (versión estándar). _ LOGO!...RCo: 72 mm de ancho, equivalente a 4 unidades de división (versión estándar). _ LOGO!...L: 126 mm de ancho, equivalente a 7 unidades de división. 33
_ LOGO!...B11: 126 mm de ancho, equivalente a 7 unidades de división.
Montaje Para montar LOGO! sobre un perfil soporte:
1. Coloque LOGO! sobre el perfil soporte y
2. Enganche LOGO! sobre éste. Debe encajar el pestillo dispuesto en la parte posterior de LOGO!. Según el tipo de perfil, el mecanismo de encaje puede estar a veces demasiado apretado. Si resultara muy difícil el enganche, es posible hacer retroceder algo el pestillo tal como se describe a continuación.
Desmontaje Para desmontar LOGO!:
1. Introduzca un destornillador en el orificio del extremoinferior del pestillo (vea la figura) y tire del pestillo hacia abajo
2. Desencaje LOGO! del perfil soporte. 34
Cablear LOGO! Para cablear LOGO!, utilice un destornillador con ancho de hoja de 3 mm. Para los bornes no se requieren casquillos terminales, pudiendo utilizarse conductores con secciones de hasta: _ 1 x 2,5 mm2 _ 2 x 1,5 mm2 por cada segundo portabornes Pares de giro para la conexión: 0,4...0,5 Nm ó 3...4 LBin
Conectar la alimentación Las variantes de LOGO! 230 son adecuadas para tensiones de red con valor nominal de 115 V c.a. y 230 V c.a. y las variantes de LOGO! 24/12 para tensiones de alimentación de 24 V c.c., 24 V c.a. ó 12 V c.c. Observe a este respecto las indicaciones de conexión en la información de producto adjunta a su aparato, así como los datos técnicos en el anexo A para las tolerancias de tensión, frecuencias de red y consumos de corriente admisibles.
Conexión Para conectar LOGO a2.7.- Programación de LOGO!
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Primeros pasos con LOGO! Por programación se entiende aquí la introducción de un circuito. Un programa LOGO! equivale sencillamente a un esquema de circuitos, pero representado de manera algo diferente. La representación se ha adaptado al display de LOGO!. En el presente capítulo se expone cómo puede Ud. Convertir mediante LOGO! sus aplicaciones en programas LOGO!. , LOGO! 24RCo y LOGO! 230RCo no cuentan con unidad de operación. Las mismas se prevén principalmente para aplicaciones en serie en la construcción de máquinas pequeñas y aparatos. Las variantes LOGO!...RCo no se programan en el equipo. En vez de ello, se transfieren al mismo programas del software LOGO! o de los módulos de memoria de otros equipos LOGO!. En la primera parte del capítulo se describe la manera de operar con LOGO! a base de un pequeño
Bornes LOGO! cuenta con entradas y salidas:
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Las entradas se designan con la letra I y una cifra. Visto LOGO! por delante, los bornes para las entradas aparecen arriba. Las salidas se designan con la letra Q y una cifra. Los bornes de las salidas se hallan en la parte Inferior.
2.7.- Bornes de LOGO! Se entiende por borne a todas las conexiones y estados que encuentran aplicación en LOGO!. Las entradas y salidas pueden tener el estado ’0’ o el estado ’1’. El estado ’0’ significa que la entrada no lleva aplicada tensión y el estado ’1’ que hay aplicada tensión. Seguramente Ud. ya sabía esto. Hemos previsto los bornes hi, lo y x para facilitar la introducción del programa. ’hi’ (high) lleva asignado fijamente el estado ’1’ y ’lo’ (low) el estado ’0’. Si no se desea cablear la entrad a de un bloque, debe utilizarse el borne ’x’. En la próxima página se explica qué significa exactamente un bloque.
LOGO! conoce los bornes siguientes:
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2.7.1.- Bloques y números de bloque En este apartado se indica cómo puede Ud. generar circuitos complejos mediante los elementos de LOGO! y cómo se vinculan los bloques entre sí y con las entradas y salidas. Sírvase consultar también el apartado 3.3. En el mismo se expone la manera de convertir un circuito convecional en un programa LOGO!
Bloques Un bloque es en LOGO! una función que convierte informaciones de entrada en informaciones de salida. Antes tenía Ud. que c ablear los distintos elementos en el armario de distribución o en la caja de conexiones. En la programación se enlazan bornes con bloques. A tal efecto, basta con elegir la conexión deseada en el menú Co. Este menú lo denominamos Co ateniéndonos al término inglés Connector (borne).
Vinculaciones lógicas Los bloques más sencillos son vinculaciones lógicas: _ AND (Y) _ OR (O)
Las entradas I1 e I2 están conectadas aquí al bloque OR. La última entrada del bloque no se utiliza, identi- Q ficándose por ello mediante x. Bastante más eficientes son las funciones especiales: _ Relé de impulsos _ Contador 38
_ Retardo de activación En el capítulo 4 del “manual LOGO” aparece una relación completa de las funcionesde LOGO!.
Representación de un bloque en el display de LOGO! A continuación se muestra una visualización típica en el display de LOGO!. Se ve aquí que cada vez puede representarse un solo bloque. Debido a ello, hemos
previsto números de bloque para ayudarle a Ud. a controlar un circuito en conjunto.
2.8.- Cuatro reglas fundamentales para operar con LOGO! Regla 1 Pulsación triple _ Los circuitos se introducen en el modo de servicio”Programación”. A este modo de servicio se llega pulsando simultáneamente las 3 teclas, y OK. _ Los valores de los tiempos y parámetros se modifican en el modo de servicio”Parametrización”. A este modo de servicio se llega pulsando simultáneamente las 2 teclas ESC y OK.
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Regla 2 Salidas y entradas _ Cada circuito circuito debe introducirse introducirse siempre siempre desde la salida salida hacia la entrada. _ Es posible posible enlazar enlazar una salida salida con varias varias entradas, entradas, pero no conectar conectar varias varias salidas a una entrada. _ Dentro de una ruta ruta del programa programa no se puede enlazar enlazar una salida con una entrada precedente. Para tales retroacciones internas (recursiones) es necesario intercalar marcas o salidas.
Regla 3 Cursor y posicionamiento del cursor Para introducir un circuito rige lo siguiente: _ Si el cursor se representa subrayado, subrayado, Ud. Puede posicionarlo: – Pulse las teclas , , o para desplazar el cursor dentro del circuito – Cambie a ”elegir borne/bloque” pulsando OK – Termine la introducción del circuito pulsando ESC _ Si el cursor se representa representa enmarcado, enmarcado, deberá deberá Ud. Ud. elegir un borne/bloque borne/bloque _ : – Pulse las teclas o para elegir un borne o un bloque – Confirme la selección pulsando OK – Pulse ESC para retroceder un paso
Regla 4 Planificación _ Antes de introducir introducir un circuito, circuito, debería Ud. Dibujarlo Dibujarlo íntegra íntegramente mente en papel, papel, o bien programar LOGO! Directamente mediante LOGO!Soft o LOGO!Soft Comfort. _ LOGO! LOGO! puede almacenar almacenar sólo sólo programas programas completos. completos. Si no se introduce por completo un circuito, LOGO! No puede abandonar el modo de servicio. 40
Lista de funciones básicas – GF Las funciones básicas son elementos lógicos sencillos del álgebra de Boole. Puede negar entradas de funciones básicas individualmente, de manera que si en una entrada determinada hay una señal “1”, el programa utiliza un “0” y si hay un “0”, utiliza un “1”.
Al introducir un un programa programa encontrará encontrará los los bloques de funciones básicas en la lista GF. Existen las siguientes funciones básicas:
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Todo lo que se marca en las tablas son mejor conocidas como compuertas las cuales se explican a continuación.
AND (Y) Conexión en serie de varios contactos de cierre en el esquema: Símbolo en LOGO
La salida de AND sólo ocupa el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas. Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 1.
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AND con evaluación de flanco Símbolo en LOGO!:
La salida de AND con evaluación de flanco sólo ocupa el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 1 y en el ciclo anterior tenía estado 0 por lo menos una entrada. Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 1.
Este es el diagrama de temporización para la función Y con evaluación de flanco
NAND (Y NEGADA) Conexión en paralelo de varios contactos de apertura en el esquema: Símbolo en LOGO!:
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La salida de NAND sólo ocupa el estado 0 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas. Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 1.
Tabla de valores lógicos para la función Y –NEGADA:
NAND con evaluación de flanco Símbolo en LOGO: La salida de NAND con evaluación de flanco sólo ocupa el estado 1 cuando por lo
menos una entrada tiene estado 0 y en el ciclo anterior tenían estado 1 todas las entradas. Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 1.
Diagrama de temporización para la función Y –NEGADA con evaluación de flanco 44
Ciclo
OR (O) Conexión en paralelo de varios contactos de cierre en el esquema:
Símbolo en LOGO:
La salida de OR ocupa el estado 1 cuando por lo menos una entrada tiene estado 1, es decir, está cerrada. Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 0.
Tabla de valores lógicos para la función OR:
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NOR (O NEGADA) Conexión en serie de varios contactos de apertura en el esquema:
Símbolo en LOGO:
La salida de NOR sólo ocupa el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 0, es decir, están desactivadas. Tan pronto como se active alguna de las entradas (estado 1), se repone a 0 la salida de NOR. Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 0.
Tabla de valores lógicos para la función O –NEGADA:
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XOR (O EXCLUSIVA) En el esquema, XOR es una conexión en serie de 2 alternadores:
Símbolo en LOGO!:
La salida de XOR ocupa el estado 1 cuando las entradas tienen estados
diferentes. Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 0.
Tabla de valores lógicos para la función XOR:
NOT (negación, inversor) Un contacto de apertura en el esquema: Símbolo en LOGO!:
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La salida ocupa el estado 1 cuando la entrada tiene estado 0. El bloque NOT invierte el estado en la entrada. La ventaja del NOT es por ejemplo: para LOGO! ya no es necesario ningún contacto normalmente cerrado pues basta con utilizar un contacto de cierre y convertirlo en uno de apertura mediante NOT.
Tabla de valores lógicos para el bloque NOT:
Nociones básicas sobre las funciones especiales Las funciones especiales se distinguen a primera vista de las funciones básicas en la denominación diferente de sus entradas. Las funciones especiales contienen funciones de tiempo, remanencia y diferentes posibilidades de parametrización para la adaptación del programa a sus necesidades.
En el presente apartado exponemos una breve vista de conjunto de las designaciones de las entradas, así como algunas aclaraciones particulares a las funciones especiales.
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CAPITULO 3 Conceptos generales Ascensor
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Conceptos generales 3.1.-ANTECEDENTES DEL ASCENSOR: Un ascensor es un sistema que se utiliza como trasporte en forma vertical para de esta forma movilizar personas o algún bien entre diferentes alturas. Es utilizado para ascender o descender en algún edificio o construcción subterránea.
Un ascensor se conforma de partea mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan de manera conjunta para lograr un m edio seguro de movilidad.
La idea de cómo elevar un pequeño cuarto (ascensor) es muy s encilla para lo cual se utilizan muchos sistemas el más antigua es el ascensor hidráulico que consiste en un pistón, una barra de acero que gira en un cilindro ajustado, construido en los cimientos del edificio bajo el pozo del ascensor, el ascensor eta montado en el pistón, para poder subir simplemente se bombeaba agua en el fondo del cilindro y para poder bajar se abría una pequeña válvula que permitía que el agua volviera al tanque de depósito.
3.2.- Historia. Algunos edificios antiguos aun tienen funcionando ascensores hidráulicos. Muchos otros son accionados por un cable de tracción que va del fondo a la parte superior del pozo del ascensor atravez de un agujero en el techo.
El ascensorista que es la persona que se encarga de operar el ascensor podía hacer mover la cuerda hacia arriba o hacia abajo por lo consiguiente abrir o cerrar las válvulas que controlan el agua en el cilindro.
Una desventaja de este sistema entre varias es que el pistón debe tener la misma longitud de la altura hasta el piso superior. Otra desventaja es que la velocidad del 50
ascensor hidráulico es que está limitada la velocidad máxima del agua que fluye a través de las válvulas, tubos, etc.
En otras palabras esto equivale a la velocidad de un piso por segundo, lo cual es muy lento para los tiempos modernos y los edificios son cada vez más altos. Una alternativa es el ascensor eléctrico. En este sistema el carro está suspendido de un conjunto de cables totalmente metálicos estos suben al techo donde se envuelven a una polea de garganta (llamada también roldana) y bajan, un montón de pesas se encargan de equilibrar el peso del carro cuando se encuentra a menos de la m itad de su carga (en promedio la carga de un ascensor es alrededor de un 40%).
La polea está montada en el eje de un motor eléctrico pesado y de movimiento lento, accionado por un generador eléctrico. En este caso la corriente alterna no es recomendable como la corriente continua para regular la velocidad, esta es a rozón por la que un motor de corriente alterna acciona un generador de corriente continua que es el que energiza al motor sustentador de corriente continua. El sistema antes mencionado interpone un suministro de energía eléctrica entre la corriente de línea, el motor sustentador y el control de suministro de energía otorga un medio conveniente para la variación de la velocidad, también en la posición del ascensor.
Otro sistema casi tan importante como lo es el mecanismo de arranque, velocidad y la posición del ascensor es el freno de servicio fuerte que se encuentra montado en el eje principal del motor sustentador a fin de que en caso de una emergencia o un mal funcionamiento del sistema de control el freno detenga y sostenga el carro del ascensor. El freno no liberara al carro del ascensor hasta que el o los problemas que ocurrieron hayan sido completamente corregidos y se asegure que todo el sistema este funcionando correctamente otra ves.
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El ascensor se desliza sobre motantes que se encuentran colocado en uno de los lados del eje del para que de esta forma se evite la oscilación. Varios enchufes de tipo polea se encuentran añadidos al carro para ser desenganchados cuando el carro se encuentre cerca del nivel del piso determinando usualmente: si el carro toca un enchufe se reduce la velocidad, después, cuando el carro se encuentra muy cerca del punto de parada otro enganche indica la parada al motor ubicado en el techo del edificio.
Los controles en los ascensores son cada ves más complejos. Pero este aparato hizo posible la operación completa por medio de botones. Un ejemplo: En muchos edificios de oficinas las personas presionan el botón de sus correspondientes pisos, el ascensor se detendrá en cada uno de los pisos para recoger o dejar pasajeros. El botón ya sea el del ascensor o el que se encuentra colocado en el piso indica al ascensor que pare En la actualidad los ascensores automáticos son mas avanzados son verdaderas maquinas “pensantes” al igual que las cabinas elevadoras. Ahora no los ascensoristas ni los empleados tienen nada que ver con el regulador o controlador, el cual se encarga de enviar una serie de carros hacia arriba o abajo según sea la necesidad de las personas, también determina la hora del día en la que hay más tráfico. (Esto se refiere al número de personas que solicitan subir y bajar con una mayor frecuencia).
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3.3.- Descripción y Comprensión del funcionamiento del ascensor
Un ascensor es un sistema de transporte vertical diseñado para movilizar personas o bienes entre diferentes alturas. Puede ser utilizado ya sea para ascender o descender en un edificio o una construcción subterránea. Se conforma con partes mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan conjuntamente para lograr un medio seguro de movilidad.
Elementos constitutivos de un ascensor Cabina La cabina es el elemento portante del sistema de ascensores. Está formada por dos partes: el bastidor y la caja. En sus extremos inferiores se encuentra el sistema de paracaídas, ya sea instantáneo o progresivo. Este sistema libera unas cuñas contra las quías para frenar la cabina en caso de emergencia.
Grupo tractor en los ascensores electro-dinámicos Los grupos tractores para ascensores están formados normalmente por un motor acoplado a un reductor de velocidad, en cuyo eje de salida va montada la polea acanalada que arrastra los cables por adherencia.
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Maniobras de control El control de los sistemas de ascensores funciona mediante sistemas electrónicos, encargados de hacer funcionar la dirección de movimiento de la cabina y de seleccionar los pisos en los que esta deba detenerse. Actualmente, los controles de ascensores funcionan con microprocesadores electrónicos que mediante algoritmos de inteligencia artificial determinan la forma de administrar la respuesta a los pedidos de llamadas coordinando los distintos equipos para trabajar en conjunto.
Dispositivos de Seguridad La seguridad del sistema es un elemento clave en los ascensores. Para maximizarla se emplean varios dispositivos específicos:
Enclavamiento electromecánico de las puertas En el acceso a los pisos, que hace imposible la apertura de todas las puertas de acceso excepto la del piso en que se halla detenida la cabina. Todas las cerraduras, una en cada rellano, tienen un riel o un brazo con una ruedita, que al ser oprimido permite el destrabe de la puerta, y sólo cuando está mecánicamente trabada mediante el gancho de doble uña, queda habilitada la parte eléctrica que permite el movimiento del ascensor. En la cabina hay un elemento llamado patín que es el encargado de oprimir el riel de la puerta del piso de destino. Este patín es retráctil , es decir, viaja con la cabina retraído para no oprimir los riel de cada piso por el que va pasando (lo que permitiría la apertura de cada una de las puertas y la detención del ascensor), por lo que sólo cuando el control de maniobras le indica mediante una señal eléctrica que la cabina se encuentra en la parada pertinente, el patín se expande y acciona el riel de la puerta correspondiente. El proceso inverso se da cuando el ascensor es requerido desde otro sitio: el patín se retrae antes de la partida y sólo se expande al llegar a él. 54
Paracaídas de rotura o desequilibrio de cables de tracción (a. electrodinámicos) Existen instantáneos y también progresivos, para ascensores de alta y media velocidad. Consiste en un sistema de palancas cuyo movimiento acciona unas
cuñas o rodillos que se encuentran en una caja junto a las guías (caja de cuñas). Cuando se da la caída de la cabina o sobrepasa la velocidad nominal , las guías son mordidas por las cuñas o rodillos y se produce la detención de la cabina.
Limitador de velocidad (a. electro-dinámicos) Lo componen dos poleas, una instalada en el cuarto de máquinas y otra alineada verticalmente con la primera en el fondo del hueco. A través de ambas pasa un cable de acero cuyos extremos se vinculan, uno a un punto fijo del bastidor de la cabina, y otro a un sistema de palancas cuyo extremo se encuentra en la parte superior del bastidor. El cable acompaña a la cabina en todo momento y es absolutamente independiente de los cables de tracción, es decir, no interviene en la sujeción de la cabina y el contrapeso. En la polea superior del limitador se produce la detención brusca del cable cuando la velocidad de dicha polea (y por tanto la de la cabina) supera el 25% de la velocidad nominal. El cable limitador activa el sistema de palancas, llamado paracaídas. Este m ecanismo fue patentado por Elisha Otis en 1853.
Finales de carrera Interrumpen la alimentación cuando la cabina rebasa los extremos en ascenso o en descenso.
Dispositivo de parada de emergencia Interrumpe la maniobra, corta la alimentación del grupo tractor y actúa el freno. Permite la detención del ascensor dejando sin efecto los mandos de cabina y pisos. Normalmente deja bajar la cabina en la parada más baja.
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Timbre de alarma Para que lo utilicen los pasajeros en caso de emergencia. En ocasiones está conectado a una línea de teléfono desde la que se puede solicitar asistencia en caso de quedar atrapado.
Luz de emergencia Ilumina la cabina en caso de que el alumbrado normal sea interrumpido. Debe existir una fuente de socorro, de recarga automática que sea capaz de alimentar al menos una lámpara de un vatio durante una hora, en el caso de interrupción de la corriente de alimentación del alumbrado normal. El alumbrado de emergencia debe conectarse automáticamente desde que falle el suministro del alumbrado normal.
Mecanismos La construcción y característica de los grupos tractores y de los motores con que estos van equipados, varían según sea la velocidad nominal del ascensor y del servicio que deben prestar
Ascensor de Tracción Eléctrico Se le llama así al sistema en suspensión compuesto por un lado por una cabina, y por el otro por un contrapeso, a los cuales se les da un movimiento vertical mediante un motor eléctrico. Todo ello funciona con un sistema de guías verticales y consta de elementos de seguridad como el amortiguador situado en el foso (parte inferior del hueco del ascensor) y un limitador de velocidad mecánico, que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor en el caso de que esto ocurra.
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El ascensor eléctrico es el más común para transporte de personas a baja y alta velocidad (superior a 0,8 m/s), elevadores con alta exigencia de confort (hospitales, hoteles) o ascensores que sirven más de 6 pisos.
Una velocidad Los grupos tractores con motores de una velocidad, solo se utilizan para ascensores de velocidades no mayores de 0,7 m/s, por lo general eran colocados en ascensores de viviendas de 300 kg y 4 personas. Su nivel de parada es muy impreciso y varía mucho con la carga, incluso es distinto en subida como en bajada. En muchos países está prohibida su instalación para nuevos ascensores por su imprecisión en la parada.
Dos velocidades Los grupos tractores de dos velocidades poseen motores trifásicos de polos conmutables, que funcionan a una velocidad rápida y otra lenta según la conexión de los polos. De esta manera se obtiene con una velocidad de nivelación baja un frenado con el mínimo de error (aproximadamente 10 mm. de error) y un viaje más confortable. Estos grupos tractores en la actualidad están en retirada, ya que consumen demasiada energía y son algo ruidosos.
Variación de frecuencia La aceleración en la arrancada y la deceleración antes de que actúe el freno se llevan a cabo mediante un variador de frecuencia acoplado al cuadro de maniobra. El freno actúa cuando el ascensor está prácticamente parado y se consigue así una nivelación y un confort que superan incluso los del sistema de dos velocidades.
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3.4.-Diferentes tipos de ascensores. Ascensor Hidráulico u Oleodinámico En los ascensores hidráulicos el accionamiento se logra mediante un motor eléctrico acoplado a una bomba, que impulsa aceite a presión por unas válvulas de maniobra y seguridad, desde un depósito a un cilindro, cuyo pistón sostiene y empuja la cabina, para ascender. En el descenso se deja vaciar el pistón del aceite mediante una válvula con gran pérdida de carga para que se haga suavemente. De este modo el ascensor oleodinámico solamente consume energía en el ascenso. Por el contrario, la energía consumida en el ascenso es cuatro veces superior a la que consume el ascensor electro-mecánico, por lo que el resultado es que, por término medio, consumen más o menos el doble que éstos. El grupo impulsor realiza las funciones del grupo tractor de los ascensores eléctricos, y el cilindro con su pistón la conversión de la energía del motor en movimiento. El fluido utilizado como transmisor del movimiento funciona en circuito abierto, por lo que la instalación necesita un depósito de aceite. La maquinaria y depósito de este tipo de ascensor pueden alojarse en cualquier lugar, situado a una distancia de hasta 12 m del hueco del mismo, con lo cual permite más posibilidades para instalar este ascensor en emplazamientos con limitación de espacio. Son los más seguros, más lentos y los que más energía consumen, aunque son los más indicados para instalar en edificios sin ascensor.
Ascensor sin cuarto de máquinas Actualmente se está generalizando el ascensor eléctrico sin cuarto de máquinas o MRL (Machine Room Less). Las ventajas desde el punto de vista arquitectónico son claras: el volumen ocupado por la sala de máquinas de una ejecución 58
tradicional desaparece, y puede ser aprovechada para otros fines. En este tipo de ascensores se utilizan motores gearless de imanes permanentes, situados en la parte superior del hueco sobre una bancada directamente fijada a las guías, que están ancladas a cada forjado. Con ello, las cargas son transferidas al foso en lugar de transmitirse a las paredes del hueco, evitando así vibraciones y molestias a las viviendas adyacentes.
Ascensores Twin (gemelos) La empresa alemana ThyssenKrupp Elevator es el primer fabricante de ascensores en inventar e implantar un sistema de dos cabinas viajando independientemente en un mismo hueco de ascensor. Gracias a un extraordinario trabajo de ingeniería y un avanzado sistema de control, con un concepto de alta seguridad, es posible que operen las dos cabinas de forma independiente, creándose inmensos beneficios potenciales para su uso en nuevas instalaciones y en modernizaciones de edificios. El corazón del sistema es un control de selección de destino, capaz de asignar de manera inteligente a cada ascensor las llamadas de los distintos pisos. Cuando un usuario llama a un ascensor desde el pasillo, antes de que el pasajero entre en el ascensor, recoge la información de la planta en la que está y de la planta a la que se dirige y le asigna el ascensor más adecuado para su trayecto. La principal ventaja de este sistema, es que incrementa la capacidad de transporte de los elevadores del edificio, utilizando un menor volumen de construcción y de espacio.
Algoritmos de Maniobras Para lograr un funcionamiento más eficaz, los sistemas de ascensores poseen una memoria que almacena los pedidos de llamada y los atienden priorizando las peticiones que están en dirección al coche, según distintos algoritmos de funcionamiento: 59
Colectiva Descendente Las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen un solo botón.
En subida: El ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina, pero no atiende ninguna llamada de piso, salvo la del piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros. Una vez llegada la cabina al último piso cuya llamada haya sido registrada, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección.
En bajada: El ascensor va deteniéndose en todos los pisos registrados en la cabina y también atiende los pedidos de llamada de los pisos, que supone son de bajada, hasta llegar al piso inferior que tenga un pedido de atención.
3.5.- Colectiva ascendente-descendente Las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen dos botones, uno para pedidos de subida y otro para bajada.
En subida: El ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina y también en los pedidos de piso marcados como subida, pero no los de bajada. Al llegar al piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros o desde los rellanos, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección.
En bajada: El ascensor va deteniéndose en todos los pisos registrados en la cabina y también atiende los pedidos de llamada de los pisos en bajada pero no los de subida, hasta llegar al piso inferior que tenga un pedido de atención.
60
3.5.- Sistema de Coordinación Los modernos ascensores disponen de avanzados sistemas de inteligencia artificial con algoritmos lógicos que maximizan el rendimiento de los equipos coordinando las operaciones de cada uno, para lograr acelerar la atención de llamadas y aumentar la capacidad de transporte. Este modo de funcionamiento, llamado en batería, logra una máxima eficiencia mediante índices que calculan varias veces por segundo las circunstancias de funcionamiento en que se halla cada equipo, decidiendo cual de todos posee una situación más ventajosa frente al conjunto para atender el pedido de llamada. Los equipos de última generación emplean un microprocesador especialmente para realizar la tarea de coordinación, debido a la gran cantidad de variables y datos en tiempo real que tienen en cuenta los complejos algoritmos. Ver el video. Disponible en la página de la universidad la dirección exacta te puede ser proporcionada por tu facilitador o en caso de que quieras aprender a utilizar el PLC antes de cursar las EE como Automatización, Electrónica analógica, Electrónica digital, incluso en la materia de Metrología dependiendo del facilitador que elijas para cursar esa Experiencia Educativa.
61
3.7.- Simulación Simular el diagrama de escalera Diagrama de escalera desde: PB, P2, P3, P4, P5, P6.
B2
Ls1
(Mb)
Ls2
PB-P2
(Ms)
Ms
B3
Ls1
(Mb)
Ls3 (Ms)
PB-P3
Ms B4
Ls1
(Mb)
Ls4
PB-P4
(Ms)
Ms B5
Ls1
(Mb)
Ls5
PB-P5
(Ms)
Ms B6
Ls1
(Mb)
Ls6
PB-P6 (Ms)
Ms 62
Diagrama de escalera desde: P2-PB, P2, P3, P4, P5, P6. PB
Ls2
(Ms)
Ls1
P2-PB
(Mb)
Mb B3
Ls2
(Mb)
Ls3 (Ms)
P2-P3
Ms B4
Ls2
(Mb)
Ls4
P2-P4
(Ms)
Ms B5
Ls2
(Mb)
Ls5
P2-P5
(Ms)
Ms B6
Ls6
(Mb)
Ls6
P2-P6 (Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P3, PB, P2, P4, P5, P6. PB P3-PB
Ls3
(Ms)
Ls1 (Mb)
63
Mb B3
Ls3
(Ms)
Ls2 (Mb)
P3-P2
Mb B4
Ls3
(Mb)
Ls4
P3-P4
(Ms)
Ms B5
Ls3
(Mb)
Ls5
P3-P5
(Ms)
Ms B6
Ls3
(Mb)
Ls6
P3-P6 (Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P4, PB, P2, P3, P5, P6. PB
Ls4
P4-PB
(Ms)
Ls1 (Mb)
Mb 64
B3
Ls4
(Ms)
Ls2 (Mb)
P4-P2
Mb B4
Ls4
(Ms)
Ls4
P4-P3
(Mb)
Mb B5
Ls4
(Mb)
Ls5
P4-P5
(Ms)
Ms B6
Ls4
(Mb)
Ls6
P4-P6 (Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P5, PB, P2, P3, P4, P6. PB
Ls5
P5-PB
(Ms)
Ls1 (Mb)
Mb 65
B2
Ls5
(Ms)
Ls2 (Mb)
P5-P2
Mb B3
Ls5
(Ms)
Ls3
P5-P3
(Mb)
Mb B4
Ls5
(Ms)
Ls4
P5-P4
(Mb)
Mb B6
Ls5
(Mb)
Ls6
P5-P6 (Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P6, PB, P2, P3, P4, P5. PB
Ls6
P6-PB
(Ms)
Ls1 (Mb)
Mb 66
B3
Ls6
(Ms)
Ls2 (Mb)
P6-P2
Mb B4
Ls6
(Ms)
Ls3
P6-P3
(Mb)
Mb B5
Ls6
(Ms)
Ls4
P6-P4
(Mb)
Mb B6
Ls6
(Ms)
Ls5
P6-P5 (Mb)
Mb
67
3.8.- “DISEÑO Y APLICACIÓN DEL ABP PARA AUTOMATIZACIÓN DE ASCENSORES CON PLC”
Propuestas metodológicas para lograr las competencias de educación universitaria en la EE.
Automatización.”
Competencias o destrezas que se desean adquirir con esta metodología de ABP. El estudiante aplica los principios, técnicas y metodologías de la programación por bloques o diagramas de escaleras para lograr la solución de problemas de automatización.
Subcompetencia 1.- El estudiante crea y plantea diagramas de escalera o diagramas de bloques así como la carta de tiempo apoyados por un software de PLC.
Subcompetencia 2.- El estudiante creara cartas de tiempo y planteara diagramas de escalera o diagramas de bloques con la simulación de problemas reales de ingeniería referentes a la automatización por medio de PLC.
Subcompetencia 3.- El estudiante realiza la instalación de software y hardware en el
PLC y realiza pruebas en tableros de prácticas, maquetas a escala o
procesos reales para validar la automatización de un ascensor. 68
3.9.- DESARROLLO 1.9.1.- FASE I Y 2 PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA Y ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN PROBLEMÁTICA. Como fase inicial de la metodología del ABP se plantea la situación problemática a los estudiantes previamente integrados por equipos de 3 a 5 estudiantes utilizando como plataforma la pagina de la universidad como es EMINUS 2.0para involucrar a los estudiantes en el entorno del problema.
Cada uno de los integrantes del equipo de estudiantes al termino del curso será capaz de simular con un PLC el control y funcionamiento de un ascensor explicando con una perspectiva de ABP, enfocada en la autonomía del alumno. En esta parte del trabajo el alumno se apoyara con un video que fue grabado en las instalaciones del Hotel Playa Varadero y que les será proporcionado por el facilitador de la EE.
3.9.2.- “Análisis de la situación “uso de la memoria” El objeto de estudio se encuentra ubicado en el malecón costero de la ciudad de Coatzacoalcos, es un ascensor para el desplazamiento de 6 pisos, construido con la finalidad de ser un mirador al mismo tiempo de ser el transporte entre cada uno de los pisos del edificio. Sus componentes fueron construidas por la Mitsubishi.
Breve descripción del objeto de estudios.Se encuentra en la ciudad de Coatzacoalcos en las instalaciones del Hotel Playa Varadero.
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Uso de la memoria.- un ascensor funciona como un medio de transporte en un edificio para facilitar el desplazamiento de las personas de manera tal que ahorren tiempo y esfuerzo en su movimiento.
Conocer el objeto de estudios.- para lograr cubrir el siguiente paso es necesario que te traslades al lugar donde está ubicado el ascensor antes mencionado.
Un equipo de futbol conformado por 32 personas entre jugadores, entrenadores, y utileros que se hospedo en el último piso del edificio antes mencionado desea bajar al lovi del hotel. Como resolverías el problema utilizando los datos que obtendrás en la visita que realizaran por equipos.
70
3.9.3.- FASE 3 ANALISIS DE LA SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
El desplazamiento de las personas en un edificio de un determinado número de pisos, este fenómeno causa una gran eficiencia en el ahorro de tiempo durante el movimiento del huésped en el interior del Hotel Playa Varadero.
Un ascensor en un dispositivo electromecánico que distribuye a las personas que se encuentran hospedadas en cada uno de los pisos del hotel.
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3 . 9 . 4 . - C O M P O N E N T E S D E L AS C E N S O R :
Cabina: La cabina es el elemento portante del sistema de ascensores. Está formada por dos partes: el bastidor y la caja Finales de carrera: Interrumpen la alimentación cuando la cabina rebasa los extremos en ascenso o en descenso. Timbre de alarma: Para que lo utilicen los pasajeros en caso de emergencia. En ocasiones está conectado a una línea de teléfono desde la que se puede solicitar asistencia en caso de quedar atrapado. Luz de emergencia: Ilumina la cabina en caso de que el alumbrado normal sea interrumpido. Limitador de velocidad: Lo componen dos poleas, una instalada en el cuarto de máquinas y otra alineada verticalmente con la primera en el fondo del hueco. A través de ambas pasa un cable de acero cuyos extremos se vinculan, uno a un punto fijo del bastidor de la cabina, y otro a un sistema de palancas cuyo extremo se encuentra en la parte superior del bastidor. Enclavamiento de la puesta: En el acceso a los pisos, que hace imposible la apertura de todas las puertas de acceso excepto la del piso en que se halla detenida la cabina. Mecanismos: La construcción y característica de los grupos tractores y de los motores con que estos van equipados, varían según sea la velocidad nominal del ascensor y del servicio que deben prestar. Se le llama así al sistema en suspensión compuesto por un lado por una cabina, y por el otro por un contrapeso, a los cuales se les da un movimiento vertical mediante un motor eléctrico. Todo ello funciona con un sistema de guías verticales y consta de elementos de seguridad como el amortiguador situado en el foso (parte inferior del hueco del ascensor) y un limitador de velocidad mecánico, que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor en el caso de que esto ocurra. 72
El ascensor eléctrico es el más común para transporte de personas a baja y alta velocidad (superior a 0,8 m/s), elevadores con alta exigencia de confort (hospitales, hoteles) o ascensores que sirven más de 6 pisos.
3.9.5.- ACTIVIDAD 1.- PARA CONSOLIDAR LA FASE 1, 2 Y 3 DEL ABP.CADA EQUIPO REALIZARA UNA RESEÑA Y UNA DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE CÓMO FUNCIONA EL ASCENSOR DEL HOTEL PLAYA VARADERO. a) Para hacer uso de la memoria y los conocimientos previos, los equipos realizaran inicialmente un cuestionario llamado “ABP_Recordar.” b) Leamos el texto de cómo funcionan los ascensores y además veamos los tres videos “ascensores 1,2 y 3” para conocer como este ascensor puede impactar en la cultura de nuestra sociedad referente al transporte entre los pisos de un edificio. c) Visitar el objeto de estudio en el lugar ya mencionado y observar el funcionamiento del ascensor, realizar una breve explicación en Word, una presentación en power point, un video en el que se muestre el funcionamiento del ascensor d) Llenar el andamio cognitivo “ABP descripción técnica” de cómo funciona el ascensor. e) Al término de la actividad 1 los equipos deben comprender como opera el ascensor antes mencionado.
73
Cuestionario llamado ABP_Recordar Llenar la siguiente matriz de preguntas por equipo
¿Sabes
cómo ¿Sus
funciona
¿El
un componentes?
ascensor?
R=
R=
tiempo
que ¿Cuánto
tarda en hacer su
soporta?
proceso?
R=
peso
R=
¿Con
que
¿Es igual en otros
velocidad sube?
ascensores
R=
conozcas?
Da un ejemplo
que R=
¿Dónde
está
ubicado? R=
R=
¿Tiene
algún ¿Sabes que hacer ¿Sabes cómo
impacto
en
ambiental?
emergencia?
de mandos?
R=
R=
R=
¿Sabes capacidad
caso
de función el tablero
que Describe el tablero
¿Cuántas
de de mando interno personas
¿Te
gustaría
aprender más? R=
¿Quién construyo pueden los
componentes
carga soporta?
y externo
subir o bajar al
de ese ascensor?
R=
R=
mismo tiempo?
R=
R=
74
Descripción técnica tiempo de ascenso y descenso del elevador ¿Cuánto tiempo tarada el ascensor en trasladarse del primero al segundo piso?
¿Cuánto tarda el ascensor de trasladarse del primero al sexto piso sin escalas?
¿Cuánto tiempo tarda el ascensor en trasladarse del segundo al primer piso ?
¿Cuánto tarda del sexto al primero ? Preguntas de investigación ¿Qué tipo de motor utiliza el ascensor ? Que velocidad (RPM), potencia y su voltaje de alimentación .
¿Qué capacidad de peso tiene el ascensor ?
¿Qué pasa si se excede el peso ? Si se va la luz y el ascensor queda atascado entre los pisos ¿Cómo es el sistema de ventilación ?
¿ A partir de cuándo tomaste el tiempo de ascenso ?
¿Cuánto tiempo tarda la apertura de la puerta del ascensor y que características tiene el dispositivo la acciona?
75
3.9.6.- FASE 4.- RESOLUCION DEL PROBLEMA Análisis y aplicación de las teorías metodológicas para elaborar las cartas de tiempo que permitan obtener los diagramas de escalera o diagramas de bloques para la simulación con el software del PLC para dar solución a el problema del ascensor.
3.9.7.- ACTIVIDAD 2.- Desarrollo y consolidación de la Fase 4.- Aplicar.- En este punto se refiere al poner en práctica los conocimientos ya adquiridos para poder conseguir un fin determinado
Desarrollo.- identificación de las competencias: El enfoque por competencias se fundamenta en una visión que reconoce al aprendizaje como un proceso que se construye en interacción social. Los nuevos conocimientos toman sentido estructurándose con los previos dando significativita al aprendizaje. En dicho enfoque el catedrático
adquiere un papel de guía,
facilitador, coordinador de actividades, acciones y estrategias que favorecen la construcción de conocimientos. Además, promueve la creación de ambientes y situaciones educativas para responder a los diferentes estilos de aprendizaje, fomentar la investigación, el trabajo colaborativo, la resolución de problemas, el estudio de casos y la elaboración de proyectos educativos transdisciplinares. La definición de las competencias que conforman el perfil del catedrático ahora en función de facilitador es fundamental para el éxito de este ABP y en la Universidad Veracruzana y en el Proyecto Aula, ya que uno de los propósitos fundamentales del Proyecto Aula es que el trabajo de los facilitadores sea mediante un enfoque en competencias lo cual permitirá que los estudiantes adquieran el perfil de egreso. a) Leamos el documento ubicado en Grupos de Yahoo Ingenierias_Tutorías (Grupo diseñado para los tutorados de la facultad de ingeniería de la UV) en Archivos/Automatización/carta_de_ tiempo.doc,
que expresan a través de un
ejemplo como crear una carta de tiempo, tratando de identificar así las competencias para relacionarlas con las propuestas de automatización y uso del
76
software especializado del PLC en función de los estudiantes. b) Revisemos ahora la tabla “descripción técnica “, para tener los elementos y poder generar nuestra propia carta de tiempo sobre el estudio del elevador. c) Explica y argumenta en un texto, no mayor de una cuartilla, tu carta de tiempo y realiza una presentación en power point, la cual expondrás a tu equipo, facilitador y posteriormente al grupo. Además te servirán de base para participar en el foro de Eminus II. D) Una vez que hallas obtenido la carta de tiempo te invitamos a realizar la lectura del
archivo
como
crear
diagramas
de
escalera
ubicada
en
Yahoo
Ingenierias_Tutorías (Grupo diseñado para los tutorados de la facultad de ingeniería de la UV) en Archivos/Automatización/diagramas_escalera. Recursos "ABP" documento PDF PLC (manual) PDF Herramientas de comunicación Grupos de Yahoo y Eminus II
77
A continuación se muestra una carta de tiempo 1
2
3
2
1
3
1
LS1
LS2
LS3
LS4
B1
B2
B3
B4
MS
MB
Carta de tiempo ascensor 3 pisos
Figura 2 La carta de tiempo nace con la necesidad de especificar con precisión cuando se accionan los elementos de diagramas eléctricos o diagrama de control. La carta de tiempo realmente puede servir como un ALGORITMO o representación esquemática que me permitirá obtener los diagramas de escalera o diagramas de bloques para poder transferirlos al software del PLC para realizar las pruebas de solución del problema. 78
Entonces una Carta de tiempo me permite de forma indirecta Simular la solución del problema a automatizar en el software ya que La carta de tiempo es el equivalente a un diagrama de flujo, es decir es la representación esquemática de de la solución del proceso a simular o automatizar.
De esta forma la carta de tiempo me permite obtener los diagramas de flujo o diagramas lógicos, simularlos y validarlos en el software del PLC para posteriormente pasar a la fase 5. A continuación muestro los diagramas de flujo que se obtuvieron de la carta de tiempo, se recomienda leer el archivo creación de diagrama de escalera diagramas de escalera diagramas a bloque y de instrucciones
00000
00001 10000
10000
00002
00003 HR0000
HR 0000
HR 0000 10001
79
Diagrama de funciones (programa de enlace) E1
& E2
>1
S1
E3
& E4 E5
Enlaces
>1 &
Y
>1
O No
2.6.2.-
ejemplos
80
En esta actividad se debe leer lo siguiente:
3.9.8.- Cartas de tiempo y la PROGRAMACIÓN EN ESCALERA Necesidad y usos del PLC La gran mayoría de los procesos industriales requieren algún tipo de coordinación, supervisión o control. La necesaria automatización de estas funciones puede ser llevada a cabo de muy diferentes formas, pero hasta hace algunos años, la práctica común consistía en el control de secuencias de operación en base a cuadros de relés y la utilización de módulos especiales para control de variables continuas como la temperatura y tableros de indicadores (luminosos, por ejemplo) para proveer la interfaz con un operador supervisor.
Lamentablemente, cuando debía cambiarse el proceso, era necesario realizar modificaciones substanciales en el sistema de control del proceso lo cual implicaba grandes costos y demoras. Se requería algún tipo de reconfiguración en el mismo diseño inicial.
Para llevar más allá la idea de la flexibilidad, se concibió la posibilidad de utilizar un computador especializado en el tipo de tareas que normalmente se requería de un control de un proceso industrial: censar de contactos, actuación de relés, conteo, temporización, procesamiento de señales continuas, etc.
El hecho de utilizar un computador permite, en la mayoría de los casos cambiar la funcionalidad del control del proceso sin más que cambiar el programa, ya que en general
todos
los
"componentes"
necesarios
como
relés
auxiliares,
temporizadores, etc. Se encuentran ya implementados en el software interno del mencionado computador que es ahora el control del proceso industrial. En los casos en que las modificaciones sean tantas que la capacidad de sistema inicial
81
quede superada, por lo común será posible expandirlo con hardware adicional para cumplir con las nuevas exigencias.
La "especialización" del computador es básicamente de dos tipos: por un lado, y para facilitar su uso como control de proceso, debe ser programable con facilidad por técnicos habituados al funcionamiento de los controles más tradicionales y disponer de manera simple de todos los componentes de un sistema de control, a los que se hacía referencia, listos para ser utilizados. Por otra parte, el tipo de construcción y su tolerancia a condiciones ambientales y eléctricas extremas, debe permitirle desempeñarse con confiabilidad en todo tipo de montaje industrial. Este computador fácilmente programable para tareas de control, y concebido para ser utilizado en un ambiente industrial, es lo que se conoce como PLC (Programmable Logic Controller), en español, controlador lógico programable.
9.9.9-.Concepto de Programa ¿Cuál es la principal diferencia entre la implementación de un sistema de control de la forma tradicional (cuadro de relés, hardware especial, etc.) y la implementación con PLC?.
La diferencia es la misma que cuando una tarea relativamente compleja es realizada por varias personas trabajando a la vez, pasa a ser realizada por una sola persona. Si cada persona se encargaba de una parte pequeña de la tarea total (por ejemplo: "Encienda el quemador si la temperatura es menor que 60ºC y apáguelo si sube de 65ºC") es posible considerar que no será necesario entrenamiento ni instrucciones especiales para ejecutar esta parte del trabajo. Por el contrario, cuando una sola persona se encarga de todo el trabajo requerirá una lista de todas las actividades a realizar, como hacerlas, y que hacer en caso que sea imposible cumplir con ellas. En el primer caso tenemos un equipo de personas trabajando simultáneamente o "en paralelo", en el segundo caso, tenemos una sola persona atendiendo secuencialmente las distintas subtareas que forman la 82
tarea total. Esta única persona representa al PLC, y la lista de instrucciones que usa como recordatorio es el programa del PLC. De esta analogía, se puede decir que si la dinámica del proceso es tan rápida que cada una de las personas que lo atienden apenas alcanza a controlarlo, entonces no hay posibilidad de que una sola persona pueda hacer el trabajo de todas. Dicho de otra forma, el pasar de operación "en paralelo" o simultánea a operación serie o secuencial, impone condiciones a la velocidad de procesamiento del PLC.
3.10. Diferentes sistemas de programación Con el fin de simplificar la tarea de programación, y de hacerla accesible a quienes no han tenido experiencia previa con computadores, se han concebido distintos métodos más o menos estándares de programación de PLC.
El primero de estos métodos, es la utilización de códigos de operación en la forma de listado que le indica al PLC la secuencia exacta de operaciones a realizar. Otro método consiste en la utilización de símbolos gráficos que representan determinadas operaciones básicas del PLC (Grafcet). La principal ventaja de este sistema es que está estandarizado y que no depende de la marca de PLC que se está programando.
Además, existen programas para computadora personal que permiten contruir los programas de PLC de forma gráfica, por manipulación de estos símbolos. Finalmente, existe el método de programación Ladder, que dada su sencillez y similitud con un diagrama eléctrico es el más difundido.
3.11. Sistema de Programación Ladder El nombre de este método de programación (que significa escalera en inglés) proviene de su semejanza con el diagrama del mismo nombre que se utiliza para la documentación de circuitos eléctricos de máquinas. Cabe mencionar que en 83
estos diagramas la línea vertical a la izquierda representa un conductor con tensión, y la línea vertical a la derecha representa tierra.
Los contactos y bobinas básicas que se utilizan son:
Tipo de Contacto Visualización Pasa corriente cuando... Normalmente abierto La referencia está ON Normalmente cerrado La referencia está OFF
Tabla 1: Contactos típicos de Ladder Tipo de Bobina Visualización ¿Corriente a la bobina? Resultado Normalmente abierta Si Referencia ON No Referencia OFF Inversa Si Referencia OFF No Referencia ON
Si Ref. ON hasta que se apague con “R” Set No Sigue igual Si Ref. OFF hasta que se active con “S” Reset No Sigue igual
Con este tipo de diagramas se describe normalmente la operación eléctrica de distinto tipo de máquinas, y puede utilizarse para sintetizar un sistema de control y, con las herramientas de software adecuadas, realizar la programación del PLC. Se debe recordar que mientras que en el diagrama eléctrico todas las acciones ocurren simultáneamente, en el programa se realizan en forma secuencial, siguiendo el orden en el que los rungs (escalones) fueron escritos, y que a diferencia de los relés y contactos reales (cuyo número está determinado por la implementación física de estos elementos), en el PLC podemos considerar que 84
existen infinitos contactos auxiliares para cada entrada, salida, relé auxiliar o interno, etc.
Además, todo PLC cumple con un determinado ciclo de operaciones que consiste en leer las entradas, ejecutar todo el programa una vez, y actualizar las salidas tal como hayan resultado de la ejecución del programa. Como consecuencia, si una determinada salida toma dos valores diferentes durante una pasada por el programa, solo aparecerá a la salida el último de los valores calculados. El tiempo empleado por el PLC para ejecutar determinado programa es lo que se conoce como “Tiempo de Scan” (scan = barrido en inglés). Los fabricantes de PLC especifican este tiempo de diversas formas, siendo las más comunes indicar el tiempo necesario para ejecutar una sola instrucción y el tiempo para ejecutar un programa de la máxima longitud posible. Se debe tener en cuenta que cuando se habla del tiempo de ejecución de una sola instrucción, este no es el mismo tiempo que el necesario para ejecutar un programa de una sola instrucción. Esta aparente incoherencia, se aclara recordando que una "vuelta" de programa incluye la lectura de las entradas, la actualización de las salidas y una serie de procesos internos que son invisibles al usuario.
Hemos visto también, que los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en determinado rung, son variables lógicas o binarias, que pueden tomar solo dos estados: presente o ausente, abierto o cerrado, 1 ó 0, y que provienen de entradas al PLC o relés internos del mismo. En la programación ladder, estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados: abierto o cerrado.
Consideremos ahora las salidas. Las salidas de un programa ladder son equivalentes a las cargas (bobinas de relés, lámparas, etc.) en un circuito eléctrico. Como indica esta analogía, dos o más salidas pueden programarse en paralelo siempre que queramos activarlas y desactivarlas a la vez. Como salidas en el programa del PLC tomamos no solo a las salidas que el equipo provee 85
físicamente hacia el exterior, sino también las que se conocen como "Relés Internos". Los relés internos son simplemente variables lógicas que podemos usar, por ejemplo, para memorizar estados o como acumuladores de resultados que utilizaremos posteriormente en el programa.
Existen dos formas básicas de activar o desactivar las salidas: con retención y sin retención. La forma más común es la de salida no retenida, lo que significa que la salida es activada si se cumplen las condiciones del rung en el que está programada y se desactiva inmediatamente cuando las condiciones dejan de cumplirse. Las salidas retenidas, por el contrario, se activan y desactivan en rungs diferentes y por instrucciones diferentes. Cuando se cumple el rung en el que la salida debe activarse, ésta lo hace y permanece así, aún cuando la condición de activación deje de cumplirse. El único modo de apagar o desactivar la salida retenida es programar un rung con la correspondiente instrucción de apagado de la salida en cuestión. Las instrucciones de retención y liberación de salidas se usan siempre por pares.
3.12.- Timers Otro elemento de los programas ladder tomado de los sistemas eléctricos es el timer. El timer más común tanto en la programación de PLC como en los cuadros de relés, es el de retardo a la conexión y desconexión instantánea. Cuando se activa la entrada el timer comienza su operación llevando la cuenta del tiempo que la entrada está cerrada. Cuando este tiempo supera al programado (por ejemplo con una perilla, en el caso de un timer electromecánico o un valor escrito en el programa, en el caso de un PLC) entonces el timer activa su salida. Si la entrada se abre, la salida se desactiva instantáneamente.
86
La operación de este tipo de sistemas suele describirse con la ayuda de un diagrama de tiempos, que no es más que una gráfica de el estado de entrada y salidas a lo largo del tiempo.
3.13.- Contadores Todos los PLC´s incorporan funciones que reemplazan a la aplicación de contadores en el sistema de control. Además del obvio uso de estos contadores para contar, por ejemplo, piezas o ciclos de trabajo, la combinación de varios de ellos, quizás con el uso de algunas funciones de tipo aritmético, permite reemplazar programadores a leva y realizar funciones que de otra forma resultarían complicadas. Todos los contadores tienen una entrada de pulsos a contar, una entrada de reset, que cuando es activada lleva al contador a su estado inicial y una salida que se activa cuando la cuenta llega a su valor final. El tipo más común de contador es el ascendente, en el que el estado inicial es: cuenta cero con la salida desactivada. Al ir recibiendo pulsos en la entrada de conteo, la cuenta aumenta siempre manteniendo la salida desactivada, hasta el momento en que la cuenta llega al valor presentado en el programa y el contador deja de contar. Podemos encontrarnos también con contadores descendentes, en los que se programa un valor inicial distinto de cero y la salida se activa cuando luego de realizar un conteo descendente la cuenta llega a cero.
3.14.- Control de flujo del programa Como hemos visto hasta ahora, el "Flujo" del programa, es decir la secuencia en la que todas las instrucciones del programa son ejecutadas es simple: se comienza por la primera instrucción del programa y se continua con la segunda, tercera, etc. hasta la última instrucción y se retoma la ejecución de la primera otra vez, repitiéndose el ciclo indefinidamente.
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Existen casos en los que esto no es lo más deseable. Por ejemplo: si queremos que determinada parte del programa no se ejecute salvo que el usuario así lo pida; o nos encontramos con que dos actividades son mutuamente excluyentes, o simplemente queremos controlar el mismo sistema con dos programas diferentes. También podemos desear que no se haga nada hasta que no se reciba confirmación de una acción que acabamos de tomar (con un fin de carrera, por ejemplo).
Todos estos casos nos muestran que puede ser conveniente tener la posibilidad de modificar el flujo de ejecución tan rígido que normalmente sigue el PLC. Las formas más comunes de hacer esto son dos: con saltos controlados y relés de control maestro.
El salto controlado consiste en hacer que la próxima instrucción en ejecutarse no sea necesariamente la siguiente en el programa.
Algo similar sucede con el relé de control maestro, que desconecta las entradas al programa forzando a éste a no activar ninguna salida, lo que resulta equivalente a no ejecutarlo.
3.15.- Módulos Especiales Cuando es factible expandir la capacidad de un PLC con módulos especiales, tenemos la posibilidad de extraer la máxima funcionalidad posible a un sistema de este tipo.
Llamamos módulos especiales a todos aquellos que no son entradas o salidas lógicas. Los módulos especiales más conocidos son los de entradas y salidas analógicas, a través de los cuales podemos manejar variables continuas como la velocidad, presión, etc. Indudablemente, para que tenga sentido operar con este tipo de 88
magnitudes, el PLC deberá poseer una mínima capacidad de cálculo con variables no estrictamente binarias. A pesar de que nos referimos a variables continuas, el PLC, siendo a fin de cuentas un computador digital, discretizará el continuo de valores posibles en la magnitud física en un conjunto de valores que por lo general pertenecerán al conjunto de los números enteros.
La fineza con que distinga dos valores muy cercanos, dependerá del PLC y del módulo en cuestión, pero generalmente se dividirá el rango de valores de entrada o salida entre 256 y 4096 partes (actualmente es muy factible encontrarse con 32767 partes). Esta resolución es, por lo general, suficiente para aplicaciones de control industrial. Una variable continua cuyo control resulta muy común es la temperatura. Para este caso existen módulos especializados en lectura y linealización de la respuesta de termocuplas.
Está también muy difundida entre los fabricantes de sensores la técnica de transmitir la variable medida por medio de una corriente, escalada de tal modo que al valor mínimo de esta variable le corresponda una corriente de 4 mA, y al valor máximo 20 mA. Resulta sencillo determinar la integridad del cable y hasta del mismo sensor, ya que valores fuera del rango indicado no son posibles bajo condiciones de funcionamiento normal. Se han construido entonces módulos de PLC, tanto de entrada como de salida, capaces de reconocer y generar este tipo de señales.
Otro tipo de módulo especial permite interactuar con dispositivos que producen trenes de pulsos de salida de alta frecuencia. Son los llamados Módulos de Alta Velocidad. Resultan ideales como interfase entre el PLC y sensores del tipo utilizado para determinación de velocidad de giro o desplazamiento (generalmente sensores inductivos). Dada la gran difusión de los encoders incrementales como
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transductor de posición en ejes, etc. también se construyen módulos adecuados para funcionar como interfase con este tipo de sensor.
La principal diferencia entre estos y los módulos de alta velocidad es que estos últimos no son capaces de detectar el sentido de giro o desplazamiento. Existen también módulos para interfase con motores paso a paso, y para aplicaciones en las que se requiera control de posición tal como se consigue con técnicas de control numérico, se obtienen módulos capaces de cerrar el lazo de control entre el encoder y el servomotor.
Aplicación propuesta de mejora Como ya sabemos un ascensor es un avance tecnológico que ha contribuido a mejorar la vida del ser humano, al ayudarle en sus traslados, ya que de esta manera ha podido evitar el subir grandes cargar por las escaleras de los edificios e incluso a el mismo al trasladarse entre un piso y otro ya sea en su lugar de trabajo o en su vivienda. Una propuesta de mejora para un ascensor puede ser el no tener que oprimir un botón para hacer que el ascensor suba, baje o simplemente llamarlo para poder abordar a la cabina. Otra mejora podría ser que en la botonera interna no tendríamos que apretar el número del piso al que vamos, sino que poder ordenar con un comando de voz establecido por el programador con eso hacer un poco más cómoda y fácil nuestra transición entre un piso y otro.
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Conclusión. El aprendizaje basado en problemas resulta ser un sistema de enseñanzaaprendizaje que es de mucho beneficio para el estudiante puesto que con esto el estudiante se independiza de alguna manera de la enseñanza tradicional, ya que al mismo tiempo de estudiar lo que quiere aprender en el momento además lo lleva a la práctica y esto hace que su aprendizaje no sea superficial y se vuelva completamente significativo.
Este sistema puede ser aplicado en muchas áreas sino es que en todas, en este caso fue aplicado en el análisis del funcionamiento en un ascensor de 3 pisos, dando resultados positivos en la elaboración de este trabajo recepcional.
De esta manera se crea una generación de profesionales que no solo tienen el conocimiento teórico, sino que también tienen el conocimiento práctico, esto les da una gran ventaja en el mundo laboral al que tendrán que enfrentarse una vez que concluyan su formación universitaria, habiendo obtenido una técnica de aprendizaje innovadora y de gran ayuda para toda su vida profesional.
Como todos sabemos la competencia en el mundo laboral es mucha y nunca está de mas prepararse en algunas cosas, técnicas o áreas que el resto de las personas contra las que estarán compitiendo por un empleo no tendrán, y no hay mejor lugar para aprender todo lo que necesitas y así poder estar listos para lo que te espera en un futuro cercano, que toda esa preparación antes mencionada te sea proporcionada por la universidad en la que estudias en este caso la Universidad Veracruzana pionera en la región, al implementar un sistema de aprendizaje autónomo centrado en el estudiante, dejando atrás los métodos de enseñanza tradicional con el (MEIF) Modelo Educativo Integral Flexible.
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