PRO!RAMA DE ,ORMACIÓN RE!ULAR
MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA SISTEMAS MECATRÓNICOS INDUSTRIALES LABORATORIO N° 03 Aut o ma t i s mo sdeSi s t e ma sc o n PLC SI EMENSS7300
Alumnos: • • • • •
Choquemaque Mendoza John Quispe Escarcena, Roberto Salas Nina, Alexandra Alexandra Revilla ora!co, "r!an #ancco Condori, Manuel
Docente: Mi$uel e%n I SEMESTRE !"u#o B
A"e$u%#&'Pe"( )0*+
1.- OBJETIVOS
&'R
Realizar el circuito electro hidráulico para poder ser controlados
con un PLC. Realiza ealizarr el progr program ama a Ladder Ladder y lista lista
de instru instrucci ccion ones es que
controle la secuencia del circuito hidráulico Utilizar el software Step 7. Conocer e identicar las partes de un sistema mecatr!nico. "denticar los tipos de sensores# de presi!n# temperatura. "denticar los tipos de actuadores. $pli $plica carr los los sens sensor ores es %ina %inari rios os de pres presi! i!n n a dete deterrmina minado dos s requerimientos operati&os industriales.
2.- SEGURIDAD EN LA EJECUCIÓN DEL LABORA LABORATORIO TORIO $ntes de realizar el la%oratorio' Tener cuidad ado o con e !i"o # ni$ee% de $o!a&e 'u e %u(ini%!ran a o% e'ui"o%
$ntes de util $ntes utilizar izar los inst instrume rumentos ntos cerciorarse si son de entrada o de salida# para no da(ar los equipos
)ener cuida )ener cuidado do e en n la cone*i!n cone*i! n y en la la descone*i!n de l os equ ipos utilizados
•
$seg+rese que usted y sus compa(eros de grupo tienen los implementos necesarios de seguridad. Recuerde que &a a tra%a,ar con elementos de aire comprimido# electricidad y -uidos de alta presi!n.
).- RECURSOS Equipos, instrumentos ! accesoriamente(
PC
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Realizar el circuito electro hidráulico para poder ser controlados
con un PLC. Realiza ealizarr el progr program ama a Ladder Ladder y lista lista
de instru instrucci ccion ones es que
controle la secuencia del circuito hidráulico Utilizar el software Step 7. Conocer e identicar las partes de un sistema mecatr!nico. "denticar los tipos de sensores# de presi!n# temperatura. "denticar los tipos de actuadores. $pli $plica carr los los sens sensor ores es %ina %inari rios os de pres presi! i!n n a dete deterrmina minado dos s requerimientos operati&os industriales.
2.- SEGURIDAD EN LA EJECUCIÓN DEL LABORA LABORATORIO TORIO $ntes de realizar el la%oratorio' Tener cuidad ado o con e !i"o # ni$ee% de $o!a&e 'u e %u(ini%!ran a o% e'ui"o%
$ntes de util $ntes utilizar izar los inst instrume rumentos ntos cerciorarse si son de entrada o de salida# para no da(ar los equipos
)ener cuida )ener cuidado do e en n la cone*i!n cone*i! n y en la la descone*i!n de l os equ ipos utilizados
•
$seg+rese que usted y sus compa(eros de grupo tienen los implementos necesarios de seguridad. Recuerde que &a a tra%a,ar con elementos de aire comprimido# electricidad y -uidos de alta presi!n.
).- RECURSOS Equipos, instrumentos ! accesoriamente(
PC
S)P 7 PLC Siemens S7/011 Sistemas 2idráulicos3neumáticos
*.- +ARCO TEORICO
A)*+MA*-AC.N A)*+MA*-AC.N /E &R+CES+S )n sistema autom0tico busca la sustituci%n del operador humano tanto en sus tareas 12sicas como mentales3 El concepto de re$ulaci%n autom0tica mane4ada hasta el presente cap2tulo, se ha centrado especialmente en tareas de control que pueden ser consideradas como mu! unidas unid as al proceso que se desean controlar3 /e esta 1orma, siempre se ha considerado que existe una consi$na que de al$una 1orma es suministrada por el usuario, ! que el sistema de control debe conse$uir como respuesta del sistema3 Sin embar$o, en un sistema autom0tico actual, 5ste es un lazo de control considerado como de nivel b0sico3 as teor2as ! t5cnicas de re$ulaci%n de procesos, tanto continuos como discretos, tienen como ob4etivo conse$uir que las variables controladas se comporten se$6n unas consi$nas de mando ! unas caracter2sticas3 Este ob4etivo no es el 6nico ni el m0s comple4o quedando a6n muchos aspectos que tocar a la hora de automatizar3 Muchas de las operaciones que deben ser realizadas en un sistema autom0tico, no necesitan de la precisi%n, el se$uimiento, o el control din0mico hasta ahora supuesto en el estudio de los sistemas continuos3 Es m0s, la ma!or2a de las acciones de control que se realizan quedan constituidas por sistemas que s%lo admiten dos estados( o activos o inactivos3 *al *al es el caso de la activaci%n de una cinta transportadora, del cierre de una pinza, el accionamiento de un alimentador discreto, o la lectura de determinados sensores de presencia, contacto, luz, etc3 &or tanto, en muchos casos, !a no es tan importante c%mo se hacen las operaciones autom0ticas, sino cu0ndo ! c%mo se coordinan las mismas3 Este aspecto de la automatizaci%n, residente sobre sistemas con un n6mero 1inito de estados, es lo que se denomina control todo7nada3 Automatizaci%n /otaci%n a la 1ase 1ase de producci%n de un sistema de control, control, potencia ! comunicaci%n, que realice el traba4o ! que pueda ser $obernado por el operador mediante un sistema de mando
,.-DESARROLLO )na maquina pulidora se emplea para pulir cubiertas met0licas de un producto3 as cubiertas son colocadas a mano3 Cuando se presiona el bot%n S*AR* S*AR* el motor hidr0ulico arranca ! el cilindro 8A ubica el pulidor en posici%n de traba4o3
El cilindro de alimentaci%n 9A lue$o e4ecuta 8: dobles carreras entre dos sensores3 as 8: carreras son $rabadas por un contador3 ue$o de las 8:
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carreras se completa el ciclo, el v0sta$o 9A retorna a su posici%n ori$inal3 El motor se detiene ! se ubica el pulidor en su posici%n ori$inal3 El cilindro de alimentaci%n es activado a trav5s de un circuito di1erencial3
4ig 5. Componentes del mecanismo
+-*' DIA!RAMA DE ,UNCIONAMIENTO
'i$ ;3 'uncionamiento mediante el dia$rama de 1aces3
+-)'
CIRCUITO .IDR/ULICO
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'i$ 93 Circuito hidr0ulico3
+-3'
CIRCUITO DE MANDO ,UER1A
4igura 6. Sistema de mando.
+-+ CIRCUITO DE ,UER1A O POTENCIA-
'i$ura :3 C"RCU") 8 4UR9$.
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'i$ura <3 *abla de entradas ! salidas
a= A//ER
Lader # de%cri"cin de "roce%o
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.- EJERCICIOS .1 E%'ue(a 1 AMEN*AC.N /E &E-AS A )NA MAQ)NA A&CA/+RA /E C+A os sistemas modernos de alimentaci%n de piezas deben ser vers0tiles >para utilizarlas en combinaci%n con diversas m0quinas di1erentes, contribuir a acelerar los procesos ! controlarlos me4or3 Cumpliendo estas condiciones, permiten aprovechar me4or ei rendimiento de las m0quinas3 En el dibu4o se aprecia un sistema sencillo para la alimentaci%n de listones o tableros que puede ser montado posteriormente en una m0quina3 as piezas son retiradas del car$ador mediante un $ancho escamoteabre >si las piezas son anchas, puede utilizarse varios $anchos= ! desplazadas hasta los rodillos de avance3 Estas desplazan la pieza para posicionara deba4o de una herramienta o una m0quina aplicadora de cola >que no aparecen en la $r01ica= os rodillos est0n 1orrados de $oma para ma!or 1ricci%n ! no da?ar las piezas3 El $ancho solamente tiene que sobresalir unos pocos mil2metros para co$er la pieza3 El empu4ador se desplaza $uiado en carriles en 1orma de ) o @ hasta que la leva de conmutaci%n act6a sobre el detector, con lo que se invierte el sentido del movimiento3 a inversi%n del sentido tambi5n podr2a estar a car$o de un detector para cilindros3
C+M&+NE*ES A )*-AR( SS*EMA MECANC+ C+M&+NEN*E
/ESCR&C+N MAEN
Em#u2&o"
Encar$ado de deslizar los tableros
C&""%l e 4u5&
c&"4&o"
Ro%llos e &6&nce
!&nc7o e &""&st"e
SS*EMA /E C+N*R+ B A)*+MA*-AC+N &C SEMENS S79DD
o listones que se encuentran apilados3 Encar$ado de proporcional el camino de recorrido en l2nea recta hasta que el tablero lle$ue hasta los rodillos3 Encar$ado de almacenar los tableros hasta que sean desplazados por el $ancho de arrastre hacia el carril3 'orados de $oma para ma!or 1ricci%n ! no da?ar la pieza, se encar$an de a!udar en el transporte3 Sobresaliente en unos mil2metros para poder co$er ! desplazar la pieza
&ara automatizar el circuito a trav5s de un control l%$ico se hace uso del &C siemens S79DD3 &reviamente se deber0 utiliza un len$ua4e de pro$ramaci%n >+&, AF, etc3 =
&'R
&ro$ramaci%n en len$ua4e A//ER a trav5s de un so1tGare utilizando SMA*C3
SS*EMA /E ME/C+N C+M&+NEN*ES Sensor de proximidad
A trav5s del pro$rama SMA*C7 Step , se aplicara una l%$ica secuencial , la cual contara con( EN*RA/AS SA/AS *EM&+R-A/+RE S MEM+RAS C+N*A/+RES MAEN
/ESCR&C+N os sensores de proximidad se encar$aran de activar los cilindros de topes, para contener los ob4etos a leva de conmutaci%n act6a sobre el detector ! de esta manera se lle$a a invertir el movimiento
MAEN
/ESCR&C+N Estos cilindros se encar$aran de levantar los de los ob4etos que circulan por la cinta o 1a4a transportadora , hacia los dep%sitos intermedios
eva de conmutaci%n
SS*EMA /E AC*)AC+N C+M&+NEN*ES &ist%n neum0tico
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Compresor
Encar$ado de $enerar el aire comprimido para el 1uncionamiento del circuito3 /ebe calcularse su capacidad de acuerdo al la presi%n de traba4o ! caudal de los componentes
&artes del circuito Empu4ador para la alimentaci%n de las piezas Carril de $u2a Soporte Car$ador &ies Rodillos de avance Soporte del car$ador ancho de arrastre Cilindro neum0tico eva de conmutaci%n M0quina para aplicar col /etector
'i$ura del esquema 8( Aplicadora de cola
.2 E%'ue(a 2 ES/UE+A NRO.20 Almacenar moment0neamente as estaciones de traba4o modernas suelen estar unidas por un sistema de transporte vers0til con dep%sito intermedio, !a que de esa manera aumenta la e1iciencia de toda la instalaci%n3 Concretamente, en caso de producirse un 1allo en al$una estaci%n, las dem0s pueden se$uir 1uncionando, al menos durante al$6n tiempo hasta que los dep%sitos intermedios est0n llenos ! no puedan aco$er m0s piezas3 Si todo 1unciona bien, las piezas pasan sin entrar en dichos dep%sitos3 Si
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una estaci%n 1alla, los elementos que transportan las piezas son desviados hacia &'R un deposito intermedio3 Solo si la capacidad de este se a$ota, tienen que desconectarse las dem0s estaciones3 En la $r01ica se muestra una soluci%n de esta 2ndole3 &ara que la operaci%n de almacenamiento moment0neo o de vaciado del dep%sito intermedio 1uncione correctamente, es necesario que el elemento porta pieza si$uiente se deten$a brevemente3 as operaciones de elevaci%n, bloqueo ! su4eci%n pueden realizarse mu! bien con cilindros neum0ticos3 a estructura del dep%sito intermedio es relativamente sencilla
C+M&+NE*ES A )*-AR( SS*EMA MECANC+ C+M&+NEN*E 8 C%l%n"os neum9t%cos #&"& to#e
) c%l%n"os neum9t%cos
,&2& t"&ns#o"t&o"&
MAEN
/ESCR&C+N +cho cilindros neum0ticos 'ES*+ para realizar el tope , para detener las piezas en movimiento ! levantarlas hacia el se$undo almacenamiento Estos cilindros se encar$aran de levantar los de los ob4etos que circulan por la cinta o 1a4a transportadora , hacia los dep%sitos intermedios En con4unto con un motor , ser0 la responsable de transportar los elementos por distintos puntos del sistema
C&"4&o" so#o"tes moto" e l& ;&2&
Encar$ado de transmitir movimiento a la 1a4a transportadora
Com#"eso"
Encar$ado de $enerar el aire comprimido para el 1uncionamiento del circuito3 /ebe calcularse su capacidad de acuerdo al la presi%n de traba4o ! caudal de los componentes
SS*EMA /E C+N*R+ B A)*+MA*-AC+N &C SEMENS S79DD
&ro$ramaci% n en len$ua4e A//ER a trav5s de un so1tGare utilizando SMA*C3
SENS+RES B @A@)AS C+M&+NEN*ES
MAEN
&ara automatizar el circuito a trav5s de un control l%$ico se hace uso del &C siemens S79DD3 &reviamente se deber0 utiliza un len$ua4e de pro$ramaci%n >+&, AF, etc3 = A trav5s del pro$rama SMA*C7 Step , se aplicara una l%$ica secuencial , la cual contara con( EN*RA/AS SA/AS *EM&+R-A/+RE S MEM+RAS C+N*A/+RES /ESCR&C+N
&'R
@0lvula re$uladora de caudal
Sensor de proximidad
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@0lvula distribuidora
Sensor de posici%n
&artes del circuito Car$ador &orta piezas Soporte Cilindro de tope &laca elevadora Cinta de transporte Cilindro neum0tico
Es la encar$ada de limitar la velocidad de salida o retorno de los cilindros, los cuales levantaran los ob4etos hacia el almacenamiento3 os sensores de proximidad se encar$aran de activar los cilindros de topes, para contener los ob4etos Es la unidad encar$ada de 1iltrar , re$ular ! lubricar el aire comprimido que in$resa al circuito /e aqu2 saldr0s las conexiones por medio de man$ueras hacia todos los cilindros del circuito3 El sensor de posici%n , a!udara a determinar si los cilindros se encuentran extendidos o no , para de esta 1orma realizar una acci%n dentro del circuito lo$ico3
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&'R
'i$ura del esquema ;( Cinta de transporte con deposito intermedio ')NC+NAMEN*+ /E CRC)*+ A continuaci%n se muestran los distintas partes del circuito
Se aprecia el desplazamiento del producto a trav5s de la 1a4a transportadora, el almac5n 8 se encuentra lleno, por lo que en la pro$ramaci%n se activara el almac5n ;3
Se activan primera los sensores de posici%n, por lo que los cilindros de tope deba4o del almac5n de reserva ;, se activan en 1orma "HAH3
)na vez sale el primer cilindro de tope , se activa el anterior
/espues el cilindro neumatico , que esta ubicado en medio de los dos cilindros de tope , se activa en AH, hasta que lle$a a su maxima carrera
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'inalmente se activan un temporizador con retardo a la conexion despues de que el elemento elevado ha!a rozado los dos cilindros de tope retraidos , activandose de esta 1orma los sensores de tope superiores dispuestos horizontalmente 3
os dos pistone de tope superiores retienen el producto levantado para que lue$o el piston principal retorne 3 Este proceso se repite hasta que se llene el almacen de reserva3
.) E%'ue(a ) Maquina especial para biselar extremos de tubos3 Con 1recuencia es necesario cortar tubos de diversas lon$itudes ! biselar sus extremos3 as dos partes de esta m0quina es especial pueden e1ectuar estas operaciones despu5s de realizar el a4uste correspondiente en 1unci%n de la lon$itud necesaria3 as operaciones de tomar ! colocar pueden solucionarse de modo relativamente sencillo mediante actuadores neum0ticos3 En el e4emplo, los tubos son alimentados por un plano oblicuo dotado de rodillos3 El sistema de entre$a de las piezas biseladas es similar3 as piezas se su4etan durante la operaci%n de biselado, lo que si$ni1ica que la herramienta e4ecuta los movimientos necesarios3 El movimiento de avance del carro puede ser m0s homo$5neo conectando un 1reno hidr0ulico en paralelo con respecto al movimiento de traba4o3
Componentes( 8 Cilindro de su4eci%n ; Estructura de la maquina 9 &ieza a biselar I &lano oblicuo : Separador
&'R
< )nidad lineal &lano oblicuo de alimentaci%n de la pieza Cilindro neum0tico K "razo 8D Actuador $iratorio 88 &alanca de expulsi%n 8; Cuchillas 89 Motor el5ctrico 8I #usillo 8: *ope 8< 'reno hidr0ulico
SS*EMA /E C+N*R+ B A)*+MA*-AC+N &C SEMENS S79DD P&"& &utom&t%<&" el c%"cu%to & t"&6=s e un cont"ol l>4%co se 7&ce uso el PLC s%emens S?'300P"e6%&mente se e@e"9 ut%l%<& un len4u&2e e #"o4"&m&c%>n OP AL etc- &ro$ramaci%n en A t"&6=s el #"o4"&m& len$ua4e A//ER a SIMATIC'Ste#? se trav5s de un so1tGare &#l%c&"& un& l>4%c& utilizando SMA*C3 secuenc%&l l& cu&l cont&"& con: ENTRADAS SALIDAS TE+ORIADOR ES +E+ORIAS CONTADORES
Componentes C+M&+NEN*E c%l%n"os neum9t%cos
SS*EMA MECANC+ IMA!EN
DESCRIPCION Estos cilindros se encar$aran de levantar los de los ob4etos que circulan por la cinta o 1a4a transportadora , hacia los dep%sitos intermedios
,"eno 7%"9ul%co
&ara un movimiento constante durante el traba4o de biselado
Actu&o" 4%"&to"%o
Esta se encar$a de trasladar de en 1orma de arco para lue$o su 1i4aci%n3
Moto" el=ct"%co
Esta nos a!uda para el movimiento del usillo
Senso" c&#&c%t%6os
/etecta la pieza que est0 in$resando para lue$o esta accione un de los actuadores que $obierna
,%n&les e c&""e"&
/etecta las posiciones de carrea de cada actuador para lue$o accionar un actuador de $obierne3
'uncionamiento del circuito(
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El 1uncionamiento inicia del plano oblicuo ! el brazo del actuador $iratorio est5n unidos mediante un sensor de proximidad para esta se accionara el pist%n del plano oblicuo para la alimentaci%n, lue$o esta tiene un sensor capacitivo en la parte de la curvatura para la detecci%n de la pieza a car$ar ! trasladar para la su4eci%n de los dos pistones donde en el mismo lu$ar est0 suspendida por un determinado tiempo para mandar al lu$ar de biselado esta se a!uda de un pist%n neum0tico ! lue$o existe un sensor de proximidad para la detecci%n de que la pieza para el accionamiento de motor ! el 1reno hidr0ulico3
<37 +"SER@AC+NES B C+NC)S+NES 7Se identi1icaron tipos de actuadores de acuerdo a la aplicaci%n de los esquemas realizados de automatizaci%n presentes en el laboratorio, los cuales 1ueron cilindros neum0ticos para el esquema 9 ! cilindros de tope3 7Se utiliz% el so1tGare Step LSimatic para realizar la pro$ramaci%n en len$ua4e +& de una maquina pulidora, en la cual intervinieron, contadores, comparadores ! temporizadores3 Se pudo identi1icar al$unos procesos aplicativos de automatizaciones con el uso de &C en la industria, as2 como tambi5n identi1icar su importancia en el desarrollo de la misma3 Se encontraron sistemas de lazo cerrado en los automatismos aplicativos , los cuales son de mucha importancia ! aplicacion en la industria3
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ANE+S
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A A)*+MA*-AC+N
Qu5 es un automatismoO *odo dispositivo 12sico >el5ctrico, electr%nico, neum0tico, hidr0ulico, etc3=, capaz de controlar el 1uncionamiento de una m0quina o proceso ibera al hombre de operaciones peli$rosas, pesadas o rutinarias3 El elemento de control P e4ecuta el pro$rama l%$ico interno, P reacciona ante la in1ormaci%n recibida por captadores P actuando sobre los accionamientos de la instalaci%n3
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Se debe recordar que mientras que en el dia$rama el5ctrico todas las acciones ocurren simult0neamente, en el pro$rama se realizan en 1orma secuencial, si$uiendo el orden en el que los escalones 1ueron escritos, ! que a di1erencia de los rel5s ! contactos reales >cu!o n6mero est0 determinado por la implementaci%n
