Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Eléctrica
LABORATORIO LABORATORIO DE ACCIONAMIENTO ELECTRICO “Puente levadizo Accionado por Pistones”
Pro#esor $
Osvaldo ue!ada
Alu%no s$
Felipe "envin #aría$osé "rice%o Diego &u!m'n Se(asti'n $ara Fernando )o*as #anuel Sep+lveda 22 de Diciem(re, 2-.-
&ec'a$
ndice
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Introducción y Descripción del proyecto
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Descripcion de los elementos utili!ados
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#ateriales utili!ados
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Diagrama electro neum'tico
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Descripción del 1rograma
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)esolución Diagrama adder
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Conclusiones individuales
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4ne5o
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Introducción y Descripción del proyecto El presente in7orme, da cuenta de un puente levadi!o accionado por pistones, los cuales son controlados con un 1C su*eto a una (otonera la cual nos da las opciones de tra(a*ar de 7orma manual, su(iendo o (a*ando los pistones, o en 7orma autom'tica mandando una se%al a dos sensores u(icados (a*o el puente, los cuales se encargan de veri8car si un o(*eto 9(arco: llega al puente para su(ir los pistones o cuando ya pase el puente para veri8car ;ue no hayan o(st'culos y puedan (a*ar los pistones< os materiales utili!ados son pistones, sensores de distancia, un 1C programado a través de =>idoSo7t y una (otonera, para dar las opciones de autom'tico o manual< Continuando con la con7ección del puente, agregaremos en el in7orme el Diagrama de 7uer!a, el cual ('sicamente nos muestra ('sicamente el 7uncionamiento ;ue tiene el compresor ;ue nos suministra el aire necesario para accionar los pistones de (uena manera< =am(ién daremos a conocer el programa utili!ado para programar el 1C conectado a una (otonera, el cual nos permite controlar el puente en modo manual o autom'tico<
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Descripcion de los elementos utilizados
Tal como ya se menciono, el proyecto trata de un puente levadizo, donde se procedio primero confeccionando la parte física, para lo cual se hizo uso en una primera instancia de maderas, de tal forma de tener una base firme la cual debía ser capaz de soportar los movimientos de los pistones y asemejando a un caso real soportando el paso de vehículos. En la figura a continuación se muestra la estructura finalizada, y luego se hará una breve explicación de la finalidad de cada componente dentro del sistema.
ara poder subir y bajar las compuertas del puente se hizo uso de dos pistones, los cuales se activaran cuando un barco desee pasar debajo del puente, cabe destacar !ue los pistones utilizados son de tipo neumáticos.
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ara poder suministrar el aire re!uerido para el movimiento de los pistones se necesitó una estación neumática, la cual solo re!uería de un tiempo de carga para poder hacer un uso constante de "sta.
El suministro del aire llega sólo por una vía, pero como se decidió utilizar dos pistones fue necesario hacer uso de una T, de tal forma de poder asegurar el suministro de aire para ambos pistones.
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#hora, para poder activar el movimiento de los pistones de forma el"ctrica, se ocupó una válvula solenoide, la cual se muestra a continuación.
#l momento de ir probando el movimiento de los pistones con el programa fue notoria la necesidad de controlar la velocidad de subida y bajada de los pistones, ya !ue la diferencia y la velocidad de los movimientos entre los pistones podría tener consecuencias
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al llevar el sistema a la práctica. ara poder aminorar estas diferencias se utilizó las válvulas reguladores de flujo $estranguladoras%.
El sistema necesitaba un sistema automático con el cual funcionar, ya !ue aun!ue el puente constara con un sistema manual con el cual funcionar, no es óptimo tener la necesidad de un operario de forma constante para activar el movimiento de las compuertas, con este fin se decidió buscar otra forma de tal forma de poder llevar a cabo el funcionamiento del puente de forma automática, en busca de cumplir con esto se decidió utilizar sensores de distancia, los cuales tuvieron !ue ser seteados con una distancia aproximadamente a la separación de las compuertas.
Tal como ya se menciono el sistema constaba de un funcionamiento manual y de uno automático, la selección de los modos de trabajo del sistema se hace a trav"s de una botonera, seleccionando el modo automático o manual seg&n lo !ue se re!uiera, considerando además, !ue en modo manual para !ue las compuertas se abran y mantengan abiertas el sistema re!uiere !ue el botón este constantemente presionado.
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El control del proceso podía llevarse a cabo utilizando una variada cantidad de dispositivos, pero por la familiarización !ue se posee con el '( TsxT)ido(##*+- se estableció "ste como nuestro medio de control.
# continuación se muestra el puente cuando estaba con las compuertas abiertas, esto haciendo uso del modo manual.
A
Materiales (tilizados Sensor SIC, modelo B .221?/-
Cilíndrico Fotoeléctrico, con salida programa(le C O, serie OC6.D
esarrollo de la experiencia 'os sensores se conectan al '( T)ido seg&n las indicaciones del fabricante.
Sensor B .221?/-
Cone5ión
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OC6.D Cone5ión O 9Este sensor tiene dos modalidades 911 y 1: adem's de dos tipos de cone5iones, una para el caso O y otra para C:
Cone5ión C
/ensor 0' 1*2*+34 Este sensor se conectó tal como dice la hoja de datos. #l hacer esto, se prueba pa ra revisar !ue se encuentre en las condiciones adecuadas. #l hacer esto, se nota !ue el sensor no funciona correctamente, por lo cual se procede a reemplazarlo por el modelo siguiente. #sí se usan dos sensores del mismo tipo y la misma configuración.
/ensor 5(6712 En este caso se seleccionó la conexión normal abierto $85%. El sensor es de tipo 8, por lo !ue se conecta de acuerdo a la tabla de conexión 85. /eg&n el fabricante, el sensor 5(6712 $sensor cilíndrico% tiene un rango de medición de hasta 14cm $144 mm%, tal como se muestra en la figura siguiente9
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Tal como lo muestra la figura, el sensor tiene un comportamiento adecuado en el rango de * a 144 mm, en el cual la muestra es adecuada para la !ue se necesita. ero si el rango se excede, el sensor medirá en condiciones deficientes.
ara el caso del sensor 0'1* *+34 $sensor cuadrado%, el fabricante recomienda lo siguiente seg&n los es!uemas siguientes9
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Figura .G &anancia de Sensor para di7erentes modelos
Figura 2G 4*uste de Sensor
'a figura 1 muestra la familia de curvas para sensores de distintos modelos. En el caso de nuestro sensor, la curva corresponde a la 1 $rango de 4 a :m%. 'a figura *, muestra !ue el sensor se debe ajustar mediante el punto ;, el cual regula la ganancia de "ste, para obtener un mejor ajuste.
Es importante destacar !ue la salida de ambos sensores corresponde a una del tipo digital, lo cual significa !ue esta toma los siguientes valores9 4 y 1.
Diagrama electro neumático
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En diagrama anterior se tiene !ue la posición inicial de los cilindros es contraídos $solenoide <* activada%, y cuando se activa la solenoide <1 se extienden .'a velocidad de salida y entrada del brazo del cilindro se regula con válvulas estranguladoras.
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Descripción del Programa
'a función principal del proyecto presentado trata sobre la subida y bajada de un puente elevadizo, !ue para nuestro caso se utilizaron dos pistones, uno para cada lado del puente y una válvula ;=* pilotada por rel" a **4 6ac, donde cada pilotaje es conectado a un rel" controlado por los *+6 !ue entrega el '( t)ido utilizado $>4.4 y >4.1%. ?ay !ue se@alar !ue los pistones son de doble efecto, donde una de las salidas de la válvula se conecta directamente a los pistones con el efecto !ue salga y la otra salida para !ue entren dichos pistones. En resumen, el '( tendrá dos salidas para pilotar la válvula anteriormente mencionada. (on el fin de manejar la subida y baja del puente, se tendrán dos modos9 uno automático y otro manual, el cual se especifica utilizando un selector ubicado en la botonera $A4.* e A4.3%. /i seleccionamos modo manual $A4.3%, se deberá mantener presionado el botón de 58 $A4.4% para subir el puente. /i dejamos de presionar se baja el puente $A4.1%. Esto se logra gracias a los botones !ue tienen un normal abierto y un normal cerrado en un solo módulo. /i seleccionamos modo automático $A4.*%, entran a funcionar los sensores de distancias previamente ajustados para accionarse a una distancia del puente. (undo se va acercando un objeto y entra en el ajuste del sensor de distancia tipo 1 $A4.+%, se eleva el puente por lo !ue es activada la salida >4.4 del '(. 'uego de cruzar y ser detectado el objeto a una distancia razonable del puente, este se baja, de manera !ue se activo la salida >4.4. # continuación se muestra una tabla con el resumen de entradas y salidas9
Tablas de entrada modo automático y manual9
Tag Botonera 58 Botonera 5 /elector os 1 /elector os * /ensor de distancia ti po 1 /ensor de distancia tipo *
Dirección A4.4 A4.1 A4.* A4.3 A4.+ A4.;
Etiqueta /alida istones Entrada istones Codo #utomático Codo Canual /ensor Entrada /ensor /alida
Tablas de salidas modo automático y manual9
Tag 6álvula ;=* osición entrada istón 6álvula ;=* osición /alida istón
Dirección >4.1
>4.4
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Es necesario se@alar !ue la velocidad de entrada y salida del pistón dependerá de la cantidad de aire !ue se utilice, de manera !ue se colocaron válvulas estranguladoras para cada pistón, tanto para el accionamiento de la salida de este como la de entrada.
Resolución Diagrama Ladder
# continuación se muestra el resultado final de la programación en 'adder del '( T/D T)ido, como se esperaba del problema.
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5bservando el diagrama ladder confeccionado para el proyecto podemos describir lo siguiente9
En las primeras dos líneas, en rung 4 y rung 1, se utiliza para seleccionar el modo automático o manual, donde claramente solo se puede elegir uno de los dos, debido a la seguridad planteada por los contactos normal cerrados utilizados $C3 y C+%.
'as líneas rung * y rung 3 están destinados para se@alar cundo se presiona el botón 58 y 5ff del modo manual, guardándola en una marca interna del '( mientras este presionado. En el caso de !ue este el selector en modo automático, no es posible habilitar las marcas de estas líneas, por lo !ue está presente la seguridad. 'uego esa marca interna acciona las salidas >4.4 y >4.1 dependiendo si se !uiere abrir o cerrar el puente.
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e las líneas rung + al : se dise@a el programa en modo automático, donde los sensores deben funcionar a la perfección para coordinar el buen manejo del puente. onde es necesario !ue el sensor de entrada haya sido activado para !ue reci"n el sensor de salida entre a trabajar, para luego cerrar el puente.
inalmente las líneas rung y rung 7, se utilizan para activar las salidas del '(, es decir para !ue salga o entre el pistón utilizado para el puente. # continuación se muestra la conexión básica del '( t)ido con entradas y salidas
Conclusiones individuales
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(onclusiones $iego Fuzmán% # trav"s del presente se logro un acercamiento más allá de lo !ue se logra con cual!uier otro ramo, ya !ue en este proyecto se tuvo !ue trabajar tanto en la parte hard)are como soft)are, se tuvo !ue crear el puente en su totalidad, lo cual permitió !ue nos di"ramos cuenta de detalles !ue de otra forma no lo haríamos, en específico podemos decir !ue se cumplieron en su totalidad los objetivos del proyecto, ya !ue el proyecto funciono en su totalidad.
(onclusiones $ernando -ojas% Fracias a este proyecto, se comprobó !ue al trabajar de forma constante en un proyecto y dividiendo las partes del mismo la realización del mismo se lleva acabo de una forma más rápida y fácil, ya !ue se optimizó el tiempo utilizado en el proyecto, ahora bien deforma específica al poder realizar la parte física del proyecto sin percances el resto del proyecto se efect&o más rápidamente, dentro de los beneficios de hacer este proyecto tambi"n se destaca la familiarización con la realización de un proyecto más allá de lo visto en el resto de los laboratorios, esto debido a !ue en este caso el proyecto se realizó sin ning&n avance previo.
(onclusiones $elipe Benvin% El proyecto básicamente concluyo de buena manera, ya !ue fue posible confeccionar un trabajo aplicando todos los conocimientos ad!uiridos tanto en el laboratorio como en la cátedra de accionamiento el"ctrico. En primer lugar formamos la estructura del puen te, la cual fue construida a base de materiales !ue estaban en el laboratorio, solamente agregando bisagras y la madera utilizada. En cuanto a la programación del '( conectado a una botonera, esta fue realizada con "xito a trav"s del soft)are T)ido/oft, en la cual el puente se controla de manera manual o automática, esta <ima controlando los sensores de distancia. ara finalizar, este proyecto sin duda es el paso inicial para familiarizarnos mucho más con la realización de un proyecto y tambi"n con la realización de este en forma grupal, dividiendo de buena manera las tareas realizadas por cada uno de los integrantes, llevando a cabo rápida y efectivamente el trabajo propuesto.
(onclusiones $Caría Gos" Brice@o 8iHulin%
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urante el desarrollo de la experiencia, se concluyeron las siguientes ideas9 I El uso de sensores es fundamental para el buen funcionamiento de los sistemas ya !ue estos permiten tener datos fidedignos acerca de lo !ue sucede en los procesos. Esto permite tomar decisiones adecuadas a los problemas !ue se presentan durante la operación normal de los sistemas.
I /iempre es recomendable, seguir las instrucciones !ue sugiere el fabricante debido a !ue se elimina gran parte del mal funcionamiento de los dispositivos, obteniendo resultados adecuados.
I 5tro punto importante, es el hecho de generar una Jrutina de calibraciónK de dispositivos, especialmente los sensores, básicamente para evitar perder gran pa rte del tiempo destinado al proyecto, intentando ubicar errores asociados a los sensores.
I (omo se mencionó anteriormente, el sensor 0' 1*2*+34, se reemplazó debido a fallas de operación. Esto se logró mediante la Jrutina de calibraciónK. 5tro punto importante es el hecho !ue los sensores tienen un rango, el cual es más acotado debido al intervalo de funcionamiento lineal de estos.
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(onclusiones $Canuel /ep&lveda%
ara poder realizar el proyecto de forma efectiva fue necesario complementar los conocimientos de la cátedra con los del laboratorio, en un principio surgió la necesidad de buscar un proyecto, ya !ue se tenía !ue hacer utilizando los materiales disponibles y las herramientas !ue el curso nos otorgo, luego de hacer una reunión y establecer las diferentes propuestas se comenzó analizando la factibilidad de "stas y luego la selección de una, la !ue finalmente fue el puente elevadizo, a diferencia de otros cursos fue necesario confeccionar la plataforma de trabajo de Lla nadaL, pero esto no trajo mayores problemas, en este punto fue importante la participación del grupo, ya !ue cada miembro del mismo entregaba una mirada diferente de cómo solucionar los problemas, lo !ue conllevo a poder hacer el proyecto de forma más rápida, el programa fue realizado en T)ido/oft debido a !ue varios de los miembros del grupo tenían conocimiento en este soft)are, la implementación fue exitosa, ya !ue antes se habían hecho diferentes pruebas testeando el modo manual en el sistema, finalmente los objetivos se realizaron de forma correcta y el desarrollo del proyecto tuvó diversos beneficios. (onclusión $/ebastián Gara% En el presente trabajo se observó el funcionamiento de un circuito electro neumático, controlado por medio de '( en el cual se usaron todos nuestros conocimientos de accionamiento el"ctrico, como tambi"n nuestras habilidades t"cnicas para las conex iones de los distintos elementos, como válvulas ;=*, cilindros neumáticos, válvulas estranguladoras, sensores de distancia, además d el '( !ue conforman el circuito de trabajo, como tambi"n el ensamblaje de la ma!ueta. Todo lo anterior demuestra !ue lo práctico es mucho más complicado !ue lo teórico.
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#nexo9 /e anexa un video con el modo automático del proyecto, donde se debía sensar si venia un JbarcoK y abrir el puente, y cuando sensara !ue ya había salido, !ue cerrara el puente
#FIH-3@3<4FI $abrir con doble clicH :
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