INGENIERIA ROBOTICA Docente: Ing. José Luis Guzmán Gaytan NOMBRE DE LA ASIGNATURA: Programable
Nombre de la Práctica: Cuatrimestre: Objetivo de la Práctica: Planteamiento del problema:
Competencias a desarrollar:
Marco teórico:
Controlador
Lógico
Realización de programa en escalera para el control de un motor a pasos para el accionamiento de un No. Práctica: mecanismo de control configurando el PLC AB RSLogix 3 1000, Siemen´s S7 -300 y Festo FEC®-FC34. Mayo – Agosto 2011 Duración de la 23 y 26 de Mayo del 2011 Práctica: 200 min. 7:00 a 8:40 Hrs. El alumno comprobará en forma práctica la manera controlar un proceso industrial por medio de un motor a pasos para accionar un mecanismo de accionamiento de un posicionador de una válvula de control por medio de un programa en escalera de un PLC Allen Bradley y Siemen´s S7-300. Que el alumno reconozca las señales de entrada y salida de un control por medio de motor a pasos para el accionamiento de un posicionador de una válvula de control de 0, 25, 50, 75 y 100% de apertura o cierre. El alumno al término de la práctica adquirirá la habilidad para identificar las señales de control de un proceso industrial por medio de motores a pasos que acciona el posicionador de una válvula de control y saber en que posición se encuentra el actuador de la válvula. Controlada por un PLC AB y S7-300. Motores paso a paso. Son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos. La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1,8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1,8°), para completar un giro completo de 360°. Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas están energizadas, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas. Principio de funcionamiento Básicamente estos motores están constituidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintos imanes permanentes y por un cierto número de bobinas excitadoras bobinadas en su estator. Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imán permanente. Toda la conmutación (o excitación de las bobinas) deber ser externamente manejada por un controlador. Bipolar: Estos tiene generalmente cuatro cables de salida (figura 1). Necesitan ciertos trucos para ser controlados, debido a que requieren del cambio de dirección del flujo de corriente a través de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento. En figura 3 podemos apreciar un ejemplo de control de estos motores mediante el uso de un puente en H (H-
Bridge). Como se aprecia, será necesario un H-Bridge por cada bobina del motor, es decir que para controlar un motor Paso a Paso de 4 cables (dos bobinas), necesitaremos usar dos H-Bridges iguales al de la figura 3. En general es recomendable el uso de H-Bridge integrados como son los casos del L293. Unipolar: Estos motores suelen tener 6 o 5 cables de salida, dependiendo de su conexionado interno (ver figura 2). Este tipo se caracteriza por ser más simple de controlar. En la figura 4 podemos apreciar un ejemplo de conexionado para controlar un motor paso a paso unipolar mediante el uso de un ULN2803, el cual es un arreglo de 8 transistores tipo Darlington capaces de manejar cargas de hasta 500mA. Las entradas de activación (Activa A, B, C y D) pueden ser directamente activadas por un micro controlador.
Equipo y materiales requeridos:
Equipo de Seguridad:
Material y equipo: 1 PLC Siemen´s S7 300 con interfase 1 PLC Allen Bradley RSLogix 1000 con interfase 1 PLC Festo FC34 con interfase 1 Motor a pasos 1 Fuente de alimentación de 5 VCD 1 Multímetro digital 5 Cables banana - caimán Riesgos y precauciones a tomar: El uso de bata y zapato industrial es obligatorio para la protección del estudiante, al manipular los instrumentos de medición y PLC´s, debe tener cuidado de no golpearlos para no dañarlos y realizar correctamente las mediciones de las fuentes. Evitará dañar los instrumentos de medición y al finalizar la práctica deberá guardarlos en su estuche y limpiarlos con un trapo suave.
Disposición Segura de Residuos No aplica (Líquidos/ Sólidos): Desarrollo de la Práctica: El alumno: Medidas de seguridad e higiene 1. Limpiar el lugar de trabajo antes y después de la práctica. 2. Antes de conectar los equipos verifique que las conexiones del circuito están correctas. 3. Conecte la fuente de alimentación a la línea de tensión. 4. Antes de realizar alguna medición colocar el instrumento de medición en el intervalo adecuado. 5. Retroalimentación con sus compañeros. 6. Verificar las conexiones de los dispositivos e instrumentos que se vayan a utilizar.
7. Explicar la metodología para realizar mediciones. 8. Realizar con mucho cuidado las mediciones en los dispositivos con los instrumentos de medición. 9. Reportará las medidas obtenidas. 10. Concluirá la práctica.
Actividades a realizar con el PLC Siemen´s S7 300
Verifique el tipo de PLC que se va a analizar. Identifique la fuente de alimentación y conecte con cuidado el
PLC.
Identifique el módulo del CPU. Identifique los módulos de entradas del PLC (verificar cuáles entradas se van a usar). Identifique los módulos de salidas del PLC (verificar cuáles salidas se van a usar). Realice el programa en escalera para el control del motor a pasos Verifique que no haya errores de compilación en el programa Grabe el archivo en su memoria Conecte la interfase del PLC. Simule el control del motor a pasos accionando las entradas (aplicarle la señal) y verificando las salidas observando que se accionan los led´s correspondientes de la salida habilitada (medir la señal con el multímetro). Tome evidencias (fotos y videos) de la práctica realizada, onotando sus resultados obtenidos. Desconecte la interfase del PLC Cierre la aplicación de simulación del PLC. Guarde los cables y entréguelos al encargado del laboratorio Apague su computadora, apagando el monitor, acomodando el teclado y silla
Actividades a realizar con el PLC Allen Bradley RSLogix 1000
Verifique el tipo de PLC que se va a analizar. Identifique la fuente de alimentación y conecte con cuidado el
PLC.
Identifique el módulo del CPU. Identifique los módulos de entradas del PLC (verificar cuáles entradas se van a usar). Identifique los módulos de salidas del PLC (verificar cuáles salidas se van a usar). Realice el programa en escalera para el control del motor a pasos Verifique que no haya errores de compilación en el programa Grabe el archivo en su memoria Conecte la interfase del PLC. Simule el control del motor a pasos accionando las entradas (aplicarle la señal) y verificando las salidas observando que se accionan los led´s correspondientes de la salida habilitada (medir la señal con el multímetro). Tome evidencias (fotos y videos) de la práctica realizada, onotando sus resultados obtenidos. Desconecte la interfase del PLC Cierre la aplicación de simulación del PLC. Guarde los cables y entréguelos al encargado del laboratorio Apague su computadora, apagando el monitor, acomodando el teclado y silla
Actividades a realizar con el PLC Festo FEC®-FC34 Verifique el tipo de PLC que se va a analizar. Identifique la fuente de alimentación y conecte con cuidado el PLC. Identifique el módulo del CPU. Identifique los módulos de entradas del PLC (verificar cuáles entradas se van a usar). Identifique los módulos de salidas del PLC (verificar cuáles salidas se van
a usar). Realice el programa en escalera para el control del motor a pasos Verifique que no haya errores de compilación en el programa Grabe el archivo en su memoria Conecte la interfase del PLC. Simule el control del motor a pasos accionando las entradas (aplicarle la señal) y verificando las salidas observando que se accionan los led´s correspondientes de la salida habilitada (medir la señal con el multímetro). Tome evidencias (fotos y videos) de la práctica realizada, onotando sus resultados obtenidos. Desconecte la interfase del PLC Cierre la aplicación de simulación del PLC. Guarde los cables y entréguelos al encargado del laboratorio Apague su computadora, apagando el monitor, acomodando el teclado y silla
Productos (Entregables)*: Reporte de los resultados obtenidos en el laboratorio.
Cuestionario Individual (10 min.)* Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:
1. Cómo se comporta el motor cuando se le aplica tensión a las bobinas en modo secuencial A, B, C, D. El motor comienza a girar hacia un sentido. 2. Cómo se comporta el motor cuando se le aplica tensión a las bobinas en modo secuencial D, C, B, A. El motor gira en sentido opuesto. 3. Qué función tiene un temporizador retardo a la conexión Se dice que es de retardo a la conexión debido a que sus contactos se cierran o abren después de un tiempo determinado al cual recibe la señal su bobina.
4. Qué función tiene un temporizador retardo a la desconexión Se dice que es de retardo a la desconexión debido a que sus contactos se cierran o abren al momento en que la bobina recibe la señal, y regresan a su posición original después de un tiempo determinado. 5. Qué función tiene un registro de desplazamiento Va guardando datos(bits) 6. Describa la función de un registro de desplazamiento del tipo SISO, SIPO, PISO y PIPO SISO: Le entran datos de uno por uno y los saca de igual forma. SIPO: Le entran datos de uno por uno y los saca todos al mismo tiempo. PIPO: Le entran datos al mismo tiempo y los saca de igual forma. PISO: Le entran datos al mismo tiempo y los saca de uno por uno. 7. Qué ventajas tiene la configuración unipolar con respecto a la bipolar. Que en la bipolar se tiene que usar un puente H (H-Bridge) por cada bobina, y en el unipolar no es necesario. 8. Cómo se logra el acoplamiento de la salida del PLC a la conexión del motor a pasos. Las terminales del motor son conectadas a las salidas del PLC que se van usar. 9. Deberá entregar como evidencias el programa en escalera, simulación del motor a pasos, fotografías y video de la realización de la práctica de cada uno de los PLC´s usados.
Diagrama de escalera. Nuestro equipo realizo el siguiente diagrama de escalera para controlar el giro de un motor a pasos en ambas direcciones.
