Nombre:
Francisco Chavolla Hernández
Autómatas programables:
Prof.: Ing. Jaime Eduardo Pons Arenas
Reporte #8:
Semáforo
Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica
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Objetivo de la Práctica
Comprender el funcionamiento y la importancia de la función temporización. Desarrollar el diagrama de estados a partir del planteamiento del problema. Elabora el diagrama de escalera a partir del diagrama de estaos. Captura el diagrama de escalera a partir del diagrama de estados. Captura el diagrama escalera al software Step7 micro/win. Transfiere el programa transferido y comprueba el progr ama transferido y comprueba con lo requerido.
Material utilizado:
1 Botonera PLC Siemens CPU 224 6 Lámparas indicadoras Cable #16 AWG PC con Step7 micro/win
Fundamentos teóricos:
El semáforo es un dispositivo que muestra señales necesarias para el control vial y/o pasos peatonales. Su nombre se retorna surge del griego “sema”(señal) y “phorus”(llevar) significa –El que lleva las
señales-. John Peake Knight, un ingeniero ferroviario de Inglaterra, fue quien ideó un sistema de brazos que se colocaban en posiciones horizontal y vertical para dejar pasar o detener el tráfico respectivamente. Por las noches empleaba un sistema de luces de gas, en colores rojo y verde, como las que se empleaban en los barcos de la época. Dicho sistema se instaló frente al Parlamento inglés en Londres, el 10 de diciembre de 1868. Sólo duró un breve tiempo, ya que el sistema era manipulado por un oficial de policía quien resultó herido mortalmente al cabo de tres meses por una explosión ocasionada por una fuga de gas (BBC, 2009). Con el paso de los años el semáforo fue perfeccionado para los diversos usos viales, en México el primer semáforo fue colocado el 20 de noviembre de 1932 en la Cd. De México, D.F. en el crucero de la Av. Juárez y San Juan de Letran (SSPDF, 2012). Para el paso del tiempo los semáforos sufrieron cambios actualizaciones que fueron dando un mejor control vial, actualmente las tecnologías utilizadas en el cómo de iluminación son los LED, y algunos de los mismo se alimentan mediante suministro de los rayos del sol mediante paneles solares. El semáforo a permitido que el control vial evite accidentes y prevenir embotellamientos, así mismo, en diversas ciudades del mundo se puede obeservar un funcionamiento síncrono y asíncrono de tales en las calles. Como ejemplo muy claro esta León, Gto. Donde uno de sus
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bulevares principales esta sincronizado, el Blvd. Adolfo López Mateos, la sincronización de estos permite que la afluencia vial sea liberada de manera correcta sin excesos y con un control de pasos peatonales y cruceros. Permitiendo así que se cruce León mas rápido en una hora pico en el bulevar a diferencia del libramiento. Actualmente como se observa se utilizan 3 señales en un semáforo, verde sede el paso, ámbar indica disminución de velocidad, y rojo alto. Este juego de señales se conjugan en cruceros para permitir el control de la afluencia vial. Intercalándose 2 semáforos o más para esto. Algunos otros semáforos constituyen de hasta 5 señales, como lo son vuelta con flecha y o algún otro indicador. El problema del semáforo:
Controlar dos juegos de semáforos para solventar el tráfico de dos calles de un solo sentido que hacen cruce, como muestra la ilustración.
Los tiempos de cada luz son los siguientes: Rojo: 60 segundos. Ámbar: 4 segundos Verde: 53 segundos fijo e intermitencias de 0.5 segundos apagado y 0.5 segundos encendido, durante 3 segundos haciendo un total de 56 segundos. Procedimiento:
Empezamos realizando el diagrama de estados del funcionamiento de los semáforos de tal manera que realicen su función correctamente.
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A continuación realizamos el diagrama escalera con sus respectivas disposiciones del diagrama de estados. Definiremos los semáforos en dos circuitos, los cales interactuaran en un solos sistema, donde: Señal de salida
Definición de la señal en semáforo.
Q0.0
Luz verde semáforo 1(o)
Q0.1
Luz ámbar semáforo 1(o)
Q0.2
Luz roja semáforo 1(o)
Q0.3
Luz verde semáforo 2(o)
Q0.4
Luz ámbar semáforo 2(o)
Q0.5
Luz rojo semáforo 2(o)
Para iniciar creamos un circuito de autoenergización el cual permitirá que el semáforo se apague o encienda con sus respectivos cambios:
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Al iniciar inicia el temporizador que medirá el tiempo de 53 s para la luz verde en fijo, tomándolo como referencia para el reinició del sistema y de los demás temporizadores:
El circuito de intermitencia par la luz verde del primer semáforo:
La intermitencia dura 3 segundos:
Se muestran los intervalos de conexión y desconexión de 0.5 segundos a la intermitencia:
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Al tener la conexión del temporizador a 3s de intermitencia enciende la luz ámbar durante 4 segundos durante 4 segundos:
El circuito de temporización permite la des energización de ámbar y la energización de rojo del semáforo 1:
Asi mismo se inicia el temporizador de la luz roja del semáforo 1.
El circuito de la luz roja del primer semáforo se compone de los siguiente contactos de los temporizadores:
Para el semáforo el segundo semáforo iniciamos en rojo, tomando como referencia siempre el temporizador para el reinicio del sistema.
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Cuando T44 de luz roja se cumple, se enciende la luz verde del segundo semáforo, El circuito permite la llamada a los 53 segundos y los 3 segundos de intermitencia:
Aquí es la intermitencia del segundo semáforo en la luz verde:
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Terminado el ciclo de intermitencia, se establece la luz ámbar del segundo semáforo, temporizando los 4 segundos definidos:
Terminando la temporización de ámbar termina el ciclo de este semáforo y con esto se tiende a reiniciar el sistema para tener el procesos una y otra y otra vez… Hasta que sea apagado. Las referencias que se tomaron fueron T40 y T44, para su reinició se toma el siguiente circuito:
Nota: Este mismo reinició se puede hacer mediante el temporizador TONR, con el consumo de segundos durante todo el proceso haciendo este temporizador a 1200 segundos, poniendo los temporizadores como funciones OR para alimentar el temporizador en cada ciclo hasta llegar a los 2 minutos.
A Continuación se muestra el funcionamiento mediante el simulador: Circuito en estado de reposo: Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica
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Circuito energizado y con semaforo 1 en verde y semaforo 2 en rojo:
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La intermitencia se dan en el segundo 53 durante 3 segundos con intermitencia de 0.5 segundos. Al término de la intermitencia se muestra el cambio a ámbar en el semáforo 1:
En ámbar el semáforo 1 dura 4 segundos mientras que el semáforo 2 está en rojo aun. Al darse el cambio de ámbar a rojo en el primer semáforo en el segundo notamos el cambio directo a verde.
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El proceso es repetitivo ahora psara el semaforo 2 de verde a ambar, mientras que el rojo del semaforo 1 se mantiene, para le cambio a verde a los 60 segundos.
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Reinicio del sistema:
El reinició permite el ciclaje del sistema de semáforos permitiendo la sincronización vial. CUESTIONARIO:
¿Cuántos tipos de función temporizador existen en el PLC Siemens? 3 tipos, TON(temporizador a la conexión), TOF(temporizador a la desconexión), TONR(Temporizador a la conexión con memoria). ¿Hasta cuántos temporizadores puedo utilizar como máximo en cualquier programa hecho para el PLC Siemens? 255, en el 224. ¿Con qué letra y con cuáles intervalos numéricos se registran los "timers" que se usan dentro de cualquier diagrama en escalera para el PLC Siemens? Dependiendo del temporizador a utilizar el rango varia, y el la variable Txx también varía, como se muestra en la tabla:
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Valor máximo
Nº de temporizador
1 ms
32,767 s
T0, T64
10 ms
327,67 s
T1-T4, T65-T68
100 ms
3276,7 s
T5-T31, T69-T95
1 ms
32,767 s
T32, T96
10 ms
327,67 s
T33-T36, T97-T100
100 ms
3276,7 s
T37-T63, T101-T255
Temporizador Resolución
TONR
TON, TOF
¿Cuáles son los rangos de temporización que manejan estos "timers"? 3 tipos de rangos: 32.767s, 327.67s y 3276.7s. Explique, ¿qué es la "resolución" en estos "timers"? La resolución son los múltiplos de los timers en milésimas de segundos los cuales permiten una atenuación o dimensión del rango en que se trabajara. ¿Por qué es necesario tener o contar con distintas resoluciones? Para mantener un margen de trabajo donde pueda ser muy grande o muy bajo el tiempo. Conclusiones:
Se apreció de manera correcta el uso de los temporizadores así como las pruebas de optimización del semáforo donde se utilizó TON como optimo ya que es más sencillo y ofrece la independencia de los dos semáforos, así mismo se utilizaron pruebas con TOF y TONR, los cuales ofrecieron ventajas desventajas sobre TON. El semáforo mostro como se pueden conjugar tales y así mismo las diferencias de uso y múltiples modificaciones para tal.
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