TUNEL DE LAVADO TRABAJO OBLIGATORIO AUTÓMATAS PROGRAMABLES SEAS 15/07/2013
PROYECTO DE EJECUCIÓN DE TUNEL DE LAVADO PARA VEHÍCULOS TRABAJO OBLIGATORIO AUTÓMATAS PROGRAMABLES 1.Enunciado Se trata de diseñar y programar el funcionamiento de un pequeño tren de lavado para coches. El tren de lavado será para un solo coche,no en continuo y dispone de 5 pasos: Antes de proceder a realizar el lavado del coche, se seleccionará el tipo de lavado, que puede ser una de estas 4 opciones: 1. Lavado + aclarado + secado 2. Opción 1 + Espuma 3. Opción 1 + Encerado 4. Opción 2 + Encerado El coche avanzará a cada una de las posiciones y se detendrá, una vez realizada cada operación, el coche avanza al siguiente punto. TUNEL DE LAVADO
Fig 1 Cada una de las opciones excluye a las otras.Cada paso del proceso estará controlado por la detección del coche por los correspondientes detectores de posición. Los elementos líquidos ( agua, espuma…) serán aportados mediante la apertura de electroválvulas y el secado mediante el accionamiento de un motor de bomba de secado. Cada etapa durará un tiempo fijo y sólo se activará si está seleccionado según la opción de lavado.
Indice de figuras
Figura 1 Enunciado Pág 2 Figura 2 Esquema de semáforos Pág 6 Figura 3 Situación de los sensores Pág 10 Figura 4 Configuración de Entradas / Salidas Pág 12 Figura 5 Listado de entradas Pág 14 Figura 6Listado de salidas Pág 14 Figura 7 Listado de marcas Pág 15 Figura 8 Listado de temporizadores Pág 15
Índice 1. Enunciado Pág 2 2. Solución adoptada Pág 6 3. Problemas,situaciones de emergencia y soluciones Pág 9 4. Dispositivos y componentes Pág 10 5. Selección del autómata programable Pág 12 6. Listado de entradas / salidas Pág 14 7. Grafcet Pág 16 8. Programación Pág 18
Bibliografía www.isa.uniovi.es( Grupo Genia) www.eyna.eu www.siemens-industry.com www.todoelectrónica.com www.rua-ua.es Apuntes de la asignatura Autómatas programables. SEAS. 2.Solución adoptada El túnel de lavado de vehículos proyectado, consta de 6 estaciones diferenciadas: Estación de inicio Estación de lavado Estación de espuma Estación de aclarado Estación de encerado Estación de secado Cada una de ellas consta , además de la maquinaria necesaria para realizar cada servicio , de los elementos siguientes: 1. CELULA FOTOELÉCTRICA que detecta cuando el vehículo está en una posición óptima para realizar cadaestación. 2. LUZ ROJA que informa al vehículo que debe detenerse y permanecer parado hasta que la luz roja sea sustituida por una de color verde. 3. LUZ VERDE que informa al vehículo de que debe avanzar. Fig 2 Esquema de semáforos
Inicio lavado espuma aclarado encerado secado Detector fotoeléctrico Luz roja Luz verde El primer paso del lavado es situar el vehículo en la zona de inicio: Se encuentra activa la luz roja ( Detenerse) Se pulsa el botón de MARCHA Se selecciona una opción de lavado
El sistema comprueba que todas las estaciones se encuentran despejadas Todas las estaciones se ponen a verde ( avanzar) El coche llega a la estación de lavado y es detectado Para cualquier opción elegida: Se activa la luz roja de inicio para impedir que entre otro vehículo(túnel ocupado) Se desactiva la luz verde de la estación de lavado Se activa la luz roja de la estación de lavado (detenerse) Comienza el lavado y se prolonga durante 1 minuto Al finalizar,comprueba que la estación siguiente está despejada, y si lo está: Activa la luz verde de la estación de lavado ( Avanzar) El coche llega a la estación de espuma, donde es detectado. El sistema comprueba que está encendida la luz roja de inicio,y que está pulsado MARCHA . Si hemos elegido las opciones 1 o 3 , la luz permanecerá en verde, indicando que debemos continuar sin detenernos en esta estación,la estación ESPUMA permanecerá inactiva. Si hemos elegido las opciones 2 o 4, se activará la luz roja, indicándonos que debemos detenernos en la estación ESPUMA. El sistema esperará5 segundos, una vez encendida la luz roja, antes de abrir la electroválvula de espuma . Empezará el enjabonado y se prolongará durante 1 minuto. Al finalizar,comprobará que la siguiente estación ( ACLARADO ) se encuentra despejada. Activará la luz verde de la estación de espuma indicando que debe avanzar a la siguiente estación Cuando el coche es detectado en la estación de ACLARADO : El Sistema comprueba que está pulsado el botón de MARCHA y que la estación anterior está libre. Para cualquier opción de lavado elegida: Se activa la luz roja de la estación de ACLARADO (Detenerse) Empieza inmediatamente el aclarado mediante la apertura de la electroválvula y se prolonga durante 1 minuto. Al finalizar el aclarado, el sistema comprueba que la estación siguiente( ENCERADO ) está despejada. Si ENCERADO está despejado: Enciende la luz verde de la estación actual (ACLARADO )indicándonos que avancemos. Al llegar a la estación de ENCERADO, comprueba que la luz verde de la estación anterior está activa y que la luz roja de INICIO está activa también. También comprueba que está pulsado el botón de MARCHA pero no el de PARO. Si hemos elegido la opción 1 o 2 ,la luz verde de la estación ENCERADO permanecerá activa,indicando que el coche no debe detenerse en esta estación. La estación ENCERADO permanece inactiva Si hemos elegido la opción 3 o 4 , se activará la luz roja de la estación ENCERADO ( Detenerse) El sistema espera 5 segundos Se abre la electroválvula de la cera ,prolongándose el encerado durante 2 minutos. El sistema comprueba que la estación de SECADO está libre Si está libre , activa la luz verde de la estación de ENCERADO. El coche avanza y llega a laestación de secado, donde es detectado por la célula.
El sistema vuelve a comprobar que se encuentra encendida la luz roja de inicio y que la estación anterior no está activa, por estar “en verde”. Comprueba botones de “marcha” y “paro” Para cualquier opción pulsada, enciende la luz roja de la estación de SECADO,indicando al vehículo que se encuentra ya en la posición óptima para la ejecución de secado. Empieza el secado y se prolonga durante dos minutos. Al finalizar, se activa la luz verde de la estación de SECADO, con el texto: BUEN VIAJE.
3 . Problemas, situaciones de emergencia y soluciones: . Pulsando en cualquier momento el botón de “PARO” , se inactivan automáticamente todas las estaciones(electroválvulas y bombas), permaneciendo las luces indicativas en el mismo estado . Por lo tanto,el sistema puede reanudar el lavado en el momento en que se desactiva el botón de “PARO” . Pulsando el botón de “PARO DE EMERGENCIA”, se desactivan automáticamente todas las estaciones y luces, debiéndose desalojar el túnel y volver a empezar el circuito desde el principio, tras desactivar “EMERGENCIA” y activar “ MARCHA”. . El semáforo en rojo de la estación INICIO, impide que entre algún vehículo cuando otro ya se encuentre en el interior. En el caso de que se hiciera caso omiso de esta señal, el primer coche no vería afectado su lavado, pero el segundo coche no activaría las estaciones y por lo tanto no se limpiaría. .El sistema no permite que dos vehículos coincidan en una misma estación en ningún caso. . Al principio de cada ciclo, se comprueba que el túnel está despejado en su totalidad . Si “algo o alguien “ se introduce en el túnel durante laejecución del lavado, desde el INICIO o entrando directamente en cualquier estación, no interrumpe el ciclo ni activa ninguna estación.
4. Dispositivos y componentes: a. Sensores: Instalaremos 1 sensor óptico de retrorreflexión en cada estación, incluida la de inicio. Cada sensor se instalará de forma que detecte la posición óptima del vehículo para
realizar cada estación. boquillas semáforo sensor Fig 3 Situación de los sensores. El modelo elegido es el VELLEMAN pem 10 d: tensión de entrada universal AC/DC resistente al agua según IP66 salida N.A. cable ±1.8m soporte de montaje y tornillos incluidos Especificaciones detección: retrorreflexión alcance: 10m tensión de entrada: AC/DC 12~250V ± 10% tiempo de respuesta: 5 - 100ms elemento emisor: LED IR indicador de operación: LED amarillo (se ilumina si se interrumpe el rayo) dimensiones: 20 x 39 x 63mm corriente de consumo: ±50mA método de salida: salida de relé corriente de contacto: 1A/250VAC iluminación: luz artificial: < 10000lux luz solar: < 30000lux método de conexión: cable multifilar (marrón/azul/blanco/negro/gris) resistencia al ruido: 1500Vpp/1µs material: caja: PC lente: PC temperatura de funcionamiento: de -10° a +55°C resistente al agua: IP-66 b. Electroválvulas Se instalarán electroválvulas monoestables servoasistidas en las estaciones de lavado y aclarado. Se instalarán electroválvulas monoestables de acción directa en las estaciones de espuma y encerado. c. Bomba de secado Se instalará el secador AIR CANNON de EYNA, con una potencia de 50 CV y 5 salidas de aire, gobernado mediante un contactor siemens simatic 3rt 1056-6ap36 d. Pilotos color verde e. Pilotos color rojo f. Interruptor de “MARCHA” g. Interruptor de “PARO” h. Interruptor de “EMERGENCIA” tipo seta.
5. Selección del autómata programable FUNCIONES SENSORES PRE-ACCIONADORES AUTÓMATA PROGRAMABLE INTERFACES INICIO/PARO .1 Pulsador: MAR .1Pulsador: PAR .1 Pulsador : EM .1 Sensor: SIN .1 pulsador OP1 .1 pulsador OP2 .1 pulsador OP3 .1 pulsador OP4 .1 piloto: RIN .1 piloto : VIN . 8 entradas 24 Vcc DIGITAL . 2 salidas 24 Vcc DIGITAL LAVADO . 1 Sensor: SLA .1 piloto: RLA .1 piloto: VLA . 1electroválvula monoestable: ELA .1 entrada 24 Vcc DIGITAL .3 salidas 24 Vcc DIGITAL ESPUMA .1 Sensor : SES .1 piloto RES .1 piloto VES .1 electroválvula monoestable :EES .1 entrada 24 Vcc DIGITAL .3 salidas 24 Vcc DIGITAL ACLARADO .1 Sensor : SAC .1 Piloto RAC .1 Piloto VAC .1 electroválvula monoestable : EAC .1 entrada 24 Vcc DIGITAL .3 salidas 24 Vcc DIGITAL ENCERADO .1 Sensor : SEN .1 Piloto REN .1 Piloto VEN .1 electroválvula monoestable : EEN .1 entrada 24 Vcc DIGITAL .3 salidas 24 Vcc DIGITAL SECADO .1 Sensor : SSE .1 Piloto RSE .1 Piloto VSE .1 conmutador CSE .1 entrada 24 Vcc DIGITAL .3 salidas 24Vcc DIGITAL COMUNICACIONES .1 Puerto de comunicaciones serie entre PLC y PC Fig 4 Configuración de entradas/salidas del PLC
De la columna “AUTÓMATA PROGRAMABLE INTERFACES” de la figura 4, resulta la configuración del PLC siguiente: Entradas, salidas y puertos de comunicaciones necesarios: . 13 entradas digitales de 24 Vcc . 17 salidas digitales de 24 Vcc , 0,5 A . 1 puerto de comunicaciones serie asíncrono CPU S7 314 IFM Suministro de corriente(PS) 30módulos de señales (SM) Procesador de comunicaciones (CP) 4 bastidores conectados mediante módulos de interconexión (IM) PC con el paquete de software STEP 7
6. Listado de entradas / salidas ENTRADAS MAR E 125.0 PULSADOR MARCHA PAR E 125.1 PULSADOR PARO OP1 E 124.1 PULSADOR OPCIÓN 1 OP2 E 124.2 PULSADOR OPCIÓN 2 OP3 E 124.3 PULSADOR OPCIÓN 3 OP4 E 124.4 PULSADOR OPCIÓN 4 EME E 125.2 PULSADOR EMERGENCIA SIN E 126.1 SENSOR INICIO SLA E 126.2 SENSOR LAVADO SES E 126.3 SENSOR ESPUMA SAC E 126.4 SENSOR ACLARADO SEN E 126.5 SENSOR ENCERADO SSE E 126.6 SENSOR SECADO Fig 5 Listado de entradas
SALIDAS RIN A 126.1 LUZ ROJA INICIO RLA A 126.2 LUZ ROJA LAVADO RES A 126.3 LUZ ROJA ESPUMA RAC A 126.4 LUZ ROJA ACLARADO REN A 126.5 LUZ ROJA ENCERADO RSE A 126.6 LUZ ROJA SECADO VIN A 125.1 LUZ VERDE INICIO VLA A 125.2 LUZ VERDE LAVADO VES A 125.3 LUZ VERDE ESPUMA VAC A 125.4 LUZ VERDE ACLARADO VEN A 125.5 LUZ VERDE ENCERADO VSE A 125.6 LUZ VERDE SECADO ELA A 124.2 ELECTROVÁLVULA LAVADO EES A 124.3 ELECTROVÁLVULA ESPUMA EAC A 124.4 ELECTROVÁLVULA ACLARADO EEN A 124.5 ELECTROVÁLVULA ENCERADO CSE A 124.6 CONMUTADOR SECADO Fig.6 Listado de salidas MARCAS /VARIABLES DE ESTADO LAV M 0.1 LAVADO ESP M 0.2 ESPUMA ACL M 0.3 ACLARADO ENC M 0.4 ENCERADO SEC M 0.5 SECADO Fig 7 Listado de marcas TEMPORIZADORES T1 TIEMPO DE LAVADO T2 TIEMPO ESPERA PARA INICIO ESPUMA T3 TIEMPO DE ESPUMA T4 TIEMPO DE ACLARADO T5 TIEMPO DE ESPERA PARA ENCERADO T6 TIEMPO DE ENCERADO T7 TIEMPO DE SECADO Fig.8 Listado de temporizadores
7. Grafcet Pulsado cualquier opción Pulsado MARCHA No pulsado PAROTúnel despejado
Pulsado OP 2 o 4 Pulsado MARCHA No pulsado PARO OP1 o OP3 Ha pasado 1 minuto MARCHA ESPUMA “libre” No PARO Coche en ESPUMA 5 seg 1 Min ACLARADO lib Coche en ACL. Cualquier opción Pulsado MARCHA No pulsado PARO Ha pasado 1 min ACLARADO lbre Coche en ACLARADO
Pulsado OP 3 o 4 Pulsado MARCHA OP 1 /2 No pulsado PARO MAR Ha pasado 1 min. NO PAR ENCERADO “libre” 1 MIN Coche en ENCERADO coche 5 seg CERA lib Cualquier opción Pulsado MARCHA No pulsado PARO Han pasado 2 min SECADO libre Coche en SECADO
2 MINUTOS
8. Programación U E 125.0 // Si está pulsado MARCHA // UN E 125.0 // Y no está pulsado PARO // U A 126 // Y está encendida la luz roja de INICIO// U E 126 // Y hay un coche esperando// U( O E 124.1 // Y está pulsada la opción 1// O E 124.2 // O la opción 2// O E 124.3 // O la opción 3 // O E 124.4 // O la opción 4// ) UN E 126.2 //LAVADO libre// UN E 126.3 //ESPUMA libre// UN E 126.4 // ACLARADO libre// UN E 126.5 //ENCERADO libre// UN E 126.6 // SECADO libre // R A 126.1 // Apaga la luz roja de INICIO // S A 125.1 // Enciende luz verde de INICIO // S A 125.2 // Enciende luz verde de LAVADO // S A 125.3 // Enciende luz verde de ESPUMA // S A 125.4 // Enciende luz verde de ACLARADO // S A 125.5 // Enciende luz verde de ENCERADO // S A 125.6 // Enciende luz verde de SECADO “BUEN VIAJE” // U E 126.2 // Si el sensor de la estación LAVADO detecta el coche// U A 125.1 // Y está encendida luzverde de INICIO// UN E 125.1 // Y no está pulsado el botón de PARO // U E 125.0 // Y está pulsado MARCHA// S A 126.2 // Se enciende luz roja de LAVADO // R A 125.2 //Se apaga la luz verde de LAVADO // R A 125.1 //Se apaga la luz verde de INICIO // S A 126.1 // Se enciende luz roja de INICIO // S M 0.1 //Se inicia el proceso de lavado// U M 0.1 // Si se ha abierto// L S 5T # 1M //Cuenta 1 minuto// S E T1 // Con el contador 1// U T 1 // Cuando acabe de contar// R T 1 //Resetea el contador// R M 0.1 // Fin del proceso de lavado// UN E 126.3 //Si no hay nada en la estación de ESPUMA // S A 125.2 // Se activa la luz verde de la estación de LAVADO // R A 126.2 // Se apaga la luz roja de la estación de LAVADO // U E 126.3 // Si el coche es detectado por el sensor de la estación ESPUMA //
U A 125.2 // Y está activa la luz verde de LAVADO // U A 126.1 // Y está activa la luz roja de la estación INICIO // U E 125.0 // Y está pulsado el botón MARCHA // UN E 125.1 //Y no está pulsado PARO // U E 124.2 // Y está pulsada la opción 2// U( E 124.4 // O la opción 4 // ) R A 125.3 // Apaga la luz verde de la estación ESPUMA // S A 126.3 // Enciende la luz roja de la estación ESPUMA // U A 126.3 // Si se ha encendido la luz roja ESPUMA // L S 5T # 5S // Espera 5 segundos// S E T 2 // Con el temporizador 2// U T 2 // Cuando acabe de contar// RT 2 // Resetea el contador 2// S M 0.2 // Se inicia el proceso de ESPUMA // U M 0.2 // Si se ha iniciado // L S 5 T # 1M // Cuenta 1 minuto // S E T 3 // Con el temporizador 3// U T 3 // Cuando acabe de contar // R T 3 // Resetea el temporizador 3 // R M 0.2 // finalizael proceso de ESPUMA // U N E 126.4 // Y si está libre la estación de ACLARADO // R A 126.3 //Apaga la luz roja de la estación ESPUMA // S A 125.3 //Enciende la liz verde de la estación ESPUMA // U E 126.4 // Y si el sensor de la estación ACLARADO detecta un vehículo // U E 125.0 // Y está activado el botón MARCHA // UN E 125.1 // Y está desactivado el botón de PARO // U( O E 124.1 // Y está pulsada la opción 1 // O E 124.2 // O la opción 2 // O E 124.3 // O la opción 3 // O E 124.4 // O la opción 4 // ) U A 125.3 // Y está encendida la luz verde de la estación ESPUMA // R A 125.4 // Apaga la luz verde de la estación ACLARADO // S A 126.4 // Enciende la luz roja de la estación ACLARADO // S M 0.3 // Inicia el proceso de ACLARADO // U M 0.3 // Si ha iniciado ACLARADO // L S 5 T #1M // Cuenta 1 minuto // S E T 4 // Con el temporizador 4// U T 4 // Cuando acabe de contar // R T 4 // Resetea el temporizador 4// R M 0.3 // Finaliza el proceso ACLARADO // U N E 126.5 // Y si la estación de ENCERADO está libre // R A 126.4 // apaga la luz roja de la estación de ACLARADO // S A 125.4 // Enciende la luz verde de la estación de ACLARADO // U E 126.5 // Y si el sensor de la estación ENCERADO detecta un vehículo // U A 125.4 // Y está encendida la luz verde de la estación ACLARADO // U A 126.1 // Y está activa la luz roja de INICIO //
U E 125.0 // Y está pulsado MARCHA // UN E 125.1 // Y no está pulsado PARO // U E 124.3 // Y está pulsada la opción 3 // U( O E 124.4 // O la opción 4 // ) R A 125.5 // Apaga la luz verde de la estación ENCERADO // S A 126.5 // Enciende la luz roja de laestación ENCERADO // U A 126.5 // Si se ha encendido la luz roja de ENCERADO // L S 5 T # 5S // Espera 5 segundos // S E T 5 // Con el temporizador5// U T 5 // Cuando acaba de contar // R T 5 // Resetea el temporizador 5// S M 0.4 // Inicia el proceso de ENCERADO // U M 0.4 // Si se ha iniciado el proceso de ENCERADO // L S 5 T # 2 M // Cuenta 2 minutos// S E T 6 // Con el temporizador 6// U T 6 // Cuando acaba de contar // R T 6 // Resetea el temporizador 6// R M 0.4 //Finaliza el proceso de ENCERADO // UN E 126.6 // Si la estación SECADO está libre // R A 126.5 // Apaga la luz roja de la estación ENCERADO // S A 125.5 // Enciende la luz verde de la estación ENCERADO // U E 126.6 // Si el sensor de la estación SECADO detecta un vehículo // U A 125.5 //Y está encendida la luz verde de ENCERADO // U A 126.1 // Y está encendida la luz roja de la estación INICIO // U E 125.0 // Y está pulsado MARCHA // UN E 125.1 // Y no está pulsado PARO // U( O E 124.1 // Y está pulsada la opción 1 // O E 124.2 // O la opción 2 // O E 124.3 // O la opción 3 // O E 124.4 // O la opción 4 // ) R A 125.6 // Apaga la luz verde de la estación SECADO // S A 126.6 // Enciende la luzroja de la estación SECADO // U A 126.6 // Si se ha encendido la luz roja de SECADO // S M 0.5 // Inicia el proceso de SECADO // U M 0.5 //Si ha iniciado el proceso de SECADO // L S 5 T#2 M // Cuenta 2 minutos// S E T 7 // Con el temporizador 7 // U T 7 // Cuando acaba de contar // R T 7 // Resetea el temporizador 7 // R M 0.5 // Finaliza el proceso de secado // R A 126.6 // Apaga la luz roja de la estación de SECADO // S A 125.6 // Enciende la luz verde de laestación de secado BUEN VIAJE // U E 125.0 // Si se activa el pulsador PARO // R M 0.1 // Interrumpe el proceso de LAVADO // R M 0.2 // Interrumpe el proceso de ESPUMA // R M 0.3 // Interrumpe el proceso de ACLARADO //
R M 0.4 // Interrumpe el proceso de ENCERADO // R M 0.5 // Interrumpe el proceso de SECADO // U E 125.2 // Si se activa el pulsador EMERGENCIA // R M 0.1 // Interrumpe el proceso de LAVADO // R M 0.2 // Interrumpe el proceso de ESPUMA // R M 0.3 // Interrumpe el proceso de ACLARADO // R M 0.4 // Interrumpe el proceso de ENCERADO // R M 0.5 // Interrumpe el proceso de SECADO // R A 125.1 // A paga la luz verde de INICIO // R A 125.2 // Apaga la luz verde de LAVADO // R A 125.3 // Apaga la luz verde de ESPUMA // R A 125.4 // Apaga la luz verde de ACLARADO // R A 125.5 // Apaga la luz verde de ENCERADO // R A 125.6 // Apaga la luz verde de SECADO // R A 126.2 // Apaga la luz roja de LAVADO // R A 126.3 // Apaga la luz roja de ESPUMA // R A 126.4 // Apaga la luz roja de ACLARADO // R A 126.5 // Apaga la luz roja de ENCERADO // R A 126.6 // Apaga la luz roja de SECADO // U M 0.1 // Si se activa la marca 0.1 // = A 124.2 // Se abre la electroválvula de la estación de LAVADO // U M 0.2 // Si se activa la marca 0.2 // = A 124.3 // se abre la electroválvula de la estación de ESPUMA // U M 0.3 // Si se activa la marca 0.3 // = A 124.4 // Se abre la electroválvula de la estación de ACLARADO // U M 0.4 // Si se activa la marca 0.4 // = A 124.5 // Se abre la electroválvula de la estación de ENCERADO // U M 0.5 // Si se activa la marca 0.5 // = A 124.6 // Se enciende la bomba de secado // Ver como multi-páginas
