Guía de Prácticas CI-JMOLINA

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LABORATORIO DE CONTROL INDUSTRIALGUÍA DE PRÁCTICAS

CONTENIDO:

Práctica No. 1: MANDOS BÁSICOS DE UN CONTACTOR

Práctica No. 2: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 1)

Práctica No. 3: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 2)

Práctica No. 4: IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS DE CONTROL MEDIANTE UN MÓDULO LOGICO PROGRAMABLE

Práctica No. 5: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 1)

Práctica No. 6: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 2)

Práctica No. 7: ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN (Aplicación con Módulo Programable)

Práctica No. 8: CONTROLADORES PROGRAMABLES (Parte 1)

Práctica No. 9: CONTROLADORES PROGRAMABLES (Parte 2)

Práctica No. 10: CONTROLADORES PROGRAMABLES (Parte 3: Control de velocidad de un motor trifásico de inducción)

Práctica No. 11: CONTROLADORES PROGRAMABLES(Parte 4: Programación en Lenguaje SFC)

LABORATORIO DE CONTROL INDUSTRIAL Pág. 3 de 40

Práctica 1: MANDOS BÁSICOS DE UN CONTACTOR

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Conocer las instalaciones del Laboratorio de Control Industrial e identificar varios de los elementos de mando y maniobra utilizados en sistemas de control eléctrico industrial.

1.1.2 Familiarizar al estudiante con el funcionamiento de los mandos básicos de un contactor electromagnético.

1.2 INFORMACIÓN

El Laboratorio de Control Industrial cuenta con instalaciones para la realización de prácticas mediante dispositivos electromecánicos, controladores programables, neumáticos y electro-neumáticos, a través de las cuales se pretende, por un lado, complementar el estudio teórico sobre dichos temas, y por otro, crear en el estudiante ciertas habilidades para el diseño e implementación de circuitos de control y potencia generalmente utilizados en plantas industriales.

El término Control hace referencia a los métodos y maneras de controlar el comportamiento de un aparato, máquina o proceso. En un sistema de control, uno o varios parámetros, considerados de entrada, actúan sobre otros parámetros, considerados de salidas.

Mando significa hacer una acción o influir sobre un sistema de control para modificar su estado o los valores de servicio.

1.3 TRABAJO PREPARATORIO

1.3.1 Consultar las definiciones de: mando manual, mando automático, mando piloto, mando memorizado, contactor electromagnético, relé electromagnético, selector de mando, pulsante o pulsador, disyuntores y elementos de señalización luminosa.

1.3.2 Realizar el circuito de control para el mando piloto de un contactor electromagnético mediante un pulsador.

1.3.3 Realizar el circuito de control para el mando memorizado de un contactor electromagnético, utilizando un pulsador de marcha y uno de paro.


1.3.4 Realizar el circuito de control para el mando de dos contactores mediante un selector de tres posiciones (K1 – Paro – K2).

1.4 PROCEDIMIENTO

1.4.1 El instructor explicará todo lo necesario sobre las instalaciones del laboratorio y el equipo disponible; y sobre los elementos de mando y maniobra que se utilizarán durante la práctica y que fueron objeto de la consulta.

1.4.2 Siguiendo las indicaciones dadas por el instructor, arme los circuitos de control solicitados en el trabajo preparatorio. Asocie una luz piloto a un contacto auxiliar de cada contactor para visualizar su operación. Accione y observe el funcionamiento de cada circuito.

1.5 INFORME

1.5.1 Mediante una tabla, dibuje la simbología de los elementos utilizados durante la práctica de acuerdo a la Normativa de la IEC. Ponga la numeración de los terminales de contactos y bobina.

1.5.2 Justifique el porqué en la industria se utilizan pulsadores de mando en lugar de interruptores, para el mando de motores eléctricos.

1.5.3 Diseñe el circuito de control para el mando de un contactor desde dos puestos diferentes (local y remoto). Utilice líneas segmentadas para la conexión entre el puesto local y remoto. Asocie una luz piloto a un contacto auxiliar del contactor para visualizar su operación.

1.5.4 Establezca las diferencias y similitudes entre un contactor electromagnético y un relé electromagnético tipo industrial (contactor auxiliar).

1.5.5 De lo experimentado en la práctica, que norma de seguridad sugeriría usted para evitar accidentes personales?

1.5.6 Comentarios y sugerencias sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la práctica.


Práctica 2: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 1)

2.1 OBJETIVO

1.5.7 Ejercitar al estudiante en el diseño de circuitos de control eléctrico que usan memorias (enclavamientos) e interbloqueos eléctricos y mecánicos.

1.6 INFORMACIÓN

Los circuitos provistos de contactos de memorias e interbloqueos eléctricos permiten el funcionamiento de un sistema de control bajo determinadas condiciones y en una secuencia previamente definida, de tal suerte de garantizar la operación correcta y segura del mismo.

Como se comprobó en la práctica anterior, para mantener la condición de activado de un contactor, luego de haber desaparecido la señal del pulsador piloto, fue suficiente conectar en paralelo con dicho elemento piloto un contacto normalmente abierto del contactor.

Para lograr el mismo efecto de auto retención pero mecánicamente, se podría disponer sobre el contactor un dispositivo de enclavamiento mecánico.

Un interbloqueo eléctrico es una configuración de los contactos auxiliares de los contactores, mediante la cuál no se permite que dos o más contactores o relés puedan actuar al mismo tiempo. Esta acción se logra, conectando en serie con las bobinas contrarias, los contactos normalmente cerrados de los dispositivos con los que no se desea un funcionamiento simultáneo.

Para lograr una mayor seguridad, además del interbloqueo eléctrico se puede incluir un interbloqueo mecánico entre dos contactores.

1.7 TRABAJO PREPARATORIO

1.7.1 Diseñar el circuito principal (de potencia) y auxiliar (de control) para el arranque directo e inversión de giro de un motor trifásico de inducción, utilizando dos contactores, dos pulsantes de marcha (horario y antihorario) y uno de paro general.


1.7.2 Consulte sobre que son y que aplicaciones tienen los interruptores mecánicos de posición (finales de carrera o de límite).

1.8 PROCEDIMIENTO

1.8.1 El instructor realizará una explicación sobre enclavamiento eléctrico y mecánico; e interbloqueo eléctrico y mecánico.

1.8.2 Arme y pruebe el funcionamiento de los circuitos diseñados en el trabajo preparatorio; primero el de control y luego el circuito completo. Asocie una luz piloto a un contacto auxiliar de cada contactor para visualizar su operación.

1.8.3 Modifique el circuito de control para realizar la misma operación anterior, pero utilizando un selector de mando de tres posiciones (horario, paro, antihorario) y un pulsante único para el arranque. Primero se selecciona el sentido de giro (sin energizar ningún contactor) y luego se presiona el pulsador para arrancar el motor en el sentido escogido.


1.9 INFORME

2.5.1 Consultando en catálogos de fabricantes de equipos de automatización y control, presente las características técnicas de al menos 2 selectores de mando, dos pulsadores y dos interruptores finales de carrera.

2.5.2 Describa como operan un fusible y un relé térmico de bimetal y la función que cumple cada uno como elementos de protección. Utilícelos, a partir de ahora, para la protección de circuitos derivados para motores eléctricos.

2.5.3 Para comenzar a abordar aplicaciones reales y darle sentido práctico a los circuitos básicos implementados hasta el

momento, diseñe el circuito de control y potencia, para el accionamiento de un puente grúa de una nave industrial, constituido por tres motores trifásicos de inducción que accionan: El puente (adelante – atrás), el carro (derecha – izquierda) y el gancho (arriba – abajo). Este mecanismo de traslación es utilizado para mover máquinas u objetos pesados dentro de una planta. Puede utilizar pulsadores o un

selector de palanca de múltiples posiciones.

2.5.4 Comente sobre la importancia de identificar los terminales de contactos, bobinas, borneras y cables de conexión en un circuito de control eléctrico.



Práctica 3: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 2)

3.1 OBJETIVO

1.9.1 Ejercitar al estudiante en el diseño de circuitos de control eléctrico que usan memorias (enclavamientos) e interbloqueos eléctricos y mecánicos.

1.10INFORMACIÓN

Continuación de la práctica anterior.

1.11TRABAJO PREPARATORIO

1.11.1 PARA LOS GRUPOS DEL PRIMER DÍA DE TRABAJO

Diseñar el circuito de control, mediante pulsadores, para comandar tres contactores con las siguientes condiciones de funcionamiento:

a.- Los contactores se activarán, mediante su respectivo pulsador, en la secuencia K1, K2 y K3, y se desactivarán en la secuencia inversa K3, K2 y K1.

b.- Tanto la secuencia de activado como de desactivado se cumplirán completamente, esto es, si un contactor se activó no podrá desactivarse mientras no se complete la secuencia de activación. De manera similar, en la secuencia de apagado no se podrá activar ningún contactor mientras no se complete la misma.

1.11.2 PARA LOS GRUPOS DEL SEGUNDO DÍA DE TRABAJO

Diseñar el circuito de control para detectar una secuencia de operación correcta o incorrecta de tres pulsadores, de la siguiente manera:

a.- Mediante un interruptor general se activa o desactiva el circuito.

b.- Un contactor K1 se activará luego de presionar los tres pulsadores en la secuencia P1 - P2 - P3.

c.- En caso de presionarlos en una secuencia distinta a la anterior, al finalizar la misma, se activará un contactor K2. Los


contactores K1 y K2 no podrán estar activados al mismo tiempo.

1.11.3 PARA LOS GRUPOS DEL TERCER DÍA DE TRABAJO

Diseñar el circuito de control para detectar una secuencia de operación correcta o incorrecta de tres pulsadores, de la siguiente manera:

d.- Mediante un interruptor general se activa o desactiva el circuito.

e.- El contactor K1 se activará luego de presionar los tres pulsadores en la secuencia P1 - P2 - P3.

f.- El contactor K2 se activará luego de presionar los tres pulsadores en la secuencia P3 - P2 – P1.

g.- En caso de presionarlos en una secuencia distinta a las anteriores, al finalizar la misma, se activará el contactor K3. Los contactores K1, K2 y K3 no podrán estar activados al mismo tiempo.

1.11.4 PARA LOS GRUPOS DEL CUARTO DÍA DE TRABAJO

Diseñe el circuito para comandar dos contactores K1 y K2 de la siguiente forma:

a.- El ciclo puede empezar con K1 o K2 indistintamente pero no podrán estar activados ambos al mismo tiempo.

b.- K1 se activa cuando se presiona el pulsador P1.

c.- Si se deja de presionar P1, se desactiva K1 y no podrá activarse nuevamente mientras no se haya activado y desactivado K2.

d.- K2 opera en forma similar a K1 pero con el pulsador P2.

e.- El pulsador P3 de “RESET” pone el circuito en condiciones iniciales en cualquier momento.


1.11.5 PARA LOS GRUPOS DEL QUINTO DÍA DE TRABAJO

Diseñe el circuito de control para accionar una puerta de garaje motorizada mediante dos contactores K1 y K2 de la siguiente forma:

a.- Mediante un pulsador único (P1) se podrá abrir (K1) o cerrar (K2) la puerta en cualquier momento, y el usuario solo necesita dar un pulso para que eso suceda.

b.- En cada extremo de la puerta existe un interruptor de límite

(SL1 y SL2) que detectan: Puerta totalmente abierta o puerta totalmente cerrada, con lo cuales se desactivarán K1 o K2 respectivamente.

c.- Como se trata de un inversor de giro, K1 y K2 no deben funcionar simultáneamente.

Se sugiere utilizar un mando alternativo entre dos relés auxiliares y a través de estos activar los contactores K1 y K2 con circuitos memorizados.

1.12PROCEDIMIENTO

1.12.1 Usando los elementos del tablero de trabajo, arme y pruebe el funcionamiento del circuito de control solicitado en el trabajo preparatorio, del día correspondiente.

1.13INFORME

1.13.1 Describa el funcionamiento de un interruptor de flotador y sus aplicaciones. Consultando en catálogos de fabricantes de equipos de automatización y control, presente las características técnicas de al menos 2 interruptores de flotador.

1.13.2 Diseñe los circuitos de control y potencia, para un sistema de abastecimiento de agua (ver figura), que consta de una cisterna, un tanque elevado, dos bombas, un interruptor de flotador F6, para detectar si hay o no agua en la cisterna, y dos interruptores de flotador en el tanque elevado (F7 y F8).

Condiciones de operación:

Un selector de 3 posiciones y 2 polos permite escoger entre B1 – Apagado – B2.

Si hay agua en la cisterna, las bombas funcionan alternativamente como bomba base (para demanda normal) o como bomba de respaldo (para demanda pico).


Con el selector en la posición B1, la bomba 1 trabaja como bomba base y es controlada por el interruptor de flotador F7, que conecta la bomba cuando el agua está por debajo de la altura h2 (F7:1) y la desconecta cuando el agua está por sobre la altura h3 (F7:0).

La bomba de respaldo, en este caso la bomba 2, es controlada por el flotador F8, que conecta la bomba 2 cuando el agua cae por debajo de h1 (F8:1) y la desconecta cuando supera la altura h2 (F8:0).

Con el selector en la posición B2, bomba base es la bomba 2 y la de respaldo es la bomba 1.

Si una sobrecarga ocurre, se desconecta la bomba correspondiente. Si la sobrecarga ocurre en la bomba base, la de respaldo toma su lugar inmediatamente.

Las bombas dejan de funcionar cuando no hay agua en la cisterna (sensor de nivel de fondo F6 abierto) o cuando el selector está en la posición Apagado.

Incluir luces de señalización para indicar el funcionamiento de las bombas y sobrecarga en los motores de las bombas.

1.13.3 Comentarios y conclusiones sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la práctica.


Práctica 4: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL MEDIANTE UN MÓDULO LÓGICO PROGRAMABLE

4.1 OBJETIVO

1.13.4 Familiarizar al estudiante con las tecnologías de control programable, para la solución de problemas de automatización y control de pequeña escala.

1.13.5 Trabajar con el Módulo de Control Programable LOGO de Siemens.

1.14INFORMACIÓN

Los módulos o relés programables, sin ser propiamente un PLC, ofrecen muchas ventajas y gran flexibilidad; y para diversas aplicaciones de micro automatización y control constituyen una buena alternativa técnico - económica.

Siemens, empresa fabricante de equipos de automatización y control, ofrece dentro de su gran portafolio de productos, el Módulo Programable LOGO cuya programación, simulación y carga del programa se realiza mediante el Software Logo Soft Comfort. Este software de fácil y rápido manejo, permite la creación de esquemas de contactos y diagramas de funciones seleccionando las funciones correspondientes y sus interconexiones por simple “arrastrar y colocar”. En la siguiente figura se ilustran las funciones de este software.


1.15TRABAJO PREPARATORIO

1.15.1 Consultar la definición de un controlador lógico programable (PLC).

1.15.2 Consulte las principales características del relé programable LOGO 230RC OBA4 (voltaje de alimentación, número y tipo de entradas y salidas, conexiones de los dispositivos de campo, memoria de programa referida al número máximo de bloques de función y comunicación con el computador).

1.15.3 Traer resuelto el circuito de control de la aplicación descrita en el informe de la práctica anterior (numeral 3.5.2), en forma de diagrama ladder. Si es posible adelante su edición utilizando el software Logo Soft Comfort.

1.16PROCEDIMIENTO

1.16.1 El instructor explicará el procedimiento para ingresar al programa Logo Soft Comfort, así como las principales opciones del menú para crear y cargar un proyecto en el Módulo Programable.

1.16.2 El instructor realizará, conjuntamente con los estudiantes, un proyecto sencillo a manera de práctica tutorial.

1.16.3 El estudiante procederá a editar, hacer la simulación “Off line”, guardar y descargar (Download) en el Módulo Programable, el programa de control solicitado en el numeral 4.3.3 del trabajo preparatorio.

1.17INFORME

1.17.1 Presente el diagrama de potencia y de conexiones de entradas y salidas al módulo programable, correspondiente a la aplicación del numeral 4.4.3 del procedimiento.

1.17.2 Utilizando el software Logo Soft Comfort, realice y presente el diagrama de bloques de función, para controlar una lámpara mediante tres pulsadores situados en los accesos de un pasillo (figura). Cuando una persona llegue por cualquiera de los accesos y presione momentáneamente el pulsador situado en dicho sitio, la lámpara deberá encenderse; cuando alcance cualquier otro extremo (o el mismo) y presione el pulsador que corresponda, se apagará la lámpara.




Práctica 5: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 1)

1.18[2.1] OBJETIVOS

1.18.1[2.1.1] Conocer los diferentes tipos de temporizadores y las formas de operación de los mismos.

1.18.2[2.1.2] Familiarizar al estudiante con las funciones de temporización y contador disponibles en el módulo programable LOGO.

1.19[2.2] INFORMACIÓN

Los temporizadores o relés de tiempo, son dispositivos que permiten la automatización, en función del tiempo, de una gran variedad de circuitos de control. Mediante éstos dispositivos se pueden activar o desactivar los elementos principales de maniobra (contactores por ejemplo) con tiempos previamente ajustados, que pueden ir desde fracciones de segundo hasta muchas horas.

Las formas de operación estándares de los temporizadores son las siguientes: ON DELAY (retardo a la conexión), OFF DELAY (retardo a la desconexión), PULSO o IMPULSO y la operación CÍCLICA o INTERMITENTE.

Los contadores son dispositivos de control que generan una salida (ON/OFF), luego de hacer una comparación entre el número de pulsos ingresados a su entrada y el parámetro de referencia.

De acuerdo al principio de funcionamiento y tecnología involucrada en su construcción, existe una amplia gama de temporizadores y contadores. No obstante, la tendencia actual es utilizar los de tecnología digital, multifuncionales y con amplios rangos de ajuste; o en el mejor de los casos, usar controladores o módulos programables que incluyen un gran número funciones para una diversidad de aplicaciones de automatización y control.

1.20[2.3] TRABAJO PREPARATORIO

1.20.1[2.3.1] Con base a las ayudas de LOGO, estudie e ilustre gráficamente la operación de las funciones de temporización, similares a las formas de operación descritas en el numeral 5.2, haciendo una breve descripción de cada uno de los parámetros.


1.20.2[2.3.2] Con base a las ayudas de LOGO, estudie e ilustre gráficamente la operación de la función contador adelante/atrás.

1.20.3[2.3.3] Utilizando el software Logo Soft Comfort, diseñe el circuito de control para detectar una secuencia de operación correcta o incorrecta de tres pulsadores, de la siguiente manera:

a. Un interruptor S1 activa o desactiva el circuito de control.

b. La salida Q1 se activará luego de presionar los tres pulsadores en la secuencia P1 - P2 - P3 (secuencia correcta) y en un tiempo inferior a 5 segundos. Q1 se desactiva con S1.

c. En caso de presionarlos en una secuencia distinta a la anterior (secuencia incorrecta), o demorarse más de 5 segundos sin culminarla, al finalizar la misma se activará la salida Q2 de manera permanente, lo que indica que cometió el primer error.

d. Con un pulsador P4 se desactiva Q2 y tiene la segunda y última oportunidad de reiniciar la secuencia de pulsaciones.

e. Si en esta nueva oportunidad incurre en el error indicado en el literal b), se activará la salida Q2 de manera intermitente. El pulsador P4 ya no surtirá ningún efecto y el circuito podrá desactivarse únicamente con el interruptor S1.

f. Se recomienda utilizar un temporizador On delay para el retardo de 5 seg., un temporizador cíclico para la intermitencia de Q2 y un contador para registrar el número de veces que se cometió el error.

1.21[2.4] PROCEDIMIENTO

1.21.1[2.4.1] El instructor dará una explicación sobre los temporizadores disponibles en el laboratorio.

1.21.2[2.4.2] Siguiendo el procedimiento dado por el instructor, arme los circuitos de control para comprobar las diferentes formas de operación de los temporizadores.

1.21.3[2.4.3] Utilizando el software Logo Soft Comfort, el instructor, conjuntamente con los estudiantes, realizará una aplicación sencilla con un temporizador, un contador y la función texto de aviso, a manera de práctica tutorial.

1.21.4[2.4.4] Descargue al Módulo Programable LOGO el programa de control solicitado en el numeral 5.3.3 del trabajo preparatorio.


Conecte lámparas de señalización a las salidas Q1 y Q2. De ser necesario, realice las correcciones al programa.

1.22[2.5] INFORME

1.22.1[2.5.1] Presente el programa de control del numeral 5.4.4 corregido. Incluya textos de aviso para indicar secuencia correcta, incorrecta o tiempo superado, según el caso.

1.22.2[2.5.2] Consultando en catálogos de fabricantes, presente las características técnicas de, al menos, tres tipos de temporizadores.

1.22.3[2.5.3] Diseñe e implemente en LOGO un programa para controlar 4 circuitos para iluminar las estanterías y ventanas de exhibición de un almacén, de la siguiente manera:

a.- Mediante un interruptor general S1 se activan o desactivan todos los circuitos.

b.- El circuito de iluminación 1 (salida Q1) debe funcionar de lunes a viernes de 8h00 a 22h00, el sábado de 8h00 a 24h00 y el domingo de 12h00 a 20h00. (Utilice la función Reloj horario semanal)

c.- Durante ese mismo horario podrá funcionar el circuito de iluminación 2 (salida Q2), controlado por un interruptor crepuscular S2 (interruptor sensitivo a la luz).

d.- Fuera del horario antes indicado, y para efectos de mantener un nivel mínimo de luz, funcionará el circuito de iluminación 3 (salida Q3), controlado por el interruptor crepuscular S2 indicado anteriormente.

e.- A cualquier hora, un sensor de movimiento (S3) activará el circuito de iluminación 4 (salida Q4) durante un tiempo de 1 minuto, cuyo propósito es acentuar la luz sobre determinados artículos. (Utilice la función Temporizador de impulsos).

f.- Mediante un pulsador P4 (pulsador de prueba) se comprobará el estado de todos los circuitos de iluminación, que deberán encenderse por un tiempo de 10 segundos.

g.- Todos los interruptores que llegan a las entradas del módulo programable son normalmente abiertos.

h.- Grabe el programa en una memoria portátil para su prueba en el laboratorio.


1.22.4[2.5.4] Presente el diagrama de conexiones de entradas y salidas al Módulo Programable LOGO, de la aplicación anterior.

1.22.5[2.5.5] Comentarios y sugerencias sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la práctica.


Práctica 6: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 2)

1.23[3.1] OBJETIVOS

1.23.1[3.1.1] Crear mayores habilidades en el estudiante para el diseño de circuitos de control con temporizadores y contadores, mediante el Módulo Programable Logo.


El Módulo Programable LOGO dispone de funciones de temporización, en las cuales es posible variar los parámetros de tiempo, a partir de otras funciones de control, como de un contador por ejemplo.


1.25.1[3.3.1] Mediante Logo Soft Comfort, realice el programa de control de un semáforo ubicado en el cruce de dos vías, de acuerdo a las siguientes condiciones:

a.- Mediante un interruptor general S1 se activa o se desactiva el circuito.

b.- El semáforo funcionará de manera habitual entre las 07:00 a las 20:00; es decir: LUZ VERDE – LUZ AMARILLA – LUZ ROJA, para ambas vías.

c.- Entre las 20:00 y las 07:00, se encenderán las luces amarillas de ambas vías de manera intermitente.

d.- En el programa incluya 2 contadores adelante/atrás, un interruptor S2 para poner a los contadores en modo adelante o atrás, y dos pulsadores para el ingreso de pulsos hacia los contadores, a través de los cuales se podrá modificar el tiempo de funcionamiento de la luz verde de cada vía.

e.- Incluya un texto de aviso para observar los tiempos de la luz verde de cada vía.

f.- Las salidas deben ser programadas de la siguiente forma: Q1 (luz verde 1, roja 2); Q2 (luz amarilla 1); Q3 (luz verde 2, roja 1); Q4 (luz amarilla 2).



1.26.1[3.4.1] El instructor realizará una práctica tutorial con los estudiantes, para modificar el parámetro tiempo de un temporizador por medio de un contador adelante/atrás.

1.26.2[3.4.2] Pruebe en el Módulo Programable el programa de control solicitado en el numeral 5.5.2 del informe de la práctica anterior. De ser necesario, realice las correcciones al programa.

1.26.3[3.4.3] Pruebe en el Módulo Programable el programa de control solicitado en el numeral 6.3.1 del trabajo preparatorio. De ser necesario, realice las correcciones al programa.

1.27[3.5] INFORME

1.27.1[3.5.1] Utilizando el Logo Soft Comfort, presente el programa de control para activar, de manera intermitente, la salida Q1 de la siguiente forma:

a.- Mediante un interruptor S1 se activa o desactiva el control en cualquier momento.

b.- Mediante el pulsador P1 se ingresa el número de ciclos de funcionamiento de la salida Q1 (t1 ON / 2 seg. OFF). Si desea cambiar el número de ciclos, encere el contador con el pulsador P2 y vuelva a ingresar.

c.- Con los pulsadores P3 y P4 se incrementa o decrementa el tiempo t1.

d.- Una vez introducido el número de ciclos y el tiempo t1, con el pulsador P5 se da inicio al funcionamiento de la salida Q1. En esta fase, los pulsadores P1, P2, P3 y P4 no tienen ningún efecto.

e.- Terminado el ciclo de funcionamiento de Q1, o al abrir el interruptor S1, se vuelve a condiciones iniciales.

f.- Ponga inicialmente t1 en 2 seg.

g.- Puede programar un temporizador cíclico con base a un temporizador On delay y otro Off delay; u otra combinación. Consulte.


1.27.2[3.5.2] Utilizando el Logo Soft Comfort, presente el programa de control de la aplicación del numeral 3.5.2 de la práctica 3, con las siguientes modificaciones:

a.- Mediante un interruptor S1 se activa o desactiva el control.

b.- Con S1 cerrado, la bomba 1 empieza como bomba base y la bomba 2 como respaldo.

c.- Cada 10 operaciones de la bomba base, se cambian automáticamente las funciones; es decir, la bomba base pasa a ser bomba de respaldo y viceversa.

d.- Si el interruptor de flotador F8 está cerrado (F8:1) y el F7 está abierto, podría significar que este último se averió. Bajo esta condición mostrar en un texto de aviso el mensaje “Revisar Flotadores”.

e.- Utilizar otros textos de aviso para advertir al operador la condición de sobrecarga de cada bomba.

f.- Las demás condiciones operación se conservan.

1.27.3[3.5.3] Presente el diagrama de conexiones de entradas y salidas al Módulo Programable.



Práctica 7: ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN (Control mediante Módulo Programable)

1.28[4.1] OBJETIVOS

1.28.1[4.1.1] Adiestrar al estudiante en el diseño e implementación de arrancadores de voltaje reducido, utilizando contactores electromagnéticos como elementos principales de maniobra y el módulo programable Logo, como dispositivo de control.

1.28.2[4.1.2] Aplicar la lógica de control programada y los criterios de diseño hasta ahora aprendidos, al accionamiento de motores eléctricos, tomando como ejemplo el arrancador Y – Delta.


El objetivo principal de cualquier sistema de arranque que sea utilizado para un motor, es que durante la fase de arranque desarrolle un par suficiente y pueda acelerar desde “0” hasta el máximo número de revoluciones y en un determinado tiempo, la máquina con la que está acoplada. A su vez, se trata de disminuir la magnitud de corriente de arranque, a fin de evitar grandes caídas de voltaje que podrían ser muy incidentes en la red de alimentación.

Existen diferentes métodos para arrancar un motor trifásico de inducción, entre los que se pueden citar: Por resistencias o reactancias primarias, el estrella triángulo, por autotransformador y los que utilizan elementos electrónicos de potencia, conocidos como arrancadores suaves (Soft Starter), cuya operación, funcionalidad, facilidad de programación y su capacidad de comunicación con controladores programables, le ofrecen una significativa ventaja respecto a los antes mencionados.

Respecto al arrancador estrella – triángulo, se podría decir que continúa siendo uno de los más utilizados en el arranque de motores de mediana potencia, dada su simplicidad, bajo costo y la gran reducción de corriente de arranque que se logra. Su principal limitación está en el bajo torque de arranque que produce y en la corriente pico que se origina durante la transición.


1.30.1[4.3.1] Diseñar el circuito de potencia para el arranque estrella –


triángulo e inversión de giro, de un motor trifásico de inducción rotor jaula de ardilla. Incluya protecciones eléctricas contra sobrecargas y cortocircuitos.

1.30.2[4.3.2] Mediante Logo Comfort, realice el programa de control, en esquema de funciones, del arrancador del numeral anterior, con las siguientes condiciones:

a.- Mediante un selector de tres posiciones y un polo, se escoge: Giro Horario – Apagado – Giro Anti-horario.

b.- Una vez escogido el sentido de giro, mediante un pulsador P1, se conecta el contactor que realiza la conexión estrella (K3) e inmediatamente después se energiza el contactor de línea (K1 o K2), que arranca el motor en el sentido seleccionado.

c.- Luego de 10 segundos se desconecta K3 y 2 segundos después se energiza el contactor de la conexión triángulo (K4), con lo que el motor pasa a un régimen de marcha estable.

d.- El motor se apaga al poner el selector en posición de Apagado, o por actuación del relé de sobrecarga.

e.- Incluir un texto de aviso para la condición de sobrecarga.

1.30.3[4.3.3] Mediante una tabla, realice una lista de las variables utilizadas indicando el tipo de dato, dirección de I/O y su función dentro del programa de control.


1.31.1[4.4.1] Mediante el simulador “off line” del software Logo Soft Comfort, verifique el funcionamiento correcto del programa de control solicitado en el trabajo preparatorio. De ser necesario, haga las correcciones que sean del caso.

1.31.2[4.4.2] Utilizando los elementos del tablero electromecánico y los motores trifásicos de inducción disponibles en el laboratorio, arme el circuito de potencia solicitado en el numeral 7.3.1 del trabajo preparatorio.

1.31.3[4.4.3] Conecte los dispositivos de entrada y salida al módulo programable. Ponga bloqueos físicos (contactos NC) entre las bobinas de los contactores K3 y K4; y entre K1 y K2, conectadas a las salidas del módulo.

1.31.4[4.4.4] Descargue el programa de control al Módulo Programable


y pruebe el funcionamiento del circuito.

1.32[4.5] INFORME

1.32.1[4.5.1] Presente todos los diagramas del arrancador objeto de la práctica.

1.32.2[4.5.2] Demuestre que los valores de corriente y torque de arranque de un motor trifásico de inducción, al arrancarlo de la forma antes indicada, se reducen a un tercio de los valores que se tienen al arrancarlo a voltaje pleno (arranque directo).

1.32.3[4.5.3] Realice una tabla en la que se especifiquen los valores nominales de corriente (o potencia), voltaje y categoría de utilización, de cada uno de los contactores utilizados en el ejercicio de la práctica, considerando los siguientes datos de placa del motor: 20 HP, 220 V (conexión triángulo), 60 Hz, 1750 RPM, 52 A. Así mismo, especifique el tipo de fusibles y su capacidad, y el rango de ajuste del relé térmico de sobrecarga.

1.32.4[4.5.4] Respecto a un arrancador Y – Delta convencional, a qué dispositivos estaría reemplazando el Módulo Programable? Se justifica utilizarlo en esta aplicación? Responda luego de un análisis técnico – económico. Consulte precios.

1.32.5[4.5.5] En un arrancador Y-Delta, el relé térmico de bimetal para la protección de sobrecarga, generalmente va ubicado en serie con las bobinas del motor; sin embargo, en determinadas circunstancias se lo ubica en las líneas de alimentación. Justifique con argumentos técnicos tales ubicaciones y cómo estarían calibrados en uno y otro caso.

1.32.6[4.5.6] Con el mismo número de dispositivos de entradas y salidas utilizados en la práctica y bajo condiciones similares, diseñe el programa de control y el circuito de potencia, de un arrancador por autotransformador con transición a circuito abierto, con inversión de giro, para un motor trifásico de inducción. Presente todos los diagramas correspondientes.



Práctica 8: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 1)

1.33[5.1] OBJETIVO

1.33.1[5.1.1] Identificar y establecer las diferencias entre PLCs fijos, modulares y la periferia distribuida de entradas y salidas.

1.33.2[5.1.2] Conocer un nuevo entorno de programación, en el que los programas están diseñados a partir de un diferente número de elementos de software, que pueden ser escritos en los distintos lenguajes definidos en el estándar IEC – 611313, de la Comisión Electrotécnica Internacional.

1.33.3[5.1.3] Configurar y programar los PLCs marca Modicon, familia Momentum disponibles en el Laboratorio de Control Industrial, utilizando el software CONCEPT.


Los Controladores Lógicos Programables, también llamados Autómatas Programables o PLCs, son miembros de la familia de equipos de estado sólido, que tienen circuitos integrados en lugar de dispositivos electromecánicos para implementar funciones de control. Son capaces de almacenar instrucciones, tales como de secuenciación, temporización, conteo, aritméticas, manipulación de datos y comunicación, para controlar procesos y máquinas industriales.

Se puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, órdenes y símbolos reconocibles por el PLC, a través de su unidad de programación, que le permiten ejecutar una secuencia de control deseada. El Lenguaje de Programación en cambio, permite al usuario ingresar un programa de control en la memoria del PLC, usando una sintaxis establecida.

En la actualidad cada fabricante diseña su propio software de programación, lo que significa que existe una gran variedad comparable con la cantidad de PLCs que hay en el mercado.

El estándar IEC 61131-3 define dos lenguajes gráficos y dos lenguajes basados en texto, para la programación de PLCs. Los lenguajes gráficos utilizan símbolos para programar las instrucciones de control, mientras los lenguajes basados en texto, usan cadenas de caracteres para programar las instrucciones. Lenguajes Gráficos


o Diagrama Ladder (LD)o Diagrama de Bloques de Funciones (FBD)

Lenguajes Textuales

o Lista de Instrucciones (IL)o Texto Estructurado (ST)

Adicionalmente, el estándar IEC 1131-3 incluye una forma de programación orientada a objetos llamada Sequential Function Chart (SFC).


1.35.1[5.3.1] Lea el documento “Uso del Concept2.6XL” que se les proporcionó al inicio del curso.

1.35.2[5.3.2] Con base a las ayudas de Concept, realice un cuadro que resuma la forma de operación de los siguientes bloques de función:

Temporizador TONContador CTUComparadores LT, GTConvertidores INTEGER TO TIME

TIME TO INTEGERAritméticas MUL, DIV, MOVE

1.35.3[5.3.3] Traer el diagrama de contactos (Ladder) para controlar un semáforo ubicado en el cruce de dos vías, de la siguiente forma:

Mediante un interruptor S1 se activa el control del semáforo, que funcionará de la manera habitual y con tiempos fijos: Luz verde – Luz amarilla - Luz roja, para ambas vías.

Nota: Durante la práctica se utilizarán las siguientes variables y tipos de datos:

Entradas:

Nombre Tipo de dato Dirección Valor inicialS1 BOOL 1:1S2 BOOL 1:2Sensor1 BOOL 1:3Sensor2 BOOL 1:4

Salidas:


Nombre Tipo Dirección Valor inicialVerde1 BOOL 0:14Amarillo1 BOOL 0:15Rojo1 BOOL 0:16Verde2 BOOL 0:10Amarillo2 BOOL 0:11Rojo2 BOOL 0:12

Variables internas:

Nombre Tipo Dirección Valor inicialTiempo_V1 TIME T#6sTiempo_V2 TIME T#8sTrafico1 INTEGERTrafico2 INTEGER

Otras variables se definirán durante la práctica.


1.36.1[5.4.1] De manera tutorial, el instructor explicará el procedimiento para ingresar al software de programación Concept, así como las principales opciones del menú para crear y configurar un proyecto, crear secciones de programa, simular y descargar un proyecto en el PLC. Se hará uso del diagrama ladder solicitado en el procedimiento.

1.36.2[5.4.2] El instructor, conjuntamente con los estudiantes, realizarán una nueva sección de programa, en lenguaje FBD, para lograr que, al conectar la entrada S2, los tiempos del semáforo (Tiempo_V1 y Tiempo_V2) varíen automáticamente en función del tráfico en cada vía.

1.36.3[5.4.3] Simular en “Off line” el programa desarrollado y hacer las correcciones que sean del caso.

1.36.4[5.4.4] Conectar los dispositivos de entrada y salida, descargar el programa al PLC y probar su funcionamiento.

1.37[5.5] INFORME

1.37.1[5.5.1] Utilizando una tabla, haga un resumen de las principales características del CPU (171 CCC 960 30) y de la base de entradas y salidas (170 ARM 370 30) del PLC Modicon – Momentum. Esta información se encuentra disponible en la página web www.telemecanique.com, o en la documentación entregada al inicio del curso.


http://www.telemecanique.com/

1.37.2[5.5.2] Utilizando el lenguaje FBD, realice el programa para ajustar el tiempo de un temporizador tipo pulso (bloque de función TP), mediante dos pulsadores (P1 subir y P2 bajar), con incrementos o decrementos de 0.5 segundos por cada pulso. El tiempo ajustado en el temporizador no debe ser inferior a 1 seg. ni superior a 10 seg. Controle una salida mediante este temporizador, cada vez que se presiona el pulsador P3. La salida se desactiva automáticamente luego del tiempo ajustado. Se sugiere utilizar las funciones LT, GT, ADD, SUB y R_TRIG.

1.37.3[5.5.3] Utilizando cualquier lenguaje, realice el programa de control para el accionamiento de las vallas de ingreso y salida de un parqueadero, de la siguiente manera:

a.- Se desea llevar la cuenta del número de coches que ingresan y salen del parqueadero que tiene una capacidad máxima de 20 automóviles.

b.- Mediante un interruptor de llave S_Maestro, se activa o desactiva el control.

c.- Se disponen 2 sensores a la entrada (S1 y S2) y de un sensor a la salida (S3).

d.- Si el sensor S1 ubicado frente a la tiquetera detecta la presencia de un vehículo y, si existen sitios de parqueo disponibles, el usuario presiona el pulsador P1, se genera el ticket, la valla de ingreso sube y el vehículo pasa. Si el parqueadero está lleno, o el sensor S1 no detecta la presencia de un vehículo, al presionar P1 no se generará el ticket y tampoco subirá la valla.

e.- Si el sensor S2 detecta que el vehículo rebasó la valla de ingreso, 2 segundos después bajará la valla.

f.- La valla de salida subirá cuando el usuario ha pagado por el servicio y el recaudador presione el pulsador P2.


g.- Si el sensor S3 detecta que el vehículo rebasó la valla de salida, 2 segundos después bajará la valla.

h.- Los sensores S2 y S3 enviarán una señal al o los contadores respectivos, cada vez que un vehículo ingrese o salga. Una variable interna acumulará el número de vehículos que ingresaron. Este valor se podrá borrar con un pulsador P0.

i.- Una luz verde y roja, ubicadas a la entrada del parqueadero, indicarán sitios disponibles o parqueadero lleno, respectivamente.

j.- Para determinar el porcentaje de utilización diaria del parqueadero respecto a su capacidad, simule que cada 10 segundos es una hora y calcule el promedio de utilización durante las 12 horas (120 segundos) de funcionamiento del parqueadero.

Para este efecto, cada 10 segundos y durante los 120 segundos, divida el número de carros que están parqueados para la capacidad total (20); luego saque un promedio de los 12 valores. Guarde dicho valor en un registro interno. Éste se borrará al poner el interruptor de llave en posición de apagado.

k.- Al finalizar una jornada diaria de trabajo y desconectar el interruptor S_Maestro, se debe conservar el estado de los contadores, ya que pudieron haber “dormido” vehículos en el parqueadero.



Práctica 9: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 2)

1.38[6.1] OBJETIVOS

1.38.1[6.1.1] Crear habilidades en el estudiante para el diseño de programas de control utilizando el lenguaje o diagrama de bloques de funciones (FBD).

1.38.2[6.1.2] Familiarizar al estudiante con el uso de nuevas funciones de control.


El diagrama de bloques de funciones (FBD), es un lenguaje gráfico que permite al usuario programar elementos (bloques de funciones del PLC) en tal forma que ellos aparecen interconectados al igual que un circuito eléctrico. Generalmente utilizan símbolos lógicos para representar al bloque de función. Las salidas lógicas no requieren incorporar una bobina de salida, porque la salida es representada por una variable asignada a la salida del bloque.

El diagrama de funciones lógicas, resulta especialmente cómodo de utilizar, a técnicos habituados a trabajar con circuitos de puertas lógicas, ya que la simbología usada en ambos es equivalente.

Adicionalmente a las funciones lógicas estándares y específicas del vendedor, el lenguaje FBD de la Norma IEC 61131-3 permite al usuario construir sus propios bloques de funciones, de acuerdo a los requerimientos del programa de control.

La mayoría de fabricantes de software y hardware para PLCs, ofrecen una amplia biblioteca de bloques de función y bloques funcionales, con el fin de facilitar las tareas de automatización. Además, dentro de cada software de programación existe una opción de Ayuda, que permite al usuario conocer la operación, los tipos de datos de entrada y salida, y la forma de parametrizar los bloques de función y bloques funcionales.


1.40.1[6.3.1] Utilizando el lenguaje FBD, realice el programa para controlar el funcionamiento de un horno de resistencias, que debe conectarse en un tiempo, entre 0 y 10 segundos, proporcional a la diferencia entre el “setpoint” (120 ºC) y la


temperatura de del horno, tiempo que se calcula y actualiza cada 10 segundos.

Así por ejemplo, si la temperatura del horno está en 80 ºC, la diferencia con el “setpoint” será de 40 ºC, valor que representa una fracción de 0.33 respecto “setpoint” (40/120); en este caso las resistencias calefactoras estarán conectadas 3.3 segundos y desconectadas 6.7 segundos.

La temperatura del horno es medida por un sensor que entrega una señal de voltaje entre 0 y 10 Vdc, cuando la temperatura está entre los 20 ºC y 150 ºC. Esta señal ingresa a una entrada analógica del PLC (3:1) de 0 a 10 Vdc, que tiene una resolución de 16 bits (de 0 a 32767), es decir, cuando llega un valor de 0 voltios a la entrada analógica, el valor numérico de la palabra de entrada es 0; y cuando ingresa un valor de 10 voltios el valor numérico es de 32767.

Como la base de entradas y salidas del PLC disponible no incluye entradas analógicas, en una variable interna guarde el valor que, supuestamente, viene del sensor. Con pulsadores externos (subir/bajar), modifique esta variable interna entre 0 y 10, en pasos de 0.5.

Para obtener el valor de la temperatura en ºC debe calcular ésta en base a la medida del sensor y guardar dicho valor en una variable interna.

Si la temperatura del horno está sobre los 125 ºC, un ventilador inyectará aire fresco al horno durante un tiempo 10 segundos por cada ºC de exceso respecto al setpoint. El ventilador se apagará luego de expirar ese tiempo o cuando la temperatura descienda del setpoint, lo que primero suceda.

Utilice un interruptor de entrada para activar o desactivar el circuito.

Nota: En el simulador “Off line”, si puede trabajar con entradas y salidas analógicas.


1.41.1[6.4.1] Utilizando el simulador “off line”, pruebe el funcionamiento del programa diseñado. De ser necesario, consulte al instructor para hacer las correcciones que sean del caso.

1.41.2[6.4.2] Arme el circuito de entradas y salidas al PLC, descargue el programa y verifique el funcionamiento. Utilice luces piloto para observar la operación de las 2 salidas.


1.42[6.5] INFORME

1.42.1[6.5.1] Con base a las características del sensor de temperatura, simulado en la práctica, grafique la relación entre la T [ºC] y el valor numérico (0 a 32767) que lee el PLC; y obtenga la ecuación que permite obtener el valor de la temperatura. Con esa resolución de 16 bits en el canal analógico de entrada, cuál sería la variación mínima de temperatura que detectaría el PLC?

1.42.2[6.5.2] Realizar el circuito de potencia, el diagrama de conexiones de entradas y salidas al PLC, y el programa en FBD, para controlar la operación de un tanque de centrifugado de 10 litros de capacidad, movido por un motor trifásico de inducción conexión Dahlander de dos velocidades (baja/alta), que cumpla las siguientes condiciones:

a.- Un interruptor de mando Imando, activa o desactiva el proceso, y lo pone en condiciones iniciales.

b.- Un sensor de nivel conectado a una entrada analógica del PLC, da una señal de 1 a 5 Vdc, cuando el nivel en el tanque fluctúa entre 0 y 10 litros. El canal analógico de entrada trabaja en el rango de 0 a 10 Vdc y tiene una resolución de 16 bits (de 0 a 32767).

c.- Un ciclo de centrifugado consiste en que el motor funcione 10 segundos en baja velocidad, descanse 5 segundos y funcione 15 segundos en alta velocidad.

d.- El proceso de centrifugado requiere trabajar con un número de ciclos determinado de la siguiente forma:

1 ciclo, cuando el nivel es menor o igual a 3 litros.2 ciclos, cuando el nivel es superior a 3 e inferior o igual a 63 ciclos, cuando el nivel es superior a 6 litros.

Entre ciclo y ciclo, siempre habrá una pausa de 5 segundos.

e.- Un pulsador Pmarcha, da inicio a la operación de centrifugado, siempre y cuando el nivel en el tanque sea igual o superior a 1 litro.

f.- La operación de centrifugado termina luego de completarse el número de ciclos o desactivando el interruptor de mando.


g.- Incluya luces piloto (intermitentes) para advertir al operador lo siguiente:

Sobrecarga en el motor (en baja o alta velocidad). Nivel del tanque inferior a 1 litro.

h.- Grabe el programa para implementarlo en la siguiente práctica de laboratorio.

1.42.3[6.5.3] Para el sensor de nivel, realice la tarea similar solicitada en el numeral 9.5.1.

1.42.4[6.5.4] Comentarios y conclusiones sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la práctica.

Nota: Para el motor Dahlander considere el siguiente circuito principal:

F2

C1

W1W2

V1V2

U2 U1

F3

C2 C3

Ff2Ff1

R S T

ALTA VELOCIDAD

U2BAJA VELOCIDAD

W1

W2 V2

W2

V1

W1

U1

U1U2

V2

V1


Práctica 10: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 3: Control de velocidad de un motor

trifásico de inducción)

10.1 OBJETIVOS

9.1.1.[10.1.1.] Aplicar los conocimientos hasta ahora adquiridos, al control discreto y continuo de velocidad de un motor trifásico de inducción.

9.1.2.[10.1.2.] Controlar mediante un PLC, el accionamiento de un motor trifásico de inducción de dos velocidades (conexión Dahlander).

9.1.3.[10.1.3.] Instruir al estudiante en el manejo y aplicación de entradas y salidas analógicas de un PLC, tomando como ejemplo el control continuo de velocidad de un motor trifásico de inducción mediante un variador de frecuencia.


Si bien la mayor parte de aplicaciones de los controladores programables están orientadas al control discreto y secuencial, cuando a su arquitectura de hardware se incorporan módulos de entradas y salidas analógicas, su campo de aplicación se extiende al control continuo y de lazo cerrado.

En la actualidad, la mayoría de PLCs, incluyendo hasta los más pequeños, traen incorporados o tienen la posibilidad de añadir módulos de entradas y salidas analógicas, módulos de termocupla y otros especiales.

Las entradas y salidas analógicas de los PLCs generalmente trabajan con valores estándares de voltaje de 0 a 10 Vdc y de corriente de 0 a 20 mA, con resoluciones de 10, 12 y hasta de 16 bits.


1.44.1[6.7.1] Traer el programa de control solicitado en el numeral 9.5.2 del informe de la práctica anterior, con la siguiente modificación:

Como la base de entradas y salidas del PLC disponible no incluye entradas analógicas, en una variable interna guarde el


valor que, supuestamente, viene del sensor de nivel. Con pulsadores externos (subir/bajar), modifique esta variable interna entre 1 y 5, en pasos de 0.25.


1.45.1[6.8.1] El instructor hará una demostración práctica sobre el uso de entradas y salidas analógicas, tomando como ejemplo el control continuo de velocidad de un motor trifásico de inducción, mediante un variador de frecuencia.

1.45.2[6.8.2] Utilizando el simulador “off line”, pruebe el funcionamiento del programa diseñado. De ser necesario, consulte al instructor para hacer las correcciones que sean del caso.

1.45.3[6.8.3] Arme el circuito de entradas y salidas al PLC, descargue el programa y compruebe que la operación del motor Dahlander se ajusta a las condiciones pre-establecidas.

1.46[6.9] INFORME

1.46.1[6.9.1] Explique el principio de funcionamiento de un motor trifásico de inducción conexión Dahlander.

1.46.2[6.9.2] Justifique el por qué a un motor Dahlander se lo protege con 2 relés de sobrecarga.

1.46.3[6.9.3] Si la In de un motor Dahlander en alta velocidad es de 20 A, para qué corriente nominal debería dimensionarse el contactor electromagnético que hace el puente de los terminales U1, V1 y W1. Realice el análisis correspondiente.

1.46.4[6.9.4] Modifique el proceso de centrifugado simulado en la práctica, de la siguiente manera:

a.- En lugar del motor Dahlander, se utilizará un motor trifásico de inducción alimentado desde un variador de frecuencia, cuyo rango de frecuencia es de 0 a 60 Hz, proporcional a la entrada de control del variador de 0 a 10 Vdc. Esta señal de control la envía el PLC desde su salida analógica de 0 a 10 Vdc, y que tiene una resolución de 16 bits.

b.- El interruptor de mando Imando, el sensor de nivel y el pulsador Pmarcha se mantienen como antes.

c.- El proceso de centrifugado debe trabajar de siguiente forma:


- Cuando el nivel sea menor o igual a 5 litros, el motor funcionará durante 10 segundos a una frecuencia de 30 Hz, automáticamente pasará a una frecuencia de 60 Hz y se detendrá al cabo de 15 segundos.

- Cuando el nivel sea superior a 5 litros, el motor funcionará durante 10 segundos a una frecuencia de 45 Hz, luego se acelerará con una rampa de 3 Hz/seg. hasta llegar a los 60 Hz, frecuencia con la que se mantendrá funcionando durante 20 segundos.

d.- El proceso de centrifugado termina luego de completarse el ciclo correspondiente o desactivando el interruptor de mando.

e.- Incluya luces piloto (intermitentes) para advertir al operador lo siguiente:

Sobrecarga en el motor. Nivel del tanque inferior a 1 litro.

f.- Utilice el simulador “Off line” para comprobar el funcionamiento del programa.



Práctica 11: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 4: Programación en Lenguaje SFC)

1.47[7.1] OBJETIVOS

1.47.1[7.1.1] Instruir al estudiante sobre la estructura, componentes, programación y aplicación del lenguaje o diagrama secuencial de funciones – SFC.


El estándar IEC 61131-3 incluye una forma de programación orientada a objetos llamada Sequential Function Chart (SFC). SFC es a menudo categorizado como un lenguaje IEC, pero éste es realmente una estructura organizacional que coordina los cuatro lenguajes estándares de programación (LD, FBD, IL y ST). La estructura del SFC tuvo sus raíces en el primer estándar francés de Grafcet (IEC 848).

SFC es similar a un diagrama de flujo, en el que se puede organizar los subprogramas o subrutinas (programadas en LD, FBD, IL y/o ST) que forman el programa de control. SFC es particularmente útil para operaciones de control secuencial, donde un programa fluye de un punto a otro, una vez que una condición ha sido satisfecha (cierta o falsa).

El marco de programación de SFC contiene tres principales elementos que organizan el programa de control:

Pasos (Steps) Transiciones (Transitions) Acciones (Actions)

El programa irá activando cada una de las etapas y desactivando la anterior conforme se vayan cumpliendo cada una de las condiciones.


1.49.1[7.3.1] Consultar en las ayudas de CONCEPT, sobre los calificadores de acciones (action qualifiers) que operan dentro de un paso.



1.50.1[7.4.1] Esta es una práctica TUTORIAL, el instructor guiará al estudiante en el transcurso de la misma.

1.50.2[7.4.2] En esta práctica también se instruirá al estudiante la forma de crear sus propios bloques de función (DFB), a partir de los bloques de función estándares.

1.50.3[7.4.3] Al finalizar la tutoría, el instructor pedirá al estudiante que haga modificaciones al programa desarrollado, para incluir secuencias alternativas, saltos y otras secciones.

1.51[7.5] INFORME

11.5.1. Diseñe el programa de control, en SFC, para la dosificación, mezcla de dos ingredientes y lavado de un tanque de proceso, de la siguiente manera:

a. Se dispone de cuatro válvulas que operan de la siguiente manera: la válvula1 y válvula 2 permiten el ingreso de dos ingredientes diferentes al tanque, la válvula 3 vacía el contenido del tanque y la válvula 4 (no indicada en la figura) permite el ingreso de agua para el lavado del tanque. Exiaten además tres sensores de nivel (ON/OFF), que detectan tanque vacío, lleno y nivel medio. Para la agitación o mezcla se dispone de un motor que mueve una paleta ubicada en el centro de la misma.

b. El proceso empieza eligiendo la operación deseada mediante un selector de tres posiciones: Mezcla – Paro – Lavado.

c. Para dar inicio a la opción escogida, se debe presionar el pulsador Pmarcha.

d. En la opción “Mezcla” y luego de presionar Pmarcha, se abre la válvula 1 hasta que el ingrediente A llegue al nivel medio;


inmediatamente después se abre la válvula 2, para el ingreso del ingrediente B, hasta que se llene completamente el tanque. Se agita la mezcla durante 15 segundos en sentido horario, se detiene 5 segundos y se vuelve a mezclar durante 15 segundos en sentido antihorario. Finalmente se vacía el tanque, abriendo la válvula 3, la que se cierra automáticamente 10 segundos después de que se detectó tanque vacío.

e. En la opción “Lavado” y luego de presionar Pmarcha, se abre la válvula 4 (ingreso de agua) y se cierre cuando el tanque se llena. El agitador funciona durante 15 segundos en sentido horario, se abre la válvula 3 y se cierra de la misma forma que en la opción anterior. Esta operación de lavado se repite por segunda ocasión automáticamente.

f. En el segundo ciclo de lavado, al terminar de vaciar el tanque, el agitador vuelve a funcionar durante 10 segundos con la válvula 3 abierta, luego de lo cual se cierra la válvula y se pasa a condiciones iniciales.

g. En cualquiera de las opciones antes indicadas, si opera el relé de sobrecarga del motor o el selector se pone en la opción “Paro”, se apaga el motor y se cierran las 4 válvulas.

h. Se recomienda operar sobre variables internas dentro del programa SFC; y que estas variables internas actúen sobre las salidas del PLC (motor y válvulas) en otra sección de programa, donde deberá aparecer la entrada del relé de sobrecarga. La opción “Apagado” no utiliza ninguna entrada en el PLC, pero equivale a no tener señal en las 2 entradas (opciones). Mediante esta estrategia, no habrá ningún problema en que el programa en SFC puede seguir su flujo hasta llegar al paso inicial.

11.5.2. Presente el programa impreso, así como el diagrama de conexiones de entradas y salidas al PLC.

11.5.3. Comentarios y sugerencias sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la práctica.


Documents

Guía de Prácticas CI-JMOLINA