paper plc +hmi siemens

7/23/2019 paper plc +hmi siemens

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IMPLEMENTACIÓN DE UNA ESTACIÓN DE FIJACIÓN Y PRENSADO CONUN PLC PARA EL LABORATORIO DE LA FACULAD DE MECÁNICA DE LA

ESPOCH

Resumen

Este documento se concentra en eldimensionamiento, construcción ypuesta en marcha de un banco deentrenamiento que consiste en unmodulo de control de procesos conpanel de operador, para elentrenamiento en diferentes tiposde regulación de presión neumática.Para la instalación del hardware seusó un PLC el cual controla lasentradas y salidas, discretas ocontinuas.

Herramientas e s!"t#areusaas

T! Portal "#$, %rit&ing #.' "ersión(emo.

Palabras cla)e

PLC *Controlador LógicoProgramable+, ETP-T *Punto deconsigna+

$% Intr!u&&i'n

E/isten di)ersos procesosindustriales en los cuales serequiere del mane0o de se1alesanalógicas, como en los procesos de

posicionamiento de elementoselectrónicos sobre placas decircuitos impresos. El presentedocumento muestra el desarrollo deun módulo de entrenamiento dese1ales continuas en un proceso deprensado con un m2sculoneumático. Los requerimientos de

hardware son un PLC con capacidadde mane0o de se1ales continuas.

El dimensionamiento del módulo selo reali&o en el software C!( olid3or4s, para la obtención de laslistas de materiales y simulación demo)imientos básicos.

El dise1o incorpora una secuenciapara el posicionamiento de dosprobetas, su transporte, y posteriorprensado. Para el proceso deprensado se tienen un sensor depresión, un actuador proporcionalde presión y el m2sculo neumáticocomo sistema a ser controlado.

El ETP-T se comunica )5a redEthernet, desde el 67, una )e& queel ETP-T y la presión deretroalimentación son iguales sellega al punto de equilibrio. Tanto elETP-T como la presión deretroalimentación se muestran entiempo real en el 67. Para uname0or operación y mantenimiento.

(% Des&ri)&i'n e ise*!

El sistema C!(! se describe acontinuación8

9 La interfa& hombre9máquina o67, usada es un panel :TP;'' <asic, en el cual eloperador puede monitorear y



controlar un regulador depresión industrial. !demás sepuede establecer lacomunicación entre el 67 yun computador, mediante el

cual se puede monitorear elETP-T y la presión deretroalimentación.

9 El sistema de super)isión esun PLC = #>'', el cualrecibe la presión deretroalimentación del sensor,lo compara con el ETP-Tcon?gurado en el 67, ycalcula la se1al de error, quepermite actuar sobre la

)ál)ula proporcional.9 La infraestructura de

comunicación usada, paratransmitir el ETP-T alsistema de super)isión, es elprotocolo de comunicación)5a Ethernet ndustrial.

+% Ensam,-a.e e /ar#are

%igura #8 (iagrama de laimplementación de un sistemaC!(! de un módulo de prensadocon un m2sculo neumático.

Como lo indica el diagrama, ese)idente que el proyecto se di)ideen las siguientes secciones másimportantes.

678 es el dispositi)o que permite laoperación y monitoreo del procesode prensado, el cual cuenta con unregulador P(, por lo tanto desde el67 se puede modi?car parámetroscomo el ETP-T, parámetros deregulación como la gananciaproporcional, el tiempo integral y el

tiempo deri)ati)o.E-@ (E P@EA el cual sepuede instalar en un ambienteindustrial, permite obtener lainformación depresión del sistema.El rango de medición del sensor depresión es de ' a ; <!@, la salida de



se1al es de cuatro miliamperios a lapresión mas ba0a, mientras que aseis bares de presión la se1al subeproporcionalmente a >'miliamperios.

PLC *= #>'' #>#B !C(C@LD+8 elETP-T y la presión deretroalimentación, son recibidos porel sistema de super)isión, las dospresiones son comparadas por elcontrolador para luego reali&ar elcálculo del error y en)iar la se1al desalida continua al actuadorproporcional.

El PLC en)5a una salida de se1alcontinua desde '9#' ", si elactuador permite una entrada dese1al continua del mismo rango dese1al del PLC, no se requiereninguna con?guración.

!CT!(-@ P@-P-@C-!L (EP@EA8 la salida de se1al continuaalimenta el actuador proporcional, elcual puede recibir una se1al en un

rango de #9F "oltios.

Teóricamente no se requiere escalarla salida de se1al desde el PLC, yaque mediante la retroalimentaciónel regulador P( automáticamenteen)5a una se1al má/ima de F"oltios. Pero por moti)os deseguridad se di)idió el )olta0e parados dentro de la programación.

0% Des&ri)&i'n e- s!"t#are

La representación del algoritmo decontrol se muestra en la ?gura >. Elalgoritmo ha sido compilado ycargado en el PLC mediante un PCconectado en red Ethernetindustrial.

El algoritmo completo se di)ide enlos siguientes pasos másimportantes8

#. Programación de la secuenciade transporte,posicionamiento, ?0ación yprensado.

>. !dquisición del ETP-Tdesde el 67

$. 7onitori&ación continua en el67 de la presión deretroalimentación desde elsensor analógico de presión.

B. Comparar laretroalimentación con el

ETP-T, y de acuerdo alerror calculado en)iar unase1al de salida al actuador,todo lo anterior se reali&amediante un bloque deregulación P( Compact, elcual se obtiene de laslibrer5as del software TEP =.

Primero una )e& que se detectanmediante barreras fotoelGctricas los

elementos a ser prensados, y setiene lu& )erde para iniciar, se dapaso a la secuencia deposicionamieto, la cual acti)a laetapa de ?0ación, que a su )e&acti)a la etapa de prensado.

En el momento en que se acti)a laetapa de prensado se procede aacti)ar el regulador P(, la etapa deprensado inicia con la adquisición

de los parámetros del regulador P(8

9 Hanancia proporcional9 Tiempo integral9 Tiempo deri)ati)o9 Coe?ciente de retardo de la

acción deri)ati)a



9 Ponderación de la acciónproporcional

9 Ponderación de la acciónderi)ati)a

9 ETP-T9 Tiempo de muestreo del

algoritmo P(

na )e& que se completa elproceso de prensado seprogramo la e/pulsión de laprobeta prensada mediante uncilindro de simple efecto.

1% Resu-ta!s

(urante las pruebas de

funcionamiento se hallo que lame0or estructura de regulación esun P, es decir que la acciónderi)ati)a produce una cur)a deprensado en la cual se produceoscilaciones sobre, y por deba0o delpunto de consigna.

7ientras que con un regulador deestructura P se obtiene unprensado en el cual la presión seele)a regularmente hasta llegar alpunto de consigna, como semuestra en la ?gura $.

%igura $8 cur)a de respuesta delsistema con un regulador deestructura P.

7ediante el 67 se puede cambiarla estructura del regulador,mediante el cambio del coe?cientede peso de la acción deri)ati)a.

2% C!n&-usi!nes

El software olid 3or4s permiteobtener una )isuali&ación delmódulo de manera )irtual, ademasnos permite obtener las listas demateriales para la posteriorconstrucción.

Con el 67 se pueden adquirir ysuper)isar datos del módulo de?0ación y prensado.

La me0or estructura para laregulación de un sistema de presiónneumática absoluta, es uncontrolador con acción proporcionaly deri)ati)a.

El tiempo de estabili&ación delsistema con los parámetrosindicados en la ?gura $, es de Fsegundos en promedio.

@eferencias

rusbelguamanIyahoo.com





Como lo indica el diagrama, ese)idente que el proyecto se di)ide

en las siguientes secciones másimportantes.

=. (escripción del softwareJ. @esultadosK. Conclusiones

@eferencias





@E7E

(ebido a la necesidad de módulos didácticos en la facultad de mecánica de laEP-C6 se ha reali&ado el dimensionamiento de un módulo de ?0ación y

prensado en un software C!(, para la obtención de las listas de materiales ysimulación de mo)imientos básicos. El dise1o incorpora una secuencia para elposicionamiento de dos probetas, su transporte, y posterior prensado. Para elproceso de prensado se tienen un sensor de presión analógico, un actuadorproporcional de presión y el m2sculo neumático como sistema a ser controlado.

Los parámetros de control como el ETP-T se comunican )5a red Ethernet,desde el 67, una )e& que el ETP-T y la presión de retroalimentación soniguales se llega al punto de equilibrio. Tanto el ETP-T como la presión deretroalimentación se muestran en tiempo real en el 67. Para facilitar las tareasde mantenimiento se puede acti)ar de manera manual cada uno de losactuadores del módulo de entrenamiento, as5 como el sistema de prensado sepuede acti)ar desde el 67 con cualquier presión dentro de un rango de?nidode presión *' ; <ar+.



Los sistemas de seguridad implementados se los estableció medianteprogramación, en el caso de presentarse un )alor de presión fuera de losl5mites establecidos, el regulador P( procede a desacti)arse automáticamente.

e reali&o un manual de mantenimiento pre)enti)o y correcti)o con unasfrecuencias seg2n el uso de los módulos didácticos, ?nalmente el análisis decostos nos permite conocer el )alor económico de la estación de ?0ación yprensado.

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