7/24/2019 Metodologa Para La Realizacin de Automatismo Con PLC
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MODULO:CONFIGURACION DE CONTROLADORES LOGICOS
PROGRAMABLES (EGC04)
AYUDA 2: METODOLOGIA PARA LAREALIZACION DE UNAUTOMATISMO CON PLC
PROGRAMA ACADEMICO:
Tecnologa en Gestin de SistemasElectromecnicos
FECHA DE REVISION:
09-01-2014
PALABRAS CLAVES:
Disear, Implementar, Desarrollar,
Automatizacin.
ELABORO:
Ingeniero Rafael Escorcia Gastelbondo
Docente ITSA
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INTRODUCCION
La automatizacin naci con el fin de usar la capacidad de las mquinas para llevar acabo determinadas tareas anteriormente efectuadas por seres humanos y para controlar
la secuencia de las operaciones sin intervencin humana. En comunicaciones, aviacin y
astronutica, se han estado utilizando dispositivos como los equipos automticos de
conmutacin telefnica, los pilotos automticos de gua y los sistemas automatizados de
control para efectuar diversas tareas con mayor rapidez y precisin. Mejor de lo que
podra hacerlo un ser humano.
La automatizacin para la industria, es usar tecnologa que integre un proceso de controla travs de dispositivos capaces de tomar decisiones e interactuar con otros, basndose
en un programa establecido por el integrador para el manejo de algunas variables,
mediante su monitoreo y comparacin con un valor esperado del proceso; esto se realiza
de manera automtica, generando en el sistema mayor productividad, confiabilidad,
estabilidad y calidad en sus resultados.
El presente documento pretende desarrollar una orientacin para los estudiantes que
deben elaborar un sistema automatizado, como requisito para la aprobacin del presentemdulo.
OBJETIVO GENERAL
Entregar informacin relacionada con los pasos necesarios para disear, desarrollar e
implementar una automatizacin con PLC
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TEMA 1. Estructura de sistema automtico
Un sistema automtico est constituido bsicamente por elementos tales como:
- Red elctrica.
- Armario elctrico
- Pupitres de mando y control
- Cableado
- Captadores
- Equipo programa (PLC)
- Accionadores
- rganos de dialogo
TEMA 2. Fases del estudio de un sistema automtico
El siguiente cuadro, nos muestra las diferentes fases o etapas del estudio de un sistema
automtico. As mismo, muestra una breve explicacin de cada una de las fases del
estudio.
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Necesidad
Un proyecto de automatizacin se inicia cuando una empresa identifica una oportunidad
de mejora dentro de sus procesos productivos susceptibles de ser automatizados. Tal
oportunidad puede ser un incremento en la produccin, el perfeccionamiento en los
atributos y cualidades de alguna lnea de productos para enfrentar la competencia de
otros proveedores o lo ms comn, mantener la fabricacin y calidad dentro de las
normas actuales pero disminuyendo los costos totales asociados a la produccin.
En fin, cualquiera de los motivos anteriores puede ser que desligue una serie de
decisiones para iniciar un proyecto de automatizacin.
Anlisis de la necesidad
Para llevar a cabo el anlisis de la necesidad, se requiere recabar la siguiente
informacin:
Procedimiento que se debe seguir en la operacin (arranque, paro)
Dispositivos que intervienen en el proceso (sensores, transductores, motores,
variadores, etc.)
Variables a medir (Velocidad, temperatura, etc.)
Variables a controlar (tiempos, operaciones repetitivas, etc.)
Variables a monitorear (presin, produccin de piezas, etc.)
Rangos de operacin (manual, automtico, semiautomtico)
Funcin de los dispositivos, entradas y salidas.
Esta actividad se lleva a cabo mediante entrevistas con los operadores y encargados de
mantenimiento del proceso, visitas de campo y la experiencia del integrador.
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Realizacin de Esquemas y Programas
Eldibujo industrial o dibujo tcnico puede considerarse dividido en dos grandes ramas, enla primera, la realidad fsica tridimensional es bsica: es el caso y de Montaje del Dibujo
de Taller, de Mecanizacin. En la segunda rama la realidad tridimensional no es la clave
de la representacin, sino las relaciones bidimensionales entre distintos elementos: este
es el caso de las Instalaciones Elctricas y, tambin, de las Instalaciones de tuberas y
Neumtica.
Una i ns talacin elctr ic a es un con jun to d e element os (componentes elctr ic os )
con ectados entre spor m edio de con ductores.
Si bien este conjunto ocupa un lugar en un espacio tridimensional, el problema a resolver
mediante la representacin grafica no es el espacial. La dificultad, tanto en las fases de
diseo como en las de ejecucin y mantenimiento, est en establecer inequvocamente
las relaciones de dependencia entre los elementos del circuito.
Ello se logra mediante distintas representaciones, complementarias entre s, denominadas
esquemas elctricos. Estas representaciones no son el resultado de aplicar las leyes de
los sistemas de representacin a una realidad tridimensional, sino el fruto de aplicar
distintos convenios lgicos. Los componentes de los esquemas elctricos son
representados de forma simblica, siendo por ello de especial importancia definir
adecuadamente el convenio adoptado.
A continuacin, se entrega una informacin relacionada con la representacin grfica del
automatismo que se desea disear e implementar.
Diagrama de flujo. Un di agrama de flujo es un a representacin grfica de lo s pasos
en un proc eso. Dicho diagrama es ti l p ara determinar cmo funcio na realmente el
proceso.
El diagrama se utiliza en gran parte de las fases del proceso de mejora continua,
sobretodo en definicin de proyectos, diagnstico, diseo e implantacin de soluciones,
mantenimiento de las mejoras, traslado de materiales, pasos para ventas y
procedimientos del proceso. (Ver anexos)
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Smbolos. Los smbol os s on signo s con vencionales con los cu ales se pu ede
rep resen tar a un element o o parte de l.
Los smbolos grficos y las referencias identificativas, cuyo uso se recomienda, deben
estar en conformidad con las publicaciones ms recientes. La norma IEC 1082-1 define y
fomenta los smbolos grficos y las reglas numricas o alfanumricas que deben utilizarse
para identificar los aparatos, disear los esquemas y realizar los equipos elctricos. El
uso de las normas internacionales elimina todo riesgo de confusin y facilita el
estudio, la puesta en servicio y el mantenimiento de las instalaciones. (Ver extractos
de la norma en el TELESQUEMARIO, pg. 156)
Tabla comparativa de los smbolos ms usuales
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Esquemas Elctricos. Los Esquemas son la representacin de una ins talacin o
par te de ella a t ravs d e la un in de do s o ms smbo los en una forma lg ic a a
travs de lneas rec tas.
Existen varios tipos de esquemas para representar a las instalaciones, que se utilizan en
la industria, estos son:
Esquema de Mando y Sealizacin.
Que es la representacin de los elementos por lo s cu ales pasa la corr iente que
alim enta a l as bo bin as (rgano s de mand o y/o a las lmp aras de s ealizacin
(rgan os de sealizac in y d ialo go).
- Representacin de los circuitos de Mando y de Sealizacin
Los circuitos de mando y de sealizacin, y los smbolos correspondientes a los mandos
de control de contactores, rels y otros aparatos controlados elctricamente, se sitan
unos junto a otros, en el orden correspondiente a su alimentacin (en la medida de lo
posible) durante el funcionamiento normal.
Dos lneas horizontales o conductores comunes representan la alimentacin. Las bobinas
de los contactores y los distintos receptores, lmparas, avisadores, relojes, etc., se
conectan directamente al conductor inferior. Los rganos restantes, contactos auxiliares,
aparatos externos de control (botones, contactos de control mecnico, etc.), as como las
bornas de conexin, se representan sobre el rgano controlado. (Ver figura)
Esquema de mando y sealizacin
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Para que el esquema sea ms claro, las letras y las cifras que componen las referencias
identificativas que especifican la naturaleza del aparato se inscriben a la izquierda y
horizontalmente. En cambio, el marcado de sus bornas se escribe a la derecha, de formaque los impares arriba y los pares abajo.
Esquema de Potencia
Que es la represen tacin de los elemen tos po r los cuales pasa la corriente que
alimen ta a los activador es o cargas.
- Representacin del circuito de Potencia
Es posible representar el circuito de potencia en forma unifilar o multifilar (ver figurassiguientes). La representacin unifilar slo debe utilizarse en los casos ms simples, por
ejemplo, arrancadores directos, arrancadores de motores de dos devanados, etc.
En las representaciones unifilares, el nmero de trazos oblicuos que cruzan el trazo que
representa las conexiones indica el nmero de conductores similares. Por ejemplo:
dos en el caso de una red monofsica,
tres en el caso de una red trifsica.
Las caractersticas elctricas de cada receptor se indican en el esquema, si ste es
simple, o en la nomenclatura. De este modo, el usuario puede determinar la seccin decada conductor.
Las bornas de conexin de los aparatos externos al equipo se representan igualmente
sobre el trazado.
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Representacin del esquema de Potencia en forma Unifilar
Representacin multifilar del esquema de Potencia
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Nota.En los esquemas de mando y control y de Potencia, la posicin en que se dibujen
los aparatos no interesa, interesa la funcin que desempean dentro del sistema.
Esquema de Conexiones
Que es la representacin con junta del esquema de mando y con trol con el esquema
de Potencia, en do nde los elementos deben ubicarse en el lugar relat ivo que
ocu pan en el espacio (ver fig ).
Esquema de Conexiones
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Ladder o Lista del proceso.
Los diagramas Ladder o de contacto son similares a los diagramas lgicos de rel que
representan circuitos de control de rel. Las principales diferencias entre los dos son las
siguientes funciones de la programacin de Ladder que no aparecen en los diagrama de
lgica de rel.
- Todas las entradas estn representadas por smbolos de contactos ( ).
- Todas las salida estn representadas por smbolos de bobinas ( ).
- Las operaciones numricas estn incluidas en el conjunto de instrucciones de
Ladder grficas.
Un programa escrito en lenguaje de lista est formado por una serie de instrucciones que
el autmata ejecuta de forma secuencial. Cada instruccin de lista est representada por
una lnea de programa y tiene tres componentes: Nmero de lnea, Cdigo de instruccin
y Operandos.
Descripcin de entradas y salidas. De acuerdo con el diagrama del programa se
describen las entradas y salidas que intervienen en el programa para tener una mejor
visualizacin del mismo. Esto ayuda en mayor parte para la siguiente etapa que se refiere
a la programacin del PLC.
Seleccin del PLC.Para llevar a cabo la seleccin del autmata se deben de realizar dos
evaluaciones, una para seleccionar el tipo de autmata y la otra para seleccionar la
marca, esto debido a las diferentes opciones que brinda el mercado actualmente.
Programa del PLC. Este se realiza en el software del autmata elegido, usando el
diagrama de Ladder o Lista realizado anteriormente.
Los pasos para la confeccin del programa se pueden observar en el siguiente cuadro.
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Esquema de conexin del PLC con los perifricos. En el siguiente diagrama, se
puede observar un ejemplo de la interconexin del PLC con los elementos tanto de
mando como de fuerza, adems de interconexin con la fuente de alimentacin.Cabe anotar que la parte de fuerza no tiene ningn tipo de relacin, tanto con los
elementos del mando, como con la fuente de alimentacin.
Ejemplo de conexin del PLC con los perifricos
Listado de materiales
Aqu se agrupan todos los dispositivos que intervienen en el proceso, se describe bien su
funcin e identifica las entradas y salidas del sistema. Esto ayuda a conocer con mayor
detalle el sistema y las funciones para los cuales fueron diseados los dispositivos.
Adems sirve para conocer ms a detalle el proceso y entenderlo mejor; es decir, tener
una amplia visin para la siguiente etapa.
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Manual tcnico. Forma de marcha
Estos se obtienen, de las entrevistas realizadas con los operadores y jefes demantenimiento, los cuales indican caractersticas de operacin, caractersticas de los
equipos, rango de operacin y en algunos casos el rango del costo de los equipos a
utilizar.
Contienen: Esquemas y programas, Listado de materiales, Secciones de conductores,
seleccin de aparatos, Recomendaciones tcnicas, Forma de marcha.
Traslado al taller
Entrega de manual. Formacin a operarios, Mantenimiento del equipo.