DISEÑO DE LOS ACCIONAMIENTOS SERVOCONTROLADOS PARA SISTEMAS DE CONTROL DE MOVIMIENTO

PROYECTO

20082329 CLAVE DEL PROYECTO

AUTOEQUIPAMIENTO DEL LABORATORIO DE ROBÓTICA INDUSTRIAL PROGRAMA

PEDRO FRANCISCO HUERTA GONZÁLEZ

DIRECTOR DEL PROYECTO

Resumen Actualmente, las necesidades de la industria se están enfocando hacia la operación

de sistemas, en donde se requiere la sincronización entre dos o más ejes, lo cual se conoce como control de movimiento. Un sistema de control de movimiento consiste de cuatro principales componentes: el controlador inteligente, el accionamiento, el dispositivo mecánico que se está moviendo y el software de interfaz de programación y operación.

En este proyecto nos enfocaremos al uso de los accionamientos servocontrolados, ya que solucionan los problemas de movimientos en la construcción de máquinas e instalaciones. Es importante entender a los accionamientos servocontrolados como el conjunto de equipos electromecánicos y electrónicos responsables de poner en movimiento un eje a partir de la energía eléctrica. El accionamiento básico por excelencia es el motor. No obstante, para controlar las variables básicas del movimiento de un motor (en general velocidad angular y/o par, en el caso de motores rotativos, o velocidad lineal y/o fuerza en el caso de motores lineales) se requiere también una etapa electrónica de potencia, encargada de modular la potencia de la red eléctrica de la forma adecuada para gobernar dichas variables.

Se prevén las siguientes etapas para el desarrollo de este proyecto: (1) se realizará el estudio de los accionamientos servocontrolados, (2) se simularán los accionamientos servocontrolados (3) se implementará a nivel de laboratorio. Se cuenta con la infraestructura del laboratorio de Sistemas Flexibles de Manufactura y Control de Procesos I y II para realizar el proyecto.

Introducción El propósito de este trabajo es desarrollar un prototipo didáctico para el control de

movimiento de 3 servomotores, implementando un sistema de control automático que mediante una red de control SERCOS pueda ejercer la sincronización de tres ejes de servomotores alimentados por un sistema de servoaccionadores. Para realizar este trabajo se plantearon los siguientes puntos a desarrollar:

A. Comparar dos de los fabricantes más importantes de sistemas de control y automatización, así como de los elementos y dispositivos que intervienen en el desarrollo del prototipo.

B. Generar una tabla de resumen con la información más relevante de los equipos existentes (voltaje de alimentación, tipo de sensor y tipo de señal).

C. Generar una tabla con los principales costos de por lo menos dos marcas de fabricantes, para proponer el diseño económico.

D. Diseñar los planos eléctricos del modulo completo.

E. Programar e instalar un variador de frecuencia para controlar la velocidad de los servomotores.

F. Comprobar el correcto funcionamiento de los equipos.

G. Realizar pruebas manuales del modulo en conjunto: servomotores, sensores y demás.

H. Realizar dichas pruebas manualmente.

En la actualidad la mayoría de las industrias en México están cambiando los métodos de producción, haciéndolos más eficientes, y reduciendo los errores de operación. Es cada vez mayor el número de manipuladores industriales y sistemas de control de movimiento en los sistemas de producción de las industrias. Es por ello que se requiere diseñar un módulo didáctico de control de movimiento para que esté al alcance de los alumnos de la carrera de Ingeniería en Control y Automatización del Instituto Politécnico Nacional.

Uno de los métodos de aprendizaje más efectivos para los alumnos hoy en día, es el poner en práctica los conocimientos teóricos adquiridos en las sesiones de clases. Por ello la importancia de desarrollar el modulo didáctico.

Se diseñara un módulo didáctico en el cual se podrán llevar a cabo prácticas de laboratorio para que los alumnos incrementen sus conocimientos en la aplicación de herramientas de control y automatización orientados al control de movimiento.

El diseño será de fabricación económica, con elementos electrónicos que se encuentren en el mercado nacional y a un costo lo más bajo posible.

Se requiere desarrollar la configuración del modulo didáctico para la aplicación de sincronización de tres ejes de servomotores. Esta aplicación puede llevarse a cabo en una maquina envolvedora de película de plástico, la figura 1.1 muestra este tipo de máquina.

La operación de la máquina es simple. Los paquetes son colocados sobre una banda de alimentación, la cual traslada los paquetes hacia el área de corte donde son insertados dentro de una película de plástico. La película de plástico es proporcionada desde un rollo y envuelve el paquete completamente.

La rotación del cortador es sincronizada (mecánicamente acoplada) con la velocidad de la banda de alimentación y este corta y sella la película en un borde del paquete. Este sello en el borde se convierte en el sello del borde para el siguiente paquete en la banda. Posteriormente el paquete viaja a través del túnel de calor, donde, la película se adhiere fuertemente al paquete.

Métodos y materiales En la figura se muestra un diagrama básico de la maquina. El rollo con la película

de plástico y el mecanismo de aplicación son excluidos para simplificar el dibujo.

Diagrama básico de la maquina envolvedora de película de plástico

El diseño mecánico simple requiere que el operador pare la maquina, y haga los ajustes mecánicos al mecanismo de la polea para sincronizar el cortador con la banda de alimentación cuando el cambio del paquete es requerido. Esto conlleva costosos precios de configuración y reduce la eficiencia de la producción.

El control existente en el sistema consiste de lo siguiente:

Motor CD & Accionador (acoplado a la banda de alimentación). La velocidad es controlada a través de un potenciómetro. Toda la demás velocidad de sincronización es hecha mecánicamente.

Un PLC para controlar la secuencia lógica de la maquina. Controles de temperatura separados en el cortador y en el túnel de calor.

Se necesita un sistema de control que proporcione los siguientes beneficios:

Un sistema expandible capaz de manejar ejes adicionales para el manejo futuro de unidades de selección ó múltiples maquinas de control.

Una futura conectividad a la amplia red de plantas para la programación de producción y descarga de programas.

Un método eficiente para sincronizar la maquinaria con una planta existente con un amplio manejo de materiales.

Descripción particular del proceso

Los perfiles de movimiento definen la dinámica de los ejes. Se definirá la dinámica de los tres ejes, los cuales corresponden a la banda de alimentación (Infeed), al eje del cortador (Knife) y al eje de la banda del túnel de calor (Tunnel).

Se analizaran dos casos para determinar los perfiles de movimiento para la sincronización de los ejes antes mencionados.

Primeramente el paquete se encuentra en un estado de reposo, inmediatamente es acelerado a una velocidad constante y después de un tiempo, desacelerado tal como la ultima aceleración, en este punto la velocidad es cero, donde el paquete ya contenido en la película de plástico llega a su primer destino, el área de corte, donde en un tiempo relativamente corto el eje del cortador es acelerado y desacelerado instantáneamente, de tal manera que no conserva velocidad constante.

Posteriormente el eje Infeed es acelerado nuevamente para transportar al paquete debidamente cortado y sellado en sus extremos hacia la banda Tunnel. Este perfil se muestra en la siguiente figura.

Primer perfil de movimiento

Nótese que el primer perfil de movimiento tiene algunos retrasos, ya que el corte se realiza con el paquete en estado estacionario. Esto conlleva tiempo muerto que puede ser significativo y resta eficiencia al proceso.

El segundo perfil de movimiento se muestra en la siguiente figura, en este perfil, el eje Infeed se acelera hasta alcanzar una velocidad constante para llevar el paquete hacia la película de plástico que lo envolverá y hacia el área de corte. Cuando el paquete se encuentra en el área de corte, el eje Knife se acelera hasta llegar a la velocidad requerida para hacer el corte, inmediatamente se desacelera hasta llegar a su estado inicial. Esto ocurre de modo que el eje Infeed mantenga la velocidad constante y el corte sea de manera dinámica. Por último después de un tiempo corto después del corte, el eje de la banda Tunnel se acelera hasta una velocidad constante para transportar al paquete a través del túnel de calor para que la película de plástico se adhiera al paquete.

Este perfil de movimiento es más eficiente ya que no hay tiempo muerto desde que el paquete ingresa a la banda de alimentación, hasta que sale del túnel de calor.

Segundo perfil de movimiento

Propuesta de sistema de control con red de comunicación SERCOS Se propone el desarrollo de un modulo didáctico para atender la necesidad de tener

un equipo en el cual se puedan realizar prácticas de laboratorio referentes al control de movimiento atendiendo las materias de la carrera de Ingeniería en Control y Automatización que están relacionadas con el control de motores, tal como control de maquinas y procesos eléctricos del plan de estudios 2004. La siguiente figura muestra el diagrama general del modulo didáctico que se pretende integrar. Este módulo didáctico es la estación maestra donde se pretende interconectar posteriormente dos estaciones esclavas, para atender la demanda de equipo de laboratorio y puedan realizarse las prácticas de laboratorio.

Diagrama general del modulo didáctico

En este proyecto se analizan y seleccionan los elementos que ejercen el control de movimiento para la estación maestra. Estos elementos son los servoaccionadores (los cuales se integran en un sistema de accionamiento en forma de módulos) y de los servomotores. Tomando en cuenta que la comunicación para el modulo didáctico se realizara con una red de control de comunicación industrial.

Selección del Hardware En las siguientes figuras se puede apreciar el equipo que se encargaran de realizar

el control de movimiento para el presente proyecto de control de movimiento, así como los complementos necesarios para las redes EtherNet y DeviceNet.

Integración de dispositivos de control

Complementos de redes EtherNet y

DeviceNet

La fuente de alimentación eléctrica proporciona alimentación a través del backplane. El backplane está incorporado en los módulos de E/S, controladores y fuentes de alimentación eléctrica 1768 y 1769.

La fuente de alimentación que suministrara la energía eléctrica es el modelo 1768-PA3, es una fuente de alimentación eléctrica de entrada doble. La 1768-PA3 ofrece las opciones de fuente de alimentación eléctrica de entrada que van desde 85 hasta 265 VCA y 108 hasta 132 VCC. El controlador convierte los 24 VCC en 5 VCC y distribuye la alimentación de 5 VCC y 24 VCC según lo requerido por los módulos en el backplane.

La fuente de alimentación tiene un fusible interno no reemplazable que se encuentra soldado en su sitio. Este fusible tiene a su cargo la protección contra incendios que puedan producirse en caso de cortocircuito. Se recomienda poner un fusible reemplazable en línea entre la alimentación de entrada y el bloque de terminales de la fuente de alimentación eléctrica.

En la figura se puede observar la grafica de disipación de la fuente de alimentación eléctrica que ha sido seleccionada para el presente proyecto, la grafica resultante nos brinda la potencia de salida contra la potencia disipada, ambos valores expresados en la unidad de potencia “Watts”.

Grafica de potencia de salida contra potencia disipada

La fuente de alimentación eléctrica está diseñada para resistir breves cortes de energía sin que se afecte el funcionamiento del sistema. Al tiempo que el sistema está funcionando perfectamente durante un corte de energía, se le llama intervalo de autonomía. La duración del intervalo de autonomía depende del tipo y estado de las E/S, pero normalmente es de 25 ms para la fuente de alimentación eléctrica 1768-PA3. Al final del intervalo de autonomía, el indicador LED de estado PWR alterna para indicar el final del intervalo de autonomía. Si la fuente de alimentación eléctrica sigue sin recibir alimentación al final del intervalo de autonomía, comienza otro período, el intervalo de retención. Durante el intervalo de retención, la fuente de alimentación sigue suministrando energía al sistema parcialmente. El intervalo de retención normalmente es 5 ms para la fuente de alimentación eléctrica. Cuando la duración del corte de energía se extiende más allá del intervalo de retención, la fuente de alimentación eléctrica ya no puede proporcionar la alimentación eléctrica adecuada. En este punto, la fuente de alimentación debe apagarse y el sistema realiza un apagado ordenado del controlador. Durante el apagado ordenado del controlador tiene lugar un intervalo llamado intervalo de retención extendida. El intervalo de retención extendida dura entre 8 y 12 segundos. Durante este tiempo, la fuente de alimentación eléctrica proporciona alimentación sólo al controlador. Los módulos de E/S, comunicación y control de movimiento no recibirán alimentación eléctrica.

Conexión de los cables de la terminal de alimentación de entrada. En este proyecto se usara un cable de cobre calibre 14 AWG de 75 °C (167 °F) para conectar la alimentación eléctrica de entrada. Observar la figura para conectar la alimentación de entrada al bloque de terminales de la fuente de alimentación eléctrica, aquí se muestran las terminales de la fuente de alimentación a emplear.

Terminales de la Fuente de alimentación eléctrica 1768-PA3

Conexión de la fuente de alimentación al equipo En la figura se muestra la forma de conexión eléctrica correcta que se deberá seguir para alimentar al equipo de control una vez que se encuentre montado en el riel y así vez en la base del tablero con el cual se está trabajando en el presente proyecto.

Conexión de la Fuente de alimentación eléctrica al equipo de control

Conexión a tierra de la fuente de alimentación eléctrica. Conectar la fuente de alimentación eléctrica a una barra de tierra que tenga una estaca de conexión a tierra física dedicada. La barra de tierra también debe estar conectada a una tierra física adecuada en el panel o riel DIN. La lengüeta superior izquierda de la fuente de alimentación eléctrica sirve adecuadamente para los fines de conexión a tierra. La figura muestra la forma recomendada para realizar la conexión a tierra de la fuente de alimentación eléctrica.

Conexión a tierra de la fuente de alimentación

Selección del sistema de servoaccionadores.

Existe un amplio campo de fabricantes de sistemas de servoaccionadores, algunos de ellos tienen sistemas de servoaccionadores para un grupo de aplicaciones específicas, otros presentan al mercado sistemas flexibles con un amplio campo de aplicaciones. Se presenta a continuación la tabla, en la cual se proponen tres marcas de fabricantes de servoaccionadores y sus características técnicas que las diferencia una de otra, para poder elegir el sistema de servoaccionadores que se va a emplear en el proyecto de tesis.

Especificaciones de servoaccionadores

Características Allen Bradley 2093-AMP5

Mitsubishi Electric MR-J3-40A1

Schneider Electric LEXIUM 05

Potencia 0.9 KW 0.4 KW 0.75 KW Fuente de alimentación 170 – 264 Vrms (230 V nom),

47 – 63 HZ 200 – 230 VCA, 50/60 Hz 200 – 240 VCA, 50/60 Hz

Sistema de control Regulación PWM sinusoidal Regulación PWM sinusoidal/ regulación de

corriente/ analógico, digital, SSCNET III

Control punto a punto, Control de velocidad con

rampa de aceleración/desaceleración,

Control de velocidad instantánea, regulación de

corriente Tipo de servomotor a emplear MPL-A1520U-VJ42AA, 230

VCA, 8000 rpm nominales, 0.9 KW potencia nominal

HF-KP43K, 200 VCA, 3000 rpm nominales, 0.4

KW potencia nominal

BSH 0552M, 230 VCA, 1500 rpm nominales, 0.75

KW potencia nominal Temperatura ambiente

(sin condensación) Operación:

0…50 °C, Almacenamiento: -40…85 °C

Operación: 0…55 °C,

Almacenamiento: -20…65 °C

Operación: -10…50 °C,

Almacenamiento: -25…70 °C

Humedad relativa del aire

(sin condensación)

Operación: máx. 5…95 % HR Almacenamiento: máx. 5…95

% HR

Operación: máx. 90 % HR Almacenamiento: máx. 90

% HR

Operación: máx. 5…93 % HR

Almacenamiento: máx. 5…93 % HR

Condiciones ambientales

Altitud sobre el nivel del mar

Operación: 1000 m Almacenamiento: 3000

m

Operación: 1000 m Almacenamiento:

3000 m

Operación: 1000 m Almacenamiento:

3000 m

Los tres sistemas de servoaccionadores cumplen con las características requeridas para la integración del sistema de control de movimiento, solo uno de ellos (el de Allen Bradley) cumple con la característica de tener sistemas de servoaccionadores, esto quiere decir que es un sistema integrado por módulos de servoaccionadores. La diferencia entre los otros dos fabricantes es que estos presentan al mercado servoaccionadores de manera individual, difiriendo en uno de los objetivos planteados para este proyecto; se requiere de un sistema de servoaccionadores.

El propósito de elegir un sistema de servoaccionadores es porque en el ámbito industrial se utiliza comúnmente sistemas de servoaccionadores que varían en el número de ejes de servomotor de acuerdo a la aplicación que se tenga. Y es muy común encontrar sistemas de servoaccionadores con módulos de eje adicionales para una futura expansión del sistema.

Tomando en cuenta también, el análisis costo beneficio, se eligió para el diseño, configuración y puesta en marcha el sistema de servoaccionadores del fabricante Allen Bradley, de manera particular el sistema Kinetix 2000, que es un sistema diseñado para el control de cuatro ejes de servoaccionadores. De manera que solo se utilizarán tres de ellos, este capítulo presenta las consideraciones que se deben de tener para la configuración del sistema.

Integración del sistema Kinetix 2000. Las instalaciones típicas de un sistema Kinetix 2000 incluyen configuraciones de alimentación eléctrica a tres-fases CA, con o sin el modulo de interfase de línea (LIM), y una configuración de bus común de CC. El módulo de interfase de línea contiene los fusibles, filtros de línea CA, fuente de alimentación y el contactor requerido para la operación del sistema Kinetix 2000. Sin embargo, estos componentes pueden ser comprados individualmente con la finalidad de obtener un diseño más económico y adecuado a los requerimientos del sistema. En la figura se muestra la configuración de la alimentación eléctrica a tres-fases CA sin el módulo de interfase de línea (LIM) del sistema Kinetix 2000.

Sistema Kinetix 2000 para 3 ejes

Recomendaciones de instalación: Algunas recomendaciones y consideraciones importantes se tienen que tomar en cuenta al instalar el sistema Kinetix 2000, a continuación se listan las más importantes:

Instalar un filtro de línea de CA tan cerca como sea posible del IAM.

Usar cables de potencia del motor propios del fabricante del servoaccionador, o usar kits de conexión.

La longitud del cable de potencia del servoaccionador al servomotor no debe de exceder los 30 m (98.5ft).

Usar cables de retroalimentación propios del fabricante del servoaccionador, o usar kits de conexión y determinar apropiadamente la protección del cable.

La longitud del cable de retroalimentación del servoaccionador al servomotor no debe de exceder los 30 m (98.5ft).

Separar los cables de señal de control de los cables de potencia.

Selección del sistema de protección para sobre corrientes. Mientras que los

termomagnéticos ofrecen algunas conveniencias al usarlos, hay algunas limitaciones para su uso. Los termomagnéticos no manejan altas sobrecorrientes como los fusibles. Un sistema Kinetix 2000 necesita estar protegido por un dispositivo que tenga un rango de interrupción de corriente de cortocircuito.

El valor de corriente de cortocircuito de los fusibles es de 20 A para la alimentación eléctrica principal de entrada que le corresponde al módulo de eje integrado.

Conexión eléctrica del sistema Kinetix 2000. La tensión de entrada de 230 VCA trifásica es la alimentación del sistema Kinetix 2000, esta tensión se conecta al IAM el cual está montado sobre la línea de tensión del sistema, esta se encarga de alimentar a los AM. En la figura se aprecia el diagrama de conexión eléctrica del sistema.

Cableado de la alimentación eléctrica principal del sistema Kinetix 2000

Configuración de la red SERCOS Algunas de las especificaciones de comunicación más importantes de la red SERCOS se muestran en la siguiente tabla, para configurar la red SERCOS es muy importante verificar que no haya alimentación eléctrica en los módulos de eje, y que los cables de fibra óptica estén correctamente enchufados en los conectores Tx y Rx del módulo de comunicaciones.

Especificaciones de comunicación de la red SERCOS

Atributo Valor Velocidad de transferencia de Datos Auto detectable, 4 Mbps, y 8 Mbps Tiempo de ciclo 0.5 ms, 1.0 ms, y 2.0 ms Velocidad de transmisión Baja y Alta Direcciones de nodos 01…99

La velocidad de transferencia de datos puede auto configurarse al momento en que se conecte el módulo de comunicación, pero también puede ser configurada manualmente con los DIP Switch 2 y 3 que se encuentran en los módulos de eje, como se observa en la figura 1.15 El DIP Switch 1 corresponde a la configuración del nivel de potencia de transmisión requerida para la transferencia de datos a través de la fibra óptica.

Configuración de la red SERCOS

La velocidad de transferencia de datos y el nivel de potencia de transmisión varían dependiendo de la longitud total del anillo de la fibra óptica. La tabla siguiente muestra las dos posibles posiciones del DIP Switch 1 para la configuración del nivel de potencia de transmisión.

Configuración del nivel de potencia de transmisión

Ajuste correspondiente del nivel de potencia Longitud total del anillo de la fibra óptica Switch 1 ≤ 14 m OFF (BAJO) > 14 m ON (ALTO)

En la tabla se muestran los dos posibles valores que pueden tener la velocidad de transferencia de datos, y su configuración de los DIP Switch 2 y 3.

Configuración de la velocidad de transferencia de datos

Ajuste correspondiente Velocidad de transferencia de datos Switch 2 Switch 3 4 Mbps OFF ON 8 Mbps ON OFF

La configuración para los tres módulos del sistema Kinetix 2000, para el cual, la longitud del anillo de fibra es menor a los 14 m, es de un nivel bajo de potencia de transmisión, y la velocidad de transferencia de datos es de 4 Mbps. Ya que la distancia de transmisión es mínima, por razones didácticas. La configuración del DIP Switch del módulo de eje se muestra en la siguiente figura.

Configuración de la red SERCOS para el sistema Kinetix 2000

Direccionamiento de los nodos del sistema Kinetix 2000 El sistema de servoaccionadores Kinetix 2000, está formado por un módulo de eje integrado, dos módulos de eje y un módulo de relleno. En esta configuración no se le asigna algún nodo de dirección al módulo de relleno, pero si se le asigna un compartimento de la línea de tensión. Sin embargo, el módulo de relleno puede ser removido y reemplazado por otro módulo de eje posteriormente. El nodo de dirección puede ser reservado para una futura expansión en el sistema.

Es importante tomar en cuenta al direccionar los nodos que no se deben de colocar módulos de eje a la derecha del módulo de relleno. La distancia adicional entre ejes no contiguos puede incrementar ruido eléctrico e impedancia, y se requiere longitudes más largas de fibra óptica. En la figura se aprecia la asignación de los nodos de direccionamiento del sistema de servoaccionadores Kinetix 2000.

Direccionamiento de nodos de los módulos de eje

Montaje y cableado de los servomotores. Para un correcto funcionamiento de los servomotores sin escobillas, es necesario mantenerlos dentro de las siguientes condiciones ambientales:

Dentro de un lugar limpio y seco.

Dentro del rango de temperatura de operación, 0 ° a 40 °C.

Dentro del rango de temperatura de almacenamiento, -30 °C a 70 °C.

Dentro del rango de humedad relativa, 5% a 95% sin condensación.

En una atmosfera no corrosiva.

Uso de acoplamientos y poleas Las conexiones mecánicas al eje del motor, tales como los acoplamientos y las poleas, requieren un acoplamiento rígido o una correa de sincronización reforzada. El rendimiento de alta dinámica de los servomotores puede causar, con el transcurso del tiempo, el aflojamiento o deslizamiento de los acoplamientos, las poleas o las correas. Una conexión floja o con deslizamiento causará inestabilidad en el sistema y puede dañar el eje del motor. Todas las conexiones entre el sistema y el eje del servomotor deben ser rígidas para obtener una respuesta aceptable del sistema.

Los cojinetes del motor y el dispositivo de retroalimentación pueden sufrir daño si el eje sufre un impacto brusco durante la instalación de los acoplamientos y poleas. El dispositivo de retroalimentación puede sufrir daño si se aplica palanca desde la superficie de montaje del motor para retirar los dispositivos montados en el eje del motor.

Cableado de los módulos de eje hacia los servomotores. Para evitar la interferencia electromagnética (EMI), comúnmente llamada ruido (la cual puede afectar negativamente el rendimiento del servomotor induciendo señales parasitas) existen técnicas eficaces para contrarrestar este efecto. Algunas de estas técnicas incluyen la instalación de un filtro de CA, blindaje, líneas portadoras de señal separadas y la práctica de buenas técnicas de conexión a tierra. Es recomendable separar físicamente las líneas de señales de cableado del servomotor y cableado de alimentación. En la figura se muestra el conector del IAM en el cual se conecta el servomotor, este conector también se encuentra en los AM, cada uno se conecta a un servomotor.

Conector del servomotor en el IAM

Cableado de los servomotores hacia los módulos de eje

En la figura podemos observar el diagrama general de conexión del servomotor con un módulo de eje. Este diagrama es representativo, ya que cada servomotor se conecta a un módulo de eje, así sea IAM ó AM. En dicha figura se aprecia que solo se conectan los dos cables más importantes, el de alimentación eléctrica del motor y el cable de retroalimentación. El cable del freno se encuentra ausente, ya que la aplicación didáctica no requiere esta opción.

Diagrama de conexión entre el servomotor y el módulo de eje

Configuración del Software. Introducción a la configuración del sistema de control de movimiento

El entorno del software de programación RSLogix 5000 será la herramienta usada para configurar y programar en el sistema de control de movimiento.

Las actividades se desarrollaran tomando como referencia el proceso que realiza una maquina envolvedora de película. Las maquinas de esta índole son mecánicamente buenas, pero el control es anticuado.

Las actividades que se presentan en este proyecto para la configuración del software tienen como objetivo principal cubrir los siguientes puntos:

Definir los perfiles de movimiento de los tres dejes de la maquina envolvedora Crear y configurar ejes de movimiento usando RSLogix 5000

Resultados En el presente proyecto se realizaron las etapas de análisis, diseño y construcción

del sistema de servoaccionadores y servomotores que forman parte del módulo didáctico de control de movimiento.

El control de movimiento propuesto para la aplicación de la maquina envolvedora permite sincronizar de manera eficiente la maquinaria con una planta existente con un amplio manejo de materiales.

La sustitución de la electromecánica de una maquina que deba ser automatizada es un aspecto necesario para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos.

Se establecieron las pautas necesarias para el ensamble del sistema Kinetix 2000 y la adaptación al módulo didáctico de control de movimiento.

Se configuro la red de comunicación industrial SERCOS, asi como se configuro el drive del módulo de comunicación SERCOS en el software de programación RSLogix 5000.

Con la elaboración del presente trabajo se ha llegado a denotar la gran importancia que tiene el control de movimiento en nuestros días, es realmente fácil darse cuenta de lo anterior ya que cualquier industria, planta o proceso automatizado tiene la finalidad de operar, producir y monitorearse por sí solo, reduciendo así la intervención del hombre, esto principalmente por costos y por seguridad de la gente al estar cerca de grandes máquinas y poder llegar a tener algún accidente al momento de que las maquinas o robots se encuentran en su estado de operación. Por otro lado cabe destacar también la gran importancia que tiene las redes industriales en el área de las comunicaciones, facilitándonos así tiempos, costos y trabajo.

Se encontraron dificultades al momento de la configuración del equipo, esto porque actualmente no se cuenta con el equipo físico, por lo tanto no se pudo llevar a cabo lo analizado e investigado del equipo, no por esto fue imposible mencionar los correctos procedimientos para el armado y configuración del mismo; se dio la mejor propuesta para obtener así el correcto funcionamiento, tal y como se busca; dicho esto porque se pretende con esta herramienta el desarrollo de prácticas y proyectos de control de movimiento por alumnos del Instituto.

Se analizo también detalladamente las dos propuestas obtenidas por los dos fabricantes proveedores de equipo para control de movimiento, ambos equipos son capaces de realizar la función que se buscaba a un nivel bastante bueno, sin embargo, por los acuerdos existentes entre el Instituto Politécnico Nacional y el fabricante Rockwell Automation se decidió trabajar con este fabricante para el desarrollo e implementación del modulo didáctico.

Impacto En el módulo didáctico diseñado se podrán llevar a cabo prácticas de laboratorio

para que los alumnos incrementen sus conocimientos en la aplicación de herramientas de control y automatización orientados al control de movimiento. Sirviendo como apoyo didáctico para las materias Manipuladores Industriales I y II y Comunicaciones Industriales del plan de estudios 2004 de la carrera. Asimismo, se obtiene a bajo costo ya que se aprovecha un convenio institucional con el proveedor del equipo