DISSENY D UNA MAQUETA DE PARKING ...deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/2633pub.pdfmínim de 6...

Raúl Sánchez Hidalgo

DISSENY D’UNA MAQUETA DE PARKING PROGRAMADA AMB PLC DE SIEMENS

TREBALL DE FI DE GRAU

dirigit per Raúl Calavia Boldú

Grau de Enginyeria Elèctrica

Tarragona

9 de setembre del 2019

3

Índex de continguts

1. Introducció ..................................................................................................................... 4

2. Disseny de la maqueta .................................................................................................... 6

2.1. Components de la maqueta ..................................................................................... 6

2.2. Plànol de la maqueta ............................................................................................... 6

2.2.1. Sensors i LED .................................................................................................. 7

3. Maqueta .......................................................................................................................... 9

3.1. Preparació de la maqueta ...................................................................................... 10

4. Treball previ al programa ............................................................................................. 12

4.1. Assignació d’entrades i sortides ........................................................................... 12

4.2. GRAFCET ............................................................................................................ 13

5. Programa ...................................................................................................................... 17

6. Enunciat de la pràctica ................................................................................................. 21

7. Conclusions .................................................................................................................. 30

4

1. Introducció

Aquest treball té dos objectius principals. El primer es el de realitzar una maqueta

d’un pàrquing elèctric i automatitzar-lo. Per això farem ús del programa TIA Portal, que ens

permetrà programar en PLC per tal de que totes les funcions del nostre pàrquing siguin

automàtiques, sense necessitat de interacció humana.

El disseny del pàrquing parteix d’una activitat proposada a l’assignatura de

Automatització que presentava el següent disseny:

Figura 1. Pàrquing de activitat de Automatització

A més de les necessitats bàsiques que mostrava aquest disseny (sensors i botoneres

d’entrada i sortida, semàfor per veure si el pàrquing té o no places lliures, i comandament de

control), vaig decidir afegir-hi algunes coses més.

El primer que vaig decidir va ser ficar dues places més, aquestes per a cotxes

elèctriques. Per això, vaig afegir un lector de targetes a la entrada que indiqués si el cotxe

que entra es un cotxe elèctric (i que farà ús d’un dels carregadors elèctrics) o no, i un sensor

5

a la sortida que indiqués si el cotxe que sortia era elèctric. A més, es van afegir 2 LED que

es farien servir per indicar si aquestes places estan o no lliures.

En aquest projecte no he entrat en la actuació dels carregadors elèctrics, ja que no

afectaven de cap manera a la automatització del pàrquing.

També vaig decidir afegir un altre LED que serviria per simular la il·luminació del

pàrquing. Aquest LED s’activarà durant un petit període de temps quan el sensor d’entrada

detecti el accés d’un cotxe al pàrquing o bé quan es polsi un botó.

Per últim, tenim un LED a cada plaça que indicarà si la plaça està vacant o no segons

el color del LED (verd o vermell). A més, un últim LED ens indicaria quan el pàrquing està

ple per evitar que entri un major nombre de cotxes al de la capacitat màxima del pàrquing.

El segon i principal objectiu d’aquest projecte pretén, un cop finalitzada la

programació del pàrquing, realitzar una memòria en forma d’enunciat amb les indicacions i

peticions corresponents per a que els alumnes de futurs cursos de l’assignatura de

Automatització puguin realitzar el projecte com una pràctica més de l’assignatura.

6

2. Disseny de la maqueta

2.1. Components de la maqueta

El primer va ser decidir quins components hauria de tenir el pàrquing per tal de

implementar-los a la maqueta.

Primerament vaig decidir tenir entre 8 i 10 places d’aparcament, per comoditat. El

pàrquing seria un pàrquing quadrat o rectangular i tindríem la meitat de places unes davant

de les altres, deixant al mig un passadís per on poguessin circular els cotxes. Dos d’aquestes

places serien places de càrrega elèctrica. Per això, l’objectiu era fer aquestes dues places una

mica més amples per tal de afegir un carregador elèctric a ambdues. A més, cada plaça tindria

un LED de 2 colors, que estaria verd si la plaça no estigués ocupada, i vermell si hi hagués

un cotxe aparcat.

El següent que vaig estudiar va ser la entrada i la sortida del pàrquing. En primer

moment, la idea era tenir dues barreres que s’obrissin per deixar passar els cotxes. Després

de valorar aquesta opció, vaig decantar-me per substituir les barreres per semàfors, però dos

raons. Primerament, com ja he mencionat abans, aquest projecte està dissenyat per fer-se

servir a la assignatura de Automatització com una pràctica més que els alumnes haurien de

efectuar. Les barreres s’haurien d’haver programar en Arduino, i en aquesta assignatura es

treballa exclusivament amb PLC i amb el programa TIA Portal, i no em semblava adequat

afegir programació en Arduino a la equació. A més, visualment, em semblaven més efectius

els semàfors que les barreres.

A més dels elements de la maqueta, farien falta diferents LED per tal d’indicar el

encès i apagat de llums o si queden o no places lliures al pàrquing. També feien falta un

mínim de 6 interruptors per tal de indicar els accessos de cotxes, entre d’altres coses.

Finalment, necessitaríem una sèrie de cotxes per poder fer les proves a l’hora de

programar la maqueta. Per tal de poder fer totes les comprovacions adequades, vaig decidir

que hi haguessin com a mínim tants cotxes com places de pàrquing.

2.2. Plànol de la maqueta

Un cop exposades les decisions i propostes respecte als components de la maqueta al

senyor Jordi Maré, vam discutir les possibilitats de disseny del pàrquing. Vam optar per una

maqueta del mida aproximada d’un DIN-A3, ja que aquesta mida faria la maqueta

relativament fàcil transportable, i no seria massa petit per a l’hora de manipular-la.

Vaig realitzar un petit esbós del que podria ser la maqueta per tal de poder discutir

amb el senyor Maré sobre la disposició d’aquesta tenint una mostra visual del que podria

ser:

7

Figura 2. Plànol del prototip del pàrquing (en cm)

Com es pot veure a la Figura 2, l’objectiu era un disseny de la maqueta on, a més del

pàrquing, tinguéssim una petita zona, tant a la entrada com a la sortida, del exterior del

pàrquing. La idea era tenir un sensor dins del pàrquing i un altre fora, per tal de detectar la

posició exacta del cotxe. Tant a la entrada com a la sortida disposaríem de un petit panell de

control (real o simulat) que representaria els interruptors que hauria de fer servir el conductor

per tal d’accedir o sortir del pàrquing, a més dels semàfors permetent o no el pas.

També podem observar las que serien les dues places amb carregadors elèctrics. En

aquest cas, els carregadors serien simplement decoració, ja que el que interessa per aquest

projecte es, tant a la entrada com a la sortida, la indicació de que el cotxe que passa pel punt

de control és un cotxe elèctric.

2.2.1. Sensors i LED

Finalment, es necessitaria un sensor per plaça (8 places), fent un total de 12 sensors

a la maqueta, més uns altres 8 a cada cotxe.

Vam escollir sensors de proximitat del fabricant ZF, ja que, pel grossor que tindria la

maqueta, era la opció que més adequada ens va semblar.

L’objectiu era, com he dit abans, que cada plaça de pàrquing tingués un sensor

connectat sota. A més, a la entrada tindríem 2 sensors (un abans d’accedir al pàrquing i l’altre

ja dintre) i a la sortida uns altres 2. Aquests sensors s’activarien per proximitat amb els

sensors que portarien sota els cotxes, activant així una entrada d’informació al PLC.

8

Figura 3. Sensor de proximitat del cotxe

A la Figura 3 podem observar un dels sensors dels cotxes. Aquests no van connectats

a cap lloc, només serveixen con “emissors” de senyal que, al estar pròxim a un dels sensors

connectats a la maqueta (ja sigui un del de les places d’aparcament o a la entrada o sortida

del pàrquing) enviarà una senyal de entrada que farem servir per programar les diferents

funcions que ha de tenir el pàrquing.

9

3. Maqueta

La maqueta finalment va quedar com es pot veure en la següent imatge:

Figura 4. Maqueta del pàrquing funcional

Com es pot apreciar, va haver-hi alguns canvis en el resultat final de la maqueta.

Per falta de espai, no es va poder fer la diferenciació de un exterior del pàrquing. En

lloc d’això, seguim tenint 2 sensors tant a la entrada com a la sortida, separats uns centímetres

per simular el accés i la sortida dels cotxes. A més, els semàfors van quedar finalment als

panells de control, ja que d’aquesta manera el cablejat de la maqueta quedava molt més

centralitzat.

Figura 5. Panell de control

Com es pot observar, cada panell de control consta de un semàfor, 2 LED i 4

interruptors.

10

Els LED dels panells de control van tots connectats en sèrie a una resistència per tal

de limitar la corrent que passa per ells.

Finalment, doncs, la maqueta va quedar composada per 12 sensors que en servirien

de entrada de informació (a més dels 8 cotxes amb un sensor cadascun), 8 interruptors que

també aportarien informació de entrada, i 16 LED (8 de les places, 4 dels semàfors i 4 LED

extra) que farem servir com a sortida de informació durant la realització del programa.

3.1. Preparació de la maqueta

Un cop finalitzada la maqueta, la vaig rebre (ja cablejada internament) junt amb el

PLC que hauria de fer servir per comunicar les directrius des de el programa TIA Portal fins

a la pròpia maqueta. El PLC que se’m va facilitar va ser el mateix model fet servir

anteriorment durant les pràctiques del laboratori de l’assignatura de Automatització, és a dir,

un PLC SIEMENS S7-1214AC AC/DC/RLY 6SE7 214-1BG40-0XB0.

Amb aquest PLC disposava de 14 entrades i de 8 sortides. El problema era que, com

hem vist abans, això no cobria les entrades i sortides necessàries per la realització d’aquest

projecte.

Amb 12 sensors i 8 interruptores, necessitàvem un mínim de 20 entrades. A més,

teníem 16 LED de informació de sortida. Però no necessitàvem només 16 sortides, ja que 8

d’aquests LED eren els de les places d’aparcament, i aquests eren LED de doble funció, ja

que mostraven si la plaça estava lliure (llum verda) o ocupada (llum vermella). Això sumat

als semàfors i als LED extres, feia un total de 24 sortides necessàries.

Per tal d’arribar al número d’entrades i sortides que es necessitaven per aquest

projecte, es va afegir una extensió al PLC, concretament el model SM 1223 DC/RLY 6ES7

223-1PL32-0XB0. Amb aquesta extensió disposàvem d’un total de 30 entrades i 24 sortides.

Ja amb el PLC i la maqueta, només quedava realitzar el cablejat que connectés cada

entrada i sortida del PLC a la entrada o sortida pertinent de la maqueta. Per això el primer

va ser assignar cada entrada i sortida de la maqueta a les del PLC, pel que em vaig ajudar de

l’esquema facilitat d’aquest, amb els colores dels cables indicats i les entrades i sortides

pertanyents al PLC base i a l’ampliació indicats:

Figura 6. Esquema PLC

11

Seguidament podem veure una taula amb l’assignació de entrades i sortides que es

va seguir per tal de realitzar el cablejat de la maqueta al PLC:

Direcció PLC Número de entrada al

PLC Component connectat

ENTRADAS

In-1a 1 - 8 Sensors places

In-1b

9 - 10 Sensors entrada

11 - 12 Sensors sortida

13 - 14 Interruptors entrada a/b

In-2 15 - 16 Interruptors entrada c/d

17 - 20 Interruptors sortida e/f/g/h

SORTIDES

Out-1 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 Plaça ocupada

Out-2 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 Plaça lliure

Out-3

17 - 18 Semàfor d’entrada

19 - 20 LED entrada

21 - 22 Semàfor de sortida

23 - 24 LED sortida

Taula 1. Assignació del cablejat de entrades i sortides

Amb aquesta assignació de connexions, no quedava més que cablejar la maqueta i el

PLC. Tot i que van sobrar entrades (només vaig necessitar 20 de les 30 que tenia), vaig fer

servir les 24 sortides que oferien el PLC i la seva extensió.

12

4. Treball previ al programa

4.1. Assignació d’entrades i sortides

Un cop enllestida la maqueta i la seva connexió al PLC, era l’hora de realitzar el

programa. El primer que vaig fer va ser assignar les entrades i les sortides que necessitaria

per tal de facilitar la visualització dels components del programa. D’aquesta manera em seria

més fàcil després fer un programa efectiu amb les idees clares de que hauria de fer cada

direcció del PLC.

Taula 2. Entrades del programa

Com podem veure, finalment només hem fet servir 6 interruptors dels 8 que teníem.

El interruptor A i el B (tiquet d’entrada i polsador d’entrada respectivament) serien els

interruptors necessaris per a que un cotxe pogués accedir al pàrquing. A més, l’interruptor C

ens permetrà indicar que el cotxe accedint al pàrquing es un cotxe elèctric.

L’interruptor D servirà per encendre les llums del pàrquing manualment, mentre que

l’interruptor E serà el polsador per permetre la sortida del pàrquing i l’interruptor F indicarà

la sortida d’un cotxe elèctric.

13

Taula 3. Sortides del programa

A la Taula 3 tenim les sortides del programa. Com es pot observar, els LED del panell

de control d’entrada han sigut assignats per indicar les llums del pàrquing i per indicar que

el pàrquing està ple. Per altra banda, els dos LED del panell de control de sortida seran per

indicar si queda o no alguna plaça elèctrica vacant.

4.2. GRAFCET

Abans de fer el programa a l’espai virtual del TIA Portal, i un cop assignades les

entrades i sortides, vaig decidir realitzar un GRAFCET que em servís de guia per tal de evitar

errors i contratemps amb el programa.

Figura 7. GRAFCET de la entrada i la sortida del pàrquing

14

Tant a la entrada com a la sortida ens interessa que, quan el cotxe es trobi sobre el

primer sensor i s’activin els interruptors indicats, el semàfor es fiqui en verd per deixar passar

al cotxe. En canvi, al arribar al segon sensor, s’entén que el cotxe ja ha passat la “barrera” i,

per tant, el semàfor torna a ficar-se en vermell per impedir que segueixin passant més cotxes.

Figura 8. GRAFCET de pàrquing ple

Quan el pàrquing està ple, s’ha d’encendre el LED d’entrada 2 per tal d’indicar que

no hi ha més places d’aparcament. Per això farem servir un comptador que sumi cada cop

que s’activi el segon sensor d’entrada (per assegurar-os que el cotxe efectivament ha accedir

al pàrquing) i que resti cada cop que s’activi el segon sensor de sortida (és a dir, quan el

cotxe ja hagi abandonat el pàrquing). D’aquesta manera, i quan el comptador arribi a 8

(número màxim de places a ocupar), s’encendrà el LED d’entrada 2 per impedir l’accés de

més cotxe al pàrquing.

15

Figura 9. GRAFCET de la il·luminació del pàrquing

La llum del pàrquing s’ha d’encendre de dues maneres diferents: o bé

automàticament quan el sensor d’entrada 1 detecti un cotxe que vol entrar al pàrquing o bé

manualment quan es polsi el botó de la llum (en aquest cas l’Interruptor D). Per tant, quan

es doni un d’aquests casos, el LED d’entrada 1 s’encendra durant 20 segons, i passat aquest

temps s’apagarà automàticament.

Figura 10. GRAFCET de les places amb carregador elèctric

Finalment, tornem a fer servir un comptador pels cotxes elèctrics. En aquest cas, el

cotxe elèctric indica la seva entrada i sortida amb els interruptors C i F, respectivament i a

més dels interruptors necessaris, i el comptador suma o resta segons si es tracta d’una entrada

o d’una sortida. Quan el comptador sigui a 1, només s’haurà d’encendre el LED de sortida

1. Quan el comptador marqui 2 (número màxim de places amb carregador elèctric),

16

s’encendran els dos LED de sortida per indicar que no queda cap plaça amb carregador

elèctric.

Per últim, tot i que no he fet GRAFCET, cada plaça del pàrquing té un LED que ha

d’estar verd quan no hi hagi cap cotxe aparcat i vermell quan la plaça estigui ocupada. En

aquest cas, l’únic que haurem de fer es indicar que, quan el sensor de X plaça s’activi, el

LED corresponent es torni vermell i, mentre el sensor no detecti res, la llum sigui sempre

verda.

17

5. Programa

Un cop hem assignat les variables que farem servir durant el programa i hem realitzat

el GRAFCET per tenir una guia del que volem que faci el nostre programa, es hora de

començar a programar amb el TIA Portal.

A continuació mostraré el programa que he realitzat, explicant pas a pas quina funció

té cada segment del programa. Es podrà apreciar que he afegit alguns detalls respecte als

GRAFCET mostrat anteriorment ja que, al realitzar les proves, vaig poder detectar alguns

errors o coses que no estaven del tot polides i que s’havien de millorar.

Figura 11. Segment 1: Entrada 1

El primer pas es l’accés al pàrquing. Quan el cotxe es troba sobre el primer sensor i

s’activen els interruptors A i B, la llum verda d’entrada quedarà fixa.

A més, quan el LED E2 (el LED que indica que el pàrquing està ple) estigui actiu,

tot i que un cotxe intenti accedir al pàrquing, el semàfor no es tornarà verd, impedint així

que hi hagi més cotxes que places dins del pàrquing.


Indiquem aquí que, en tot moment que la llum d’entrada no sigui verda, serà

vermella. Aquesta es l’única manera de que la llum del semàfor d’entrada sigui vermella.

D’aquesta manera evitem que les dues llums es puguin encendre al mateix temps.


Per últim, quan el cotxe entra dins del pàrquing s’activa el sensor de entrada 2, fent

un “reset” al “set” de la llum verda, apagant-la, i encenent la llum vermella com hem vist en

el segment anterior.

18

Figura 14. Segments 4, 5 i 6: Sortida

En la sortida apliquem el mateix sistema que a la entrada.

Figura 15. Segment 7: Places lliures

19

Figura 16. Segment 8: Places ocupades

Com hem mencionat abans, per a cada plaça apliquem el mateix sistema. Quan el

sensor no estigui activat, s’activarà la sortida “Lliure” que mostrarà el LED verd. Quan el

sensor s’activi, la sortida activa serà la sortida “Ocupada” amb el LED vermell.

Figura 17. Segment 9: Llums del pàrquing

Amb un temporitzador de impuls fem que, quan s’activi el Sensor E1 (indicant que

hi ha un cotxe disposant-se a entrar al pàrquing) o el Interruptor D, el LED E1 s’encengui

durant 20 segons.

20

Figura 18. Segment 10: Pàrquing ple

Per comptabilitzar el número de cotxes que ha accedit al pàrquing farem ús d’un

comptador. El funcionament es el següent: cada cop que s’activa el Sensor E2, un cotxe entra

al pàrquing, i per tant el comptador sumarà 1. Quan s’activa el Sensor S2, un cotxe deixa al

pàrquing, restant 1. Quan el comptador sigui igual a 8, s’activarà el LED E2, que indica que

no hi ha més places lliures.

S’ha de tenir en compte una cosa al fer servir aquest comptador. Si no fiquem cap

condició a les entrades, el comptador seguirà sumant per sobre del 8 i restant per sota del 0.

Per evitar això, tenim 2 condicions. La primera es que, quan el LED E2 està encès, el

sumador no funciona, evitant així que passi de 8. La segona condició es indicar que el

restador no pot baixar de 0. Per això tenim una entrada al restador que impedeix que aquest

funcioni si el seu valor es menor a 0.

Figura 19. Segment 11: Places elèctriques

Amb un altre comptador avaluem el número de cotxes elèctrics al pàrquing. Mentre

el valor del comptador sigui 1 o major, s’activarà el LED S1, i mentre el valor del comptador

sigui 2, també s’activarà el LED S2. Igual que en el cas del Segment 10, evitem que el

comptador continuï sumant impedint que ho faci quan el LED S2 estigui encès, ja que això

es indicatiu de que no queden carregadors lliures. I com abans, no permetem que el

comptador baixi de 0.

21

6. Enunciat de la pràctica

A continuació s’exposa el enunciat que acompanyarà aquesta pràctica quan els

alumnes hagin de realitzar-la.

L’objectiu d’aquest enunciat es donar una explicació breu però clara de què tracta

l’activitat i com han de realitzar-la. Suposadament, abans de dur a terme aquesta pràctica els

alumnes ja hauran fet una sèrie de activitats prèvies per familiaritzar-se amb el programa

TIA Portal i l’autòmat, i a més ja haurien de haver realitzat una de les altres pràctiques de

les plantes de classificació. Per tant, aquest enunciat es limitarà a donar detalls específics de

la activitat que es programar el pàrquing, donant per fet que l’alumne ja té els coneixements

de programació necessaris adquirits durant les pràctiques anteriors i a classe.

22

Projecte: Automatització d’un pàrquing

Graus: GEEIiA, GEE i GEEIiA-GEE

Laboratori: 107

23

1 - Introducció

Com a la resta de pràctiques d’aquest laboratori, per aquest projecte farem servir un

PLC de la marca Siemens de la família S7-1200, que, a partir del connector facilitat,

connectarem a la nostra maqueta.

Com podem observar, la maqueta es la d’un petit pàrquing exterior amb 8 places

numerades, una entrada, una sortida, i 2 panells de control que explicarem més endavant.

A cada plaça d’aparcament tenim un petit LED que mostra si la plaça està ocupada.

A més, tenim 2 panells de control (un a la entrada i l’altre a la sortida del pàrquing). Cadascun

disposa d’un semàfor, 4 interruptors y 2 LED.

Per realitzar les tasques que es demanen, tenim una sèrie de sensors de detecció

repartits per la maqueta, concretament 2 a la entrada, 2 a la sortida, i un a cada plaça

d’aparcament. Cada cotxe té també un sensor, permetent així detectar on es troba cadascun.

Finalment, disposem d’una sèrie de cotxes per poder fer les proves pertinents i

comprovar que el nostre programa funciona correctament.

24

2 - Coneixements previs

Per realitzar aquest projecte es necessària haver realitzat e implementat tots els

apartats dels que consta el ITEM1 així com una de les plantes de classificació,

proporcionant-nos així de les eines necessàries per poder implementar aquest projecte. A

més, es precisen coneixements previs de programació amb TIA Portal, programació en KOP,

realització de GRAFCET, així com la implementació de GRAFCET a KOP al TIA Portal.

3 - Objectius del projecte

L’objectiu d’aquest projecte es obtenir un pàrquing totalment automatitzat que

funcioni amb la mínima interacció del estudiant (només activar y desactivar els interruptores

pertinents). Les funcions del pàrquing han de contemplar la entrada y sortida de cotxes, la

indicació de les places lliures, la indicació de que el pàrquing està ple, i la il·luminació del

pàrquing. La il·luminació del pàrquing i la llum d’indicació de que no queden més places

lliures vindran donades per 2 dels LED dels panells de control. A més, tant a la entrada com

a la sortida del pàrquing s’ha de permetre indicar si el cotxe que accedeix farà servir un

carregador elèctric, dels que suposarem que disposem de 2. Amb els 2 LED restants

mostrarem si aquests 2 carregadors estan ocupats o lliures.

Seguidament descriurem les diferents parts que s’han de programar per al correcte

funcionament de la maqueta:

- Entrada: A la entrada del pàrquing tenim un sensor que indica que hi ha un cotxe

que desitja accedir-hi, i un altre sensor que indica que el cotxe ja es dins del

pàrquing. L’objectiu d’aquesta part es que, quan un cotxe estigui situat sobre el

sensor d’entrada, introdueixi el tiquet i premi el botó, el semàfor d’accés es torni

verd i, un cop el cotxe arribi al sensor de l’interior, torni a ficar-se vermell. A

més, tindrem un botó més que ens permetrà indicar si el cotxe accedint es disposa

a fer servir un dels carregadors elèctrics.

- Sortida: A la sortida volem, igual que a la entrada, que quan el cotxe estigui en

posició per sortir del pàrquing (s’activi el sensor) i premi el botó de sortida, el

semàfor es torni verd, i torni a ser vermell quan el cotxe sigui al sensor de fora

de la sortida del pàrquing. A més, tenim un polsador manual que ens permetrà

indicar si el cotxe que abandona el pàrquing estava ocupant una de les places de

carregador elèctric.

- Places de pàrquing: Dins del pàrquing tenim, a cada plaça, un LED que s’encén

de color vermell o verd segons la sortida activa. L’objectiu es que les places

lliures han de tenir el LED verd mentre que les ocupades han de tenir el LED de

color vermell.

25

- Pàrquing ple: El LED que mostra la situació del pàrquing s’ha d’encendre quan

hi hagin 8 cotxes dins del pàrquing. IMPORTANT! Hem de tenir en compte

que, tot i que les places no estiguin totes ocupades (un cotxe pot estar

maniobrant), si ja ha entrar el vuitè cotxe, aquest LED s’ha d’encendre. Un cop

aquest indicador estigui encès, cap cotxe pot accedir al pàrquing. És a dir, el

semàfor d’entrada no es podrà ficar en verd.

- Il·luminació: Volem que el LED que representa les llums del pàrquing s’activi

durant 20 segons cada cop que un cotxe sigui sobre el primer sensor d’entrada

del pàrquing i cada cop que s’activi un interruptor (activat per l’alumne simulant

que es un botó dins del pàrquing).

- Places elèctriques: Finalment, com hem dit abans, suposem que tenim 2 places

amb carregador elèctric. Per això, assignarem un interruptor tant a la entrada com

a la sortida que indiqui si el cotxe que accedeix o surt del pàrquing es un cotxe

elèctric. Farem servir els 2 LED restants com a indicadors de si aquestes places

estan ocupades o no. Si accedeix un cotxe elèctric s’haurà d’encendre un dels

LED, i si accedeix un segon cotxe, s’haurà d’encendre l’altre. Quan un cotxe

elèctric abandoni el pàrquing, s’haurà d’apagar un LED indicant que ha quedat

un carregador lliure.

4 - Elements de la maqueta

En aquesta maqueta disposem bàsicament de sensors i de LED. Tenim un sensor a

cada plaça de pàrquing i 4 més a la entrada i la sortida d’aquest (2 i 2). Cada cotxe també

disposa d’un sensor que, al situar-se sobre un dels sensor de la maqueta, activen una entrada

al PLC.

A continuació es poden veure els elements que formen la maqueta i una petita taula

amb una descripció de cada element:

26

A continuació es poden veure els elements que formen la maqueta i una petita taula

amb una descripció de cada element:

NÚMERO DESCRIPCIÓN

1 Panell de control d’entrada

2 Panell de control de sortida

3 Sensor d’entrada 1

4 Sensor d’entrada 2

5 Sensor de sortida 1

6 Sensor de sortida 2

7 Sensor de plaça d’aparcament (n’hi ha 8)

8 LED de plaça d’aparcament (n’hi ha 8)

9 Cotxe amb sensor (n’hi ha 8)

10 Interruptors (4 a cada panell de control)

11 LED (2 a cada panell de control)

12 Semàfor (1 a cada panell de control amb llum verda i llum vermella)

L’alumne podrà assignar cada interruptor (només fan falta 6) i cada LED a la entrada

i sortida que consideri, respectivament. L’important es tenir 2 interruptors per accedir al

27

pàrquing, un interruptor per accedir amb cotxe elèctric, un interruptor per sortir del pàrquing,

un interruptor per sortir amb cotxe elèctric, i un interruptor per encendre el LED que

representa les llums del pàrquing. En quant als LED, s’ha d’assignar un LED com la llum

de pàrquing ple, un altre per a la il·luminació del pàrquing, i els altres dos per indicar si hi

ha places per a cotxe elèctric.

28

5 - Taula d’assignació recomanada

Entre els interruptors i els sensors, la maqueta disposa de 20 entrades. Aquí

mostrarem la taula d’assignació d’entrades que es va fer servir per fer les proves del

pàrquing:

La maqueta té 24 sortides ja que, a més dels 4 LED de cada panell de control (els 2

LED del semàfor i els 2 LED a assignar), hem de considerar que cada plaça disposa de 2

sortides, una per plaça ocupada (LED vermell) i una altra per plaça lliure (LED verd). A

continuació mostrem la taula d’assignació suggerida:

29

6 - Resolució del projecte

Com ja s’ha dit anteriorment, l’objectiu d’aquest projecte es el de automatitzar les

funcions del pàrquing. A diferència dels projectes anteriors, el pàrquing no es un projecte

lineal. Es a dir, tot i que cada part depèn d’alguna manera d’una altra, les funcions del

pàrquing treballen en paral·lel en lloc de treballar en sèrie. Per tant, es recomanable

programar cada part per separat primer, i després aplicar els enllaços necessaris per tal de

que la maqueta funcioni òptimament.

Es recomana realitzar un GRAFCET abans de començar a programar amb el TIA

Portal, i implementar aquest GRAFCTET en mode KOP a continuació. D’aquesta manera

serà més fàcil organitzar-se i detectar possibles errors a posteriori.

30

7. Conclusions

L’objectiu d’aquest projecte era el de crear una activitat per al laboratori

d’Automatització que sortís de la linealitat dels projectes actuals de les Plantes de

Classificació.

La programació s’ha realitzat amb el programa TIA Portal V13, en un ordinador cedit

per la universitat i amb un PLC dels fets servits al laboratori d’Automatització.

La intenció d’aquest projecte com a pràctica per als alumnes es per realitzar-la un

cop ja estan familiaritzats tant amb el programa TIA Portal com amb el propi PLC. Vaig

realitzar tant la programació com l’enunciat basant-me en el suposat de que, abans de

realitzar aquesta pràctica, els alumnes ja han resolt, com a mínim, el projecte de

Automatització de la Planta electró-neumàtica i, per tant, ja tenen un domini bàsic de les

eines de treball requerides per realitzar la pràctica.

A aquesta memòria l’acompanya el treball pràctic a la hora de realitzar tant el

programa com la preparació de la maqueta i de les eines utilitzades durant la realització del

treball, a més del projecte realitzat, és a dir, la maqueta del pàrquing totalment funcional, i

un enunciat explicatiu de la pràctica a realitzar en la automatització del pàrquing.

Per a la realització d’aquest projecte se’m va facilitar tant la maqueta del pàrquing

com el PLC necessaris per fer la pràctica, a més d’un ordinador amb el programa TIA Portal

v13 i de permetre’m l’accés al laboratori d’Automatització per fer les proves pertinents.

Agrair al director del projecte Raúl Calavia pel seu suport i el seu interès en el

projecte, a més de haver-me donat la oportunitat de realitzar aquest treball d’automatització.

També agrair a en Jordi Maré, que em va facilitar les eines necessàries per la bona realització

d’aquest projecte.

Per últim, adjunto al final d’aquesta memòria els Blocs de Porgrama del projecte

realitzat.

Totally IntegratedAutomation Portal

Parking / PLC_1 [CPU 1214C AC/DC/Rly] / Bloques de programa

Main [OB1]

Main PropiedadesGeneralNombre Main Número 1 Tipo OB Idioma KOPNumeración automáticaInformaciónTítulo "Main Program Sweep (Cy‐

cle)"Autor Comentario Familia

Versión 0.1 ID personaliza‐da

MainNombre Tipo de datos Valor predet. Comentario

Input

Initial_Call Bool Initial call of this OB

Remanence Bool =True, if remanent data are available

TempConstant

Segmento 1: Entrada 1

Al detectar el sensor exterior de la entrada un coche, y al introducir el ticket (Interruptor A) y pulsar el botón de abertura (Interruptor B), se activa el semáforode entrada verde, dejando al coche acceder al parking.

S

"LED E2"%Q9.2%Q9.2

"Sensor E1"%I1.0%I1.0

"Interruptor A"%I1.4%I1.4

"Interruptor B"%I1.5%I1.5 "Semaforo E

Verde"

%Q9.1%Q9.1

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Interruptor A" %I1.4 Bool Ticket entrada"Interruptor B" %I1.5 Bool Pulsador entrada"LED E2" %Q9.2 Bool Parking lleno"Semaforo E Verde" %Q9.1 Bool Semáforo de entrada en verde"Sensor E1" %I1.0 Bool Sensor de entrada 1


Mientras el semáforo no esté verde, siempre estará en rojo.

"Semaforo E Verde"

%Q9.1%Q9.1

"Semaforo E Rojo"%Q9.0%Q9.0

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Semaforo E Rojo" %Q9.0 Bool Semáforo de entrada en rojo"Semaforo E Verde" %Q9.1 Bool Semáforo de entrada en verde


Cuando el coche accede al interior del parking, se activa el segundo sensor y el semáforo deja de estar en verde.

R

"Sensor E2"%I1.1%I1.1 "Semaforo E

Verde"

%Q9.1%Q9.1

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Semaforo E Verde" %Q9.1 Bool Semáforo de entrada en verde"Sensor E2" %I1.1 Bool Sensor de entrada 2

Segmento 4: Salida 1

Cuando un coche se sitúa sobre el sensor de salida y pulsa el botón (Interruptor E), se activa el semáforo de salida verde.

S

"Sensor S1"%I1.2%I1.2

"Interruptor E"%I8.2%I8.2 "Semaforo S

Verde"

%Q9.5%Q9.5

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Interruptor E" %I8.2 Bool Pulsador salida"Semaforo S Verde" %Q9.5 Bool Semáforo de salida en verde"Sensor S1" %I1.2 Bool Sensor de salida 1



"Semaforo S Verde"

%Q9.5%Q9.5

"Semaforo S Rojo"%Q9.4%Q9.4

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Semaforo S Rojo" %Q9.4 Bool Semáforo de salida en rojo"Semaforo S Verde" %Q9.5 Bool Semáforo de salida en verde


Cuando el coche sale del parking, se activa el segundo sensor y el semáforo deja de estar en verde.

R

"Sensor S2"%I1.3%I1.3 "Semaforo S

Verde"

%Q9.5%Q9.5

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Semaforo S Verde" %Q9.5 Bool Semáforo de salida en verde"Sensor S2" %I1.3 Bool Sensor de salida 2

Segmento 7: Plazas libres

"Plaza 1"%I0.0%I0.0

"Libre 1"%Q8.0%Q8.0

"Plaza 2"%I0.1%I0.1

"Libre 2"%Q8.1%Q8.1

"Plaza 3"%I0.2%I0.2

"Libre 3"%Q8.2%Q8.2

"Plaza 4"%I0.3%I0.3

"Libre 4"%Q8.3%Q8.3

"Plaza 5"%I0.4%I0.4

"Libre 5"%Q8.4%Q8.4

"Plaza 6"%I0.5%I0.5

"Libre 6"%Q8.5%Q8.5

"Plaza 7"%I0.6%I0.6

"Libre 7"%Q8.6%Q8.6

"Plaza 8"%I0.7%I0.7

"Libre 8"%Q8.7%Q8.7

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Libre 1" %Q8.0 Bool"Libre 2" %Q8.1 Bool"Libre 3" %Q8.2 Bool"Libre 4" %Q8.3 Bool"Libre 5" %Q8.4 Bool"Libre 6" %Q8.5 Bool"Libre 7" %Q8.6 Bool"Libre 8" %Q8.7 Bool"Plaza 1" %I0.0 Bool"Plaza 2" %I0.1 Bool"Plaza 3" %I0.2 Bool"Plaza 4" %I0.3 Bool"Plaza 5" %I0.4 Bool"Plaza 6" %I0.5 Bool"Plaza 7" %I0.6 Bool"Plaza 8" %I0.7 Bool

Segmento 8: Plazas ocupadas


"Plaza 1"%I0.0%I0.0

"Ocupada 1"%Q0.0%Q0.0

"Plaza 2"%I0.1%I0.1


"Plaza 3"%I0.2%I0.2


"Plaza 4"%I0.3%I0.3


"Plaza 5"%I0.4%I0.4


"Plaza 6"%I0.5%I0.5


"Plaza 7"%I0.6%I0.6


"Plaza 8"%I0.7%I0.7


Símbolo Dirección Tipo Comentario"Ocupada 1" %Q0.0 Bool"Ocupada 2" %Q0.1 Bool"Ocupada 3" %Q0.2 Bool"Ocupada 4" %Q0.3 Bool"Ocupada 5" %Q0.4 Bool"Ocupada 6" %Q0.5 Bool"Ocupada 7" %Q0.6 Bool"Ocupada 8" %Q0.7 Bool"Plaza 1" %I0.0 Bool"Plaza 2" %I0.1 Bool"Plaza 3" %I0.2 Bool"Plaza 4" %I0.3 Bool"Plaza 5" %I0.4 Bool"Plaza 6" %I0.5 Bool"Plaza 7" %I0.6 Bool"Plaza 8" %I0.7 Bool

Segmento 9: Luces parking

Al activarse el primer sensor de entrada o bien pulsar el botón de las luces (Interruptor D), se activarán las luces del parking (LED S1) durante 20 segundos.

TPTime"Sensor E1"

%I1.0%I1.0

"IEC_Timer_0_DB_1"

%DB2%DB2

t#20s ...

"LED E1"%Q9.3%Q9.3

"Interruptor D"%I8.1%I8.1

IN

PT

Q

ET

Time

Símbolo Dirección Tipo Comentario"Interruptor D" %I8.1 Bool Interruptor luces"LED E1" %Q9.3 Bool Luces parking"Sensor E1" %I1.0 Bool Sensor de entrada 1

Segmento 10: Parking lleno

Con un contador que suma al activarse el segundo sensor de entrada (Sensor E2) y resta al activarse el segundo sensor de salida (Sensor S2), activamos la luzde parking lleno (LED E2) cuando el contador llegue a 8.

CTUDInt

Int==

Int>

"LED E2"%Q9.2%Q9.2


"IEC_Counter_0_DB"

%DB1%DB1

false

false

0

...

"IEC_Counter_0_DB".CV


8

"LED E2"%Q9.2%Q9.2


0


CU

CD

R

LD

PV

QU

QD

CV

Int

Símbolo Dirección Tipo Comentario"IEC_Counter_0_DB".CV Int"LED E2" %Q9.2 Bool Parking lleno"Sensor E2" %I1.1 Bool Sensor de entrada 2"Sensor S2" %I1.3 Bool Sensor de salida 2


Segmento 11: Plazas eléctricas

Cuando, al entrar, además de los botones necesarios se pulsa el Interruptor C, cuenta que ha entrado un coche eléctrico. En la salida pasa lo mismo con elInterruptor F. Con el siguiente contador, sabemos la cantidad de coches eléctricos actualmente en el parking (máximo 2), y encendemos los leds de salida (LEDS1 y LED S2) para indicar que las plazas están ya ocupadas.

CTUDInt

Int>=

Int>

Int==

"LED S2"%Q1.1%Q1.1


"Interruptor A"%I1.4%I1.4

"Interruptor B"%I1.5%I1.5

"Interruptor C"%I8.0%I8.0

"IEC_Counter_0_DB_1"

%DB5%DB5

false

false

0

...

"IEC_Counter_0_DB_1".CV


1

"LED S1"%Q1.0%Q1.0


0


"Interruptor E"%I8.2%I8.2

"Interruptor F"%I8.3%I8.3


2

"LED S2"%Q1.1%Q1.1

CU

CD

R

LD

PV

QU

QD

CV

Int

Símbolo Dirección Tipo Comentario"IEC_Counter_0_DB_1".CV Int"Interruptor A" %I1.4 Bool Ticket entrada"Interruptor B" %I1.5 Bool Pulsador entrada"Interruptor C" %I8.0 Bool Entrada coche eléctrico"Interruptor E" %I8.2 Bool Pulsador salida"Interruptor F" %I8.3 Bool Salida coche eléctrico"LED S1" %Q1.0 Bool Coche eléctrico 1"LED S2" %Q1.1 Bool Coche eléctrico 2"Sensor E1" %I1.0 Bool Sensor de entrada 1"Sensor S1" %I1.2 Bool Sensor de salida 1

DISSENY D UNA MAQUETA DE PARKING ...deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/2633pub.pdfmínim de 6...

Documents

Transcript of DISSENY D UNA MAQUETA DE PARKING ...deeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/2633pub.pdfmínim de 6...