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ENTRENADOR MODULAR DIGITAL (EMD-1) PARA CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) UTILIZANDO LA PLATAFORMA RSLOGIX Y EL LENGUAJE LADDER. JORGE ALBERTO AYALA GÓMEZ ANDRES FELIPE CAMACHO TIRADO JHONATTAN JAIRO ORTIZ GUERRERO UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍAS TECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICA VÉLEZ 2013
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ENTRENADOR MODULAR DIGITAL (EMD-1) PARA CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) UTILIZANDO LA PLATAFORMA RSLOGIX Y EL
LENGUAJE LADDER.
JORGE ALBERTO AYALA GÓMEZ
ANDRES FELIPE CAMACHO TIRADO JHONATTAN JAIRO ORTIZ GUERRERO
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍAS
TECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICA VÉLEZ 2013
ENTRENADOR MODULAR DIGITAL (EMD-1) PARA CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) UTILIZANDO LA PLATAFORMA RSLOGIX Y EL
LENGUAJE LADDER.
JORGE ALBERTO AYALA GOMEZ ANDRES FELIPE CAMACHO TIRADO
JHONATTAN JAIRO ORTIZ GUERRERO
Tesis de grado, para optar el titulo de tecnólogo en electrónica
Director RAMDHAR HADIT YUSSEFF VANEGAS
Ingeniero en Control Electrónico e Instrumentación
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍA
TECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICA VÉLEZ 2013
Nota de Aceptación
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_____________________________ Firma del presidente del Jurado
_____________________________ Firma del Primer Jurado
_____________________________ Firma del Segundo Jurado
Vélez, Marzo de 2013
A Dios por haber otorgado la sabiduría para poder finalizar mis estudios, a mis padres y hermana por que estuvieron en todo momento pendiente de mi proceso de superación estudiantil, a mi familia porque gracias al apoyo de ellos he logrado cumplir mis propósitos.
JORGE ALBERTO AYALA GÓMEZ
A mis padres, mi familia y a todas las personas que de una u otra forma me ayudaron en la elaboración de este proyecto. Agradecimientos a los docentes y directivas de las Unidades Tecnológicas de Santander sede Vélez, que me acompañaron en el transcurso de mi ciclo estudiantil.
ANDRÉS FELIPE CAMACHO TIRADO
A Dios por ser la fuerza a lo largo del camino, mis padres, compañeros y docentes; quienes siempre me apoyaron sin importar las adversidades. Este proceso ha sido sin lugar a dudas el más importante de mi vida hasta la fecha, y sin las personas nombradas anteriormente, lo más probable es q no lo hubiese logrado.
JHONATTAN JAIRO ORTIZ GUERRERO
AGRADECIMIENTOS
Los Autores brindan un especial agradecimiento al ingeniero RAMDHAR HADIT YUSSEFF VANEGAS, quien con sus conocimientos nos ayudo a culminar este proceso académico, así mismo a nuestros compañeros de la tecnología en electrónica por sus aportes en el cumplimiento de estos objetivos. A docentes y directivos de las Unidades Tecnológicas de Santander sede Vélez, que con sus orientaciones nos brindaron la oportunidad de llevar a feliz término esta etapa de nuestras vidas.
CONTENIDO
pág. INTRODUCCIÓN 1 1 MARCO TEÓRICO 2 1.1 GENERALIDADES DE LOS PLC COMPACTLOGIX 2 1.1.1 Controlador lógico programable (PLC) 2 1.1.2 Características de los controladores Compactos CompactLogix 3 1.1.3 Acerca del CompactLogix 1769-l23eqbfc1b 4 1.1.5 Alimentación eléctrica 6 1.2 CONFIGURACIÓN DEL SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN (RSLOGIX 5000) 7 1.3 GENERALIDADES VARIADOR DE VELOCIDAD 9 1.3.1 Ensamble físico Powerflex 40 9 1.3.2 Configracion adaptador de comunicación 10 1.3.3 Red Ethernet/ip 12 1.3.4 añada el variador a su proyecto de RSLOGIX 5000 14 1.4 GENERALIDADES DEL POWERFLEX 17 1.5 FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA 21 1.5.1 Clasificación 22 1.5.2 Vista interna fuente de alimentación Conmutada 22 1.5.3 Principales ventajas de la fuente 1606-xlp 23
2 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y MANTENIMIENTO 24
2.1 HISTORIAL DE EQUIPOS DEL MÓDULO 24
2.2 INVENTARIO DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DEL MÓDULO 25
2.3 MANTENIMIENTO 26
2.4 STRATIX 2000 INTERRUPTOR ETHERNET (8 PUERTOS DE COBRE) 27
2.5 PULSADORES Y BOTONES 28
2.6 BLOQUE CONTACTOR 29
2.7 INTERRUPTOR DE PARO DE EMERGENCIA 30
2.8 LUZ PILOTO 800FP-P5PN3Y 30
2.9 INTERRUPTOR SELECTOR 31
3. PROGRAMACIÓN EN LADDER PLC 32 3.1 DESCRIPCIÓN DEL LENGUAJE LADDER 32 3.2 DIAGRAMA DE CONTACTOS LADDER 33 3.3 CONTACTOS 34 3.3.1 Función XIC y XIO 35 3.3.2 Función de salida OTE 35 3.3.3 Función OTL (salida de enclavamiento) 36 3.3.4 Función OTU (salida desenclavamiento) 37 3.3.5 Función ONS (un disparo) 37 3.4 INSTRUCCIONES CONTADORES Y TEMPORIZADORES 38 3.4.1 FUNCIÓN TON (TIEMPO SOBRE RETARDO) 38 3.4.2 FUNCIÓN TOF (TEMPORIZADOR NO RETENTIVO) 38
3.4.3 FUNCIÓN CTU (CONTADOR ASCENDENTE) 39 3.4.4 FUNCIÓN CTD (CONTADOR REGRESIVO) 40 4 RSLOGIX EMULADOR 5000 41 4.1 CONFIGURACIÓN DEL CHASIS DEL MONITOR 41 4.2 CREACIÓN DE UNA CONEXIÓN EN RSLINX 46 4.3 USO DEL EMULADOR RSLOGIX EN UN PROYECTO 46 5 PRÁCTICAS DE LABORATORIO 50 6 CONCLUSIONES 62 7 BIBLIOGRAFÍA 63
LISTA DE TABLAS
Pág. Tabla 1. Ventajas y desventajas de un PLC 3 Tabla 2: Terminología Ethernet/IP 7 Tabla 3. PowerFlex 40 17 Tabla 4. Indicadores 19 Tabla 5. Teclas de función 19 Tabla 6. Valores powerflex 40 20 Tabla 7. Fuente alimentación 1606-XLP 21 Tabla 8. Formato de mantenimiento 24 Tabla 9. Inventario de instrumentos y equipos 25 Tabla 10. Recomendaciones mantenimiento 26 Tabla 11. Interruptor Ethernet 27 Tabla 12. Pulsador sin iluminación 29 Tabla 13. Entradas y salidas 48
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Controlador compacto 1769-L23EQBFC1B y sus características 4 Figura 2. Instalación de la batería al PLC 5 Figura 3: Conexiones del PLC 5 Figura 4: Conexiones de alimentación 6 Figura 5: Conexión red Ethernet/IP 6 Figura 6: Conexión serie 8 Figura 7. Conexiones eléctricas 8 Figura 8. Los tornillos de extensión 9 Figura 9. Coloque la cubierta del adaptador en el variador 10 Figura 10. Conecte la alimentación eléctrica al variador powerflex 40 11 Figura 11. Teclado integral 11 Figura 12. Vista interna de una fuente conmutada 12 Figura 13. Pulsador momentáneo 12 Figura 14. Bloque contactor 800F X-10 13 Figura 15. Parada de emergencia 13 Figura 16. Luz piloto 14 Figura 17. Interruptor selector 15 Figura 18. Descripción lógica ladder 15 Figura 19. Contactos NA, NC y salida 15 Figura 20. Ejemplo de programación contactos básicos 16
Figura 21. Cambio de estados 16 Figura 22. Modulo salida 18 Figura 23. Función de salida de enclavamiento 23 Figura 24. Función salida de desenclavamiento 29 Figura 25. Función ONS 30 Figura 26. Función TON 30 Figura 27. Función TOF 31 Figura 28. Función CTU 31 Figura 29. Función CTD 33 Figura 30. Contactos NA, NC y salida 33 Figura 31. Ejemplo de programación contactos básicos 34 Figura 32. Cambio de estados 35 Figura 33. Modulo salida 36 Figura 34. Función de salida de enclavamiento 36 Figura 35. Función salida de desenclavamiento 37 Figura 36. Función ONS 37 Figura 37. Función TON 39 Figura 38. Función TOF 39 Figura 39. Función CTU 40 Figura 40. Función CTD 40 Figura 41. Configuración del chasis 41 Figura 42. Configuración de slots 42 Figura 43. Añadir la CPU 43
Figura 44. Detalles del controlador 43 Figura 45. Finalizar detalles del controlador 44 Figura 46. Slot final 44 Figura 47. Modulo de 32 puntos 45 Figura 48. Valores predeterminados 46 Figura 49. Configuración de Drivers 47 Figura 50. RSwho-comunicación. 48 Figura 51. Tipo de Emulador 49 Figura 52. Selección del Módulo 50 Figura 53. Selección de un nuevo Módulo 51 Figura 54. Propiedades del Módulo 51 Figura 55. Selección de ruta de acceso al Emulador 52 Figura 56. Cambio de Entradas y Salidas 52 Figura 57. Banco de PLC 53 Figura 58. Variador 54 Figura 59. Motor y variador 55 Figura 60.Comunicación entre el PLC y el emulador. 56 Figura 61.Verificación de comunicación. 57 Figura 62.Modo Run. 58 Figura 63. Simulación. 59 Figura 64. Banco de PLC. 60 Figura 65. Variador. 65 Figura 66. Motor y variador. 68
RESUMEN
“ENTRENADOR MODULAR DIGITAL (EMD-1) PARA CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) UTILIZANDO LA PLATAFORMA RSLOGIX Y EL LENGUAJE LADDER.” Es el titulo dado al proyecto elaborado por Jorge Alberto Ayala Gómez, Andrés Felipe Camacho Tirado, Jhonattan Jairo Ortiz Guerrero. El cual consiste en crear un banco de laboratorio que facilite el aprendizaje del estudiante por medio de prácticas, sirviendo de apoyo a cada una de las materias correspondientes a controladores lógicos programables. Para la consolidación del proyecto fue necesario registrar los equipos que conforman el modulo, recopilar y adjuntar sus datos técnicos, realizar cambios para un óptimo funcionamiento, elaborar guías de aprendizaje y manejo del módulo, experimentar con los procesos y registrar su comportamiento. El desarrollo del presente proyecto permite el afianzamiento de los conceptos básicos de la automatización e instrumentación, además del fortalecimiento de las metodologías para la implementación en proyectos industriales.
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INTRODUCCIÓN Desde ya hace varios años en la industria se ha notado lo indispensable e importante que es la automatización dentro de las mismas. Convirtiéndose así en uno de los elementos más importantes y fundamentales en la consecución de trabajos. Si toda organización industrial comprende el cambio significativo que otorga la automatización, utilizará todos los medios posibles para llegar a ella. Pero no es simplemente alcanzar este objetivo, si no también conocer sus características y beneficios presentes en la industria. Por eso la automatización hoy en día, es considerada una disciplina de ingeniería que abarca la instrumentación industrial, que incluye sensores y transmisores que se encargan de la recolección de datos los cuales son enviados a sistemas de supervisión y control de operación de plantas o procesos industriales. Este proyecto nace de la necesidad de dotar a la Unidades Tecnológicas de Santander sede Vélez, de un laboratorio de PLC’s con diferentes elementos de tipo industrial, para así reforzar conocimientos en asignaturas que abarquen sistemas de control y automatización. El proyecto consiste desarrollar un modulo de automatización donde los estudiantes puedan afianzar sus conocimientos y así cumplir con los objetivos previstos en el contenido programático de la materia, mediante manuales académicos y practicas a escala.
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1. MARCO TEÓRICO 1.1 GENERALIDADES DE LOS PLC COMPACTLOGIX Los controladores compactos CompactLogix proporcionan una solución de sistema completo para aplicaciones mediante las siguientes características:
E/S incorporadas configurables
Capacidad para E/S de expansión
Conexión en serie aislada
Interface Ethernet incorporada (controladores compactos 1769-L23E)
Conexión en serie no aislada (controlador compacto 1769-L23 QBFC1B solamente)
Programación mediante el software RSlogix 5000 o posterior
Configuración y monitoreo de red mediante el software RSlinx y RSnetworks
Montaje en panel o en riel DIN 1.1.1 Controlador lógico programable (PLC): Un PLC es un dispositivo que se utiliza para controlar procesos industriales en tiempo real. Se basa en guardar un programa en el disco de almacenamiento y lo ejecuta después con ayuda de un microprocesador, Ver figura 1. El controlador lógico programable fue creado en la década de los 70 en los estados unidos de América junto al microprocesador y con la generación de la lógica cableada modular. Este autómata fue considerado el primer mecanismo que funcionaba con un lenguaje de instrucciones lógicas, cuyo precio es bajo y soporta la exigencia de procesos continuos y discontinuos. Regula presiones, temperaturas, niveles y caudales así como todas las funciones asociadas de temporización, conteo y lógica.
3
El control lógico se usa para manipular secuencias de acciones en sistemas de fabricación automática. Estos sistemas de control lógico fueron elaborados mediante un cableado de transmisores electrónicos, unidades lógicas y de tiempo. Anteriormente el control de procesos industriales se hacía por medio de contactores y relés. El operario de este tipo de instalaciones, debía un tener alto conocimiento técnico para lograr elaborar las tareas y mantenerlas. Todos los controladores lógicos programables cuentan con una estructura básica que no varía por su fabricante o marca. En la siguiente tabla se pueden apreciar las ventajas y desventajas de los PLC. Véase tabla 1. Tabla 1. Ventajas y desventajas de un PLC
Fuente: http://www.ingeniaste.com 1.1.2 Características De Los Controladores Compactos CompactLogix: Los controladores compactos CompactLogix proporcionan una solución de sistema completo para aplicaciones pequeñas mediante las siguientes características:
E/S incorporadas configurables
Capacidad para E/S de expansión
Conexión en serie aislada
Ventajas Desventajas
Menor tiempo en la elaboración de procesos Inversión inicial alta
Se pueden realizar modificaciones sin cambiar su esquema de cableado.
Requiere de un experto para el diseño de aplicaciones
Opera en ubicaciones de menor espacio.
Requiere licencias de software para diseño
Un autómata puede gobernar varias máquinas en sincronía.
No depende del estado de otros dispositivos para realizar otras funciones.
P
L
C
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Interface Ethernet incorporada (controladores compactos 1769-L23E)
Conexión en serie no aislada (controlador compacto 1769-L23-QBFC1B solamente)
Programación mediante el software RSLogix 5000, versión 17 o posterior
Configuración y monitoreo de red mediante el software RSLinx y RSNetWorx
Montaje en panel o en riel DIN 1.1.3 Acerca Del CompactLogix 1769-L23eqbfc1b: El controlador compacto 1769-L23E-QBFC1B tiene estas características de Hardware: Figura 1. Controlador compacto 1769-L23EQBFC1B y sus características
Fuente: controladores compactos RSlogix 1769 1.1.4 Ensamble Del CompactLogix: Elementos Necesarios
Controlador compacto CompactLogix 1769-L23EQBFC1B.
Batería controlador CompactLogix. (incluida con el controlador).
Fuente de alimentación eléctrica. Se puede utilizar cualquier tipo de fuente CC que satisfaga lo requisitos de los controladores 1769-L23.
Terminación tapa final compact I/O: incluida con el controlador.
Módulo escáner compact I/O DeviceNet.(solo si se usa una red DeviceNet).
Cable de red Ethernet.
Extratix 6000 u otro interruptor Ethernet.
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Pasos De Instalación: En la figura 2 se puede apreciar la forma de conectar la batería al PLC.
Extraiga la puerta de la batería, y conecte la batería al controlador
Inserte la batería dentro de la ranura en la puerta de batería
Cierre la puerta de la batería Figura 2. Instalación de la batería al PLC
Fuente: Controladores compactos compact logix 1769 En la figura 3 se puede apreciar la configuración y conexión Ethernet (MAC). La dirección Ethernet (MAC) se encuentra en una etiqueta cerca del terminal de cableado de la fuente de alimentación eléctrica. Figura 3. Ejemplo de la dirección.
Fuente: Autores
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Digite la dirección Ethernet (MAC) para el controlador CompactLogix en la Hoja de trabajo de la red. Esta dirección puede usarse para establecer la dirección IP posteriormente. En la figura 4 se muestran la manera de conectar la red del PLC.
Inserte un cable Ethernet con un conector RJ45.
Conecte el otro extremo del cable al interruptor Ethernet. Figura 4: Conexiones del PLC
Fuente: Controladores compactos compact logix 1769 1.1.5 Alimentación eléctrica: Fuente de alimentación eléctrica para todos los compactos. Ver figura 5. Advertencia: Verifique que toda la alimentación de entrada esté desconectada antes realizar el cableado de la alimentación eléctrica. 1. Inserte los cables de +24 VCC, neutro y tierra, y apriete los tornillos terminales. 2. Conecte la alimentación de la entrada Figura 5: Conexiones de alimentación
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Fuente: Manual de operación de Controladores compactos compact logix 1769 1.2 CONFIGURACIÓN DEL SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN (RSLOGIX 5000) Antes de configurar el software de programación se debe verificar que la computadora cumpla con los requisitos del software rslogix 5000:
Software RSLogix 5000
Software ControlFlash
Software RSLinx Classic, versión 2.54 o posterior
Utilidad BOOTP/DHCP Server
La computadora necesita una tarjeta de interface de red (NIC) y el correspondiente driver Windows instalado (la tarjeta NIC y el driver son elementos estándar en la mayoría de las computadoras).
Una dirección Ethernet (MAC) para cada dispositivo. Usted anotó estas direcciones en la Hoja de trabajo de la red que se encuentra la contraportada.
Una dirección IP planificada para cada dispositivo. Si está usando una red aislada, determine una convención de numeración para sus direcciones IP. Anote estas direcciones en la Hoja de trabajo de la red en la contraportada interior.
TERMINOLOGÍA: Las redes Ethernet utilizan los tipos de direcciones mostrados en la tabla 2. Tabla 2: Terminología Ethernet/IP Termino Definición
Dirección Ethernet Cada dispositivo Ethernet tiene una dirección única (algunas veces llamada MAC). La dirección aparece como doce dígitos separados por el signo de dos punto (por ejemplo, xx:xx:xx:xx:xx:xx). generalmente se encuentran en una etiqueta en el propio dispositivo.
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Cada digito es un numero en formato 28 Hexadecimal (0 a 9 o A a F). Ningún otro dispositivo en el mundo tendrá la misma dirección y no puede cambiarse.
Dirección IP Además de la dirección Ethernet, una dirección IP identifica un nodo de una red Ethernet. La dirección IP puede establecerse manualmente, o usted puede usar software especial para asignarla automáticamente. Una dirección IP consta de cuatro enteros decimales separados por puntos (xxx.xxx.xxx.xxx). Cada valor de xxx es un valor decimal de 0 a 255. Por ejemplo, una dirección IP podría ser 192.168.1.092 Esta guía de inicio rápido no abarca la selección de dirección IP. Una vez que usted establezca la dirección IP de n dispositivo, generalmente se comunica con el dispositivo mediante dicha dirección IP.
Fuente: Autores Conexión red Ethernet/IP: A continuación se especifican las dos posibles formas de conexión del controlador, Ethernet/IP o Serie, ver Figura 6.
Conecte un extremo del cable Ethernet a la computadora.
Conecte el otro extremo al interruptor Ethernet. Figura 6: Conexión red Ethernet/IP
Fuente: Controladores compactos compact logix 1769
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Conexión en Serie: Verifique que haya conectado un cable 1756-CP3 a un puerto COM en la computadora y al puerto CH0 del controlador, ver figura 7. Figura 7: Conexión serie
Fuente: Controladores compactos compact logix 1769 Esta conexión se usa para actualizar el firmare del controlador. 1.3 GENERALIDADES VARIADOR DE VELOCIDAD. 1.3.1 Ensamble físico PowerFlex 40: (Ver figura 8) Elementos necesarios
Variador PowerFlex 40.
Adaptador de comunicación para usar con el variador PowerFlex 40 (22-COMM-E, adaptador EtherNet/IP).
Cubierta de adaptador de comunicación para uso con el variador PowerFlex 40.
No se necesita software adicional.
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Figura 8. Conexiones eléctricas
Fuente: Controladores compactos compact logix 1769 ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA ADVERTENCIA: verificar que cada alimentación de entrada este desconectada antes de realizar el cableado de alimentación eléctrica.
Retire la cubierta
Retire la cubierta del bloque de terminales para obtener acceso a las conexiones de alimentación eléctrica
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Retire la cubierta del bloque de terminales para obtener acceso a las conexiones de alimentación eléctrica. Ver figura 9.
1.3.2. Configracion adaptador de comunicación: Figura 9. Los tornillos de extensión
Fuente: Controladores compactos compact logix 1769 La dirección Ethernet se encuentra en la etiqueta situada en la parte posterior del adaptador Ethernet. Ver figura 10. Anote la dirección Ethernet (MAC ID) del adaptador Ethernet I/O en la Hoja de trabajo de la red. Figura 10.Etiqueta del adaptador Ethernet.
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Fuente. Manual Controladores compactos compact logix 1769 Encaje el adaptador en la cubierta y conecte el cable del adaptador al powerflex 40 Figura 11. Coloque la cubierta del adaptador en el variador
Fuente: Manual Controladores compactos compact logix 1769
Apriete los tornillos
Conecte el cable de la red al adaptador
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Figura 12. Conecte la alimentación eléctrica al variador powerflex 40
Fuente: Controladores compactos compact logix 1769 1.3.3 Red Ethernet/IP: Después de instalar el RSlogix 5000 y conectar el adaptador inicie la utilidad BOOT/DHCP server, como se muestra en la figura. Figura 13. Inicio BOOT/DHCP server.
Fuente: Autores. En el menú tools seleccione network settings, Ver figura 14 y 15.
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Figura 14. Network settings.
Fuente: Autores Figura 15. Subnet mask
Fuente: Autores Clic en OK. A continuación aparecerá una ventana la cual muestras todas las direcciones IP en la red, incluyendo la del variador, como se observa en la figura 16.
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Figura 16. Direcciones IP.
Fuente: Autores. Seleccione la dirección (MAC ID) del variador, Introduzca la dirección IP del adaptador y anótela. Clic en OK. 1.3.4 Añada el variador a su proyecto de RSLOGIX 5000: 1. Verifique que el variador no esté en línea 2. Clic derecho en el puerto de red Ethernet y seleccione new module, ver figura 17.
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Figura 17. New module.
Fuente: Autores Expanda drives Figura 18. Drives.
Fuente: Autores. Seleccione el powerflex 40 Figura 19. Selección de variador
Fuente: Autores. Clic en OK. En el cuadro name introduzca el nombre para el variador com ose nota en la siguiente figura.
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Figura 20. Nombre del variador.
Fuente: Autores. Introduzca la dirección IP Address para el variador, de clic en change, y en el menú desplegable electronic keying seleccione disable keying, y de clic en OK dos veces. Como se muestrea en la figura 21 Figura 21. Disable keying
Fuente: Autores. 1.4 GENERALIDADES DEL POWERFLEX En la siguiente tabla se muestra la tabla de características de un variador de velocidad powerFlex 40.
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Tabla 3. PowerFlex 40
Referencia PowerFlex 40
Voltaje monofásico de entrada
100-120 / 200-240
Voltaje trifásico 200-240/ 380-480 / 480-600
Frecuencia de entrada
47Hz a 63Hz
Voltaje Voltaje desde 0 hasta la corriente nominal de motor
Corriente intermitente
150% durante 60 seg
Rango frecuencia 0-400Hz
Precisión de frecuencia
Entrada digital dentro de + 0.05 % de la frecuencia establecida Entrada analógica dentro de 0.5 % de la frecuencia de salida máxima
Fuente: http://ab.rockwellautomation.com/Drives/PowerFlex-40 El variador de velocidad PowerFlex 40 AC se hace necesario para controlar la velocidad de motores (AC) en espacios reducidos. (Ver tabla 3). En las aplicaciones industriales este variador se acopla fácilmente a las necesidades debido a su tamaño, en el mercado es uno de los más pequeños que existe. Al momento de ser implementado el PowerFlex 40 en el control de velocidad de una máquina, hace más fácil la operación de esta. Características:
Tiene sujetadores que facilitan su montaje.
Ocupa poco espacio dentro del módulo.
Soporta temperaturas hasta de 50° c con un pequeño espacio entre Drivers.
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Brinda fácil manejo y operación gracias a su teclado y pantalla de cuatro dígitos, también posee diez leds.
El variador posee integrado un puerto de comunicación RS-485 que es utilizado en redes multi-drop. [3], ver figura 22.
Figura 22. Teclado integral
Fuente: http://www.roydisa.es/u/uploads/File/CATALOGOPOWERFLEX40.pdf. El teclado del PowerFlex 40 cuenta con indicadores del 1 al 9 y teclas, para un fácil entendimiento se mostrara una tabla con las descripciones y las funciones de estas. (Ver tabla 4 y tabla 5).
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Tabla 4. Indicadores
Fuente: http://www.roydisa.es/u/uploads/File/CATALOGOPOWERFLEX40.pdf. Tabla 5. Teclas de función
Fuente: http://www.roydisa.es/u/uploads/File/CATALOGOPOWERFLEX40.pdf.
21
Cuando se conecte al powerflex 40 a la alimentación en la pantalla de la consola aparecerán valores predeterminados los cuales se pueden configurar usando la siguiente tabla como referencia. (Ver tabla 6). Tabla 6. Valores powerflex 40
Fuente: Autores.
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1.5 FUENTES DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA Una fuente de alimentación conmutada es un dispositivo electrónico que mediante transistores transforma la energía eléctrica en conmutación. La fuentes de alimentación conmutada poseen una onda de salida cuadrada la cual posee ventajas con respecto a la las fuentes de alimentación de salida lineal, como su peso, tamaño y mayor eficiencia, lo que genera menor calentamiento. Las desventajas comprenden arquitecturas complejas y generan ruido de alta frecuencia, ver tabla 7. Tabla 7. Fuente alimentación 1606-XLP
Referencia 1606-XLP
Tipo Fuente alimentación conmutada
Potencia salida (watts)
25…100W
Voltaje entrada/ Voltaje primario
85…264VCA 85…373 VCC
Eficiencia
80…90%
Voltaje salida/ Voltaje secundario
5, 10...12, 12, 15, 24, 48 VCC
Corriente salida nominal
1.3…4.2 A
Rango de temperatura de funcionamiento
-10…+70 °C >60 °C con corrección
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Características Baja corriente de entrada al momento del arranque Entrada de amplio rango; entrada de selección automática
Diseño superior para sobrecarga (corriente continua, sin interrupciones intermitentes)
Alimentación eléctrica limitada NEC Clase 2 Eficiencia y capacidad de temperatura superiores
Fuente: Autores 1.5.1 Clasificación: Las fuentes conmutadas pueden ser clasificadas en cuatro tipos: (Ver figura 23).
Alimentación AC con salida DC: rectificador, conmutador, transformador, filtro. (Ejemplo computadores de mesa).
Alimentación AC con salida AC: variador de frecuencia, conversor de frecuencia. (Ejemplo variadores de velocidad como el PowerFlex).
Alimentación DC con salida AC: inversor. (Ejemplo generar 220/50 ciclos con una batería 12v).
Alimentación DC salida DC: conversor de voltaje o corriente (Ejemplo cargador de batería de celulares para auto)
1.5.2 Vista interna fuente alimentación conmutada. A: Puente rectificador B: Condensador de entrada C: Transformador D: Bobina filtro salida E: Condensadores filtro salida
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Figura 23. Vista interna de una fuente conmutada.
Fuente: http://literature.rockwellautomation.com 1.5.3 Principales ventajas de la fuente 1606-XLP
Confiablidad y seguridad: los dispositivos son sometidos a pruebas de fallo para así evitar que falle la puesta en marcha de una unidad.
Tecnología de punta: todos los dispositivos proporcionan un excelente rendimiento debido a que sus circuitos necesitan muy poca disipación térmica lo que aumenta su eficiencia en un 90%.
Reserva de potencia y reservas de carga: las unidades están diseñadas con un aumento de potencia de un 25% sin reducir el voltaje de salida.
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2. MANUAL DE MANTENIMIENTO En el desarrollo del presente capitulo se mostrara una guía sobre las características más sobresalientes de los instrumentos del módulo, mediante una hoja de vida que detalla sus referencias y el mantenimiento correspondiente, o actividad que permita su buen funcionamiento. Así mismo puede ser usado como una forma de llevar un inventario de los instrumentos en el banco. 2.1 HISTORIAL DE EQUIPOS DEL MODULO Como recomendación se elaboró un formato de registros de las actividades que se realizan en el laboratorio de PLC’s en clases u operaciones extracurriculares del módulo de instrumentación. (Ver tabla 8). El formato de mantenimiento es donde se consigna la información que se debe obtener cada vez que se realice un mantenimiento al banco. En esta se describe el nombre, código, fecha, y código del estudiante. Además del uso que se le vaya a realizar y la descripción. Tabla 8. Formato de mantenimiento
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER LABORATORIO DE PLC’S
NOMBRE: CÓDIGO:
FECHA: ___/____/______ PROGRAMA:
ACTIVIDAD DESCRIPCIÓN A C M Otros
Leyenda: A: Actualización C: Cambio M: Mantenimiento
Fuente: autores
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2.2 INVENTARIO DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DEL MODULO Después de realizada la tarea de reconocimiento y registro de los equipos e instrumentos del módulo, se declara en la tabla 9 el inventario del módulo. TABLA 9. Inventario de instrumentos y equipos
Ítem
Referencia
Descripción de la referencia
cantidad
I
E
1 20CX1769-L23EQB
FC1B
PLC compractlogix l23E QBFC1
1 X
2 20K61783-US08T 8 Puertos de cobre
1 X
3 22FP1606-XLP100 E
DIN MNT PWR 1606-XLP100E
1 X
4 22AT800FP-SM22P X10
BOTONES 800FP-SM22PX10
2 X
5 22AT800FP-F2PX1 0
PULSADOR 800FP-F2PX10
1 X
6 22AT800FP-F4PX0 1
BOTONES 800FP-F4PX01
1 X
7 22AT800FP-F3 PULSADOR MOMENTANEO
800FP-F3
1 X
8 22AT800F-ALP LATCH PLASTICO 800F-ALP
1 X
9 22AT800F-X10 LATCH MOUNT 800F-X10
X
10 22AT800FP-MT44P X01S
PULSADOR 800FP-MT44PX01S
1 X
11 22AT800FP-P4PN3 R
PULSADOR 800FP-P4PN3R
1 X
12 22AT800FP-P5PN3 Y
PILOT LIGHT 800FP-P5PN3Y
1 X
13 21D322-COMM-E MODULO ETHERNET/IP PARA PF4
1 X
14 212322B-V5P0N10 4
PowerFlex 40
1 X
15 21D322B-CCB COMM ADAPTER22B-CCB
1 X
I:Instrumento E: Equipo
Fuente: Autores
27
2.3 MANTENIMIENTO Para un óptimo funcionamiento de los equipos e instrumentos del módulo, se elaboraron las actividades y recomendaciones más relevantes, para su buen uso. Ver la siguiente tabla. Tabla 10. Recomendaciones mantenimiento
Referencias tipo Descripción observaciones
PLC compractlogix l23E QBFC1
LAE
Conexiones entrada y salida
8 Puertos de cobres
L
PWR 1606-XLP100E
LE Conexiones y revisiones
PULSADOR 800FP-F2PX10
L
BOTONES 800FP-SM22PX10
L
BOTONES 800FP-F4PX01
L
PULSADOR MOMENTANEO 800FP-F3
L
LATCH PLASTICO 800F-ALP
L
LATCH MOUNT 800F-X10
L
PULSADOR 800FP-
MT44PX01S
L
PULSADOR 800FP-P4PN3R
L
PILOT LIGHT 800FP-P5PN3Y
LE Estado
MODULO ETHERNET/IP
PARA PF4
LAE Limpieza general puertos entrada y salida
POWERFLEX 40 LAE Ajuste y pruebas en las Conexiones
COMM ADAPTER22B-
LAE Revisión conexiones
28
CCB
L: limpieza A; ajuste E: mantenimiento eléctrico
Fuente: Autores
2.4 STRATIX 2000 INTERRUPTOR ETHERNET (8 puertos de cobre) Son interruptores Ethernet que no requieren una configuración específica y pueden trabajar con corriente AC y DC. Los interruptores se conectan fácilmente con controladores LOGIX y tiene la característica de trabajar automáticamente la velocidad en el modo Dúplex por puerto. TABLA 11. Interruptor Ethernet
Referencia
Stratix 2000 8 puertos de cobre
Tipo
Interruptor Ethernet
Puertos por
modulo
8
Puertos de cobre
8
Consumo corriente de Max
4 mA
Consumo de potencia Max
4W
Corriente irrupción
Max
2.2ª
29
Requerimientos de alimentación
24 VDC 10....35 VDC
Fuente: Autores. 2.5 PULSADORES Y BOTONES Los botones y pulsadores son dispositivos que se utilizan para activar o desactivar una función, los botones se pueden encontrar en cualquier dispositivo. Estos se activan principalmente mediante una pulsación. Pueden ser con en contacto normalmente cerrado NC o de contacto normalmente abierto NA. (Ver tabla 12). Un interruptor normalmente consta de dos láminas conductoras que establecen las corrientes al contacto con los dos terminales al ser oprimido el botón. TABLA 12. Pulsador sin iluminación
Referencia
800FP-F2PX10
Tipo botón
Al ras
Tipo de contacto
N.A
Construcción
Operador plástico/enclavamiento plástico Operador metálico/ enclavamiento metálico
Fuente: Autores.
30
El pulsador momentáneo es un dispositivo eléctrico que se activa al mantenerse presionado y se desactiva al soltar el pulsador. Pueden estar construidos por metal o plástico. Ver figura 24 Figura 24. Pulsador momentáneo
Fuente: http://www.ab.com/es/epub/catalogs.html 2.6 BLOQUE CONTACTOR Un bloque de contacto es un dispositivo de seguridad el cual se utiliza para evitar solturas de los elementos en contacto. En caso de falla en la conexión entre el trasmisor del contacto y el accionador, el freno de emergencia del dispositivo se activa evitando un error y retorna a un estado seguro cuando todo se retome a la normalidad. Ver figura 25. Figura 25. Bloque contactor 800F X-10
Fuente:http://www.electricasbogota.com/productos/bloques-de-contactos
31
2.7 INTERRUPTOR DE PARO DE EMERGENCIA El interruptor de emergencia es uno de los dispositivos más esenciales en un sistema electrónico, se utiliza para desconectar y apagar todo tipo de instrucción en el sistema lo más rápido posible y así evitar posibles daños y accidentes. Estos interruptores pueden ser de tipo rotatorios o de hale. Ver figura 26. Figura 26. Parada de emergencia
Fuente: http://www.ab.com/es/epub/catalogs/12768/229240/229244/2531081/1734224/tab3.html
2.8 LUZ PILOTO 800FP-P5PN3Y Es un elemento que se utiliza como señalizador para operaciones automáticas e indica el número de operaciones del sistema. Ver figura 27 Figura 27. Luz piloto
Fuente: http://www.ab.com/es/epub/catalogs/12768/229240/229244/2531081/1734224/tab3.html
32
2.9 INTERRUPTOR SELECTOR Un interruptor selector es un dispositivo eléctrico que permite desviar la corriente eléctrica. Su expresión más sencilla consiste en tres placas terminales las cuales mediante la rotación puede cambiar el flujo de corriente. En la figura 28 se puede apreciar un conmutador seleccionador de 2 posiciones. Figura 28. Interruptor selector
Fuente: http://www.ab.com/es/epub/catalogs/12768/229240/229244/2531081/1734224/tab3.html
33
3. PROGRAMACIÓN EN LADDER PLC
3.1 DESCRIPCIÓN DEL LENGUAJE LADDER El termino PLC es muy utilizado a la hora de hablar de sistematización industrial. Un PLC es un sistema de control lógico el cual funciona con diferentes tipos de lenguaje, El más común y más usado es el LADDER o escalera denominado así por la forma de líneas horizontales en las cuales se insertar funciones lógicas. Entre las principales características del lenguaje Ladder se encuentran:
Facilidad en el uso de instrucciones de entrada la cuales se deben ubicar a la parte izquierda
Facilidad en el uso de instrucciones de salida las cuales se ubican en la parte derecha
La mayoría de los PLC permiten más de una salida por cada renglón (Rung).
El procesador o controlador lee cada línea de datos de forma descendente de izquierda a derecha.
Las instrucciones de entrada son las encargadas de que el circuito permita o no pasar corriente de una línea a otra. Este tipo de condiciones son manejadas por contactos N/A N/C. estos contactos son interpretados comúnmente por señales altas y bajas. Si las instrucciones se cumplen la corriente recorrerá el circuito hasta llegar a energizar una salida. Ejemplo: lámparas, bobinas o motores. El lenguaje ladder fue diseñado en forma de escalera con el fin de facilitar el uso y la programación de los PLC’s. (Ver figura 29).
34
Figura 29. Descripción lógica ladder
Fuente: http://www.monografias.com 3.2 DIAGRAMA DE CONTACTOS LADDER El lenguaje ladder es un lenguaje muy gráfico que proviene de sistemas de relés representados por símbolos en forma de contactos o bobinas etc. La ventaja principal de este sistema es que son empleados por todos los fabricantes y su uso es internacional. Figura 30. Contactos NA, NC y salida.
Fuente: http://www.ing.unlp.edu.ar
La línea del renglón izquierdo del circuito en forma vertical representa conducción de tensión y la línea vertical de la derecha representa la tierra. En la siguiente figura se puede apreciar un ejemplo de este lenguaje.
35
Figura 31. Ejemplo de programación contactos básicos
Fuente: http://www.ing.unlp.edu.ar
En este diagrama se describe como trabaja un circuito eléctrico en los distintos tipos de máquinas, y puede utilizarse a la hora de elaborar un sistema para el control de funciones, y con las herramientas de software adecuadas para así crear sistemas de programación para el PLC. (Ver figura 31). Se debe tener en cuenta que mientras en el sistema todo ocurre de forma paralela, en el programa funcionan siguiendo un orden de izquierda derecha hasta el final del renglón y luego baja a la siguiente línea. 3.3 CONTACTOS Las instrucciones de contactos son utilizadas como tipo relé para monitorear y controlar el estado de los bits. A continuación se muestran las funciones de contacto más usadas:
XIC: examina si está abierto
XIO: examina si está cerrado
OTE: salida energizada
OTL: latch de salida
OTU: desenclave de salida
ONS: un disparo
OSR: disparo de subida
OSF: disparo de bajada
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3.3.1 Función XIC y XIO: Las instrucciones XIC y XIO son los elementos encargados de activar o desactivar las salidas en un determinado renglón. Estas variables lógicas son contactos o interruptores normalmente abiertos o normalmente cerrados. (Ver figura 32). Los contactos son representados por una letra como variable y dos números que indicaran la bornera a la cual pertenecen. Ejemplo: E0.1 el número de contacto es 0 y 1 es el renglón al que pertenece. Los contactos N/A pasan a N/C cuando se habilitan y de igual forma los N/C pasan a N/A cuando se habilita la entrada Figura 32. Cambio de estados.
Fuente: http://www.ing.unlp.edu.ar 3.3.2 Función de salida OTE: Esta función representa la salida en lenguaje ladder, estas salidas son comúnmente motores o lámparas en un circuito eléctrico de igual forma que los módulos XIC y XIO son representados por una variable y dos números los cuales indicaran a que renglón pertenece. Ver figura 33.
37
Ejemplo: S0.1 Salida del Módulo "0" borne "1" Figura 33. Modulo salida
Fuente: http://www.ing.unlp.edu.ar
3.3.3 Función OTL (salida de enclavamiento): La instrucción OTL es una función de salida encargada de establecer un bit de datos a la vez y mantenerlo hasta que sea restablecido de su estado comúnmente por una función OTU. Figura 34. Función de salida de enclavamiento
Fuente: manual funciones rslogix Cuando se habilita la instrucción OTL establece light_2, este permanecerá establecido hasta que se le restablezca. Ver figura 34. 3.3.4 Función OTU (Salida Desenclavamiento): La instrucción OTU a la inversa de la función OTL se encargar de restablecer el bit de datos dentro de una función.
38
Figura 35. Función salida de desenclavamiento
Fuente: manual funciones rslogix Una vez habilitada, la instrucción OTU restablece light_2. Ver figura 35. 3.3.5 Función ONS (un disparo): La función ONS es la encarga de asignar un valor activo o inactivo en una línea cuando se habilita la instrucción. Si a la hora de habilitarse la instrucción, la línea cuenta con un valor activo o (1), el renglón cambiara su estado activo a inactivo, y si la línea posee un valor (0) o inactivo cambiara de inactivo a un estado activo. Ver figura 36. Figura 36. Función ONS
Fuente: manual funciones rslogix Ejemplo: comúnmente la instrucción ONS se ubica al principio de la línea para que pueda escanear el renglón en su totalidad y así habilitar y deshabilitar correctamente. Cuando la función se activa la condición de entrada debe hacerse falsa para que la instrucción pueda volver habilitarse.
39
3.4 INSTRUCCIONES CONTADORES Y TEMPORIZADORES Las funciones temporizadoras y contadoras están encargar de habilitar el bit de dato cuando la condición se cumple. Esta condición es declarada por el usuario y pueden ser valores en unidad de tiempo o unidades a contar dependiendo la función. Las instrucciones de tiempo poseen una entrada denominada inicio a la cual deben llegar los contactos para así habilitar la condición de arranque. Estas funciones pueden contener varios contactos sin importas si están en serie o paralelo o normalmente abierto o normalmente cerrados. Las funciones de tiempo están diseñadas con el fin de activar los temporizadores internos del autómata. Existen varias clases de temporizadores los cuales se pueden utilizar ajustando una serie de parámetros:
El arranque del temporizador está conformado por un conjunto de contactos los cuales activan el temporizador.
La carga de tiempo es definida mediante una constante de tiempo pero existen diversas formas para ajustar entre ellos ajustando la lectura del valor de la base de datos.
3.4.1 Función TON (tiempo sobre retardo): Esta función es un temporizador que acumula unidades de tiempo cuando se encuentra en estado activo. Todas las instrucciones de tiempo tienen un tiempo base que comúnmente es de 1mseg. Como se ve en la figura 37 el valor a temporizar es de 180mseg este valor es asignado en la casilla preset. Cuando limit_switch_1 se habilita light_2 se activara durante el valor de la función TON. Cuando timer_1 llega a su valor límite light_2 se desactiva y light_3 se activara y permanecerá activo hasta que se desactive la función TON. 3.4.2 Función TOF (temporizador no retentivo): La función TOF cumple de manera similar el mismo trabajo que la función TON la diferencia se encuentra es que este temporizador no retiene el bit de dato. En la siguiente figura se puede notar que cuando el contacto 1 denominado limit_switch_2 se activa permitirá el paso de corriente a light_2 durante el valor asignado en la casilla preset. Cuando se acabe el límite de tiempo timer_2 no pasa más corriente y light_2 se desactiva.
40
Figura 37. Función TON
Fuente: manual funciones rslogix Figura 38. Función TOF
Fuente: manual funciones rslogix 3.4.3 Función CTU (contador ascendente): Los contadores ascendentes se encargan de tomar una unidad base e ir sumando unidades hasta que se cumpla el límite máximo establecido. el valor que se acumula se va mostrando sobre la casilla accum. Para restablecer el valor de la función se debe asignar una función de preset para que así cuando se cumpla el límite se reinicie. Ver figura 39.
41
Figura 39. Función CTU
Fuente: Manual de funciones Rslogix Cuando limit_switch_1 a pasado de habilitado a inhabilitado 10 veces light_1 se activa. Cuando limit_switch_2 se habilita la función reset se encarga de restablecer el valor del contador. 3.4.4 Función CTD (contador regresivo): La instrucción CTD al igual que CTU se encarga de contador unidades pero a diferencia del anterior, se encarga de contar en forma regresiva teniendo un valor base. Sin embargo esta función se usa comúnmente con la función CTU para así descontar. Un ejemplo claro del uso de estos contadores son las bandas trasportadoras cuando mueven piezas, limit_swtich_1 habilita el contador progresivo en uno, cada vez que la pieza sale limit_switch_2 se habilita el contador regresivo descuenta. Figura 40. Función CTD
Fuente: Manual funciones Rslogix.
42
4. RSLOGIX EMULADOR 5000 El RSLogix emulador 5000 es un simulador de software para la línea de Allen-Bradley de los controladores Logix 5000 (ControlLogix, CompactLogix, FlexLogix y SoftLogix5800 DriveLogix). Este simulador permite una depuración mucho más avanzada de los programas y del funcionamiento del PLC; puesto que imita el comportamiento de un PLC sin el hardware real. A continuación un ejemplo con tres pasos esenciales para la creación de una simulación: 1. Instalación del monitor chasis. 2. Creación de una conexión en RSLinx. 3. Crear un proyecto con el hardware de emulación correspondiente. 4.1 CONFIGURACIÓN DEL PLC VIRTUAL Para configurar el emulador: haga clic en Inicio> Programas> Rockwell Software> RSLogixEmulate5000> RSLogix Emulate5000 Monitor de chasis, (Ver figura 41) Figura 41. Configuración del emulador.
Fuente: Autores
43
Al abrir el emulador aparece el emulador con diferentes slots sin configurar, el slot 0 es el módulo RSlinx configurado para las comunicaciones del emulador; el slot 1 de posición fija. Para configurar el PLC virtual se debe dar clic derecho y configurar los
siguientes parámetros (ver Figura 42):
Figura 42. Configuración de slots.
Fuente: Autores
44
Se debe añadir la CPU, la cual es llamada Controlador. 1. Hacer clic en la ranura> Crear módulo. 2. Elija el emulador RSLogix Emulate 5000 Controlador. (Ver figura 43) 3. Elija el slot 2 para el controlador. 4. hacer clic en Aceptar para agregarlo a la pantalla del emulador.
Figura 43. Añadir la CPU.
Fuente: Autores
5. Es posible que al seleccionar ok aparezca un mensaje acerca de las
configuraciones anteriores. Seleccionar Restablecer la configuración de valores predeterminados y hacer clic en NEXT.
6. Posteriormente aparecerán dos pantallas de diálogo ,las cuales configuran los detalles del controlador. Haga clic en NEXT y FINISH para aceptar todos los valores predeterminados. Ver figura 44, 45 y 46.
Figura 44. Detalles del controlador.
Fuente: Autores
45
Figura 45. Finalizar detalles del controlador
Fuente: Autores. Figura 46. Slot final.
Fuente: Autores El siguiente paso a seguir es agregar un slot de simulación de entrada / salida. 1. Haga clic en la ranura> Crear módulo.(Ver figura 47) 2. Escoja el 1789-SIM de 32 puntos de entrada / salida del simulador. 3. Escoja la ranura 3 para el simulador y haga clic en Aceptar.
46
Figura 47. Módulo de 32 puntos.
Fuente: Autores 4. Utilice los valores predeterminados de la instalación haciendo clic en NEXT y FINISH, como se muestra en la figura 48. El monitor de chasis de ahora tendrá dos módulos de emulación en el mismo listo para funcionar. 4.2 CREACIÓN DE UNA CONEXIÓN EN RSLINX Para crear la comunicación entre el PLC virtual y el sowftware RSlogix5000, es necesario seleccionar el RSlinx Classic y configurar los drivers seleccionando la comunicación Virtual back plane
1. Inicio RSLinx en Inicio> Programas> Rockwell Software> RSLinx> RSLinx Classic
2. Haga clic en Comunicaciones> Configurar controladores. 3. Seleccione la placa de circuitos virtuales (SoftLogix58xx)
del controlador disponible Tipos de lista.(Ver figura 49)
47
Figura 48. Valores predeterminados.
Fuente: Autores
4. Haga clic en Agregar nuevo. El agregar controladores de RSLinx
nuevo cuadro de diálogo. Haga clic en Aceptar.
48
5. El nuevo controlador aparece en el de drivers configurados lista. Haga clic en Cerrar, Ver figura 49.
Figura 49. Configuración de Drivers
Fuente: Autores
Es posible verificar la comunicación en la opcion RSwho de la interfaz
RSlinx (ver figura 50).
Figura 50. RSwho-comunicación.
Fuente: Autores del proyecto.
49
4.3 USO DEL EMULADOR RSLOGIX EN UN PROYECTO Para utilizar el emulador en un proyecto se debe configurar el hardware correctamente.
1. Inicie el software RSLogix 5000 y crear un nuevo proyecto.
2. Según el tipo de controlador de la ventana New window, seleccionar un emulador - Emulador del controlador RSLogix 5000. Asigne un nombre y la misma ranura que introdujo en el monitor de chasis, que en este ejemplo es la ranura 2. Haga clic en Aceptar.(ver figura 51)
Figura 51: Tipo de Emulador.
Fuente: Autores
3. En organizador del controlador RSLogix 5000, haga clic derecho en la configuración de E/S de carpeta y, a continuación, haga clic en Nuevo módulo. El software muestra el módulo de selección de la ventana.
4. Abra la Otra carpeta. Seleccione el 1756-MÓDULO de la lista de
módulos y haga clic en Aceptar.(Ver figura 52)
5. El software abre la ventana de nuevo modulo, Añada un nombre para la tarjeta y escoja el mismo slot.(Ver figura 53)
50
Figura 52: Selección del módulo.
Fuente: Autores Tabla 13. Entradas y salidas
Asamblea Instancia
Tamaño
Entrada 1 2
Salida 2 1
Configuración 16 0
Fuente: Autores. 6. En el siguiente módulo de Propiedades de pantalla, asegúrese de cambiar el intervalo entre paquetes solicitados a 50,0 ms.(ver figura 54)
51
Figura 53: Selección de un nuevo modulo
Fuente: Autores Figura 54: Propiedades del módulo
Fuente: Autores Ahora está listo para utilizar el emulador al igual que lo haría con cualquier otro PLC. Abra Who Active y establezca la ruta de acceso al emulador RSLogix 5000. Como se indica en la figura 55.
52
Figura 55: Selección de Ruta de Acceso al Emulador.
Fuente: Autores Las entradas se pueden simular en el emulador de Monitor de chasis haciendo clic derecho sobre el módulo y seleccionando Propiedades. En el marco de I / O de datos de la ficha se asigna cada una de las entradas de encendido o apagado. (Ver figura 56) Figura 56: Cambio de Entradas y Salidas.
Fuente: Autores Lista la configuración del módulo de entradas y salidas, se procede a crear un programa en la rutina principal del RSlogix 5000(main routine), se agregan los tags para una entrada (botón) y una salida (foco), (Ver figuras 57 a 60).
53
Figura 57. Tags.
Fuente: Autores del proyecto.
54
Figura 58. Configuración de los tags.
Fuente: Autores del proyecto.
55
Figura 59. Asignación de Tags.
Fuente: Autores del proyecto.
56
Figura 60.Comunicación entre el PLC y el emulador.
Fuente: Autores del proyecto.
En la figura 60, ya se tiene el programa completo y el paso a seguir es hacer la
comunicación con el PLC virtual. Para esto se selecciona la opción Who Active
57
con el fin de escoger el Emulador en este caso. Después de escoger el
Emulador se escoge la opción Go Online y deben aparecer los recuadros de la
figura 61, de lo contrario lo más probable es que se tenga un error a la hora de
escoger la versión del RSlogix 5000 previamente configurada.
Figura 61.Verificación de comunicación.
Fuente: Autores del proyecto.
El programa ya ha sido cargado (vease figura 62,parte superior) ,ahora se debe correr el programa para este efecto se da clic en: Run prog//run mode//si.
58
Despues se arrastra la ventana minimizada del emulador(figura 55 parte inferior).
Figura 62.Modo run.
Fuente: Autores del proyecto.0
Para concluir la simulación es necesario seleccionar en el emulador el modulo de simulacion de entradas y salida,dar clic derecho//seleccionar Properties(figura62)//IO data. Ahora se tiene en otra pestaña la posicion
59
00(boton) de entradas que al darle click activara la salida 00(foco) y ya se tiene una simulacion de un programa con el PLC virtual.
Figura 63. Simulación.
Fuente: Autores del proyecto.
60
5. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Introducción: Banco de Laboratorio: Identificar el banco de trabajo permite les asociarse con los componentes que se utilizarán en las siguientes prácticas. Es indispensable conocer como están conectados entre sí los elementos, para evitar un posible daño. La identificación se debe realizar con un mínimo de conocimiento sobre sus conexiones, es decir se debe haber estudiado el anexo de conexiones del banco. Objetivos generales: Aprender el funcionamiento de cada instrumento del Banco de Laboratorio Objetivos específicos
Identificar cada uno de los componentes del banco de trabajo.
Indicar como funciona cada uno de ellos. Materiales y equipos
PLC
Variador de velocidad
Puerto Ethernet
Pulsadores
Botón
Led
Módulo de Ethernet
Módulo de Ethernet/IP
Motor Pre informe: Presentar un informe con normas ICONTEC o en formato IEEE sobre:
PRACTICA 1
BANCO DE TRABAJO
61
¿identifique cada uno de los instrumentos y equipos que conforman el banco de trabajo?
¿Que importancia aporta cada uno de ellos al banco?
Investigar sobre cada unas de las partes que conforman el modulo. Y menciónelas
PROCEDIMIENTO
Figura 64. Banco de PLC.
Fuente: Autores.
Según los conocimientos adquiridos, realizar un diagrama que explique las partes del banco de trabajo.
Coloque sus propias conclusiones
62
INTRODUCCIÓN: Existen diferentes tipos de programación para un PLC, entre ellas están:
Lenguaje LADDER: También conocido como lenguaje en escalera o de contactos. Se realiza mediante swich, que puestos en determinado orden o secuencia, su salida va a variar.
Lenguaje por INSTRUCCIONES: Se basan en comandos que conllevan a una acción por medio de códigos de palabras, se dice que es la forma más fácil de programar y la que más rápido lee el PLC.
Lenguaje FUNCIONES: Está basado en operaciones booleanas, consiste en programar con compuertas lógicas.
Objetivo general: Conocer los componentes que conforman un PLC COMPACLOGIX L23E y que los diferencia con un CONTROLLOGIX y MICROLOGIX Objetivos específicos:
Aprender cómo se conectan las diferentes secciones de un PLC.
Identificar las instrucciones de bit de la plataforma RSLOGIX 5000.
Investigar: ¿Qué tipos de comunicaciones puede manejar el PLC? Explíquelas. Leer y comprender el manual de ladder. Preinforme: Entregar un resumen de cada una de las instrucciones de bit especificadas en el capítulo 1, del manual de referencia del conjunto de instrucciones generales. Practica: Teniendo en cuenta el manual sobre cómo crear un proyecto en la plataforma RSLOGIX y con los conocimientos adquiridos en la lectura, elabore un programa en lenguaje LADDER que por medio de un botón active el proceso de industria (indicando la activación en una salida) y si se oprime el mismo botón detenga el proceso.
PRACTICA 2
PLC
63
Introducción: El PLC (CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE) es un elemento bastante usado en las industrias debido a su alto rendimiento. Pero ¿Por qué utilizar un PLC y no un micro controlador?, El micro es un elemento pequeño y poderoso pero no es lo suficiente para manejar procesos industriales, mientras que el PLC es más apto para estos tipos de trabajos debido a su facilidad para recibir entradas, ya pueden ser de sensores o cualquier otra, sus lecturas son más rápidas y necesitan un mantenimiento menor al del micro, esto se debe a que el microcontrolador debe ir acompañado de circuitos impresos y demás elementos para su correcto funcionamiento, por el contrario, el PLC solo necesita tener bien conectadas sus entradas y sus salidas para su programación. Objetivo general: Obtener amplios conocimientos acerca de la programación y utilización de un PLC COMPACLOGIX L23E y que los diferencia con un CONTROLLOGIX y MICROLOGIX. Objetivos específicos:
Ampliar el conocimiento sobre la programación del PLC.
Identificar las instrucciones que realiza o puede llegar a desempeñar cada compuerta utilizada en la plataforma RSLOGIX 5000.
Investigar: Leer y comprender el manual de programación en ladder. Pre informe: Determinar y decir en que tipos de procesos industriales se utilizan los PLC. Realizar por escrito un proceso industrial (cual desee) en lenguaje LADDER (para esto se debe tener conocimiento sobre funcionamiento de varias de las compuertas de programación LADDER explicadas en el Manual). Practica: Teniendo en cuenta el manual sobre como crear un proyecto en la plataforma RSLOGIX, realice y ejecute el programa hecho en el preinforme, su dificultad y ejecución serán evaluadas por el tutor a cargo.
PRACTICA 3
PLC
64
Introducción: Continuación de conocimiento sobre manipulación de un PLC en el software Objetivo general: Obtener conocimientos amplios acerca de la programación y utilización de un PLC COMPACLOGIX L23E y que los diferencia con un CONTROLLOGIX y MICROLOGIX. Objetivos específicos:
Ampliar el conocimiento sobre la programación del PLC.
Identificar las instrucciones que realiza o puede llegar a desempeñar cada compuerta utilizada en la plataforma RSLOGIX 5000.
Investigar: Leer y comprender el manual de programación en ladder. Preinforme: Realizar un escrito explicando los componentes de la plataforma del RSLOGIX 5000. Práctica: Realice un programa que cumpla la siguiente petición: Mover una banda transportadora que lleva botellas para llenar con gaseosa, la botella debe moverse a través de la banda hasta que llegue al punto de llenado, en ese momento se debe detener la banda transportadora, y abrirse la válvula de llenado, una vez llena la botella se debe cerrar la válvula de llenado y mover la banda transportadora hasta la próxima botella a llenar, aparte debe tener un botón de STOP para cuando se desee detener la operación total y adicional un botón de START.
PRACTICA 4
PLC
65
Introducción: VARIADOR DE VELOCIDAD Figura 65. Variador.
Fuente: http://ab.rockwellautomation.com/Drives/PowerFlex-40 El variador de velocidad es un dispositivo que permite dar un rendimiento adecuado a los motores, su funcionamiento se basa la asignación de parámetros de de operación,, en los cuales el usuario puede establecer el tiempo en que quiere que el motor alcance su máximo rendimiento, como también el tiempo en detenerse. Otro parámetro es establecer la frecuencia en que el usuario quiere o desea que trabaje el motor. Como por ejemplo. Un usuario desea iniciar el arranque de un motor Trifásico pero sin que genere un Pico de Voltaje que puede ser perjudicial para algunos electrodomésticos o aparatos electrónicos conectados a la misma Red, para ello el usuario configura el parámetro de arrancado en el variador, estipulando el tiempo Máximo en que desea que el motor llegue a su mayor velocidad, este parámetro lo que hace es recortar el ciclo de corriente alterna proveniente de la
PRACTICA 5
Variador de velocidad
66
Red y dejar pasar pequeños segmentos de dicho ciclo causando que el motor haga un inicio lento y en aumento según el tiempo especificado por el usuario en el parámetro. También el usuario puede modificar el movimiento o la velocidad del motor mediante otro parámetro de Frecuencia, este procedimiento se realizaría reduciendo la frecuencia del ciclo de corriente alterna mediante el Parámetro, es decir, el motor alcanzó su máximo pero su velocidad es modificada por el valor que estipulo es usuario en la Frecuencia. Su arranque consiste en estar en reposo y llegar a su máximo en un tiempo estipulado, es decir, el motor no sufre cambios bruscos de movimiento, por lo tanto su desgaste va hacer menor. Objetivo general:
Obtener información básica del funcionamiento de un variador de velocidad
Objetivos específicos:
Conocer cuáles son las funciones del powerflex 4
Conocer los parámetros de funcionamiento y programación.
Identificar el funcionamiento del teclado de programación. Preinforme: Investigar:
¿Qué es un variador de velocidad?
¿Qué tipos de comunicación posee el Variador de velocidad? Estudio en casa: Leer el manual de conexiones y parámetros del powerflex 4 Practica:
Verificar conexiones del variador de velocidad en el banco de trabajo, e identificar cada conector existente en él.
Realizar o configurar algunos de los parámetros estudiados en el manual, simular y tomar nota sobre los cambios que realiza al modificar cada parámetro.
67
Introducción: El PLC es el encargado de leer y recibir instrucciones para ejecutarlas, y bien el variador hace algo parecido pero este puede recibir instrucciones directas del PLC. Primero el PLC recibe la información hace los cálculos y toma las decisiones establecidas por el usuario previamente y las ejecuta, si entre esas decisiones está la de mover un motor, él envía los parámetros necesarios al variador y a su vez este las ejecuta al motor. Objetivo general:
Conocer los pasos para programar el variador a través del PLC. Objetivos específicos:
Conocer las conexiones del PLC y el POWERFLEX 4.
Entender las configuraciones que se necesitan para programar el variador por medio del PLC.
Investigar:
Leer el manual de conexiones y parámetros del powerflex 4
Investigar parámetros de configuración de un variador por medio de un PLC.
Preinforme: Realice un trabajo especificando como van las conexiones del PLC al variador e indique cómo se programa un variador con y sin un PLC. Práctica: Programar el powerflex 4 mediante el PLC y poner a funcionar 3 parámetros de rendimiento con un motor trifásico, tomar nota de cada paso efectuado y cambio realizado.
PRACTICA 6
PLC con un variador de velocidad
68
Introducción: Figura 66. Motor y variador.
Fuente: http://ab.rockwellautomation.com/Drives/PowerFlex-40 En algunos momentos es necesario que un motor realice dos movimientos, adelante y atrás. Realizar este tipo de movimientos en un motor trifásico conectado directamente a la fuente, no es posible, se tendría que cambiar una de las tres líneas trifásicas para realizar un cambio de giro. El variador de velocidad resulta útil también en este aspecto ya que configurándolo adecuadamente, se es posible cambiar el giro del motor y sin sufrir cambio brusco además permitiendo realizar las configuraciones de arranques deseados, esto es optimo para el funcionamiento del motor ya que evita demasiado desgaste y su vida útil incrementará. Objetivo general
Aprender a realizar el cambio de giro de un motor. Objetivos específicos
Entender las configuraciones que se necesitan para programar el variador por medio del PLC.
PRACTICA 7
PLC con un variador de velocidad
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Investigar: Estudio en casa:
Como realizar un cambio de giro de un motor trifásico sin y con un variador.
Consecuencias de hacer un cambio de giro en un motor. Preinforme:
Conocer y decir cuáles son los parámetros a modificar para realizar un cambio de giro a un motor trifásico. Explique una a una.
Practica: Programar el Powerflex 4 mediante el PLC y realizar cambios de giro a un motor trifásico variando el tiempo para ello.
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Sistem6.8 |as de Control
Introducción: Los Sistemas de Control se encargan de gobernar procesos a la vez, sin la intervención o con la mínima intervención humana. Poco a poco se fue empleando el sistema en la industria como medida de control y logrando así, Automatización en algunos campos de la industria. Lo que lleva a mejores productos en menos tiempo. Dicho sistema necesita de un instrumento que analice y corrija los errores o desviaciones presentes en el proceso e incluso ignorar las perturbaciones, en este caso se está hablando de un PLC o bien un Controlador Lógico Programable. Objetivo general:
Obtener conocimientos e identificar un Sistema de Control de Lazo Abierto y un Sistema de Control de Lazo Cerrado.
Objetivos específicos
Ampliar el conocimiento sobre Sistemas de Control en nuestro entorno
Identificar correctamente cualquier tipo de Sistema de Control ya sea Abierto o Cerrado y determinar cómo se podría mejorar.
Investigar: Consultar por el medio que considere necesario ejemplos de Sistemas de Control. Preinforme: Dar la definición a nivel personal de:
¿Qué es un Sistema de Control de Lazo Abierto?
¿Qué es un Sistema de Control de Lazo Cerrado?
Colocar un Ejemplo de cada uno de ellos explicándolo adecuadamente de tal manera que sea entendible ante cualquier persona.
PRACTICA Establecer un Sistema de Control de Lazo Cerrado (que incluya un Motor para trabajar en el Modulo) del grado de dificultad que desee y montarlo o simularlo en el Banco de Trabajo.
PRACTICA 8
Sistemas de Control
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6. CONCLUSIONES
Se diseñó un entrenador modular mediante el uso de la plataforma Rslogix, teniendo en cuenta los controladores lógicos programables y variadores de velocidad para así ampliar los conocimientos de la automatización industrial.
Se estudiaron satisfactoriamente las funciones y aplicaciones más comunes cada uno de los componentes que conforman el banco de Automatización.
Se elaboraron prácticas de laboratorio con el fin de evaluar al estudiante sobre los conocimientos adquiridos en la materia, y facilitar al docente su enseñanza.
Se creó un manual de instrucciones con guías de manejo y mantenimiento del entrenador modular
.
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7. BIBLIOGRAFÍA
[1] http://ab.rockwellautomation.com/Drives/PowerFlex-40
[2] http://www.roydisa.es/u/uploads/File/CATALOGOPOWERFLEX40.pdf.
[3] http://literature.rockwellautomation.com
[4] http://www.ab.com/es/epub/catalogs
[5] http://www.electricasbogota.com/productos/bloques-de-contactos/
[6]http://www.ab.com/es/epub/
[7] http://www.ab.com/es/
[9] http://www.monografias.com
[10] http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes
[11] http://www.emiltda.com/contenido
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Autores
Jhonattan Jairo Ortiz Guerrero. Presentó la tesis para obtener el título de Tecnólogo en Electrónica, de las Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia.
Andrés Felipe Camacho Tirado. Presentó la tesis para obtener el título de Tecnólogo en Electrónica, de las Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia.
Jorge Alberto Ayala Gómez Presentó la tesis para obtener el título de Tecnólogo en Electrónica, de las Unidades Tecnológicas de Santander, Colombia.
