Laboratorio Control Industrial Abril 2015(1)

LABORATORIO DE CONTROL INDUSTRIAL ABRIL 2015

Prctica 1: MANDOS BSICOS DE UN CONTACTOR ....................................................................................... 2

Prctica 2: DISEO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELCTRICO (Parte 1) .............................................. 4

Prctica 3: DISEO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELCTRICO (Parte 2) .............................................. 6

Prctica 4: IMPLEMENTACIN DE CIRCUITOS DE CONTROL CON MDULO PROGRAMABLE

........................................................................................................................................................................................... 10

Prctica 5: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 1) ...................................................................... 14

Prctica 6: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 2) ...................................................................... 17

Prctica 7: ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFSICO DE INDUCCIN .................................................... 19

Prctica 8: CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES (Parte 1)................................................... 23

Prctica 9: CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES (Parte 2)................................................... 27

Prctica 10: CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES (Parte 3) ............................................... 29



ESCUELA POLITCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

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Prctica 1: MANDOS BSICOS DE UN CONTACTOR

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Conocer las instalaciones del Laboratorio de Control Industrial e identificar elementos

de mando y maniobra utilizados en sistemas de control elctrico industrial.

1.1.2 Familiarizar al estudiante con el funcionamiento de los mandos bsicos de un

contactor electromagntico.

1.2 INFORMACIN

El Laboratorio de Control Industrial cuenta con instalaciones para la realizacin de prcticas

mediante dispositivos electromecnicos, controladores programables, neumticos y electro-

neumticos, a travs de las cuales se pretende, por un lado, complementar el estudio terico

sobre dichos temas, y por otro, crear en el estudiante habilidades para el diseo e

implementacin de circuitos de control y fuerza generalmente utilizados en plantas

industriales.

El trmino control hace referencia a los mtodos y maneras de gobernar el comportamiento

de un aparato, mquina o proceso. En un sistema de control, uno o varios parmetros de

entrada, actan sobre otros parmetros de salida, organizados en una lgica de control.

Mando significa hacer una accin o influir sobre un sistema de control para modificar su

estado o los valores de servicio.

1.3 TRABAJO PREPARATORIO

1.3.1 Realizar el circuito de control para el mando piloto de un contactor electromagntico

mediante un pulsador.

1.3.2 Realizar el circuito de control para el mando memorizado de un contactor

electromagntico, utilizando un pulsador de marcha y uno de paro.

1.3.3 Realizar el circuito de control para el mando de dos contactores mediante un selector

de tres posiciones (C1 Paro C2).

1.3.4 Realizar el circuito de fuerza para invertir el sentido de giro de un motor trifsico de

induccin


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1.4 PROCEDIMIENTO

1.4.1 El instructor explicar todo lo necesario sobre las instalaciones del laboratorio y el

equipo disponible; y sobre los elementos de mando y maniobra que se utilizarn

durante la prctica y que fueron objeto de la consulta.

1.4.2 Siguiendo las indicaciones dadas por el instructor, arme los circuitos de control

solicitados en el trabajo preparatorio. Asocie una luz piloto a un contacto auxiliar de

cada contactor para visualizar su operacin. Accione y observe el funcionamiento de

cada circuito.

1.4.3 Aplicar el mando de dos contactores mediante un selector de tres posiciones, para

invertir el giro de un motor trifsico de induccin.

1.5 INFORME

1.5.1 Justifique por qu en la industria se utilizan pulsadores de mando en lugar de

interruptores, para comandar motores elctricos.

1.5.2 Disee el circuito de fuerza y de control para el mando de un motor trifsico de

induccin desde dos puestos diferentes (local y remoto) con las siguientes

condiciones:

Utilizar pulsantes para marcha y paro del motor

Tanto el tablero de mando local como el remoto deben tener lmparas de

sealizacin para indicar si el motor est funcionando o est apagado

Realizar un esquema que ilustre la disposicin fsica del motor y de los dos

tableros de control

1.5.3 Comente sobre la importancia de identificar los terminales de contactos, bobinas,

borneras y cables de conexin en un circuito de control elctrico.

1.5.4 Comentarios y sugerencias sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la

prctica.


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Prctica 2: DISEO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELCTRICO (Parte 1)

2.1 OBJETIVO

2.1.1 Ejercitar al estudiante en el diseo de circuitos de control elctrico que usan memorias

(auto-retencin) e interbloqueos elctricos y mecnicos.

2.2 INFORMACIN

Los circuitos provistos de contactos de memoria e interbloqueos elctricos permiten el

funcionamiento de un sistema de control bajo determinadas condiciones y en una secuencia

previamente definida, de tal suerte de garantizar la operacin correcta y segura del mismo.

Como se comprob en la prctica anterior, para mantener la condicin de activado de un

contactor, luego de haber desaparecido la seal del pulsador piloto, fue suficiente conectar en

paralelo con dicho elemento piloto un contacto normalmente abierto del contactor.

Un interbloqueo elctrico es una configuracin de los contactos auxiliares de los contactores,

mediante la cual no se permite que dos o ms contactores o rels puedan actuar al mismo

tiempo. Esta accin se logra conectando en serie con las bobinas contrarias, los contactos

normalmente cerrados de los dispositivos con los que no se desea un funcionamiento

simultneo. Ejemplos de aplicacin de interbloqueos son los circuitos de control para

inversin de giro de un motor, para un arranque Y delta o para un motor de dos velocidades

en los cuales por ningn concepto pueden funcionar los contactores de fuerza al mismo

tiempo.

Para conseguir una mayor seguridad, adems del interbloqueo elctrico se puede incluir un

interbloqueo mecnico entre dos contactores.


2.3.1 Disear los circuitos de fuerza y de control para el arranque directo e inversin de

giro de un motor trifsico de induccin, utilizando dos contactores, dos pulsantes de

marcha (horario y antihorario) y uno de paro general.

2.4 PROCEDIMIENTO

2.4.1 El instructor realizar una explicacin sobre enclavamiento elctrico y mecnico; e

interbloqueo elctrico y mecnico.


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2.4.2 Arme y pruebe el funcionamiento de los circuitos diseados en el trabajo

preparatorio; primero el de control y luego el circuito de fuerza. Asocie una luz piloto a

un contacto auxiliar de cada contactor para visualizar su

operacin.

2.4.3 Modifique el circuito de control para realizar la misma

operacin anterior, utilizando un selector de mando de tres

posiciones (horario, paro, antihorario) y un pulsante nico

para el arranque. Primero se selecciona el sentido de giro (sin

que se energice ningn contactor) y luego se presiona el

pulsador para arrancar el motor en el sentido escogido.

2.4.4 El instructor realizar una explicacin sobre el funcionamiento

de un rel trmico, e identificar sus componentes, utilizando el equipo existente.

2.5 INFORME

2.5.1 Consulte sobre la definicin, estructura y aplicaciones de los interruptores mecnicos

de posicin (finales de carrera o de lmite).

2.5.2 Describa como operan un fusible y un rel trmico de bimetal, y la funcin que cumple

cada uno como elementos de proteccin. Utilcelos, a partir de ahora, para la

proteccin de circuitos de motores elctricos.

2.5.3 Descargue un video que ilustre la operacin de un puente gra que es un mecanismo

de traslacin utilizado para mover mquinas u objetos pesados dentro de una planta

industrial. Realice un breve comentario sobre lo consultado y presente el link

encontrado.

2.5.4 Disee los circuitos de fuerza y control para el accionamiento ELEMENTAL de un

puente gra constituido por tres motores trifsicos de induccin que accionan: El

puente (adelante atrs), el carro (derecha izquierda) y el polipasto o gancho

(arriba abajo)

Para el control utilice pulsadores y finales de carrera, considere que los mandos NO

deben ser memorizados, y que el equipo solo pueda realizar una accin a la vez.

Presente una tabla con dos columnas, una en la que se indique los nombres de todos

los elementos utilizados y otra en que se comente la funcin que realizan, por ejemplo

ELEMENTO FUNCIN

C1 Contactor para accionar el motor que mueve el puente hacia adelante


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Prctica 3: DISEO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELCTRICO (Parte 2)

3.1 OBJETIVO

3.1.1 Ejercitar al estudiante en el diseo de circuitos de control elctrico que usan memorias

e interbloqueos elctricos.

3.2 INFORMACIN

Continuacin de la prctica anterior.


3.3.1 PARA LOS GRUPOS DEL PRIMER DA DE TRABAJO

Disear el circuito de control, mediante pulsadores, para comandar tres contactores con las

siguientes condiciones de funcionamiento:

a.- Los contactores se activarn, mediante su respectivo pulsador, en la secuencia estricta

C1, C2 y C3, y se desactivarn en la secuencia inversa, estricta C3, C2 y C1.

b.- Tanto la secuencia de activado como de desactivado se cumplirn completamente, esto

es, si un contactor se activ no podr desactivarse mientras no se complete la

secuencia de activacin. De manera similar, en la secuencia de apagado no se podr

activar ningn contactor mientras no se complete la misma.

3.3.2 PARA LOS GRUPOS DEL SEGUNDO DA DE TRABAJO

Disear el circuito de control para detectar una secuencia de operacin correcta o incorrecta

de tres pulsadores, de la siguiente manera:

a.- Mediante un interruptor general se activa o desactiva el circuito.

b.- Una lmpara H1 se encender luego de presionar los tres pulsadores en la secuencia

P1 - P2 - P3.

c.- En caso de presionarlos en una secuencia distinta a la anterior, al finalizar la misma, se

encender una lmpara H2. Las lmparas H1 y H2 no podrn estar encendidas al

mismo tiempo.


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3.3.3 PARA LOS GRUPOS DEL TERCER DA DE TRABAJO

Disear el circuito para comandar dos contactores C1 y C2 de la siguiente forma:

a.- El ciclo puede empezar con C1 o C2 indistintamente pero no podrn estar activados

ambos al mismo tiempo.

b.- C1 se activa cuando se presiona el pulsador P1.

c.- Si se deja de presionar P1, se desactiva C1 y no podr activarse nuevamente mientras

no se haya activado y desactivado C2.

d.- C2 opera en forma similar a C1 pero con el pulsador P2.

e.- El pulsador P3 de RESET pone el circuito en condiciones iniciales en cualquier

momento.

3.3.4 PARA LOS GRUPOS DEL CUARTO DA DE TRABAJO

Disear el circuito de control para accionar una puerta de garaje motorizada mediante dos

contactores C1abrir y C2cerrar de la siguiente forma:

a.- Mediante un pulsador nico P1 se podr abrir o cerrar la puerta en cualquier

momento, y el usuario solo necesita dar un pulso para que eso suceda.

b.- En cada extremo de la puerta existe un interruptor de lmite (SL1 y SL2) que detectan:

Puerta totalmente abierta o puerta totalmente cerrada, con lo cuales se desactivarn

C1abrir o C2cerrar respectivamente.

Se sugiere utilizar un mando alternativo entre dos rels auxiliares para dar las rdenes de

apertura y cierre con P1, y a travs de estos activar los contactores C1abrir y C2cerrar que

son los contactores de fuerza que invierten el sentido de giro del motor que mueve la puerta.

3.4 PROCEDIMIENTO

3.4.1 Usando los elementos del tablero de trabajo, arme y pruebe el funcionamiento del

circuito de control solicitado en el trabajo preparatorio, del da correspondiente.

3.5 INFORME

3.5.1 Describa el funcionamiento de un interruptor de flotador y sus aplicaciones.

3.5.2 Disee los circuitos de control y potencia, para un sistema de abastecimiento de agua

(ver figura), que consta de una cisterna, un tanque elevado, dos bombas, un


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interruptor de flotador F6, para detectar si hay o no agua en la cisterna, y dos

interruptores de flotador en el tanque elevado (F7 y F8).

Condiciones de operacin:

a.- El sistema de bombeo funciona controlado por un selector de tres posiciones modo

B1; OFF; modo B2 y solo si hay agua en la cisterna, evento detectado por un flotador

F6

(a) Selector (b) Interruptor de flotador

b.- Un flotador F7, para demanda base, conecta la bomba cuando el agua est por debajo

de la altura h2 (F7:1) y la desconecta cuando el agua est por sobre la altura h3 (F7:0).

c.- Un flotador F8, para demanda pico, conecta la bomba cuando el agua cae por debajo de

h1 (F8:1) y la desconecta cuando supera la altura h2 (F8:0).

d.- Cada bomba funcionan abasteciendo la demanda base establecida por el flotador F7 o

abasteciendo la demanda pico, establecida por el flotador F8. El cambio de funcin se

realiza utilizando el selector esto es: modo B1 la bomba B1 como base; modo B2 la

bomba B2 como base.

e.- Si se presenta una sobrecarga en la bomba que est trabajando como base, esta se

desconecta y la otra toma su lugar. En el caso de que la sobrecarga ocurra cuando la

bomba se halla funcionando en la demanda pico, solo se desconecta la bomba cuyo

motor se sobrecarg.

B1 0 B2


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f.- Las bombas dejan de funcionar con el selector en posicin OFF o si no hay agua en la

cisterna, evento detectado por el flotador F6

Sistema de bombeo tanque tanque (Grfico tomado del texto: Moeller Wiring Manual 02/05)

Presente una tabla con dos columnas, una en la que se indique los nombres de todos

los elementos utilizados y otra en que se comente la funcin que realizan, por ejemplo

ELEMENTO FUNCIN CB1 Contactor para accionar el motor que mueve la bomba 1

3.5.3 Comentarios y conclusiones sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la

prctica.


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Prctica 4: IMPLEMENTACIN DE CIRCUITOS DE CONTROL CON MDULO

PROGRAMABLE

4.1 OBJETIVO

4.1.1 Familiarizar al estudiante con las tecnologas de control programable, para la solucin

de problemas de automatizacin y control de pequea escala.

4.1.2 Trabajar con el mdulo de control programable LOGO de Siemens.

4.2 INFORMACIN

Los mdulos o rels programables, sin ser propiamente un PLC, ofrecen muchas ventajas y

gran flexibilidad, y para diversas aplicaciones de automatizacin y control de pequea escala,

constituyen una buena alternativa tcnico - econmica.

Siemens, empresa fabricante de equipos de automatizacin y control, ofrece dentro de su gran

portafolio de productos, el mdulo programable LOGO cuya programacin, simulacin y carga

del programa se realiza mediante el software LOGO SOFT COMFORT. Este software de fcil y

rpido manejo, permite la creacin de esquemas de contactos y diagramas de funciones

seleccionando las funciones correspondientes y sus interconexiones por simple arrastrar y

colocar.

Funciones del software LOGO SOFT COMFORT (Grfico de Publicaciones Siemens)


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4.3.1 Traer resuelto el circuito de control de la aplicacin descrita en el informe de la

prctica anterior (numeral 3.5.2), en forma de diagrama ladder. Si es posible adelante

su edicin utilizando el software LOGO SOFT COMFORT. Para esta aplicacin los

elementos de entrada y salida del Mdulo programable son los siguientes:

Entradas:

I1 Posicin modo B1 del selector

I2 Posicin modo B2 del selector

I4 Interruptor de flotador de la cisterna (SF6)

I5 Interruptor de flotador del tanque elevado (SF7)

I6 Interruptor de flotador del tanque elevado (SF8)

I7 Contacto cerrado del rel trmico del motor de la bomba 1 (TerB1)

I8 - Contacto cerrado del rel trmico del motor de la bomba 2 (TerB2)

Salidas:

Q1 Contactor del motor de la bomba 1 (CB1)

Q2 Contactor del motor de la bomba 2 (CB2)

4.4 PROCEDIMIENTO

4.4.1 El instructor explicar el procedimiento para ingresar al programa LOGO SOFT

COMFORT, as como las principales opciones del men para crear y cargar un proyecto

en el mdulo programable.

4.4.2 El instructor realizar, conjuntamente con los estudiantes, un proyecto sencillo a

manera de prctica tutorial.

4.4.3 El instructor revisar el diseo del problema de las dos bombas solicitado en el trabajo

preparatorio y, conjuntamente con los estudiantes, elaborar el diagrama de

conexiones de las variables de entrada y salida al mdulo programable LOGO

4.4.4 El estudiante proceder a editar, hacer la simulacin off line, guardar y descargar

(download) en el mdulo programable, el programa de control solicitado en el

numeral 4.3.2 del trabajo preparatorio y verificar el funcionamiento.


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4.5 INFORME

4.5.1 Disee el circuito de fuerza para operar los motores trifsicos de dos bombas que

vacan un pozo sptico como se ilustra en la figura y, utilizando el programa LOGO

disee el circuito de control para comandarlas de la siguiente manera:

a.- Mediante un selector de tres posiciones se puede escoger modo MANUAL;

PARO; AUTOMTICO. (Tomar en cuenta que al rel LOGO solo ingresan dos

entradas, la posicin paro NO es entrada)

b.- En modo AUTOMTICO el interruptor del flotador SF1 accionar la bomba B1

cuando el nivel de agua llegue a la altura H1 y la desactivar cuando el nivel

descienda de H0. Si el nivel sube nuevamente hasta H1 el interruptor SF1

accionar la bomba B2 y as alternativamente.

c.- Si por defecto del flotador SF1 el nivel de agua sube hasta H2 (altura crtica) un

flotador SF2 ordenar que funcionen las dos bombas al mismo tiempo hasta

que la altura descienda a H0.

d.- Si se presenta una sobrecarga en cualquiera de las bombas la otra comenzar a

funcionar inmediatamente y continuar operando segn el literal b mientras se

soluciona el problema.

e.- En el modo MANUAL un operador podr accionar las bombas utilizando

pulsantes de marcha y paro independientemente de los flotadores

A partir de esta prctica, cuando se solicite un diseo, bien sea para el trabajo preparatorio

como para el informe se debe presentar lo siguiente:


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Diagrama de fuerza con todas las protecciones

Diagrama de conexiones de entradas y salidas al mdulo programable

Tabla con la lista de todas las variables y su funcin (similar a la de las prcticas

anteriores)

Circuito de control impreso utilizando la opcin de guardar en formato PDF que

tiene el software de LOGO

Grabar el programa en memoria flash para verificar el funcionamiento en el

laboratorio

4.5.2 Comentarios y sugerencias sobre la prctica realizada


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Prctica 5: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 1)

5.1 OBJETIVOS

5.1.1 Conocer los diferentes tipos de temporizadores y las formas de operacin de los

mismos.

5.1.2 Familiarizar al estudiante con las funciones de temporizacin y contador disponibles

en el mdulo programable LOGO.

5.2 INFORMACIN

Los temporizadores o rels de tiempo, son dispositivos que permiten la automatizacin, en

funcin del tiempo, de una gran variedad de circuitos de control. Mediante estos dispositivos

se pueden activar o desactivar los elementos principales de maniobra (contactores por

ejemplo) con tiempos previamente ajustados, que pueden ir desde fracciones de segundo

hasta muchas horas.

Las formas de operacin estndares de los temporizadores son las siguientes: ON DELAY

(retardo a la conexin), OFF DELAY (retardo a la desconexin), PULSO o IMPULSO y la

operacin CCLICA o INTERMITENTE.

Los contadores son dispositivos de control que generan una salida (ON/OFF), luego de hacer

una comparacin entre el nmero de pulsos ingresados a su entrada y el parmetro de

referencia.

De acuerdo al principio de funcionamiento y tecnologa involucrada en su construccin, existe

una amplia gama de temporizadores y contadores. No obstante, la tendencia actual es utilizar

controladores (PLC) o mdulos programables que incluyen un gran nmero funciones para

una diversidad de aplicaciones de automatizacin y control.


5.3.1 Con base a las ayudas de LOGO, verifique la operacin de las funciones de

temporizacin equivalentes a las formas de operacin descritas en el numeral 5.2. as

como la funcin contador adelante/atrs. Presente impresos los circuitos utilizados

para evidenciar su trabajo.


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5.3.2 Mediante el software LOGO SOFT COMFORT, disee un rele cclico utilizando

temporizadores ON y OFF DELAY para los tiempos de operacin y descanso y un

interruptor para controlar el funcionamiento.

5.3.3 Realice un diagrama de tiempos para ilustrar el funcionamiento de todos los

elementos utilizados en el diseo del numeral 5.3.2

5.4 PROCEDIMIENTO

5.4.1 El instructor explicar sobre los diferentes tipos de temporizadores disponibles en el

laboratorio y realizar una demostracin prctica sobre las formas de operacin On

delay, Off delay, pulso e intermitente.

5.4.2 Utilizando el software LOGO SOFT COMFORT, el instructor, conjuntamente con los

estudiantes, realizar una aplicacin sencilla con un temporizador, un contador y la

funcin texto de aviso, a manera de prctica tutorial.

5.4.3 Descargue al mdulo programable LOGO el programa de control solicitado en el

numeral 5.3.2 del trabajo preparatorio y verifique su funcionamiento

5.4.4 Con ayuda del instructor proceda a disear el circuito con el que se pueda cambiar los

tiempos de funcionamiento del rel cclico mediante pulsantes.

5.5 INFORME

5.5.1 Consultando en catlogos de fabricantes, elabore una tabla con las caractersticas

tcnicas de tres tipos de temporizadores

5.5.2 Disee un tablero marcador para un partido de ecuavoley, entre dos equipos A y B

que funcione de la siguiente manera:

a. Mediante un selector de tres posiciones el rbitro pude seleccionar qu equipo

tiene la batida (se le puede adjudicar el punto) Equipo A; jugo detenido;

Equipo B. Para visualizar el modo escogido utilizar las salidas Q1 para el

equipo A; Q 2 para el equipo B y Q 3 para juego detenido. Utilizar adems un

texto de aviso para sealar que equipo tiene la batida.

b.- Mediante pulsantes independientes se puede aumentar o disminuir los puntos

a los equipos siempre y cuando el selector lo permita, esto es: para adjudicar

el punto al equipo el selector debe estar colocado en la posicin del equipo

que tiene el derecho. El marcador se muestra en un texto de aviso.

c.- Cuando cualquiera de los equipos alcance quince puntos todo el tablero se

bloquea y no se podr modificar los contadores. Mediante un texto de aviso se

proclama el ganador y se muestran los puntos de cada participante.


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d.- Mediante un interruptor de seguridad se desbloquea el tablero y utilizando un

pulsante se resetean los marcadores para comenzar otro conteo.

e.- Aadir cualquier otra funcin al tablero que mejore su funcionamiento

Presentar.




Tabla con la lista de todas las variables y su funcin

Grabar el programa en memoria flash o cd para verificar el funcionamiento en el

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Prctica 6: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 2)

6.1 OBJETIVO

6.1.1 Desarrollar mayores habilidades en el estudiante para el diseo de circuitos de control

con temporizadores y contadores, mediante el mdulo programable LOGO.

6.2 INFORMACIN

El mdulo programable LOGO dispone de funciones de temporizacin, en las cuales es posible

variar los parmetros de tiempo, a partir de otras funciones de control, como de un contador

por ejemplo.


6.3.1 Mediante LOGO SOFT COMFORT, disee el programa de control de un semforo

ubicado en el cruce de dos vas, de acuerdo a las siguientes condiciones:

a. Mediante un interruptor general S1 se activa o se desactiva el circuito.

b. Mediante un selector de tres posiciones se escoge el modo de operacin: modo

FUNCIONAMIENTO, modo CAMBIO TIEMPOS y en OFF del selector modo

NOCTURNO.

c. En el modo FUNCIONAMIENTO el semforo funcionar con LUZ VERDE LUZ

AMARILLA LUZ ROJA, tanto para la va 1 como para la va 2.

d. La luz verde de la va 2 funcionar 10 segundos y las luces amarillas

funcionarn dos segundos siempre.

e. Para calibrar el tiempo de la luz verde de la va 1, un operador debe colocar el

selector en el modo CAMBIOS y utilizando pulsantes podr aumentar o

disminuir los segundos. (Utilizar un interruptor para cambiar de aumentar a

disminuir)

f. Mientras el operador se halle trabajando en el cambio de tiempos, las luces

amarillas de ambos lados se encendern en forma intermitente.

g. En el modo nocturno (OFF del selector, que NO es otra entrada a LOGO sino

que se produce cuando ninguno de los otros modos est seleccionado) se

encendern las luces amarillas de ambas vas de manera intermitente.


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g. Programar las salidas de la siguiente forma: Q1 (luz verde 1); Q2 (luz amarilla

1); Q3 (luz verde 2); Q4 (luz amarilla 2). Las luces rojas resultan de la conexin

en paralelo las luz verde y amarilla del lado contrario y se sugiere activarlas

como marcas, esto es M1 (rojo 1) = verde 2 + amarillo 2 y M2 (rojo 2) = verde

1 + amarillo 1

h. Mediante un interruptor el operador podr consultar tanto el tiempo

establecido para la luz verde 1 como el transcurso del mismo. Para el efecto,

utilizar textos de aviso sin olvidar de conectar los contactos de los textos a los

terminales X1; X2, etc para permitir la descarga correcta al rel LOGO.

Para facilitar la conexin al rel LOGO del laboratorio se sugiere utilizar las siguientes

entradas: I1 e I2 entradas para los modos del selector; I4 entrada para interruptor

general; I5 entrada para interruptor que autoriza cambio aumentar o disminuir

tiempos; I6 entrada para consultar textos de aviso I3, I7 e I8 entradas para los

pulsantes que cambian tiempo de verde.

6.3.2 Dibujar el diagrama de tiempos que ilustre el encendido de las luces de los dos lados

del semforo cuando est operando normalmente

6.4 PROCEDIMIENTO

6.4.1 Pruebe en el mdulo programable LOGO el programa de control solicitado en el

numeral 6.3.1 del trabajo preparatorio. De ser necesario, realice las correcciones al

programa.

6.5 INFORME

6.5.1 Disear el circuito de control para encender dos lmparas de la siguiente manera:

Mediante un selector de tres posiciones se escoge cual lmpara inicia el ciclo: modo

L1; OFF o modo L2

Con el selector en modo L1 y mediante un pulsante P1 la lmpara L1 se enciende

durante 10 segundos, se apaga y se enciende la lmpara L2 durante 15 segundos para

apagarse

Con el selector en modo L2, mediante el mismo pulsante P1 se enciende la lmpara L2,

funciona durante 10 segundo, se apaga y se enciende la lmpara L1 durante 15

segundos para apagarse.

Grabar el programa en memoria flash o cd para verificar el funcionamiento en el

laboratorio

Utilizar nicamente dos rels de tiempo y realizar dos diseos, uno utilizando solo dos

rels ON DELAY y otro utilizando solo dos rels OFF DELAY


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Prctica 7: ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFSICO DE INDUCCIN

Control mediante un mdulo programable

7.1 OBJETIVOS

7.1.1 Adiestrar al estudiante en el diseo e implementacin de arrancadores de voltaje

reducido, utilizando contactores electromagnticos como elementos principales de

maniobra y el mdulo programable LOGO como dispositivo de control.

7.1.2 Aplicar la lgica de control programada y los criterios de diseo hasta ahora

aprendidos, al accionamiento de motores elctricos, tomando como ejemplo el

arrancador Y Delta.

7.2 INFORMACIN

El objetivo de cualquier sistema de arranque que sea utilizado para un motor, es disminuir la

magnitud de corriente de arranque, a fin de evitar cadas de voltaje que podran ser perturbar

la red de alimentacin, procurando que el motor desarrolle un par suficiente para que pueda

acelerar desde una velocidad cero hasta el mximo nmero de revoluciones, en un

determinado tiempo considerando el tipo de la carga mecnica acoplada.

Existen diferentes mtodos para arrancar un motor trifsico de induccin, entre los que se

pueden citar: Por resistencias o reactancias primarias, el estrella tringulo, por

autotransformador y los que utilizan elementos electrnicos de potencia, conocidos como

arrancadores suaves (soft starter), cuya operacin, funcionalidad, facilidad de programacin y

su capacidad de comunicacin con controladores programables, le ofrecen una significativa

ventaja respecto a los antes mencionados.

Respecto al arrancador estrella tringulo, se podra decir que contina siendo uno de los

ms utilizados en el arranque de motores de mediana potencia, dada su simplicidad, bajo

costo y la gran reduccin de corriente de arranque que se logra. Sus principales limitaciones

son el bajo torque de arranque que produce y la corriente pico que se origina durante la

transicin.


7.3.1 Disear el circuito de fuerza para que un motor trifsico de induccin rotor jaula de

ardilla provisto de seis terminales pueda funcionar en los dos sentidos de giro,

provisto de un arranque Y delta (tambin conocido como estrella tringulo).

Incluya protecciones elctricas contra sobrecargas y cortocircuitos. Utilice la siguiente


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nomenclatura: CH y CAH para los contactores de inversin de giro; CY y CDELTA para

los contactores estrella y tringulo respectivamente.

7.3.2 Mediante el software LOGO SOFT COMFORT, realice el programa de control del

arrancador del numeral anterior, con las siguientes condiciones:

a. Mediante un selector de tres posiciones se escoge: giro horario apagado

giro anti-horario.

b. Una vez escogido el sentido de giro, mediante un pulsador P1, primero se

conecta el contactor que realiza la conexin estrella (CY) e inmediatamente

despus se energiza el contactor de lnea (CH o CAH), que arranca el motor en

el sentido seleccionado.

c. Luego de 7 segundos se desconecta CY y 0.5 segundos despus se energiza el

contactor de la conexin tringulo (CDELTA), con lo que el motor pasa a un

rgimen de marcha estable.

d. El motor se apaga al poner el selector en posicin de apagado o por actuacin

del rel de sobrecarga.

e. Incluir un texto de aviso para la condicin de sobrecarga.

f. Presentar el diagrama de tiempos de los contactores para el caso de

funcionamiento del motor en sentido de giro horario.

f. Dibujar el circuito de conexiones de entradas y salidas al mdulo programable,

colocando los bloqueos fsicos a las bobinas de los contactores que no deberan

funcionar al mismo tiempo por ningn concepto. Traer el diseo en una

memoria flash para probarlo en el laboratorio

7.4 PROCEDIMIENTO

7.4.1 Mediante el simulador off line del software LOGO SOFT COMFORT, verifique el

correcto funcionamiento del programa de control solicitado en el trabajo preparatorio.

De ser necesario, haga las correcciones que sean del caso.

7.4.2 Conecte los dispositivos de entrada y salida al mdulo programable. Ponga bloqueos

fsicos (contactos NC) entre las bobinas de los contactores CY y CDELTA; y entre CH y

CAH, conectadas a las salidas del mdulo y verifique el funcionamiento correcto de los

contactores.

7.4.3 Utilizando los elementos del tablero electromecnico y los motores trifsicos de

induccin disponibles en el laboratorio, arme el circuito de fuerza solicitado en el

numeral 7.3.1 del trabajo preparatorio y pruebe el funcionamiento del circuito.


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7.5 INFORME

7.5.1 Demuestre que los valores de corriente y torque de arranque de un motor trifsico de

induccin, al arrancarlo con un sistema Y - delta, se reducen a un tercio de los valores

que se tienen al arrancarlo a voltaje pleno (arranque directo).

7.5.2 Explique por qu se produce un transitorio en el circuito de fuerza cuando se realiza el

cambio de conexin de Y a delta

7.5.3 El diagrama de la figura corresponde al circuito principal de un arrancador por

resistencias e inversin de giro de un motor trifsico de induccin. Utilizando el

mdulo programable LOGO, realice el programa de control que cumpla las siguientes

condiciones:

a. Mediante un pulsante el motor arranca en sentido

horario alimentado por las resistencias de arranque

b. Despus de 5 segundos se puentean las resistencias

de arranque (KM11) y el motor pasa a la condicin

normal de operacin.

c. Luego de 60 segundos de funcionamiento el motor

se apaga, descansa 10 segundos y arranca en

sentido antihorario, con las resistencias de

arranque conectas por (KM11) durante 5

segundos.

d. Luego de arrancar, el motor funciona durante 30

segundos y se apaga definitivamente

e. El motor tambin se apaga en cualquier momento

mediante un pulsador de paro o por activacin del

rel de sobrecarga

f. Si por alguna razn no se conecta el contactor que

puentea las resistencias de arranque (KM11) se

corre el riesgo de que se quemen debido a que no

son para funcionamiento continuo. Para

protegerlas, utilice otro temporizador que

desconecte todo el circuito si el contactor que

puentea las resistencias no ha operado en un

tiempo de 7 segundos. serie.

Grfico del texto Telesquemario

de Schneider Electric


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Ayuda para el diseo:

Mediante un contacto auxiliar normalmente abierto del contactor KM11 se informa al mdulo

programable la operacin del contactor. Si el contacto se cierra quiere decir que no existi

ningn problema con KM11, en el caso de que no se cierre se considera falla. Esto se simula

con un interruptor conectado en una entrada del mdulo, el cual se opera manualmente

cuando se activa la salida correspondiente a KM11 para indicar que no hubo problema.

7.5.3 Presentar:

Diagrama de fuerza con todas las protecciones


Tabla con la lista de todas las variables y su funcin

Diagrama de tiempos que ilustre la operacin de los contactores en sentido de giro

horario.



Grabar el programa en memoria flash para verificar el funcionamiento en el

laboratorio


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Prctica 8: CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES (Parte 1)

Programacin en lenguaje ladder

8.1 OBJETIVO

8.1.1 Configurar y programar los PLCs marca Modicon, familia Momentum disponibles en el

Laboratorio de Control Industrial, utilizando el software CONCEPT y el lenguaje ladder

8.1.2 Controlar mediante un PLC la operacin de un motor trifsico de induccin de 2

velocidades (conexin Dahlander).

8.2 INFORMACIN

Los Controladores Lgicos Programables, tambin llamados Autmatas Programables o PLCs,

son miembros de la familia de equipos de estado slido, que tienen circuitos integrados en

lugar de dispositivos electromecnicos para implementar funciones de control. Son capaces

de almacenar instrucciones, tales como de secuenciacin, temporizacin, conteo, aritmticas,

manipulacin de datos y comunicacin, para controlar procesos y mquinas industriales.

Se puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, rdenes y smbolos

reconocibles por el PLC, a travs de su unidad de programacin, que le permiten ejecutar una

secuencia de control deseada. El lenguaje de programacin en cambio, permite al usuario

ingresar un programa de control en la memoria del PLC, usando una sintaxis establecida.

En la mayora de los casos, cada fabricante disea su propio software de programacin, lo que

significa que existe una gran variedad comparable con la cantidad de PLCs existentes en el

mercado.

El estndar IEC 61131-3 define dos lenguajes grficos y dos lenguajes basados en texto, para

la programacin de PLCs. Los lenguajes grficos utilizan smbolos para programar las

instrucciones de control, mientras los lenguajes basados en texto, usan cadenas de caracteres

para programar las instrucciones.

Lenguajes grficos : Diagrama ladder (LD); Diagrama de bloques de funciones

(FBD);

Lenguajes textuales: Lista de instrucciones (IL); Texto estructurado (ST)

Adicionalmente, el estndar IEC 1131-3 incluye una forma de programacin

orientada a objetos llamada Sequential Function Chart (SFC).


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8.3.1 Lea el documento Uso del Concept 2.6 XL que se les proporcion al inicio del curso.

8.3.2 Con base a las ayudas de Concept, verifique la operacin de los siguientes bloques de

funcin: temporizadores: TON, TOF; aritmticas: ADD, SUB; deteccin de flanco:

R_TRIG, F_TRIG. Para evidenciar su trabajo imprima los circuitos utilizados.

8.3.3 A partir del circuito de fuerza, y que corresponde a un motor trifsico de induccin

Dahlander de dos velocidades (indicado ms adelante), disee el circuito de control

en lenguaje ladder, para que dicho motor funcione cclicamente de la siguiente forma:

6 segundos en baja velocidad, descanse 3 segundos, 6 segundos en alta velocidad,

descanse 3 segundos, y vuelva a comenzar el ciclo. El ciclo se inicia mediante un

pulsador de marcha y se detiene en cualquier instante con un pulsador de paro o si

operan los rels trmicos.

8.3.4 Realice el diagrama de conexiones de las entradas y salidas al PLC considerando los

bloqueos necesarios para que por ningn motivo puedan funcionar el mismo tiempo

los contactores C2 (Cbaja) y los que conectan alta velocidad C1(Calta) y C3 (Ccc)

Para el diseo se sugiere implementar un temporizador cclico con dos temporizadores (1

TON y 1 TOF), que conecte un mando alternativo (baja alta baja).

8.4 PROCEDIMIENTO

8.4.1 De manera tutorial, el instructor explicar el procedimiento para ingresar al software

de programacin Concept, as como las principales opciones del men para crear y

configurar un proyecto, crear secciones de programa, simular y descargar un proyecto

en el PLC.

8.4.2 Editar y simular el diagrama ladder solicitado en el procedimiento, y, si es del caso,

realice las correcciones necesarias.

8.4.3 Conectar los dispositivos de entrada y salida, descargar el programa al PLC y probar su

funcionamiento.

8.4.4 Alambrar el circuito de fuerza y operar el motor.

8.5 INFORME

8.5.1 Explique en qu se fundamenta la conexin Dahlander, para obtener 2 velocidades

(relacin ), y por qu se debe utilizar dos rels trmicos para proteccin.


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8.5.2 Disee el circuito de fuerza y el de control para que un motor de induccin conexin

Dahlander pueda funcionar en ambos sentidos de giro cada vez en forma cclica baja-

descasa-alta-descasa, de la siguiente forma:

Mediante un interruptor se puede escoger el sentido de giro ON horario y OFF

antihorario, con un pulsador se inicia la operacin y con otro se la puede finalizar

en cualquier momento.

Cada ciclo comprende que el motor funcione 6 segundos en baja velocidad,

descanse 3 segundos, 6 segundos en alta velocidad, descanse 3 segundos, y vuelva

a comenzar el ciclo.

Mediante dos pulsadores se puede aumentar o disminuir el tiempo de

funcionamiento del motor cambiando los 6 segundos iniciales. Se sugiere utilizar

un circuito como el que se muestra en la figura, implementado en otra seccin del

programa.

Si cualquiera de los rels trmicos detecta sobre carga el motor se detendr

automticamente.

8.5.3 Para la pregunta 8.5.2 presente el circuito de fuerza, el diagrama de control, el

diagrama de conexiones de entradas y salidas al PLC, la tabla de declaracin de

variables y grabe el diseo en una memoria para ser revisado en el laboratorio


prctica.


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C2 contactor para funcionamiento en baja velocidad Cbaja

C1 contactor para funcionamiento en alta velocidad Calta

C3 contactor para funcionamiento en alta velocidad que cortocircuita los terminales Ccc

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C1

W1W2

V1V2

U2 U1

F3

C2 C3

Ff2Ff1

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ALTA VELOCIDAD

U2

BAJA VELOCIDAD

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W2 V2

W2

V1

W1

U1

U1U2

V2

V1


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Programacin en lenguaje FBD

9.1 OBJETIVOS

9.1.1 Desarrollar habilidades en el estudiante para el diseo de programas de control

utilizando el lenguaje o diagrama de bloques de funciones (FBD).

9.1.2 Familiarizar al estudiante con el uso de nuevas funciones de control.

9.2 INFORMACIN

El diagrama de bloques de funcin es un lenguaje grfico que permite a los usuarios describir

procedimientos complejos, por simplemente juntar funciones y bloques de funcin, similar a

dibujar un diagrama de circuito lgico digital, con la ayuda de un editor grfico.

Las salidas lgicas no requieren incorporar una bobina de salida, ya que sta es representada

por una variable asignada a la salida del bloque. Sin embargo si se trata de comandar una

salida fsica como la bobina de un contactor o una electrovlvula se debe declarar la variable

como salida fsica del PLC.

La Norma IEC 61131-3 incluye una gran cantidad de funciones y bloques de funcin

estndares para llevar a cabo una gran variedad de aplicaciones de control.

Adicionalmente a las funciones lgicas estndares y especficas del fabricante, el lenguaje FBD

de la Norma IEC 61131-3 permite al usuario construir sus propios bloques de funciones, de

acuerdo a los requerimientos del programa de control.

El diagrama de bloques de funcin resulta especialmente cmodo de utilizar, a tcnicos

habituados a trabajar con circuitos de puertas lgicas, ya que la simbologa usada en ambos

casos es equivalente.


9.3.1 Utilizando las ayudas de Concept, investigue sobre el uso de los bloque RS y SR y

establezca claramente la diferencia, cuando los dos pulsantes de las entradas se

presionan a la vez

9.3.2 Disee el circuito de control del informe de la prctica No 8 en lenguaje FBD, utilice los

bloques RS o SR cuando requiera uso de memorias.


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9.4 PROCEDIMIENTO

9.4.1 Utilizando el simulador off line, pruebe el funcionamiento del programa diseado. De

ser necesario, consulte al instructor para hacer las correcciones que sean del caso.

9.5 INFORME

9.5.1 Traslade a lenguaje FBD el diseo de la pregunta 4.5.1 de la prctica 4 utilizando

bloque se SR o RS cuando sea necesario.

9.5.2 Incorpore al diseo anterior un algoritmo de aumentar o disminuir una variable

(estudiado en clase) para simular la variacin de la altura del pozo de la siguiente

forma:

La altura aumenta a medida que aportan usuarios para llenar el pozo, cada uno

con un caudal 0.75Q, de tal manera que si son dos usuarios el caudal de llenado

ser 1.5Q

La altura disminuye con las bombas cuyo caudal de vaciado es 1Q para cada

una, de tal manera que si funcionan las dos bombas el caudal de vaciado ser

2Q

La idea es que una bomba puede vaciar el aporte de un usuario, pero si son dos

usuarios se requiere que operen las dos bombas

El valor de la altura variable entre 0 y 100, se mostrar en una salida 4:1 del PLC

virtual y para simular los flotadores, se sugiere utilizar comparadores y bloque SR.

9.5.3 Para la pregunta 9.5.2 presente el circuito de fuerza, el circuito de control, el diagrama

de conexiones de entradas y salidas al PLC, la tabla de declaracin de variables y grabe

el diseo en una memoria para ser revisado en el laboratorio

9.5.5 Comentarios y conclusiones sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la

prctica.


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Programacin en Lenguaje SFC

10.1 OBJETIVO

10.1.1 Instruir al estudiante sobre la estructura, componentes, programacin y aplicacin del

lenguaje o diagrama secuencial de funciones SFC.

10.2 INFORMACIN

El estndar IEC 61131-3 incluye una forma de programacin orientada a objetos llamada

Sequential Function Chart (SFC). SFC es a menudo categorizado como un lenguaje IEC, pero

ste es realmente una estructura organizacional que coordina o se complementa con los

cuatro lenguajes estndares de programacin (LD, FBD, IL y ST).

SFC es similar a un diagrama de flujo, en el que se puede organizar los subprogramas o

subrutinas (programadas en LD, FBD, IL y/o ST) que forman el programa de control. SFC es

particularmente til para operaciones de control secuencial, donde un programa fluye de un

punto a otro, una vez que una condicin ha sido satisfecha (cierta o falsa).

El marco de programacin de SFC contiene tres principales elementos que organizan el

programa de control: Pasos (Steps); Transiciones (Transitions); Acciones (Actions)

El programa ir activando cada una de las etapas y desactivando las anteriores conforme se

vayan cumpliendo cada una de las condiciones.


10.3.1 Consultar en las ayudas de CONCEPT, sobre los clasificadores de acciones (action

qualifiers) que operan dentro de un paso.

10.3.2 Con base a la siguiente figura, en la que se ilustra un proceso de mezcla de dos

ingredientes, realizar el diagrama secuencial de funciones (SFC) para que dicho

proceso funcione de la siguiente manera:

a. En condicin inicial el tanque est vaco, las 3 vlvulas cerradas, el motor apagado y

los contactos de los 3 sensores abiertos.

b. Mediante un pulsador se inicia el proceso abriendo la vlvula 1, la cual se cierra

cuando el ingrediente A llega al nivel que detecta el sensor 1 (medio)


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c. Una vez cerrada la vlvula 1 funciona un

agitador (motor) durante 60 segundos

d. Inmediatamente se abre la vlvula 2, la

misma que se cierra cuando el

ingrediente B llega al nivel que detecta el

sensor 2 (lleno)

e. Una vez ingresados los dos ingredientes,

el agitador (motor) funciona durante 60

segundos, transcurrido ese tiempo se

detiene y se abre la vlvula 3 para

evacuar la mezcla.

f. Cuando el sensor 0 (vaco) detecte

tanque vaco el proceso vuelve al paso inicial.

10.4 PROCEDIMIENTO

10.4.1 Utilizando el simulador off line, pruebe el funcionamiento del programa solicitado en

el preparatorio. De ser necesario, consulte al instructor para hacer las correcciones

que sean del caso. Considere la operacin manual de los pulsantes y sensores de nivel

para los permisos.

10.4.2 Utilice una subrutina para simular el llenado y vaciado del tanque, creando una

variable real NIVEL TANQUE que vare entre el 0% y el 100%. Para simular los

sensores de nivel utilice comparadores que se activen con dicha variable: vaco (3%);

medio lleno 45% y lleno 95%, con lo cual se puede facilitar el manejo del proceso.

10.4.3 Mejore el circuito anterior para que, en caso de sobrecarga del motor, se ordene que

este se detenga y se pare todo el proceso hasta que se ordene reiniciar mediante el

pulsante de inicio.

10.4.4 Realice modificaciones al programa desarrollado, para incluir paro de emergencia,

secuencias alternativas, saltos y otras secciones, de acuerdo a lo sugerido por el

instructor.

10.5 INFORME

10.5.1 Tomando como referencia la siguiente figura, disee el programa de control, en SFC,

para la dosificacin, mezcla y lavado de un tanque de proceso, de la siguiente manera:

a. A diferencia del proceso desarrollado en la prctica, en ste se incluye el lavado del

tanque y el motor del agitador funciona en los dos sentidos de giro.

M Vlvula 1

Sensor 1

1

Sensor 2

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Vlvula 2

Vlvula 3

Ingred. A Ingred. B

Sensor 0


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b. El proceso empieza eligiendo la operacin deseada mediante un selector de tres

posiciones: Mezcla Paro Lavado.

c. Para dar inicio a la opcin escogida, se

debe presionar el pulsador Pmarcha.

d. En la opcin Mezcla y luego de

presionar Pmarcha, el proceso de

mezcla funciona de manera similar a

lo descrito en el numeral 10.3.2 del

trabajo preparatorio.

e. En la opcin Lavado y luego de

presionar Pmarcha, se abre la vlvula

4 (ingreso de agua) y se cierre cuando

el nivel de agua es detectado por el

sensor 2 (lleno). Luego funciona el

agitador en sentido horario durante

15 segundos; transcurrido este

tiempo se abre la vlvula 3, para

vaciar el tanque. Esta operacin de lavado se repite por segunda ocasin

automticamente.

f. En el segundo ciclo de lavado, al terminar de vaciar el tanque, el agitador vuelve a

funcionar con la vlvula 3 abierta, 10 segundos en sentido horario y 10 segundos en

sentido antihorario, luego de lo cual se cierra la vlvula y se pasa a condiciones

iniciales.

g. En el modo mezcla, en caso de sobrecarga del motor, si esta se presenta en la primera

agitacin se ordena que se abra la vlvula 3 para vaciar el tanque y el proceso vuelva

al paso inicial. Si la sobrecarga se presenta en la agitacin con el tanque lleno, se

ordena que el motor se detenga hasta que se ordene reiniciar mediante el pulsante de

marcha.

j. Si la sobrecarga se presenta en el modo lavado el motor se detendr inmediatamente y

se ordenar la apertura de la vlvula tres para vaciar el tanque y que el proceso vuelva

al paso inicial.

Utilizar la subrutina SUBAJA para simular el llenado y vaciado del taque, en forma similar a lo

realizado durante la prctica.

10.5.2 Presente el circuito de fuerza, el diagrama de conexiones de entradas y salidas al PLC

de la aplicacin anterior, imprima las diferentes secciones del programa y grabe el

diseo en una memoria para ser revisado en el laboratorio

10.5.3 Comentarios y sugerencias sobre la prctica realizada

Vlvula 4

M Vlvula 1

Sensor 1

1

Sensor 2

Vlvula 2

Vlvula 3

Ingred. A Ingred. B

Sensor 0

Agua


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Tratamiento de variables analgicas

11.1 OBJETIVO

11.1.1 Instruir al estudiante en el uso de entradas y salidas analgicas de un PLC.

11.2 INFORMACIN

Si bien la mayor parte de aplicaciones de los controladores programables estn orientadas al

control discreto y secuencial, cuando a su arquitectura de hardware se incorporan mdulos de

entradas y salidas analgicas, su campo de aplicacin se extiende al control continuo y de lazo

cerrado.

En la actualidad, la mayora de PLCs, incluyendo los ms pequeos, traen incorporados o

tienen la posibilidad de aadir mdulos de entradas y salidas analgicas, mdulos de

termocupla y otros especiales.

Las entradas y salidas analgicas de los PLCs generalmente trabajan con valores estndares

de voltaje de 0 a 5 Vdc, 0 a 10 Vdc y de corriente de 0 a 20 mA, con resoluciones de 10, 12 y

hasta de 16 bits (de -32768 a +32767).


11.3.1 Investigue sobre el funcionamiento de un sistema de refrigeracin sencillo y presente

un esquema que ilustre de la mejor manera el proceso.

11.3.2 Disee el circuito de control para un sistema de refrigeracin que funciona de la

siguiente manera:

El sistema est provisto de un compresor para impulsar el refrigerante, movido por

un motor trifsico de induccin de cuatro polos alimentado por un variador de

velocidad, que permite hacerlo funcionar entre 0 y 1780 RPM, modificando la

frecuencia de alimentacin entre 0 y 60 Htz.

La alimentacin al variador se la hace por medio de un contactor de tal manera que

para arrancar el sistema se debe tanto ordenar el accionamiento de la bobina de dicho

contactor como colocar un uno lgico en una de las entradas del variador. Para

modificar la frecuencia se debe colocar un voltaje de entre 0 a 10V DC en una entrada

analgica del variador. En caso de sobrecarga el variador activa un contacto para

alertar al PLC sobre el evento.


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Para que el producto a enfriar alcance una temperatura determinada, se debe

recircular el refrigerante en mayor cantidad a medida que ste aumenta su

temperatura (a mayor temperatura mayor velocidad de circulacin).

La medida de temperatura se la obtiene mediante un sensor/transmisor, que entrega

una seal de 0 a 10 Vdc proporcional a 0 y 100C de temperatura.

El control debe funcionar con las siguientes condiciones:

Mediante un interruptor general de mando se ordena que opere el variador de

velocidad y que se inicie el bombeo de refrigerante.

Si la temperatura del refrigerante est bajo 25C la velocidad del motor debe ser

de 550 RPM.

Si la temperatura del refrigerante est entre 25C y 45C la velocidad del motor

debe ser 1000 RPM.

Si la temperatura del refrigerante est sobre 45C la velocidad del motor debe ser

1750 RPM.

El sistema deja de funcionar si se apaga mediante el interruptor general de mando

o si se produce una sobrecarga.

Para verificar el funcionamiento del control se debe utilizar la entrada analgica 3:1

del PLC virtual, calibrada como una variable real entre 0 y 100. En el caso de la

velocidad se la debe mostrar en la variable analgica de salida 4:1 calibrada entre 0 y

2000.

11.4 PROCEDIMIENTO

11.4.1 Utilizando el simulador off line, pruebe el funcionamiento del programa solicitado en

el trabajo preparatorio. De ser necesario, consulte al instructor para hacer las

correcciones que sean del caso.

11.4.2 El instructor dar una explicacin sobre el mdulo de entradas y salidas analgicas

disponible en los PLCs del laboratorio, as como del variador de velocidad.

11.4.3 El instructor realizar la demostracin prctica del ejercicio anteriormente descrito.

11.5 INFORME

11.5.1 Realizar el programa, para controlar la operacin de un tanque de centrifugado de 10

litros de capacidad, que dispone un motor trifsico de induccin de cuatro polos

accionado por un variador de velocidad que permite hacerlo funcionar entre 0 y 1780

RPM, modificando la frecuencia de alimentacin entre 0 y 60 Htz.

El variador (del laboratorio) puede hacer funcionar el motor en los dos sentidos de

giro para lo cual dispone de dos entradas digitales que operan: uno lgico en IN1

arranca el motor y funciona en sentido horario, para cambiar de sentido se debe quitar


Pr

ctic

a 1

1: C

ON

TR

OL

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OR

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OS

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RA

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BL

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(P

arte

4)

34

el uno lgico en IN1 y colocar un uno lgico en IN2. Para

modificar la frecuencia se debe colocar un voltaje de entre 0

a 10V en una entrada analgica del variador. En caso de

sobrecarga el variador activa un contacto para alertar sobre

el evento al circuito de control.

En ocasiones se utiliza un contactor (K1 en la figura) para

desconectar totalmente el circuito de fuerza. En este caso la

orden de inicio de funcionamiento se debe dar tanto para la

entrada del variador como para activar la bobina del

contactor en dos salidas distintas del PLC.

Un sensor de nivel conectado a una entrada analgica del

PLC (3:1), da una seal que indica la variacin del volumen del tanque entre 0 y 10

litros. Este sensor se simula calibrando la entrada analgica del PLC virtual como

variable real entre 0 y 12 litros.

El proceso de centrifugado debe funcionar de la siguiente manera:

Si el nivel del tanque se halla entre 1 y hasta 5 litros mediante un pulsante P1

se ordena que el variador arranque el motor en sentido de horario a una

frecuencia de 30 Hz y funcione durante 15 segundos. Luego de este tiempo el

motor cambiar de sentido de giro y funcionar 45 Hz para detenerse al cabo

de 15 segundos.

Cuando el nivel sea superior a 5 litros, mediante el mismo pulsador P1 se

ordena que el variador arranque el motor, en el sentido horario, a una

frecuencia de 50 Hz y funcione durante 20 segundos. Luego de este tiempo el

motor cambiar de sentido de giro y pasar a una frecuencia de 60 Hz para

detenerse al cabo de 15 segundos.

El proceso de centrifugado termina luego de completarse el ciclo

correspondiente o cuando se presiona un pulsante de paro P2.

En el caso de sobrecarga del motor se ordena la desconexin del variador y el

proceso se inicia desde el principio mediante el pulsante P1, siempre y cuando

se haya solucionado el problema.

Utilice el simulador Off line para verificar el correcto funcionamiento del

programa y muestre el valor de la frecuencia en la salida virtual 4:1

11.5.2 Presente el circuito de fuerza, el circuito de control, el diagrama de conexiones de

entradas y salidas al PLC de la aplicacin anterior y grabe el diseo en una memoria

para ser revisado en el laboratorio. Realice comentarios y sugerencias sobre el

cumplimiento de los objetivos propuestos en la prctica.

VF

M

K1


Pr

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a 1

2:

CO

NT

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LA

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G

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5)

35


Entradas y salidas analgicas remotas

12.1 OBJETIVOS

12.1.1 Familiarizar al estudiante con el manejo de entradas y salidas analgicas disponibles

en un mdulo remoto que requiere puertos de comunicacin para transferir datos

entre PLCs y el mdulo.

12.2 INFORMACIN

En el Laboratorio de Control Industrial se dispone de PLCs provistos de un mdulo analgico

remoto, cuyos detalles de configuracin y manera de conexin se hallan descritos en el

documento Mdulo analgico de PLC Momentun


12.3.1 Leer el documento Mdulo analgico de PLC Momentun y realizar un organizador

grfico que resuma su contenido

12.3.2 Grabar el diseo realizado en el informe de la prctica No 11 en una memoria flash

12.4 PROCEDIMIENTO

12.4.1 Verificar el funcionamiento del circuito diseado en la prctica anterior utilizando el

PLC virtual para el efecto

12.4.2 El instructor dar una explicacin sobre el mdulo de expansin de entradas y salidas

analgicas, y de su comunicacin con el PLC a travs de la red Modbus Plus as como

de la manera de utilizar la funcin Peer Cop para configurar las entradas y salidas

especficas, y transferir datos entre el PLC y el mdulo de expansin.

12.4.3 Realice los cambios que sean necesarios en el circuito probado en el numeral 12.4.1

para transferir datos entre el PLC y mdulo de expansin de entradas y salidas.

12.4.4 El instructor realizar la demostracin prctica del ejercicio antes indicado.

Laboratorio Control Industrial Abril 2015(1)

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