1. Define que es un autómata programableEs un equipo destinado a automatizar las operaciones secuenciales de un proceso productivo.

2. Explique el funcionamiento del autómata programable Las instrucciones se almacenan en una “memoria de programa”. El procesador recoge los estados de las señales de entrada y los almacena en otra

memoria denominada tabla E/S, para su posterior empleo. Inicia entonces el acceso una tras otra a las instrucciones, que especifican un

operando (una variable) y la operación lógica a efectuar; en el curso de esta escrutación de la memoria del programa se obtienen los resultados de las ecuaciones lógicas del sistema y van siendo almacenados también en la tabla E/S.

Una vez finalizada la lectura del programa tiene lugar la “actualización” de estados de E/S para lo que se transfieren a las salidas los resultados obtenidos de la escrutación de instrucciones, y se vuelven a almacenar los estados de las entradas.

Este proceso se repite de forma indefinida mientras el equipo esté operativo. 3. Menciones aplicaciones de los autómatas en sistemas neumáticos y oleo hidráulicos.

Los sistemas neumáticos u oleohidráulicos pueden ser controlados manual o eléctricamente. El control manual es bueno para las funciones del sistema que no requiere repeticiones constantes, o que implica una serie de eventos interrelacionados. El control eléctrico es más apreciable conforme la complejidad y el número de funciones del sistema aumentan. Con el control eléctrico, la flexibilidad mejora la ejecución, y la seguridad es agregada al sistema. La mayoría de los sistemas hidráulicos son controlados eléctricamente a través del uso de relés electromecánicos estructurados o un autómata programable (PLC).El control del PLC debe ser considerado cuando se desea:

• Reducir la cantidad de espacio requerido en el piso de la planta por grandes bancos del relé:• Programar el PLC en lugar de los paneles de control del relé electromecánico• Eliminar la necesidad de re cablear y desmontar los paneles de control del relé electromecánico cuando un sistema es cambiado• Simplificar la detección y reparación de fallas del sistema• Simplificar el mantenimiento del sistema e incrementar la confiabilidad• Que permita la reconfiguración fácil y rápida del sistema• Que permita a una máquina o proceso la habilidad de realizar múltiples tareas reprogramando el PLC• Que permita al piso de la planta comunicarse más fácilmente con las computadoras de la planta.

Aplicaciones en sistemas oleohidraulicos Industria Forestal: Los equipos encargados de la manipulación de árboles y

troncos poseen sistemas oleohidráulicos para cumplir con estas funciones.

Industria Minera: La mayoría de los procesos mineros de rajo abierto o minería subterránea utilizan maquinaria o sistemas que utilizan sistemas oleohidráulicos.

Equipos de Levante: La totalidad de los Equipos de Levante para diversas aplicaciones utiliza sistemas oleohidráulicos.

Industria del Plástico: Para la elaboración de piezas plásticas, moldeadas como por ejemplo Bandejas Plásticas, se utilizan máquinas inyectoras de plástico que utilizan la oleohidráulica como principio de funcionamiento.

Maquinaria para Movimiento de Tierra: Toda las máquinas para movimiento de tierra utilizan sistemas oleohidráulicos.

Sistemas de Mecanizado: La mayoría de los equipos de mecanizado automático utilizan la oleohidráulica en motores y cilindros.

Agroindustria: Los procesos agrícolas utilizan distintos equipos para sus actividades de siembra, fertilización y cosecha utilizan equipos que disponen de dispositivos oleohidráulicos.

Prensas: La oleohidráulica se utiliza en equipos metalmecánicos como prensas, guillotinas y cilindradoras.

4. Enumere y defina las partes las partes fundamentales de un autómata programable. CPU (Unidad central de proceso)

Parte fundamental del PLC, en el cual se dan los procesos de intercambio de información entro los distintos componentes:

o Procesador: encargado de la adquisición y actualización de los estados de las entradas y salidas.

o Memoria: encargada de almacenar instrucciones del programa, estados internos, estados de entradas y salidas y datos.

o Interconexión de E/S: establece la comunicación efectiva entre la CPU y el sistema de E/S.

o Interconexión a periféricos: establece la comunicación efectiva entre la CPU y los equipos periféricos de programación.

ES (Módulos de entradas y salidas)El control efectivo de una máquina o proceso se basa en un continuo intercambio de información entre el equipo de control y dicho proceso. La información que se recoge del proceso recibe el nombre genérico de ENTRADAS, mientras que las acciones de control sobre la máquina o proceso se denominan SALIDAS.

Fuente de alimentaciónEs la encargada de alimentar la CPU y los módulos de entradas y salidas a 24V de corriente continua normalmente. Las hay de diferentes potencias en función de a que elementos vayan a ser conectadas las entradas y salidas del sistema.

5. Explique brevemente como se realiza la programación de autómata programable.

Todo autómata tiene por lo menos un microprocesador. El microprocesador hace lo que le dicen, siempre y cuando se lo digan con absoluta precisión. Se utiliza el lenguaje de programación denominado diagrama de contactos. Este lenguaje consiste en realizar líneas o redes gráficamente de forma parecida a los diagramas de relés vistos en electroneumática. El programa lo que trata es de establecer la relación que se desea exista entre los estados de las entradas y las salidas.

6. Enumere y explique Funciones básicas de la programación mediante diagrama de contactos de un PLC y su simbología.

El elemento representa un contacto normalmente abierto.

El elemento representa un contacto normalmente cerrado. El número que llevan arriba representa la dirección de memoria a la que se

refiere, normalmente llevan 5 dígitoso El primero, si es un 0, indica que ese contacto es una entrada del

autómata, si es un 1 representa una salida. o Los 2 dígitos siguientes señalan el módulo o tarjeta de entradas / salidas a

la que se refiere y va desde la 00 que es el primero hasta el 15. o Los 2 últimos dígitos representan la entrada o salida concreta (el canal)

dentro del módulo, así la 00 será la primera entrada o salida y la 15 la última de un módulo de 16 E/S.

El elemento representa la instrucción lógica AND. (conexión en serie de dos condiciones).

El elemento representa la instrucción lógica OR. (conexión en paralelo de dos condiciones).

SET: activa una variable, es decir la pone en 1 en la lógica binaria, y la mantiene activada hasta que no se ejecute la función RSET.

RSET: es la función inversa a la anterior. Pone una variable a cero. KEEP: contiene a las dos anteriores. Por un lado se activa y por otro se desactivan

las variables. TIM: temporizador. CNT: contador. END: función usada para marcar el fin del programa.

7. Explique lo que sucede en los siguientes esquemas:

Al activar un elemento normalmente abierto lo que haces es cerrarlo de tal forma que permite el paso de información. Al activar un elemento normalmente cerrado lo que haces es abrirlo de tal forma que no se permite el paso de información. Por lo tanto cuando se active la entrada 000.00 y no se active la entrada 000.01 se activará la salida 100.00.

Al final tenemos un elemento AND por lo tanto deben de estar cerradas ambas condiciones para que este se active.

Ambas condiciones son normalmente abiertas por lo tanto al activarse alguna se cerrara la conexión. Al final tenemos un elemento OR, el cual se activara si cualquiera de las dos entradas 000.00 o 000.01 se activa.

8. Qué es un diagrama GRAFCET?Gráfico de Mando Etapa Transición. Es un sistema gráfico para la elaboración de programas de PLC. Es una especia de esquema donde se recoge el algoritmo de la programación.

9. Explique lo que ocurre en el siguiente diagrama GRAFCET, indique sus etapas, si existe condición de transición, condicional entre secuencias etc.

Para éste diagrama de GRAFCET tenemos 4 etapas, la primera está representada por un doble cuadro. Las etapas representan la evolución de un proceso, es la división de las acciones sucesivas a desarrollar. Acciones asociadas a las etapas:

1. Sale 1A, sujeta la pieza2. Sale 2A, avanza fresa3. Retrocede 2A

4. Retrocede 1AEntre etapa y etapa se sitúa con una línea horizontal la condición de transición que activa la etapa siguiente.

Es decir para que se active la segunda etapa tiene que 1A llegar a su fin. Condiciones de transición:

1. FIN 1A 2. FIN 2A3. INICIO DE 2A4. INICIO DE 1A

En el diagrama de GRAFCET no tenemos condicional entre varias secuencias. Ni tampoco saltos condicionales entre etapas.

10. Programación de una etapa de diagrama GRAFCET:

Realizar para el siguiente ejemplo, el diagrama de fase espacio para el sistema neumático, el diagrama GRAFCET y el diagrama de contactos correspondientes.

Supongamos que se dispone de un cilindro de sujeción 1A y otro cilindro de avance 2A.Los sensores que detectan cuando el cilindro 1A está dentro y fuera se llaman 1S1 y 1S2 respectivamente. Lo mismo para el cilindro 2A con 2S1 y 2S2. La secuencia de movimientos de los cilindros es: 1A+/2A+/2A-/1A-. Seguidamente se diseñarán los esquemas de conexionado eléctrico, neumático, hidráulico etc. Para simplificar los esquemas eléctricos de conexión con los módulos de entradas y salidas del autómata, hemos sustituido éstos por unos cuadros donde viene resumido todo.

Conexión Del Módulo De EntradasS1: Pulsador de marcha 0.00.001S1 0.00.011S2 0.00.022S1 0.00.032S2 0.00.04

Conexión Del Módulo De Salidas1Y 1.00.012Y 1.00.02

Diagrama de GRAFCET

Para que comience el proceso es necesario que todo esté en la posición de inicio, como se representa en el esquema neumático. Además se deberá pulsar la marcha mediante S1. Para finalizar, en las soluciones realizadas mediante GRAFCET siempre hay una serie de etapas o pasos secuenciales que se activan una tras otra, de forma que no pueden estar

activadas a la vez. Por ello para que se ejecute el primer paso deben estar desactivados todos los demás.

En el segundo paso, una vez que está activado el primer paso y se cumple la condición de contorno del paso 2, en este caso 1S2, se activa el paso 2 y se desactiva el paso1.

Para el tercer paso la condición de contorno es 2S2.

Una vez activado el paso 3 y con la condición de contorno correspondiente, en este caso2S1 se activa el paso 4.

La condición de contorno 1S1 desactiva el cuarto paso y deja todo en las condiciones iniciales para poder reiniciar otro ciclo en cuanto se le active el pulsador de marcha.

Movimiento 1A+Una vez programadas las etapas o pasos en los que se divide el proceso, se debe programar las acciones ligadas a cada paso. Cuando se cumple Paso1 mediante la función SET se activa la salida 100.01 conectada a la bobina 1Y y el cilindro 1A sale.

Movimiento 2A+Cuando se cumple Paso2 mediante la función SET se activa la salida 100.02 conectada a la bobina 2Y y el cilindro 2A sale.

Movimiento 2A-Cuando se cumple Paso3 mediante la función RSET se desactiva la salida 100.02 conectada a la bobina 2Y y el cilindro 2A vuelve.

Movimiento 1A-Cuando se cumple Paso4 mediante la función RSET se desactiva la salida 100.01 conectada a la bobina 1Y y el cilindro 1A vuelve.

FIN

Diagrama de Fase1 2 3 4

1A

1S2

2S2

1B 2S1