curso de automatización y robótica 2014.pdf

TALLER DE AUTOMATIZACIN Y ROBTICA POR EDGARDO E.J.VAZQUEZ 1

Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires Ministerio de Educacin

Escuela Tcnica N 9 D.E. 7 Ing. Luis A. HUERGO

Gral. Martn de Gainza 1060 Capital Federal (CP 1405) Tel.: 4582-6690 / Fax: 4585-9167

Ciclo 2011 PROGRAMA 5 AO C.S.E.o. E. TALLER DE AUTOMATIZACIN Y ROBTICA

UNIDAD N1: NEUMTICA

Que se obtiene con el aire comprimido, como se comprime, compresor y presstato. Vlvula de seguridad, vlvulas direccionales y electrovlvulas. Cilindros. Simple efecto, doble efecto, sin vstago y en tandem. Realizacin de Trabajos Prcticos.

UNIDAD N2: MDULO LGICO PROGRAMABLE

Principio de funcionamiento, funciones bsicas y funciones especiales. Distintos tipos de entradas, analgicas, digitales Utilizacin de temporizadores. y contadores Utilizacin del reloj de tiempo real. Realizacin de trabajos prcticos. Interaccin con circuitos neumticos y elctricos

UNIDAD N3: CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE P.L.C.

Principio de funcionamiento, entradas, salidas, C.P.U., distintos tipos, herramientas. programacin en escalera y programacin en lista de instrucciones. Marcas, set , reset., distintos tipos de contactos Utilizacin de temporizadores, y contadores. Utilizacin de contactos de comparacin y manejo de variables. Manejo de seales analgicas.. Realizacin de Trabajos Prcticos. Interaccin con circuitos neumticos y elctricos

UNIDAD N4: ROBTICA

Distintos tipos de robots, movimientos de un robot y partes de un robot. Programacin del robot y perifricos con ATS. Programacin del robot con lenguaje avanzado ACL. Interaccin con perifricos. Realizacin de Trabajos Prcticos.

UNIDAD N5: SENSORES

Sensores inductivos, Sensores Magnticos, Sensores Capacitivos, Sensores pticos, Sensores Ultrasnicos, Infrarrojos Pasivos, Encoders, Caudalmetros

UNIDAD N6: ACTUADORES ELCTRICOS

Funcionamiento y aplicaciones. Interaccin entre convertidor de frecuencia y P.L.C. Motores Servo Motores paso a paso

UNIDAD N7: MICROCONTROLADORES

Distintos tipos, utilizacin ,Microcontrolador 16f 628A Programacin del microcontrolador, utilizacin de puertos Manejo de bases de tiempo, entradas y salidas, registros Realizacin de Trabajos Prcticos.


NEUMTICA Cilindros neumticos C 1 Los cilindros neumticos son unidades que transforman la energa potencial del aire comprimido en energa cintica o en fuerzas. Bsicamente consisten en un recipiente cilndrico provisto de un mbolo o pistn. Al introducir un determinado caudal de aire comprimido, ste se expande dentro de la cmara y provoca un desplazamiento lineal. Si se acopla al embolo un vstago rgido, este mecanismo es capaz de empujar algn elemento, o simplemente sujetarlo. La fuerza de empuje es proporcional a la presin del aire y a la superficie del pistn: F = p . A donde: F = Fuerza p = Presin A = rea del mbolo o pistn Variantes constructivas Cilindros de simple efecto Uno de sus movimientos est gobernado por el aire comprimido, mientras que el otro se da por una accin antagonista, generalmente un resorte colocado en el interior del cilindro. Este resorte podr situarse opcionalmente entre el pistn y tapa delantera (con resorte delantero) o entre el pistn y su tapa trasera (con resorte trasero). Realiza trabajo aprovechable slo en uno de los dos sentidos, y la fuerza obtenida es algo menor a la que da la expresin F = P x A, pues hay que descontar la fuerza de oposicin que ejerce el resorte. Cilindros de doble efecto El pistn es accionado por el aire comprimido en ambas carreras. Realiza trabajo aprovechable en los dos sentidos de marcha. Cilindros con doble vstago Poseen salida de vstago en ambos extremos, lo que ofrece un mejor guiado del conjunto, facilitan el colocado de levas o fines de carrera cuando hay problemas de espacio en la zona de trabajo, y adems presentan iguales reas de pistn a ambos lados. Cilindros de doble pistn o en tandem Consisten en dos cilindros de doble efecto acoplados en paralelo con un vstago en comn, formando una unidad compacta, aplicando simultneamente presin sobre los dos mbolos se obtiene una fuerza de casi el doble de la de un cilindro convencional del mismo dimetro.

Cilindros acoplados de accin independiente Estn constituidos por dos cilindros unidos por sus tapas traseras. stos pueden operarse independientemente de modo tal de obtener sobre uno de los extremos del vstago ,tres o cuatro posiciones de trabajo segn sean iguales o distintas las carreras de ambos cilindros. Es un dispositivo multi posicionador sencillo y econmico.

Cilindros sin vstago El pistn transmite el movimiento a la carga a travs de un carro acoplado magnticamente al pistn

Amortiguacin de fin de carrera Son dispositivos, fijos o regulables, colocados generalmente en las tapas de los cilindros, y cuya finalidad es la de absorber la energa cintica de las masas en movimiento.

Pistn con imn incorporado Ciertos cilindros incorporan un imn en el pistn a efectos de actuar un interruptor magntico del tipo Reed-Switch o similar, montado en el exterior del cilindro, durante o al final de su carrera. Esta seal elctrica es utilizada para gobernar a otros rganos componentes del sistema.

Fuerza en cilindros La fuerza disponible de un cilindro crece con mayor presin y con mayor dimetro. La determinacin de la fuerza esttica en los cilindros est sustentada por la siguiente frmula

F = P X A (presin por rea)

F = 10 . p . P . (d 2 /4) bien F = 7,85 . p . d 2 donde: F: Fuerza (N) p: Presin (bar) d: Dimetro de la camisa del cilindro (cm)


Vlvulas direccionales

La funcin de las vlvulas es permitir, orientar o detener un flujo de aire. Por distribuir el aire hacia los elementos de trabajo son conocidas tambin como vlvulas distribuidoras.

Constituyen los rganos de mando de un circuito. Tambin son utilizadas en sus tamaos ms pequeos como emisoras o captoras de seales para el mando de las vlvulas principales del sistema, y an en funciones de tratamiento de seales. Las vlvulas pueden ser monoestables, es decir tienden a mantener el estado inicial, o biestables, mantienen el estado final hasta el prximo cambio de estado, seria una comparacin semejante entre un pulsador y un interruptor.

Dos de las caractersticas principales que posibilitan su clasificacin son el nmero de vas y el nmero de posiciones, definidos a continuacin.

Vas: llamamos as al nmero de bocas de conexin del elemento de distribucin. Pueden tenerse vlvulas de 2,3, 4, 5 ms vas. No es posible un nmero de vas inferior a dos.

Posiciones: se refiere al nmero de posiciones estables del elemento de distribucin. Las vlvulas ms comunes tienen 2 3 posiciones, aunque algunos modelos particulares pueden tener ms. No es posible un nmero de posicin es inferior a dos.

Las vlvulas direccionales se designan de acuerdo al nmero de vas y al nmero de posiciones de la forma siguiente:

N Vas / N posiciones Ejemplos: 2/2 dos vas / dos posiciones 3/2 tres vas / dos posiciones 4/2 cuatro vas / dos posiciones 5/2 cinco vas / dos posiciones 5/3 cinco vas / tres posiciones etc. Configuracin del smbolo El smbolo representa la funcin de la vlvula y su forma de accionamiento y/o reaccin. No representa de ninguna manera a vlvula alguna desde el punto de vista constructivo.

El smbolo se compone de dos partes bien definidas:

Un bloque central, en el que se identifican las posiciones estables del elemento de conmutacin y las vas de conexin para cada posicin, y de dos bloques extremos que representan los modos de actuacin o mandos.

1.Cada posicin de la vlvula se representa por un cuadrado. Habr tantos cuadrados adyacentes como posiciones de distribucin tenga la vlvula.

2.Las bocas se representan por trazos unidos al cuadrado correspondiente a la posicin normal de reposo de la vlvula. 3.Las vinculaciones entre bocas se representan con lneas y flechas, indicando el sentido de circulacin. Las bocas cerradas se indican con lneas transversales. Dicha representacin se representa por cada posicin. 4.Las canalizaciones de escape se representan por un tringulo, pudiendo ser: a)Escape sin posibilidad de conexin (Orificio no roscado). b)Escape con posibilidad de conexin (Orificio roscado). El smbolo se completa con los esquemas correspondientes a los mandos de las vlvulas, siendo stos el medio por el cual se logra la conmutacin de sus posiciones.

Existen distintos tipos de mandos: mandos musculares o manuales, mecnicos, neumticos, elctricos y electro neumticos

Vlvulas 2/2 Pertenecen a este grupo todas las vlvulas de cierre que poseen un orificio de entrada y otro de salida (2 vas) y dos posiciones de mando. Slo se utilizan en aquellas partes de los equipos neumticos donde no es preciso efectuar por la misma vlvula la descarga del sistema alimentado; slo actan como vlvulas de paso. Pueden ser normal cerradas o normal abiertas, segn cierren o habiliten el paso respectivamente

en su posicin de reposo.

Vlvulas 3/2 Adems de alimentar a un circuito, permiten su descarga al ser conmutadas. Tambin las hay normalmente cerradas o abiertas.


Vlvulas 4/2 Poseen cuatro orificios de conexin correspondiendo uno a la alimentacin, dos a las utilizaciones y el restante al escape, el que es comn a ambas utilizaciones. Operan en dos posiciones de mando, para cada una de las cuales slo una utilizacin es alimentada, en tanto la otra se encuentra conectada a escape; esta condicin se invierte al conmutar la vlvula.

Vlvulas 5/2 stas poseen cinco orificios de conexin y dos posiciones de mando. A diferencia de la 4/2, poseen dos escapes correspondiendo uno a cada utilizacin. Esto brinda la posibilidad, entre otras cosas, de controlar la velocidad de avance y retroceso de un cilindro en forma independiente.

Vlvulas de 3 posiciones Las funciones extremas de las vlvulas de tres posiciones son idnticas a las de dos posiciones, pero a diferencia de stas incorporan una posicin central adicional. Esta posicin podr ser de centro cerrado, centro abierto o centro a presin.

Un centro abierto permite la detencin intermedia de un actuador en forma libre, dado que ambas cmaras quedan conectadas a escape en esa posicin. Un centro cerrado, por el contrario, permitir una parada intermedia, pero el cilindro quedara bloqueado por imposibilitarse sus escapes. El centro a presin mantiene alimentadas ambas cmaras, lo que permite detener con precisin un cilindro sin vstago, compensando eventuales prdidas de aire del circuito.

Electrovlvulas En las electro vlvulas la seal que da origen a la conmutaciones de naturaleza elctrica, excitando a un solenoide que por accin magntica provoca el desplazamiento de un ncleo mvil interno que habilita o no el pasaje de fluido.

En los mandos directos el mismo ncleo habilita o no el pasaje principal de fluido; en los mandos electro neumticos una vlvula piloto de mando directo comanda la seal neumtica que desplaza al distribuidor principal.4

Vlvulas generadoras de Vaci Se llama vaco al campo de las presiones inferiores a la atmosfrica. El vaco se mide a partir del cero relativo (presin atmosfrica) como una presin negativa, siendo el valor mximo de -1,013 bar (vaco absoluto). La diferencia de presiones entre el vaco y la presin atmosfrica, convenientemente aplicada sobre superficies, arrojar como resultante una fuerza de succin, que sumada a la posibilidad de desplazamiento, permite obtener trabajo utilizable en la automatizacin.

La tcnica del vaco constituye una herramienta til en el campo de la automatizacin industrial, pudindose aplicar en operaciones de montaje, manipuleo, embalaje y montaje de piezas mediante el uso de ventosas. El primer requerimiento que la aplicacin de esta tcnica plan-tea, es el de obtener el vaco de un modo sencillo y econmico.

Generadores de vaco Son componentes en los que el vaco puede lograrse utilizando aire comprimido como fluido motor. Operan basados en el principio Venturi, careciendo por lo tanto de partes mviles. El aire comprimido pasa por una tobera o difusor a gran velocidad, generando en esta forma vaco en su seccin ms estrecha.

1: Alimentacin 2: Escape 3: Vaco En sus versiones ms completas, estos equipos incorporan modularmente una electro vlvula 2/2 NC que gobierna la alimentacin de aire comprimido, un vacustato que posibilita la obtencin de una seal elctrica en el momento de alcanzarse el vaco, un filtro en la lnea de aspiracin, un silenciador de escape y una electro vlvula 2/2 de soplado para facilitar el desprendimiento de piezas livianas cuando se utilicen ventosas.

Ventosas y porta ventosas Las ventosas se utilizan en la automatizacin industrial como elementos de sujecin y transporte de piezas, en dispositivos de carga automtica en mquinas-herramienta, en mquinas envasadoras, en transporte de chapas, vidrios, placas y, en general, donde el manipuleo resultara muy dificultoso por otro sistema debido a su geometra. Las ventosas son generalmente fabricadas con elastmeros sintticos, inalterables frente a los agentes industriales corrientes y en diferentes tamaos, atendiendo las necesidades de peso y dimensin de las distintas piezas a manipular con el objeto de amortiguar el contacto de la ventosa con las piezas a sujetar, mantener una presin constante contra las mismas, as como compensar pequeas diferencias en la altura de las piezas se han desarrollado accesorios porta ventosas, que adems permiten una puesta a punto ptima del sistema, posibilitando una regulacin fina de la sujecin resultan sumamente adecuados en los casos de sujecin con ventosas mltiples, pues garantizan un contacto uniforme de las mismas con la pieza, compensando irregularidades o diferencias mecnicas del sistema, logrndose de esta forma una mayor seguridad operativa y una prolongada vida til de las ventosas.


Automatizacin por mdulos lgicos programables Hoy en el mercado existen gran variedad de mdulos lgicos de distintas marcas, nosotros estudiaremos El modulo de Siemens conocido como LOGO por ser con el que cuenta la escuela para la realizacin de los trabajos prcticos, no obstante conociendo este aparato nos acercamos a lo que ofrecen otros fabricantes. Qu es LOGO! ? LOGO! es el mdulo lgico universal de Siemens. LOGO! lleva integrados _ Control _ Unidad de operacin y visualizacin _ Fuente de alimentacin _ Interfaz para mdulos de ampliacin _ Interfaz para mdulos de programa y cable de PC _ Ciertas funciones bsicas usuales en la prctica, p. ej.

para activacin/desactivacin retardada, rel de impulsos e interruptor de software

_ Temporizador _ Marcas binarias _ Determinadas entradas y salidas segn el tipo del equipo. Qu ofrece LOGO! ? Mediante LOGO! se resuelven tareas enmarcadas en la tcnica de instalacin y el mbito domstico (p.ej. alumbrado de escaleras, luz exterior, toldos, persianas, alumbrado de escaparates, etc.), as como en la construccin de armarios de distribucin, de mquinas y de aparatos (p.ej. controles de puertas, instalaciones de ventilacin, bombas de agua no potable, etc.). Asimismo, LOGO! se puede utilizar para controles especiales en invernaderos o jardines de invierno, para el procesamiento previo de seales en controles y, mediante la conexin de un mdulo de comunicaciones (p. ej., ASi), para el control descentralizado in situ de mquinas y procesos. Para las aplicaciones en serie en la construccin de mquinas pequeas, aparatos y armarios de distribucin, as como en el sector de instalaciones, existen variantes especiales sin unidad de operacin y de visualizacin. Qu tipos de dispositivos estn disponibles? Modelos LOGO! Basic para dos clases de tensin:

Clase 1 < 24 V, es decir, 12 V CC, 24 V CC, 24 V CA Clase 2 > 24 V, es decir, 115...240 V CA/CC Y a su vez: Variante con pantalla: 8 entradas y 4 salidas. Variante sin pantalla: 8 entradas y 4 salidas.

Cada variante est integrada en el espacio que ocuparan 4 mdulos para termomagnticas DIN (4 TE), dispone de una interfaz de ampliacin y proporciona funciones bsicas y especiales para la creacin de programas. Qu mdulos de ampliacin estn disponibles? Mdulos digitales DM8... para 12 V DC, 24 V AC/DC y 115...240 V AC/DC con 4 entradas y 4 salidas. Mdulos digitales DM16... para 24 V DC y 115...240 V AC/DC con 8 entradas y 8 salidas. Mdulos analgicos para 24 V DC y en parte para 12 V DC, con 2 entradas analgicas o con 2 entradas Pt100 con 2 salidas analgicas. Los mdulos digitales y analgicos estn integrados en 2 4 TE y disponen de dos interfaces de ampliacin respectivamente de modo que se puede conectar otro mdulo a cada uno de ellos. Los mdulos digitales se pueden utilizar para interactuar o comandar controladores de velocidad de manera digital. Qu mdulos de comunicacin existen? Mdulo de comunicacin (CM) Interfaz AS, que se describe con mayor detalle en una documentacin propia. El mdulo de comunicacin dispone de 4 entradas y salidas virtuales y funciona como interfaz entre una interfaz AS y el sistema LOGO!. Con ayuda del mdulo es posible transferir 4 bits de datos de LOGO! Basic al sistema de la interfaz AS y/o en direccin inversa. Mdulo de comunicacin (CM) EIB/KNX, que se describe con mayor detalle en una documentacin propia. CM EIB/KNX es un mdulo de comunicacin (CM) parala conexin de LOGO! a EIB. Como interfaz con EIB, el CM EIB/KNX permite la comunicacin con otras estaciones EIB. Para ello se define una configuracin en el CM EIB/KNX, que especifica qu entradas/salidas de LOGO! deben establecerse con el bus EIB. Las entradas y salidas correspondientes pueden conectarse con las funciones de LOGO!. Logo sigue evolucionando por lo que al momento de utilizarlo conviene averiguar sobre las nuevas prestaciones


El siguiente grfico muestra un logo 12/24 RC

En la figura se muestran las conexiones en donde la alimentacin se realiza con C.C. Mientras que las salidas son alimentadas con 220 V de C.A. Cada salida puede tener ser alimentada con una tensin diferente. Las entradas se identifican con la letra ( I ) seguida de un numero. Las salidas con la letra ( Q ) seguida de un numero. Programacin La programacin puede ser realizada con el teclado incorporado y puede visualizarse en el display Tambin pueden modificarse los parmetros de programacin desde el teclado. Otra opcin es programar desde un computadora con el programa logo confort.,para lo cual es necesario en cable Que vincula el logo con la pc. Este programa podra realizarse con diagrama de bloques o con diagrama de contactos. Tambin permite emular el programa cargado en la pantalla de la P.C. Tanto los programas como el propio mdulo estn en constante evolucin y permanentemente se incorporan modificaciones que se adicionan a lo contenido en este apunte. Pasos a tener en cuenta para realizar un programa Para realizar un programa, lo primero a tener en cuenta es la cantidad de entradas y salidas que intervienen en el mismo. Se debe leer con detenimiento el problema para determinar lo antedicho. Por ejemplo en el ejercicio no 1 se utilizaran 3 entradas y 2 salidas. Las entradas generalmente estn asociadas a interruptores, pulsadores, finales de carrera, sensores, es decir todo elemento que mediante una accin fsica, entregue tensin al logo al P.L.C. o al microcontrolador. Las salidas estn asociadas a los elementos a los cuales hay que energizar para que produzcan una accin, por ejemplo solenoides pertenecientes a vlvulas o rels, lmparas u otros circuitos, se debe tener en cuenta que la tensin que proveen las salidas depende del tipo de logo que se utiliza y por ello de la alimentacin donde est conectado.

L N

+ -

Entradas analgicas o digitales

Teclado de programacin

salidas

Pantalla

Conexin a pc


Si a la salida se va a conectar un motor trifsico antes debe interponerse un contactor, o sea que el logo alimenta el solenoide del contactor y este alimenta al motor a travs de la red trifsica. Un programa se podra dividir en tres partes o bloques ,las entradas, el control y las salidas.

Los bloques de control pueden ser funciones bsicas o especiales por lo cual se sugiere hacer una investigacin para conocerlas primero.

Diagrama Espacio fase Se utiliza para indicar la accin de los cilindros.

I2 I1

Entradas Bloque de control Salidas

Vstago extendido

Vstago retrado

Final de carrera que se acciona cuando el cilindro se encuentra en esa posicin

I1

I2


Cuando deben trabajar varios cilindros en conjunto, donde el movimiento de uno depende del otro se ver este tipo de figuras. Normalmente I1, I2, I3, I4 corresponden a las entradas asignadas a los finales de carrera que sern accionados por los pistones segn la posicin que tomen en cada parte del diagrama. Q1 y Q2 son las salidas que deben ser energizadas para que el pistn pase de la posicin de vstago retrado a extendido. Esto es posible porque existe una electrovlvula que permite la llegada de aire al pistn. Para que el pistn se retraiga se debe des energizar la vlvula correspondiente. Se recuerda que en estos casos es condicin que los dos finales de carrera se encuentren accionados por el pistn y por lo tanto las entradas energizadas, por ejemplo: deben estar activadas I2 e I4 para que se energice Q1 (cuadro A) Otro ejemplo: deben estar activadas I2 e I3 para que se des energice Q2 (cuadro D) A B C D I1 I2 QI I3 I4 Q2


Trabajo prctico nmero 1 Control de un circuito neumtico en forma manual Objetivo: que el alumno reconozca y utilice funciones generales y asocie las distintas herramientas, para la solucin de la situacin problemtica planteada Actividades: diseo del circuito , programacin, montaje de los elementos

Puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando las funciones generales y especiales de logo mediante el cual se cumplan las siguientes condiciones. Cerrando el interruptor 1 se extiende el vstago de c1 Cerrando el interruptor 2 se extiende el vstago de c2 Cerrando el interruptor 3 extiende el vstago de c1 y c2 Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

L N

COMPRESOR


Trabajo prctico nmero 2

Control de un circuito neumtico en forma automtica Objetivo: que el alumno reconozca y utilice funciones generales y especiales asocie las distintas herramientas, para la solucin de la situacin problemtica planteada Actividades: diseo del circuito, programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos.

Planteo del problema: disear un circuito utilizando las funciones especiales y generales de logo mediante el cual se cumplan las condiciones del diagrama espacio fase Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

C1 C2

L N

VASTAGO EXTENDIDO

COMPRESOR

VASTAGO RETRAIDO

VASTAGO EXTENDIDO

VASTAGO RETRAIDO



Temporizadores - secuencia paso a paso Objetivo: que el alumno reconozca y utilice funciones especiales, manejo de temporizadores asocie las distintas herramientas, para la solucin de la situacin problemtica planteada Actividades: diseo del circuito, programacin, montaje de los elementos

Puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos.

Planteo del problema: disear un circuito utilizando las funciones especiales y generales de logo mediante el cual se cumplan las siguientes condiciones. Al accionar el interruptor 1 se encienden las lmparas L1,L2,y L3 de acuerdo al diagrama espacio fase se repite el ciclo mientras este accionado B1. Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

conectada desconectada

L1 L2 L3

1seg. 1seg. 1seg. B1

L1 L2

L N

1



Control automtico de un portn Objetivo: que el alumno reconozca y utilice funciones especiales asocie las distintas herramientas, para la solucin de la situacin problemtica planteada Actividades: diseo del circuito, programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando las funciones especiales y generales de logo mediante el cual se cumplan las siguientes condiciones. Estando el sistema en espera permanece encendida la lmpara L1 Al recibir una seal emitida por 1 se apaga L1 y comienza a destellar la lmpara L2 a intervalos regulares

de 1 segundo 4 segundos despus , la barrera se abre ,el ngulo de apertura lo controla el fin de carrera fca (sigue

destellando l2) Transcurridos los 10 segundos la barrera se cierra, el cierre es controlado por el fin de carrera fcc Al actuar fcc se apaga la lmpara L2 y se enciende L1 Tarea

Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

k1 k2

L1

FCA

M

kI k2

R N

FCC


Trabajo prctico nmero 5 Control automtico de entrada salida y cantidad de plazas de un estacionamiento Objetivo: que el alumno reconozca y utilice funciones especiales, contadores. Actividades: diseo del circuito, programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos.

Planteo del problema: disear un circuito utilizando las funciones especiales y generales de logo mediante el cual se cumplan las siguientes condiciones. Se trata de una playa de estacionamiento con un determinado nmero de plazas, se interpreta que cada Vehculo que ingresa ocupara una plaza y el que sale la desocupa, mientras existan plazas disponibles Se mantendr encendido el cartel indicador (hay lugar) cuando se cubran todas se mantendr encendido el cartel indicador (completa) se desconecta (hay lugar) Cuando un vehculo sale se activa una seal luminosa y auditiva en forma intermitente esta seal permanece activada durante 8 segundos. Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

SS SE

L1 L2 L3

L N



CONTROL DE FRECUENCIA Y ENTRADAS ANALGICAS Objetivo: que el alumno reconozca y utilice funciones especiales, entradas analgicas y comparadores. asocie las distintas herramientas, para la solucin de la situacin problemtica planteada Actividades: diseo del circuito, programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando las funciones especiales y generales de logo mediante el cual se cumplan las siguientes condiciones. Al conectar el interruptor I0, se activa una salida que energiza el controlador

de velocidad. El motor de la maquina debe superar las 1200 RPM para que comience el proceso.

Esa velocidad es controlada por el sensor (SV) que enva dos pulsos por cada revolucin. Al llegar el motor a la velocidad de rgimen se abre la vlvula que permite el paso del material a

centrifugar. El proceso, durar un minuto a partir de que la materia prima llega a 70C.

Esta temperatura es controlada por el sensor de temperatura (ST) conectado a la entrada analgica I8 Si la velocidad desciende por debajo de las 900 RPM acta una seal de alarma

Si no es atendida antes de que transcurran los 30 segundos se detiene la mquina. Si la temperatura del material supera los 100C se activa la salida que conecta los ventiladores. Tarea

Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

N

C2

L

+ -

M

I

0

P

J

MICROMASTER

VA VENT

ST

SV


CUESTIONARIO LOGO Y NEUMTICA LOGO

1. A QUE SE LLAMA LOGO? 2. PARA QUE SE LO UTILIZA? 3. EXISTE OTRO TIPO CONSTRUIDO POR OTROS FABRICANTES? 4. QUE TENSIN SE LE APLICA? 5. COMO PUEDEN SER LAS ENTRADAS Y LAS SALIDAS? 6. QUE SON LOS MDULOS DE EXTENSIN Y PARA QUE SE UTILIZAN? 7. REALICE UN CIRCUITO DE CONEXIN ELCTRICA ENTRE UN LOGO , DOS ELECTRO VLVULAS,

Y CUATRO FINALES DE CARRERA 8. COMO SE PUEDE PROGRAMAR UN LOGO? 9. PUEDE UN LOGO INTERACTUAR CON UN PLC O UN CONTROLADOR DE VELOCIDAD? CMO?

NEUMTICA 1. COMO ACTA UN CILINDRO DE DE SIMPLE EFECTO? 2. COMO ACTA UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO? 3. PARA QUE SIRVE UN PISTN CON IMN INCORPORADO? 4. PARA QUE SIRVE LA AMORTIGUACIN DE FIN DE CARRERA? 5. QUE ES UN CILINDRO SIN VSTAGO? 6. COMO ACTA UN COMPRESOR? 7. COMO ACTA UN PRESOSTATO? 8. POR QUE NO PUEDE FUNCIONAR UN CILINDRO SIN UNA VLVULA? 9. QUE ES UNA VLVULA DE PASO ,DONDE SE APLICA? 10. QUE ES UNA VLVULA DIRECCIONAL? 11. QUE ES UNA VLVULA DE RETENCIN? 12. QUE ES UNA VALVULA MONOESTABLE? 13. QUE ES UNA VALVULA BIESTABLE? 14. EN QUE SE DIFERENCIAN UNA VALVULA MONOESTABLE Y UNA BIESTABLE? 15. CUANDO CONVIENE UTILIZAR UNA VALVULA BIESTABLE? 16. QUE ES UNA VLVULA 2/2 DONDE SE APLICA? 17. QUE ES UNA VLVULA 3/2 DONDE SE APLICA? 18. QUE ES UNA VLVULA 4/2 DONDE SE APLICA? 19. QUE ES UNA VLVULA 5/2 DONDE SE APLICA? 20. QUE ES UNA VLVULA 5/3 DONDE SE APLICA? 21. QUE REPRESENTAN EL PRIMER Y SEGUNDO NUMERO RESPECTIVAMENTE? 22. QUE SE ENTIENDE POR VACO? 23. QUE SON LAS VENTOSAS? 24. DE QUE DEPENDE LA FUERZA QUE EJERCE UN CILINDRO? 25. QUE FUNCIN CUMPLE EL SOLENOIDE? 26. DE QUE DEPENDE LA VELOCIDAD DE DESPLAZAMIENTO DEL VSTAGO? 27. CON QUE SE INTERCONECTAN LAS VLVULAS CON LOS CILINDROS?


Robtica Que es la robtica La definicin adoptada por el Instituto Norteamericano de Robtica aceptada internacionalmente para Robot es:

Manipulador multifuncional y reprogramable, diseado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos programados y variables que permiten llevar a cabo diversas tareas. La anterior definicin puede reducirse groseramente para su manejo como:

Manipulador multifuncional programable Si buscamos en otras fuentes especializadas o diccionarios encontraremos:

Aparato automtico que realiza funciones normalmente ejecutadas por los hombres. Mquina con forma humana

El trmino "robot" se debe a Karel Capek, quien lo utiliz en 1917 por primera vez, para denominar a unas mquinas construidas por el hombre y dotadas de inteligencia. Deriva de "robotnik" que define al esclavo de trabajo. Una vez comprendido el concepto de robot podemos avanzar hacia la definicin de la ciencia que estudia este tipo de dispositivos, la cual se denomina "Robtica" y ha evolucionado rpidamente en estos ltimos aos. Podramos aproximarnos a una definicin de Robtica como:

El diseo, fabricacin y utilizacin de mquinas automticas programables con el fin de realizar tareas repetitivas como el ensamble de automviles, aparatos, etc. y otras actividades. Bsicamente, la robtica se ocupa de todo lo concerniente a los robots, lo cual incluye el control de motores, mecanismos automticos neumticos, sensores, sistemas de cmputos, etc. De esta definicin podemos concluir que en la robtica se anan para un mismo fin varias disciplinas confluyentes, pero diferentes, como ser la Mecnica, la Electrnica, la Automatizacin, la Informtica, etc. La robtica hoy En el principio del siglo XXI encontramos algo retrasada la tan mentada era robtica, sobre todo si comparamos la realidad con las pelculas de ciencia ficcin que vemos a diario, donde podemos apreciar amas de casa felices por haber sido relevadas por estas fabulosas mquinas de la pesada tarea domstica, o relucientes soldados artificiales que nos relevan de tener que cumplir con el servicio militar y las peligrosas guerras, o las hermosas seoritas metalizadas que nos pueden servir un refrescante trago en el bar de la esquina o ... Mientras tanto, en la actualidad, en la industria, robots realizan tareas que antes estaban reservadas para los operarios humanos. Estos certeros dispositivos realizan sus tareas con mayor exactitud, velocidad, repetitividad, son incansables, realizan trabajos peligrosos y hasta inaccesibles para una persona y hasta son ms econmicos que sus "contrapartes" humanos.

Esta ltima cuestin es discutible en parte actualmente, y nos lleva a una disputa social, ya que los obreros aceptan trabajar por menos remuneracin con tal de no perder su empleo. Por ejemplo, Japn robotiza todo lo que se pone a mano, mientras que el resto de Oriente es mundialmente conocido por su mano de obra baratsima. Asimismo, es necesario recalcar que hoy en da se encuentran dispositivos que cumplen slo con la funcin de entretener, sin realizar trabajo til, an cuando pueden utilizar tecnologa avanzada. Podemos encontrar una variedad inmensa de robots y de posibles tareas que realizan cada uno de ellos.


Introduccin a la robtica Cuando hablamos de robots la imaginacin nos traslada seguramente a un mundo de ciencia ficcin con mquinas que vimos en pelculas, de apariencia casi humana algunos, otros con cierta similitud, algunos con "instinto" asesino, otros con un gran sentido del humor y simpticos, otros inofensivos pero cascarrabias, etc. Pero luego "bajamos" a nuestra realidad y observamos que muchas de las tareas que desarrollamos diariamente, la mayora de ellas repetitivas, bien podra realizarla algn autmata preparado para tal fin. Pues esa es una de las funciones que un robot de esta poca debera tranquilamente realizar para nosotros. Hay que notar que en el prrafo anterior utilizo el trmino "debera realizar" en vez de "realiza", y esto es una de las deudas que tiene con nosotros an la robtica, como se describe en el apartado La robtica hoy. De cualquier manera existen hoy en da algunos robots para uso cotidiano, pero an no estn al alcance de todos, econmicamente hablando. La robtica es una actividad que entusiasma a cualquiera, pues se siente maravilloso participar en el diseo, armado y ajuste de un dispositivo que muchas veces tiene "vida" propia y que realiza tareas que le son propias a su creador, al margen que da la posibilidad de vrselas con la electrnica, la mecnica, la neumtica, la informtica, la matemtica, la fsica, ..., en fin, con las ms variadas disciplinas que nos ayudarn a conseguir nuestro objetivo: la creacin de un robot. Tipos de robot

Existen, como seguramente apreciaste en la seccin La robtica hoy, una amplia gama de robots cuya utilidad depende de las aplicaciones para las cuales fueron diseados. La evolucin de los robots a lo largo de la historia ha dado lugar a muchos tipos de clasificaciones posibles, las cuales la mayor parte de las veces no son rigurosas, y se van modificando conforme avanza la tecnologa. Citaremos algunas a continuacin: Una clasificacin un tanto general, de acuerdo a la utilidad social de los robots sera la siguiente: Robots industriales

Vehculos de control remoto

Terrestres Marinos Areos Espaciales

Prtesis para uso humano

Robots didcticos Estticos Mviles Robots de juguete Robots de uso casero Otros tipos Los robots industriales son los que ms aplicacin til han tenido para la sociedad, visto desde el punto de vista prctico, ya que los productos que ellos fabrican por lo general salen para consumo masivo. Tambin llamados manipuladores, realizan tareas repetitivas y se emplean en gran escala en la industria automotriz, en la electrnica y en otras, donde se utilizan para armar o ensamblar automticamente los respectivos productos, taladran, ponen componentes, los ajustan, sueldan, pintan, transportan piezas, etc. Generalmente tienen la forma de un brazo mecnico donde se adapta en su extremo la herramienta que sea necesaria.

Los vehculos de control remoto pueden ser clasificados dentro de la categora de robots y se utilizan para movilizar herramientas o instrumentos en los sitios donde el hombre no puede acceder debido a las condiciones fsicas o climticas del lugar. Los hay terrestres, submarinos, areos y espaciales, siendo stos los ms sofisticados. Podemos citar como ejemplos los robots que se emplean para construir tneles, apagar incendios, los militares, los misiles teledirigidos, los vehculos espaciales teledirigidos o autnomos que permiten recorrer la superficie de un planeta o satlites, los que tienden cables submarinos, los que exploran el fondo del mar dirigidos desde un barco, etc.

Las prtesis para uso humano tambin pueden considerarse como robots, ya que reemplazan funciones en los miembros inferiores y superiores de los seres humanos.


Se han desarrollado verdaderas obras de arte en aparatos electromecnicos y electrnicos que realizan en forma parecida el trabajo de las manos con sus dedos y las piernas.

Los robots didcticos o experimentales estn dedicados a la enseanza y aprendizaje de la robtica, y no cumplen una tarea especfica como tal. Generalmente tienen la forma de un brazo mecnico que imita la forma humana o de los robots industriales. Bsicamente podemos decir que hay dos tipos de robots didcticos: los estticos, que van sobre una base fija, y los mviles, que van montados sobre una plataforma que se puede desplazar sobre una superficie lisa.

Como su nombre lo indica, los robots de juguete son dispositivos generalmente fabricados en serie, y que imitan o inclusive cumplen algunas funciones similares a las de los robots didcticos o experimentales, y algunas veces se confunden con ellos. Hay algunos con forma de humanoides o de robots tipo vehculo control remoto. Algunos tienen un control remoto, otros funcionan de forma autnoma y otros tienen un interface a una computadora.

Los robots de uso casero son uno de los grandes sueos de la humanidad, ya que con ellos se espera lograr el ayudante perfecto para las tareas domsticas que tanto nos aburren a diario. Este tipo de robot debe tener libre movimiento, es decir no debe estar conectado a un control externo, y por lo tanto tiene su propio sistema de control. Podra pensarse en ellos para que limpien, nos preparen y sirvan alimentos, transporten objetos (la basura!), etc. Este tipo de robot es uno de los mas vistos en los filmes de ciencia ficcin, y por ahora no hay noticias a nivel industrial y comercial de alguno que nos pudiera ayudar a ser un poco mas felices. Hay otros tipos de robots, evidentemente, que no se pueden clasificar en las categoras mencionadas, y que tienen diferentes aplicaciones, como las manos teledirigidas que sirven para trabajar con productos radioactivos o peligrosos, o las plataformas automatizadas para el manejo de mercancas en bodegas o libros en bibliotecas, etc.

La siguiente clasificacin es "vista" desde el punto de vista del robot industrial como eje de la misma:

Manipuladores Manual De secuencia fija De secuencia variable

Robots de repeticin o aprendizaje Robots controlados por computadora Robots inteligentes Microbots

los Manipuladores son sistemas mecnicos multifuncionales, con un sistema de control simple y se emplean en tareas sencillas y repetitivas. Si el movimiento del robot es controlado directamente por el operador humano se dice que es un Manipulador Manual. Si, en cambio, el proceso, preparado previamente, se repite de forma invariable se dice que es un Manipulador de Secuencia fija. Y si se pueden alterar algunas de las caractersticas del ciclo de trabajo se dice que es de Manipulador de Secuencia variable. Un robot de repeticin o aprendizaje es un manipulador que repite una secuencia de movimientos que fueron previamente ejecutados por un operador humano, haciendo uso de un dispositivo controlador manual. En la actualidad es el que ms se utiliza en la industria, y por el tipo de programacin a que se hizo referencia, recibe el nombre de gestual. Si a un manipulador se lo controla desde una computadora, logramos lo que se denomina robot controlado por computadora. En este tipo de robot se precisa de un lenguaje de programacin especfico con el cual se desarrolla el programa al que responder la mquina. Este lenguaje se compone de instrucciones a las que responde el robot, y el programa "corre" en la computadora. A este tipo de programacin del robot se la llama textual, y obsrvese que no se necesita la intervencin del manipulador en la primera instancia. Los robots inteligentes son similares a los controlados por computadora, pero a diferencia de stos, tienen la capacidad de relacionarse con el mundo real (el mundo que les rodea) a travs de sensores apropiados y tomar decisiones adecuadas a las circunstancias en tiempo real. Se dice que son autoprogramables.

Para fines educativos, de entrenamiento o investigacin existen numerosos robots de formacin o microrobots, cuya estructura general y funcionamiento son similares a los de un robot industrial.


Algunos son autnomos y otros funcionan si estn conectados a una computadora hogarea con su correspondiente software. Su costo es accesible al usuario medio, y por ello se transforma en una herramienta valiosa para los que se quieran iniciar en la robtica. Partes de un robot Nuevamente, como en la seccin Tipos de robots, vamos a analizar los componentes de los robots desde puntos de vista diferentes, desde un punto de vista general, y desde un punto de vista industrial. Como todo dispositivo funcional, los robots tienen una estructura formada por diferentes sistemas o subsistemas y componentes. Si observamos la forma y el funcionamiento de los diferentes tipos de robots podemos deducir que todos tienen algo en comn: La estructura o chasis Las fuentes de movimiento Los medios de transmisin de movimiento Los medios de locomocin Los medios de agarre Las fuentes de alimentacin Los sensores Los circuitos de control La estructura o chasis es la encargada de darle forma al robot y sostener sus componentes. Puede estar constituida por numerosos materiales, como plsticos, metales, etc. y tener muchas formas diferentes. As como en la naturaleza, los robots pueden ser del tipo "endoesqueleto", donde la estructura es interna y los dems componentes externos, o "exoesqueleto", donde la estructura est por fuera y cubre los dems elementos. Las formas de las estructuras son de lo ms variadas, tanto hasta donde la imaginacin y la aplicacin que se le va a dar al robot lo permitan.

Las fuentes de movimiento son las que le otorgan movimiento al robot. Una de las ms utilizadas es el motor elctrico, tambin se utilizan cilindros que utilizan energa neumtica o hidrulica. Un motor es un dispositivo que convierte la energa elctrica en energa mecnica rotacional que se utiliza para darle movimiento a ruedas y otros medios de locomocin. En robtica se utilizan motores de CC y CA , servomotores y motores paso a paso. Una fuente de movimiento nueva que apareci recientemente en el mercado son los msculos elctricos, basados en un metal especial llamado Nitinol. Cuando las fuentes de movimiento no manejan directamente los medios de locomocin del robot, se precisa una interface o medio de transmisin de movimiento entre estos dos sistemas, que se utiliza para aumentar la fuerza o para cambiar la naturaleza del movimiento, por ejemplo para convertir un movimiento circular en lineal, o para reducir la velocidad de giro. Se suelen emplear conjuntos de engranajes para tal fin, aunque tambin se usan ruedas de friccin o poleas y correas. Los medios de locomocin son sistemas que permiten al robot desplazarse de un sitio a otro si ste debe hacerlo. El ms utilizado y simple es el de las ruedas y le siguen en importancia las piernas y las orugas. Algunos robots deben sostener o manipular algunos objetos y para ello emplean dispositivos denominados de manera general medios de agarre. El ms comn es la mano mecnica, llamada en ingls "gripper" y derivada de la mano humana. En los robots industriales se usan mecanismos especiales para sostener herramientas o piezas de formas determinadas.

La fuente de alimentacin de los robots depende de la aplicacin que se les d a los mismos, as si el robot se tiene que desplazar autnomamente, se alimentar seguramente con bateras elctricas recargables, mientras que si no requiere desplazarse o slo lo debe hacer mInimamente, se puede alimentar mediante corriente alterna a travs de un convertidor. En los robots de juguete o didcticos se pueden emplear bateras comunes o pilas, y en los de muy bajo consumo celdas solares. Los sensores le permiten al robot a manejarse con cierta inteligencia al interactuar con el medio. Son componentes que detectan o perciben ciertos fenmenos o situaciones. Estos sensores pretenden en cierta forma imitar los sentidos que tienen los seres vivos.


Entre los diferentes sensores que podemos encontrar estn las fotoceldas, los fotodiodos, los micrfonos, los sensores de toque, de presin, de temperatura, de ultrasonidos e incluso cmaras de video como parte importante de una "visin artificial" del robot. Los circuitos de control son el "cerebro" del robot y en la actualidad estn formados por componentes electrnicos ms o menos complejos dependiendo de las funciones del robot y de lo que tenga que manejar. Actualmente los modernos microprocesadores y microcontroladores, as como otros circuitos especficos para el manejo de motores y rels, los conversores A/D y D/A, reguladores de voltaje, simuladores de voz, etc. permiten disear y construir tarjetas de control para robots muy eficientes y de costo no muy elevado. El bajo costo actual de una computadora personal permite utilizarla para controlar robots de cualquier tipo utilizando las grandes ventajas que supone dicho dispositivo. Pasando al entorno industrial, podemos observar lo siguiente en los dispositivos que se encuentran instalados en muchsimas fbricas: En los sistemas automticos de manipulacin de piezas u objetos podemos distinguir tres partes estructurales muy bien definidas. La primera es la mquina propiamente dicha, o sea todo el sistema mecnico y los motores o actuadores y el sistema de agarre o sujecin de los objetos. Los sensores de fuerza, visin y sonido son detectores necesarios para que la mquina sepa exactamente el estado de todas las variables que precisa para una correcta actuacin. El sistema de control y el lenguaje de programacin forman el sistema de toma automtica de decisiones, que incluye la planificacin, el control de los movimientos y la interpretacin de los datos que aportan los sensores. Detallando ahora estos elementos podemos ver la estructura de un robot de tipo industrial en la siguiente tabla, observemos que el brazo mecnico es slo una parte de todo el mecanismo:

El manipulador

El controlador

de posicin

cinemtico dinmico adaptativo

Los elementos motrices Neumticos Hidrulicos Elctricos

El elemento terminal Aprehensor Herramienta

El manipulador o brazo son los elementos mecnicos que propician el movimiento del elemento terminal. Los elementos rgidos del brazo estn relacionados entre s mediante articulaciones, las cuales pueden ser giratorias o prismticas. El nmero de elementos del brazo y el de las articulaciones que los relacionan determinan los grados de libertad del manipulador, que en los robots industriales suele ser seis. El controlador es el dispositivo que se encarga de regular el movimiento de los elementos del brazo, y de todo tipo de acciones, clculos y procesos de informacin. La complejidad del control vara con los parmetros que se manejan, existiendo varias categoras de controlador: El controlador de posicin solo interviene en el control de posicin del elemento terminal, pudiendo actuar punto a punto, o bien en modo continuo. El controlador cinemtico adems de la posicin controla la velocidad del brazo. El controlador dinmico tiene en cuenta tambin las propiedades dinmicas del manipulador, motores y elementos asociados. El control adaptativo, adems de lo indicado en los anteriores, tambin considera la variacin de las caractersticas del manipulador al variar la posicin.


Desde otra ptica, el controlador puede ser de lazo abierto o de lazo cerrado. En el primero se manda una seal de control, pero no se verifica si se ha reproducido con exactitud o se ha cometido un error al ejecutarse. En el segundo caso, existe una realimentacin de la salida, cuya informacin se compara con la seal de mando, tratndose el error, si lo hubiera, de manera adecuada para lograr alcanzar lo que se pretenda con la seal de mando. Los elementos motrices o actuadores se encargan de mover las articulaciones, a travs de cables, poleas, cadenas, engranajes, etc. Su clasificacin se realiza de acuerdo al tipo de energa que utilizan: Los actuadores neumticos emplean el aire comprimido como fuente de energa y se utilizan para controlar movimientos rpidos pero de no mucha precisin. Los actuadores hidrulicos se utilizan cuando se requiere una gran capacidad de carga, junto con una precisa regulacin de velocidad. Los actuadores elctricos son los que ms se utilizan, por su fcil y preciso control, y por las ventajas del funcionamiento mediante energa elctrica. Al final del brazo se acopla una garra (aprehensor) o una herramienta, segn sea necesario, que ser la encargada de concretar la tarea prevista, ste se conoce como elemento terminal. Por lo general deber soportar una elevada capacidad de carga, y al mismo tiempo convendr que sea de reducido peso y tamao. Los robots de ltima generacin pueden interactuar con el medio de una manera ms inteligente, es decir relacionarse eficazmente con el entorno y tomar decisiones en tiempo real, adaptando el plan de accin a las circunstancias de cada momento, todo esto gracias los diferentes sensores, que les brindan informacin de posicin, velocidad, aceleracin, fuerza, dimensiones de objetos, temperatura, etc. De esta manera, con la informacin actualizada permanentemente, hace de estos robots auto programables, lo que supone disponer de un cierto grado de Inteligencia artificial. Concluyendo este tema, en la siguiente tabla se pueden apreciar la mayor parte de las caractersticas que llevan a decidir entre un robot industrial y otro:

Caractersticas bsicas que definen un robot Trmino Definicin

Grados de libertad Es el nmero de movimientos bsicos e independientes que posicionan a los elementos de un robot Precisin repetitiva (Repetitividad)

Es la capacidad de volver a situarse la mano en un punto determinado un nmero indefinido de veces

Capacidad de carga Es el peso mximo que el robot puede manipular

Regin espacial de trabajo Es el volumen en el cual el robot puede manipular objetos. Se define segn las coordenadas de programacin

rea de trabajo lineal Es la superficie plana sobre la cual el robot puede manipular objetos

Velocidad Es la rapidez con que trabaja el robot, una medida de su rendimiento Coordenadas de los movimientos

Es el tipo de sistema de posicionamiento y orientacin del elemento terminal del robot

Tipo de actuador Es el tipo del elemento motriz que genera los movimientos de las articulaciones del robot Programabilidad Es la manera como se programa el robot para sus tareas

Glosario Armadura: Conjunto de elementos del manipulador, donde se articula el brazo para realizar su misin. Automatizacin: Ciencia que trata de sustituir en un proceso el operador humano por un determinado dispositivo, generalmente electromecnico. Autooperador: Manipulador automtico no reprogramable . Asimov, Isaac: Escritor y cientfico ruso y nacionalizado americano, importante autor de ciencia ficcin, ya fallecido. Utiliz la palabra "Robtica" en su obra "Runaround", y se volvi muy popular a partir de una serie de historias breves llamadas "I Robot", escritas desde 1950. Muy conocido por su referencia a los robots y a sus implicancias en el mundo del futuro. Autor de las famosas leyes de la robtica.


Balanceo: Uno de los tres movimientos permitidos a la mueca del robot. Llamado as por similitud con el correspondiente movimiento de un barco o avin. Movimiento de giro alrededor de un eje longitudinal (horizontal) de un barco. Brazo del robot: Una de las partes del manipulador. Soportado en la base de ste, sostiene y maneja la mueca (donde va instalado el til de toma de objetos). Cabeceo: Uno de los tres movimientos permitidos a la mueca del robot. Llamado as por similitud con el correspondiente movimiento de un barco o avin. Movimiento de giro alrededor de un eje transversal al buque Cadena cinemtica: Conjunto de elementos mecnicos que soportan la herramienta o til del robot (base, armadura, mueca, etctera). Capek, Karel: Dramaturgo checo, quien mencion la palabra "Robot" por primera vez en 1917 en una historia llamada "Opilec", y se difundi en una obra suya ms popular llamada "Rossum's Universal Robots", la cual data de 1921. Robot deriva de "robotnik", con la cual defina al "esclavo de trabajo", y con ella se designaba a un artilugio mecnico con aspecto humano y capaz de desarrollar incansablemente tareas que estaban reservadas hasta el momento a los hombres. Cinemtico: En robtica se utiliza este trmino para referirse a los accionamientos de un manipulador que suponen una unin fsica directa entre los mandos del operador y el elemento terminal Control analgico: La informacin de control es dada en forma de valores (variables de un modo continuo) de ciertas cantidades fsicas (analgicas) Control numrico: Los datos estn representados en forma de cdigos numricos almacenados en un medio adecuado. Se llaman tambin sistemas de punto a punto, o de camino continuo.

Manipulador de control remoto: Aqul en que cada grado de libertad est actuado por un dispositivo independiente, con lo que puede no estar unido cinemtica mente al actuador del operador. Coordenadas: Sistema de ejes para el posicionamiento de un punto en el plano o en el espacio. Pueden ser: a) Angulares. Si la referencia de un punto se hace mediante la definicin de ngulos a partir de los ejes (origen de los ngulos). b) Polares. Se establece un punto mediante la indicacin de un ngulo y un valor escalar (numrico). c) Rectangulares. Cuando los puntos estn definidos por varios nmeros (dos o tres). Eje: Cada una de las lneas segn las cuales se puede mover el robot o una parte de l (algn elemento de su estructura). Pueden ser ejes o lneas de desplazamiento longitudinal sobre s mismo (articulacin prismtica) o ejes de giro (rotacin). Cada eje define un grado de libertad del robot Elemento: Cada uno de los componentes de la estructura de un manipulador. Pueden ser elemento maestro, esclavo, de unin, terminal, etc. Garra: Una de las configuraciones tpicas del elemento terminal de un manipulador. Es un elemento de precisin y potencia medias Giro: Movimiento bsico de un manipulador Grado de libertad: Cada uno de los movimientos bsicos que definen la movilidad de un determinado robot. Puede indicar un movimiento longitudinal o de rotacin Hidrulico: Es un manipulador cuya energa de movimiento viene proporcionada por un fluido que presiona mbolos. Se consigue una gran potencia en la operacin del robot, aunque se pierda precisin. Neumtico: Es un manipulador cuya energa de movimiento viene proporcionada por un sistema de aire comprimido que presiona mbolos. (en el sistema intervienen vlvulas, compresores, conductos, etc.) Manipulador: En general, cualquier dispositivo mecnico capaz de reproducir los movimientos humanos para la manipulacin de objetos. En particular, suele referirse a los elementos mecnicos de un robot que producen su adecuado posicionamiento y operacin Mquina: Artificio o conjunto de aparatos combinados para recibir cierta forma de energa, transformarla y restituirla en otra ms adecuada o para producir un efecto determinado.


Mueca: Dispositivo donde se articula el elemento terminal (garfio, pinza, etc.) de un manipulador. Es un elemento bsico para la definicin de la flexibilidad y precisin del manipulador. Las posiciones del elemento terminal vienen dadas por los grados de libertad de la mueca Motor paso a paso: Motor elctrico que gira un nmero exacto de grados al recibir una adecuada secuencia de comandos de control. Son motores sumamente precisos. Pinza: Una de las configuraciones caractersticas del elemento terminal de un manipulador o de un robot. Se articula con el resto de la estructura a travs de la mueca. RI: Siglas utilizadas para referirse a un robot industrial Robot: Manipulador mecnico, reprogramable y de uso general. Robot Industrial: En particular, los robots utilizados en la fabricacin o procesamiento de objetos (los ms numerosos) se suelen llamar robots industriales. Rotacin: Movimiento bsico en un manipulador. Este apunte ha sido tomado de Robotics free serv.


Robtica Gua rpida de utilizacin del programa A.C.L. (Lenguaje de Control Avanzado) Programacin con A.T.S. Salir de windows y entrar a D.O.S. Luego cd ATS, luego ejecutar download Con Funcin 4 (f4) entras al terminal Para grabar posiciones se debe recurrir al programa A.T.S. (Programa de Terminal Avanzada) Donde F1(funcin 1) activa al controlador ;F2 lo desactiva; F3 lleva a inicio los ejes; F4 inicia un programa; F5 y F6 mueven a una posicin F7 ensea una posicin mediante coordenadas y F8 guarda los valores de la posicin en la que se encuentra. Luego pulsar F3 para ir a inicio, esta instruccin permitir que el robot examine la posicin de los ejes Para ensearle una posicin, se puede mover al robot mediante ejes mecnicos o coordenadas cartesianas. Primero se debe escribir juntamente Alt-M de este modo se habilita el modo de comando manual. Luego si escribo j (joint) habilito el modo ejes mecnicos o si escribo x ejes cartesianos. A travs del teclado puedo ejecutar los movimientos, desplazndome a la posicin que quiero grabar, los nmeros superiores del teclado corresponden a los ejes, mantenindolos oprimidos se realiza el movimiento, la letra que se encuentra debajo del numero lo mueve en sentido contrario. Luego en la posicin debo salir del modo manual para poder grabar la posicin. Primero debo crear un puntero en donde quedaran almacenadas las posiciones, escribo dimp ar[20] -enter Donde dimp es la instruccin para crear el puntero, ar es el nombre que puede tener hasta 5 caracteres Y [20] la cantidad de posiciones que puede contener el puntero Luego las posiciones pertenecientes a ese puntero se llamaran ar[1] ar[2] etc. Para memorizarlas debo escribir desde la posicin en que se encuentra el robot F8(funcin 8) aparecer here en la pantalla y escribo el nombre del puntero y el nmero de la posicin Ej: ar[1]-enter y as voy almacenando todas las posiciones. Debo recordar que la apertura y cierre de la pinza no es una posicin, como as tampoco los cambios de velocidad, esas instrucciones debo darlas en el programa. Para crear un programa escribo F2(funcin 2) aparecer el editor de textos del DOS Al programa debo encabezarlo como program y el nombre que me guste. Al programa debo guardarlo con la extensin .dnl El programa debe terminar con la instruccin end. Salgo del editor y aparezco en la pantalla inicial Para bajar el programa al robot escribo el nombre del programa pulso enter y luego F1(funcin 1) Con el programa ya cargado escribo F4(funcin 4) entro al terminal, escribo F4(funcin 4) y el nombre del programa

Para parar un programa toco simultneamente ctrl a Instrucciones program ;cualquier programa que se cargue debe iniciarse con progran y el nombre del programa

moved ar[1] ;moverse a la posicin h[1] speed 20 ;cambiar a velocidad 20 moveld ar[2] ;moverse linealmente a la posicin h[2] open ;abrir la pinza close ;cerrar la pinza label 1 ;etiqueta 1 sirve para saltar a esa parte del programa goto 1 ;salta a la etiqueta 1 if enc [6] >-1100 ;si el encoder 6 tiene un valor mayor a 1100 continua con la instruccin siguiente else ;si no continua con las instrucciones que se encuentran despus del else endif ;fin del if if in [1]=1 ;si la entrada 1 esta activada continua con la instruccin siguiente set out [4]=1 ;activa la salida 4 set out [4]=0 ;desactiva la salida 4 define cont ;crea una variable llamada cont set cont =1 ;le adjudica un valor a cont set cont =cont+1 ;cada vez que el programa pase por esta instruccin le suma 1 a cont delay 100 ;espera 1 segundo show enco ;muestra el valor de los encoders end ;final del programa


Un programa como ejemplo

Disear el siguiente proceso utilizando el programa ACL Trasladar la pieza que se encuentra en la base rectangular, al plato mvil. Mediante los sensores ubicados en la base, el robot reconocer la presencia de la pieza, si no la encuentra en la posicin 1 har sonar la alarma conectada a la salida 2. Luego de apoyar la pieza debe girar el palto mvil activando la salida 4 Las posiciones grabadas se llamaran ar[1], ar[2], etc

Pro program ar label 1

Open speed 50 moved ar[1]

if in[1]=1 set out [2] = 0

moved ar[2] speed 5 moveld ar[3] close moved ar[2] speed 50

moved ar[1] moved ar[4] speed 5 moved ar[5] open moved ar[4] set out [4] = 1 delay 500 set out [4] = 0 goto 1 else endif set out [2] = 1 goto 1 end

Eje 1

Eje 2

Eje 3

Eje 4

Eje 6

Eje 5

3

2

1 4

5

TALLER DE AUTOMATIZACIN Y ROBTICA POR EDGARDO E J VAZQUEZ 26


CONTROL DE UN SISTEMA ROBOTICO Objetivo: Que el alumno reconozca y utilice las herramientas para controlar un brazo robtico Que identifique las partes que lo componen. Actividades: Reconocimiento de las partes , preparacin del lugar de trabajo ,programacin,

Reconocimiento de posiciones , puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos

Planteo del problema: Disear el siguiente proceso utilizando el programa ACL Trasladar las piezas que se encuentran en la base rectangular al plato mvil.

Mediante los sensores ubicados en la base el robot, reconocer la presencia de la pieza. si no la encuentra en la posicin 1 la buscara en la 2 ,la 3 o la 4 Los sensores que se encuentran conectados a las entradas 1,2,3,4,respectivamente darn informacin de que piezas estn en la base. Lograr que el robot se mueva al lugar donde se encuentra la pieza, si la base esta totalmente vaca se activara una alarma conectada a la salida 2 La bandeja giratoria realizara un movimiento giratorio activando la salida 4 luego de apoyada la pieza.

Tarea: Realice el programa del otro lado de la hoja

Eje 1

Eje 2

Eje 3

Eje 4

Eje 6

Eje 5



CONTROL DE UN SISTEMA ROBOTICO Objetivo: Que el alumno reconozca y utilice las herramientas para controlar un brazo robtico Que identifique las partes que lo componen. Actividades: Reconocimiento de las partes , preparacin del lugar de trabajo ,programacin,

Reconocimiento de posiciones , puesta en marcha, verificacin de errores,

correccin de los mismos

Planteo del problema: Disear el siguiente proceso utilizando el programa ACL

Transportar los caos de un sector a otro utilizando el robot Adems programar al robot para que los ordene por dimetro En caso de no detectar caos para cargar activar la alarma conectada a la salida 2 El sensor para detectar los caos se encuentra conectado a la entrada 9

Tarea: Realice el programa del otro lado de la hoja


CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES Un controlador lgico programable (PLC) es un dispositivo digital utilizado para el control de maquinas y operacin de procesos. Su origen se remonta a 1968 cuando la empresa norte Americana General Motors Corp. encargo el desarrollo de este producto para dar solucin a los problemas que presentaban las automatizaciones basadas en rels o equipos electrnicos para un fin determinado. El producto fue entregado en 1969, se llamo MODICOM 084 contaba con 255 entradas y salidas y una memoria de 4kb,tenia un peso de 46kg Mas tarde fue la firma Allen Bradley la que empez a producirlos y los bautizo con el nombre de PLC. Los primeros PLC se programaban con un lenguaje tipo secuencial, en el ao 1972 se empez a utilizar el sistema de escalera que utilizamos en la actualidad, conocido como LADDER o KOP para los productos alemanes. Entre el ao 1970 y 1974 los equipos fueron mejorndose hasta poder interactuar con computadoras, que no eran las actuales. El desarrollo se acelero con la utilizacin de microprocesadores lo que permiti el manejo de mayor cantidad de datos e incluso la posibilidad de realizar operaciones aritmticas. Entre el ao 1975 y 1979 el desarrollo fue incesante la incorporacin de memorias mas rpidas y con mayor capacidad de almacenamiento en menor espacio, fue reduciendo el tamao y aumentando la capacidad de los PLC. En los comienzos de la dcada del 80 aparecieron los PLC con entradas y salidas remotas lo que facilitaba el montaje y el cableado de los sensores y los actuadores. El PLC fue diseado para la industria pero en la actualidad debido a la reduccin de su costo se utiliza en todo tipo de instalacin que lo justifique. Por ejemplo sealamiento luminoso, equipos de fro ,controles automticos de acceso, riego automtico ,espectculos, y muchas mas aplicaciones. Los PLC actuales cuentan con temporizadores contadores marcas internas(flags), marcas especiales Salidas tipo set reset entradas y salidas analgicas y digitales, contactos de comparacin entre valores Posibilidad de realizar operaciones matemticas, comunicarse a cualquier distancia, por red, incluso por Internet. ESTRUCTURA DE UN PLC En el grfico se muestra una configuracin elemental de un PLC en el se ve el MODULO DE ENTRADAS la CPU, y el MODULO DE SALIDAS

SALIDAS

CPU

ENTRADAS

DIGITALES

ANALOGICAS

DIGITALES

ANALOGICAS

MEMORIAS

MICROPROCESADOR

INTELIGENTES

FUENTE PUERTO DE

COMUNICACIONES


MODULO DE ENTRADAS Es el elemento en donde se conectaran pulsadores interruptores, finales de carrera, sensores inductivos, capacitivos pticos y todos aquellos dispositivos que informen el estado de los elementos actuantes. Adems se encarga de transformar las seales de entrada a niveles que pueda interpretar la CPU. Asla elctricamente las ENTRADAS respecto de la CPU por medio de optoacopladores Los mdulos de entrada pueden ser digitales, analgicos o tambin mdulos de entrada inteligentes para informacin de posicionamiento, operaciones matemticas complejas, comunicacin. Mdulos digitales: toman como un cero lgico a la falta de tensin y como un uno la presencia de un determinado valor de tensin como demuestra el grfico .24 20V 5V Las entradas estn agrupadas en bytes y cada entrada corresponde a un bit de este. El estado 1 o 0 de las entradas es almacenado en un registro llamado imagen de proceso de entradas Este registro, mantiene guardada la informacin del estado de las entradas durante el ciclo por lo tanto como esta informacin es suministrada al comienzo de dicho ciclo, no ser variada durante el mismo, esto proporciona estabilidad al sistema. +24V SENSOR SEAL TTL I0.0

SEAL TTL PULSADOR I0.1

PULSADOR SEAL TTL

I0.2

Flanco flanco Positivo negativo

0 0v t

ZONA DE SEGURIDAD

1


En el grfico se muestra la arquitectura de las entradas lgicas para CC tipo PNP Mdulos analgicos :transforman una seal analgica en un numero entero con formato de palabra Recordemos que una palabra corresponde a dos bytes es decir 16 bits. 20v Si bien la seal recibida es analgica antes de llegar a la CPU se producen los pasos que indica el siguiente grfico. Seleccin de canal Entradas Analgicas La precisin de la conversin depender de la cantidad de bits utilizada durante el proceso de conversin Un conversor de 8 bits puede tomar 256 valores uno de 12 bits tomara para la misma seal 4096 valores Esto se conoce como resolucin. Mdulos de salida Los mdulos de salida pueden ser analgicos, digitales, con salida a rel, o a transistor Las salidas digitales se agrupan en conjuntos de ocho bits, se puede direccionar con formato de bit o de byte es decir una a una o en conjunto. La alimentacin de las salidas ser realiza mediante una fuente externa y depender del tipo de PLC a utilizar, en nuestro caso utilizaremos 220 V de CA. De acuerdo al resultado del programa de usuario, se ira cargando un registro que contiene la informacin de cmo se irn configurando las salidas ,este registro se denomina imagen de proceso de salidas La escritura de este registro a las salidas fsicas del P L C se realiza al final del ciclo. Las salidas a transistor poseen la ventaja de actuar con gran rapidez pero tienen la limitacin de solo poder manejar corriente continua, estas al igual que las entradas pueden ser NPN o PNP. Las salidas a rel pueden manejar cualquier seal CC o CA pero son de respuesta mas lenta. En el siguiente grfico se muestra la configuracin interna de los distintos tipos de salida.

24v

0v

Analgico Puntos Binario 65.535 1111111111111111 54612 1101010101010100

0

32.767 0111111111111111 12v

Multiplexor analgico

Convertidor A/D

CPU


Salidas a transistor tipo PNP +5V -24V Seal TTL +24V

Salida +24V

+ Seal TTL Salida +24V +5V Seal TTL Salida +24V Salidas a rel +V Seal TTL CPU Esta compuesta por dos partes fundamentales el microprocesador y la memoria Tambin puede contener la fuente de alimentacin y el puerto de comunicaciones El procesador es el encargado de ejecutar el programa que realizo el usuario Para que el procesador realice esta tarea, debe existir un programa realizado por el fabricante Este programa se comporta como un traductor entre el lenguaje de maquina y el usuario Participan en la CPU distintos tipos de memoria TIPO UTILIZACION PROGR BORRADO SIN TENSION RAM lectura escritura elctrica elctrico se pierde EEPROM lectura escritura elctrica elctrico se mantiene


El microprocesador se comunica con los dems elementos del sistema a travs de un grupo de conexiones llamados bus , integrado por el bus de direcciones bus de datos y bus de control. Estas son pistas de cobre que se encargan de transportar datos entre los distintos componentes Las memorias o registros independientemente de su tipo son las encargadas de almacenar la informacin mediante un formato de cdigo binario. Las memorias son un conjunto de celdas, cada celda corresponde a un bit y cada bit puede tener un valor 1 o 0.los bit se agrupan de a 8 formando un byte ,16 bit una palabra 32 bit una palabra doble. Cuando en el bus de control se ordena que se lea un registro o memoria, el microprocesador genera un cdigo binario y lo pone un el bus de direcciones conectado a las patas del integrado de memoria, este cdigo identifica el rea de memoria que se va a leer, los valores de estado de las celdas son trasmitidos a las patas del integrado conectadas al bus de datos permitiendo su lectura. BUS DE DATOS: es por donde se conduce la informacin que contienen los registros. BUS DE DIRECCIONES: es por donde se transporta la informacin que indica cual registro es consultado. BUS DE CONTROL: es por donde viaja la informacin que indica que se debe hacer con los datos.

reloj

MICROPROCESADOR EEPROM

RAM

ENTRADAS Y SALIDAS

BUS DE DIRECCIONES

BUS DE DATOS

BUS DE CONTROL

QUIERO LEER EL VALOR

BUS DE CONTROL

DE LA ENTRADA I 0.6

BUS DE DIRECCIONES

LECTURA DE LA INFORMACION

BUS DE DATOS

QUIERO ESCRIBIR EL VALOR ACTUAL

DE LA ENTRADA I 2.1 ESCRITURA DEL VALOR


De acuerdo al programa del usuario va recorriendo una a una las instrucciones, los datos van quedando almacenados en la memoria, de acuerdo a lo que indique el programa, si se cumplen las condiciones que establece, se ejecuta el direccionamiento a la salida obtenindose los resultados.

Como se utiliza la memoria

RAM EEPROM

Programa de usuario

Configuracin de la CPU

Memoria de variables

rea de marcas

Valores actuales de los contadores y temporizadores

Programa de usuario

Configuracin de la CPU

Memoria de variables

rea de marcas

DECODIFICADOR DE DIRECCIONES

0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0

0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1

Bus de datos

Bus de direcciones Bus de control

Celda de memoria

1 0 1 1 0 1 0 0


LA CPU ejecuta el programa en un ciclo continuo, lee las entradas, ejecuta el programa de usuario, Procesa las peticiones de comunicacin,ejecuta el diagnostico de la cpu,y por ultimo escribe las salidas. 1 Leer entradas 5 Escribir salidas 2 ejecutar el programa de usuario 4 Ejecutar autodiagnstico 3 procesar peticiones de comunicacin Los ciclos se ejecutan a una velocidad de aproximadamente diez microsegundos cada mil instrucciones dependiendo del tipo de instruccin que se de. Leer entradas Al principio de cada ciclo se leen los valores actuales de las entradas digitales escribindose luego en la imagen de proceso de entradas. Ejecutar el programa Durante esta fase del ciclo, la CPU ejecuta el programa desde la primera hasta la ultima operacin (end) Procesar peticiones de comunicacin En esta fase la CPU procesa los mensajes que haya recibido por el interfase de comunicacin. Ejecutar diagnostico de la CPU El autodiagnstico comprueba el firmware de la CPU y la memoria del programa, as como el estado de los mdulos de ampliacin Escribir las salidas Al final de cada ciclo, la CPU escribe los valores de la imagen de proceso de salidas en las salidas digitales. es decir energiza la salida correspondiente al bit que se encuentra en estado alto.

AREAS DE MEMORIA Imagen de proceso de Imagen de proceso de

ENTRADAS SALIDAS 7 6 5 4 3 2 1 0 bit 7 6 5 4 3 2 1 0 bit 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 En el grfico se muestra como esta organizada una celda de memoria se pueden ver Marcados a I0.5,e I1.3 en las entradas y a Q0.4 Y Q1.0


I 0 . 5

bit del byte (sexto bit)

Punto decimal que separa el byte del bit

Direccin del byte(primer byte) Identificador del rea de memoria(I = entradas)

Al igual que las celdas destinadas a almacenar informacin de las entradas y salidas Existen celdas que almacenan informacin del valor predeterminado o del valor actual de un temporizador o de un contador al cual se puede acceder para utilizarlo en un contacto de comparacin. En el caso de la figura se programo que habiendo seal en IO.5 Y en I1.3 se cargue un 1lgico En Q 0.4 y en Q 0.0 Ejemplo de un programa en kop-Leadder Segmento 1 Segmento 1 I0.5 I1.3 Q0.4 I0.5 I1.3 Q0.4 Q1.3

Q1.3

DESACTIVADO ACTIVADO

COMUNICACIN ENTRE PLC Se puede efectuar la comunicacin entre varios PLC como tambin la comunicacin entre un PLC y varios convertidores de frecuencia para controlar el arranque y la velocidad de un motor de corriente alterna trifsica, esta comunicacin se efecta utilizando el conector db 9 incorporado en la unidad que es el mismo que se utiliza para cargar el programa a travs de la P.C. El protocolo de comunicacin depender del tipo de C.P.U. utilizado la comunicacin


Trabajo prctico nmero 9 Control de un circuito neumtico Objetivo: que el alumno reconozca y utilice las herramientas para manejar entradas y salidas Que comprenda y seleccione y combine los contactos para resolver el problema. Que interaccione circuitos neumticos y elctricos Actividades: diseo del circuito , programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando el PLC S7200 lograr se cumplan las siguientes condiciones: Si se energiza la entrada I0.0 actuaran los cilindros C1 y C2 de acuerdo al siguiente diagrama espacio -fase. Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja C1 C2

Vstago extendido Vstago retrado Vstago extendido vstago retrado

COMPRESOR



Control de un ascensor Objetivo: que el alumno reconozca y utilice las herramientas para manejar entradas y salidas Que comprenda, seleccione y combine los contactos para resolver el problema. Actividades: diseo del circuito , programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando el PLC S7200 lograr se cumplan las siguientes condiciones: Que se dirija el ascensor al piso donde se produjo la llamada.

Ser detenida su marcha por el fin de carrera correspondiente Si se oprime el pulsador correspondiente al piso donde se encuentra

momentneamente el coche del ascensor no deben actuar C1 Y C2 C1 y c2 nunca deben actuar simultneamente Si se oprimen simultneamente varios pulsadores no deben actuar C1 Y C2 Si se oprime PE el ascensor se detiene Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

C1 C2

M

Fc4 Fc3 FC2 FC1 FC0

M P4 P3 P2 P1 P0



Control de un semforo Objetivo: que el alumno haga funcionar un par de semforos esquineros mediante la utilizacin de temporizadores. Que comprenda, seleccione y combine los contactos para resolver el problema. Actividades: diseo del circuito , programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando el PLC S7200. Lograr que se cumplan las siguientes condiciones: Mientras se encuentra accionado el interruptor I0.0 se cumplir la secuencia de un par de semforos esquineros. Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

ROJO B AMARILLO B VERDE B

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5

N L

- +24V

ROJO A AMARILLO A VERDE A

I0.0 10 10 80 20 10 10 80 20



Control de un brazo mecnico Objetivo: que el alumno conozca la utilizacin de contadores, comprenda su utilidad, e interprete su inclusin dentro de un programa. Que combine este aprendizaje con los obtenidos anteriormente. Que comprenda, seleccione y combine los contactos para resolver el problema. Actividades: diseo del circuito , programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando el PLC S7200. Lograr que se cumplan las siguientes condiciones: Luego de determinar la posicion de inicio del brazo robtico lograr que este efectue la seleccin de Elementos segn el color ,luego de identificarlos los manipule y los ubique en el deposito correspondiente.Que esta operacin se realice mientras se encuentre accionado I0.5 Tarea Disee el circuito en la parte posterior de la hoja

L N

-



Control y monitoreo de un reactor Objetivo: que el alumno desarrolle un circuito utilizando las herramientas del PLC, comprenda su utilidad, e interprete su inclusin dentro de un programa. Que comprenda, seleccione y combine los contactos para resolver el funcionamiento de un proceso productivo donde intervienen seales analgicas. Actividades: diseo del circuito , programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando el PLC S7200. Se trata del control de temperatura y presin de un reactor el cual debe mantenerse dentro de un determinado rango en caso de ser baja la temperatura ,acta un calefactor hasta llegar al valor necesario, si es alta actan los ventiladores bajndola al nivel necesario. Para el caso de la presin esta aumenta al producirse la reaccin, para mantenerla dentro de un rango Determinado se irn abriendo o cerrando tres electrovlvulas. electovlvulas sensor de presin ventilador Sensor de

temperatura

N L

- +24V



Control de un proceso industrial Objetivo: que el alumno conozca la utilizacin de sensores de proximidad, comprenda su utilidad, e interprete su inclusin dentro de un programa. Que combine este aprendizaje con los obtenidos anteriormente. Que comprenda, seleccione y combine los contactos para resolver el problema. Actividades: diseo del circuito , programacin, montaje de los elementos

puesta en marcha, verificacin de errores, correccin de los mismos Planteo del problema: disear un circuito utilizando el PLC S7200. Lograr que se cumplan las siguientes condiciones: Desarrolle el siguiente proceso industrial. Mientras se encuentra accionado el interruptor I0.0 actua la cinta transportadora trasladando el recipiente, al ser detectado por el sensor I0.1 se detiene en esa posicion durante 5 segundos Al actuar I0.1 se acciona la estacin nmero 1 Pasados los 5 segundos se reinicia la marcha de la cinta ,al ser detectado por el sensor I0.2 se detiene en esa posicion durante 5 segundos Al actuar I0.2 se acciona la estacin nmero 2 Pasados los 5segundos se reinicia la marcha de la cinta ,al ser detectado por el sensor I0.3 se detiene en esa posicion durante 5 segundos . Al actuar I0.3 se acciona la estacin nmero 3 Pasados los 5 segundos se reinicia la marcha de la cinta ,los elementos procesados son transportados Por la siguiente cinta transportadora para efectuar la carga. El contador C1 cuenta los elementos procesados.

EST 1 EST 2 EST 3

SENSOR 1 SENSOR 2 SENSOR 3

N L

- +24V

sensores


Glosario Constante: es un nmero que no va a variar durante el proceso, por ejemplo el tiempo de conteo que le asigno a un temporizador Variable: es un nmero que va variando durante el proceso, por ejemplo el tiempo acumulado en el conteo de un temporizador Variable de proceso: es un valor que va variando durante el proceso ,este valor entra al p.l.c por una de las entradas analgicas Imagen de proceso de entradas : es el registro que contiene la informacin de las entradas Scan : se refiere al tiempo que tarda el PLC en realizar un ciclo Imagen de proceso de salidas: es el registro que contiene la informacin de las salidas Evento : se refiere a la accin que provoca un cambio de estado en una entrada digital. U otra accin que desencadena acciones posteriores. EJ. disparo de un temporizador. Interrupcin: es un evento que es atendido por sobre los dems. Cuando se activa una interrupcin esta tiene prioridad por sobre el programa que se esta ejecutando, al activarse se ejecuta una rutina con un programa. Marca: es un registro donde se almacena informacin tambin se la conoce con el nombre de flag Generalmente se la utiliza con forma de contacto o de salida. Marca especial: es un registro generalmente utilizado como contacto que cambia de estado bajo dete

curso de automatización y robótica 2014.pdf

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