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II. MARCO TEÓRICO

2.1. La domótica

El origen de las casas inteligentes proviene de la demanda de los edificios

inteligentes, inicia en la década de los ochenta con la euforia del mercado que deseaba

integrar a los edificios nuevos sistemas de control, computadoras y comunicaciones.

En la década de los noventa se consolida el desarrollo de edificios automatizados,

aprovecha espacios tanto verticales como horizontales, en donde también es

primordial el confort y la tecnología amigable al usuario.

Actualmente los edificios son diseñados y construidos con propósitos específicos,

el diseño de algunos está dirigido para un mercado especial, en su mayoría, los

dispositivos de control ahora están al alcance económico tanto de empresas y

edificios más pequeños, esto ha permitido a un nuevo término nacido en Francia

llamado Domótica, que proviene de domus, en latín casa y tica de automática, que

hace referencia a la aplicación del edificio inteligente en la casa habitación [6].

2.2. Automatización con PLC

La automatización ha dado un gran avance con la implementación de

controladores lógicos programables (PLC), que a diferencia de los módulos lógicos,

estos tienen mayor capacidad, haciéndolos más robustos y adecuados para uso

industrial. Anteriormente se automatizaba con sistemas basados en relevadores,

ocupando espacios enormes, además de presentar otras dificultades, estos sistemas

tenían un tiempo de vida limitado y se necesitaba un sistema de mantenimiento muy

estricto. El alambrado de muchos relés en un sistema muy grande era muy

complicado, si había una falla, la detección del error era muy tediosa y lenta. Este

nuevo controlador (el PLC) tenía que ser fácilmente programable, su vida útil tenía

10

que ser larga y ser resistente a ambientes difíciles. Esto se logró con técnicas de

programación conocidas y reemplazando los relés por elementos de estado sólido [8].

2.3. Equipo utilizado

Para la realización de este proyecto se recurrió al uso de un módulo lógico

programable, elementos mecánicos como sensores de final de carrera, pulsadores e

incluso un módulo de expansión ya que se requieren más entradas de las que ofrece

el módulo utilizado, dichos elementos serán detallados a continuación, además del

tipo de comunicación que se utilizó para interactuar entre el computador y el módulo

lógico.

2.3.1. Módulo lógico

Los módulos lógicos son controladores programables que permiten que máquinas

realicen procesos sin la necesidad de intervención humana. Por tanto, los módulos

lógicos son controladores inteligentes. El uso de tales controladores se encuentra

sobre todo en la industria, donde grandes y complejas instalaciones trabajan con

muchos procesos, pero gracias a los módulos lógicos modernos y económicos es

posible hoy en día usar estos controladores en procesos de menor envergadura o

incluso en el ámbito privado [9], además de que sus características le permiten resistir

el ambiente hostil y seguir ofreciendo una vida de uso larga y funcional, abarcando

un espacio pequeño comparado con otras opciones de automatización para el

proyecto.

11

2.3.2. LOGO! SIPLUS de Siemens

Sin duda alguna este módulo lógico representa la parte central del proyecto ya que

es el que dirige y guarda toda la rutina creada. LOGO! es el módulo lógico universal

de Siemens, LOGO! Y lleva integrados:

Control

Unidad de mando y visualización con retroiluminación

Fuente de alimentación

Interfaz para módulos de ampliación

Interfaz para módulo de programación y cable para PC

Funciones básicas habituales pre programadas, p.ej. para conexión retardada,

desconexión retardada, relés de corriente, e interruptor de software

Temporizador

Marcas digitales y analógicas

Entradas y salidas en función del modelo [10].

LOGO! tiene un tamaño muy compacto, y características que lo diferencian de

otros módulos lógico, si se habla de la versión SIPLUS; cuenta con una pantalla que

permite visualizar el estado de la programación, además de contar con un lector de

tarjeta micro SD permitiendo almacenar la información de forma segura si llegara a

ocurrir algún imprevisto o problema con el equipo físico, se puede ver su estructura

física en la siguiente imagen, donde aparecen dos versiones, la del lado izquierdo la

versión con pantalla y el de la derecha sin pantalla, siendo una versión más simple.

12

Figura 2.1. Estructura exterior de LOGO! SIPLUS

En la tabla 2.1 se muestran las especificaciones técnicas para el módulo lógico

LOGO! SIPLUS.

Tabla 1.1. Especificaciones técnicas de LOGO! SIPLUS

Rango de temperatura ambiente -40/-25 ... +70 °C

Revestimiento de conformación

Revestimiento de las

tarjetas de circuitos

impresos y de los

componentes electrónicos

Datos técnicos

Los datos técnicos del

producto estándar se

aplican excepto por las

condiciones ambientales.

Condiciones del ambiente

Con referencia a la temperatura ambiente, presión de aire y altitud

Tmin ... Tmax a 1080 hPa ... 795

hPa (-1000 m ... +2000 m) //

Tmin ... (Tmax - 10K) a 795 hPa

... 658 hPa (+2000 m ... +3500

m) //

Tmin ... (Tmax - 20K) at 658

hPa ... 540 hPa (+3500 m ...

+5000 m)

Al arranque en frío, min. 0° C

13

Tabla 2.1 (Continuación). Especificaciones técnicas de LOGO! SIPLUS

Humedad relativa

Con condensación, máx.

100%; HR incl. Humedecida

/ helada (ninguna comisión

en estado de humedecido)

A sustancias biológicamente activas / conformidad con EN 60721-3-3

Sí; Moho de clase 3B2 y

esporas de hongos (excepto

fauna); Las tapas de

enchufe suministradas

deben permanecer en su

lugar en las interfaces no

utilizadas durante el

funcionamiento.

A sustancias químicamente activas / conformidad con EN 60721-3-

3

Sí; Clase 3C4 (HR <75%)

incl. Spray salino de

acuerdo con EN 60068-2-52

(gravedad 3); Las tapas de

enchufe suministradas

deben permanecer en su

lugar en las interfaces no

utilizadas durante el

funcionamiento.

A sustancias mecánicamente activas, cumplimiento de EN 60721-3-3

Sí; Clase 3S4 incl. Arena,

polvo; Las tapas de enchufe

suministradas deben

permanecer en su lugar en

las interfaces no utilizadas

durante el funcionamiento.

14

2.3.3. LOGO! Soft Comfort 8.0

LOGO! Soft Comfort es el software que se utilizó para programar la rutina del

proyecto APLICACIÓN DEL MÓDULO LÓGICO DE SIEMENS LOGO! SIPLUS

COMO ALTERNATIVA DOMÓTICA EN CONDOMINIO “CASA AMANECER”,

éste programa representa una configuración sensacionalmente fácil y rápida, esto

permite la creación de programas de usuario mediante la selección de las respectivas

funciones y su conexión a través de arrastrar y soltar. Esto se aplica al diagrama de

bloques de función y diagrama de escalera [11].

Figura 2.2. LOGO! Soft Comfort 8 de Siemens

2.3.4. Comunicación vía Ethernet

Ethernet/IP es un protocolo de red en niveles para aplicaciones de automatización

industrial. Basado en los protocolos estándar TCP/IP, utiliza los ya bastante conocidos

hardware y software Ethernet para establecer un nivel de protocolo para configurar,

acceder y controlar dispositivos de automatización industrial. Ethernet/IP clasifica los

15

nodos de acuerdo a los tipos de dispositivos preestablecidos, con sus actuaciones

específicas, Ethernet/IP ofrece un sistema integrado completo, enterizo, desde la

planta industrial hasta la red central de la empresa [12]. En la siguiente imagen se

muestra un ejemplo de conector Ethernet, con el que se logró comunicar el

computador con el módulo lógico.

Figura 2.3. Conector Ethernet

2.3.5. Oracle VIM VirtualBox

Se hizo uso de una máquina virtual ya que de este modo se pueden correr dos

sistemas operativos en un solo computador, además de que el software y archivos

para la elaboración del proyecto requieren un sistema operativo obsoleto, el cual se

puede visualizar y trabajar en el de forma sencilla dentro de la máquina virtual.

VirtualBox es una aplicación de virtualización multiplataforma. ¿Qué significa

eso? En primer lugar, se instala en los equipos existentes de Intel o AMD, ya sea que

ejecuten sistemas operativos Windows, Mac, Linux o Solaris. En segundo lugar,

amplía las capacidades de su equipo existente para que pueda ejecutar varios

sistemas operativos (dentro de múltiples máquinas virtuales) al mismo tiempo. Así,

por ejemplo, puede ejecutar Windows y Linux en su Mac, ejecutar Windows Server

2008 en su servidor Linux, ejecutar Linux en su PC con Windows, etc., junto con sus

16

aplicaciones existentes. Puede instalar y ejecutar tantas máquinas virtuales como

desee - los únicos límites prácticos son el espacio en disco y la memoria.

VirtualBox es engañosamente simple pero también muy potente. Se puede ejecutar

en todas partes desde pequeños sistemas integrados o máquinas de clase de escritorio

hasta llegar a implementaciones de centros de datos e incluso entornos de nube [13].

Figura 2.4. Oracle VM VirtualBox

2.3.6. Sensores de final de carrera

Estos sensores sirven, dentro del proyecto APLICACIÓN DEL MÓDULO LÓGICO

DE SIEMENS LOGO! SIPLUS COMO ALTERNATIVA DOMÓTICA EN

CONDOMINIO “CASA AMANECER” para indicar la posición del carro cada vez

que llega un nivel, teniendo otros dos como sistema de seguridad por si llega a

ocurrir algún imprevisto, estos actúan para asegurar la integridad al pasajero y se

detenga el recorrido del carro.

Los sensores de final de carrera son dispositivos electromecánicos que constan de

un accionador vinculado mecánicamente a un conjunto de contactos. Cuando un

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objeto entra en contacto con el accionador, el dispositivo opera los contactos para

cerrar o abrir una conexión eléctrica [14]. Estos sensores son dispositivos importantes

para el proyecto ya que además de tomarse en cuenta en la programación de la rutina

representan un sistema de seguridad para el usuario; lo que se mencionó

anteriormente.

Figura 2.5. Sensor de final de carrera

Cuando el carro viaje a los extremos no debe pasar de ellos y si esto llegase a

ocurrir entonces actúan los sensores de emergencia colocados en cada nivel de los

extremos, nombrados como sensor de nivel +3 y sensor de nivel -1, indicando que han

rebasado el límite, cuando éstos son activados se des energiza todo el sistema y el

carro se detiene, para movilizar el carro el usuario debe llamarlo desde cualquier

nivel y éste seguirá la rutina.

2.3.7. Módulo de expansión para LOGO!

Debido a que el proyecto APLICACIÓN DEL MÓDULO LÓGICO DE SIEMENS

LOGO! SIPLUS COMO ALTERNATIVA DOMÓTICA EN CONDOMINIO “CASA

AMANECER” requiere más de las entradas que ofrece el módulo lógico LOGO!

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SIPLUS, se decidió acoplar un módulo de expansión para tener las entradas

necesarias y programar la rutina.

Figura 2.6. Módulo de expansión

En la figura anterior se muestra la apariencia del módulo de expansión, para el

caso de este proyecto, se utilizó el modelo 6ED1055-1MB00-0BA2, de la tabla que ese

muestra a continuación es el de la columna izquierda.

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Tabla 2.2. Módulos de expansión para LOGO!

Digital expansión modules LOGO! 8 LOGO! 6, 7

Status actual LOGO! 6 phase-out

LOGO! 7 spare part

DM8 12/24R

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Digital inputs 4 4

Input / Supply voltage 12...24 V DC 12...24 V DC

Digital outputs 4; relays 4; relays

Continuous current 5 A with resistive load;

3 A with inductive load

5 A with resistive load;

3 A with inductive load

Article No. 6ED1055-1MB00-0BA2 6ED1055-1MB00-0BA1

Una amplia gama de módulos de expansión permite configurar un LOGO!

configuración. El máximo depende del módulo básico utilizado, para LOGO! 8: 24

entradas digitales, 20 salidas digitales, 8 entradas analógicas y 8 salidas analógicas.

[15].

20

2.3.8. Botonera para 4 pulsadores

Para hacer más sencilla la interacción con el usuario se colocó en cada nivel una

botonera con 3 pulsadores con LED indicador y un paro de emergencia, ya que a

aunque este en el nivel uno podrás visualizar donde se encuentra el carro del

funicular, sin importar el nivel en el que se encuentre, dicho indicador solo enciende

cuando el sensor del nivel está activado, en el momento en que se deje de activar el

sensor del nivel, este indicador se apagará y volverá a encender cuando llegue a

cualquier otro nivel, y esto se visualiza en cada uno de los niveles.

Figura 2.7. Botonera para cuatro pulsadores