informe montaje de juntas de tornillos

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Escuela Politécnica del Ejército Sistemas Hidráulicos y Neumáticos Nombre: Luis Gabriel Cuasque Bautista Nivel: VII Paralelo: ³A´ Carrera: Mecatrónica INFORME DE FUNCIONAMIENTO DEL DISPOSITIVO DE MONTAJE DE JUNTAS DE TORNILLOS DE CIERRE 1. OBJETIVOS y Desarrollar la simulación electronuemática de un dispositivo de montaje de juntas de tornillos de cierre mediante el software Studio Autamation. y Conocer e implementar el lenguaje gráfico GRAFCET para la realizar la sim ulación del dispositivo de montaje de juntas. y Realizar la programación de PLC para el control de dicho dispositivo. 2. MARCO TEORICO 2.1. INTRODUCCIÓN El GRAFCET es un lenguaje gráfico orientado a la automatización de secuencias. Sus características le permiten un diseño rápido así como una verificación simple. Este diagrama funcional permite describir los comportamientos del automatismo en relación a las informaciones que recibe, imponiendo un funcionamiento riguroso, evitando de esta forma incoherencias, bloqueos o conflictos en el funcionamiento. En cada nivel de descripción, este diagrama puede ser modificado o corregido, sin mayores inconvenientes. Está constituido por: y Elementos gráficos básicos (etapas, transiciones y arcos orientados) y Interpretación (acciones y receptividades) y 5 reglas de evolución 2.2. Elementos Básicos de Grafcet Etapas. Nos representa el estado del sistema. La etapa inicial de un GRAFCET se activa en forma condicional. Al insertar una nueva etapa el software asigna un número consecutivo entre 1 a 999,  por lo que cada etapa tendrá un valor único. a) Etapa Inicial b) Etapa del sistema Fig.1. Representación de la etapa inicial a), etapa general b)

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Acciones.Una o varias acciones se asocian a cada etapa. Estas acciones sólo están activas cuando la

correspondiente etapa está activa

Transición. Cuando una transición se inserta en un SFC, el software asigna un número de la

transición automáticamente entre el rango de 1 a 999. Cada transición tendrá un número único.

Receptividad. Es la condición de disparo y se asocia a cada transición.

2.3. Reglas de Evolución

Regla 1. Relativa a la situación inicial de la PC

La situación inicial del GRAFCET caracteriza el comportamiento inicial de la PC respecto a la PO

y corresponde al conjunto de las etapas activas, autorizando el comienzo del funcionamiento.

Regla 2. Relativa al franqueo de una transición

La evolución de la situación del GRAFCET correspondiente al franqueo de una transición no se

 puede producir a menos que:

Fig.2. Representación de las acciones del

sistema.

Fig.3. Representación de transición de una

etapa a otra.

Fig.4. Representación de una etapa a otra.

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y  Esta transición esté validada,

y  Y la receptividad asociada sea cierta.

Esta condición recibe el nombre de función de transición.

Regla 3. Relativa a la evolución de la situación de la PC (Parte de Control)

El franqueo de una transición entraña simultáneamente la activación de todas las etapas

inmediatamente siguientes y la desactivación de todas las etapas inmediatamente precedentes

(evolución síncrona).

Regla 4. Relativa a las evoluciones simultáneas

Varias transiciones simultáneamente franqueables son simultáneamente franqueadas.

Regla 5. Relativa a la activación y desactivación simultánea de una misma etapa

Si en el curso de una evolución, una misma etapa se encuentra a la vez activada y desactivada,

 permanece activada.

2.4. Estructuras Principales

Las estructuras de base más utilizadas se describen a continuación. Pueden combinarse entre ellas,

siendo esta enumeración no limitativa.

2.4.1.  Secuencia Única

Una secuencia única se compone de una sucesión de etapas que son activadas una a

continuación de otra. A cada etapa le sigue solamente una transición y cada transición es

validada por una sola etapa.

2.4.2.  Secuencias Simultáneas: Paralelismo Estructural

Fig.5. Esquema de secuencia única.

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Cuando el franqueo de una transición conduce a la activación de varias secuencias al mismo

tiempo, se dice que son secuencias simultáneas. Después de la activación de estas secuencias,

las evoluciones de las etapas activas en cada una de las secuencias son independientes. Para

asegurar la sincronización de la desactivación de varias secuencias al mismo tiempo,

generalmente se ponen etapas de espera recíproca.

2.4.3.  Selección De Secuencia

Una selección de secuencia, o una elección de evolución entre varias etapas o secuencias se

  presenta a partir de una o varias etapas, mediante tantas transiciones validadas como

evoluciones posibles haya, es el caso de la divergencias en O.

y  Secuencias exclusivas.- Para obtener una selección exclusiva entre varias evoluciones

  posibles a partir de una misma etapa, es necesario asegurar que todas las receptividades

asociadas a las transiciones son exclusivas es decir, no pueden ser verdaderas

simultáneamente. Esta exclusión puede ser de orden físico (incompatibilidad mecánica o

temporal), o de orden lógico (en la escritura de las receptividades).

Fig.6. Esquema de secuencias simultaneas.

Fig.7. Selección de secuencia.

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Salto de etapas y repetición de secuencia. El salto de etapas permite saltar una o varias etapas, por 

ejemplo, cuando las acciones a efectuar por estas etapas, lleguen a ser inútiles o no tengan objeto.

Por el contrario, la repetición de secuencia, permite volver a comenzar la misma secuencia mientras

que una condición establecida no sea cumplida

Paralelismo Interpretado. Cuando las receptividades asociadas a las transiciones validadas por 

una o varias etapas no son exclusivas, pueden producirse evaluaciones simultáneas que activan

varias etapas a la vez. Este segundo tipo de paralelismo se llama paralelismo interpretado.

Fig.8. salto de etapas.

Fig.9. Paralelismo Interpretado.

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3.  PROCEDIMIENTO

3.1. Descripción de funcionamiento.Mediante un vibrador se alimenta los tornillos. Los tornillos son colocados en una horquilla, situado

en el cilindro 2.0 (B). El cilindro 1.0 (A) levanta la junta tórica cuando hay señal de marcha. El

cilindro 2.0 (B) retrocede la horquilla. El cilindro 3.0 (C) introduce el tornillo en la junta tórica. Losvástagos 1.0 (A), 2.0 (B) y 3.0 (C) retroceden a sus posiciones iniciales. El cilindro 4.0 (D) levanta

la pieza del dispositivo para ser trasladada mediante un soplado 5.0 (E).

3.2. Plano de disposición de elementos.

3.3. Determinación de la secuencia de trabajo.

Mediante la descripción del funcionamiento del sistema se procede a obtener la secuencia de trabajo

del mismo, esto es necesario determinar para realizar la simulación del funcionamiento de dicho

sistema.

Fig.10. Disposición de Elementos.

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3.3.1.  Secuencia:

D E  E  D

 B

 A

C  B A

 

3.3.2.  Secuencia literal

Mediante la secuencia establecida se realiza la secuencia literal para realizar la simulación en el

software studio Automation 3.50.

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

 Deu

 E u

ueu

 E d u

 Dcu

 B

 Au

ucu

C bu

 Bau

 Au

ud on

0.3

3

31.2

1.2

0.2

2

21.1

0.1

1.1

1

10.

 

3.3.3.  Diagrama de Fases.

4.  SIMULACIONES

Fig.11. Diagrama de Fases del sistema.

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De igual manera una vez realizada la simulación electroneumática se realiza la simulación mediante

el lenguaje gráfico de Grafcet, previo a esto se realizo la investigación [  sección 2.] acerca de el

modo de empleo de este método obteniendo así la simulación que comprueba el correcto

funcionamiento del dispositivo Fig.13. 

5.  PROGRAMACION DE PLC PARA EL CONTROL DE FUNCIOMAMIENTO DELDISPOSITOVO DE JUNTAS DE TORNILLOS DE CIERRE.

Fig.13. Simulación mediante el método de GRAFCET.

Automation Studio .

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Para realizar la simulación de programación de un PLC se emplearon los siguientes programas:

y  Step 7

y  S7_200

y  PC_SIMU 

Es necesario un trabajando en conjunto de dichos software para obtener una visualización del

funcionamiento del sistema y así comprobar el buen desarrollo de la programación.

5.1. Programa a incorporar en el PLC.

Como primer paso es necesario realizar la programación en el software Step 7,   posteriormente a

esto se emplearan los programas S7_ 200 y PC_SIMU respectivamente para completar la

simulación, es necesario seguir una secuencia de métodos para cumplir con el objetivo, esto son:

y  Se declaran las entradas y salidas del sistema en el programa Step 7, hay que tener 

en cuenta que se debe seguir un orden específico al declarar estas variables, para

evitar posibles errores al momento de poner en marcha la simulación. En la Fig.14.se muestra como se deben declarar las salidas y entradas.

|

y  Una vez declaradas todas las variables se procede a realizar en si el programa que

va a ejecutar el PLC mediante un diagrama en escalera, cabe recalcar que este

diagrama es el mismo que se empleo en la  sección 4.1. En la  Fig.15. se presenta

como queda el diagrama escalera realizado en el programa Step 7.

Fig.14. Declaración de entradas y salidas previo a lasimulación.

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y  Terminado el diagrama se procede a exportar el documento como un archivo .awl, para posteriormente usarlo en el software de control S7_200.

y  Para finalizar los pasos previos a la simulación es necesario la sincronía de los

 programas S7_200 y PC_SIMU, software de control y potencia respectivamente.

En la Fig.16 se muestra cada uno de estos programas. 

a) 

Fig.15. Representación del diagrama en escalera.

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 b) 

6.  CONCLUSIONES.

Mediante el presente informe su puede obtener una manera segura de verificar si se está realizando

correctamente la conexión de todos los elementos que intervienen en el dispositivo evitando así

 posibles fallas en los mismos como en el funcionamiento del sistema.

La implementación del método de GRAFCET es lenguaje gráfico de fácil interpretación, a demás

que facilita enormemente la simulación del sistema que se tenga, este método es muy versátil ya

que disminuye la dificultad para definir de una manera clara y sin ambigüedades lasespecificaciones funcionales a las que debe responder.

El empleo de programación de PLC para realizar el control del dispositivo de juntas de

tornillos facilita la operación del mismo a la vez que se reducen el número de elementos yel mantenimiento de los mismos, presentando así una gran ventaja al momento de la

instalación del sistema.

7.  BIBLIOGRAFIA.y  Step 7 in 7 steps 1era Edición C. T. Jones

y  http://www.fing.edu.uy/iimpi/academica/grado/instindustrial/teorico/06ProgramacionBaj

oGrafcet.pdf  

y  http://isa.uniovi.es/genia/spanish/publicaciones/grafcet.pdf  

y  Software Step 7 Micro Win

y  Software S7_200

y  Software PC_SIMU 

.

Fig.16. a)Software de control S7_200,

b)Software de Potencia PC_SIMU.

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ANEXOS

 

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