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Ejercicio 1 Semáforo

Descripción del problema

Un PLC controla los semáforos del cruce entre una calle y una avenida con doble sentido de circulación. La avenida es principal y sobre la calle el tránsito es escaso, por lo que se requiere que el semáforo mantenga la circulación sobre la avenida a menos que haya coches sobre la calle en espera de atravesar la avenida.

Condiciones de funcionamiento

El estado normal de los semáforos de la avenida es permitir la circulación (verde) y el de la calle es alto (rojo). Los semáforos sobre este cruce invierten sus estados, de circulación a alto y de alto a circulación, sólo cuando se detectan vehículos sobre la calle en espera de atravesar el cruce. Antes que un semáforo cambie su estado de verde a rojo, la luz verde parpadea 2 veces por segundo durante 5s, después el semáforo cambia a amarillo, permanece de esta forma por 3s, comienza a parpadear 2 veces por segundo durante 2s y entonces cambia a rojo. Los semáforos deben permanecer 15s en verde y los de la avenida deben completar un ciclo antes de volver a dar paso a los vehículos que circulan por la calle. La detección de un vehículo sobre la calle esperando atravesar debe ser simulada usando los pulsadores incluidos en el módulo. La unidad debe funcionar tan sólo en ciclo continuo.

Problema 2. Estacionamiento.

Descripción del problema

Un estacionamiento tiene un semáforo en su entrada que indica cuando está lleno y no permite la entrada. Se desea controlar este semáforo usando un PLC que cuente los vehículos que entran y los que abandonan y cambie el semáforo automáticamente para indicar que ya está lleno.


La detección de un vehículo entrando o saliendo debe simularse usando pulsadores. El estacionamiento tiene cupo para 4 vehículos. Mientras haya espacio el semáforo deberá indicar siga. Si el estacionamiento alcanza su límite, indicará alto.

Ejercicio 3. Manipulador. Descripción del

problema

Unas piezas cilíndricas deben distribuirse regularmente desde un canal de entrada 1 hacia dos canales de salida 2 y 3 (ver diagrama de desplazamiento-fase).


La unidad debe funcionar tan sólo en ciclo continuo. Cada una de las señales de MARCHA y PARO A FIN DE CICLO, deben darse con un pulsador. La detección de piezas en el canal 1 debe simularse por medio de un interruptor. Si este interruptor no se activa, la unidad se detiene al final de ciclo. Una vez se ha realizado el movimiento de giro hacia los canales 2 y 3, la pinza debe esperar un pequeño tiempo antes de abrir. Después de accionar el interruptor de PARO DE EMERGENCIA, los cilindros 1A, 2A y 3A deben retroceder y el cilindro 4M debe pasar a una situación sin presión. Una vez se haya desenclavado el PARO DE EMERGENCIA. El pulsador de inicialización debe regresar el cilindro 4M a su posición inicial. Debe ser posible limitar el número de ciclos utilizando un contador con preselección.

Fig. 1. Croquis de situación.

Fig. 2. Esquema desplazamiento-paso.

Problema 4. Línea de llenado de cajas. Descripción del

problema

Se utiliza un PLC para controlar un sistema de llenado de cajas moviéndose a través de una banda transportadora. Al presionar un botón, la banda avanza hasta de detectar una caja, entonces, un solenoide abre la corredera que permite llenar el producto durante 5s. El sistema trabaja en ciclos de llenado de 5 cajas cada vez.


El sistema es actuado por un motor de un sentido (Q1) para la banda transportadora y un solenoide (Q2) para la compuerta de llenado, la cual se cierra por sí misma por un resorte cuando el solenoide es desactivado. El contenedor de producto a verter cuenta con dos sensores, uno en la parte superior (I3) y otro en la inferior (I4), que determinan si el contenedor está lleno o vacío. Un sensor adicional (I5) colocado debajo del contenedor detecta cuando una caja está en posición para ser llenada. El tablero de control cuenta con dos botones, uno de inicio (I1) y uno de reanudar (I2).Cuenta, además, con 3 indicadores: “Faltan cajas” (Q3), “Falta producto” (Q4) y “Ciclo completo” (Q5). El botón de inicio da inicio a un ciclo de llenado de 5 cajas. El botón de reanudar, sólo puede utilizarse cuando un ciclo de llenado es interrumpido por las señales “Falta producto” o “Faltan cajas” y reanuda el ciclo en el punto en que se hallaba. Al pulsarse de botón de inicio, la banda avanza hasta detectar una caja o un máximo de 3s. Si no hay caja enciende una señal de “falta cajas” y vuelve a iniciar con el botón I2 de Reanudar. Si, durante el ciclo de llenado, se apaga el sensor inferior I4, termina de llenar la caja presente, entonces se detiene el ciclo y prende la señal “falta producto” Q4. No permite reanudar hasta que se hasta que se activa el sensor superior I3. El llenado de producto es por 5s.

I1 Inicio

I2 Reanudar

Q3 Faltan Cajas

Q4 Falta Producto

Q5 Ciclo Completo

I3

I4

I5

Q2

Q1

Problema 5. Empacadora tipo saché. Descripción del

problema. Una maquina empacadora de mayonesa es dosificada

mediante un pistón. El sistema está compuesto por una cámara impulsada por movimiento de un cilindro neumático, una válvula y una boquilla. El pistón es accionado succionando la mermelada de la tolva. Cuando el pistón alcanza su posición final 1B1, la válvula rota. Entonces el pistón avanza hacia su posición final 1B2, forzando la mermelada a través de la boquilla. En el momento en que el pistón se mueve hacia 1B1, el material de empaque es arrastrado por unas ruedas vulcanizadas hacia unas cuchillas que sellan el material longitudinalmente y lo cortan justo en medio del sellado, en este momento se tiene las dos costuras verticales de cada empaque. Luego se produce el sellado horizontal superior de una bolsa e inferior de la siguiente, momento en que el producto a empacar ingresa a través de un tubo o boquilla colocado para cada empaque. Una vez terminada la dosificación del producto, las ruedas de arrastre traccionan el material nuevamente repitiéndose el proceso. El sistema cuenta con un sensor que hace contacto con el rodillo del material de empaque, cuando este se agota cierra un circuito que sirve para determinar que ya no queda material. La tolva cuenta con sensores de presencia en sus partes superior e inferior. Se tiene un sensor que mide que la temperatura de las cuchillas no baje de 300°.

Condiciones de funcionamiento.

Un conmutador CONTINUOUS CYCLE/MANUAL, dispone el sistema a realizar el empacado en ciclo continuo, cuando está en continuo se ilumina un indicador. En modo de manual el indicador está apagado. El sistema se detiene por sí mismo por al menos una de tres condiciones:

1. El material de empaque se agota. En ese caso se enciende la luminaria MATERIAL OUT.

2. El producto a empacar se agota. En ese caso enciende la luminaria PRODUCT OUT.

3. Las cuchillas están por debajo de 300°C. se enciende la luminaria TEMPERATURE.

El sistema se encuentra en modo READY cuando el sistema está listo para trabajar: las cuchillas están calientes y hay material de empaque y producto para empacar. Una luminaria enciende cuando así es. El sistema no puede pasar a CONTINUO si alguna de las luminarias: MATERIAL, PRODUCT o TEMPERATURE está encendida, es decir, mientras no se halle en estado de READY. Al presionar el pulsador STOP, el sistema cambia al modo de detenido. En posición de detenido, las cuchillas están abiertas y no se calientan y ningún efector se mueve. El pulsador tiene una

luminaria que enciende en modo detenido. Se dispone de un pulsador CUT MATERIAL que opera sólo cuando el sistema está en MANUAL, ejecuta el sellado horizontal y corte del material de empaque. Un pulsador, LINE FEED, opera sólo cuando el sistema está en MANUAL, mientras se mantenga presionado avanza el material de empaque de forma continua.

Problema 6. Domótica. Descripción del

problema. Se requiere instalar un PLC para ahorrar energía en una tienda tipo

OXXO. Se desea controlar una cámara fría de 5 puertas con parrillas al frente para exhibir el producto, y una entrada por la bodega para el dependiente. Se desea controlar además la iluminación y los aires acondicionados. Se colocará un sensor en la entrada principal de la tienda para este efecto.


Las 7 puertas contarán con sensores inductivos (parrillas, bodega y principal). Cada vez que la puerta principal se abra, emitirá un pitido breve. Los aires acondicionados se encienden si la temperatura pasa de 23° y se apagan cuando desciende de 19°. Si la puerta principal permanece abierta por más de 1 min, un buzzer comenzará a emitir pitidos cada 5s. Tras 3 min se apagarán los aires acondicionados. Si alguna de las puertas frontales de la cámara permanece abierta por 30s, un buzzer comenzará a emitir pitidos cada 5s. Tras 3min de permanecer abierta, el PLC cortará la corriente al motor. Si la puerta de la bodega permanece abierta por 5min, el PLC cortará la corriente al motor. Tras 20 min de permanecer abierta, el buzzer comenzará a emitir pitidos. Los pitidos cesarán en cuanto todas las puertas estén cerradas. Los aires no se encienden hasta que la puerta principal está cerrada. La cámara no se enciende hasta que todas las puertas están cerradas. El motor de la cámara fría estará alimentado por 21h continuas, idealmente se espera se apague a media noche y encienda a las 3 a.m. Las luces de la tienda sólo encienden en el horario de 6pm a 9am.

Problema 7. Elevador. Descripción del

problema. Se desea controlar un ascensor utilizando un PLC.

El ascensor comunica tres alturas: • PB: Planta Baja. • P1: Planta Primera. • P2: Planta Segunda. • Para detectar la posición del ascensor se han ubicado tres finales de carrera (uno en cada planta) denominados: FCB, FC1, FC2. • La puerta automática va montada sobre la propia caja del ascensor y dispone de dos finales de carrera para detectar si se encuentra totalmente abierta (FCPA) o totalmente cerrada (FCPC). • El movimiento del ascensor y puertas se realiza gracias a sendos grupos motrices con capacidad de dos sentidos de giro. En el exterior se cuenta con tres botoneras con un solo botón para llamar al ascensor. La Botonera interior cuenta con los siguientes elementos: o A: (Alarma) Pulsador con lámpara. o <>: (Abrir) Pulsador sin lámpara. o B: (Ir a piso B) Pulsador con lámpara. o 1: (Ir a piso 1) Pulsador con lámpara. o 2: (Ir a piso 2) Pulsador con lámpara.


El ascensor se encuentra en reposo cuando está detenido en una planta con las puertas cerradas. Todas las situaciones de movimiento que se programen han de terminar con el ascensor en posición de reposo (ESTADO DE SEGURIDAD). Para acceder al ascensor el usuario presiona el pulsador de llamada desde el exterior en la planta en la que se encuentre. Si el ascensor está en la planta desde la que se le llama, se abrirá la puerta para permitir que entren las personas que lo quieran usar. Si el ascensor está en otra planta, sin abrir las puertas, procederá a desplazarse a la planta desde la que se le llama, para proceder a abrir las puertas. Los usuarios podrán seleccionar la planta a la que desean ir siendo posible una única selección. Cuando se cierren las puertas, el ascensor procederá a desplazarse hasta la planta seleccionada, abrirá las puertas, volverá a cerrar sus puertas y quedará listo para un nuevo uso. Se podrá seleccionar una nueva planta una vez que el ascensor ha comenzado a abrir sus puertas, para una vez cerradas de nuevo desplazarse hasta el nuevo destino.

La actuación sobre el pulsador interior (A) indicará que las personas que van dentro de la cabina han detectado una situación anómala o de peligro y por tanto el ascensor se detendrá de inmediato, esté donde esté. Mientras el ascensor se encuentra en alarma, ninguna orden exterior podrá ser obedecida. Únicamente se sale de la situación de Alarma de Cabina, actuando de nuevo sobre el pulsador “A”. La lámpara de los pulsadores que la poseen será activada, y permanecerá activada mientras dura la ejecución de la orden. Cuando la puerta se abre, permanece en este estado 5s. Transcurrido este tiempo la puerta se cierra. El control dará prioridad a la selección desde el interior sobre una selección exterior durante 3s una vez que se haya cerrado la puerta. El ascensor dispone en la puerta de un dispositivo de seguridad para la detección de obstáculos que obliga a abrir de nuevo la puerta si se detecta algún obstáculo cuando se está cerrando. Así mismo, se dispone de un pulsador en el interior de la cabina (<>) que si se pulsa, provoca la interrupción inmediata del cierre de la puerta para seguidamente abrirla. Si se encuentra abierta no permite que se cierre mientras se mantenga pulsado. Por seguridad, si el ascensor no se encuentra detenido en una planta, la puerta no se podrá abrir.

Problema 8. Handling. Descripción del

problema

Se desea controlar un modulo manejo. Una pieza de aluminio proveniente de una estación previa es insertada en la estación de manejo, se inspecciona la pieza y en caso de no ser negra se transporta a la posición subsiguiente. Las piezas negras son colocadas en la posición precedente.


El sistema sólo puede ser iniciado si se encuentra en su posición de HOME. La condición de inicio es que el pulsador inicio sea presionado brevemente, cuando así es, su luminaria enciende por un segundo realiza la acción de manejo y vuelve a la posición de HOME. Fin del ciclo. Se puede iniciar un nuevo ciclo por presionar el botón de inicio nuevamente o por cambiar el conmutador AUTO/MAN a su posición de encendido. El proceso entero puede interrumpirse en cualquier momento por presionar el botón de PARADA. En ese caso, el sistema se queda en la posición en la que estaba. El botón de RESET debe comportarse de la siguiente manera:

1. Si no se le presiona brevemente, parpadea cada 500ms. No se realizan mas acciones.

2. Si se le presiona brevemente y está en la posición de HOME, se enciende la luminaria.

3. Si se le presiona brevemente y no está en su posición de HOME, la luminaria parpadea cada 200ms hasta que vuelve a su posición de HOME. Entonces la luminaria queda encendida.

4. Presionando INICIO, la luminaria de RESET se apaga y la luminaria de INICIO se enciende.

El pulsador de inicio no puede ser activado mientras el sistema está volviendo a HOME. El pulsador de RESET no puede ser activado mientras el sistema está activo, antes debe cambiar a su modo detenido.

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