trabajo colaborativo 2 automatizacion industrial
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ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA MODULO DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
TRABAJO COLABORATIVO II
AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
TRABAJO COLABORATIVO II
PRESENTADO POR:
PEDRO ELIAS MUÑOZ SOLARTE FERNAN
DAVID
GRACIA
TORRES
ORLANDO
TORRES
BOTIA
HUMBERTO MARTIN
PRESENTADO
AL
TUTOR:
INGENIERO. HUGO ORLANDO PEREZ NAVARRO.
PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA
UNIVERSIDAD
NACIONAL
ABIERTA
Y
A
DISTANCIA
CEAD POPAYAN (ZONA CENTRO SUR)
7
DE
MAYO
DE
2012
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TRABAJO COLABORATIVO II
1. INTRODUCCION
El mundo de la automatización dio un gran salto con la aparición de los controladores lógicos
programables, los que hoy por hoy se encuentran en innumerables aplicaciones a nivel industrial, los cuales realizan tareas que van desde el control de la temperatura en
procesos industriales hasta el desarrollo de manipuladores robotizados en grandes líneas
de manufactura. Lo que hace tan atractivo el uso de estos dispositivos es su simplicidad de
manejo, además de su programación, que es muy intuitiva y de fácil asimilación.
Con estos dispositivos se pueden diseñar aplicaciones muy eficientes de una manera
sencilla, también se puede realizar la simulación de las aplicaciones haciendo uso de un
software aplicativo que proporciona el fabricante del dispositivo, el cual también es muy
fácil
de
manipular.
En el presente trabajo, escogeremos uno de los simuladores estándar que hay en el
mercado para realizar la programación de PLCs, con el cual posteriormente
desarrollaremos la solución a cuatro problemas de aplicación planteados para el
desarrollo de esta actividad, donde aplicaremos todos los conceptos vistos hasta el
momento en este grandioso modulo.
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TRABAJO COLABORATIVO II
2. METODOLOGIA A IMPLEMENTAR EN EL DESARROLLO DEL TRABAJO
1) Buscar desde internet simuladores donde pueda correr el programa a diseñar, esto es
parte de su trabajo de investigación y es de libre elección siempre y cuando la mayoría del
grupo
de
trabajo
esté
de
acuerdo.
Para
la
simulación
de
la
solución
de
los
ejercicios
vamos
a utilizar el simulador Twido Suite, cuyo entorno es muy amigable y se maneja en español.
2) Desarrollar los programas que dé solución a los 4 ejercicios planteados a continuación.
3) Individualmente, dar dentro del trabajo FINAL sus opiniones de la programación, para
esto es importante que discutan en el FORO y saquen buenas conclusiones.
EJERCICIOS A DESARROLLAR.
1. PRIMER EJERCICIO (CATEGORIA FACIL):
Se tiene una Bombilla que alumbra unas escaleras. Se tiene también 2 interruptores que
encienden
o
apagan
la
bombilla.
El
primer
interruptor
(SW1)
está
situado
en
el
piso
inferior, mientras que el segundo (SW2) está en el primer piso superior; de esta manera,
alguien que quiera subir puede prender la bombilla desde el primer piso y al llegar al
segundo piso apagarla; o bien, alguien que quiera bajar puede prender desde el segundo
piso y apagar desde el primero. Ninguno de los interruptores tiene prioridad sobre el otro,
de forma tal que el bombillo quedará prendido o apagado dependiendo de la última
acción realizada. Tenga en cuenta además que inicialmente los dos interruptores están en
la posición ''apagado'' = 0
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TRABAJO COLABORATIVO II
Para este ejercicio se van a utilizar tres contactores, uno para cada piso y uno
directamente asociado a la carga, ósea a la Bombilla.
SOLUCION
PRIMER
EJERCICIO.
Condición Inicial: Bombilla Apagada, Interruptores SW1 = SW2 = Abierto
Cuando pulsamos el interruptor del primer piso (SW1), antes de subir las escaleras.
SW1=Cerrado,
SW2=Abierto.
El
contacto
normalmente
abierto
(%Q0.5)
del
CONTACTOR
1, se cierra y se enciende la Bombilla.
Cuando llegamos al segundo piso y pulsamos el (SW2). El contacto normalmente cerrado
(%Q0.6) del CONTACTOR 2, se abre apagándose la bombilla. SW1=Cerrado, SW2=Cerrado.
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TRABAJO COLABORATIVO II
Si ahora queremos regresar al primer piso, entonces pulsamos nuevamente el (SW2) y el
contacto
normalmente
cerrado
(%Q0.6)
del
CONTACTOR
2,
se
cierra
encendiéndose
la
bombilla. SW1=Cerrado, SW2=Abierto.
Finalmente cuando llegamos nuevamente al primer piso, pulsamos el (SW1) y el contacto
normalmente abierto (%Q0.5) del CONTACTOR 1, se abre apagándose la bombilla. SW1=Abierto, SW2=Abierto. Quedando el sistema en la condición inicial.
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TRABAJO COLABORATIVO II
2.
SEGUNDO
EJERCICIO
(CATEGORIA
FACIL).
Activación
y
desactivación
de
la
iluminación
de
un
local,
mediante
el
accionamiento
de
tres
interruptores
de
configuración
normalmente
abierta. Supóngase la sala de un
museo, en la cual se quiere que la iluminación no este activada cuando la sala se
encuentre
vacía.
Para
ello,
cuando
se
entra
en
la
sala,
se
pulsa
el
interruptor
de
la
puerta
por la que se acceda, y se debe encender la luz. Cuando se abandone la sala se debe
accionar el interruptor correspondiente a la puerta por la que se sale, para apagar la luz.
SOLUCION SEGUNDO EJERCICIO.
Para este ejercicio se utilizan un total de cuatro contactores, uno asociado con el
accionamiento correspondiente a cada una de las puertas y el Contactor asociado a la
carga, que en este caso también es una bombilla.
Condición inicial: SW1 = SW2 = SW3 = abiertos, Bombilla=Apagada.
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TRABAJO COLABORATIVO II
Al oprimir el interruptor de la primera puerta SW1=Cerrado, este activa el CONTACTOR1 y al accionarse cierra el contacto Q%0.5 N.A. y abre los contactos N.C. asociados a él,
dándole
paso
a
la
tensión
para
que
energice
el
Contactor
LAMP
y
se
encienda
la
Bombilla.
Condición:
SW1
=
cerrado
SW2
=
SW3
=
abiertos,
Bombilla=Encendida.
Procedemos a salir por la puerta 2, accionando antes el SW2. Cuando accionamos este
interruptor alimentamos el CONTACTOR2, el cual entonces cierra los contactos N.A. y abre
los contactos normalmente cerrados, en particular, abre el contacto N.C. %Q0.6 asociado
en
la
primera
fila,
con
lo
cual
apaga
la
bombilla.
Condición: SW1 = SW2 = cerrados, SW3 = abierto, Bombilla= Apagada.
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Luego procedemos a entrar nuevamente pero por la puerta 3, para lo cual accionamos el
SW3. Al accionar este interruptor energizamos el CONTACTOR3, el cual entonces abre sus
contactos
cerrados
y
cierra
sus
contactos
abiertos,
en
particular,
cierra
el
último
contacto
abierto de la tercera fila el cual es un contacto N.A. de este Contactor, que al quedar
energizado pues lo cierra.
Condición: SW1 = SW2 =SW3 = cerrados, Bombilla= Encendida.
Finalmente si ahora decido salir por cualquiera de las tres puertas, pulsando cualquiera de
los tres interruptores, entonces, los contactos N.A. asociados a cada uno de ellos se
abrirán nuevamente, apagando la bombilla, al salir por la segunda puerta, en particular se
abren los contactos NA asociados al CONTACTOR2 apagando la bombilla.
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TRABAJO COLABORATIVO II
3.
TERCER
EJERCICIO
(CATEGORIA
FACIL).
El sentido del pasillo es el marcado por la flecha. Cuando la Fotocélula A detecta el paso
del peatón, esta va a encender la bombilla #1 y El ventilador. Cuando la fotocélula B
detecte
al
peatón
este
apagara
la
Bombilla
#1
y
encenderá
a
la
Bombilla
#2.
Finalmente
cuando el peatón pase por el Fotocélula C se apagara todo el Sistema de ventilación e
iluminación.
SOLUCION TERCER EJERCICIO Para este ejercicio se utilizaran tres contactores, uno para cada una de las fotocélulas.
FC1
=
FC2
=
FC3
=
OFF
=
Abiertas
Ventilador
=
Bombilla1
=
Bombilla2
=
OFF
Cuando
la
persona
pase
por
la
fotocélula
A,
esta
va
a
Sensar
y
el
interruptor
asociado
va
a
pasar de abierto a cerrado, que para este caso es el interruptor N.A. %I0.1, el cual al
cerrarse activa el CONTACTOR A, cerrando sus contactos NA y abriendo sus contactos NC,
en particular, cierra los dos primeros contactos NA de las dos primeras filas asociados a el,
con
lo
que
se
enciende
el
VENTILADOR
y
la
bombilla
1.
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TRABAJO COLABORATIVO II
FC1 = ON, FC2 = FC3 = OFF Ventilador = Bombilla1 = ON, Bombilla2 = OFF
Si la persona sigue avanzando entonces la fotocélula B, detectara la persona y entonces
activara el CONTACTOR B correspondiente, el cual abrirá sus contactos NC y cerrara sus
contactos NA, en particular, se abrirá el contacto NC %Q0.5 de la línea dos apagando la
bombilla 1 y se cerrara el contacto NA %Q0.5 de la línea tres encendiendo la bombilla 2,
colocamos un contacto NA de %Q0.5 para enganchar el ventilador, ya que cuando la
fotocélula A pase a OFF, el primer contacto de la primera línea se abrirá, así que si no
colocamos
este
contacto
el
VENTILADOR
se
apagaría.
FC1 = OFF, FC2 = ON, FC3 = OFF Ventilador = Bombilla 2 = ON, Bombilla 1 = OFF
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TRABAJO COLABORATIVO II
Finalmente cuando la persona se aleja de las fotocélulas A y B y se acerca a la fotocélula
C, entonces, se activa el CONTACTOR C, asociado abriendo sus contactos NC y cerrando
sus
contactos
NA,
en
particular
sobre
cada
una
de
las
líneas
se
ha
colocado
un
contacto
NC de este Contactor, por tanto al momento de que este es energizado se apagara todo el
sistema como es el requerimiento, sin importar que la fotocélula B no deje de Sensar.
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4. CUARTO EJERCICIO (CATEGORIA INTERMEDIO).
Se
requiere
llenar
el
tanque
B
y
mantenerlo
en
un
nivel
medio
para
así
tener
un
suministro
de agua constante a su salida, el tanque A provee el líquido hacia el tanque B, a su vez el
sistema cuenta con una bomba independiente B1 y un sensor de nivel que indica si el
tanque A esta vacío. La válvula anti retorno impide que el líquido bombeado no regrese al
tanque de suministro.
Características
del
Sistema:
El
tanque
B
tiene
2
sensores
para
la
detección
del
nivel
(bajo
y
alto).
El interruptor IN inicializa el sistema.
Si el nivel del líquido en el tanque A se acaba, la luz de emergencia L enciende.
Si el sensor SA está inactivo (el nivel está por debajo) la bomba B1 se apaga para evitar
que
trabaje
en
vacío.
Si el sensor SC0 está inactivo (el nivel está por debajo) se activa la bomba B1
(suministro).
Si el tanque B está lleno (SC0 y SC1 están activos) la bomba B1se apaga.
SOLUCION CUARTO EJERCICIO
Para este sistema vamos a utilizar cuatro contactores, uno para el encendido, otro para
cada uno de los sensores y un último Contactor para cumplir con la condición de que la
bomba se apague cuando los dos sensores estén activos, momento en que el tanque B,
estaría lleno. Entonces para la condición inicial de apagado el sistema estaría así:
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TRABAJO COLABORATIVO II
Al
activar
el
interruptor
de
ENCENDIDO,
se
activa
el
CONTACTOR
1,
cerrando
sus
contactos NA en las primeras dos filas, considerando que el tanque inicialmente está
vacío, el sensor SC0 estaría inactivo con lo que se activara la bomba y el tanque B, se
empezara a llenar.
El tanque B empieza a llenarse hasta que el nivel alcanza al sensor SC0, caso en el cual la
bomba no debe apagarse, sino que debe continuar llenando el tanque.
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TRABAJO COLABORATIVO II
Cuando el nivel en el tanque B alcance al sensor SC1, la bomba deberá apagarse para
evitar que se derrame el líquido. Esto se hace colocando un contacto cerrado del
CONTACTOR5
en
la
línea
de
alimentación
de
la
bomba,
de
tal
suerte
que
cuando
ambos
sensores estén activos, estos activaran al CONTACTOR5, quien se encargara de abrir el
contacto NC de la línea dos apagando la bomba.
Ahora el tanque B empezara a vaciarse, y llegara un momento en que el sensor SC1, quede
otra vez inactivo, caso en el cual se volverá a activar la bomba, y así sucesivamente se
repetirá el proceso, logrando mantener un nivel constante en el tanque B.
Finalmente nos resta analizar que sucede cuando el sensor SA del tanque A, se active, lo
que significa que el Tanque A estará vacío, y el sistema deberá apagar la bomba y
encender una LUZ DE EMERGENCIA, que informe esta situación.
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TRABAJO COLABORATIVO II
3. CONCLUSIONES
Gracias
a
la
elaboración
del
presente
trabajo
se
obtuvieron
los
siguientes
resultados:
Analizamos diferentes paquetes de simulación de circuitos con PLCs, y escogimos el
TwidoSuite como software base para simular el desarrollo de los problemas prácticos
planteados en este trabajo. Dentro de las ventajas que observamos en este aplicativo
están, que tiene una interfaz en español, completamente amigable y la simulación
muestra gráficamente cuando ocurre un cambio de un contacto de cerrado a abierto y
viceversa
Retomamos los conceptos sobre Controladores lógicos programables y el lenguaje de
facto para su programación, que es el lenguaje en ESCALERA o LADDER, profundizando
mucho
más
en
el
aspecto
práctico.
Aplicamos las técnicas de diseño de circuitos combinacionales para resolver los
problemas y aprendimos como implementarlas en el lenguaje LADDER, utilizando para
ello el aplicativo del PLC.
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4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. Navarro, Pérez, H.O. (2011), MODULO AUTOMATIZACION INDUSTRIAL/ UNAD.
2. Navarro, Pérez, H.O. (2008), PROTOCOLO ACADEMICO AUTOMATIZACION INDUSTRIAL /
UNAD.
3. Navarro, Pérez, H.O. (2012), FORO TRABAJO COLABORATIVO UNIDAD 2/ UNAD.