PROYECTO DE SEMÁFORO CON PLC - FUNCIÓN PACHACUTEC

PLC SEMAFORO
CURSO: Sistemas de control automático
DOCENTE: Luis Alfredo Blanco Ayala
CARRERA: Electricidad Industrial
CICLO: VI
INTEGRANTES:
• Quintana Villalva Víctor
• Tarazona Campos Jair
• Porras Ñaupari Josué Alexander
• Raymundo Meza Percy Daniel
• Huamán Espinoza Javier
2023

SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO
Q. VICTOR, P. ALEXANDER. T. JAIR, R. PERCY, H. JAVIER Página 2 de 20
INDICE
RESUMEN ............................................................................................................. 3
BASES TEÓRICAS ............................................................................................... 4
DESARROLLO DE PROYECTO ........................................................................... 6
CONCLUSIONES ................................................................................................ 19
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 20

RESUMEN
Con este proyecto de semáforo PLC queremos dar la solución a la
problemática en un punto de Pachacútec ubicado entre la Av. Arquitectos / Av. 225
se pretende utilizar los conocimientos adquiridos en el curso de sistemas de control
automático, su debida interpretación y aplicación en el campo de los sistemas de
control industrial. Todo lo aquí expuesto y mostrado ha sido obtenido de internet y
autores relacionados a formaciones eléctricas y/o a fines.
Estos dispositivos electrónicos nos ayudan a solucionar los controles de
circuitos complejos para hacerlos más sencillos y lograr la automatización de
los sistemas. Para que este dispositivo trabaje es necesario que reciba una
señal esto puede ser por medio de sensores que actúan sobre las salidas del
dispositivo está recibirá una señal de entrada y el programa podrá convertir a
una señal de salida los autómatas llegaron para simplificar los circuitos
eléctricos como las instalaciones eléctricas, las subestaciones y la industria en
general ya que con este tipo de dispositivos se pueden controlar puertas,
motores entre otros sistemas.
Es necesario que el lector, esté familiarizado con la
instrumentación industrial, ya que así
accederá de forma más rápida y clara a la información ofrecida por
este formato.

BASES TEÓRICAS
Los semáforos son dispositivos electrónicos automáticos para controlar el
tránsito de peatones y vehículos en las vías, estos dispositivos emiten tres tipos de
luces rojo, amarillo o ámbar y verde, estas luces indican cuando los conductores y
peatones deben detenerse o avanzar, estos colores se utilizan en la semaforización
a nivel mundial.
Los semáforos sirven para proteger a los usuarios de la vía, regulando los
diferentes flujos vehiculares y peatonales, separando en tiempo y espacio a los
varios movimientos de acuerdo a la trayectoria de viaje
Este dispositivo tiene la capacidad de controlar varias salidas mediante la
programación de las entradas. Las salidas se pueden conocer como bobinas
contactores y las entradas pueden ser interruptores, pulsadores, temporizadores,
sensores o cualquier elemento que se pueda encontrar en un esquema eléctrico.
Este dispositivo puede funcionar para la domótica, alumbrado público, la
automatización de las industrias y el mejor aprovechamiento de la energía en las
subestaciones con un correcto uso y manejo. Este tipo de dispositivos se utilizan
mucho en lugares donde es necesario un control bastante preciso como en los
invernaderos. Para trabajar en un programa podemos realizar diagramas un la PC
mediante un software donde podemos simular. Este dispositivo puede conectarse
a través de Ethernet o con un cable especial. En este texto se muestra el resultado
de experimentar con un autómata programable con el fin de crear un pequeño
sistema de control consistente en un regulador de un cruce de semáforos. El PLC
empleado es el Siemens SIMATIC S7-300, el cual está compuesto de una CPU,
una fuente de alimentación y varios módulos de entrada y salida. Con ayuda de un
software para la generación de soluciones de automatización (SIMATIC STEP 7)
para el PLC mencionado, definimos la regulación del cruce, la cual será
programada en la CPU, interactuando finalmente con los diferentes módulos de
entrada y salida que servirán de interfaz para controlar la placa con los recursos de
semáforo

El sistema de automatización empleado se compone de los siguientes elementos
recogidos sistema de automatización empleado. En primer lugar, se programa la
solución de regulación del cruce con ayuda del software STEP 7 según esquema
de contactos (KOP). Posteriormente, se lleva a cabo la configuración del hardware,
la programación de la CPU y la puesta en marcha del sistema. Este se compone
de diferentes segmentos que se engloban dentro del bloque de organización
principal, el cual responde a un ciclo de ejecución del PLC. Los temporizadores
empleados son del tipo con retardo a la conexión, usándose estos en los segmentos
de control para, finalmente, emplear otra serie de segmentos de activación en
función del estado de las variables de control que activan los temporizadores. El
PLC ha logrado la automatización en la industria y en general. La automatización
nos ha ayudado a simplificar los circuitos y manejarlos no solo de una manera más
segura para el operador, practica y eficiente, ahorrando en material, tiempo y
calidad. En la práctica se realizaron dos diagramas uno de fuerza representando al
motor y otro de control donde se encuentra los pulsadores y bobinas. En la primera
parte realizamos un enclavamiento donde se conectó la línea con un botón de paro,
arranque, un contactor y los contactos auxiliares del contactor para realizar el
enclavamiento, posteriormente conectamos el motor en estrella. Con esta lógica
proseguimos a trabajar en el software logosoft donde realizamos el siguiente
diagrama:
 Todas las entradas al sistema entran en el lado izquierdo y las salidas en
el lado derecho.
 Cada a peldaño de nuestra escalera debe terminar con una salida.
 No se pueden conectar bobinas en paralelo
 Todo el diagrama que dibujemos es en estado des energizado.
 De izquierda a derecha y de arriba para abajo
 Vincular las bobinas de entrada y salida.

DESARROLLO DE PROYECTO
Tipos de semáforos
a) Semáforos vehiculares
Los semáforos vehiculares regulan tránsito de los vehículos, indican cuando en una
intersección de alta demanda vehicular los automotores deben detenerse o
continuar.
b) Semáforos Peatonales
Los semáforos peatonales son aquellos que utilizan con el objetivo de salvaguardar
la vida del peatón, su función es que en un periodo de tiempo determinado los
volúmenes de transeúntes puedan desplazarse por la vía sin peligro.
Descripción de colores del ciclo semafórico
a) Luz roja
La luz roja en un semáforo indica que los vehículos deberán detenerse por un
periodo de tiempo justo antes de llegar a la intersección, a una distancia de dos
metros atrás del dispositivo de control o semáforo, deben permanecer parados
hasta que cambie el color del ciclo semafórico a verde. Los peatones no deberán
cruzar la vía a menos que el semáforo para peatones que es seguro su paso.
b) Luz amarilla
La luz amarilla o también conocida como ámbar, su función es advertir a los
conductores de los vehículos que están a punto de aparecer la luz roja y que deben
detenerse. A los peatones indica que no dispone de tiempo suficiente para cruzar
la vía, con excepción de que exista algún semáforo peatonal que indique que
pueden cruzar sin peligro.
c) Luz verde
La luz verde en una intersección semaforizada indica que los conductores de los
vehículos pueden cruzar la vía, realizar algún giro sin peligro alguno a menos que
exista una restricción.

Tipos de movimientos en una intersección semaforizada
a) PROTEGIDO
Se refiere a tener el derecho de paso absoluto sin la necesidad de ceder el paso a
otros movimientos conflictivos. El HCM 2000 sostiene que “un movimiento protegido
es aquel que se hace sin conflicto, ya sea peatonal, de flujo de bicicletas o flujo
vehicular”.
b) PERMITIDO
Es aquel que admite el paso a más de un movimiento vehicular, es decir es
necesario cruzar con precaución la intersección, y si es necesario ceder el paso al
tráfico opuesto o movimientos peatonales conflictivos.
Imagen 2
Fuente: internet

REQUISITOS PARA LA INSTALACIÓN DE SEMÁFOROS
Según (Instituto Ecuatoriano de Normalización, 2012) menciona en los requisitos
básicos para instalar semáforos, que no se debe instalar semáforos a menos que
cumpla uno o más de los requisitos de los que se señala más adelante y que esta
información se debe obtener mediante estudios de ingeniería de tránsito. En el caso
de que no se cumpla los requisitos estipulados, no se debe poner en operación un
semáforo, ni se debe continuar en operación uno que ya haya sido instalado. Los
factores que influyen para que se deba proveer un semáforo a una intersección son
los siguientes:
a) Volúmenes vehiculares
Se aplica este requisito cuando los volúmenes de tránsito son la razón principal
para considerar la instalación de semáforos. Este se cumple si en 4 horas para los
controladores vehiculares y 8 horas para los controladores de tiempo fijo en un día
laborable se dan los siguientes volúmenes de tránsito.
PLC - LOGO – SIEMENS
Existen 2 categorías para tensiones diferentes:
Categoría 1: para 12 Voltios DC, 24 voltios DC y 24 voltios AC
Categoría 2 : Desde 115 Voltios hasta 240 Voltios, en AC y DC
Existen equipos con pantalla y sin pantalla, ambos con 8 entradas y 4 salidas
Existen módulos Digitales, con 4 entradas y 4 salidas
Existen módulos Analógicos, con 2 entradas Analógicas
Existen módulos virtuales, con 4 entradas virtuales y 4 salidas virtuales

ESTRUCTURA DEL LOGO
1. Alimentación de tensión
2. Entradas
3. Salidas
4. Receptáculo para modulo con tapa
5. Panel de mando
6. Pantalla LCD
7. Indicador de estado RUN/STOP
8. Interfaz de ampliación
9. Codificación mecánica – clavija
10.Codificación mecánica – hembrillas
11.Guía deslizante
Imagen 2
Fuente: internet

CABLEADO EXTERNO DEL PLC – LOGO – SIEMENS
El equipo consta de 8 entradas, el cual se tiene que cablear 8 pulsadores
directamente alimentado de línea y sus salidas dirigidas a cada entrada del equipo
PLC – LOGO
Asimismo, sus 4 salidas serán cableados directamente a las bobinas de los
contactores en A1, el A2 del terminal de la bobina será directamente con Neutro
Imagen 3
Fuente: internet

PROGRAMACION DEL PLC LOGO - SIEMENS
Por programar se entiende la creación de programas. ¡Básicamente, un
programa de LOGO! no es más que un esquema eléctrico representado de una
forma diferente.
Las entradas se designan con la letra I y una cifra. ¡Si observa la parte frontal de
LOGO!, verá en la parte superior los bornes de las entradas. ¡Sólo en los módulos
analógicos LOGO! AM 2 y AM 2 PT100 las entradas están en la parte inferior. Las
salidas se designan con la letra Q y una cifra. Los bornes de las salidas se hallan
en la parte inferior.
BORNES DE CONEXION
Como bornes identificamos todas las conexiones y estados que se
pueden utilizar en LOGO!. Las entradas y salidas pueden tener el estado ’0’ o
el estado ’1’. El estado ’0’ significa que no hay tensión en la entrada. El estado
’1’ significa que sí hay tensión. Los bornes ’hi’, ’lo’ y ’x’ los hemos introducido
para facilitarle la elaboración del programa: ’hi’ (high) tiene asignado el estado
fijo ’1’, ’lo’ (low) tiene asignado el estado fijo ’0’. No debe utilizar todas las
conexiones de un bloque. Para las conexiones que no se utilizan, el programa
adopta automáticamente el estado que garantiza el funcionamiento del bloque
en cuestión. Dado el caso, es posible identificar las conexiones no utilizadas de
forma especial con el borne ’x’.

BLOQUE Y NUMERO DE BLOQUE
Un bloque es una función que convierte información de entrada en
información de salida.
Antes era necesario cablear los distintos elementos en el armario eléctrico o en
la caja de conexiones. Al elaborar el programa debe conectar bornes con
bloques. A tal efecto, basta con elegir la conexión deseada en el menú Co. El
menú Co debe su nombre al término inglés “Connector” (borne).
En la ilustración mostramos un display típico de LOGO!. No es posible
representar más de un bloque al mismo tiempo. Por ello, hemos previsto
números de bloque para ayudar al usuario a controlar un circuito en conjunto.
¡Cada vez que se inserta un bloque en un programa, LOGO! asigna un número a
dicho bloque. ¡Por medio del número de bloque, LOGO! muestra la conexión entre
bloques. Los números de bloque sólo pretenden facilitar la orientación en el
programa.
Imagen 4
Fuente: internet

FUNCIONES BASICAS (GF)
Las funciones básicas constan de 8 bloques con diferentes funciones cada una
de ellas.
1.BLOQUE: “AND “
2.BLOQUE: “OR “
Imagen 5
Fuente: internet
Imagen 6
Fuente: internet

3.BLOQUE “ NAND “ o AND NEGADA
4.BLOQUE “ NOR “ o OR NEGADA
Imagen 7
Fuente: internet
Imagen 8
Fuente: internet

5.BLOQUE “ XOR “ o OR EXCLUSIVA
6- BLOQUE “ NOT ” o INVERSOR
Imagen 9
Fuente: internet
Imagen 10
Fuente: internet

FUNCIONES especiales ( sF )
Las funciones especiales constan de 25 bloques con diferentes funciones cada una
de ellas.
1.BLOQUE “ ON DELAY “
2.BLOQUE “ OFF DELAY “
Imagen 11
Fuente: internet
Imagen 12
Fuente: internet

3.BLOQUE “ RELE AUTO-ENCLAVADOR
4.BLOQUE “ RELE DE IMPULSOS “
Imagen 13
Fuente: internet
Imagen 14
Fuente: internet

DIAGRAMA DE BLOQUES – SEMAFORO
PROGRAMACION PARA UN SEMAFORO
*Primero enciende la lámpara Verde con una duración de 30 segundos y se apaga
*Segundo enciende la lámpara Ámbar con una duración de 10 segundos y se apaga
*Tercero enciende la lámpara Roja con una duración de 20 segundos y se apaga
* Y se repetirá cíclicamente. Para apagarlo es con el pulsador N.A. de la entrada I2
(STOP)
Imagen 15
Fuente: internet

CONCLUSIONES
Eficiencia y Efectividad del Diseño:
Se demostró que el diseño del semáforo fue efectivo para gestionar el flujo de
vehículos y peatones, optimizando la circulación de manera segura y ordenada.
Durabilidad y Mantenimiento:
El proyecto demostró una alta durabilidad, resistiendo condiciones climáticas
adversas sin comprometer su funcionamiento.
Seguridad:
La seguridad del semáforo fue una prioridad clave y se dara una reducción
significativa en incidentes en la intersección desde la implementación del proyecto.
La prevención de accidentes y la mejora de la seguridad vial seran logros
destacados.
Evaluación de Costos:
Se llevó a cabo una evaluación exhaustiva de los costos asociados con la
instalación, operación y mantenimiento del semáforo. Los beneficios obtenidos,
como la mejora en la fluidez del tráfico y la seguridad vial, justificaron eficazmente
la inversión realizada en el proyecto.

BIBLIOGRAFÍA
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https://1library.co/article/semaforizaci%C3%B3n-marco-te%C3%B3rico-marco-de-
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