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Saturnino Soria Tello
Prácticas de
Automatización
Í1.Alfaomega
,,.
lz
CONTENIDOS
WEB
l-
Contenido
Práctica S.
lntroduocl&I al Laboratorio
deAutomatlzaol6n ____ 1
1.10bJet'------ 2
1.2 Manlote6rlco---··......._........ 2
1.3un&ultilet6cnlco_____ 2
Reporte de prá:tlca _............................... 7
1.4Trabll¡jo pnictlco_____ 7
1.4.1Tra~ pnictlco con RuldSlm
deFEST0------- 7
1.4.2Trabajo práctico con el PLC
<!eSlemAns--------- 10
1.4.3 Trabajo práctico con el PLC
FX de Mttsublshl . 13
Práctica 2
Slstama comblnaclonalN y
secuenclales ............._____ 17
2.2.0bjellvlll._______ 18
2.2 Marcote6rlco______ 18
2.3 Slltemucomblnaclonales--- 19
2.4 SlltemMsecuenclllles..,____ 19
2.6 Funciones 16(1cas..............___ 20
2.5.1 Negacl6n 16&1ca---- 20
2.5.2 Multlpllcaclón l6glca....___ 21
2.5.3 Sumatoria l6gJca ·····--- 22
2.6Ecuaclonel 16g!cas,_____ 22
2.7 InstruccionesbMlcas en
el PLC Slemens .......................................... 23
Reporte de préctlca.................................... 25
2.8Trabll,lo pr6ctlco................................... 25
2.8.1Tra~ pnictlco 2.1................... 26
2.8.2 Trabajo práctico 2.2................... 28
2.8.3 Tra~ práctico 2.3................... 30
2.8.4 Tra~ práctico 2.4................... 30
Práctica 3
Slstama secuenclales con
Un Estado de Memoria ........................ 35
3.1m,Jetlnli-------- 36
3.2 Marco te6rlco....................................... 36
3.3 Método Un Elltado de Memoda.......... 36
3.4 Tipos de entrada de veo en un PLC... 40
3.6 Tipos de salida en un PLC................... 41
Reporte de préctlca _ _ _ _ _... 42
3.6Trabll,lopr6c:UcoU.----... 42
3.7 Trabll,lo pr6c:Uco de
lóglcaPfOll'llmadll_ _ _ _.......... 43
3.7.1 Trabajo práctico 3.2................... 42
3.7.2 Trabajo práctico 3.3,___ 46
Prácdc:a4
MModo Un Estado de Memoria
con e1 PLC Fx de Mltsublahl .............. 49
4.1CHljetMls.,______.......... 50
4.2 Marco te6rlco....................................... 50
pRAcmc:,,s DE AUTOMATIZAClóN / SAlJRNINO $ORlATELLO
XIII Contenido _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
4.3 llllti'UcclonN b6llcas en el
PLC Mltsubllhl. . ·-........ 50
4.4Transfiriendo un PfOlll'8m8 del
PLCS!e,-. al Mltsubllhl......................... 50
4.6 ~ de entradal en el
PLCMltsubllhl.-.........,____.... 51
Reporte de práctica-----.... 53
4.6 TrabeJo pnktlco _...____.... 53
4.6.1Tra~pr6ctlco,U..............,.... 53
4.6.2 Tra~ pr6ctlco 4.2................... 55
Práctica 6
...._____.__ . .de
Un Elllldo de Memoria ............................. 59
6.1~............................................... 60
5.2 Marco te6l1co ............._____... 60
6.3 Memoria Interna----......... 60
6.4 si.ema ..r-............................... 61
6.6 M6todo de II Memoria lntema............ 61
Reporte de práctica .................................... 63
6.8 TrabeJo pr6ctlco ................................... 63
5.6.1Tra~ pr6ctlco 5.1................... 63
5.6.2 Tra~ práctico 5.2................... 66
5.6.3 Trabajo práctico 5.3................... 69
Práctica 6
COINlalol-de falla en un
........ _,nolalaelllOIOIIO ................. 75
6.1~.................- - -......... 76
6.2 Marco te6l1co ...·-----····.. 76
8.3 Trabe.lo pr6ctlco s.,.._____,... 77
Reporte de práctica _____....... 83
8.4Trabe.lo pr6ctlco ................................... 83
Práctica 7
ClraullNNCIINGlalN ........ ........ 87
7.1()bJetlvol..,_____.............. 88
7.2 Marco te611co-----....... 88
Reporte de práctica ....no............................. 93
7.4 TrabeJo pr6ctlco· · - - - - -.... 93
7.4.1 Tra~ práctico 7.1................... 94
7.4.2 Tra~ práctico 7.2................... 96
7.4.3 Tra~ práctico 7.3................... 98
7.4.4 Tra~ práctico 7.4...................100
7.4.5 Tra~ práctico 7.5...................102
Práctica&
................................
Fanci-de11empo,-.tadory
...................- .........----105
8.lQbJetlvas---....;...........106
8.2 !'tlan=ote6rlco-----...........106
8.3 Funciones de tiempo, contador
Ycomparac16n______..........106
Reporte de pr6ctlca ____............113
8.4 Trabe,lo pr6ctlco............_ .........:..........113
8.4.1 Trabajo práctico 8.1...................113
8.4.2 Trabajo pric:tlco 8.2...................116
8.4.3 Trabajo práctico 8 3 118
Práctica 9
Aill918yw11Draodeparálllltrol-
*uallraclordemtoaTD200...................121
9 . 1 ~ - - - - -...............122
9.2 Marco te6rlco..__.._ .....................122
9.3 Vlauallzador ele taxtoa1D200
ele&le,-...............,______ 122
Reporte de pr6ctlca ..................- ............... 126
9.4.,....pnictlco_ _ _............ 126
9.4.1 Trabajo práctico 9.1...................126
9.4.2 Trabajo práctico 9.2...................130
9.4.3 Trabajo l)ric:tlco 9.3................... 133
9.4.4 Trabajo práctico 9...................... 135
Prác:tlca10
Apllcacl6n defunclonN arllm6llcaa.......139
10.10bjau-...............-----·140
10.2 Marco te6rlco·----...........140
10.3 Funciones arltm6tlcal.......................140
Reporte ele pr6ctlca............,____ 142
10.4Trabajo pnictlco........._ ...........- ..... 142
10.4.1Trabajo práctico 10.1..............144
10.4.2 Trabajo pric:tlco 10.2
con la funcl6n sustraccl6n ..................145
10.4.3 Trabajo práctico 10.3
con la función multlpllcacl6n..............148
10.4.4 Trabajo práctico 10.4
con la función dlvlsl6n.........................149
10.4.5 Trabajo práctico 10.5.............. 144
PRAcTlc:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATJRNINO SORIA TELLO
_ ______________ Prácticas c1eAutomat1zacl6n I XIII
Práctlcall
......detempariadoNa
____________157
11.1ObjetlYoa.--• 158
11.2 Marco te6rlco 158
11.3 M6todo temporlzad«N
encaecada,--------158
Reporte de práctica ------161
11.4Trablt,lo pnictlco-----161
11.4.1Trabajo práctico 11.1..............162
11.4.2 Trabajo práctico 11.2 ..............165
Práctica U
PnlduatD .....,._el6cbloo--....J.75
12.lObjetlVoli.-------176
12.2 Marcote6rlco----...........176
12.3 Conceptos prevtos..______176
Reporte de práctlc:a ------~78
12ATrabe,lo pr6c:tlco _ _ _ _ _178
12.4.1Trabajo práctico 12.1 ..............178
12.4.2 ,:rabajo práctico 12.2 ..............188
Práctica 13
Pnlductv IIIIIIOador
~-------189
13.1OlljetMll;._______.190
13.2 Marcote6rlco------190
13.3 Conceptos prevtos..______190
Reporte de práctica ______192
13.4Trabe,lo prictlco 192
13.4.1Trabajo práctico 13.1 ..............192
13.4.2 Aplicación de modo
autométlco, semlautométlco
ymanual _______...196
PRACTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
1
Prefado
El propósito de las máquinas autónomas es el desarrollar una tarea sin depender de
operadores humanos, tomando las decisiones que ellos mismos tomarían de una
manera independiente. Este tipo de mecanismos son respuesta a una de las
características principales de la naturaleza humana: la capacidad para entender
problemas y plantear soluciones a los mismos. En este sentido, la elaboración de los
dispositivos que permiten el desarrollo de una tarea substituyendo las decisiones de
un operador humano ha acompañado al hOmbre desde sus inicios y no desde hace
algunas décadas.
Durante siglos, la mayoría de estos dispositivos automáticos utilizó determinada
forma de energía para realizar dichas tareas; anteriormente predominaba el uso de
energías del tipo renovable o mecánica; la inteligencia automática radicaba en el
uso de diversos dispositivos mecánicos. Durante la primera mitad del siglo XX. la
mayoría de los sistemas automatizados lógicos se controlaban por medio de
circuitos de dispositivos electromecánicos llamados relevadores. En este tipo de
sistemas, la función lógica a realizar depende de la conexión eléctrica entre los
dispositivos. Hoy en día, es común encontrar sistemas automatizados operando
bajo estos esquemas. Posteriormente, el controlador lógico programable (PLC) fue
desarrollado en la década de 1960, es un dispositivo electrónico programable que
tjene entre sus bondades: la facilidad de re-programación, el autodiagn6stico y
detección de fallas, un menor consumo de espacio y menor costo de
mantenimiento. Y aunque en un principio el PLC fue concebido como un remplazo a
los circuitos a base de relevadores, sus capacidades actuales son mucho mayores.
El panorama actual de la automatización no solamente comprende el desarrollo
de algoritmos ªinteligentes• de control para el desarrollo de cierta tarea automática
basados en PLC; la automatización comprende el uso de manera integral de
instrumentación tan variada como son sensores, actuadores y dispositivos
electrónicos de control. La automatización abarca problemas tan sencillos como el
control de nivel en un deposito mediante un flotador o tan complejos como el
monitoreo y control de una red de robots industriales a distancia. Actualmente, la
.automatización como rama de la ingeniería se encuentra en continuo desarrollo
debido al constante cambio en los mercados, los cuales son cada vez más
competitivos y con mayores necesidades. Generalmente, un producto proveniente
de un sistema automatizado es de una calidad superior debido a que no existen
PRÁCT1CAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA Ta.LO
XVIIPrefaclo ____________________
errores de factor humano en su desarrollo, además el costo de su fabricación suele
ser menor.
El objetivo de este compendio de prácticas es brindarle al lector un panorama de
la automatización en los procesos industriales con un enfoque teórico-práctico. El
libro está diseñado para ser un primer encuentro con la automatización, para
utilizarse principalmente como apoyo en el laboratorio para un primer curso en
automatización a nivel licenciatura. Es importante recalcar que -gracias al software
de simuiaci6n usadq- este libro también es idóneo para ingenieros que se dedican
profesionalmente a esta interesante área y que desean incrementar . sus
conocimientos. El texto se encuentra redactado con un estilo claro y directo,
facilitando la comprensión para quienes se inician en el tema.
El enfoque principal de esta obra es por medio del uso de una serie de
herramientas prácticas en software y hardware para ayudar al lector a comprender
los temas; entre las mismas destaca el uso del software FluidSIM® ·de FESTO para
desarrollar simulaciones de sistemas eléctricos, neumáticos, electroneumáticos,
hidráulicos y electrohidráullcos. También se presentan diversas herramientas en
hardware que serán sin duda invaluables para el lector interesado en el tema,
destacando el uso de distintos sistemas de Controladores Lógico Programables
(PLC) como la plataforma S7-200 de Siemens, incluyendo la interface de texto TD-
200.
La respuesta al problema de diseño abierto de sistemas lógicos secuenciales
asíncronos, se presentada en las primeras seis prácticas mediante un método
llamado "Método de la memoria interna•, el cual es una es una contribución original
del Mtro. Saturnino S. Soria Tello. La •memoria interna• segmenta la secuencia de
una máquina automatizada en estados, y relaciona a cada estado con una memoria.
La efectividad del método se basa en que para activar el estado, se necesita que la
secuencia se encuentre en el estado anterior, asegurando así el orden correcto de
la secuencia. Cabe destacar que seguramente este método resultará interesante
para el lector ya que éste no depende de la experiencia y se puede desarrollar
cualquier sistema secuencial síncrono siguiendo una serie de pasos de manera
uniforme.
Los sistemas neumáticos, y el método de la memoria interna aplicado a los
mismos, son presentados en la Práctica 7. Al igual que el método cascada, el
método de diseño caracteriza al sistema por un conjunto de ecuaciones lógicas y no
depende de la experiencia del usuario.
De las prácticas 8 a la 11 se presenta el diseño de sistemas secuenciales
síncronos, en los cuales la duración de cada estado en la secuencia es de tiempo
fija y sincronizada. Regularmente dichos intervalos de duración son regulados
mediante dispositivos llamados temporizadores. Además se revisa en la Práctica 8
el uso de funciones contador para contabilizar eventos. Cabe resaltar que a partir de
la Práctica 9, el autor hace uso de la interfaz de texto TD-200, la cual le permite al
usuario un mayor grado de interacción con el proceso al modificar valores
preestablecidos y acumulados en las distintas funciones del PLC. En la Práctica 11
PRACTICAs DE AUTOMATIZACIÓN/ SATIJRNINO SORIA TELLO
Pr6ct1cas c1e Automatlzad6n I XVII
---------------
se diseñan sistemas secuenciales síncronos basados e~ E:I m~~o
"Temporizadores en cascada•, éste método es también una co~nbuc1ón original
del autor. Finalmente, las prácticas 12 y 13 representan productos_m!egradores que
permiten al lector el aplicar los distintos temas revisados con antenondad.
Sin duda alguna, este libro será de gran utilidad para el lector interesad? en
conocer acerca del tema. El contenido de este texto presenta un acercamiento
general del área de la automatización, en el cual cada tema es expuesto de una
manera práctica y teórica.
Dr. Miguel Angel Platas Garza
Universidad Autónoma de Nuevo León
San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATIJRNINO SORIA TELLO
1
1·
Antes de comenzar a leer
En este libro el lector encontrará materiales complementarlos, cuya finalidad es apoyar
el proceso del aprendizaje y la práctica, ya sea por medio de ejercicios o vid~.
Este material se encuentra disponible en nuestra página de Internet, para
descargarlo, siga los pasos de la primera página dei libro.
A lo largo_ de toda _la obra, encontrará 1,m.ícono, el cual le Indicará que ese material
está en nuestra plataforma. · ·
PRÁCTICA1
INTRODUCCIÓN AL
LABORATORIO DE
AlITOMATlZACIÓN
LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN
-~~rn~r~L,:.,..:-:-,,..-~~,...,,.-~~-............-
M,trfqu!a:._·"··----------------........--------------
·.Grupo:_-------------
.Fecha:_··_·---------..,..;..------
~ _: ·:.·. __; .. .'.
2 1Pr6c:tk:a 1 • lntroduccl6n al Laboratorio de Autornatlzacl6n ________
1.1 OBJETIVOS
• Conocer la terminología empleada en el uso de lógica programada.
• Comprender el programa de simulación FluldSlm de FESTO en su versión
neumática. ·
• Aprender los comandos básicos n89858rlos para desarrollar un circuito
eléctrico con FluldSlm. . .
• Utilizar los programas de lógica programada para el PLC S7-200 de Slemens
y Fx de Mltsublshi.
• Identificar las diferencias entre las Instrucciones de lógica programada entre
el PLC de la marca Slemens yel PLC de la marca Mltsublshl.
• Establecer el tipo de Interface que deberá utilizarse en el PLC Slemens y
Mltsubishi.
• Escribir yleer un programa en el PLC Sle,mens y Mltsublshl.
1.2 MARCOTEÓRICO
La lógica programada basada en PLC requiere del uso de la tecnología y del
conocimiento de lenguaje técnico. Para estandarizar este lenguaje, es necesario
conocer tanto el hardware como el software aplicado en la automatización Industrial
asícomo el significado de los términos técnicos más utilizados.
1.3LENGUAJETÉCNICO
Enseguida se define el lenguaje técnico básico que deberá de conocer el estudiante
para comenzaratrabajar en el laboratorio de automatización:
PLC
Son las siglas en Inglés de Programmable Loglc Controller (Controlador Lógico
Programable). Existen varias marcas en et mercado, cada una divide a sus
productos en familias para abarcar la mayoña de los procesos industriales. Ante la
necesidad de reducir costos de los PLC's, son fabricados en dos tamaños: compacto
y modular.
PRAcTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
r
!
;,
1
L
Pnctlcas de Automatlzacl6n 13
Tiempo de Sean
Es el tiempo que necesita el CPU del PLC para realizar un diagnóstico Interno e
Identificar fallas en el funcionamiento del CPU, así como leer los estados actuales
de las entradas, ejecutar el programa lógico almacenado en la memoria y actualizar
datos en los módulos de salidas.
Velocldad de transmlsl6n
Velocidad de transmisión (300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 y 38400 bits
por segundo). Es la velocidad de transmisión que se usará para el puerto serle, Y
que debe ser Igual a la configurada en los otros dispositivos del bus.
PLC Compacto
Este tipo de PLC es un módulo que Incluye el CPU, una cantidad reducida de
entradas y salidas, puerto de comunicación, la fuente de voltaje y en algunos casos
Incluyen un conector para agregar módulos de expansión.
La Figura 1.1 muestra un ejemplo del PLC compacto al CPU 222 de Slmatlc S7-
200 de la marca Slemens, el cual Incorpora un microprocesador, una fuente de
alimentación integrada, circuitos de entrada y de salida que conforman un PLC del
tipo compacto.
SIEMENS
sÍMA'nc lill lill E!I a a m CPU.212
87-ffO QD.D.•1JIJIA·.I D®QDC
li:!""""8
a-
ª*""'
Raura U &tructura del PLC compacto
PLCModular
Está estructurado con un rack principal que contiene varias ranuras, en las cuales
se insertan los módulos. Comúnmente la primera posición es dedicada para fuente
de alimentación (PS, Power Source); en la siguiente ranura se localiza el CPU
(Central Process/ng Unlt), el cual contiene el puerto de comunicación donde se
conecta la interfaz para la computadora. Después se ubican los módulos de
PRAc'ncAs DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
4 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización __________
entradas, salidas y los módulos especiales como: de posicionamiento, de entradas o
salidas analógicas. También tienen un conector para agregar módulos de
expansiones. La Figura 1.2 muestra un ejemplo de PLC modular de la familia S?-
300 de Siemens.
o o o o o
Figura 1.2 Estructura del PLC modular
Interfaz
Es un dispositivo físico encargado de transferir la información entre el PLC y la
computadora. Estos no son dispositivos estandarizados, pues cada marca tiene su
propia interfaz y en ocasiones hay diferencias entre las familias de PLC de la misma
marca; por ejemplo, la interfaz requerida para el PLC Siemens de la familia S?-200
es distinta a la que requiere la familia S?-300. La interfaz utiliza electrónica para
realizar la transferencia de la información, la cual se da entre protocolos
comúnmente RS232 en la computadora y RS422 o RS485 en el PLC.
Protocolo de comunicación
Conjunto de reglas y normas que permiten a dos o más entidades de un sistema de
comunicación, transferir información entre ellos por medio de cualquier tipo de
variación de una magnitud física.
Puerto de comunicación
Son conectores integrados a las computadoras y a los equipos industriales. Su
función principal es la de comunicarse con otros equipos. Por ejemplo, al conectar
entre sí el puerto de comunicación del PLC y de la computadora, es posible escribir,
leer y monitorear un programa en un controlador.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 5
RS232
Por sus siglas en inglés (Recommended Standard 232) nos indica que es una
norma recomendada, es una interfaz que designa una norma para el intercambio
de una serie de datos binarios entre un DTE (Data terminal equipmenVEquipo
terminal de datos) y un DCE (Distributed Computing EnvironmenVEquipo de
Comunicación de datos). Es común que físicamente se identifique en un conector de
estándar DB-9.
D89
Conector agregado a una computadora como comunicación al exterior, con equipos
periféricos o equipo industrial, comúnmente identificado como puerto serial Y en
algunos PLC's es el puerto de programación. Existen las dos versiones: conector
hembra y conector macho y cada uno tiene una geometría muy particular que ayuda
a evitar errores en la conexión. Por la naturaleza de la comunicación, es llamado
puerto serie.
use
(Universal Serial Bus/ Bus Universal en Serie) es un estándar de comunicación
industrial desarrollado en los años noventa y define los cables y conectores usados
en un bus de comunicación digital para comunicar, conectar y proveer energía
eléctrica entre computadores y periféricos electrónicos. Este tipo de comunicación
es adoptado por la mayoría de los equipos electrónicos de uso doméstico y en muy
pocos equipos electrónicos de tipo industrial.
Comunicación Industrial Ethernet
Físicamente está localizado en un conector RJ45 del tipo telefónico. El medio de
comunicación se realiza a través de un cableado trenzado en pares o una red óptica
sobre la base de un conductor de fibras ópticas. En el sistema de comunicación
abierto SIMATIC NET de Siemens, Industrial Ethernet es la red para el nivel de
control y para el nivel de célula.
Mlnldin PS/2 8 pines
Algunos PLC's suelen utilizar este tipo de conector en lugar del 089, tiene una
geometría interna muy singular que hace fácil su conexión.
Lógica programada
Es la lógica basada en PLC, el circuito de control es programado lo que hace flexible
que un circuito de lógica programada se interprete a través de ecuaciones lógicas.
La programación consiste en comandos propios del PLC. Algunas funciones como
temporizadores tienen una alta precisión que puede tener una resolución de 0.001
segundo. El PLC tiene funciones y memorias especiales para estructurar secuencias
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
6 1Pr6ctlca 1. • lntraduccl6n al Laboratorio de Automatlzacl6n ________
t6glcas más complejas. Este tipo de 16glca es la más solicitada en la solucl6n de
problemas de automatlzac¡t6n.
1.611cacableada
También llamada 16glca de control eléctrico. Debido a la falta de rapídez en ta
adaptación a tos cambios de modelo o actualizaciones de equipo, se ha disminuido
el Interés para solucionar problemas de automatlzaci6n. La estructura de la 16glca
está basada en componentes físicos, lo que hace inflexible el cambio de modelo, es
decir, que una·modlflcacl6n requiere de cambios de componentes y de tiempos más
largos comparada con ta t6gtca programada: ·
HMI
(Human Machlne Interface/Interface Humano-Máquina). Es un dispositivo capaz de
comunicar el estado del proceso a un operador de manera gráfica o bien, de
manera numérica. Existen varias marcas que ofrecen una gran variedad de equipos.
Con la finalidad de hacer la lnteraccl6n más Intuitiva entre el equipo y el operador,
es común que tengan pantalla táctil. Dentro de estos equipos se considera a los
visualizadores de texto como la TD200 de s1,mens.
PRAcTic:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Pr6ctlcas de Automatlzacl6n 17
REPORTE DE PRÁCTICA
Nombm:
Matrfcula: - - - - - - - - - -
Grupo: - - - - -
Fecha: - - - - - - - - - - -
.C81ificaci6n: - - - -
Rima del prml!SOI. - - - - - - -
1.4TRABAJO PRÁCTICO
Se presentan tres prácticas que el estudiante deberá de desarrollar.
MATERIAL REQUERIDO
Computadora con los siguientes programas:
eFluidSlm
• MicroWIN para el PLC S7-200 de Slemens
• GPPWIN para el PLC Fx de Mltsublshl
• Simulador para el PLC S7-200
• Simulador para el PLC Fx de Mltsublshl
• Programa del circuito establecido para el AuidSim
• Programa del circuito establecido para el PLC S7-200
• Programa del circuito establecido para el PLC Mltsublshi
1.4.1 TRABAJO PRÁCTICO CON AJJIDSIM DE FESTO
Este trabajo consiste en aplicar el programa FluidSim de FESTO en su versión
neumática. Como primer paso, se debe identificar el icono del programa,
conocer su ambiente de trabajo, las funciones básicas para simular un
circuito del tipo eléctrico e identificar las librerías que contienen los
componentes eléctricos y neumáticos.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
8 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización __________
El icono que identifica al programa puede variar de acuerdo a la versión que se
tenga disponible. La singularidad que tienen todas las versiones es que utilizan el
símbolo de un actuador y el nombre FESTO. La Figura 1.3 muestra los iconos de las
versiones 3.6 y 4.2.
,,,,.
FESTO
FluidSIM
,.,,.
FESTO
FluidSIM
Figura 1.3 Iconos del programa FluldSlm versiones 3.6 y 4.2
Con este programa se pueden desarrollar circuitos eléctricos, neumáticos Y
electroneumáticos. Los tres tipos de circuitos pueden ser simulados dando
resultados efectivos en función. Como todo programa de simulación, requiere de la
entrada de datos en el programa; en FluidSim la entrada de datos se realiza
activando y desactivando las entradas del circuito que deben de activ~rs~ por
funciones externas. Un ejemplo de estas entradas son los botones que act1vana un
operador o el sensor que activaría un producto, en la aplicación física del sistema
automático.
El circuito de la Figura 1.4 deberá de implementarse con FluidSim de FESTO Y
comprobar su funcionamiento. Como se puede observar, el circuito _
e7
tá
estructurado en tres secciones, teniendo una similitud con un diagrama de log1ca
programada, en el que se tienen las entradas, la lógica y las salidas.
Circuito de Lógica Cableada conFluidSim .,
Lógica cableada
~
T1
T1
A C1
Figura 1.4 Circuito eléctrico a simular con FluldSlm
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 9
El circuito desarrollado con FluidSim es considerado lógica cableada,
básicamente porque tiene los símbolos eléctricos de los componentes y porque la
mayoría de las funciones de lógica programada no se pueden desarrollar con este
programa, aunque el relevador de FluidSim tenga las características de esta lógica.
Después de realizar la simulación correspondiente del circuito de la Figura 1.4,
conteste las siguientes preguntas:
1.- ¿Por qué es considerado el circuito desarrollado con FluidSIM como un
circuito de lógica cableada?
2.- ¿Por qué la secc1on del circuito identificada como arranque y paro, se
determina como un circuito de lógica programada?
3.- ¿Cuál es la diferencia entre un relevador de lógica programada y uno de
4.- Explique los pasos a seguir para poner en operación un circuito con FluidSim.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
10 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización _________
5.- Explique lo que sucede en los contactos identificados como P, al momento de
poner en operación el circuito
6.- La función de conteo en C1 es ¿ascendente o descendente?
7.- ¿Qué tipo de función de tiempo son T1 y T2, TON o TOF?
1.4.2 TRABAJO PRÁCTICO CON EL PLC SIEMENS
Después de realizar la simulación del circuito con FluidSim de FESTO ahora se
puede hacer la preparación para transferir el circuito a lógica programada. Este
trabajo se desarrolla con el PLC Siemens de la familia S7-200. Para iniciar esta
actividad es necesario conocer el icono del MicroWin, este puede variar
dependiendo de la versión del software que tenga disponible. La singularidad es que
muestra un PLC compacto de Siemens con un fondo de lógica programada. La
Figura 1.5 muestra el ícono de la versión 4.0. Una peculiaridad de esta versión es
que tiene la opción de utilizar una interfaz con conector USB del lado de la
computadora.
Figura 1.5 Icono del programa MlcroWln para PLC 57-200
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 1.1
El trabajo a desarrollar será el escribir y monitorear en el PLC S7-200 el programa mostrado
en la Figura 1.6.
Figura 1.6 Diagrama de lógica programada para el PLC 5lemens 57-200
Después de haber desarrollado el circuito con el programa MicroWIN de Siemens
y haber realizado la simulación correspondiente con el simulador del PLC S7-200
(también de Siemens), conteste las siguientes preguntas.
8.- Comparando los circuitos de las Figuras 1.4 y 1.6, indique en el circuito de
lógica programada en qué direcciones se encuentran los botones A y P
además de los temporizadores Ti y T2 del circuito desarrollado con FluidSim.
A=_____ P=_____ Ti=_____ T2=_____
9.- Describa en un máximo de siete pasos la transferencia del programa al PLC y
el monitoreo del mismo.
Paso 1:
Paso 2:
Paso 3:
Paso 4:
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
12 1Pr6ct1c:a 1 • lntroduccl6n al LabOnltorlo de Automatlzacl6n ________
Pasos:
Paso6:
Paso7:
10.-¿Qué tipo de funclqn de tiempo son T37 y T38, TON o TOF?
11.- ¿Qué sucede con el contacto abierto de la entrada 10.1 al poner en RUN el
PLC? .
12.- ¿Qué resolución de tiempo tienen los temporizadores T37 y T38?
13.- ¿Cuál es la razón de que exista un contacto de C1 en la red de la función
Reset (R) de C1?
PRAc'nC:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIATELLO
,
¡
'
·,1
• 1
j
'!
l
________________ Prictlcas de Automatlzacl6n 113
14.- ¿Qué tipo de función de conteo tiene C1, ascendente o descendente?
15.- ¿Qué sucede al activar la entrada to.o yel contador no ha llegado a su valor
preestablecido?
16.- ¿Qué condiciones se deben de cumplir para restablecer el contador C1?
17.- ¿Qué tipo de Interface utiliza el PLC Slemens?
1.4.3 TRABAJO PRÁCTICO CONB.PLC FX DE MRSUBISHI
La actMdad consiste en comparar las instrucciones entre dos diferentes marcas de
PLC. Se propone utilizar la marca Mitsubishi con la familia FX. Para iniciar es
necesario conocer el ícono del programa GPPWIN del PLC de la marca Mltsubishi. La
Figura 1.7 muestra el ícono que lo identifica con las letra~ GPP.
PRAc'ncAs DE AUTOMATIZACKlN / SATURNINO SORIATELL0
14 1Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización _________
GX
Developer--FX
Figura 1.7 Icono para el programa GX Developer para el PLC Mltsublshl
El trabajo a desarrollar consiste en utilizar el programa GPPWIN para escrit¡ir y
monitorear el circuito ya establecido mostrado en la Figura 1.8 con el PLC Mitsubishi
de la familia FX.
Figura 1.8 Diagrama para el PLC Mltsublshl familia Fx
Después de haber desarrollado el circuito con el programa GPPWIN de
Mitsubishi y haber realizado la simulación correspondiente con el programa Fx
Trainer también de Mitsubishi, conteste las siguientes preguntas:
18.- Comparando los circuitos de las Figuras 1.4 y 1.8, indique la equivalencia en
dirección para el PLC Mitsubishi de los dispositivos identificados como A, P,
T1, T2 y Mi.O.
A=__ P=__ T1=__ T2=__ Mi.O=__
19.- Describa en un máximo de siete pasos la transferencia del programa al PLC
y el monitoreo del mismo.
Paso 1:
PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 15
Paso 2:
Paso 3:
Paso 4:
Paso 5:
Paso 6:
Paso 7:
20.- ¿Qué tipo de función de tiempo son T100 y T101, TON o TOF?
21.- ¿Qué resolución de tiempo tienen los temporizadores T100 y T101?
22.- ¿Qué sucede con el contacto abierto de la entrada X1 al poner en RUN el
PLC?
PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
16 1Pr6ctlca 1 • lntnlCluccl6n al Laboratorio de Automatizacl6n --------
23.- ¿Qué sucede al activar la entrada XO cuando el contador C1 no haya llegado
a su valor p~blecldo?
24.- ¿Qué tipo de funcl6n de conteo tiene C1, ascendente o descendente?
25.- ¿Qué condiciones se deben de cumplir para reestablecer el contedor C1?
26.- ¿Qué tipo de Interface utiliza el PLC Mltsublshl?
PRACTICAS DE AUTOMATlZACIÓN / SATURNINO SORIATal.O
1
i
1
1
1
1
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L
PRÁCTICA2
SISTEMAS
COMBINACIONALES
YSECUENCIALES
LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN
..... ; ./1'. ·:_,,·...;.;.; .. .-··.·::-: .·.·
éalificaci6n:__.;___..,;....,.......;....-......
18 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
2.1 OBJETIVOS
• Distinguir las diferencias entre los Sistemas Combinacionales y Secuenciales
• Identificar las características de operación de ambos sistemas
• Entender el funcionamiento de los tres operadores lógicos básicos
• Obtener las ecuaciones lógicas utilizando los tres operadores básicos
• Transferir las ecuaciones lógicas a un circuíto de lógica programada
• Aplicar el FluidSim para simular el circuito eléctrico
• Desarrollar conexiones básicas de entradas y salidas con el PLC S7-200 de
Siemens
2.2 MARCO TEÓRICO
La lógica de un sistema automático está basada en los dos sistemas lógicos que
existen: Combinacional y Secuencial. Para identificarlos es importante conocer las
características que los diferencian para aplicar el método más apropiado en la
solución de la lógica.
2.3 SISTEMAS COMBINACIONALES
Un sistema combinacional es aquel donde el valor de las salidas de cada
combinación sólo depende del valor que tengan las entradas en esa misma
combinación; no recuerda valores lógicos de combinaciones anteriores, es decir, no
tiene memoria.
La representación de un sistema combinacional con dos entradas y una salida
se muestra en la Figura 2.1, en donde la interpretación de los valores lógicos de la
tabla se realiza utilizando lógica positiva. En las entradas, el contacto cerrado es
identificado con el valor lógico "1" y el contacto abierto es el valor lógico "O";
aplicando la misma lógica para la salida F(AP), el "1" indica que la función está
encendida y el "O" que la función está apagada.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 19
Figura 2.1 Figura y tabla de combinaciones de un sistema combinacional
El número de combinaciones posibles en un sistema combinacional está
definido por el número de entradas del sistema y se obtiene aplicando la siguiente
ecuación:
# Combinaciones = 2n (Donde n es el número de entradas del sistema)
2.4 SISTEMAS SECUENCIALES
Un sistema secuencial está dividido en estados o pasos. El valor de las salidas en
cada estado depende de:
a. Los valores que tengan las entradas en ese estado
b. Los valores que hayan tenido en estados anteriores
Se considera que un sistema secuencial tiene memoria por lo que se establece
que valores idénticos en las entradas pueden generar valores diferentes en las
salidas, en distintos estados del sistema.
Los sistemas secuenciales -a diferencia de los sistemas combinacionales- no
siguen un arreglo de combinaciones, siguen los pasos que conforman la secuencia
(también llamados estados) los cuales aparecerán en forma secuencial progresiva.
La Figura 2.2 muestra el esquema y la tabla de estados del sistema de paro y
arranque. Los estados que requieren de la aplicación de memoria son los estados
El YE3, debido a que los valores lógicos de las entradas A y Pson los mismos, pero
el valor lógico de la salida F(AP) es diferente.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
20 J Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
Sistema Secuencial
con PLC SIEMENS
___,...__-< S7-200
Figura 2.2 Figura y tabla de estados que representan al sistema de arranque y
paro
2.5 FUNCIONES LÓGICAS
Las funciones lógicas son fundamentales para representar la lógica de un sistema;
estas funciones estructuran las ecuaciones lógicas que representan al sistema y a
su vez, estas ecuaciones son transferidas a un diagrama de lógica programada.
Las funciones básicas son la negación, multiplicación y sumatoria lógica y es
importante conocer el comportamiento de cada función y el circuito equivalente
eléctrico que la representa, ya que esto facilitará el entendimiento en la operación
de las funciones lógicas.
2.5.1 NEGACIÓN LÓGICA
Es una función de una sola entrada y una salida. El resultado lógico de la función de
salida es el opuesto a la entrada, es decir, si el valor lógico de la entrada es "1" el
valor de la salida es "O". Esta función es fundamental en el uso de la lógica negada.
El circuito equivalente eléctrico es el contacto normalmente cerrado, la Figura
2.3 muestra el operador lógico NOT en un circuito de lógica de contactos obtenido
con el programa FluidSim.
A F(A
Figura 2.3 Circuito eléctrico equivalente de la negación lógica
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización J 21
La representación de la negación en una ecuación lógica es por medio de una
línea superior en la variable de entrada lógica.
F(A)=A
La expresión de resultados lógicos de la función de salida se puede resumir
como la función de salida es "1" si y solo sí la entrada tiene un valor lógico de "O".
F(A) {
1, A=O
O, A=I
2.5.2 MULTIPLICACIÓN LÓGICA
Es una función con dos o más entradas y una salida, se puede expresar con
cualquiera de las dos ecuaciones lógicas:
F(ABCD ) =A• B • C• D
F(ABCD)=ABCD
La expresión de resultados lógicos de la función de salida se puede resumir
como la función de salida es "1" si y solo sí todos las entradas tienen un valor lógico
de "1".
{
1, A=B=C=D=l
F(ABCD)
O, A=B=C=D=t-1
El circuito eléctrico que representa a este operador lógico es el circuito serie. Las
cuatro entradas (A, B, C y D) son conectadas en serie para dar como resultado la
función F(ABCD).
El circuito resultante es mostrado en la Figura 2.4. El funcionamiento del circuito
es claro: para que la función de salida se encienda es necesario que los cuatro
interruptores estén cerrados, si alguno de ellos está abierto, tendremos como
resultado el que se apague la función de salida.
e~ 7 f ; e
U ______,,,.,,___,,,.,~
Figura 2.4 Circuito eléctrico equivalente de la multiplicación lógica
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
22 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciai"es
----------
2.5.3 SUMATORIA LÓGICA
Es una función con dos o más entradas y una salida; para que el resultado sea
verdadero se requiere que al menos una de sus entradas sea verdadera. Esta
función se expresa con la siguiente ecuación lógica:
F(ABCD) =A+ B +C+D
La expresión de ·resultados_lógicos de. la función de salida se puede resumir
como la función de salida es "1" si y solo si al menos una de las entradas tiene un
valor lógico de "1".
l
J, A=l OR B=l OR
F(ABCD)
O, A=B=C=D=O
C=l OR D=l
El circuito eléctrico equivalente es el circuito paralelo (Figura 2.5). Las cuatro
entradas son representadas por interruptores, con uno que se cierre es suficiente
para que el indicador luminoso se encienda •sin importar la condición de los demás
interruptores.
24V
A
r,
<
B
r,
<
e
r,
<
D
r,
<
Figura 2.5 Circuito eléctrico equivalente de la sumatoria lógica
2.6 ECUACIONES LÓGICAS
Su representación se realiza con una o más funciones lógicas, tal como se muestra
en la siguiente ecuación lógica que da como resultado la función F (AB):
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 23
F(AB) =A B+B A
De la ecuación se puede deducir que F (AB) es un circuito paralelo de dos
circuitos serie de las variables discretas A y B; la Figura 2.6 muestra el circuito
obtenido al aplicar los circuitos equivalentes a las funciones lógicas.
24V
-~ CD
r,
,-, < F(AB)
<
~
,-, tlJ
< r,
<
Figura 2.6 Circuito eléctrico que representa la ecuación lógica F (AB}
Al representar esta ecuación en un diagrama de lógica de contactos, se obtiene
el diagrama mostrado en la Figura 2.7
Figura 2.7 Circuito de lógica programada de la ecuación lógica F (AB}
Una vez representada la ecuación en un diagrama de contactos, es posible
realizar la simulación correspondiente con FluidSim. Para comprobar el correcto
funcionamiento del sistema, una vez comprobada la función se inicia la
implementación física a través de un PLC.
2.7 INSTRUCCIONES BÁSICAS EN EL PLC SIEMENS
Las instrucciones, nomenclatura y direcciones de memoria en un PLC deben de ser
dadas de acuerdo a las ya establecidas en el software de programación, estas
difieren entre marcas.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
24 1Práctica 2 • Sistemas Comblnaclonales y Secuenclaies - - - - - - - -
La solucl6n del sistema propuesto se va a desarrollar con el PLC Slemens: para
esto, es necesario conocer la nomenclatura de las entradas, salidas, memorias así
como de algunas funciones especiales. La Figura 2.8 muestra símbolos y sintaxis.
SMO.O SMD.1
~ 1-- Punciones espc.!:ialea como SM0.6-SM0.7
10.0 I0.1
1---f 1-- Lisemndilltienendüección de_I0.0-IO.7, 11.0-ll.7
JO.O IO.:l Ml.7
t--1 t--{ ) LasmcmoriuticnendireccióndeMO.O-M0.7,Ml.0-11.7
MO
.•O QO:1 91.0
~ t--{ ) Laslllliduinicianen.Q0.0a®·7, y de Ql.O aQl.7
SM0.1 VB14.7 VB14.6
~ t--{ ) Bobinasespeciales de localización de memoria VB
fllura 2.8 lnstrucclon• bálca de lóallca PfOll'llmada con el PLC 57-200
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIATELi.O
~j j
+¡
'!
Pr6ctlcas c1e Automatlzacl6n 125
REPORTE DE PRÁCTI<:A
Nambnl: - - - - - - - - - - - - - -
Mlllldcula: - - - - - - - - - -
Grupo: - - - - -
Fecha: - - - - - - - - - -
Calificaci6n: ____
Firma del profesol. - - - - - - -
2.8 TRABAJO PRÁCTICO
Enseguida se exponen trabajos prácticos que serán resueltos aplicando lógica
programada con el PLC S7-200. Como primer paso se obtendrán las ecuaciones
lógicas, después se hará el desarrollo del circuito con la lógica utilizada por
FluldSlm, Identificando las tres etapas establecidas: Entradas, Lógica programada y
Salidas. Una vez comprobado el circuito se hará la transferencia apropiada a lógica
programada con el PLC S7-200.
MATERIAL REQUERIDO
Computadora con los siguientes programas:
• FluldSlm de Festo
• MlcroWln Step 7 de Slemens
• Simulador de PLC S7-200 de Slemens
• PLC Siemens
• Interfaz para el PLC S7-200
• Interruptores
• Indicador luminoso
• Cables
• Herramientas varias
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SOR1ATELLO
26 1Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
2.8.1 TRABAJO PRÁCTICO 2.1
La Tabla 2.1 muestra la operación del sistema de paro y arranque que da como
resultado la función F(AP). El trabajo a desarrollar consiste en implementar el
circuito con lógica programada que cumpla con la tabla de estados. En la tabla ya
está aplicado el método "Un Estado de Memoria":
Tabla 2.1 Valores lógicos del trabajo práctico
A p F(AP)
E1~
liCJ):' L: F(AP)
E2 1 I l
.El ,1-· o l F{AP)
E4 o o o
Ef 1 O·. 1 F(AP)_
Ecuación lógica de F {AP)
La Tabla 2.1 muestra que los estados que memorizan su estado anterior son E1 Y
E3, los dos estados tienen mismos valores en las entradas pero diferente valor en la
salida, E1 tiene un valor lógico de "O" y E3 tiene un valor lógico de "1". La ecuación
resultante se obtiene considerando los estados E1 y E2:
F(AP )=AP+AP F(AP)
Circuito con FluldSlm
La ecuación resultante es transferida a un circuito eléctrico utilizando el programa
FluidSim, obteniendo la simulación correspondiente. El diagrama se muestra en la
Figura 2.9.
Figura 2.9 Circuito resultante desarrollado con FluldSlm
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 27
Circuito de lógica programada
El circuito obtenido con FluidSim es transferido a lógica programada con el PLC S7-
200 de la marca Siemens. Conteste las siguientes preguntas:
1.- Asigne la nomenclatura al circuito identificado como lógica programada de la
Figura 2.9 para que sea transferido al PLC S7-200.
A=____ P=____ F(AP)=____
2.- En la Figura 2.10 agregue el circuito resultante de lógica programada con el
PLCS7-200.
Figura 2.10 Circuito resultante desarrollado con PLC Slemens del trabajo práctico 2.1
3.- Defina qué tipo de sistema es el circuito resultante: Combinacional o
Secuencial y explique por qué.
4.- ¿Qué sucede con el contacto de la entrada donde conectó la función P al
poner en RUN el PLC?
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
28 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
5.- ¿Qué tiempo de Sean tiene el circuito?
2.8.2 TRABAJO PRÁCTICO 2.2
El circuito eléctrico mostrado en la Figura 2.11, es el circuito escalera utilizado en
instalaciones eléctricas del servicio doméstico. Los interruptores A y B son de un
polo dos tiros, el interruptor A esta localizado en la planta alta y mientras que el
interruptor B en la planta baja, por lo que F(AB) es la resultante del circuito.
A O 1 F(AB)
Figura 2.11 Circuito de lógica cableada
Después de analizar el circuito responda a las siguientes preguntas:
6.- La Tabla 2.2 muestra las posibles combinaciones que tiene el circuito
mostrado en la Figura 2.11. Analizando la operación del circuito, complete la
tabla de valores lógicos en la columna F (AB).
Tabla 2.2 Valores lógicos del trabajo práctico 2.2
A B F(AB)
Cl o o
C2 o 1
C3 1 o
C4 1 1
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
I'
i'
Prácticas de Automatización 1 29
7.- De la tabla de valores lógicos obtenga la ecuación lógica de F(AB)
F(AB)=_____________
Considere el diagrama de conexiones eléctricas mostrado en la Figura 2.12,
como resultado de la implementación física con el PLC S7-200 de Siemens.
+
PLCSJEMENS
$7-200
Figura 2.12 Circuito de conexiones eléctricas con el PLC s7-200 de Slemens
8.- Considere el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 2.12 para
.desarrollar el diagrama de lógica programada como resultado de la aplicación
de la ecuación lógica de F (AB), y agregue el diagrama en la Figura 2.13.
Diagrama de lógica progiarrada con el PLC S7-200 de Siemens dela ecuaciónresultante deF(AB)
Netwurkl
-
I"
,,
~ - ¡ -,, ..,.. 't ,.. 1 !
Figura 2.13 Circuito de lógica programada
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
30 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
9.- Explique los motivos por los cuales este circuito es considerado del tipo
combinacional.
2.8.3 TRABAJO PRÁCTICO 2.3
El trabajo a desarrollar consiste en interpretar la lógica de funcionamiento del
circuito electroneumático mostrado en la Figura 2.14.
El circuito pertenece a una prensa industrial. La operación de prensado se
realiza con un actuador neumático activado por una electroválvula; el interruptor D
debe de estar cerrado para que funcione el 'Circuito mientras que los sensores A y B
determinan la posición del émbolo del actuador 1A.
Interruptor
D
~
<
--
Figura 2.14 Circuito de lógica programada
Como parte de la actividad a realizar, conteste las siguientes preguntas:
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $ORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 31
10.- Después de analizar el circuito de la Figura 2.14, complete la tabla de
valores lógicos que determina la operación del sistema.
Tabla 2.3 Valores lógicos del trabajo práctico 2.3
D A B vs
1 1 o 1
1 o o
1 o 1 o
1 o o
1 1 o 1
11.- Aplicando el método un estado de memoria, obtenga la ecuación de la
función de salida VS
VS=_______________
En la Figura 2.15 se propone el circuito de conexiones eléctricas para
implementar físicamente el trabajo práctico 2.3 con el PLC Siemens.
Figura 2.15 Circuito de lógica programada
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
32 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
12.- Utilizando el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 2.15, transfiera
la nomenclatura de las siguientes entradas y salidas.
D=____ A=_____ B=_____ VS=____
13.- En la Figura 2.16 agregue el diagrama de lógica programada resultante de
transferir la ecuación obtenida
Diagramad8 lógicapro11amada con el PLC s:1:290 de Siemen• de la ecuación re~ultante de VS
N-rkl
Figura 2.16 Circuito de lógica programada con el PLC Slemens del trabajo práctico 2.3
14.- Considerando que antes de operar el circuito el sensor A tiene un valor
lógico de ·o· al igual que B. ¿Puede operar el sistema?
15.- Considerando que el circuito está funcionando correctamente ¿Qué sucede
al desconectarse el interruptor D y el actuador esta en movimiento?
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $0RIA TELLO
Prácticas de Automatización 133
2.8.4 TRABAJO PRÁCTICO 2.4
Consiste en obtener las ecuaciones y la tabla de valores lógicos que muestren la
operación del sistema del circuito ya establecido. La Figura 2.17 expone el circuito
obtenido con FluidSim, y como resultado están las salidas 81 (Bomba 1) y Vs
(Solenoide).
.
ti
v Entrad.;
";' NA
,..., NB
<
ov
Figura 2.17 Circuito de lógica con FluldSlm
16.- Utilizando el diagrama de la Figura 2.17 y siguiendo la secuencia definida
por las entradas NA y NB, complete la Tabla 2.4 y aplique el método un
estado de memoria para obtener los valores de 81 y VS.
Tabla 2.4 Valores lógicos del trabajo práctico 2.4
NA NB Bl vs
o o
o 1
1 1
o 1
o o
17.- De la Tabla 2.4 obtenga las ecuaciones lógicas de cada función de salida y
de acuerdo al funcionamiento, defina el tipo de ecuación: Combinacional o
Secuencial.
81=_____________
¿Qué tipo de ecuación es: Combinacional o Secuencial?
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $0RIA TELLO
34 I Metica 2 • SlstemM Comblnaclonales ySecuenclales _ _ _ _ _ __
VS•_ _ _ _ _ _ _ _ __
¿Qué tipo de ecuación es: Combinacional o Secuencial?
1
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PRAcT1cAs DEAUTOMATIZACION / SATURNINO SORIATELLO
PRÁCTICA3
SISTEMAS SECUENCIALES
CON UN ESTADO DE MEMORIA
LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN
.··:-Ñ·6fubte:Y'.'.2'.ti:'.<::::<:r:,t;z;,.!,:}fi)iti'•·
'·: f4airlcut~:,,;..::.__,...,;.;.~..;....;.,.;...,..;,;.,...;..___,;,----
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36 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________
3.1 OBJETIVOS
• Entender de manera integral el funcionamiento de los sistemas secuenciales.
• Practicar el método "Un Estado de Memoria".
• Conocer la limitante de este método.
• Obtener las ecuaciones lógicas de una tabla de estados.
• Conocer los dos tipos de entradas discretas que tiene un PLC.
• Diferenciar la aplicación de los dos tipos de entradas.
• Realizar conexiones eléctricas utilizando los dos tipos de entradas.
• Conocer los tipos de salida del tipo discreto en un PLC.
3.2 MARCO TEÓRICO
Un tema relevante es la solución de la secuencia lógica en un sistema secuencial.
La mayoría de las veces se resuelve por métodos heurísticos con deficiencia en
efectividad en tiempo y función, por esta razón se propone utilizar el método "Un
Estado de Memoria".
3.3 MÉTODO UN ESTADO DE MEMORIA
Es un método analítico aplicado en la solución de sistemas automáticos del tipo
secuencial, y que consiste en memorizar un cambio de estado. Los pasos para su
implementación son los siguientes:
1. Se obtiene la tabla de valores lógicos que determinan el funcionamiento del
sistema.
2. Se localizan los estados con "conflicto" en valor lógico, esto indica que
mismos valores de entrada tienen valores diferentes en la salida.
3. Una vez localizados los estados y los valores lógicos "Diferentes", se
identifica si es aplicable el método, verificando que el valor lógico de la
función de salida sea el mismo del estado inmediato anterior.
4. Se sustituye el valor lógico por la variable discreta de salida.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 137
Límites de aplicación
Este método aplica sólo a sistemas de lógica programada de contactos basados en
PLC Y la ecuación resultante para cada función de salida es transferida y
programada con esta lógica.
Al tener solamente un estado de memoria, su aplicación es limitada a sistemas
con muy pocos estados.
Tabla natural del proceso
Es la representación de los estados de un sistema secuencial; cada estado está
estructurado por los valores lógicos que determinan la activación y desactivación de
· las variables de entrada y de salida. Los estados en una tabla natural del proceso
son cada uno de los pasos que tiene un sistema secuencial.
La tabla natural del proceso comienza con el estado inicial, pasa por los estados
intermedios, llega al estado final y termina la tabla con el estado inicial del segundo
ciclo: los estados iniciales tanto del primer ciclo como del segundo ciclo deben de
tener los mismos valores lógicos en todas las variables, lo que asegura que el
sistema sea secuencial y que está considerando todos los estados o pasos
analizados. La Tabla 3.1 muestra la tabla natural del proceso de un sistema
secuencial.
Tabla 3.1 Proceso de un sistema secuencia! con dos entradas y una salida
Tabla natural del proceso
Variables de Entrada
Variables de
:útado S.alida
VEl VE.2 VS1
..
1 o 1 o
..
2 1 1 1
3 o l 1
4 o o o
1 o 1 o
Para solucionar el sistema secuencial es necesario obtener una ecuación lógica
que represente a la función de salida VS1, para después transferir esta ecuación a
un diagrama de lógica de contactos y finalmente transferirlo a un diagrama de
lógica programada basado en PLC.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
38 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________
Aplicación del método
En la Tabla 3.1 se observa que los estados 1 y 3 son los que definen al sistema
como secuencial. Con la tabla natural del proceso ya desarrollada y con el sistema
identificado como secuencial, el siguiente paso es la aplicación del método "Un
estado de memoria". Se toma como punto de inicio los estados 1 y 3, se realiza el
siguiente razonamiento en los valores lógicos de la función de salida: el valor lógico
de la función de salida en el estado 3 es idéntico al estado inmediato anterior, si la
respuesta es sí, entonces el valor lógico puede ser cambiado por la misma var_
iable
de salida. El mismo análisis se ·realiza con -el estado 1, concluyendo que es posible
aplicar el método, dando como resultante la Tabla 3.2.
Tabla 3.2 Aplicación del método "Un Estado de Memoria"
Tabla natural del prooe,so
Variables de Entrada
Variable, de
Estado Salida
VEl VE2 VSl
'1 -1
"r· o 1 vs1 ·
2 1 1 1
3• ,._ o ' ' _l
-,
VS:1
4 o o o
1
J. l _. VS1
I• o ... ,. .,~-
Ecuación del sistema
Al no existir estados con conflicto en el valor lógico se procede a obtener una
ecuación lógica para cada una de las funciones de salida, en este caso se obtiene la
ecuación de la única función de salida VS1
VSI =VEIVE2+VEIVE2VSl
Diagrama de lógica de contactos con FluldSlm
La Figura 3.1 muestra el diagrama de lógica de contactos resultante de transferir la
ecuación. La ecuación está estructurada por dos entradas (VE1 y VE2) y una salida
(VS1).
PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 39
Figura 3.1 Diagrama de lógica de contactos resultado de la ecuación VS1
Diagrama de conexiones eléctricas
El proyecto se concluye con la implementación física y puesta en marcha del
sistema secuencial. La implementación se realiza con el PLC Siemens, dando como
resultado el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 3.2.
Figura 3.2 Diagrama de conexiones eléctricas con el PLC Slemens
3.4 TIPOS DE ENTRADA DE VCD EN UN PLC
Existen dos tipos de configuraciones para las entradas de VCD en un PLC: Sink y
Source. Para su correcto funcionamiento el primero requiere de una señal positiva y
el segundo de una señal negativa. La selección se realiza conectando el común del
módulo de entradas al negativo de la fuente, para las entradas Sink y conectar el
común al positivo de la fuente para entradas Source.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
'
40 J Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________
Para que exista flujo de corriente entre el módulo y los dispositivos de entrada,
existen dos posibles confi~uraciones en las conexiones eléctricas:
1. Entrada Sink (Drenador)-Sensor Source (Surtidor)
2. Entrada Source (Surtidor)-Sensor Sink (Drenador)
Módulo de entradas·Sink y sensores Source (PNP)
Estos módulos de entradas también . son llamados Drenador, para su
funcionamiento requieren que se les aplique el positivo de la fuente a través de un
sensor tipo Source, los cuales también son conocidos como Sensor con salida PNP y
Sensor con salida positiva.
Existen dispositivos eléctricos que pueden interrumpir cualquiera de las dos
terminales de la fuente de 24VCD, por ejemplo: un interruptor, un botón y un
contacto de un relevador electromecánico. En la Figura 3.3 se muestra la conexión
eléctrica del arreglo Módulo de Entradas Sink-Sensor Source (PNP).
+
+24V
PLC SIEMENS
S7-200
N
L N
llOVCA
Figura 3.3 Conexión eléctrica entre sensor SOURCE y entrada configurada como SINK en
elPLC
Módulo de entradas Source y sensores Slnk(NPN)
Estas entradas son llamadas tipo Surtidor, para su funcionamiento requieren QJe se les
aplique el negativo de la fuente a través de un sensor tipo Sink. Estos sensores también son
conocidos como sensor con salida NPN y sensor con salida negativa.
En la Figura 3.4 se muestra la conexión eléctrica del arreglo Módulo de Entradas Source-
Sensor Sink (NPN).
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
+
+24V
PLC SIEMENS
S7-200
Prácticas de Automatización 1 41
L N
l!OVCA
Figura 3.4 Conexión eléctrica entre sensor SINK y entrada configurada como SOURCE en
elPLC
3.5 TIPOS DE SALIDA EN UN PLC
Las salidas en un PLC pueden ser del tipo Relevador, Transistor y TRIAC. La primera
puede conducir voltaje de corriente directa o corriente alterna; la segunda sólo
voltaje de corriente directa y la tercera sólo voltaje de corriente alterna. El tipo de
salida más común es el tipo Relevador, por su versatilidad en conducir cualquier
tipo de voltaje pero su problema es su respuesta a la frecuencia, por lo que no es
una opción en aplicaciones de dispositivos que requieren respuestas de alta
velocidad. La Figura 3.5 muestra las salidas de un PLC Siemens; observe que los
relevadores electromecánicos son acoplados al CPU del PLC mediante dispositivos
ópticos.
PLC SIEMENS (S7-200)
CPU 221 (AC/DC/Relevador)
Figura 3.5 Salidas tipo Relevador en el PLC Slemens
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
42 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________
REPORTE DE PRÁCTICA
Nombre:
Matrícula: ____________
Grupo: _______
Fecha: _____________
Calificación: _____
Firma del profesor: ________
3.6 TRABAJO PRÁCTICO 3.1
Como parte de la interpretación de la conexión eléctrica entre las entradas de VCD
de un PLC y los componentes de entrada, es importante que ponga en práctica las
dos posibles conexiones eléctricas que existen.
Conexiones eléctrlcas Slnk y Source
En cada circuito de la Figura 3.6 desarrolle las conexiones eléctricas correctas entre
la fuente de voltaje de 24 VCD y los dispositivos de entrada. Considere que los
sensores son de corriente directa, y que debe de configurar como Sink las entradas
del PLC en el circuito A y como Source las entradas del PLC en el circuito B. La unión
entre la fuente de voltaje y los dispositivos se debe de realizar agregándole un
círculo a la unión para indicar que existe una conexión física entre los cables.
C
'~exfone; eléctricas entré dPLC y
0
d1s~ositivos de entrada -
l!Ódili 11.t &lndls SOURCE
CIRCUITÓ A CIR.CUlTO B
Figura 3.6 Conexiones eléctricas entre dispositivos de entrada y módulos de PLC
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 43
3.7 TRABAJO PRÁCTICO DE LÓGICA PROGRAMADA
A continuación se muestran dos ejemplos que serán resueltos utilizando el PLC
Siemens con la familia S7-200.
MATERIAL REQUERIDO
• Computadora con el programa MicroWIN para el PLC Siemens y FluidSim de
Festo
• PLC Siemens
• Fuente de voltaje de 24VCD
• Interface para PLC Siemens
• Interruptores varios
• Cables varios
• Herramientas varias
• 2 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Relevadores o
Contactares para motores de mayor consumo eléctrico.
• Indicadores luminosos
3.7.1 TRABAJO PRÁCTICO 3.2
La secuencia mostrada en la Tabla 3.3, está estructurada por dos tablas de valores
lógicos; la primera muestra la secuencia del sistema de encendido del sistema.
Tabla 3.3 Estados de la situación práctica 3.2
Secuencia del Sistema
de Encendido
A p ON
o 1 o
1 1 1
o 1 1
o o o
o 1 o
Secuencia de encendido y apagado de Motores
MI y M2 incluyendo el Encendido del sistema
ON X y R MI M2
1 o o -o o o
1 1 o o 1 o
1 o o o 1 o
1 o 1 o 1 1
1 o o o 1 1
1 o o 1 o o
1 o o o o o
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
44 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________
La segunda tabla muestra el encendido y apagado de los motores con la función
de encendido incluyente. Las entradas son identificadas como A, P, X, Y y R, las
salidas son identificadas como F (AP), Mi y M2. Las tablas son identificadas como
Tablas de estados.
Diagrama de conexiones eléctricas
El diagrama de conexiones eléctricas sugerido es mostrado en la Figura 3.7; está
estructurado por tres botones del tipo empujar para activar (X, Y y R). los dos
botones del sistema de encendido, dos motores eléctricos (Mi y M2) y un foco
indicador de encendido del sistema (ON).
PLC SIEMENS
S7-200
llOVCA
Figura 3.7 Conexiones eléctricas del trabajo práctico 3.2
N
1.- Complete las siguientes tablas aplicando el método "Un Estado de Memoria".
Tabla 3.4 Resultados al aplicar el método "Un Estado de Memoria"
A p ON ON X y R Ml M2
o 1 1 o o o
1 1 1 1 1 o o 1 o
o 1 1 o o o
o o o 1 o 1 o 1 1
o 1 1 o o o
1 o o 1 o o
1 o o o
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 45
2.- De las tablas, obtenga las siguientes ecuaciones:
ON=______________
Mi=_______________
M2= ______________
3.- Explique qué características definen a las tres ecuaciones como de tipo
secuencial:
4.- En la Figura 3.8 se muestra el circuito con FluidSim resultante de transferir
las ecuaciones Mi, M2 y ON; el circuito está incompleto y su actividad
consiste en completarlo e identificar cada componente. Considere que las
ecuaciones de Mi y M2 han sido minimizadas para implementar el circuito.
V
DDD
--+<- --+<- ----i J--
g g g
DO DD
----i 1-- --+<- -N--- ---1 1--
D CJD
--+<- --+<- --i 1--
Figura 3.8 Circuito obtenido con FluidSim para el trabajo práctico 3.2
P RACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO S ORIA T ELLO
46 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________
5.- En la Figura 3.9 dibuje el diagrama que obtuvo al utilizar el programa
MicroWin,del PLC Siemens. Anote las direcciones que se definieron para cada
una de las entradas de acuerdo al diagrama de conexiones eléctricas de la
Figura 3.7.
A=_ P=_ X=_ Y=_ R=__. ON=_ Mi=_ M2=_
Figura 3.9 Diagrama de lógica programada resultante de transferir las ecuaciones
minimizadas
3.7.2 TRABAJO PRÁCTICO 3.3
La Figura 3.10 muestra un sistema de bandas transportadoras; el funcionamiento
consiste en trasladar a través de las dos bandas un producto a la vez. El sistema
tiene seis entradas y dos salidas. Como opción puede agregar una tercera salida, un
indicador luminoso para mostrar que el sistema está encendido.
Figura 3.9 Sistema de bandas transportadoras de traslado de producto
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 147
6.- Complete la tabla de valores lógicos, considerando que el trabajo a realizar es
trasladar el producto hasta el deslizador localizado al final de la banda
transportadora 2, considerando que existen estados donde el producto no es
detectado por ningún sensor y la distancia entre los sensores S y T es de 1.5
veces con respecto al producto.
Tabla 3.5 Estados resultantes al aplicar el método "Un Estado de Memoria"
Secuencia del Sistema
de Arranque y Paro
Secuencia de encendido de Motores de Bandas
Transportadoras
A p ON ON R s T u MI M2
-.
'
-o._: 1 ·, '¡ ' o ,·o-'. I1
-º
- ,;::·
1 1 1 1 o o o
o i 1 - o le,,, 0 o o -
'"
o o 1 o 1 o o
o~ i "' I
"' o ~
o o 1> o
1 o o 1 o
-
1 o -
o o o -~
1 o o o 1
-
a. 1. . o O
, o o
7.- Después de aplicar el método un estado de memoria, obtenga la ecuación
para cada salida.
ON=_______________
Mi= _______________
M2=______________
El diagrama de conexiones eléctricas sugerido es mostrado en la Figura 3.11,
está estructurado por los dos botones del sistema de encendido, cuatro
sensores, dos motores eléctricos (M1 y M2) y un foco indicador de encendido del
sistema (ON).
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
48 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________
l)iagrama de conexiones eléctricas paiia el trabajo práctico 3.3
Figura 3.11 Diagrama de conexiones eléctricas del trabajo 3.3
8.- En la Figura 3.12 dibuje el diagrama obtenido para el PLC Siemens S7-200.
Es necesario que transfiera la nomenclatura de acuerdo al diagrama de
conexiones eléctricas de la Figura 3.11
A=_ P=_ R=_ S=_ T=_ U=_ ON=_ M1=_ M2=_
Diagrama de lógica programada con el PLC S7-200 de Siemcns de las ecuaciones obtenidas
del Trabajo PúcticoJ.3
Networlc
Netwo
Netwo .3
Figura 3.12 Diagrama de lógica programada para el PLC Slemens
para el trabajo práctico 3.3
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
PRÁCTICA4
MÉTODO UN ESTADO DE MEMORIA
CON EL PLC FX DE MITSUBISHI
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
Nombre:___________
Matrícula:
-------------
Grupo:____________
Fecha:____________
Calificación:__________
50 1Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishl
4.1 OBJETIVOS
• Conocer y utilizar las instrucciones básicas del PLC de la marca Mitsubishi.
• Programar el PLC Mitsubishi de la línea Fx.
• Leer y escribir un programa en el PLC MitsÚbishi.
• Realizar la conexión eléctrica para configurar las entradas como Sink o
Source.
• Conocer ventajas y desventajas en la programación, entre las marcas de PLC
Siemens y Mitsubishi.
4.2 MARCO TEÓRICO
Al actualizar maquinaria y procesos industriales basados en PLC, una de las tareas
principales es la evaluación del desempeño de la marca actual del equipo,
específicamente el PLC. En ocasiones se decide cambiar oe marca de PLC,
principalmente por razones de estandarización de marca, y por los beneficios
económicos que aporta.
4.3 INSTRUCCIONES BÁSICAS EN EL PLC MITSUBISHI
Las direcciones de entradas, salidas y memorias difieren entre marcas de PLC. Es
importante conocer como están distribuidas en el PLC Mitsubishi. En la Figura ~-1
se muestran las direcciones de las funciones básicas para resolver los trabaJos
prácticos.
4.4 TRANSFIRIENDO UN PROGRAMA DEL PLC SIEMENS AL
MITSUBISHI
Para cambiar un programa del PLC Siemens al PLC Mitsubishi es necesario conocer
las direcciones de las entradas, salidas, temporizadores, contadores y funciones
especiales de ambas marcas de PLC.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
KlO
~:...;..:_;_----.:.___;;_----'-<Cl)
"--'=--=---.....¡ RST Cl }
Prácticas de Automatización 151
Losterriporizadores-sondet tipo TONylaresoluciánmás
comm esrle O
.1Se@.mdo
Los contadores son del_tipo ascendente y la activación del reset
ser.eal.iza. en otrorengfón a través dela instruccián RST seguida
rlel contador a reestablecer
Figura 4.1 Instrucciones de contactos de entradas, memorias, salidas y funciones
especiales
La Figura 4.2 muestra una secuencia programada con el PLC Siemens y
Mitsubishi; los dos diagramas son comparados con las funciones equivalentes en
cada uno de los programas. Es importante notar la diferencia en la programación
entre los temporizadores y contadores, las funciones de entradas y salidas no tiene
una gran diferencia, sólo las direcciones.
4.5 CONFIGURACIÓN DE ENTRADAS EN EL PLC MITSUBISHI
Para realizar la configuración de las entradas, el PLC Mitsubishi tiene un borne
identificado como S/S; dependiendo a qué borne de la fuente de corriente directa
sea conectado (positivo o negativo) será el tipo de entradas que acepte.
Módulo de entradas S/nk
La terminal S/S es conectada al negativo de la fuente indicando que el módulo de
entradas del PLC es configurado como Sink y los dispositivos de entrada aplicarán
una señal positiva a la entrada del PLC.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
52 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi
Módulo de entradas Source
La terminal S/S es conectada al positivo de la fuente indicando que el módulo de
entradas del PLC es configurado como Source y los dispositivos de entrada
aplicarán el negativo de la fuente a la entrada del PLC.
PLC S7 200 de Siemens
- PLC Mitsubishi Fx
Network 1
l0.0 l0.1 Ml.O xooo XOOl
---j ~ 1 ( ) ·o---j ~ 1 (Mo)-
-#-tH1
J XOOO XOOl MJ
1----Vf---i f--,
Network2
Ml.O T38 CI T37 MO T2 Cl klOO
H 1--Vf----Yl
IOOj: lj 1H r--v1---VI (n}-
Network3
T37 T38 Tl klOO
HI
IOOj: IJ ¡l3 H: n)-
Network4
T37 T38 Tl klO
HI
Jl
:177 : c1)-
l0.0 Cl xooo CI
ci}-
H f---i 1
~l ----i f---i 1 [RSr
Network5
T37 QO.O Tl
YOO~
----i : ) 24H;
Figura 4.2 Comparación de un circuito de ¡lógica programada entre el PLC Slemens Y
Mltsl).lblshl
pRAc;;TICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 53
REPORTE DE PRÁCTICA
Nombre:
Matrícula: ____________
Grupo: _______
Fecha: _____________
Calificación: _____
Firma del profesor: ________
4.6 TRABAJO PRÁCTICO
En seguida se presentan dos trabajos prácticos que deberán de resolverse con
lógica programada utilízando el PLC Mitsubishi.
MATERIAL REQUERIDO
• Computadora con el programa GPP WIN para el PLC Mitsubishi, programa
simulador de Mitsubishi (Fx Trainer) y FluidSim de FESTO.
• PLC Mitsubishi de la familia Fx.
• Fuente de voltaje de 24VCD.
• Interface para PLC Mitsubishi.
• Botones varios.
• 2 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Relevadores o
Contactores para motores de mayor consumo eléctrico.
• Un indicador luminoso de CA.
• Tres botones del tipo activar para empujar.
• Botón de paro y arranque.
4.6.1 TRABAJO PRÁCTICO 4.1
La secuencia a desarrollar es mostrada en la Tabla 4.1. Muestran la secuencia de
arranque del sistema y la secuencia del encendido y apagado de los dos motores
Mly M2.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
54 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi
Tabla 4.1 Estados de la situación 4.1 con estados de memoria definidos
Secuencia del Sistema
de Paro y Arranque
Estado A p ON
-;e
l D rl ON
2 1 1 1
3 O · 1
, .1 , ON
4 o o o
1 ·~·n; ~1 "
ON '
Secuencia de encendido de Motores
Ml y M2 con Paro y Arranque incluyente
Estado ON .X y R Ml
·1)i.': 1 o o º~ Ml
2 ·1 1 o o 1
'(- i ,if: 1 ~· :_::o o o MI.
4 1 o 1 o 1
5
..
l 1
,· o o o Ml·''
--
6 1 o o l o
l l o o o Mj
Diagrama de conexiones eléctricas
M2
M2
o
M2
1
M2
o
M2
La Figura 4.3 muestra el diagrama de conexiones eléctricas para el desarrollo del
proyecto.
Qiagr~a de .conexiones eléctrica_
s del trabajo prácti_
co 4. 1
Figura 4.3 Conexiones eléctricas del trabajo práctico 4.1
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 55
1.- De la Tabla 4.1 obtenga las ecuaciones lógicas del sistema.
ON=_______________________
M1=________________________
M2=_______________________
2.- En la Figura 4.4 agregue el diagrama con lógica programada para el PLC
Mitsubishi resultado de transferir las ecuaciones lógicas.
Figura 4.4 Diagrama de lóglca programada resultado de trabajo práctico 4.1
4.6.2 TRABAJO PRÁCTICO 4.2
El trabajo a desarrollar es mostrado en la Tabla 4.2, ahora son considerados cuatro
estados de memorias en el motor M1.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
56 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi
Tabla 4.2 Estados de la situación 4.2 con estados de memoria definidos
Secuencia del Sistema
de Paro y Arranque
A p ON
o 1 ON
1 1 1
-O ,., . l ON
o o o
o ] ON
L
Secuencia de encendido de Motores
con cuatro estados de memoria en Ml
ON X y R Ml M2
. 1 o o o Ml M2
1 1 o o 1 o
1 ·· O o o Ml M2
1 o 1 o Ml 1
1 o o o Ml M2
1 o o 1 o o
1 o o o Ml M2
3.- Obtenga la ecuación lógica de la salida de M1.
M1=________________________
4.- Utilizando la figura 4.5 agregue el diagrama de lógica programada para el PLC
Mitsubishi, resultante de modificar la salída M1.
<,~ .·:·· • . e . . • . :
Lógica.Programada con e1 PLC Mitsubishi Familia Fx del trabajo práctico 4 2
.<
Figura 4.5 Diagrama de lógica programada resultado de trabajo práctico 4.2
PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 157
5.- Después de haber desarrollado los dos circuitos con el PLC Mitsubishi y haber
programado el PLC Siemens en la práctica 3, mencione algunas ventajas y
desventajas de los dos PLC.
• PLC Mitsubishi
Ventajas:
Desventajas
• PLC Siemens
Ventajas:
Desventajas:
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
;
. !
'
i
,. !
<
L.
.,,
,
PRACTICAS
SISTEMAS SECUENCIALES
CON MÁS DE
UN ESTADO DE MEMORIA
LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN
.·:- -. . _...···;_·., --......:·. ·..·-. ·:· ···-;,-·---~ ..,,_----~·_-., ·r:·:-:c· ..
;::t:%:it',é.::/;·t:,':··~:;·;~_:;~;'~':::;i,';'.:'.2_:·····
;. Grupo: :· i.. . ._
.
·· ..F~ha: J i . ·· · : ·
• caliticaéión:
,, ·,,;., ,.. ::.--------,---~......-
60 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____
5.1 OBJETIVOS
• Entender el método "Memoria Interna·, método propio del libro que facilita el
desarrollo de la lógica secuencial.
• Aplicar el método a los problemas propuestos.
• Comparar el método "Memoria Interna· con el método heurístico o práctico
que haya desarrollado.
• Comparar la efectividad del resultado en tiempo y función al aplicar el
método.
• Identificar los límites de aplicación del método.
• Entender el funcionamiento de un sistema secuencial asíncrono.
• Transferir un grupo de ecuaciones lógicas a un circuito de lógica programada.
• Conocer y aplicará la transición negativa de una entrada discreta.
5.2 MARCO TEÓRICO
El alumno comprenderá que la mayoría de las aplicaciones de los sistemas
secuenciales requieren la generación de más de un estado de memoria y el método
"Un Estado de Memoria" no es suficiente para dar solución a este tipo de
problemas, por la cual se propone el método "Memoria Interna·, para generar las
memorias necesarias y solucionar sistemas secuenciales con n estados.
5.3 MEMORIA INTERNA
Es un dispositivo del tipo binario que sólo tiene dos estados: encendido y apagado.
Consta de una bobina la cual debe de ser activada para que los contactos que
dependen de ella puedan cambiar de estado lógico. Con estos cambios de estado
se activan o desactivan funciones; ya sea de salidas o de memorias.
La memoria interna es utilizada como medio para solucionar la lógica de un
sistema secuencial, debido a que es difícil obtener una solución para la(s)
variable(s) de salida aplicando solamente los valores lógicos de las variables de
entrada. Se le describe como interna, debido a que es una variable discreta que no
sale al exterior en forma directa, sino en forma indirecta al formar parte de una
ecuación lógica que representa a una variable de salida.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 61
La memoria interna en un PLC es llamada relevador interno, también llamada
memoria y bits.
5.4 SISTEMA ASÍNCRONO
Es un sistema secuencial en el cual el cambio de estado de las salidas depende de
que existan cambios en los estados lógicos de las entradas. . Estos cambios
provocan activaciones de memorias que a su vez activan o desactivan a las
funciones de salida del sistema. Al no existir cambios en las funciones de entrada,
se entiende que el sistema se ha quedado estable y puede quedarse en ese estado
por tiempo indefinido, hasta que suceda un cambio de estado en alguna de las
entradas.
De acuerdo a la secuencia lógica, existen dos tipos de sistemas: lineal y con
derivación. Ambos sistemas son mostrados a través del esquema de la Figura 5.1.
Sistema Lineal
Figura 5.1 Estructura del PLC compacto
5.5 MÉTODO DE LA MEMORIA INTERNA
Está basado en generar n estados de memoria. La función consiste en memorizar
los cambios de estado del sistema, los cuales son el resultado del cambio lógico de
una o más funciones de entrada. El número de memorias a generar es igual al
número de estados que tenga la secuencia.
Para aplicar el método, es necesario conocer la siguiente información del
sistema a resolver:
1. Número de entradas discretas
2. Número de salidas discretas
3. Número de pasos de la secuencia a desarrollar
4. Los valores lógicos de todas las variables discretas en cada estado
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
62 1Pr6ctlca 5 • Slstem• secuenclales con rn6s de un Estado de Memoria ____
Con la lnformacl6n obtenida, se estructura la tabla natural del proceso. Después
se aplica el método para desarrollar la tabla de memorias.
Umltea de apllcaclón
Este método aplica s61o a sistemas de lógica programada basados en PLC. B grupo
de ecuaciones lógicas resultantes de aplicar el método son transferidas y
programadas con esta lógica. El número de estados es igual al número de memorias
a desarrollar. · ·
Tabla de fflNIOllu
La Tabla 5.1 muestra una tabla de memorias de un sistema con n entradas, n
estados y nsalidas. El resultado es la generación de n memorias. El objetivo de esta
tabla es obtener ecuaciones lógicas una para cada memoria y una para cada
función de salida, para después representarlas en un diagrama de lóglca
programada basada en PLC.
Tabla 5.1Sletema con nNtaclN, nvariables de entrada y nvariables de Nllda
' .
Vm-1111111LálCII de latnda Vll"lal11 LálCII de Salida Meall'ill
Vel VeJ ... Vu-1 Vea VII Vt2 ... v....1 Va M1 M2 ... Ma-1 Ma
1 Vel,l 112,1 ...~1.1 Ven,1 Vll,1 V12,1 ...~l. Vm,1 1 o ... o Mn
2 Vel,2 112,2
-~1; Vea,2 Vll,2 Vl2,2 ...r,'a-1 Vn,2 MI 1 ... o o
3 Vol,3 112,3 ...Mn-1,l Vta,3 V11,3 v,2,3 ...r."111-U Vlll,3 o M2 ... o o
• • • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • •
D Vel,n 112,n ... vm-l,1 Vlll,D Val,n V12,n ...r,ran-1,1 V1111,n o o ... Mn-1 1
1 Vel,1 Ve2,l ... vm-1, Ven,l Vll,l v,2,1 ...~111-1, Vm,l 1 o ••• o Mn
PRAC'ncAs DEAUTOMATIZACION/ SATURNINO S0RIA TELLO
________________ Prácticas deAutomatlzacl6n 163
REPORTE DE PRÁCTICA
Nomln::
Matrfcula: - - - - - - - - - - -
Grupo: - - - - -
Í'ePhll: _ _ _ _ _ _ _ __
C8lificaci6n: - - - -
Arma del ¡pmfw¡w. - - - - - - -
5.6 TRABAJO PRÁCTICO
Se presentan cuatro trabajos prácticos. Ceda uno debe de ser solucionado con el
método ·Memoria Interna• y reportar los resultados observados.
MATERIAL REQUERIDO
• Computadora con los programas FluidSim y MicroWln
• PLC Slemens
• Fuente de voltaje de 24VCD
• lnteñace pa~ PLC Slemens
• Estación de trabajo con Interruptores y lámparas
• Cebles
• Herramientas varias
• 3 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Rele~dores o
Contactores para motores de mayor consumo eléctrico.
5.6.1 lRABAJO PRÁCTICO 5.1
El esquema de la Figura 5.2 muestra un sistema secuencial asíncrono con una
entrada y una salida. La entrada es del tipo •empujar para activar no retentivo• y la
función de salida es un indicador luminoso.
PRAcT1c:As DE AUTOMATIZACION / SA1URNINO SORIA TELLO
. 
¡:
¡¡ '
1 ¡
!l. !
"
l
'
1
!
64 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____
Secuencial
Asíncrono
Figura 5.2 Tabla natural del Trabajo práctico 5.1
..
-
La Tabla 5.2 describe el funcionamiento del sistema a desarrollar y se muestran
los valores lógicos de las variables de entrada y de salida del sistema· en cada
estado. La tabla inicia con .
el estado estable, estado inicial, y termina con el mismo
estado del segundo ciclo, mostrando de esta manera todos los estados de la
secuencia.
Tabla 5.2 Tabla natural del trabajo práctico 5.1
Estado A F(A)
1 o o
2 1 1
3 o 1
4 1 o
1 o o
Tabla de memorias
El número de estados que muestra la tabla natural del proceso es 4. Por lo tanto es
necesario generar 4 memorias. Al aplicarlas a la tabla natural del proceso da como
resultado la Tabla 5.3.
Tabla 5.3 Tabla completa de memorias del trabajo práctico 5.1
Estado A ·, F(A) ~:Ml · M2. M3 M4
1 o o 1 o o M4
2 1 1 Ml 1 o o
3 o 1 o M2 1 o
4 1 o o o M3 1
1 o o 1 o o M4
Ecuaciones del trabajo práctico 5.1
Las ecuaciones de las memorias están estructuradas por las entradas y las propias
memorias.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 65
Ml=A•M2•M3 + A•Ml
M2= A•Ml + A•M2
M3=A•M2 + A•M3
Ml=A•M3 + A•M4
La ecuación de la función F(A) está estructurada por las memorias y se obtiene
aplicando el método de la memoria interna a estados compartidos, dando como
resultado la siguiente ecuación.
F(A)= M2
Diagrama con FluidSim del trabajo práctico 5.1
El grupo de ecuaciones es transferido a un diagrama de lógica de contactos con el
FluidSim Y con el fin de comprobar el buen funcionamiento del sistema con este
mismo programa, se realiza la simulación. La Figura 5.3 muestra el diagrama
resultante al transferir las ecuaciones lógicas del sistema.
Lógica de Contactos .
ov e •-
Sali~ e
w~_-
Figura 5.3 Diagrama resultante de lógica de contactos del trabajo práctico 5.1
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
66 1Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria --,.
._
;s..
·· ~-- - -
Diagrama de lógica programada con el PLC Slemens
•
1.- En la Figura 5.4 agregue el diagrama de lógica programada con el PLC S7-
200. Para esto primero debe de transferir la nomenclatura del sistema al PLC
Siemens.
-
A=__ F(A)= __ Mi=__ M2=__ M3=__ M4=__
Figura 5.4 Diagrama de lóglca de contactos.para el PLC Slemens del trabajo práctico 5.1
5.6.2 TRABAJO PRÁCTICO 5.2
La secuencia de este trabajo es mostrada en la Tabla 5.4. La secuencia consiste en
utilizar una entrada identificada como X para encender y apagar los motores MT1,
MT2y MT3.
Tabla 5.4 Tabla natural del proceso del trabajo práctico 5.2
Estado X . MTI MT2 MT3
1 o 1 o o
2 1 1 o o
3 o o 1 o
4 1 o 1 o
5 o o o 1
6 1 o o 1
1 o 1 o o
PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 167
. En la F..igura 5.5 se muestra las conexiones eléctricas sugeridas con el PLC S7-
200 áe Siémens.
Figura 5.5 Conexiones eléctricas propuestas para resolver el trabajo práctico 5.2 con el
PLCS7-200
2.- Aplicando el método "Memoria Interna" termine de llenar la Tabla 5.5
Tabla 5.5 Memorias que representan a la lógica del trabajo práctico 5.2
Estado X MTl MT2 MT3 MI M2 M3 ' M4 1
·· M5 M6
1 o 1 o o
2 1 1 o o
3 o o 1 o
4 1 o 1 o
5 o o o 1
6 ¡ o o 1
1 o 1 o o
3.- Obtenga las ecuaciones lógicas de las memorias y de las funciones de salida.
M1=_______________________
M2=________________________
M3=________________________
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
68 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____
M4
MS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ; - - -
M6 ______________________
MT1-_______________________
MU-----------~------------
MT3
4.- Complete las conexiones eléctricas e identifique a cada componen~e en el
diagrama de la Figura 5.6. Este circuito es el resultado obtenido con
FludSim.
Diag..unaresultante con el FluidSim
-il-
DO
--11- --11-
DO
--N- --11-
D D
-N- --11-
DO
--11- --11-
D D
--11- --11-
DO
-N- --11-
D~
-O-
o
-O-
o
-0-
D
-0-
D
-0-
D
-0-
Figura 5.6 Circuito resultante con FluldSlm del trabajo práctico 5.2
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 69
5.- En la Figura 5.7 agregue el diagrama de lógica programada resultante para el
PLC Siemens.
Diagrama de lógica programada con el PLCS7.-200 de Sicmens resul!antc del trabajo práctico 5.2
Figura 5.7 Diagrama resultado con lógica programada del trabajo práctico 5.2
5.6.3 TRABAJO PRÁCTICO 5.3
Este trabajo consiste en agregarle la función de paro y arranque al ejercicio 5.2,
pero con la diferencia de que el sistema será activado a través de una transición
negativa del botón de arranque (A).
Se considera una transición negativa al pulso obtenido de una entrada que
sucede cuando el valor lógico del dispositivo pasa de un valor lógico · 1" a un valor
lógico ·o·. En la Figura 5.11 se muestra el encendido de la función ON a través de la
transición negativa en el dispositivo A.
PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
70 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____
Figura s.s·Diagrama de estados d~ la transición negativa del botón A
Circuito con FluidSlm
Considere el circuito mostrado en la Figura 5.9 como el resultado de aplicar el
"Método de la Memoria Interna" para obtener la transición negativa del botón A.
Como el sistema es del tipo asíncrono, es necesario cortar la tabla de memorias
hasta la memoria M3.
Figura 5.9 Diagrama resultante al aplicar el método de la memoria Interna para
obtener el encendido por medio de una transición negativa de A
5.- Del diagrama de la Figura 5.9 obtenga las ecuaciones lógicas de las
memorias y de la función de salida.
M1-_________________
M2-_________________
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 71.
M3=_________________
M5=_________________
ON=_________________
6.- Aplicando el Método de la Memoria Interna complete la Tabla 5.6
Tabla 5.6 Tabla de memorias del trabajo práctico 5.23
Estado ON.· X ,MTI· MT2 MT3 . Mli v Ml2 M13 M14 ;MIS Ml6 ·
1 1 o o o o
2 1 1 1 o o
3 1 o 1 1 o
4 1 1 o 1 1
5 1 o o o 1
6 1 1 o o o
1 1 o o o o
Diagrama de conexiones eléctricas
En la Figura 5.10 se propone el diagrama de conexiones eléctricas.
Diagrama de c~nexiones eléctricas del trabajo práctico .5.3
.+ L
24V
FI
+24V
Figura 5.10 Diagrama de conexiones eléctricas propuesto para el trabajo
práctico 5.3
P RÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
72 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria ______
7.- Obtenga las ecuaciones de las memorias y funciones de salida del sistema.
M11=________________________
M12=________________________
M13=________________________
MJ4=______________________
M15=________________________
M16=_______ _________________
MT1=________________________
MU=________________________
M~=------------------------
8.- En la Figura 5.11 agregue el diagrama de lógica programada para el PLC
Siemens resultante de transferir las ecuaciones lógicas o agréguelo en hojas
separadas.
P RACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO S ORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 73
Diagrania~elógicayrograjf,~da con e1_
P!JC·S7-,200°de·ÍÜemens resultante del trabajo_
; rácñco 5.3
... . s,;:'' ·._ . 9· ~
Figura 5.11 Diagrama de lógica programada resultado de transferir las ecuaciones lógicas
del trabajo práctico 5.3
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA T ELLO
1
l
PRÁCTICA6
CONDICIONES DE FALLA
EN UN SISTEMA
SECUENCIALASÍNCRONO
j LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN
;::Jtifubi~?Jf:);:/:-/:J,,:B'.}:C:,;Df,J!f!f<?;:,_···. ·..·
· MatrfcuJ~: , ,..:' J :~:r;-.> ·
'. ··arupo:_-:.:__
•.··.__
,< ___
., ..........~ - - - - - - -
' '
76 1 Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono ______
6.1 OBJETIVOS
• Diferenciar las funciones aplicadas cuando un proceso automático entra en
condiciones de falla: "Regreso a Condiciones de Operación" (RCO) y "Regreso
a Condiciones Iniciales" (RCI).
• Aplicar la función RCO a un sistema secuencial asíncrono por medio de un
botón identificado como "Restablecer" a un proceso de trasvase de líquido.
• Comprobar la sensibilidad de desc·onexión de las memorias en el método
"Memoria Interna" al existir una falla.
• Obtener la transición negativa a las funciones de arranque y reestablecer con
el método "Memoria Interna".
• Comprobar la seguridad implícita que tiene la función de la transición
negativa.
6.2 MARCO TEÓRICO
Es importante considerar que existe la posibilidad de que un proceso automatizado
pierda la secuencia y esto se debe a la pérdida del ciclo automático, lo cual puede
de la energía motriz. Una vez restablecidas las alarmas o la energía, se procede a
poner en operación al sistema ya sea por RCO o por RCI.
RCO
Regresa a condiciones de operación los procesos que al momento de suceder la
falla tienen materia prima en proceso y se dificulta llevarlo a condiciones iniciales
porque significa remover la materia prima y tirarla, esto genera desperdicio cada vez
que exista una falla. A estos procesos se les llama procesos continuos. Un ejemplo
es el sistema de trasvase de líquido mostrado en la Figura 6.1, que se desarrolla
basado en esta condición.
RCI
Regresa a condiciones iniciales, después de que se presentó una alarma en un
proceso industrial; es posible cuando se puede remover sin mucha complicación la
materia prima que haya quedado en los procesos intermedios.
Un ejemplo es la operación de un robot articulado, que al estar operando de
forma continua puede interrumpir su trayectoria al momento de suceder una alarma
y la manera más simple de sacarlo del modo de falla es pasarlo a manual y
regresarlo a las condiciones iniciales. También es llamado regreso a posición inicial.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 177
6.3 TRABAJO PRÁCTICO 6.1
El esquema mostrado en la Figura 6.1 corresponde a un proceso de trasvase de
líquido. Se aplicará el método "Memoria Interna" para resolver el problema de lógica
programada aplicando el PLC Siemens.
Figura 6.1 Proceso de trasvase de líquido
Descripción del Funcionamiento del Sistema
La descripción del funcionamiento del sistema se muestra en la Tabla 6.1 de
valores lógicos. El sistema tiene ocho estados en su ciclo de operación normal. La
memoria M2.O es el resultado de que el sistema esté operando en modo normal.
Tabla 6.1 Memorias del sistema de trasvase de líquido
Estado M2.0 NA NB Bl B2 VS
1 l o o 1 o o
2 1 o 1 1 o o
3 1 l 1 o o 1
4 1 o 1 o o 1
5 1 o o o 1 o
6 1 o 1 o 1 o
7 1 1 1 o o 1
8 1 o 1 o o 1
1 1 o o 1 o o
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
78 1 Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono ______
Diagrama de conexiones eléctricas
En la Figura 6.2 se muestra el diagrama de conexiones eléctricas propuesto
llOVCA N
Figura 6.2 Conexiones eléctricas con el CPU 224 del PLC S7-200
Tablas de valores lógicos y ecuaciones del sistema
El sistema es estructurado en etapas, para tener una mejor precIsIon en la
explicación y solución del problema. En cada una de las etapas se obtienen las
ecuaciones lógicas que serán transferidas a un diagrama de lógica programada.
Tabla para obtener la transición negativa del botón A
En la Tabla 6.2 se muestran las memorias para obtener la transición negativa de A.
La tabla es reducida en número de estados hasta el estado 3 (E3). La razón es que
en este estado es donde se obtiene ·la transición negativa de A. Como no se
completa un ciclo de operación, esto obliga a multiplicar las ecuaciones de M0.1 y
M0.2 por el negado de la memoria resultante M0.3 para regresar la tabla a
condiciones iniciales.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 79
Tabla 6.2 Transición negativa del botón A
Es"tad0 .'10.:0
10
M0.3 . M0.1 M0.2.
1 o o 1 o
2 1 o MO.l 1
3 o 1 o M0.2
Ecuaciones de la Tabla 6.2
M0.I=( JO.0•M0.2 + IO.0•M0.I) M0.3
M0.2=( IO.0•M0.l + IO.0•M0.2)M0.3
M0.3= M0.l•M0.2
Tabla para obtener la ecuación de la salida QO.O
La memoria M0.3 es utilizada para obtener la ecuación de Q0.0. Esta función es la
salida del circuito de paro y arranque. La Tabla 6.3 muestra los valores lógicos de la
secuencia de paro y arranque.
Tabla 6.3 Función de encendido con salida QO.O
Estádó M0.3 · to.1.. , QO.O
1 o 1 QO.O
2 1 1 1
3 o 1 QO.O
4 o o o
1 o 1 QO.O
Aplicando el método un estado de memoria se obtiene la ecuación de la Tabla
6.3, teniendo como resultante a Q0.0.
Q0.0= (M0.3•10.1) + ( M0.3•10.l•QO.0)
Tabla para obtener la transición negativa del botón R
La transición negativa del botón R se obtiene con la Tabla 6.4. La memoria
resultante es M0.6, y como no se completa un ciclo de operación, la tabla es
regresada a condiciones iniciales desde el estado 3.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
80 1Pr6ctlca 6 • Condlclonel de falla en un Sistema secuencia! asíncrono _____
1 o O 1 O
2 1 O M0.4 1
3 o 1 O- MO.S
Ecuaciones resultantes de la Tabla 6.4 considerando que la tabla es cortada
para obtener la translcl6n negativa de la funcl6n Reset con la memoria M0:6
Actlvllcl6n de Alarma
M0.4=(1lJJ•l1113 +10.2•M0.4) M0.6
M0.5=(10.2•M0.4 +10.2•M0.5) M0.6
M0.6= M0.4 • M0.5
La alarma será activada cuando existan condiciones diferentes a la operacl6n
normal; la condlcl6n de falla sucede cuando las entradas tengan los siguientes
valores: NA•1 y NB•O. La alarma podrá restablecerse cuando el sistema haya salido
del modo de falla y a través de la transición negativa del botón de Reset. La Tabla
6.5 muestra la operacl6n de la funcl6n de alarma.
Tabla 8.& Operacl6n de la alanna del....,.
o Q0.1
2 1 O
o QO.l
La ecuaci6n de la función de alarma se obtiene sumando la ecuacl6n resultante
de las dos tablas.
Q0.1=(10.3•'llfA) + (QO.l•M0.6)
La multipllcacl6n lógica entre la condición de encendido y de alarma da como
resultado la memoria M2.0. Hay dos opciones de aplicar la condición de la memoria
M2.0, una es aplicarla a todas las memorias, y la segunda es aplicarla a las
ecuaciones de las funciones de salida.
PRAcTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO S0RIA TELLO
Pnlcllcas de Autornat1rac16n 181
M2.0 es la ecuación resultante de la tabla 6.6
M2.0= QO.O • Q0.1
Aplicando el método ·Memoria Interna· a la Tabla 6.1, da como resultado la
_Tabla 6.7, en ella se muestran las ocho memorias a desarrollar para solucionar la
lógica del problema.
Tabla 8.7 Tabla de 1118111011a del ......... detr.... de lfquldo
1 1 o o 1 o o 1 o o o o o o M2.1
2 1 o 1 1 o o MU 1 o o o o o o
3 1 1 1 o o 1 o Ml.2 1 o o o o o
4 1 o 1 o o 1 o o Ml.3 1 o o o o
5 1 o o o 1 o o o o Ml.4 1 o 1 o
6 1 o 1 o 1 o o o o o Ml.S 1 o o
7 1 1 1 o o 1 o o o o o Ml.6 1 o
8 1 o 1 o o 1 o o o o o o Ml.7 1
1 1 o o 1 o o 1 o o o o o o M2.1
Las ecuaciones de las memorias y de las funciones de salida se obtienen de la
Tabla6.7
Ml.1=[(10.3•10.4•Ml.4) +(10.3•10.4•Ml.l))•M2.0
Ml.2=[(10.3•10.4•Ml.1) +(10.3•10.4•Ml.2)J•M2.0
Ml.3=[(10.3•10.4•Ml.2) +(10.3•10.4•Ml.3))•M2.0
Ml.4=[(I0.3•10.4•Ml.3) +(10.3•10.4•Ml.4)J•M2.0
Ml.5=[(I0.3•/0A•Ml.4)+(10.3•10.4•Ml.5))•M2.0
Ml.6=[(10.3•10.4•Ml.5) +(10.3•10-4-Ml.6) J•M2.0
Ml.7=[(I0.3•10.4•Ml.6) +(ió]•I0.4•Ml.7)J•M2.0
M2.1=[ (10.3• 10.4 • Ml.7) +(10.3 • 10.4 • Mll) ]• M2.0
PRAcTlcAsDE AUTOMATIZACIÓN/ SAlJRNINO SORIA TELi.O
82 1Pnicllca 6 • Condlclonel de falla• un Sistema secuencia! asíncrono _____
Q0.4=Ml.l
Q0.5= Ml.5
Q0.6 = MJ.3+Ml.7
Es Importante que_ la función de ·Restablecer" funcione sólo cuando suceda una
falla. Cuando el sistema entra en modo de falla, las ocho memorias se desconectan.
Tomando lo anterior eri cuenta, es necesario obtener una tabla que represente a las
memorias desconectadas. Así pues, tenemos la Tabla 6.8 que muestra la memoria
MO.7 como la memoria resultante de memorias desconectadas. Para reducir el
número de componentes se consideran cuatro memorias, esto debido a que una
memoria representa a dos memorias por ejemplo: M1.1 representa a la propia
memoria M1.1 y a M1.2.
Tabla 8.8 M0.7 Memoria l'9lldtante cuandotoda las memorias esbin deNonec:tada
La ecuación resultanta de la Tabla 6.8 es MO.7
M0.7= Ml.1• Ml.3•Ml.5 •Ml.7
Apllcaclón de la función RCO
El regreso a condiciones de operación después de una falla y considerando que el
nivel sobrepasa el nivel bajo, es decir, NA•O y NB•1, la función RCO se aplica a
través del segundo término de la memoria M1.1, dando como resultado la siguiente
ecuación, que sustituye a la obtenida en el anterior grupo de ecuaciones.
MU=[ (103•10.4•Ml4) + (103•10.4•(M1.l+M0.1))] M20
Ahora considerando que el tanque está lleno, NA•1 y NB•1, la función RCO se
aplica a través de la memoria M1.2 en su segundo término, dando como resultado
la siguiente ecuación que sustituye a la obtenida en el anterior grupo de ecuaciones.
Ml.2=[(I0.3•10.4•Ml.1) +(I0.3•10.4•(Ml.2+M0.7))] M2.0
PRAcTIC:AS DEAUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
- - - - - - - - - - - - - - - PráctlcasdeAutomatlzacl6n 183
REPORTE DE PRÁCTICA
Namln:
Matrlcula: - - - - - - - - - - -
Grupo: - - - - - - -
Fecha:----------
Caüficaci6n: ----
Firma del pRJfesOII. - - - - - - -
6.4TRABAJO PRÁCTICO
El trabajo consiste en transferir las ecuaciones obtenidas a lógica de contactos con
AuldSlm y comprobar su funcionamiento.
MATERIAL REQUERIDO
• · Computadora con los siguientes programas: RuldSlm, GPP WIN y MlcroWln
• Interface y PLC Slemens
• Fuente de voltaje de 24VCD
• Estación de trabajo control de nivel
• Herramientas varias
• cables eléctricos
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
84 1 Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono ______
1.- La Figura 6.3 muestra el circuito resultante de transferir las ecuaciones a
lógica de contactos con FluidSim. Identifique la dirección de cada
componente.
Figura 6.3 Diagrama de lógica de contactos con FluldSlm
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 85
2.- En la Figura 6.4 dibuje el diagrama de lógica programada para el PLC
Siemens o agréguelo en hojas separadas.
.. '· ..
.
,
Diagramade lógica programadacon elPLC S7-200deSiemms delas ccuacioru:s del trabajo práctico6 .1
N-orlr.l
,.,_
_,,.
........rlll5
i-.
'l<Ol:od<.2 ·~mi-.rl<" _
li.,,.,.(k:.J.~
I~· Networll 10 orle
Nmr_orll 4 ,_.. .Netffnrlf-11 = :N~·1g ·,o, .•.•
-.... -¡;tr .. ~
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.Ndwnrk,12 rii'ª ..
--..retwork:, ' "'-ork 1-1: -= " ·111.tworlcl0 ,.:
-N'crwo..a.:
-- ......, ., 111-erk...,-
" .,.
Figura 6.4 Diagrama de lógica programada para el PLC Slemens del trabajo práctico 6.1
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA T ELLO
PRÁCTICA 7
CIRCUITOS
SECUENCIALES
NEUMÁTICOS
LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN
. . ... . . . . .
. - . . ' - -
~tupo:_.,··
'....
·. ··.__
,.. ·-----~....._________
_
·Fecha:.___
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-.·'.__
·.. _ _.,_¡.__________
·:-.::-·
' 1 
• 1
PRACTICAS_DE_AUTOMATIZACION_industrial (1).pdf
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  • 1. Saturnino Soria Tello Prácticas de Automatización Í1.Alfaomega ,,. lz CONTENIDOS WEB
  • 2. l- Contenido Práctica S. lntroduocl&I al Laboratorio deAutomatlzaol6n ____ 1 1.10bJet'------ 2 1.2 Manlote6rlco---··......._........ 2 1.3un&ultilet6cnlco_____ 2 Reporte de prá:tlca _............................... 7 1.4Trabll¡jo pnictlco_____ 7 1.4.1Tra~ pnictlco con RuldSlm deFEST0------- 7 1.4.2Trabajo práctico con el PLC <!eSlemAns--------- 10 1.4.3 Trabajo práctico con el PLC FX de Mttsublshl . 13 Práctica 2 Slstama comblnaclonalN y secuenclales ............._____ 17 2.2.0bjellvlll._______ 18 2.2 Marcote6rlco______ 18 2.3 Slltemucomblnaclonales--- 19 2.4 SlltemMsecuenclllles..,____ 19 2.6 Funciones 16(1cas..............___ 20 2.5.1 Negacl6n 16&1ca---- 20 2.5.2 Multlpllcaclón l6glca....___ 21 2.5.3 Sumatoria l6gJca ·····--- 22 2.6Ecuaclonel 16g!cas,_____ 22 2.7 InstruccionesbMlcas en el PLC Slemens .......................................... 23 Reporte de préctlca.................................... 25 2.8Trabll,lo pr6ctlco................................... 25 2.8.1Tra~ pnictlco 2.1................... 26 2.8.2 Trabajo práctico 2.2................... 28 2.8.3 Tra~ práctico 2.3................... 30 2.8.4 Tra~ práctico 2.4................... 30 Práctica 3 Slstama secuenclales con Un Estado de Memoria ........................ 35 3.1m,Jetlnli-------- 36 3.2 Marco te6rlco....................................... 36 3.3 Método Un Elltado de Memoda.......... 36 3.4 Tipos de entrada de veo en un PLC... 40 3.6 Tipos de salida en un PLC................... 41 Reporte de préctlca _ _ _ _ _... 42 3.6Trabll,lopr6c:UcoU.----... 42 3.7 Trabll,lo pr6c:Uco de lóglcaPfOll'llmadll_ _ _ _.......... 43 3.7.1 Trabajo práctico 3.2................... 42 3.7.2 Trabajo práctico 3.3,___ 46 Prácdc:a4 MModo Un Estado de Memoria con e1 PLC Fx de Mltsublahl .............. 49 4.1CHljetMls.,______.......... 50 4.2 Marco te6rlco....................................... 50 pRAcmc:,,s DE AUTOMATIZAClóN / SAlJRNINO $ORlATELLO
  • 3. XIII Contenido _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ 4.3 llllti'UcclonN b6llcas en el PLC Mltsubllhl. . ·-........ 50 4.4Transfiriendo un PfOlll'8m8 del PLCS!e,-. al Mltsubllhl......................... 50 4.6 ~ de entradal en el PLCMltsubllhl.-.........,____.... 51 Reporte de práctica-----.... 53 4.6 TrabeJo pnktlco _...____.... 53 4.6.1Tra~pr6ctlco,U..............,.... 53 4.6.2 Tra~ pr6ctlco 4.2................... 55 Práctica 6 ...._____.__ . .de Un Elllldo de Memoria ............................. 59 6.1~............................................... 60 5.2 Marco te6l1co ............._____... 60 6.3 Memoria Interna----......... 60 6.4 si.ema ..r-............................... 61 6.6 M6todo de II Memoria lntema............ 61 Reporte de práctica .................................... 63 6.8 TrabeJo pr6ctlco ................................... 63 5.6.1Tra~ pr6ctlco 5.1................... 63 5.6.2 Tra~ práctico 5.2................... 66 5.6.3 Trabajo práctico 5.3................... 69 Práctica 6 COINlalol-de falla en un ........ _,nolalaelllOIOIIO ................. 75 6.1~.................- - -......... 76 6.2 Marco te6l1co ...·-----····.. 76 8.3 Trabe.lo pr6ctlco s.,.._____,... 77 Reporte de práctica _____....... 83 8.4Trabe.lo pr6ctlco ................................... 83 Práctica 7 ClraullNNCIINGlalN ........ ........ 87 7.1()bJetlvol..,_____.............. 88 7.2 Marco te611co-----....... 88 Reporte de práctica ....no............................. 93 7.4 TrabeJo pr6ctlco· · - - - - -.... 93 7.4.1 Tra~ práctico 7.1................... 94 7.4.2 Tra~ práctico 7.2................... 96 7.4.3 Tra~ práctico 7.3................... 98 7.4.4 Tra~ práctico 7.4...................100 7.4.5 Tra~ práctico 7.5...................102 Práctica& ................................ Fanci-de11empo,-.tadory ...................- .........----105 8.lQbJetlvas---....;...........106 8.2 !'tlan=ote6rlco-----...........106 8.3 Funciones de tiempo, contador Ycomparac16n______..........106 Reporte de pr6ctlca ____............113 8.4 Trabe,lo pr6ctlco............_ .........:..........113 8.4.1 Trabajo práctico 8.1...................113 8.4.2 Trabajo pric:tlco 8.2...................116 8.4.3 Trabajo práctico 8 3 118 Práctica 9 Aill918yw11Draodeparálllltrol- *uallraclordemtoaTD200...................121 9 . 1 ~ - - - - -...............122 9.2 Marco te6rlco..__.._ .....................122 9.3 Vlauallzador ele taxtoa1D200 ele&le,-...............,______ 122 Reporte de pr6ctlca ..................- ............... 126 9.4.,....pnictlco_ _ _............ 126 9.4.1 Trabajo práctico 9.1...................126 9.4.2 Trabajo práctico 9.2...................130 9.4.3 Trabajo l)ric:tlco 9.3................... 133 9.4.4 Trabajo práctico 9...................... 135 Prác:tlca10 Apllcacl6n defunclonN arllm6llcaa.......139 10.10bjau-...............-----·140 10.2 Marco te6rlco·----...........140 10.3 Funciones arltm6tlcal.......................140 Reporte ele pr6ctlca............,____ 142 10.4Trabajo pnictlco........._ ...........- ..... 142 10.4.1Trabajo práctico 10.1..............144 10.4.2 Trabajo pric:tlco 10.2 con la funcl6n sustraccl6n ..................145 10.4.3 Trabajo práctico 10.3 con la función multlpllcacl6n..............148 10.4.4 Trabajo práctico 10.4 con la función dlvlsl6n.........................149 10.4.5 Trabajo práctico 10.5.............. 144 PRAcTlc:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATJRNINO SORIA TELLO _ ______________ Prácticas c1eAutomat1zacl6n I XIII Práctlcall ......detempariadoNa ____________157 11.1ObjetlYoa.--• 158 11.2 Marco te6rlco 158 11.3 M6todo temporlzad«N encaecada,--------158 Reporte de práctica ------161 11.4Trablt,lo pnictlco-----161 11.4.1Trabajo práctico 11.1..............162 11.4.2 Trabajo práctico 11.2 ..............165 Práctica U PnlduatD .....,._el6cbloo--....J.75 12.lObjetlVoli.-------176 12.2 Marcote6rlco----...........176 12.3 Conceptos prevtos..______176 Reporte de práctlc:a ------~78 12ATrabe,lo pr6c:tlco _ _ _ _ _178 12.4.1Trabajo práctico 12.1 ..............178 12.4.2 ,:rabajo práctico 12.2 ..............188 Práctica 13 Pnlductv IIIIIIOador ~-------189 13.1OlljetMll;._______.190 13.2 Marcote6rlco------190 13.3 Conceptos prevtos..______190 Reporte de práctica ______192 13.4Trabe,lo prictlco 192 13.4.1Trabajo práctico 13.1 ..............192 13.4.2 Aplicación de modo autométlco, semlautométlco ymanual _______...196 PRACTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
  • 4. 1 Prefado El propósito de las máquinas autónomas es el desarrollar una tarea sin depender de operadores humanos, tomando las decisiones que ellos mismos tomarían de una manera independiente. Este tipo de mecanismos son respuesta a una de las características principales de la naturaleza humana: la capacidad para entender problemas y plantear soluciones a los mismos. En este sentido, la elaboración de los dispositivos que permiten el desarrollo de una tarea substituyendo las decisiones de un operador humano ha acompañado al hOmbre desde sus inicios y no desde hace algunas décadas. Durante siglos, la mayoría de estos dispositivos automáticos utilizó determinada forma de energía para realizar dichas tareas; anteriormente predominaba el uso de energías del tipo renovable o mecánica; la inteligencia automática radicaba en el uso de diversos dispositivos mecánicos. Durante la primera mitad del siglo XX. la mayoría de los sistemas automatizados lógicos se controlaban por medio de circuitos de dispositivos electromecánicos llamados relevadores. En este tipo de sistemas, la función lógica a realizar depende de la conexión eléctrica entre los dispositivos. Hoy en día, es común encontrar sistemas automatizados operando bajo estos esquemas. Posteriormente, el controlador lógico programable (PLC) fue desarrollado en la década de 1960, es un dispositivo electrónico programable que tjene entre sus bondades: la facilidad de re-programación, el autodiagn6stico y detección de fallas, un menor consumo de espacio y menor costo de mantenimiento. Y aunque en un principio el PLC fue concebido como un remplazo a los circuitos a base de relevadores, sus capacidades actuales son mucho mayores. El panorama actual de la automatización no solamente comprende el desarrollo de algoritmos ªinteligentes• de control para el desarrollo de cierta tarea automática basados en PLC; la automatización comprende el uso de manera integral de instrumentación tan variada como son sensores, actuadores y dispositivos electrónicos de control. La automatización abarca problemas tan sencillos como el control de nivel en un deposito mediante un flotador o tan complejos como el monitoreo y control de una red de robots industriales a distancia. Actualmente, la .automatización como rama de la ingeniería se encuentra en continuo desarrollo debido al constante cambio en los mercados, los cuales son cada vez más competitivos y con mayores necesidades. Generalmente, un producto proveniente de un sistema automatizado es de una calidad superior debido a que no existen PRÁCT1CAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA Ta.LO
  • 5. XVIIPrefaclo ____________________ errores de factor humano en su desarrollo, además el costo de su fabricación suele ser menor. El objetivo de este compendio de prácticas es brindarle al lector un panorama de la automatización en los procesos industriales con un enfoque teórico-práctico. El libro está diseñado para ser un primer encuentro con la automatización, para utilizarse principalmente como apoyo en el laboratorio para un primer curso en automatización a nivel licenciatura. Es importante recalcar que -gracias al software de simuiaci6n usadq- este libro también es idóneo para ingenieros que se dedican profesionalmente a esta interesante área y que desean incrementar . sus conocimientos. El texto se encuentra redactado con un estilo claro y directo, facilitando la comprensión para quienes se inician en el tema. El enfoque principal de esta obra es por medio del uso de una serie de herramientas prácticas en software y hardware para ayudar al lector a comprender los temas; entre las mismas destaca el uso del software FluidSIM® ·de FESTO para desarrollar simulaciones de sistemas eléctricos, neumáticos, electroneumáticos, hidráulicos y electrohidráullcos. También se presentan diversas herramientas en hardware que serán sin duda invaluables para el lector interesado en el tema, destacando el uso de distintos sistemas de Controladores Lógico Programables (PLC) como la plataforma S7-200 de Siemens, incluyendo la interface de texto TD- 200. La respuesta al problema de diseño abierto de sistemas lógicos secuenciales asíncronos, se presentada en las primeras seis prácticas mediante un método llamado "Método de la memoria interna•, el cual es una es una contribución original del Mtro. Saturnino S. Soria Tello. La •memoria interna• segmenta la secuencia de una máquina automatizada en estados, y relaciona a cada estado con una memoria. La efectividad del método se basa en que para activar el estado, se necesita que la secuencia se encuentre en el estado anterior, asegurando así el orden correcto de la secuencia. Cabe destacar que seguramente este método resultará interesante para el lector ya que éste no depende de la experiencia y se puede desarrollar cualquier sistema secuencial síncrono siguiendo una serie de pasos de manera uniforme. Los sistemas neumáticos, y el método de la memoria interna aplicado a los mismos, son presentados en la Práctica 7. Al igual que el método cascada, el método de diseño caracteriza al sistema por un conjunto de ecuaciones lógicas y no depende de la experiencia del usuario. De las prácticas 8 a la 11 se presenta el diseño de sistemas secuenciales síncronos, en los cuales la duración de cada estado en la secuencia es de tiempo fija y sincronizada. Regularmente dichos intervalos de duración son regulados mediante dispositivos llamados temporizadores. Además se revisa en la Práctica 8 el uso de funciones contador para contabilizar eventos. Cabe resaltar que a partir de la Práctica 9, el autor hace uso de la interfaz de texto TD-200, la cual le permite al usuario un mayor grado de interacción con el proceso al modificar valores preestablecidos y acumulados en las distintas funciones del PLC. En la Práctica 11 PRACTICAs DE AUTOMATIZACIÓN/ SATIJRNINO SORIA TELLO Pr6ct1cas c1e Automatlzad6n I XVII --------------- se diseñan sistemas secuenciales síncronos basados e~ E:I m~~o "Temporizadores en cascada•, éste método es también una co~nbuc1ón original del autor. Finalmente, las prácticas 12 y 13 representan productos_m!egradores que permiten al lector el aplicar los distintos temas revisados con antenondad. Sin duda alguna, este libro será de gran utilidad para el lector interesad? en conocer acerca del tema. El contenido de este texto presenta un acercamiento general del área de la automatización, en el cual cada tema es expuesto de una manera práctica y teórica. Dr. Miguel Angel Platas Garza Universidad Autónoma de Nuevo León San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATIJRNINO SORIA TELLO
  • 6. 1 1· Antes de comenzar a leer En este libro el lector encontrará materiales complementarlos, cuya finalidad es apoyar el proceso del aprendizaje y la práctica, ya sea por medio de ejercicios o vid~. Este material se encuentra disponible en nuestra página de Internet, para descargarlo, siga los pasos de la primera página dei libro. A lo largo_ de toda _la obra, encontrará 1,m.ícono, el cual le Indicará que ese material está en nuestra plataforma. · · PRÁCTICA1 INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE AlITOMATlZACIÓN LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN -~~rn~r~L,:.,..:-:-,,..-~~,...,,.-~~-............- M,trfqu!a:._·"··----------------........-------------- ·.Grupo:_------------- .Fecha:_··_·---------..,..;..------ ~ _: ·:.·. __; .. .'.
  • 7. 2 1Pr6c:tk:a 1 • lntroduccl6n al Laboratorio de Autornatlzacl6n ________ 1.1 OBJETIVOS • Conocer la terminología empleada en el uso de lógica programada. • Comprender el programa de simulación FluldSlm de FESTO en su versión neumática. · • Aprender los comandos básicos n89858rlos para desarrollar un circuito eléctrico con FluldSlm. . . • Utilizar los programas de lógica programada para el PLC S7-200 de Slemens y Fx de Mltsublshi. • Identificar las diferencias entre las Instrucciones de lógica programada entre el PLC de la marca Slemens yel PLC de la marca Mltsublshl. • Establecer el tipo de Interface que deberá utilizarse en el PLC Slemens y Mltsubishi. • Escribir yleer un programa en el PLC Sle,mens y Mltsublshl. 1.2 MARCOTEÓRICO La lógica programada basada en PLC requiere del uso de la tecnología y del conocimiento de lenguaje técnico. Para estandarizar este lenguaje, es necesario conocer tanto el hardware como el software aplicado en la automatización Industrial asícomo el significado de los términos técnicos más utilizados. 1.3LENGUAJETÉCNICO Enseguida se define el lenguaje técnico básico que deberá de conocer el estudiante para comenzaratrabajar en el laboratorio de automatización: PLC Son las siglas en Inglés de Programmable Loglc Controller (Controlador Lógico Programable). Existen varias marcas en et mercado, cada una divide a sus productos en familias para abarcar la mayoña de los procesos industriales. Ante la necesidad de reducir costos de los PLC's, son fabricados en dos tamaños: compacto y modular. PRAcTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO r ! ;, 1 L Pnctlcas de Automatlzacl6n 13 Tiempo de Sean Es el tiempo que necesita el CPU del PLC para realizar un diagnóstico Interno e Identificar fallas en el funcionamiento del CPU, así como leer los estados actuales de las entradas, ejecutar el programa lógico almacenado en la memoria y actualizar datos en los módulos de salidas. Velocldad de transmlsl6n Velocidad de transmisión (300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 y 38400 bits por segundo). Es la velocidad de transmisión que se usará para el puerto serle, Y que debe ser Igual a la configurada en los otros dispositivos del bus. PLC Compacto Este tipo de PLC es un módulo que Incluye el CPU, una cantidad reducida de entradas y salidas, puerto de comunicación, la fuente de voltaje y en algunos casos Incluyen un conector para agregar módulos de expansión. La Figura 1.1 muestra un ejemplo del PLC compacto al CPU 222 de Slmatlc S7- 200 de la marca Slemens, el cual Incorpora un microprocesador, una fuente de alimentación integrada, circuitos de entrada y de salida que conforman un PLC del tipo compacto. SIEMENS sÍMA'nc lill lill E!I a a m CPU.212 87-ffO QD.D.•1JIJIA·.I D®QDC li:!""""8 a- ª*""' Raura U &tructura del PLC compacto PLCModular Está estructurado con un rack principal que contiene varias ranuras, en las cuales se insertan los módulos. Comúnmente la primera posición es dedicada para fuente de alimentación (PS, Power Source); en la siguiente ranura se localiza el CPU (Central Process/ng Unlt), el cual contiene el puerto de comunicación donde se conecta la interfaz para la computadora. Después se ubican los módulos de PRAc'ncAs DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 8. 4 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización __________ entradas, salidas y los módulos especiales como: de posicionamiento, de entradas o salidas analógicas. También tienen un conector para agregar módulos de expansiones. La Figura 1.2 muestra un ejemplo de PLC modular de la familia S?- 300 de Siemens. o o o o o Figura 1.2 Estructura del PLC modular Interfaz Es un dispositivo físico encargado de transferir la información entre el PLC y la computadora. Estos no son dispositivos estandarizados, pues cada marca tiene su propia interfaz y en ocasiones hay diferencias entre las familias de PLC de la misma marca; por ejemplo, la interfaz requerida para el PLC Siemens de la familia S?-200 es distinta a la que requiere la familia S?-300. La interfaz utiliza electrónica para realizar la transferencia de la información, la cual se da entre protocolos comúnmente RS232 en la computadora y RS422 o RS485 en el PLC. Protocolo de comunicación Conjunto de reglas y normas que permiten a dos o más entidades de un sistema de comunicación, transferir información entre ellos por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física. Puerto de comunicación Son conectores integrados a las computadoras y a los equipos industriales. Su función principal es la de comunicarse con otros equipos. Por ejemplo, al conectar entre sí el puerto de comunicación del PLC y de la computadora, es posible escribir, leer y monitorear un programa en un controlador. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 5 RS232 Por sus siglas en inglés (Recommended Standard 232) nos indica que es una norma recomendada, es una interfaz que designa una norma para el intercambio de una serie de datos binarios entre un DTE (Data terminal equipmenVEquipo terminal de datos) y un DCE (Distributed Computing EnvironmenVEquipo de Comunicación de datos). Es común que físicamente se identifique en un conector de estándar DB-9. D89 Conector agregado a una computadora como comunicación al exterior, con equipos periféricos o equipo industrial, comúnmente identificado como puerto serial Y en algunos PLC's es el puerto de programación. Existen las dos versiones: conector hembra y conector macho y cada uno tiene una geometría muy particular que ayuda a evitar errores en la conexión. Por la naturaleza de la comunicación, es llamado puerto serie. use (Universal Serial Bus/ Bus Universal en Serie) es un estándar de comunicación industrial desarrollado en los años noventa y define los cables y conectores usados en un bus de comunicación digital para comunicar, conectar y proveer energía eléctrica entre computadores y periféricos electrónicos. Este tipo de comunicación es adoptado por la mayoría de los equipos electrónicos de uso doméstico y en muy pocos equipos electrónicos de tipo industrial. Comunicación Industrial Ethernet Físicamente está localizado en un conector RJ45 del tipo telefónico. El medio de comunicación se realiza a través de un cableado trenzado en pares o una red óptica sobre la base de un conductor de fibras ópticas. En el sistema de comunicación abierto SIMATIC NET de Siemens, Industrial Ethernet es la red para el nivel de control y para el nivel de célula. Mlnldin PS/2 8 pines Algunos PLC's suelen utilizar este tipo de conector en lugar del 089, tiene una geometría interna muy singular que hace fácil su conexión. Lógica programada Es la lógica basada en PLC, el circuito de control es programado lo que hace flexible que un circuito de lógica programada se interprete a través de ecuaciones lógicas. La programación consiste en comandos propios del PLC. Algunas funciones como temporizadores tienen una alta precisión que puede tener una resolución de 0.001 segundo. El PLC tiene funciones y memorias especiales para estructurar secuencias PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
  • 9. 6 1Pr6ctlca 1. • lntraduccl6n al Laboratorio de Automatlzacl6n ________ t6glcas más complejas. Este tipo de 16glca es la más solicitada en la solucl6n de problemas de automatlzac¡t6n. 1.611cacableada También llamada 16glca de control eléctrico. Debido a la falta de rapídez en ta adaptación a tos cambios de modelo o actualizaciones de equipo, se ha disminuido el Interés para solucionar problemas de automatlzaci6n. La estructura de la 16glca está basada en componentes físicos, lo que hace inflexible el cambio de modelo, es decir, que una·modlflcacl6n requiere de cambios de componentes y de tiempos más largos comparada con ta t6gtca programada: · HMI (Human Machlne Interface/Interface Humano-Máquina). Es un dispositivo capaz de comunicar el estado del proceso a un operador de manera gráfica o bien, de manera numérica. Existen varias marcas que ofrecen una gran variedad de equipos. Con la finalidad de hacer la lnteraccl6n más Intuitiva entre el equipo y el operador, es común que tengan pantalla táctil. Dentro de estos equipos se considera a los visualizadores de texto como la TD200 de s1,mens. PRAcTic:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Pr6ctlcas de Automatlzacl6n 17 REPORTE DE PRÁCTICA Nombm: Matrfcula: - - - - - - - - - - Grupo: - - - - - Fecha: - - - - - - - - - - - .C81ificaci6n: - - - - Rima del prml!SOI. - - - - - - - 1.4TRABAJO PRÁCTICO Se presentan tres prácticas que el estudiante deberá de desarrollar. MATERIAL REQUERIDO Computadora con los siguientes programas: eFluidSlm • MicroWIN para el PLC S7-200 de Slemens • GPPWIN para el PLC Fx de Mltsublshl • Simulador para el PLC S7-200 • Simulador para el PLC Fx de Mltsublshl • Programa del circuito establecido para el AuidSim • Programa del circuito establecido para el PLC S7-200 • Programa del circuito establecido para el PLC Mltsublshi 1.4.1 TRABAJO PRÁCTICO CON AJJIDSIM DE FESTO Este trabajo consiste en aplicar el programa FluidSim de FESTO en su versión neumática. Como primer paso, se debe identificar el icono del programa, conocer su ambiente de trabajo, las funciones básicas para simular un circuito del tipo eléctrico e identificar las librerías que contienen los componentes eléctricos y neumáticos. PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
  • 10. 8 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización __________ El icono que identifica al programa puede variar de acuerdo a la versión que se tenga disponible. La singularidad que tienen todas las versiones es que utilizan el símbolo de un actuador y el nombre FESTO. La Figura 1.3 muestra los iconos de las versiones 3.6 y 4.2. ,,,,. FESTO FluidSIM ,.,,. FESTO FluidSIM Figura 1.3 Iconos del programa FluldSlm versiones 3.6 y 4.2 Con este programa se pueden desarrollar circuitos eléctricos, neumáticos Y electroneumáticos. Los tres tipos de circuitos pueden ser simulados dando resultados efectivos en función. Como todo programa de simulación, requiere de la entrada de datos en el programa; en FluidSim la entrada de datos se realiza activando y desactivando las entradas del circuito que deben de activ~rs~ por funciones externas. Un ejemplo de estas entradas son los botones que act1vana un operador o el sensor que activaría un producto, en la aplicación física del sistema automático. El circuito de la Figura 1.4 deberá de implementarse con FluidSim de FESTO Y comprobar su funcionamiento. Como se puede observar, el circuito _ e7 tá estructurado en tres secciones, teniendo una similitud con un diagrama de log1ca programada, en el que se tienen las entradas, la lógica y las salidas. Circuito de Lógica Cableada conFluidSim ., Lógica cableada ~ T1 T1 A C1 Figura 1.4 Circuito eléctrico a simular con FluldSlm PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 9 El circuito desarrollado con FluidSim es considerado lógica cableada, básicamente porque tiene los símbolos eléctricos de los componentes y porque la mayoría de las funciones de lógica programada no se pueden desarrollar con este programa, aunque el relevador de FluidSim tenga las características de esta lógica. Después de realizar la simulación correspondiente del circuito de la Figura 1.4, conteste las siguientes preguntas: 1.- ¿Por qué es considerado el circuito desarrollado con FluidSIM como un circuito de lógica cableada? 2.- ¿Por qué la secc1on del circuito identificada como arranque y paro, se determina como un circuito de lógica programada? 3.- ¿Cuál es la diferencia entre un relevador de lógica programada y uno de 4.- Explique los pasos a seguir para poner en operación un circuito con FluidSim. PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 11. 10 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización _________ 5.- Explique lo que sucede en los contactos identificados como P, al momento de poner en operación el circuito 6.- La función de conteo en C1 es ¿ascendente o descendente? 7.- ¿Qué tipo de función de tiempo son T1 y T2, TON o TOF? 1.4.2 TRABAJO PRÁCTICO CON EL PLC SIEMENS Después de realizar la simulación del circuito con FluidSim de FESTO ahora se puede hacer la preparación para transferir el circuito a lógica programada. Este trabajo se desarrolla con el PLC Siemens de la familia S7-200. Para iniciar esta actividad es necesario conocer el icono del MicroWin, este puede variar dependiendo de la versión del software que tenga disponible. La singularidad es que muestra un PLC compacto de Siemens con un fondo de lógica programada. La Figura 1.5 muestra el ícono de la versión 4.0. Una peculiaridad de esta versión es que tiene la opción de utilizar una interfaz con conector USB del lado de la computadora. Figura 1.5 Icono del programa MlcroWln para PLC 57-200 PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 1.1 El trabajo a desarrollar será el escribir y monitorear en el PLC S7-200 el programa mostrado en la Figura 1.6. Figura 1.6 Diagrama de lógica programada para el PLC 5lemens 57-200 Después de haber desarrollado el circuito con el programa MicroWIN de Siemens y haber realizado la simulación correspondiente con el simulador del PLC S7-200 (también de Siemens), conteste las siguientes preguntas. 8.- Comparando los circuitos de las Figuras 1.4 y 1.6, indique en el circuito de lógica programada en qué direcciones se encuentran los botones A y P además de los temporizadores Ti y T2 del circuito desarrollado con FluidSim. A=_____ P=_____ Ti=_____ T2=_____ 9.- Describa en un máximo de siete pasos la transferencia del programa al PLC y el monitoreo del mismo. Paso 1: Paso 2: Paso 3: Paso 4: PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 12. 12 1Pr6ct1c:a 1 • lntroduccl6n al LabOnltorlo de Automatlzacl6n ________ Pasos: Paso6: Paso7: 10.-¿Qué tipo de funclqn de tiempo son T37 y T38, TON o TOF? 11.- ¿Qué sucede con el contacto abierto de la entrada 10.1 al poner en RUN el PLC? . 12.- ¿Qué resolución de tiempo tienen los temporizadores T37 y T38? 13.- ¿Cuál es la razón de que exista un contacto de C1 en la red de la función Reset (R) de C1? PRAc'nC:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIATELLO , ¡ ' ·,1 • 1 j '! l ________________ Prictlcas de Automatlzacl6n 113 14.- ¿Qué tipo de función de conteo tiene C1, ascendente o descendente? 15.- ¿Qué sucede al activar la entrada to.o yel contador no ha llegado a su valor preestablecido? 16.- ¿Qué condiciones se deben de cumplir para restablecer el contador C1? 17.- ¿Qué tipo de Interface utiliza el PLC Slemens? 1.4.3 TRABAJO PRÁCTICO CONB.PLC FX DE MRSUBISHI La actMdad consiste en comparar las instrucciones entre dos diferentes marcas de PLC. Se propone utilizar la marca Mitsubishi con la familia FX. Para iniciar es necesario conocer el ícono del programa GPPWIN del PLC de la marca Mltsubishi. La Figura 1.7 muestra el ícono que lo identifica con las letra~ GPP. PRAc'ncAs DE AUTOMATIZACKlN / SATURNINO SORIATELL0
  • 13. 14 1Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización _________ GX Developer--FX Figura 1.7 Icono para el programa GX Developer para el PLC Mltsublshl El trabajo a desarrollar consiste en utilizar el programa GPPWIN para escrit¡ir y monitorear el circuito ya establecido mostrado en la Figura 1.8 con el PLC Mitsubishi de la familia FX. Figura 1.8 Diagrama para el PLC Mltsublshl familia Fx Después de haber desarrollado el circuito con el programa GPPWIN de Mitsubishi y haber realizado la simulación correspondiente con el programa Fx Trainer también de Mitsubishi, conteste las siguientes preguntas: 18.- Comparando los circuitos de las Figuras 1.4 y 1.8, indique la equivalencia en dirección para el PLC Mitsubishi de los dispositivos identificados como A, P, T1, T2 y Mi.O. A=__ P=__ T1=__ T2=__ Mi.O=__ 19.- Describa en un máximo de siete pasos la transferencia del programa al PLC y el monitoreo del mismo. Paso 1: PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 15 Paso 2: Paso 3: Paso 4: Paso 5: Paso 6: Paso 7: 20.- ¿Qué tipo de función de tiempo son T100 y T101, TON o TOF? 21.- ¿Qué resolución de tiempo tienen los temporizadores T100 y T101? 22.- ¿Qué sucede con el contacto abierto de la entrada X1 al poner en RUN el PLC? PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
  • 14. 16 1Pr6ctlca 1 • lntnlCluccl6n al Laboratorio de Automatizacl6n -------- 23.- ¿Qué sucede al activar la entrada XO cuando el contador C1 no haya llegado a su valor p~blecldo? 24.- ¿Qué tipo de funcl6n de conteo tiene C1, ascendente o descendente? 25.- ¿Qué condiciones se deben de cumplir para reestablecer el contedor C1? 26.- ¿Qué tipo de Interface utiliza el PLC Mltsublshl? PRACTICAS DE AUTOMATlZACIÓN / SATURNINO SORIATal.O 1 i 1 1 1 1 ¡ L PRÁCTICA2 SISTEMAS COMBINACIONALES YSECUENCIALES LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN ..... ; ./1'. ·:_,,·...;.;.; .. .-··.·::-: .·.· éalificaci6n:__.;___..,;....,.......;....-......
  • 15. 18 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales 2.1 OBJETIVOS • Distinguir las diferencias entre los Sistemas Combinacionales y Secuenciales • Identificar las características de operación de ambos sistemas • Entender el funcionamiento de los tres operadores lógicos básicos • Obtener las ecuaciones lógicas utilizando los tres operadores básicos • Transferir las ecuaciones lógicas a un circuíto de lógica programada • Aplicar el FluidSim para simular el circuito eléctrico • Desarrollar conexiones básicas de entradas y salidas con el PLC S7-200 de Siemens 2.2 MARCO TEÓRICO La lógica de un sistema automático está basada en los dos sistemas lógicos que existen: Combinacional y Secuencial. Para identificarlos es importante conocer las características que los diferencian para aplicar el método más apropiado en la solución de la lógica. 2.3 SISTEMAS COMBINACIONALES Un sistema combinacional es aquel donde el valor de las salidas de cada combinación sólo depende del valor que tengan las entradas en esa misma combinación; no recuerda valores lógicos de combinaciones anteriores, es decir, no tiene memoria. La representación de un sistema combinacional con dos entradas y una salida se muestra en la Figura 2.1, en donde la interpretación de los valores lógicos de la tabla se realiza utilizando lógica positiva. En las entradas, el contacto cerrado es identificado con el valor lógico "1" y el contacto abierto es el valor lógico "O"; aplicando la misma lógica para la salida F(AP), el "1" indica que la función está encendida y el "O" que la función está apagada. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 19 Figura 2.1 Figura y tabla de combinaciones de un sistema combinacional El número de combinaciones posibles en un sistema combinacional está definido por el número de entradas del sistema y se obtiene aplicando la siguiente ecuación: # Combinaciones = 2n (Donde n es el número de entradas del sistema) 2.4 SISTEMAS SECUENCIALES Un sistema secuencial está dividido en estados o pasos. El valor de las salidas en cada estado depende de: a. Los valores que tengan las entradas en ese estado b. Los valores que hayan tenido en estados anteriores Se considera que un sistema secuencial tiene memoria por lo que se establece que valores idénticos en las entradas pueden generar valores diferentes en las salidas, en distintos estados del sistema. Los sistemas secuenciales -a diferencia de los sistemas combinacionales- no siguen un arreglo de combinaciones, siguen los pasos que conforman la secuencia (también llamados estados) los cuales aparecerán en forma secuencial progresiva. La Figura 2.2 muestra el esquema y la tabla de estados del sistema de paro y arranque. Los estados que requieren de la aplicación de memoria son los estados El YE3, debido a que los valores lógicos de las entradas A y Pson los mismos, pero el valor lógico de la salida F(AP) es diferente. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 16. 20 J Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales Sistema Secuencial con PLC SIEMENS ___,...__-< S7-200 Figura 2.2 Figura y tabla de estados que representan al sistema de arranque y paro 2.5 FUNCIONES LÓGICAS Las funciones lógicas son fundamentales para representar la lógica de un sistema; estas funciones estructuran las ecuaciones lógicas que representan al sistema y a su vez, estas ecuaciones son transferidas a un diagrama de lógica programada. Las funciones básicas son la negación, multiplicación y sumatoria lógica y es importante conocer el comportamiento de cada función y el circuito equivalente eléctrico que la representa, ya que esto facilitará el entendimiento en la operación de las funciones lógicas. 2.5.1 NEGACIÓN LÓGICA Es una función de una sola entrada y una salida. El resultado lógico de la función de salida es el opuesto a la entrada, es decir, si el valor lógico de la entrada es "1" el valor de la salida es "O". Esta función es fundamental en el uso de la lógica negada. El circuito equivalente eléctrico es el contacto normalmente cerrado, la Figura 2.3 muestra el operador lógico NOT en un circuito de lógica de contactos obtenido con el programa FluidSim. A F(A Figura 2.3 Circuito eléctrico equivalente de la negación lógica PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización J 21 La representación de la negación en una ecuación lógica es por medio de una línea superior en la variable de entrada lógica. F(A)=A La expresión de resultados lógicos de la función de salida se puede resumir como la función de salida es "1" si y solo sí la entrada tiene un valor lógico de "O". F(A) { 1, A=O O, A=I 2.5.2 MULTIPLICACIÓN LÓGICA Es una función con dos o más entradas y una salida, se puede expresar con cualquiera de las dos ecuaciones lógicas: F(ABCD ) =A• B • C• D F(ABCD)=ABCD La expresión de resultados lógicos de la función de salida se puede resumir como la función de salida es "1" si y solo sí todos las entradas tienen un valor lógico de "1". { 1, A=B=C=D=l F(ABCD) O, A=B=C=D=t-1 El circuito eléctrico que representa a este operador lógico es el circuito serie. Las cuatro entradas (A, B, C y D) son conectadas en serie para dar como resultado la función F(ABCD). El circuito resultante es mostrado en la Figura 2.4. El funcionamiento del circuito es claro: para que la función de salida se encienda es necesario que los cuatro interruptores estén cerrados, si alguno de ellos está abierto, tendremos como resultado el que se apague la función de salida. e~ 7 f ; e U ______,,,.,,___,,,.,~ Figura 2.4 Circuito eléctrico equivalente de la multiplicación lógica PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 17. 22 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciai"es ---------- 2.5.3 SUMATORIA LÓGICA Es una función con dos o más entradas y una salida; para que el resultado sea verdadero se requiere que al menos una de sus entradas sea verdadera. Esta función se expresa con la siguiente ecuación lógica: F(ABCD) =A+ B +C+D La expresión de ·resultados_lógicos de. la función de salida se puede resumir como la función de salida es "1" si y solo si al menos una de las entradas tiene un valor lógico de "1". l J, A=l OR B=l OR F(ABCD) O, A=B=C=D=O C=l OR D=l El circuito eléctrico equivalente es el circuito paralelo (Figura 2.5). Las cuatro entradas son representadas por interruptores, con uno que se cierre es suficiente para que el indicador luminoso se encienda •sin importar la condición de los demás interruptores. 24V A r, < B r, < e r, < D r, < Figura 2.5 Circuito eléctrico equivalente de la sumatoria lógica 2.6 ECUACIONES LÓGICAS Su representación se realiza con una o más funciones lógicas, tal como se muestra en la siguiente ecuación lógica que da como resultado la función F (AB): PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 23 F(AB) =A B+B A De la ecuación se puede deducir que F (AB) es un circuito paralelo de dos circuitos serie de las variables discretas A y B; la Figura 2.6 muestra el circuito obtenido al aplicar los circuitos equivalentes a las funciones lógicas. 24V -~ CD r, ,-, < F(AB) < ~ ,-, tlJ < r, < Figura 2.6 Circuito eléctrico que representa la ecuación lógica F (AB} Al representar esta ecuación en un diagrama de lógica de contactos, se obtiene el diagrama mostrado en la Figura 2.7 Figura 2.7 Circuito de lógica programada de la ecuación lógica F (AB} Una vez representada la ecuación en un diagrama de contactos, es posible realizar la simulación correspondiente con FluidSim. Para comprobar el correcto funcionamiento del sistema, una vez comprobada la función se inicia la implementación física a través de un PLC. 2.7 INSTRUCCIONES BÁSICAS EN EL PLC SIEMENS Las instrucciones, nomenclatura y direcciones de memoria en un PLC deben de ser dadas de acuerdo a las ya establecidas en el software de programación, estas difieren entre marcas. PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 18. 24 1Práctica 2 • Sistemas Comblnaclonales y Secuenclaies - - - - - - - - La solucl6n del sistema propuesto se va a desarrollar con el PLC Slemens: para esto, es necesario conocer la nomenclatura de las entradas, salidas, memorias así como de algunas funciones especiales. La Figura 2.8 muestra símbolos y sintaxis. SMO.O SMD.1 ~ 1-- Punciones espc.!:ialea como SM0.6-SM0.7 10.0 I0.1 1---f 1-- Lisemndilltienendüección de_I0.0-IO.7, 11.0-ll.7 JO.O IO.:l Ml.7 t--1 t--{ ) LasmcmoriuticnendireccióndeMO.O-M0.7,Ml.0-11.7 MO .•O QO:1 91.0 ~ t--{ ) Laslllliduinicianen.Q0.0a®·7, y de Ql.O aQl.7 SM0.1 VB14.7 VB14.6 ~ t--{ ) Bobinasespeciales de localización de memoria VB fllura 2.8 lnstrucclon• bálca de lóallca PfOll'llmada con el PLC 57-200 PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIATELi.O ~j j +¡ '! Pr6ctlcas c1e Automatlzacl6n 125 REPORTE DE PRÁCTI<:A Nambnl: - - - - - - - - - - - - - - Mlllldcula: - - - - - - - - - - Grupo: - - - - - Fecha: - - - - - - - - - - Calificaci6n: ____ Firma del profesol. - - - - - - - 2.8 TRABAJO PRÁCTICO Enseguida se exponen trabajos prácticos que serán resueltos aplicando lógica programada con el PLC S7-200. Como primer paso se obtendrán las ecuaciones lógicas, después se hará el desarrollo del circuito con la lógica utilizada por FluldSlm, Identificando las tres etapas establecidas: Entradas, Lógica programada y Salidas. Una vez comprobado el circuito se hará la transferencia apropiada a lógica programada con el PLC S7-200. MATERIAL REQUERIDO Computadora con los siguientes programas: • FluldSlm de Festo • MlcroWln Step 7 de Slemens • Simulador de PLC S7-200 de Slemens • PLC Siemens • Interfaz para el PLC S7-200 • Interruptores • Indicador luminoso • Cables • Herramientas varias PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SOR1ATELLO
  • 19. 26 1Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales 2.8.1 TRABAJO PRÁCTICO 2.1 La Tabla 2.1 muestra la operación del sistema de paro y arranque que da como resultado la función F(AP). El trabajo a desarrollar consiste en implementar el circuito con lógica programada que cumpla con la tabla de estados. En la tabla ya está aplicado el método "Un Estado de Memoria": Tabla 2.1 Valores lógicos del trabajo práctico A p F(AP) E1~ liCJ):' L: F(AP) E2 1 I l .El ,1-· o l F{AP) E4 o o o Ef 1 O·. 1 F(AP)_ Ecuación lógica de F {AP) La Tabla 2.1 muestra que los estados que memorizan su estado anterior son E1 Y E3, los dos estados tienen mismos valores en las entradas pero diferente valor en la salida, E1 tiene un valor lógico de "O" y E3 tiene un valor lógico de "1". La ecuación resultante se obtiene considerando los estados E1 y E2: F(AP )=AP+AP F(AP) Circuito con FluldSlm La ecuación resultante es transferida a un circuito eléctrico utilizando el programa FluidSim, obteniendo la simulación correspondiente. El diagrama se muestra en la Figura 2.9. Figura 2.9 Circuito resultante desarrollado con FluldSlm PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 27 Circuito de lógica programada El circuito obtenido con FluidSim es transferido a lógica programada con el PLC S7- 200 de la marca Siemens. Conteste las siguientes preguntas: 1.- Asigne la nomenclatura al circuito identificado como lógica programada de la Figura 2.9 para que sea transferido al PLC S7-200. A=____ P=____ F(AP)=____ 2.- En la Figura 2.10 agregue el circuito resultante de lógica programada con el PLCS7-200. Figura 2.10 Circuito resultante desarrollado con PLC Slemens del trabajo práctico 2.1 3.- Defina qué tipo de sistema es el circuito resultante: Combinacional o Secuencial y explique por qué. 4.- ¿Qué sucede con el contacto de la entrada donde conectó la función P al poner en RUN el PLC? PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 20. 28 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales 5.- ¿Qué tiempo de Sean tiene el circuito? 2.8.2 TRABAJO PRÁCTICO 2.2 El circuito eléctrico mostrado en la Figura 2.11, es el circuito escalera utilizado en instalaciones eléctricas del servicio doméstico. Los interruptores A y B son de un polo dos tiros, el interruptor A esta localizado en la planta alta y mientras que el interruptor B en la planta baja, por lo que F(AB) es la resultante del circuito. A O 1 F(AB) Figura 2.11 Circuito de lógica cableada Después de analizar el circuito responda a las siguientes preguntas: 6.- La Tabla 2.2 muestra las posibles combinaciones que tiene el circuito mostrado en la Figura 2.11. Analizando la operación del circuito, complete la tabla de valores lógicos en la columna F (AB). Tabla 2.2 Valores lógicos del trabajo práctico 2.2 A B F(AB) Cl o o C2 o 1 C3 1 o C4 1 1 PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO I' i' Prácticas de Automatización 1 29 7.- De la tabla de valores lógicos obtenga la ecuación lógica de F(AB) F(AB)=_____________ Considere el diagrama de conexiones eléctricas mostrado en la Figura 2.12, como resultado de la implementación física con el PLC S7-200 de Siemens. + PLCSJEMENS $7-200 Figura 2.12 Circuito de conexiones eléctricas con el PLC s7-200 de Slemens 8.- Considere el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 2.12 para .desarrollar el diagrama de lógica programada como resultado de la aplicación de la ecuación lógica de F (AB), y agregue el diagrama en la Figura 2.13. Diagrama de lógica progiarrada con el PLC S7-200 de Siemens dela ecuaciónresultante deF(AB) Netwurkl - I" ,, ~ - ¡ -,, ..,.. 't ,.. 1 ! Figura 2.13 Circuito de lógica programada PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 21. 30 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales 9.- Explique los motivos por los cuales este circuito es considerado del tipo combinacional. 2.8.3 TRABAJO PRÁCTICO 2.3 El trabajo a desarrollar consiste en interpretar la lógica de funcionamiento del circuito electroneumático mostrado en la Figura 2.14. El circuito pertenece a una prensa industrial. La operación de prensado se realiza con un actuador neumático activado por una electroválvula; el interruptor D debe de estar cerrado para que funcione el 'Circuito mientras que los sensores A y B determinan la posición del émbolo del actuador 1A. Interruptor D ~ < -- Figura 2.14 Circuito de lógica programada Como parte de la actividad a realizar, conteste las siguientes preguntas: PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $ORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 31 10.- Después de analizar el circuito de la Figura 2.14, complete la tabla de valores lógicos que determina la operación del sistema. Tabla 2.3 Valores lógicos del trabajo práctico 2.3 D A B vs 1 1 o 1 1 o o 1 o 1 o 1 o o 1 1 o 1 11.- Aplicando el método un estado de memoria, obtenga la ecuación de la función de salida VS VS=_______________ En la Figura 2.15 se propone el circuito de conexiones eléctricas para implementar físicamente el trabajo práctico 2.3 con el PLC Siemens. Figura 2.15 Circuito de lógica programada PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 22. 32 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales 12.- Utilizando el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 2.15, transfiera la nomenclatura de las siguientes entradas y salidas. D=____ A=_____ B=_____ VS=____ 13.- En la Figura 2.16 agregue el diagrama de lógica programada resultante de transferir la ecuación obtenida Diagramad8 lógicapro11amada con el PLC s:1:290 de Siemen• de la ecuación re~ultante de VS N-rkl Figura 2.16 Circuito de lógica programada con el PLC Slemens del trabajo práctico 2.3 14.- Considerando que antes de operar el circuito el sensor A tiene un valor lógico de ·o· al igual que B. ¿Puede operar el sistema? 15.- Considerando que el circuito está funcionando correctamente ¿Qué sucede al desconectarse el interruptor D y el actuador esta en movimiento? PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $0RIA TELLO Prácticas de Automatización 133 2.8.4 TRABAJO PRÁCTICO 2.4 Consiste en obtener las ecuaciones y la tabla de valores lógicos que muestren la operación del sistema del circuito ya establecido. La Figura 2.17 expone el circuito obtenido con FluidSim, y como resultado están las salidas 81 (Bomba 1) y Vs (Solenoide). . ti v Entrad.; ";' NA ,..., NB < ov Figura 2.17 Circuito de lógica con FluldSlm 16.- Utilizando el diagrama de la Figura 2.17 y siguiendo la secuencia definida por las entradas NA y NB, complete la Tabla 2.4 y aplique el método un estado de memoria para obtener los valores de 81 y VS. Tabla 2.4 Valores lógicos del trabajo práctico 2.4 NA NB Bl vs o o o 1 1 1 o 1 o o 17.- De la Tabla 2.4 obtenga las ecuaciones lógicas de cada función de salida y de acuerdo al funcionamiento, defina el tipo de ecuación: Combinacional o Secuencial. 81=_____________ ¿Qué tipo de ecuación es: Combinacional o Secuencial? PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $0RIA TELLO
  • 23. 34 I Metica 2 • SlstemM Comblnaclonales ySecuenclales _ _ _ _ _ __ VS•_ _ _ _ _ _ _ _ __ ¿Qué tipo de ecuación es: Combinacional o Secuencial? 1 l. : ¡ ' i PRAcT1cAs DEAUTOMATIZACION / SATURNINO SORIATELLO PRÁCTICA3 SISTEMAS SECUENCIALES CON UN ESTADO DE MEMORIA LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN .··:-Ñ·6fubte:Y'.'.2'.ti:'.<::::<:r:,t;z;,.!,:}fi)iti'•· '·: f4airlcut~:,,;..::.__,...,;.;.~..;....;.,.;...,..;,;.,...;..___,;,---- .· Grupo:._.:. .-;.;_·--------------- Fecha:._.__ . - .....=~~---------..;.;....- ·'Í,; t; '1 ! ~i l 1 :. ,. :¡: r 1 ,1 ,¡, j
  • 24. 36 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________ 3.1 OBJETIVOS • Entender de manera integral el funcionamiento de los sistemas secuenciales. • Practicar el método "Un Estado de Memoria". • Conocer la limitante de este método. • Obtener las ecuaciones lógicas de una tabla de estados. • Conocer los dos tipos de entradas discretas que tiene un PLC. • Diferenciar la aplicación de los dos tipos de entradas. • Realizar conexiones eléctricas utilizando los dos tipos de entradas. • Conocer los tipos de salida del tipo discreto en un PLC. 3.2 MARCO TEÓRICO Un tema relevante es la solución de la secuencia lógica en un sistema secuencial. La mayoría de las veces se resuelve por métodos heurísticos con deficiencia en efectividad en tiempo y función, por esta razón se propone utilizar el método "Un Estado de Memoria". 3.3 MÉTODO UN ESTADO DE MEMORIA Es un método analítico aplicado en la solución de sistemas automáticos del tipo secuencial, y que consiste en memorizar un cambio de estado. Los pasos para su implementación son los siguientes: 1. Se obtiene la tabla de valores lógicos que determinan el funcionamiento del sistema. 2. Se localizan los estados con "conflicto" en valor lógico, esto indica que mismos valores de entrada tienen valores diferentes en la salida. 3. Una vez localizados los estados y los valores lógicos "Diferentes", se identifica si es aplicable el método, verificando que el valor lógico de la función de salida sea el mismo del estado inmediato anterior. 4. Se sustituye el valor lógico por la variable discreta de salida. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 137 Límites de aplicación Este método aplica sólo a sistemas de lógica programada de contactos basados en PLC Y la ecuación resultante para cada función de salida es transferida y programada con esta lógica. Al tener solamente un estado de memoria, su aplicación es limitada a sistemas con muy pocos estados. Tabla natural del proceso Es la representación de los estados de un sistema secuencial; cada estado está estructurado por los valores lógicos que determinan la activación y desactivación de · las variables de entrada y de salida. Los estados en una tabla natural del proceso son cada uno de los pasos que tiene un sistema secuencial. La tabla natural del proceso comienza con el estado inicial, pasa por los estados intermedios, llega al estado final y termina la tabla con el estado inicial del segundo ciclo: los estados iniciales tanto del primer ciclo como del segundo ciclo deben de tener los mismos valores lógicos en todas las variables, lo que asegura que el sistema sea secuencial y que está considerando todos los estados o pasos analizados. La Tabla 3.1 muestra la tabla natural del proceso de un sistema secuencial. Tabla 3.1 Proceso de un sistema secuencia! con dos entradas y una salida Tabla natural del proceso Variables de Entrada Variables de :útado S.alida VEl VE.2 VS1 .. 1 o 1 o .. 2 1 1 1 3 o l 1 4 o o o 1 o 1 o Para solucionar el sistema secuencial es necesario obtener una ecuación lógica que represente a la función de salida VS1, para después transferir esta ecuación a un diagrama de lógica de contactos y finalmente transferirlo a un diagrama de lógica programada basado en PLC. PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 25. 38 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________ Aplicación del método En la Tabla 3.1 se observa que los estados 1 y 3 son los que definen al sistema como secuencial. Con la tabla natural del proceso ya desarrollada y con el sistema identificado como secuencial, el siguiente paso es la aplicación del método "Un estado de memoria". Se toma como punto de inicio los estados 1 y 3, se realiza el siguiente razonamiento en los valores lógicos de la función de salida: el valor lógico de la función de salida en el estado 3 es idéntico al estado inmediato anterior, si la respuesta es sí, entonces el valor lógico puede ser cambiado por la misma var_ iable de salida. El mismo análisis se ·realiza con -el estado 1, concluyendo que es posible aplicar el método, dando como resultante la Tabla 3.2. Tabla 3.2 Aplicación del método "Un Estado de Memoria" Tabla natural del prooe,so Variables de Entrada Variable, de Estado Salida VEl VE2 VSl '1 -1 "r· o 1 vs1 · 2 1 1 1 3• ,._ o ' ' _l -, VS:1 4 o o o 1 J. l _. VS1 I• o ... ,. .,~- Ecuación del sistema Al no existir estados con conflicto en el valor lógico se procede a obtener una ecuación lógica para cada una de las funciones de salida, en este caso se obtiene la ecuación de la única función de salida VS1 VSI =VEIVE2+VEIVE2VSl Diagrama de lógica de contactos con FluldSlm La Figura 3.1 muestra el diagrama de lógica de contactos resultante de transferir la ecuación. La ecuación está estructurada por dos entradas (VE1 y VE2) y una salida (VS1). PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 39 Figura 3.1 Diagrama de lógica de contactos resultado de la ecuación VS1 Diagrama de conexiones eléctricas El proyecto se concluye con la implementación física y puesta en marcha del sistema secuencial. La implementación se realiza con el PLC Siemens, dando como resultado el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 3.2. Figura 3.2 Diagrama de conexiones eléctricas con el PLC Slemens 3.4 TIPOS DE ENTRADA DE VCD EN UN PLC Existen dos tipos de configuraciones para las entradas de VCD en un PLC: Sink y Source. Para su correcto funcionamiento el primero requiere de una señal positiva y el segundo de una señal negativa. La selección se realiza conectando el común del módulo de entradas al negativo de la fuente, para las entradas Sink y conectar el común al positivo de la fuente para entradas Source. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO '
  • 26. 40 J Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________ Para que exista flujo de corriente entre el módulo y los dispositivos de entrada, existen dos posibles confi~uraciones en las conexiones eléctricas: 1. Entrada Sink (Drenador)-Sensor Source (Surtidor) 2. Entrada Source (Surtidor)-Sensor Sink (Drenador) Módulo de entradas·Sink y sensores Source (PNP) Estos módulos de entradas también . son llamados Drenador, para su funcionamiento requieren que se les aplique el positivo de la fuente a través de un sensor tipo Source, los cuales también son conocidos como Sensor con salida PNP y Sensor con salida positiva. Existen dispositivos eléctricos que pueden interrumpir cualquiera de las dos terminales de la fuente de 24VCD, por ejemplo: un interruptor, un botón y un contacto de un relevador electromecánico. En la Figura 3.3 se muestra la conexión eléctrica del arreglo Módulo de Entradas Sink-Sensor Source (PNP). + +24V PLC SIEMENS S7-200 N L N llOVCA Figura 3.3 Conexión eléctrica entre sensor SOURCE y entrada configurada como SINK en elPLC Módulo de entradas Source y sensores Slnk(NPN) Estas entradas son llamadas tipo Surtidor, para su funcionamiento requieren QJe se les aplique el negativo de la fuente a través de un sensor tipo Sink. Estos sensores también son conocidos como sensor con salida NPN y sensor con salida negativa. En la Figura 3.4 se muestra la conexión eléctrica del arreglo Módulo de Entradas Source- Sensor Sink (NPN). PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO + +24V PLC SIEMENS S7-200 Prácticas de Automatización 1 41 L N l!OVCA Figura 3.4 Conexión eléctrica entre sensor SINK y entrada configurada como SOURCE en elPLC 3.5 TIPOS DE SALIDA EN UN PLC Las salidas en un PLC pueden ser del tipo Relevador, Transistor y TRIAC. La primera puede conducir voltaje de corriente directa o corriente alterna; la segunda sólo voltaje de corriente directa y la tercera sólo voltaje de corriente alterna. El tipo de salida más común es el tipo Relevador, por su versatilidad en conducir cualquier tipo de voltaje pero su problema es su respuesta a la frecuencia, por lo que no es una opción en aplicaciones de dispositivos que requieren respuestas de alta velocidad. La Figura 3.5 muestra las salidas de un PLC Siemens; observe que los relevadores electromecánicos son acoplados al CPU del PLC mediante dispositivos ópticos. PLC SIEMENS (S7-200) CPU 221 (AC/DC/Relevador) Figura 3.5 Salidas tipo Relevador en el PLC Slemens PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 27. 42 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________ REPORTE DE PRÁCTICA Nombre: Matrícula: ____________ Grupo: _______ Fecha: _____________ Calificación: _____ Firma del profesor: ________ 3.6 TRABAJO PRÁCTICO 3.1 Como parte de la interpretación de la conexión eléctrica entre las entradas de VCD de un PLC y los componentes de entrada, es importante que ponga en práctica las dos posibles conexiones eléctricas que existen. Conexiones eléctrlcas Slnk y Source En cada circuito de la Figura 3.6 desarrolle las conexiones eléctricas correctas entre la fuente de voltaje de 24 VCD y los dispositivos de entrada. Considere que los sensores son de corriente directa, y que debe de configurar como Sink las entradas del PLC en el circuito A y como Source las entradas del PLC en el circuito B. La unión entre la fuente de voltaje y los dispositivos se debe de realizar agregándole un círculo a la unión para indicar que existe una conexión física entre los cables. C '~exfone; eléctricas entré dPLC y 0 d1s~ositivos de entrada - l!Ódili 11.t &lndls SOURCE CIRCUITÓ A CIR.CUlTO B Figura 3.6 Conexiones eléctricas entre dispositivos de entrada y módulos de PLC PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 43 3.7 TRABAJO PRÁCTICO DE LÓGICA PROGRAMADA A continuación se muestran dos ejemplos que serán resueltos utilizando el PLC Siemens con la familia S7-200. MATERIAL REQUERIDO • Computadora con el programa MicroWIN para el PLC Siemens y FluidSim de Festo • PLC Siemens • Fuente de voltaje de 24VCD • Interface para PLC Siemens • Interruptores varios • Cables varios • Herramientas varias • 2 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Relevadores o Contactares para motores de mayor consumo eléctrico. • Indicadores luminosos 3.7.1 TRABAJO PRÁCTICO 3.2 La secuencia mostrada en la Tabla 3.3, está estructurada por dos tablas de valores lógicos; la primera muestra la secuencia del sistema de encendido del sistema. Tabla 3.3 Estados de la situación práctica 3.2 Secuencia del Sistema de Encendido A p ON o 1 o 1 1 1 o 1 1 o o o o 1 o Secuencia de encendido y apagado de Motores MI y M2 incluyendo el Encendido del sistema ON X y R MI M2 1 o o -o o o 1 1 o o 1 o 1 o o o 1 o 1 o 1 o 1 1 1 o o o 1 1 1 o o 1 o o 1 o o o o o PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
  • 28. 44 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________ La segunda tabla muestra el encendido y apagado de los motores con la función de encendido incluyente. Las entradas son identificadas como A, P, X, Y y R, las salidas son identificadas como F (AP), Mi y M2. Las tablas son identificadas como Tablas de estados. Diagrama de conexiones eléctricas El diagrama de conexiones eléctricas sugerido es mostrado en la Figura 3.7; está estructurado por tres botones del tipo empujar para activar (X, Y y R). los dos botones del sistema de encendido, dos motores eléctricos (Mi y M2) y un foco indicador de encendido del sistema (ON). PLC SIEMENS S7-200 llOVCA Figura 3.7 Conexiones eléctricas del trabajo práctico 3.2 N 1.- Complete las siguientes tablas aplicando el método "Un Estado de Memoria". Tabla 3.4 Resultados al aplicar el método "Un Estado de Memoria" A p ON ON X y R Ml M2 o 1 1 o o o 1 1 1 1 1 o o 1 o o 1 1 o o o o o o 1 o 1 o 1 1 o 1 1 o o o 1 o o 1 o o 1 o o o PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 45 2.- De las tablas, obtenga las siguientes ecuaciones: ON=______________ Mi=_______________ M2= ______________ 3.- Explique qué características definen a las tres ecuaciones como de tipo secuencial: 4.- En la Figura 3.8 se muestra el circuito con FluidSim resultante de transferir las ecuaciones Mi, M2 y ON; el circuito está incompleto y su actividad consiste en completarlo e identificar cada componente. Considere que las ecuaciones de Mi y M2 han sido minimizadas para implementar el circuito. V DDD --+<- --+<- ----i J-- g g g DO DD ----i 1-- --+<- -N--- ---1 1-- D CJD --+<- --+<- --i 1-- Figura 3.8 Circuito obtenido con FluidSim para el trabajo práctico 3.2 P RACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO S ORIA T ELLO
  • 29. 46 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________ 5.- En la Figura 3.9 dibuje el diagrama que obtuvo al utilizar el programa MicroWin,del PLC Siemens. Anote las direcciones que se definieron para cada una de las entradas de acuerdo al diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 3.7. A=_ P=_ X=_ Y=_ R=__. ON=_ Mi=_ M2=_ Figura 3.9 Diagrama de lógica programada resultante de transferir las ecuaciones minimizadas 3.7.2 TRABAJO PRÁCTICO 3.3 La Figura 3.10 muestra un sistema de bandas transportadoras; el funcionamiento consiste en trasladar a través de las dos bandas un producto a la vez. El sistema tiene seis entradas y dos salidas. Como opción puede agregar una tercera salida, un indicador luminoso para mostrar que el sistema está encendido. Figura 3.9 Sistema de bandas transportadoras de traslado de producto PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 147 6.- Complete la tabla de valores lógicos, considerando que el trabajo a realizar es trasladar el producto hasta el deslizador localizado al final de la banda transportadora 2, considerando que existen estados donde el producto no es detectado por ningún sensor y la distancia entre los sensores S y T es de 1.5 veces con respecto al producto. Tabla 3.5 Estados resultantes al aplicar el método "Un Estado de Memoria" Secuencia del Sistema de Arranque y Paro Secuencia de encendido de Motores de Bandas Transportadoras A p ON ON R s T u MI M2 -. ' -o._: 1 ·, '¡ ' o ,·o-'. I1 -º - ,;::· 1 1 1 1 o o o o i 1 - o le,,, 0 o o - '" o o 1 o 1 o o o~ i "' I "' o ~ o o 1> o 1 o o 1 o - 1 o - o o o -~ 1 o o o 1 - a. 1. . o O , o o 7.- Después de aplicar el método un estado de memoria, obtenga la ecuación para cada salida. ON=_______________ Mi= _______________ M2=______________ El diagrama de conexiones eléctricas sugerido es mostrado en la Figura 3.11, está estructurado por los dos botones del sistema de encendido, cuatro sensores, dos motores eléctricos (M1 y M2) y un foco indicador de encendido del sistema (ON). PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
  • 30. 48 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria ________ l)iagrama de conexiones eléctricas paiia el trabajo práctico 3.3 Figura 3.11 Diagrama de conexiones eléctricas del trabajo 3.3 8.- En la Figura 3.12 dibuje el diagrama obtenido para el PLC Siemens S7-200. Es necesario que transfiera la nomenclatura de acuerdo al diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 3.11 A=_ P=_ R=_ S=_ T=_ U=_ ON=_ M1=_ M2=_ Diagrama de lógica programada con el PLC S7-200 de Siemcns de las ecuaciones obtenidas del Trabajo PúcticoJ.3 Networlc Netwo Netwo .3 Figura 3.12 Diagrama de lógica programada para el PLC Slemens para el trabajo práctico 3.3 PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO PRÁCTICA4 MÉTODO UN ESTADO DE MEMORIA CON EL PLC FX DE MITSUBISHI LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN Nombre:___________ Matrícula: ------------- Grupo:____________ Fecha:____________ Calificación:__________
  • 31. 50 1Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishl 4.1 OBJETIVOS • Conocer y utilizar las instrucciones básicas del PLC de la marca Mitsubishi. • Programar el PLC Mitsubishi de la línea Fx. • Leer y escribir un programa en el PLC MitsÚbishi. • Realizar la conexión eléctrica para configurar las entradas como Sink o Source. • Conocer ventajas y desventajas en la programación, entre las marcas de PLC Siemens y Mitsubishi. 4.2 MARCO TEÓRICO Al actualizar maquinaria y procesos industriales basados en PLC, una de las tareas principales es la evaluación del desempeño de la marca actual del equipo, específicamente el PLC. En ocasiones se decide cambiar oe marca de PLC, principalmente por razones de estandarización de marca, y por los beneficios económicos que aporta. 4.3 INSTRUCCIONES BÁSICAS EN EL PLC MITSUBISHI Las direcciones de entradas, salidas y memorias difieren entre marcas de PLC. Es importante conocer como están distribuidas en el PLC Mitsubishi. En la Figura ~-1 se muestran las direcciones de las funciones básicas para resolver los trabaJos prácticos. 4.4 TRANSFIRIENDO UN PROGRAMA DEL PLC SIEMENS AL MITSUBISHI Para cambiar un programa del PLC Siemens al PLC Mitsubishi es necesario conocer las direcciones de las entradas, salidas, temporizadores, contadores y funciones especiales de ambas marcas de PLC. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO KlO ~:...;..:_;_----.:.___;;_----'-<Cl) "--'=--=---.....¡ RST Cl } Prácticas de Automatización 151 Losterriporizadores-sondet tipo TONylaresoluciánmás comm esrle O .1Se@.mdo Los contadores son del_tipo ascendente y la activación del reset ser.eal.iza. en otrorengfón a través dela instruccián RST seguida rlel contador a reestablecer Figura 4.1 Instrucciones de contactos de entradas, memorias, salidas y funciones especiales La Figura 4.2 muestra una secuencia programada con el PLC Siemens y Mitsubishi; los dos diagramas son comparados con las funciones equivalentes en cada uno de los programas. Es importante notar la diferencia en la programación entre los temporizadores y contadores, las funciones de entradas y salidas no tiene una gran diferencia, sólo las direcciones. 4.5 CONFIGURACIÓN DE ENTRADAS EN EL PLC MITSUBISHI Para realizar la configuración de las entradas, el PLC Mitsubishi tiene un borne identificado como S/S; dependiendo a qué borne de la fuente de corriente directa sea conectado (positivo o negativo) será el tipo de entradas que acepte. Módulo de entradas S/nk La terminal S/S es conectada al negativo de la fuente indicando que el módulo de entradas del PLC es configurado como Sink y los dispositivos de entrada aplicarán una señal positiva a la entrada del PLC. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 32. 52 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi Módulo de entradas Source La terminal S/S es conectada al positivo de la fuente indicando que el módulo de entradas del PLC es configurado como Source y los dispositivos de entrada aplicarán el negativo de la fuente a la entrada del PLC. PLC S7 200 de Siemens - PLC Mitsubishi Fx Network 1 l0.0 l0.1 Ml.O xooo XOOl ---j ~ 1 ( ) ·o---j ~ 1 (Mo)- -#-tH1 J XOOO XOOl MJ 1----Vf---i f--, Network2 Ml.O T38 CI T37 MO T2 Cl klOO H 1--Vf----Yl IOOj: lj 1H r--v1---VI (n}- Network3 T37 T38 Tl klOO HI IOOj: IJ ¡l3 H: n)- Network4 T37 T38 Tl klO HI Jl :177 : c1)- l0.0 Cl xooo CI ci}- H f---i 1 ~l ----i f---i 1 [RSr Network5 T37 QO.O Tl YOO~ ----i : ) 24H; Figura 4.2 Comparación de un circuito de ¡lógica programada entre el PLC Slemens Y Mltsl).lblshl pRAc;;TICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 53 REPORTE DE PRÁCTICA Nombre: Matrícula: ____________ Grupo: _______ Fecha: _____________ Calificación: _____ Firma del profesor: ________ 4.6 TRABAJO PRÁCTICO En seguida se presentan dos trabajos prácticos que deberán de resolverse con lógica programada utilízando el PLC Mitsubishi. MATERIAL REQUERIDO • Computadora con el programa GPP WIN para el PLC Mitsubishi, programa simulador de Mitsubishi (Fx Trainer) y FluidSim de FESTO. • PLC Mitsubishi de la familia Fx. • Fuente de voltaje de 24VCD. • Interface para PLC Mitsubishi. • Botones varios. • 2 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Relevadores o Contactores para motores de mayor consumo eléctrico. • Un indicador luminoso de CA. • Tres botones del tipo activar para empujar. • Botón de paro y arranque. 4.6.1 TRABAJO PRÁCTICO 4.1 La secuencia a desarrollar es mostrada en la Tabla 4.1. Muestran la secuencia de arranque del sistema y la secuencia del encendido y apagado de los dos motores Mly M2. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 33. 54 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi Tabla 4.1 Estados de la situación 4.1 con estados de memoria definidos Secuencia del Sistema de Paro y Arranque Estado A p ON -;e l D rl ON 2 1 1 1 3 O · 1 , .1 , ON 4 o o o 1 ·~·n; ~1 " ON ' Secuencia de encendido de Motores Ml y M2 con Paro y Arranque incluyente Estado ON .X y R Ml ·1)i.': 1 o o º~ Ml 2 ·1 1 o o 1 '(- i ,if: 1 ~· :_::o o o MI. 4 1 o 1 o 1 5 .. l 1 ,· o o o Ml·'' -- 6 1 o o l o l l o o o Mj Diagrama de conexiones eléctricas M2 M2 o M2 1 M2 o M2 La Figura 4.3 muestra el diagrama de conexiones eléctricas para el desarrollo del proyecto. Qiagr~a de .conexiones eléctrica_ s del trabajo prácti_ co 4. 1 Figura 4.3 Conexiones eléctricas del trabajo práctico 4.1 PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 55 1.- De la Tabla 4.1 obtenga las ecuaciones lógicas del sistema. ON=_______________________ M1=________________________ M2=_______________________ 2.- En la Figura 4.4 agregue el diagrama con lógica programada para el PLC Mitsubishi resultado de transferir las ecuaciones lógicas. Figura 4.4 Diagrama de lóglca programada resultado de trabajo práctico 4.1 4.6.2 TRABAJO PRÁCTICO 4.2 El trabajo a desarrollar es mostrado en la Tabla 4.2, ahora son considerados cuatro estados de memorias en el motor M1. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 34. 56 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi Tabla 4.2 Estados de la situación 4.2 con estados de memoria definidos Secuencia del Sistema de Paro y Arranque A p ON o 1 ON 1 1 1 -O ,., . l ON o o o o ] ON L Secuencia de encendido de Motores con cuatro estados de memoria en Ml ON X y R Ml M2 . 1 o o o Ml M2 1 1 o o 1 o 1 ·· O o o Ml M2 1 o 1 o Ml 1 1 o o o Ml M2 1 o o 1 o o 1 o o o Ml M2 3.- Obtenga la ecuación lógica de la salida de M1. M1=________________________ 4.- Utilizando la figura 4.5 agregue el diagrama de lógica programada para el PLC Mitsubishi, resultante de modificar la salída M1. <,~ .·:·· • . e . . • . : Lógica.Programada con e1 PLC Mitsubishi Familia Fx del trabajo práctico 4 2 .< Figura 4.5 Diagrama de lógica programada resultado de trabajo práctico 4.2 PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 157 5.- Después de haber desarrollado los dos circuitos con el PLC Mitsubishi y haber programado el PLC Siemens en la práctica 3, mencione algunas ventajas y desventajas de los dos PLC. • PLC Mitsubishi Ventajas: Desventajas • PLC Siemens Ventajas: Desventajas: PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 35. ; . ! ' i ,. ! < L. .,, , PRACTICAS SISTEMAS SECUENCIALES CON MÁS DE UN ESTADO DE MEMORIA LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN .·:- -. . _...···;_·., --......:·. ·..·-. ·:· ···-;,-·---~ ..,,_----~·_-., ·r:·:-:c· .. ;::t:%:it',é.::/;·t:,':··~:;·;~_:;~;'~':::;i,';'.:'.2_:····· ;. Grupo: :· i.. . ._ . ·· ..F~ha: J i . ·· · : · • caliticaéión: ,, ·,,;., ,.. ::.--------,---~......-
  • 36. 60 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____ 5.1 OBJETIVOS • Entender el método "Memoria Interna·, método propio del libro que facilita el desarrollo de la lógica secuencial. • Aplicar el método a los problemas propuestos. • Comparar el método "Memoria Interna· con el método heurístico o práctico que haya desarrollado. • Comparar la efectividad del resultado en tiempo y función al aplicar el método. • Identificar los límites de aplicación del método. • Entender el funcionamiento de un sistema secuencial asíncrono. • Transferir un grupo de ecuaciones lógicas a un circuito de lógica programada. • Conocer y aplicará la transición negativa de una entrada discreta. 5.2 MARCO TEÓRICO El alumno comprenderá que la mayoría de las aplicaciones de los sistemas secuenciales requieren la generación de más de un estado de memoria y el método "Un Estado de Memoria" no es suficiente para dar solución a este tipo de problemas, por la cual se propone el método "Memoria Interna·, para generar las memorias necesarias y solucionar sistemas secuenciales con n estados. 5.3 MEMORIA INTERNA Es un dispositivo del tipo binario que sólo tiene dos estados: encendido y apagado. Consta de una bobina la cual debe de ser activada para que los contactos que dependen de ella puedan cambiar de estado lógico. Con estos cambios de estado se activan o desactivan funciones; ya sea de salidas o de memorias. La memoria interna es utilizada como medio para solucionar la lógica de un sistema secuencial, debido a que es difícil obtener una solución para la(s) variable(s) de salida aplicando solamente los valores lógicos de las variables de entrada. Se le describe como interna, debido a que es una variable discreta que no sale al exterior en forma directa, sino en forma indirecta al formar parte de una ecuación lógica que representa a una variable de salida. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 61 La memoria interna en un PLC es llamada relevador interno, también llamada memoria y bits. 5.4 SISTEMA ASÍNCRONO Es un sistema secuencial en el cual el cambio de estado de las salidas depende de que existan cambios en los estados lógicos de las entradas. . Estos cambios provocan activaciones de memorias que a su vez activan o desactivan a las funciones de salida del sistema. Al no existir cambios en las funciones de entrada, se entiende que el sistema se ha quedado estable y puede quedarse en ese estado por tiempo indefinido, hasta que suceda un cambio de estado en alguna de las entradas. De acuerdo a la secuencia lógica, existen dos tipos de sistemas: lineal y con derivación. Ambos sistemas son mostrados a través del esquema de la Figura 5.1. Sistema Lineal Figura 5.1 Estructura del PLC compacto 5.5 MÉTODO DE LA MEMORIA INTERNA Está basado en generar n estados de memoria. La función consiste en memorizar los cambios de estado del sistema, los cuales son el resultado del cambio lógico de una o más funciones de entrada. El número de memorias a generar es igual al número de estados que tenga la secuencia. Para aplicar el método, es necesario conocer la siguiente información del sistema a resolver: 1. Número de entradas discretas 2. Número de salidas discretas 3. Número de pasos de la secuencia a desarrollar 4. Los valores lógicos de todas las variables discretas en cada estado PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 37. 62 1Pr6ctlca 5 • Slstem• secuenclales con rn6s de un Estado de Memoria ____ Con la lnformacl6n obtenida, se estructura la tabla natural del proceso. Después se aplica el método para desarrollar la tabla de memorias. Umltea de apllcaclón Este método aplica s61o a sistemas de lógica programada basados en PLC. B grupo de ecuaciones lógicas resultantes de aplicar el método son transferidas y programadas con esta lógica. El número de estados es igual al número de memorias a desarrollar. · · Tabla de fflNIOllu La Tabla 5.1 muestra una tabla de memorias de un sistema con n entradas, n estados y nsalidas. El resultado es la generación de n memorias. El objetivo de esta tabla es obtener ecuaciones lógicas una para cada memoria y una para cada función de salida, para después representarlas en un diagrama de lóglca programada basada en PLC. Tabla 5.1Sletema con nNtaclN, nvariables de entrada y nvariables de Nllda ' . Vm-1111111LálCII de latnda Vll"lal11 LálCII de Salida Meall'ill Vel VeJ ... Vu-1 Vea VII Vt2 ... v....1 Va M1 M2 ... Ma-1 Ma 1 Vel,l 112,1 ...~1.1 Ven,1 Vll,1 V12,1 ...~l. Vm,1 1 o ... o Mn 2 Vel,2 112,2 -~1; Vea,2 Vll,2 Vl2,2 ...r,'a-1 Vn,2 MI 1 ... o o 3 Vol,3 112,3 ...Mn-1,l Vta,3 V11,3 v,2,3 ...r."111-U Vlll,3 o M2 ... o o • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • D Vel,n 112,n ... vm-l,1 Vlll,D Val,n V12,n ...r,ran-1,1 V1111,n o o ... Mn-1 1 1 Vel,1 Ve2,l ... vm-1, Ven,l Vll,l v,2,1 ...~111-1, Vm,l 1 o ••• o Mn PRAC'ncAs DEAUTOMATIZACION/ SATURNINO S0RIA TELLO ________________ Prácticas deAutomatlzacl6n 163 REPORTE DE PRÁCTICA Nomln:: Matrfcula: - - - - - - - - - - - Grupo: - - - - - Í'ePhll: _ _ _ _ _ _ _ __ C8lificaci6n: - - - - Arma del ¡pmfw¡w. - - - - - - - 5.6 TRABAJO PRÁCTICO Se presentan cuatro trabajos prácticos. Ceda uno debe de ser solucionado con el método ·Memoria Interna• y reportar los resultados observados. MATERIAL REQUERIDO • Computadora con los programas FluidSim y MicroWln • PLC Slemens • Fuente de voltaje de 24VCD • lnteñace pa~ PLC Slemens • Estación de trabajo con Interruptores y lámparas • Cebles • Herramientas varias • 3 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Rele~dores o Contactores para motores de mayor consumo eléctrico. 5.6.1 lRABAJO PRÁCTICO 5.1 El esquema de la Figura 5.2 muestra un sistema secuencial asíncrono con una entrada y una salida. La entrada es del tipo •empujar para activar no retentivo• y la función de salida es un indicador luminoso. PRAcT1c:As DE AUTOMATIZACION / SA1URNINO SORIA TELLO . ¡: ¡¡ ' 1 ¡ !l. ! " l ' 1 !
  • 38. 64 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____ Secuencial Asíncrono Figura 5.2 Tabla natural del Trabajo práctico 5.1 .. - La Tabla 5.2 describe el funcionamiento del sistema a desarrollar y se muestran los valores lógicos de las variables de entrada y de salida del sistema· en cada estado. La tabla inicia con . el estado estable, estado inicial, y termina con el mismo estado del segundo ciclo, mostrando de esta manera todos los estados de la secuencia. Tabla 5.2 Tabla natural del trabajo práctico 5.1 Estado A F(A) 1 o o 2 1 1 3 o 1 4 1 o 1 o o Tabla de memorias El número de estados que muestra la tabla natural del proceso es 4. Por lo tanto es necesario generar 4 memorias. Al aplicarlas a la tabla natural del proceso da como resultado la Tabla 5.3. Tabla 5.3 Tabla completa de memorias del trabajo práctico 5.1 Estado A ·, F(A) ~:Ml · M2. M3 M4 1 o o 1 o o M4 2 1 1 Ml 1 o o 3 o 1 o M2 1 o 4 1 o o o M3 1 1 o o 1 o o M4 Ecuaciones del trabajo práctico 5.1 Las ecuaciones de las memorias están estructuradas por las entradas y las propias memorias. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 65 Ml=A•M2•M3 + A•Ml M2= A•Ml + A•M2 M3=A•M2 + A•M3 Ml=A•M3 + A•M4 La ecuación de la función F(A) está estructurada por las memorias y se obtiene aplicando el método de la memoria interna a estados compartidos, dando como resultado la siguiente ecuación. F(A)= M2 Diagrama con FluidSim del trabajo práctico 5.1 El grupo de ecuaciones es transferido a un diagrama de lógica de contactos con el FluidSim Y con el fin de comprobar el buen funcionamiento del sistema con este mismo programa, se realiza la simulación. La Figura 5.3 muestra el diagrama resultante al transferir las ecuaciones lógicas del sistema. Lógica de Contactos . ov e •- Sali~ e w~_- Figura 5.3 Diagrama resultante de lógica de contactos del trabajo práctico 5.1 PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 39. 66 1Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria --,. ._ ;s.. ·· ~-- - - Diagrama de lógica programada con el PLC Slemens • 1.- En la Figura 5.4 agregue el diagrama de lógica programada con el PLC S7- 200. Para esto primero debe de transferir la nomenclatura del sistema al PLC Siemens. - A=__ F(A)= __ Mi=__ M2=__ M3=__ M4=__ Figura 5.4 Diagrama de lóglca de contactos.para el PLC Slemens del trabajo práctico 5.1 5.6.2 TRABAJO PRÁCTICO 5.2 La secuencia de este trabajo es mostrada en la Tabla 5.4. La secuencia consiste en utilizar una entrada identificada como X para encender y apagar los motores MT1, MT2y MT3. Tabla 5.4 Tabla natural del proceso del trabajo práctico 5.2 Estado X . MTI MT2 MT3 1 o 1 o o 2 1 1 o o 3 o o 1 o 4 1 o 1 o 5 o o o 1 6 1 o o 1 1 o 1 o o PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 167 . En la F..igura 5.5 se muestra las conexiones eléctricas sugeridas con el PLC S7- 200 áe Siémens. Figura 5.5 Conexiones eléctricas propuestas para resolver el trabajo práctico 5.2 con el PLCS7-200 2.- Aplicando el método "Memoria Interna" termine de llenar la Tabla 5.5 Tabla 5.5 Memorias que representan a la lógica del trabajo práctico 5.2 Estado X MTl MT2 MT3 MI M2 M3 ' M4 1 ·· M5 M6 1 o 1 o o 2 1 1 o o 3 o o 1 o 4 1 o 1 o 5 o o o 1 6 ¡ o o 1 1 o 1 o o 3.- Obtenga las ecuaciones lógicas de las memorias y de las funciones de salida. M1=_______________________ M2=________________________ M3=________________________ PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 40. 68 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____ M4 MS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ; - - - M6 ______________________ MT1-_______________________ MU-----------~------------ MT3 4.- Complete las conexiones eléctricas e identifique a cada componen~e en el diagrama de la Figura 5.6. Este circuito es el resultado obtenido con FludSim. Diag..unaresultante con el FluidSim -il- DO --11- --11- DO --N- --11- D D -N- --11- DO --11- --11- D D --11- --11- DO -N- --11- D~ -O- o -O- o -0- D -0- D -0- D -0- Figura 5.6 Circuito resultante con FluldSlm del trabajo práctico 5.2 PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 69 5.- En la Figura 5.7 agregue el diagrama de lógica programada resultante para el PLC Siemens. Diagrama de lógica programada con el PLCS7.-200 de Sicmens resul!antc del trabajo práctico 5.2 Figura 5.7 Diagrama resultado con lógica programada del trabajo práctico 5.2 5.6.3 TRABAJO PRÁCTICO 5.3 Este trabajo consiste en agregarle la función de paro y arranque al ejercicio 5.2, pero con la diferencia de que el sistema será activado a través de una transición negativa del botón de arranque (A). Se considera una transición negativa al pulso obtenido de una entrada que sucede cuando el valor lógico del dispositivo pasa de un valor lógico · 1" a un valor lógico ·o·. En la Figura 5.11 se muestra el encendido de la función ON a través de la transición negativa en el dispositivo A. PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 41. 70 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria _____ Figura s.s·Diagrama de estados d~ la transición negativa del botón A Circuito con FluidSlm Considere el circuito mostrado en la Figura 5.9 como el resultado de aplicar el "Método de la Memoria Interna" para obtener la transición negativa del botón A. Como el sistema es del tipo asíncrono, es necesario cortar la tabla de memorias hasta la memoria M3. Figura 5.9 Diagrama resultante al aplicar el método de la memoria Interna para obtener el encendido por medio de una transición negativa de A 5.- Del diagrama de la Figura 5.9 obtenga las ecuaciones lógicas de las memorias y de la función de salida. M1-_________________ M2-_________________ PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 71. M3=_________________ M5=_________________ ON=_________________ 6.- Aplicando el Método de la Memoria Interna complete la Tabla 5.6 Tabla 5.6 Tabla de memorias del trabajo práctico 5.23 Estado ON.· X ,MTI· MT2 MT3 . Mli v Ml2 M13 M14 ;MIS Ml6 · 1 1 o o o o 2 1 1 1 o o 3 1 o 1 1 o 4 1 1 o 1 1 5 1 o o o 1 6 1 1 o o o 1 1 o o o o Diagrama de conexiones eléctricas En la Figura 5.10 se propone el diagrama de conexiones eléctricas. Diagrama de c~nexiones eléctricas del trabajo práctico .5.3 .+ L 24V FI +24V Figura 5.10 Diagrama de conexiones eléctricas propuesto para el trabajo práctico 5.3 P RÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 42. 72 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria ______ 7.- Obtenga las ecuaciones de las memorias y funciones de salida del sistema. M11=________________________ M12=________________________ M13=________________________ MJ4=______________________ M15=________________________ M16=_______ _________________ MT1=________________________ MU=________________________ M~=------------------------ 8.- En la Figura 5.11 agregue el diagrama de lógica programada para el PLC Siemens resultante de transferir las ecuaciones lógicas o agréguelo en hojas separadas. P RACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO S ORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 73 Diagrania~elógicayrograjf,~da con e1_ P!JC·S7-,200°de·ÍÜemens resultante del trabajo_ ; rácñco 5.3 ... . s,;:'' ·._ . 9· ~ Figura 5.11 Diagrama de lógica programada resultado de transferir las ecuaciones lógicas del trabajo práctico 5.3 PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA T ELLO
  • 43. 1 l PRÁCTICA6 CONDICIONES DE FALLA EN UN SISTEMA SECUENCIALASÍNCRONO j LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN ;::Jtifubi~?Jf:);:/:-/:J,,:B'.}:C:,;Df,J!f!f<?;:,_···. ·..· · MatrfcuJ~: , ,..:' J :~:r;-.> · '. ··arupo:_-:.:__ •.··.__ ,< ___ ., ..........~ - - - - - - - ' '
  • 44. 76 1 Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono ______ 6.1 OBJETIVOS • Diferenciar las funciones aplicadas cuando un proceso automático entra en condiciones de falla: "Regreso a Condiciones de Operación" (RCO) y "Regreso a Condiciones Iniciales" (RCI). • Aplicar la función RCO a un sistema secuencial asíncrono por medio de un botón identificado como "Restablecer" a un proceso de trasvase de líquido. • Comprobar la sensibilidad de desc·onexión de las memorias en el método "Memoria Interna" al existir una falla. • Obtener la transición negativa a las funciones de arranque y reestablecer con el método "Memoria Interna". • Comprobar la seguridad implícita que tiene la función de la transición negativa. 6.2 MARCO TEÓRICO Es importante considerar que existe la posibilidad de que un proceso automatizado pierda la secuencia y esto se debe a la pérdida del ciclo automático, lo cual puede de la energía motriz. Una vez restablecidas las alarmas o la energía, se procede a poner en operación al sistema ya sea por RCO o por RCI. RCO Regresa a condiciones de operación los procesos que al momento de suceder la falla tienen materia prima en proceso y se dificulta llevarlo a condiciones iniciales porque significa remover la materia prima y tirarla, esto genera desperdicio cada vez que exista una falla. A estos procesos se les llama procesos continuos. Un ejemplo es el sistema de trasvase de líquido mostrado en la Figura 6.1, que se desarrolla basado en esta condición. RCI Regresa a condiciones iniciales, después de que se presentó una alarma en un proceso industrial; es posible cuando se puede remover sin mucha complicación la materia prima que haya quedado en los procesos intermedios. Un ejemplo es la operación de un robot articulado, que al estar operando de forma continua puede interrumpir su trayectoria al momento de suceder una alarma y la manera más simple de sacarlo del modo de falla es pasarlo a manual y regresarlo a las condiciones iniciales. También es llamado regreso a posición inicial. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 177 6.3 TRABAJO PRÁCTICO 6.1 El esquema mostrado en la Figura 6.1 corresponde a un proceso de trasvase de líquido. Se aplicará el método "Memoria Interna" para resolver el problema de lógica programada aplicando el PLC Siemens. Figura 6.1 Proceso de trasvase de líquido Descripción del Funcionamiento del Sistema La descripción del funcionamiento del sistema se muestra en la Tabla 6.1 de valores lógicos. El sistema tiene ocho estados en su ciclo de operación normal. La memoria M2.O es el resultado de que el sistema esté operando en modo normal. Tabla 6.1 Memorias del sistema de trasvase de líquido Estado M2.0 NA NB Bl B2 VS 1 l o o 1 o o 2 1 o 1 1 o o 3 1 l 1 o o 1 4 1 o 1 o o 1 5 1 o o o 1 o 6 1 o 1 o 1 o 7 1 1 1 o o 1 8 1 o 1 o o 1 1 1 o o 1 o o PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 45. 78 1 Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono ______ Diagrama de conexiones eléctricas En la Figura 6.2 se muestra el diagrama de conexiones eléctricas propuesto llOVCA N Figura 6.2 Conexiones eléctricas con el CPU 224 del PLC S7-200 Tablas de valores lógicos y ecuaciones del sistema El sistema es estructurado en etapas, para tener una mejor precIsIon en la explicación y solución del problema. En cada una de las etapas se obtienen las ecuaciones lógicas que serán transferidas a un diagrama de lógica programada. Tabla para obtener la transición negativa del botón A En la Tabla 6.2 se muestran las memorias para obtener la transición negativa de A. La tabla es reducida en número de estados hasta el estado 3 (E3). La razón es que en este estado es donde se obtiene ·la transición negativa de A. Como no se completa un ciclo de operación, esto obliga a multiplicar las ecuaciones de M0.1 y M0.2 por el negado de la memoria resultante M0.3 para regresar la tabla a condiciones iniciales. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 79 Tabla 6.2 Transición negativa del botón A Es"tad0 .'10.:0 10 M0.3 . M0.1 M0.2. 1 o o 1 o 2 1 o MO.l 1 3 o 1 o M0.2 Ecuaciones de la Tabla 6.2 M0.I=( JO.0•M0.2 + IO.0•M0.I) M0.3 M0.2=( IO.0•M0.l + IO.0•M0.2)M0.3 M0.3= M0.l•M0.2 Tabla para obtener la ecuación de la salida QO.O La memoria M0.3 es utilizada para obtener la ecuación de Q0.0. Esta función es la salida del circuito de paro y arranque. La Tabla 6.3 muestra los valores lógicos de la secuencia de paro y arranque. Tabla 6.3 Función de encendido con salida QO.O Estádó M0.3 · to.1.. , QO.O 1 o 1 QO.O 2 1 1 1 3 o 1 QO.O 4 o o o 1 o 1 QO.O Aplicando el método un estado de memoria se obtiene la ecuación de la Tabla 6.3, teniendo como resultante a Q0.0. Q0.0= (M0.3•10.1) + ( M0.3•10.l•QO.0) Tabla para obtener la transición negativa del botón R La transición negativa del botón R se obtiene con la Tabla 6.4. La memoria resultante es M0.6, y como no se completa un ciclo de operación, la tabla es regresada a condiciones iniciales desde el estado 3. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 46. 80 1Pr6ctlca 6 • Condlclonel de falla en un Sistema secuencia! asíncrono _____ 1 o O 1 O 2 1 O M0.4 1 3 o 1 O- MO.S Ecuaciones resultantes de la Tabla 6.4 considerando que la tabla es cortada para obtener la translcl6n negativa de la funcl6n Reset con la memoria M0:6 Actlvllcl6n de Alarma M0.4=(1lJJ•l1113 +10.2•M0.4) M0.6 M0.5=(10.2•M0.4 +10.2•M0.5) M0.6 M0.6= M0.4 • M0.5 La alarma será activada cuando existan condiciones diferentes a la operacl6n normal; la condlcl6n de falla sucede cuando las entradas tengan los siguientes valores: NA•1 y NB•O. La alarma podrá restablecerse cuando el sistema haya salido del modo de falla y a través de la transición negativa del botón de Reset. La Tabla 6.5 muestra la operacl6n de la funcl6n de alarma. Tabla 8.& Operacl6n de la alanna del....,. o Q0.1 2 1 O o QO.l La ecuaci6n de la función de alarma se obtiene sumando la ecuacl6n resultante de las dos tablas. Q0.1=(10.3•'llfA) + (QO.l•M0.6) La multipllcacl6n lógica entre la condición de encendido y de alarma da como resultado la memoria M2.0. Hay dos opciones de aplicar la condición de la memoria M2.0, una es aplicarla a todas las memorias, y la segunda es aplicarla a las ecuaciones de las funciones de salida. PRAcTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO S0RIA TELLO Pnlcllcas de Autornat1rac16n 181 M2.0 es la ecuación resultante de la tabla 6.6 M2.0= QO.O • Q0.1 Aplicando el método ·Memoria Interna· a la Tabla 6.1, da como resultado la _Tabla 6.7, en ella se muestran las ocho memorias a desarrollar para solucionar la lógica del problema. Tabla 8.7 Tabla de 1118111011a del ......... detr.... de lfquldo 1 1 o o 1 o o 1 o o o o o o M2.1 2 1 o 1 1 o o MU 1 o o o o o o 3 1 1 1 o o 1 o Ml.2 1 o o o o o 4 1 o 1 o o 1 o o Ml.3 1 o o o o 5 1 o o o 1 o o o o Ml.4 1 o 1 o 6 1 o 1 o 1 o o o o o Ml.S 1 o o 7 1 1 1 o o 1 o o o o o Ml.6 1 o 8 1 o 1 o o 1 o o o o o o Ml.7 1 1 1 o o 1 o o 1 o o o o o o M2.1 Las ecuaciones de las memorias y de las funciones de salida se obtienen de la Tabla6.7 Ml.1=[(10.3•10.4•Ml.4) +(10.3•10.4•Ml.l))•M2.0 Ml.2=[(10.3•10.4•Ml.1) +(10.3•10.4•Ml.2)J•M2.0 Ml.3=[(10.3•10.4•Ml.2) +(10.3•10.4•Ml.3))•M2.0 Ml.4=[(I0.3•10.4•Ml.3) +(10.3•10.4•Ml.4)J•M2.0 Ml.5=[(I0.3•/0A•Ml.4)+(10.3•10.4•Ml.5))•M2.0 Ml.6=[(10.3•10.4•Ml.5) +(10.3•10-4-Ml.6) J•M2.0 Ml.7=[(I0.3•10.4•Ml.6) +(ió]•I0.4•Ml.7)J•M2.0 M2.1=[ (10.3• 10.4 • Ml.7) +(10.3 • 10.4 • Mll) ]• M2.0 PRAcTlcAsDE AUTOMATIZACIÓN/ SAlJRNINO SORIA TELi.O
  • 47. 82 1Pnicllca 6 • Condlclonel de falla• un Sistema secuencia! asíncrono _____ Q0.4=Ml.l Q0.5= Ml.5 Q0.6 = MJ.3+Ml.7 Es Importante que_ la función de ·Restablecer" funcione sólo cuando suceda una falla. Cuando el sistema entra en modo de falla, las ocho memorias se desconectan. Tomando lo anterior eri cuenta, es necesario obtener una tabla que represente a las memorias desconectadas. Así pues, tenemos la Tabla 6.8 que muestra la memoria MO.7 como la memoria resultante de memorias desconectadas. Para reducir el número de componentes se consideran cuatro memorias, esto debido a que una memoria representa a dos memorias por ejemplo: M1.1 representa a la propia memoria M1.1 y a M1.2. Tabla 8.8 M0.7 Memoria l'9lldtante cuandotoda las memorias esbin deNonec:tada La ecuación resultanta de la Tabla 6.8 es MO.7 M0.7= Ml.1• Ml.3•Ml.5 •Ml.7 Apllcaclón de la función RCO El regreso a condiciones de operación después de una falla y considerando que el nivel sobrepasa el nivel bajo, es decir, NA•O y NB•1, la función RCO se aplica a través del segundo término de la memoria M1.1, dando como resultado la siguiente ecuación, que sustituye a la obtenida en el anterior grupo de ecuaciones. MU=[ (103•10.4•Ml4) + (103•10.4•(M1.l+M0.1))] M20 Ahora considerando que el tanque está lleno, NA•1 y NB•1, la función RCO se aplica a través de la memoria M1.2 en su segundo término, dando como resultado la siguiente ecuación que sustituye a la obtenida en el anterior grupo de ecuaciones. Ml.2=[(I0.3•10.4•Ml.1) +(I0.3•10.4•(Ml.2+M0.7))] M2.0 PRAcTIC:AS DEAUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO - - - - - - - - - - - - - - - PráctlcasdeAutomatlzacl6n 183 REPORTE DE PRÁCTICA Namln: Matrlcula: - - - - - - - - - - - Grupo: - - - - - - - Fecha:---------- Caüficaci6n: ---- Firma del pRJfesOII. - - - - - - - 6.4TRABAJO PRÁCTICO El trabajo consiste en transferir las ecuaciones obtenidas a lógica de contactos con AuldSlm y comprobar su funcionamiento. MATERIAL REQUERIDO • · Computadora con los siguientes programas: RuldSlm, GPP WIN y MlcroWln • Interface y PLC Slemens • Fuente de voltaje de 24VCD • Estación de trabajo control de nivel • Herramientas varias • cables eléctricos PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
  • 48. 84 1 Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono ______ 1.- La Figura 6.3 muestra el circuito resultante de transferir las ecuaciones a lógica de contactos con FluidSim. Identifique la dirección de cada componente. Figura 6.3 Diagrama de lógica de contactos con FluldSlm PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO Prácticas de Automatización 1 85 2.- En la Figura 6.4 dibuje el diagrama de lógica programada para el PLC Siemens o agréguelo en hojas separadas. .. '· .. . , Diagramade lógica programadacon elPLC S7-200deSiemms delas ccuacioru:s del trabajo práctico6 .1 N-orlr.l ,.,_ _,,. ........rlll5 i-. 'l<Ol:od<.2 ·~mi-.rl<" _ li.,,.,.(k:.J.~ I~· Networll 10 orle Nmr_orll 4 ,_.. .Netffnrlf-11 = :N~·1g ·,o, .•.• -.... -¡;tr .. ~ ~ .Ndwnrk,12 rii'ª .. --..retwork:, ' "'-ork 1-1: -= " ·111.tworlcl0 ,.: -N'crwo..a.: -- ......, ., 111-erk...,- " .,. Figura 6.4 Diagrama de lógica programada para el PLC Slemens del trabajo práctico 6.1 PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA T ELLO
  • 49. PRÁCTICA 7 CIRCUITOS SECUENCIALES NEUMÁTICOS LABORATORIO DEAUTOMATIZACIÓN . . ... . . . . . . - . . ' - - ~tupo:_.,·· '.... ·. ··.__ ,.. ·-----~....._________ _ ·Fecha:.___ ·...... -.·'.__ ·.. _ _.,_¡.__________ ·:-.::-· ' 1 • 1