Automatización de estacion didáctica de distribucion FESTO

7/26/2019 Automatizacin de estacion didctica de distribucion FESTO

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Nombre de la Asignatura Laboratorio de Automatizacin II

Nombre de la Prctica Estacin FESTO De Distribucin ( I

N!mero de e"amen # Fec$as de inicio % entrega &'&'#)*%))'&'#)*

Pro+esorDr, -ario Tre.o Perea

Dr, /os0 1abriel 23os -orenoDuracin ) mdulo

INTE12ANTES

Hernndez Rivero Jos Eduardo

Velzquez Arteaga Edwin Alejandro

Martnez Centeno Juan Manuel

Gez Hurtado Jos Antonio

INT2OD455I6N

!n "ro#eso es #o"rendido #oo todo desarrollo sisteti#o que #onlleva una serie de "asos ordenados

organizados$ que se e%e#t&an o su#eden de %ora alternativa o siultnea$ los #uales se en#uentra

estre#'aente rela#ionados entre s ( #u(o "ro"sito es llegar a un resultado "re#iso) *esde un

"ers"e#tiva general se entiende que el devenir de un "ro#eso i"li#a una evolu#in en el estado d

eleento so+re el que se est a"li#ando el iso 'asta que este desarrollo llega a su #on#lusin)

*e esta %ora$ un "ro#eso industrial a#oge el #onjunto de o"era#iones dise,adas "ara la o+ten#i

trans%ora#in o trans"orte de uno o varios "rodu#tos "riarios) *e anera que el "ro"sito de u

"ro#eso industrial est +asado en el a"rove#'aiento e%i#az de los re#ursos naturales de %ora tal q

stos se #onviertan en ateriales$ 'erraientas ( sustan#ias #a"a#es de satis%a#er s %#ilente l

ne#esidades de los seres 'uanos ( "or #onse#uen#ia ejorar su #alidad de vida)


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Es "or eso que en este #urso se "lanea o+tener 'erraientas "ara solu#ionar los "ro+leas generados

en la industria$ #on esta eta se "lante realizar la autoatiza#in de una esta#in did#ti#a -E./0

"ara que #on ello "odaos e1"erientar un "ro#eso industrial %si#aente a#tivo$ el +arrenado de

"iezas es u( #o&n en las industrias etale#ni#as as #oo el uso de "istones ( sensores "ara

#ontrolar el "ro#eso)

O7/ETI8OS

2denti%i#ar los #o"onentes que integran la esta#in -E./0 distri+u#in ( se,alizar las

entradas ( las salidas$ as #oo ta+in ver la %un#in que estas realizan)

Autoatizar el "ro#eso que di#'a esta#in esta siulando$ a travs de un #ontrolador lgi#o

"rograa+le

Realizar el #a+leado #orres"ondiente "ara energizar el "ro#eso)

-A25O TE62I5O

Definicin de PLC

.e entiende "or #ontrolador lgi#o "rograa+le 345C6$ o autata "rograa+le$ a toda quinaele#trni#a dise,ada "ara #ontrolar en tie"o real ( en edio industrial "ro#esos se#uen#iales)

/a+in se "uede entender #oo un #o"utador es"e#ialente dise,ado "ara autoatiza#in

industrial$ "ara el #ontrol de una quina o "ro#eso industrial 3Ver -igura 76)

Figura 1. !n #ontrolador lgi#o "rograa+le odular)

Historia

5a 'istoria de los 45C se reonta a %inales de la d#ada de 789:$ #uando la industria +us# una

solu#in s e%i#iente "ara ree"lazar los sisteas de #ontrol +asados en #ir#uitos el#tri#os #on

relevadores$ interru"tores ( otros #o"onentes #o&nente utilizados "ara el #ontrol de los sisteasde lgi#a #o+ina#ional)

El sistea +asado en relevadores$ tena un tie"o de vida liitado ( se ne#esita+a un sistea deanteniiento u( estri#to) El ala+rado de u#'os relevadores en un sistea u( grande era u(

#o"li#ado; si 'a+a una %alla$ la dete##in del error era u( tediosa ( lenta)

5a e"resa


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nuevo #ontrolador tena que ser %#ilente "rograa+le$ su vida &til tena que ser larga ( ser resistentea a+ientes di%#iles) Esto se logr #on t#ni#as de "rograa#in #ono#idas ( ree"lazando los

relevadores "or eleentos de estado slido) Con este sistea$ #uando la "rodu##in ne#esita+a

variarse$ slo se tena que variar el sistea)

A ediados de los a,os @:$ la AM* 8:7 ( 8:B eran u( "o"ulares entre los 45C M0*2C0=) 4or

esos tie"os los i#ro"ro#esadores no eran tan r"idos ( slo "odan #o"ararse a 45Cs "eque,os)

Con el avan#e en el desarrollo de los i#ro"ro#esadores 3s velo#es6$ #ada vez 45Cs s grandes#oenzaron a +asarse en ellos)

5a 'a+ilidad de #ouni#a#in entre ellos a"are#i a"ro1iadaente en el a,o 78@B) El "rier sisteaque lo 'a#a %ue el Mod+us de Modi#on) 5os 45Cs "odan in#luso estar alejados de la aquinaria que

#ontrola+an$ "ero la %alta de estandariza#in de+ido al #onstante #a+io en la te#nologa 'izo que esta

#ouni#a#in se tornara di%#il)

En los a,os >: se intent estandarizar la #ouni#a#in entre 45Cs #on el "roto#olo de autoatiza#in

de anu%a#tura de la General Motors 3MA46) En esos tie"os el taa,o del 45C se redujo$ su

"rograa#in se realiza+a ediante #o"utadoras "ersonales 34C6 en vez de terinales dedi#adasslo a ese "ro"sito)

En los a,os 8: se introdujeron nuevos "roto#olos ( se ejoraron algunos anteriores) El estndar 2EC77B7DB intent #o+inar los lenguajes de "rograa#in de los 45C en un solo estndar interna#ional)

A'ora se tienen 45Cs que se "rograan en %un#in de diagraa de +loques$ listas de instru##iones$

lenguaje C$ et#) al iso tie"o) /a+in se 'a dado el #aso en que #o"utadoras "ersonales 34C6'an ree"lazado a los 45Cs$ #oo eje"lo$ la #o"a,a original que dise,o el "rier 45C

3M0*2C0=6 a'ora #rea sisteas de #ontrol +asados en 4C)

Ho( en da$ los 45Cs no slo #ontrolan la lgi#a de %un#ionaiento de quinas$ "lantas ( "ro#esosindustriales$ sino que ta+in "ueden realizar o"era#iones aritti#as$ anejar se,ales analgi#as "ara

realizar estrategias de #ontrol$ tales #oo los #ontroladores "ro"or#ional integral derivativo 342*6)

5os 45Cs a#tuales "ueden #ouni#arse #on otros #ontroladores ( #o"utadoras en redes de rea

lo#al$ ( son una "arte %undaental de los odernos sisteas de #ontrol distri+uido)


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Figura 2. -ailia de los #ontroladores Mi#ro5ogi1)

Ventajas ( desventajas del 45C

Ventajas Control s "re#iso)

Ma(or ra"idez de res"uesta)

-le1i+ilidad Control de "ro#esos #o"lejos)

-a#ilidad de "rograa#in)

.eguridad en el "ro#eso)

E"leo de "o#o es"a#io)

-#il instala#in)

Menos #onsuo de energa)

Mejor onitoreo del %un#ionaiento)

Menor anteniiento)


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*ete##in r"ida de averas ( tie"os uertos)

Menor tie"o en la ela+ora#in de "ro(e#tos)

4osi+ilidad de a,adir odi%i#a#iones sin elevar #ostos)

Menor #osto de instala#in$ o"era#in ( anteniiento)

4osi+ilidad de go+ernar varios a#tuadores #on el iso autata)

*esventajas

Mano de o+ra es"e#ializada)

Centraliza el "ro#eso)

Condi#iones a+ientales a"ro"iadas)

Ma(or #osto "ara #ontrolar tareas u( "eque,as o sen#illas)

Figura 3.2agen donde se uestran las "artes %undaentales de un 45C)

Pistones de simple efecto (Cilindros)

El #ilindro de si"le e%e#to slo "uede realizar tra+ajo en un &ni#o sentido$ es de#ir$ el des"lazaiento

del +olo "or la "resin del aire #o"riido tiene lugar en un solo sentido$ "ues el retorno a su

"osi#in ini#ial se realiza "or edio de un uelle re#u"erador que lleva el #ilindro in#or"orado o +ien

ediante la a##in de %uerzas e1teriores)

4or eso los #ilindros de si"le e%e#to se utilizan #uando el tra+ajo de+e realizarse en una sola

dire##in) Ha( que tener "resente que e1iste aire a la "resin atos%ri#a en la #ara o"uesta$ "ero


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"uede es#a"arse a la ats%era a travs de un ori%i#io de es#a"e)

.eg&n la dis"osi#in del uelle$ los #ilindros de si"le e%e#to "ueden a"li#arse "ara tra+ajar a

#o"resin 3vstago re#ogido en re"oso ( uelle en #ara anterior6$ o "ara tra+ajar a tra##in

3vstago des"lazado en re"oso ( uelle en #ara "osterior6)

Mediante el resorte re#u"erador in#or"orado$ queda liitada la #arrera de los #ilindros de si"le

e%e#to; "or regla general la longitud de la #arrera no su"era los 7:: ) 4or razones "r#ti#as$ son de

dietro "eque,o ( la &ni#a ventaja de estos #ilindros es su redu#ido #onsuo de aire$ "or lo que

suelen a"li#arse #oo eleentos au1iliares en las autoatiza#iones)

5os #ilindros de si"le e%e#to retorno D uelle se utilizan "rin#i"alente #oo #ilindros de suje#in

de "iezas ( +loqueo de eleentos e#ni#os$ en la -igura ? se o+servan las "artes de un "istn de

si"lee%e#to as #oo su s+olo neuti#o)

Figura 4.-2agen donde se o+servan las "artes de un #ilindro de si"le e%e#to as #oo su s+olo neuti#o)

Sensor inductivo

5os sensores indu#tivos son una #lase es"e#ial de sensores que sirve "ara dete#tar ateriales etli#os

%errosos 3Ver -igura @) .on de gran utiliza#in en la industria$ tanto "ara a"li#a#iones de

"osi#ionaiento #oo "ara dete#tar la "resen#ia o ausen#ia de o+jetos etli#os en un deterinado

#onte1to dete##in de "aso$ de atas#o$ de #odi%i#a#in ( de #onteo)

0+viaente dentro de este ti"o de %iltros e1isten los noralente #errados$ es de#ir +rindan una salida

'asta que dete#ten algo$ o los noralente a+iertos$ que andan la se,al en el oento que dete#tan

alg&n o+jeto etli#o)

Estados de un sensor indu#tivo


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En %un#in de la distan#ia entre el sensor ( el o+jeto$ el "riero antendr una se,al de salida 3-igura

F6

0+jeto a dete#tar ausente a"litud de os#ila#in al 1io$ so+re el nivel de o"era#in; la

salida se antiene ina#tiva 30--6)

0+jeto a dete#tar a#er#ndose a la zona de dete##in se "rodu#en #orrientes de -ou#ault$ "or

tanto 'a( una trans%eren#ia de energa; el #ir#uito de dete##in dete#ta una disinu#in de la

a"litud$ la #ual #ae "or de+ajo del nivel de o"era#in; la salida es a#tivada 30=6)

0+jeto a dete#tar se retira de la zona de dete##in eliina#in de #orrientes de -ou#ault; el

#ir#uito de dete##in dete#ta el in#reento de la a"litud de os#ila#in; Coo la salida

al#anza el nivel de o"era#in$ la isa se desa#tiva 30--6)

Distancia de sensado

5a distan#ia de sensado 3.n6 es"e#i%i#ada en la 'oja de datos de un sensor indu#tivo est +asada en un

o+jeto de estndar #on edidas de 7I 1 7I de 'ierro dul#e) Este valor variar sensi+leente si se quiere

dete#tar otros ti"os de etales$ in#luso #on ateriales %errosos #oo el a#ero ino1ida+le 3..6) 4ara

otros no %errosos$ #oo el aluinio$ "ueden ser dete#tados$ "ero a enores distan#ias)

En la %igura 9 se "uede ver #oo vara la distan#ia de dete##in en %un#in del aterial a dete#tar ( el

taa,o del iso)

Figura 5.*iagraa que uestra el #o"ortaiento de un sensor indu#tivo)


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-odo de cone"in

5os sensores indu#tivos #oo #ualquier otro o+jeto ele#trni#o$ requiere de una #ierta #one1in$ "ara

el #aso de este ti"o de sensores se de+en #one#tar a una %uente de ?V*C)

Estos sensores "oseen ? terinales$ que se identi%i#an #on los #olores #a%$ negro$ azul ( +lan#o los

#uales de+en estar #one#tados de la siguiente anera

Ca+le #a% este #a+le se #one#ta a la toa "ositiva de nuestra %uente de voltaje)

Ca+le azul este va #one#tado a nuestra "arte negativa de la %uente de alienta#in)

Ca+le +lan#o sin #one1in)

Ca+les negro ( azul entre estas terinales es donde la se,al de a#tiva#in de nuestro sensor se

Figura 6.Gr%i#o de distan#ia de sensado de"endiendo el taa,o ( aterial

Figura 7) 2agen de sensor indu#tivo


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ver re%lejada$ arrojando un valor de ?V o :V$ de"endiendo si es noralente #errado o

a+ierto)

-otor neumtico,

!n otor neuti#o o otor de aire #o"riido es un ti"o de otor que realiza un tra+ajo

e#ni#o "or e1"ansin de aire #o"riido 3Ver -igura >6) 5os otores neuti#os generalente

#onvierten el aire #o"riido en tra+ajo e#ni#o a travs de un oviiento lineal o "rin#i"alente

rotativo) En este &ltio #aso el gas entra en una #ara del otor sellada ( al e1"andirse ejer#e

"resin #ontra las "alas de un rotor)

Figura 8.2agen otor neuti#o

Estacin de Distribucin FESTO9 -PS

Funcin5a esta#in de *istri+u#in se"ara "iezas) Ha( 'asta o#'o "iezas en el tu+o del ala#n de a"ilado) !n

#ilindro de do+le e%e#to e1"ulsa las "iezas individualente) El dulo Ca+iador sujeta la "ieza

se"arada "or edio de una ventosa) El +razo del #a+iador$ que es a##ionado "or un a#tuador

giratorio$ trans"orta la "ieza al "unto de trans%eren#ia de la esta#in "osterior)

Tecnolog3a es:ecial9 Actuador semi%giratorio

5a esta#in de *istri+u#in utiliza varios a#tuadores$ todos ellos son #o"onentes industriales) El

a#tuador giratorio del +razo +as#ulante "uede ajustarse a diversos ngulos entre : ( 7>:) 5as

"osi#iones %inales son dete#tadas "or edio de i#rorru"tores) !n #ilindro lineal de do+le e%e#to

e"uja la "ieza e1tra(ndola del ala#n de a"ilado) 5as "osi#iones %inales son dete#tadas utilizando

sensores de "ro1iidad)


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Pinzas es:eciales9 Pinza de as:iracin

5a "inza de as"ira#in del dulo Ca+iador sujeta la "ieza) El va#o es generado en la "la#a de va#o

del terinal de vlvulas C4 "or edio del "rin#i"io Venturi ( es su"ervisada "or un "resostato) El

"unto de #onuta#in del "resostato es ajusta+le)

*atos t#ni#os

4resin de %un#ionaiento 9:: K4a 39 +ar6

Alienta#in de tensin ? V *C

@ entradas digitales

F salidas digitales

Figura 9) Esta#in de *istri+u#in -E./0)

-ATE2IALES ; E


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Ca+les

-ETODOLO1=A4ara e"ezar a tra+ajar #on esta esta#in$ lo "riero que se 'izo %ue #ara#terizar la esta#in$ es de#ir$ se

identi%i#o la #one1in de #ada uno de los sensores ( su %un#ionaiento en el "ro#eso$ as #oo ta+in l

a##in que realiza #ada uno de los a#tuadores)

!na vez realizado lo anterior$ se "ro#edi a identi%i#ar la anera en que tra+aja el "ro#eso ( #ada una de

las eta"as de las que este #onsta)

5a esta#in -E./0 de distri+u#in de "iezas$ #uenta #on dos eta"as "rin#i"ales

5a "riera que es la dete##in de "ieza

5a segunda que es la distri+u#in 'a#ia otra esta#in -E./0)

El "ro#eso se lleva a#a+o de la siguiente anera

El dete#tado de "ieza$ el #ual se lleva a #a+o "or dos sensores que estn u+i#ados en la +ase de

entrada de las "iezas)

Al dete#tar la "ieza$ se ueve un "istn que e"uja la "ieza 'asta un "unto donde es s %#il s

reovida "or el +razo de distri+u#in$ este "istn se ueve 'asta un sensor de %in de #arrera$ que

to#arlo$ a#tivaos un tier "ara antener la "ieza ( evitar alg&n oviiento en ella$ terinand

el tier el "istn regresa

Enseguida se a#tiva el otor neuti#o$ que es el en#argado del +razo que va a re#oger la "ieza$ e

#onjunto #on este +razo teneos un su##ionador que se en#arga de sujetar la "ieza "ara llevarla

%in del oviiento del +razo$ que este +razo terina el "ro#eso en otra esta#in -E./0)

2ES4LTADOS

5a esta#in de distri+u#in #uenta #on los siguientes sensores

.ensor 2n%rarrojo "ara la dete##in de la "ieza

.ensor de ini#io de #arrera del "istn "ara e"ujar la "ieza

.ensor de %in de #arrera del "istn "ara e"ujar la "ieza

.ensor de "osi#in ini#ial del +razo neuti#o

.ensor de "osi#in %inal del +razo neuti#o

El "rograa que se realiz "ara "oder llevar a #a+o este "ro#eso$ %ue el siguiente ( la des#ri"#in del

iso


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Figura 10.Cdigo "ara la autoatiza#in de la esta#in de *istri+u#inEn el diagraa en es#alera del "rograa realizo se "uede ver que se utiliz la 'erraienta d

se#uen#iador$ esta 'erraienta "erite que #uando se a#tiva una entrada$ autoti#aente se a#tivan la

salidas (a esta+le#idas #oo +its) Es de#ir son estados donde se ini#ializan las salidas que se desea que

eje#uten en di#'o estado) Estos estados irn #a+iando de a#uerdo a las entradas que se a#tiven$ en es

#aso los sensores)

En las siguientes igenes se uestra los resultados o+tenidos #on el "rograa des#rito anteriorente$ s

o+serv que todo se #one#t #orre#taente ( %un#iono de a#uerdo a lo es"erado)

Figura 11.4osi#in 2ni#ial del +razo neuti#o$ ini#io del "ro#eso


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Figura 12) E"uje ( retorno del "istn

-igura 7B) El +razo neuti#o su##iona ( toa la "ieza)


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I:0.2

I:0.3 I:0.5

COM1

COM0

-igura 7?) 5a "ieza se distri+u(e a otra esta#in

El diagraa de #one1iones se uestra en la %igura 7F

Figura 15. *iagraa de #one1iones del "ro#eso)

INPUTSS S2 S1S4S

SealV+

COM

4

O:0.

6

O:0.

5

O:0.

4

V-

O:0.7OUTPUTS

3Y1 2Y11Y13Y


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*onde

.7*ete#ta "ieza

.2ni#io de #arrera del "istn

.B -in de #arrera del "istn

.? 4osi#in ini#ial A del +razo neuti#o

.F 4osi#in -inal < del +razo neuti#o)

En las salidas se tiene

BL7 Motor =euti#o "osi#in A

BL Motor neuti#o "osi#in

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