10. puesta en marcha del proyecto

Escuela Universitaria de

Ingeniería Técnica Naval

C.A.S.E.M.

Pol. Río San Pedro

11510 Puerto Real (Cádiz)

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AVISO IMPORTANTE:

El único responsable del contenido de este proyecto es el alumno que lo ha

realizado.

La Universidad de Cádiz, La Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Naval, los

Departamentos a los que pertenecen el profesor tutor y los miembros del Tribunal de

Proyectos Fin de Carrera así como el mismo profesor tutor NO SON

RESPONSABLES DEL CONTENIDO DE ESTE PROYECTO.

Los proyectos fin de carrera pueden contener errores detectados por el Tribunal de

Proyectos Fin de Carrera y que estos no hayan sido implementados o corregidos en

la versión aquí expuesta.

La calificación de los proyectos fin de carrera puede variar desde el aprobado (5)

hasta la matrícula de honor (10), por lo que el tipo y número de errores que

contienen puede ser muy diferentes de un proyecto a otro.

Este proyecto fin de carrera está redactado y elaborado con una finalidad académica

y nunca se deberá hacer uso profesional del mismo, ya que puede contener errores

que podrían poner en peligro vidas humanas.

Fdo. La Comisión de Proyectos de Fin de Carrera

Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Naval

Universidad de Cádiz

Cortesía Artabro Samdeu

ÍNDICE

1. OBJETO DEL PROYECTO ........................................................................................................................ 13

1.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 13

1.2. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES ..................................................................................................... 14

1.3. SISTEMA PREEXISTENTE .................................................................................................................. 15

1.3.2. PRESTACIONES DEL SISTEMA ACTUAL .................................................................................... 17

1.4. REQUISITOS PARA EL NUEVO SISTEMA ........................................................................................... 21

2 BASES TECNOLÓGICAS DEL GRANALLADO .............................................................................................. 29

2.1 INTRODUCCIÓN GENERAL AL GRANALLADO .................................................................................... 29

2.1 SISTEMAS DE ACELERACIÓN DEL ABRASIVO ................................................................................. 30

2.1.1 Granallado por aire comprimido .............................................................................................. 30

2.1.1.1. Granallado a presión (inyector de granallado) .................................................................................31

2.1.1.2 Granallado por inyección con sistema de succión ............................................................................31

2.1.1.4 Granallado por vacío de aire comprimido y por inyección de vacío. ................................................34

2.1.2 Granallado por turbina centrífuga ........................................................................................... 35

2.2 SISTEMA DE CIRCULACIÓN Y LIMPIEZA DEL ABRASIVO .................................................................... 36

3. BASES TECNOLÓGICAS DE LA PINTURA AIR-LESS ............................................................................. 41

3.1 NECESIDAD Y OBJETIVOS DEL PROCESO DE PINTADO. ..................................................................... 41

3.2 PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE ..................................................................................................... 42

3.3 ESPESOR DE LA PELÍCULA ................................................................................................................. 43

3.4 MEDICIÓN DEL ESPESOR DE LA PELÍCULA SECA ............................................................................... 43

3.5 MÉTODOS DE APLICACIÓN ............................................................................................................... 44

3.5.1 APLICACIÓN CON BROCHA ....................................................................................................... 44

3.5.2 APLICACIÓN CON RODILLO ...................................................................................................... 45

3.5.3 PISTOLA DE AIRE (CONVENCIONAL) ......................................................................................... 45

3.5.3.1 Pistola de aire (recipiente de presión) ..............................................................................................46

3.5.4 PISTOLA AIRLESS ...................................................................................................................... 47

3.5.4.1 Condiciones durante la aplicación ....................................................................................................50

3.5.4.2 Condiciones límite .............................................................................................................................50

3.5.4.3 Condiciones extremas .......................................................................................................................51

3.5.4.4 Precauciones de seguridad ...............................................................................................................52

4. JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN DEL MOTOR ASÍ COMO DEL SERVOVARIADOR .................................. 55

4.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 55

4.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERVODRIVES LEXIUM ........................................................ 56

4.2.1 TENSIONES DE ALIMENTACIÓN Y POTENCIAS DE LOS SERVOVARIADORES LEXIUM. .............. 56

4.2.2 COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA CEM ......................................................................... 57

4.2.3 SEGURIDAD .............................................................................................................................. 57

4.2.4 FRENADO ................................................................................................................................. 57

4.2.5 CONTROL DE MOVIMIENTO LEXIUM 05 .................................................................................. 58

4.2.6 INTEGRACIÓN .......................................................................................................................... 58

4.2.7 CABLEADO ................................................................................................................................ 59

4.2.8 PUESTA EN MARCHA................................................................................................................ 59

4.2.9 HERRAMIENTA DE DIALOGO .................................................................................................... 59

4.2.9.1 Terminal de 7 segmentos integrado .................................................................................................59

4.2.9.2 Terminal LCD remoto ........................................................................................................................59

4.2.9.3 Powersuite ........................................................................................................................................60

4.2.10 VISTA GENERAL DE LAS FUNCIONES DEL SERVOVARIADOR LEXIUM 05 ................................ 60

4.2.10.1 Control de movimiento ...................................................................................................................60

4.2.10.1.1 Funciones de ajuste ................................................................................................................61

4.2.10.1.1.1 Toma de origen con búsqueda de captadores .....................................................................61

4.2.10.1.1.2 Toma de origen inmediata ...................................................................................................62

4.2.10.1.1.3 Desplazamiento manual .................................................................................................63

4.2.10.1.1.4 Autoajuste de la asociación servovariador-motor ..........................................................64

4.2.10.1.2 Modos de explotación ............................................................................................................65

4.2.10.1.2.1 Modos de posicionamiento. ...........................................................................................65

4.2.10.1.2.1.1 Modo de posicionamiento punto a punto. ............................................................65

4.2.10.1.2.1.2 Modo reductor electrónico eje eléctrico ...............................................................65

4.2.10.1.3 Funciones de velocidad...........................................................................................................65

4.2.10.1.3.1 Regulación de velocidad con control de posición ...........................................................65

4.2.10.1.3.2 Regulación de velocidad instantánea .............................................................................66

4.2.10.1.4 Modo de funcionamiento regulación de corriente .................................................................66

4.2.10.1.5 Modos de funcionamiento del servovariador Lexium 05 .....................................................67

4.2.10.1.5.1 En el modo local .............................................................................................................67

4.2.10.1.5.2 En el modo de bus de campo ........................................................................................67

4.3 CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS SERVOMOTORES BSH ......................................................... 67

4.3.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 67

4.3.2 CARACTERÍSTICAS PAR/VELOCIDAD ......................................................................................... 68

4.3.3FUNCIONES GENERALES ........................................................................................................... 69

4.3.4 GRADOS DE PROTECCIÓN ........................................................................................................ 70

4.3.5 FRENO DE APARCAMIENTO (SEGÚN MODELO) ....................................................................... 70

4.3.6 ENCODER INTEGRADO ............................................................................................................. 71

5. CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LOS MOTORES ....................................................................................... 75

5.1 PRESTACIONES NECESARIAS PARA LOS MOTORES DE ELEVACIÓN .................................................. 75

5.1.1 Cálculo de la potencia de los motores de elevación ................................................................. 75

5.1.1.1 Potencia necesaria para la elevación a máxima carga y máxima velocidad ......................................77

5.1.1.2 Par debido a la elevación a máxima carga y máxima velocidad ........................................................78

5.1.1.3 Corriente nominal .............................................................................................................................78

5.2 PRESTACIONES NECESARIAS PARA LOS MOTORES DE TRASLACIÓN ................................................ 79

5.1.1Resistencia debida al desplazamiento de las masas ................................................................. 79

5.2.2 Potencia necesaria para el desplazamiento de las masas ....................................................... 80

5.2.3 Resistencia debida a la acción del viento ................................................................................. 80

5.2.4 Potencia necesaria para vencer la presión del viento .............................................................. 81

5.2.5 Resistencia debida a la aceleración de las masas rotantes ..................................................... 81

5.2.5.1 Momento dinámico de inercia ..........................................................................................................81

5.2.5.2 Par debido a las masas rotantes o par de aceleración ......................................................................82

5.2.5.3 Potencia debida a la aceleración de las masas rotantes ...................................................................82

5.2.6 Resistencia debida a la aceleración de las masas lineales ....................................................... 82

5.2.7 Potencia necesaria para vencer la aceleración de las masas lineales ..................................... 82

5.2.8. Par resistente .......................................................................................................................... 83

5.2.9 SUMATORIO: ............................................................................................................................ 83

5.2.10 Potencia máxima continua .................................................................................................... 83

5.2.11 Par máximo del motor o par de arranque ............................................................................. 84

5.2.10 Consumo de corriente en condiciones nominales .................................................................. 85

5.2.11 Potencia del motor con sobrecarga ....................................................................................... 86

5.2.12 Consumo de corriente trifásica en las peores condiciones .................................................... 87

5.3 ELECCIÓN DEL TIPO MOTOR............................................................................................................. 88

5.4 TIPO DE SERVICIO ............................................................................................................................. 89

5.5 FACTOR DE MARCHA........................................................................................................................ 90

5.6 ELECCIÓN DEL MODELO DE SERVOMOTOR BSH .............................................................................. 90

5.7 CÁLCULO DE LA RELACIÓN DE REDUCCIÓN PARA EL MOVIMIENTO VERTICAL ................................ 92

5.8 CÁLCULO DE LA RELACIÓN DE REDUCCIÓN PARA EL MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN ................ 94

5.9 COMPARACIÓN ENTRE LAS PRESTACIONES DE LOS SERVOMOTORES Y LOS MOTORES DE

INDUCCIÓN ............................................................................................................................................ 95

5.10 COMPROBACIÓN DE QUE LOS MOTORES ELEGIDOS TRABAJAN DENTRO DE SU CURVA

PAR/VELOCIDAD .................................................................................................................................... 96

6. CONFIGURACIÓN DE LOS SERVOVARIADORES LEXIUM CON POWER SUITE ........................................ 101

6.1 SELECCIÓN DEL MODO DE CONTROL DEL SERVO-VARIADOR ........................................................ 101

6.1.1 FUNCIONALIDADES DE LAS ENTRADAS DIGITALES SEGÚN EL MODO SELECCIONADO .......... 102

6.1.1.1 Modo de control local i/o ...............................................................................................................102

6.1.1.2 Modo de control bus de campo ......................................................................................................103

6.2 POSIBILIDADES DE TRABAJO EN CADA MODO ............................................................................... 104

6.2 AJUSTES EN MODO DE CONTROL POR BUS DE CAMPO .................................................................. 105

6.2.1 AJUSTE DE PARÁMETROS EN EL MODO PUNTO A PUNTO (PTP) ........................................... 106

6.2.2 AJUSTES DEL EJE (AUTO-AJUSTE) ........................................................................................... 109

6.2.3 HACIENDO UN REFERENCIADO Y MOVIMIENTOS PUNTO A PUNTO (PTP) ............................ 111

6.2.3.1 Haciendo un movimiento de referencia (home) .............................................................................111

6.2.3.2 Movimientos punto a punto (ptp) ..................................................................................................114

6.3 COMUNICACIONES CON EL SERVOVARIADOR ............................................................................... 115

7. CREACIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL PROYECTO MEDIANTE UNITY PRO XL ......................................... 117

7.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 117

7.1.2 VENTAJAS DE LA ESTANDARIZACIÓN ..................................................................................... 118

7.1.2 AHORRO DE TIEMPO POR REUTILIZACIÓN ............................................................................ 118

7.1.3 MODO SIMULADOR ............................................................................................................... 118

7.1.4 TIEMPOS DE PARADA REDUCIDOS ........................................................................................ 119

7.2 EDITOR GRAFICO DE UNITY PRO .................................................................................................... 119

7.2.1 MENÚS DESPLEGABLES ......................................................................................................... 120

7.2.2 CATALOGO DE HARDWARE ................................................................................................... 120

7.2.3 EXPLORADOR DE PROYECTOS ............................................................................................... 122

7.2.3.1 Editor de configuración ...................................................................................................................122

7.2.3.2 Editor de datos ................................................................................................................................123

7.2.3.3 Directorio de movimiento ...............................................................................................................124

7.2.3.4 Editor de comunicación ..................................................................................................................124

7.2.3.5 Editor de programas .......................................................................................................................125

7.2.3.6 Editor de tablas de animación ........................................................................................................126

7.2.3.7 Editor de pantallas de operador .....................................................................................................126

7.2.3.8 Editor documentación ....................................................................................................................127

7.2.4 VENTANA DE RESULTADOS ................................................................................................... 128

7.2.5 VENTANA DE TRABAJO .......................................................................................................... 128

7.3 PROCEDIMIENTO PARA LA CONFIGURACIÓN DEL HARDWARE DEL AUTÓMATA EN UNITY PRO. .. 129

7.4 CONFIGURACIÓN DE LA RED ETHERNET: ....................................................................................... 131

7.5 CONFIGURACIÓN DE EJES :............................................................................................................. 131

7.6 METODOLOGÍA Y DESCRIPCIÓN GENERAL: .................................................................................... 134

7.7 ARQUITECTURA DE LA APLICACIÓN ............................................................................................... 136

7.8 REQUISITOS DE SOFTWARE............................................................................................................ 137

7.9 CONFIGURACIÓN DE TAREAS MAESTRAS: ..................................................................................... 137

7.10 CONFIGURACIÓN DEL BUS CANOPEN: ......................................................................................... 138

7.10.1 EDITOR DEL BUS CANOPEN. ................................................................................................. 138

7.10.2 AÑADIR UN DISPOSITIVO AL BUS ......................................................................................... 140

7.10.3 ACCEDER A LAS PROPIEDADES DEL DISPOSITIVO EN EL BUS .............................................. 141

7.11. ANALIZAR Y GENERAR PROYECTO .............................................................................................. 143

7.12 SIMULAR PROYECTO .................................................................................................................... 143

8. CREACIÓN DE UN PROYECTO CON VIJEO DESIGNER ............................................................................ 147

8.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 147

8.1.1 FUNCIONES MÁS ESPECÍFICAS ............................................................................................... 148

8.1.2 PRESTACIONES ....................................................................................................................... 148

8.1.3 OBJETIVOS A CUMPLIR POR UN SISTEMA SCADA .................................................................. 149

8.2 NUESTRO SOFTWARE SCADA ......................................................................................................... 149

8.2.1 VIJEO-DESIGNER .................................................................................................................... 149

8.2.2 VIJEO-DESIGNER RUNTIME .................................................................................................... 150

8.3 CREACION DE UN PROYECTO EN VIJEO DESIGNER ......................................................................... 150

8.3.1 INSTALAR LA APLICACIÓN ...................................................................................................... 150

8.3.2 CREAR UN PROYECTO NUEVO ............................................................................................... 150

8.3.3 CONFIGURAR UN NUEVO DESTINO ....................................................................................... 151

8.3.4 CONFIGURAR LA COMUNICACIÓN CON EL HARDWARE DEL CONTROLADOR ....................... 152

8.3.5 DISEÑAR LOS DISTINTOS PANELES GRÁFICOS ........................................................................ 152

8.3.6 EJECUTAR LA COMPROBACIÓN DE ERRORES ......................................................................... 153

8.3.7 COMPILAR EL PROYECTO ....................................................................................................... 153

8.3.8 INSTALAR VIJEO DESIGNER RUNTIME EN LA MÁQUINA DE DESTINO ................................... 153

8.3.9 DESCARGAR EL PROYECTO EN LA MÁQUINA DE DESTINO .................................................... 153

8.3.10 EJECUTAR EL PROYECTO ...................................................................................................... 153

8.3.8.A Generar proyecto ...........................................................................................................................154

8.3.8.B Simular proyecto .............................................................................................................................154

8.4 ENTORNO DE TRABAJO DE VIJEO DESIGNER .................................................................................. 155

8.5 VENTANAS DE TRABAJO ................................................................................................................. 155

8.5.1 Ficha “Fichero” y “Edición” ................................................................................................. 156

8.5.2 Fichas “Generar” y “HMI” ................................................................................................. 156

8.5.3 Fichas “Variable” e “Informe” .............................................................................................. 157

8.5.4 Fichas “Ver” y “Dibujo” ...................................................................................................... 157

8.5.5 Fichas “Herramientas” y “Ventana” .................................................................................. 158

8.5.6 Ficha “Ayuda” ....................................................................................................................... 158

8.5.7 NAVEGADOR O EXPLORADOR DE PROYECTOS ...................................................................... 158

8.5.7.1 Vijeo Manager .................................................................................................................................158

8.5.7.2 Proyecto ..........................................................................................................................................159

8.5.8 CAJA DE HERRAMIENTAS ....................................................................................................... 160

8.5.9 ZONA DE RETROALIMENTACIÓN ........................................................................................... 160

8.5.10 PANELES BASE ...................................................................................................................... 161

8.5.11 LISTA DE OBJETOS GRÁFICOS ............................................................................................... 162

8.9 PANTALLAS DE NUESTRO PROYECTO ............................................................................................. 162

8.9.1 PANTALLA DE SELECCIÓN DE IDIOMA .................................................................................... 163

8.9.2 PANTALLA PRINCIPAL ............................................................................................................. 164

8.9.3 PANTALLA DE POSICIONADO ................................................................................................. 165

8.9.4 PANTALLA DE GRANALLADO .................................................................................................. 166

8.9.5 PANTALLA DE LAVADO CON AGUA SALADA .......................................................................... 167

8.9.6 PANTALLA DE LAVADO CON AGUA DULCE ............................................................................ 168

8.9.7 PANTALLA DE PINTADO ......................................................................................................... 168

8.9.8 PANTALLA DE CONTROL DE MOTORES .................................................................................. 169

8.9.9 PANTALLA DEL EQUIPO DE GRANALLADO ............................................................................. 170

8.9.10 PANTALLA DEL EQUIPO DE PINTADO ................................................................................... 171

8.9.11 PANTALLA DE ALUMBRADO ................................................................................................. 172

8.9.12 PANTALLA DE SUPERVISIÓN DEL CUADRO DE PROTECCIÓN ............................................... 173

8.9.14 PANTALLA DE CHEQUEO DE LA TORRE ................................................................................ 173

8.10 PROCEDIMIENTO PARA LA CREACIÓN DE OBJETOS GRAFICOS .................................................... 174

9. ELECCIÓN DEL HARDWARE................................................................................................................... 179

9.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 179

9.2 ELECCIÓN DE LOS DIFERENTES MÓDULOS ..................................................................................... 179

9.2.1 ELECCIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN Y EL PROCESADOR .......................................... 180

9.2.1.1 Elección del procesador ..................................................................................................................180

9.2.1.2 Elección de la fuente de alimentación ............................................................................................182

9.2.2 ELECCIÓN DEL MÓDULO DE COMUNICACIÓN ETHERNET ..................................................... 184

9.2.3 NÚMERO DE ENTRADAS DIGITALES ....................................................................................... 185

9.2.4 NÚMERO DE SALIDAS DIGITALES ........................................................................................... 188

9.2.5 NÚMERO DE ENTRADAS ANALÓGICAS .................................................................................. 190

9.2.6 NÚMERO DE SALIDAS ANALÓGICAS ...................................................................................... 194

9.2.7 DETERMINACIÓN DE CANALES DE CONTEO RÁPIDO ............................................................ 194

9.2.8 DETERMINACIÓN DEL BASTIDOR NECESARIO ........................................................................ 195

9.2.9 ELEMENTOS ADICIONALES ..................................................................................................... 196

9.2.9.1 Sistema de alimentación ininterrumpida ( S.A.I ) ............................................................................196

9.2.9.2 Borneros de conexión desenchufables para los distintos módulos de e/s ....................................199

9.2.9.3 Elementos de conexión entre bastidores........................................................................................203

9.2.9.4 Módulos de entradas salidas distribuidas .......................................................................................206

9.2.9.4.1 Telefast abe-7cpa410 ...................................................................................................................206

9.2.9.4.2 Telefast ABE-7CPA412 ............................................................................................................207

9.2.10 CONEXIÓN A LOS CONECTORES FCN .................................................................................... 208

9.2.10 DIRECCIONAMIENTO DE LOS MÓDULOS EN CONFIGURACIÓN MULTIRACK ....................... 209

9.2.11 ELEMENTOS DE HARDWARE NECESARIOS PARA NUESTRO PROYECTO .............................. 210

10. PUESTA EN MARCHA DEL PROYECTO ................................................................................................. 213

10.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 213

10.2 DIRECCIONAMIENTO DE LAS ENTRADAS/ SALIDAS DEL M340 A TRAVÉS DE UNITY PRO.............. 214

10.2.1 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE ENTRADAS DIGITALES DDI3202K .......................... 214

10.2.2 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE SALIDAS DIGITALES DRA 1605 ............................... 216

10.2.3 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS ART 0414 ....................... 216

10.2.4 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS AMI 410 ........................ 218

10.2.4 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE PROCESADOR BMX P34 2010 ............................... 219

10.2.4 MONITORIZACIÓN REMOTA CON WEBGATE ....................................................................... 220

10.2.4.1 Características del Web ................................................................................................................220

10.2.4.2 Requerimientos para configurar Web Gate ..................................................................................221

10.2.4.3 Tipos de conexiones Web Gate .....................................................................................................221

10.2.4.4 Configuración de Web Gate ..........................................................................................................222

10.2.4.5 Configuración del control de acceso al Web Gate ........................................................................223

10.2.4.6 Configuración del panel inicial del Web Gate ...............................................................................224

10.2.4.7 Configuración del panel o ventana emergente .............................................................................224

10.2.4.8 Configuración de las variables ......................................................................................................225

10.2.4.9 Protección del Servidor Web/Web Gate contra usuarios no autorizados ....................................225

10.2.4.10 Conexión a Web Gate .................................................................................................................225

10.3 EXPORTACIÓN DE PROYECTOS Y VARIABLES DESDE UNITY PRO .................................................. 226

10.3 VINCULACIÓN DE LAS VARIABLES DE UNITY PRO XL CON VIJEO DESIGNER .................................. 228

10.4 EXPORTACIÓN IMPORTACIÓN DE PROYECTOS CON VIJEO DESIGNER ......................................... 231

PRESUPUESTO .......................................................................................................................................... 233

GLOSARIO ................................................................................................................................................. 237

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................... 255

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN ......................................................................................................... 255

GUÍAS DE AUTOMATIZACIÓN .............................................................................................................. 257

UNITY ................................................................................................................................................... 259

HMI ...................................................................................................................................................... 263

SERVOMOTORES BSH Y SERVOVARIADORES LEXIUM .......................................................................... 264

ELECTRICIDAD Y MÁQUINAS ................................................................................................................ 266

ORTOGRAFÍA Y GRAMÁTICA ................................................................................................................ 266

AUTOMATIZACIÓN DE UNA DE TORRE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

CAPÍTULO 1. OBJETO DEL PROYECTO

EUITN CÁDIZ JUL-2015 PÁGINA Nº 13

1. OBJETO DEL PROYECTO

1.1 INTRODUCCIÓN

El proyecto que nos ocupa va encaminado al diseño de un sistema

semiautomático que permita el control y explotación de una torre para tratamientos

superficiales como las que se encuentran en el astillero de NAVANTIA en Cádiz, una

de ellas propiedad de la empresa GADITANA DE CHORREOS Y LIMPIEZA, y la otra

de la empresa INDASA.

Para su elaboración nos vamos a basar en fotografías obtenidas in situ, en la

escueta información de su placa de características, y en la información facilitada por

operarios de la empresa GADITANA DE CHORREOS Y LIMPIEZA, como por

ejemplo su peso. Esta información podría ser poco fiable, así que como tal, se tratará

con reservas. Se deberá entender sin embargo, que las ecuaciones y cálculos contenidos

en este proyecto sin son correctos, y que cualquier error en los resultados será debido a

la razón anteriormente expuesta. Desafortunadamente ni la empresa antes citada, ni la

diseñadora y constructora de la torre ARTABRO SANDEU, se han mostrado dispuestas

a facilitar información referente al equipo en cuestión. No así INDASA, que en una

segunda visita del autor al astillero de Navantia en Cádiz facilitó de mano de sus

empleados a pie de obra información referente al número y tipo de motores, así como

sobre las posibilidades de control mediante autómata y mando a distancia,

prescripciones de seguridad y uso normal previsto, respetando en todo momento la

confidencialidad del diseño de una maquina que se encuentra bajo patente.

La idea para la realización de este proyecto nace de la visita que el autor realizó

a la planta de Navantia en Cádiz como alumno de la asignatura ―Transformaciones y

Reparaciones Navales‖. Dado lo novedoso de esa torre, no estaba incluida en el libro

publicado por el profesor de la asignatura, D. Miguel Ángel de la Huérga Mendoza, con

el mismo título que la asignatura, y editado por el servicio de publicaciones de la

Universidad de Cádiz.

La automatización ya está integrada en la torre fabricada por la empresa

ARTABRO-SANDEU S.L., pero con un hardware de varias empresas distintas y con un




nivel tecnológico superado en la actualidad. Así que se pretende por un lado aplicar las

posibilidades de la tecnología actual, y por otro optimizar todos los elementos en una

plataforma única de un mismo fabricante, aprovechando en lo posible elementos ya

existentes en la máquina, tales como: diferenciales, interruptores magneto-térmicos,

mando a distancia por radio etc.

Se mostrará por un lado la disposición observada en la torre, y por otro la que se

propone, y que cuenta como ventajas con un hardware mono-empresa, control e

inspección mediante sistema SCADA e integración de funciones predefinidas con

bloques funcionales que nos permitirán realizar operaciones habituales con la única

necesidad de la definición de parámetros.

Se ha optado por una disposición ―abierta‖ y ―evolutiva‖, que posibilite integrar

otras funciones en el futuro, sin más que añadir el hardware necesario y modificar la

programación según los requerimientos de estas. Lo que se consigue gracias a las

posibilidades de expansión del autómata elegido, Modicon M-340, y a la utilización de

una plataforma con bus CanOpen. Así, sería posible por ejemplo, integrar en un futuro

en la misma torre labores tales como soldadura o corte de planchas para cesáreas o

ampliaciones.

1.2. TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Con el término ―tratamientos superficiales‖ se pretende englobar al granallado o

chorreado, aclarado con agua salada, aclarado con agua dulce y pintado. El granallado

consiste básicamente en la limpieza de las incrustaciones y oxidaciones en una

superficie metálica por medio de la abrasión que ejercen partículas metálicas a las que

se ha comunicado energía cinética impulsándolas con aire a comprimido. Tras esta

operación se procede a eliminar el polvo resultante lavando el forro del buque con agua

salada. Para eliminar los residuos de sal se realiza un segundo lavado con agua dulce

que deja la superficie en condiciones óptimas para su pintado, que sería el último paso

del proceso. Sobre las labores de chorreado y pintado se aportará más información en

los capítulos 2 y 3.




1.3. SISTEMA PREEXISTENTE

La torre fabricada por Artabro Sandeu S.L se desarrolló con la finalidad de

facilitar y acelerar los trabajos superficiales en los forros de los buques citados en el

punto anterior. Antes del desarrollo de esta máquina, estos trabajos se realizaban con el

auxilio de andamios, o bien con la ayuda de grúas extensibles o plataformas elevables

de las comúnmente usadas en la construcción y otros campos de la industria. Estas

máquinas aunque evidentemente ayudan en la realización de los trabajos, adolecen de

algunas de las características de nuestra torre. Por un lado, no están específicamente

diseñadas para estos fines y por otro, los trabajos se siguen realizando de forma manual.

La torre es una estructura rígida prismática vertical de 30 metros de altura, por

aproximadamente 2,5 de ancho y 5,5 de largo, realizada con disposición en celosía tipo

―V‖ invertida. Sobre las aristas de dicha viga se desliza verticalmente una plataforma

horizontal a modo de montacargas, tirada por cables unidos a un contrapeso en el lado

opuesto de la torre. Disposición esta, que permite el uso de motores de menor potencia,

ya que así necesitaremos sólo aquella que permita la elevación de la carga no

equilibrada, como en cualquier sistema de ascensores; al contrario de lo que sucede en

las grúas, que sí requieren de la potencia necesaria para elevar la totalidad de la carga.

En la parte superior de la estructura se encuentra el sistema motriz de elevación, que

consiste básicamente en una polea con un motor con la relación de reducción necesaria

para las velocidades requeridas en los trabajos a realizar.

Dispone de dos motores de inducción trifásicos para desplazamiento y uno para

elevación controlados mediante variadores de velocidad de la marca SEW

EURODRIVES. El ―cerebro‖ del sistema está constituido por un autómata TSX micro

37 de la casa TELEMECANIQUE y una pantalla de acceso secuencial MAGELIS XBT

H811050, del mismo fabricante. El sistema puede funcionar en modo semiautomático,

manual por medio de una botonera, y también en modo manual a control remoto

mediante un mando a distancia de la casa IKUSI, modelo TM-60, que mantendremos en

nuestro proyecto

La estructura vertical se desplaza horizontalmente sobre unos raíles no

permanentes dispuestos sobre el plan del dique. Esto quiere decir que su posición y




longitud vienen determinados tanto por las dimensiones del buque como por las del

dique. La distancia del carril de rodadura al forro del barco viene definida por los

procesos a realizar. Dependiendo de estos, habrá que hacer ajustes en los útiles (léase

toberas, pistolas, mangueras, etc.) para no tener que mover los raíles.

Sin embargo, la semiautomatización de la que dispone la torre es muy limitada,

y parece ser que en la actualidad la mayoría del tiempo se utiliza en modo manual; sobre

todo en lo que respecta al granallado, por dos razones principales: la primera la

irregularidad y discontinuidad de los defectos, que a veces hacen inviable el trabajo de

forma continua; y la segunda, la propia naturaleza del granallado (aplicación de un

chorro de aire y partículas metálicas de carácter puntual). Estas dos razones también

condicionarán las posibilidades de nuestro diseño, y mantendrán en parte esas

limitaciones.

Con el fin de solventar el segundo de los problemas citados (el carácter puntual

del chorro), se utilizan toberas giratorias mediante el principio de acción y reacción. El

dispositivo que se utiliza consiste básicamente en un cilindro con un eje giratorio unido

al tubo de granalla, con una o dos toberas situadas con el ángulo adecuado con

respecto al eje del tubo de granalla, para producir el giro; al mismo tiempo que incida

sobre el forro del buque en ángulo oblicuo para favorecer el desprendimiento de la

cascarilla por abrasión. Una aproximación gráfica a este dispositivo se muestra en la

figura 2.8 del siguiente capítulo.

Además, como es obvio, dispone de un cuadro eléctrico con interruptor general

diferencial, interruptores magneto-térmicos adecuados, disyuntores, relés y contactores.

Se obviará el cálculo y la definición pormenorizada de estos elementos y se excluirán

también del capítulo relativo al presupuesto, por encontrarse ya instalados en la torre

(con leves diferencias); planteándose el sistema que aquí se propone como una mejora

del existente, con lo cual, supondremos que se aprovecharán los elementos compatibles.

Además, este proyecto va dirigido a la automatización, tanto en su vertiente de software

como de hardware, no a la instalación eléctrica. Si nos referiremos sin embargo, a la

definición y cálculo de los motores, tratados en los capítulos 4 y 5.




1.3.2. PRESTACIONES DEL SISTEMA ACTUAL

En el punto anterior se citan los elementos constitutivos del hardware del

sistema de control de nuestra torre. En lo referente al dialogo hombre maquina se

dispone de una pantalla de explotación de acceso secuencial a funciones MAGELIS XBT

H 811050, que en definitiva no es más que un display o visualizador de ocho

segmentos y dos líneas, con unas posibilidades de control y supervisión muy limitadas.

La figura 1.1 muestra la apariencia de la citada pantalla de explotación.

Dado que nuestra estructura tiene posibilidad de desplazamiento respecto a dos

ejes (horizontal o X y vertical o Y), mediante la MAGELIS citada podemos escoger a lo

largo de qué eje movernos y con qué velocidad.

Figura 1.1

Panel frontal Magelis XBT-H811050 instalado

Fuente: El autor




Figura 1.2

Tapa del cuadro de control con Magelis XBT-H811050 y botonera

Fuente: El autor

En la tapa del cuadro de protección eléctrica se han dispuesto la pantalla de

explotación Magelis con las cinco teclas de control ESC , , MOD, y ENTER,

como puede apreciarse en las figuras 1.1 y 1.3; y los botones para el control manual

mostrados en la figura 1. 2, con las siguientes funciones:

Manual

Estado

Automático

Bajar

Subir

Izquierda

Derecha

Aumentar velocidad

Disminuir velocidad

Desplazamiento vertical

Desplazamiento horizontal

Fuente: el autor




Reset de alarmas

Alumbrado torre

Figura 1.3

Panel frontal Magelis XBT-H811050

Fuente: Magelis Range User Guide. January 98 Schneider Electric

Sobre la plataforma se ha dispuesto otra botonera para el trabajo en modo

manual, como se muestra en la Figura 1.4, con posibilidad de controlar las siguientes

funciones:

Manual

Bajar

Subir

Izquierda

Derecha

Aumentar velocidad

Disminuir velocidad

Seta de emergencia




Figura 1.4

Botonera instalada sobre la plataforma

Fuente: el autor

Aunque el sistema actual dispone de un cierto grado de automatización, este solo

se refiere al sistema de desplazamiento y presenta ciertas carencias, algunas de las

cuales se citan a continuación:

Inexistencia de un sistema de enrollamiento del cable de alimentación.

Ausencia de sistema de supervisión y explotación ―SCADA‖.

Mala situación del puesto de supervisión, ya que este, más el cuadro de mando y

protección se hayan situados en la base de la torre, y por tanto, expuestos a las

proyecciones tanto de granalla como de pintura o agua.

Exposición de los operarios a la atmosfera de granalla, agua o pintura cuando se

encuentran trabajando en la plataforma.

Ausencia de un sistema de diagnostico de averías en tiempo real, tanto de los

motores como del sistema en su totalidad.

Falta de un sistema anticolisión para obstáculos imprevistos.




Imposibilidad de realizar un control estadístico automático tanto de la superficie

tratada como del rendimiento de la pintura o granalla

Inexistencia de un sistema de control de niveles de los productos, tales como

pintura o granalla; así como de control de parámetros como presión de aire,

pintura, temperatura y revoluciones de los motores etc.

1.4. REQUISITOS PARA EL NUEVO SISTEMA

Una vez analizadas las limitaciones o deficiencias detectadas en el actual diseño,

se aportarán posibles soluciones.

Empezaremos por determinar las tareas a encomendar a la máquina, y las

prestaciones que se le exigirán; de algunas de las cuales ya dispone pero con ciertas

limitaciones, y a partir de ahí se definirán los equipos y programación necesarios para

su consecución.

Definiremos ahora las posibilidades de las que se quiere dotar al sistema:

Trabajo en modo manual o semiautomático.

Posicionamiento

Lectura y determinación tanto de posición como de velocidad.

Granallado

Lavado agua salada

Lavado con agua dulce

Pintado

Posibilidades de ampliación y modificación del sistema por medio de un

‖sistema abierto evolutivo‖

Elaboración de estadísticas de los procesos a realizar.

Además queda abierta la puerta a otras aplicaciones distintas de las previstas,

como podrían ser: trabajos de soldadura, o cortes para cesáreas o ampliaciones, como ya

se mencionó con anterioridad. Así mismo, se sugerirán cambios en la disposición de

elementos para mejorar la ergonomía y la salud laboral.

Para subsanar las citadas carencias se proponen las siguientes soluciones:




Instalación de un sistema automático de enrollamiento y desenrollamiento

del cable de alimentación.

Instalación de un sistema de supervisión ―SCADA‖.

Instalación de una cabina de control en la cumbre de la torre

Procurar que la mayoría de los trabajos se puedan realizar mediante

supervisión desde la cabina de control climatizada, y que los operarios no

trabajen en la plataforma ascendente/descendente.

Configurar un sistema de diagnostico y alarmas en tiempo real visible en

todo momento desde cualquiera de las pantallas ―SCADA‖, que controlen el

estado tanto de los motores como de cualquier sensor y accionamiento.

Instalar un sistema anticolisión que mejoré las actuales posibilidades de

parada automática, limitadas a las que ahora se realizan solo en el caso de

alcanzar los topes de final de carrera.

Dotar al sistema de un control estadístico de procesos incluido en el

programa Vijeo Designer.

Incluir un sistema de control de niveles de los productos, tales como pintura

o granalla, así como del control de apertura y cierre de las válvulas tanto de

estos productos, como de las de agua o aire. También será posible el control

de las presiones de aire y pintura, velocidad, revoluciones, temperatura y par

de los motores.

Pasaremos a continuación a exponer brevemente las posibilidades actuales y las

opciones propuestas.

El actual sistema de alimentación eléctrica de la torre consta única y

exclusivamente de una manguera que se encuentra enrollada manualmente con la

maquina estibada (Figura 1.5), y que con la torre en funcionamiento se extiende

manualmente a lo largo del dique. Esto supone tener a un operario tendiendo el cable, o

la opción más práctica disponer toda la longitud del cable a lo largo del dique, dejándolo




tendido en ida y vuelta. Aunque esta opción también dará problemas de enganches si no

se realiza una supervisión visual constante.

Figura 1.5

Manguera de alimentación eléctrica estibada bajo la torre

Fuente: el autor

Para abordar este problema se podrían aportar varias soluciones como son:

Tambor de enrollamiento automático sobre la misma torre, que

guiaría una manguera aislada, sobre la losa del dique, tal y como se

muestra en la figura 1.6.

Tambor con la misma disposición que el anterior pero, depositando la

manguera sobre la coronación del dique. Esto aleja la manguera de la

humedad y del medio de trabajo, pero debido a la densidad de

canalizaciones en esta zona resulta excesivamente complicado.




Figura 1.6.

Tambor de enrollamiento automático

Fuente: http://www.cavotec.com/es/puertos-y-terminales/cadenas-portacables_50/

Cadena portacables en la coronación del dique. Con el mismo

inconveniente del sistema anterior. Además, de la excesiva longitud

del dique, que hace inviable este sistema. Esta opción se muestra en

la figura 1.7.

Figura 1.7.

Cadena portacables

Fuente: http://www.cavotec.com/es/puertos-y-terminales/cadenas-portacables_50/

http://www.cavotec.com/es/puertos-y-terminales/cadenas-portacables_50/

http://www.cavotec.com/es/puertos-y-terminales/cadenas-portacables_50/




Guías eléctricas con escobillas en la coronación del dique. Esto

elimina la necesidad de un sistema de enrollamiento y su

programación. Pero es un sistema demasiado rígido e inseguro, en

una zona además donde se hace complicado disponer más

instalaciones como ya se ha puntualizado anteriormente.

De las posibles soluciones nos decantaremos por la del tambor enrollador

automático, que mediante la correcta programación permitirá mantener constante la

tensión del cable de alimentación, tanto en marcha adelante como atrás.

Se opta por la instalación de una pantalla de supervisión SCADA de la casa

Telemecanique modelo XBTGW750, con una pantalla de 15‖ y 16.777.216 colores.

Frente a la actual presenta las ventajas de mayor información disponible, de forma más

intuitiva, pantalla táctil, posibilidad de monitorización en tiempo real de los trabajos

realizados mediante cámara de televisión, así como información en formato audio.

Aunque esta pantalla no incluye entrada de video es posible conectarle una cámara web

a través de uno de sus puertos USB. De preferir una entrada exclusiva para video podría

utilizarse una pantalla modelo XBTGT7340 de prestaciones casi equivalentes pero con

una numero de colores bastante menor (65.536).

En cuanto a la situación del puesto de supervisión habría que decir que en su

emplazamiento actual (la base de la torre), se hace muy difícil el acceso durante los

periodos de funcionamiento de la maquina, y es esa la razón por la cual los trabajos se

realizan normalmente con el auxilio de una botonera en la plataforma de trabajo. Aquí

se sugiere sustituir esa ubicación, por otra mucho más segura, ergonómica y lógica en la

coronación de la torre; lugar no expuesto a la caída de partículas o líquidos, con buena

visibilidad, posibilidad de ser climatizada, y desde el que se puede controlar vía cámara

de vídeo la realización de los trabajos, así como el estado de todos los sensores.

Los puestos de trabajo en la plataforma podrían ser eliminados en muchos casos,

ya que estos se supervisarían desde la cabina de control, por realizarse de forma




automática; y se tendría la posibilidad de controlar su ejecución a través del visualizador

de video presente en casi todas las pantallas SCADA de nuestro programa. Esto nos

llevaría a un ahorro de mano de obra y a una mejora de las condiciones laborales, ya que

evitaríamos la exposición a agentes nocivos como pinturas, disolventes y granalla. La

cámara de vídeo se situaría en la parte superior de la plataforma de trabajo lo

suficientemente alejada y protegida de forma adecuada de las proyecciones.

El hecho de disponer de una pantalla de visualización y control SCADA nos

ofrece la posibilidad de disponer en todo momento mediante la configuración adecuada

de información relativa a los procesos, al estado de funcionamiento de los equipos, a

recibir avisos de alarma en cualquier pantalla, y a saber en caso de parada intempestiva,

qué la ha provocado, y con ello, cómo subsanar el fallo. Contaremos por tanto, con

diagnostico de averías y supervisión en tiempo real. Con respecto a las paradas debidas

a accionamientos de sensores o finales de carrera, habría que decir que si bien lo

habitual en automatismos cableados es establecer una configuración de interruptores en

serie con la bobina del contactor, haciendo que la apertura de cualquiera de ellos

provocase la desconexión del mismo, y por tanto, la parada del motor o accionador

implicado; en casos de automatización programable como el nuestro, conectaremos

cada interruptor a una entrada digital independiente, de forma que no solo cortemos la

alimentación en cuestión, sino que además sepamos qué sensor ha provocado la parada.

Esto complica y encarece el sistema, pero simplifica enormemente la localización de

averías y fallos de funcionamiento.

En el sistema actual la parada se puede realizar bien de forma manual, mediante

la botonera, o bien de forma automática cuando alguno de los sensores de final de

carrera (Figura 1.8) llega al límite de su recorrido previsto (Figura 1.9). Queda sin

embargo, sin contemplar la posibilidad de que un objeto extraño se deposite o caiga por

accidente en el camino de la torre. Este hecho podría provocar averías tales como

sobrecalentamiento de motores, o en el peor de los casos accidentes personales debidos

a atropellos o descarrilamientos.




Figura 1.8

Conmutador final de carrera

Fuente: el autor

Figura 1.9

Tope final de carrera

Fuente: el autor

Por ello se ha decidido proveer a la torre de unas barras laterales a baja altura

(como las mostradas en la figura 1.10), que paren los motores en caso de colisión con




algún objeto imprevisto. El principio es básicamente el mismo, interruptores

normalmente cerrados, que al contacto con algún obstáculo se abren y transmiten esta

información digital al PLC; el cual actúa en función de su programación, dejando

además constancia de tal evento, de manera que se pueda averiguar la razón de la parada

y saber cuál es el actuador implicado en cada una de ellas.

Figura 1.10

Barras laterales anticolisión

AUTOMATIZACIÓN DE UNA TORRE DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

CAPÍTULO 2. BASES TECNOLÓGICAS DEL GRANALLADO

EUITN CÁDIZ JUL- 2015 PÁGINA Nº 29

2 BASES TECNOLÓGICAS DEL GRANALLADO

2.1 INTRODUCCIÓN GENERAL AL GRANALLADO

El granallado es una técnica de tratamiento superficial por impacto con el cual se

puede lograr un excelente grado de limpieza y simultáneamente una correcta

terminación superficial. En líneas generales es utilizado para:

• Limpieza de piezas de fundición ferrosas y no ferrosas, piezas forjadas, etc.

• Decapado mecánico de alambres, barras, chapas, etc.

• Shot Peenning (aumenta la resistencia a la fatiga de resortes, elásticos, engranajes,

etc.),

• Limpieza y preparación de superficies donde serán aplicados revestimientos

posteriores (pintura, cauchos, etc.)

En forma general podemos decir que el granallado es el bombardeo de partículas

abrasivas a alta velocidad (65-110 m/seg.) que al impactar con la pieza tratada produce

la remoción de los contaminantes de la superficie.

Hasta la década de los años 30 el granallado se realizaba solamente con picos de

aire comprimido. Aún ahora es el único método que se puede utilizar para ciertos

trabajos como el mantenimiento de estructuras armadas.

El granallado en líneas de producción y en forma automática se hizo posible con

la aparición de la turbina centrífuga de granallado. El sistema de granallado por turbina

centrifuga es mucho más productivo que el de aire comprimido. Además logra una

mayor uniformidad en la preparación superficial.

El tipo de material, el tamaño y forma de las partes y la condición de la

superficie a limpiar, más la especificación que define la terminación superficial, tienen

influencia directa sobre la selección del sistema de granallado, del abrasivo, y la

definición del procedimiento. Hay casos en que pueden ser necesarios otros métodos de

limpieza antes y después del granallado, para lograr mejores resultados en los

revestimientos.




Los sistemas de granallado pueden dividirse en 6 subsistemas básicos:

1 - Sistema de aceleración de la granalla.

2 - Sistema de circulación y limpieza de la granalla.

3 - Sistema colector de polvos.

4 - Cabina.

5- Sistema de movimiento o sostén de las piezas a granallar.

6 - Controles e instrumentación.

2.1 SISTEMAS DE ACELERACIÓN DEL ABRASIVO

Existen dos formas de acelerar la granalla:

Granallado por aire comprimido

Granallado por turbina centrifuga

2.1.1 GRANALLADO POR AIRE COMPRIMIDO

Este sistema es de muy bajo rendimiento, por lo cual es más adecuado para

trabajos pequeños donde no son necesarios caudales altos. Es un sistema flexible, pues

el transporte de la granalla puede realizarse en dirección horizontal y mediante cañerías

de goma. Estas características le permiten ser utilizados en la preparación de superficies

de estructuras armadas reemplazando a las herramientas manuales.

Para el granallado en líneas de producción, es de muy alto costo comparado con

el sistema de granallado centrifugo. Por ejemplo para arrojar 1100 Kg por minuto se

requiere un compresor de 1650 Hp y 33 operarios con picos de 10 mm de diámetro a 6.5

Kg/cm2. Mientras que para realizar el mismo trabajo con turbinas centrifugas se

necesitan solamente 100 Hp repartidos en 1 o en varias turbinas en una misma máquina,

controlada por 1 o 2 operarios según el diseño de ésta última.

Dentro de este sistema existen dos variantes:




2.1.1.1. Granallado a presión (inyector de granallado)

La tolva de inyección de granalla es el dispositivo de granallado más antiguo.

Consiste en un recipiente abierto, a la salida del cual se ha montado un inyector que

introduce la granalla en la corriente de aire. El flujo de aire comprimido genera un vacio

en la entrada de abrasivo, con cuya ayuda el abrasivo es inyectado en la corriente de

aire.

Debido a que parte de la presión existente debe convertirse en velocidad ya en el

inyector, el rendimiento de estos sistemas es más bajo cuando se usan estos dispositivos.

Dispositivos que se desarrollaron al principio de la historia de la tecnología del

granallado con arena, porque en aquella época no usaban el aire comprimido como

medio de aceleración sino vapor. Por ello estos dispositivos solo se usan cuando son

suficientes poca penetración y bajo rendimiento de granallado.

La diferencia entre los dos sistemas radica en el tipo de construcción de cada

uno.

2.1.1.2 Granallado por inyección con sistema de succión

Se muestra un dibujo en sección de una pistola de un inyector de arena como un

ejemplo de las plantas que trabajan de acuerdo con el sistema de succión. La tobera de

impulsión propiamente dicha está al frente (5). Aquí el abrasivo circula a una velocidad

máxima de 65 m/s.

Todos los modelos diferentes de este tipo de construcción requieren, sin

embargo, una segunda tobera adicional para la inyección(4), que está instalada en la

parte interior de la carcasa o cuerpo de la pistola (1) y utiliza aire comprimido (2) para

generar el vacio necesario dentro de la pistola de granallado con arena. Este vacío hace

que el abrasivo sea absorbido de la línea de entrada (3) proveniente de la tolva.

El modelo mostrado en la ilustración 2.1 opera según el sistema de succión. La

toma de entrada normalmente hecha de goma, conecta la pistola con el embudo colector

del depósito de granalla.




Figura 2.1. Corte de un inyector de granallado por el sistema de succión

Fuente: KIESS GmbH & Co. KG

El vacío generado por la tobera del inyector causa una corriente de succión que

actúa como un transporte neumático que lleva el material abrasivo desde el embudo

colector hasta la pistola, donde es absorbido por el aire a presión proveniente de la

tobera de inyección a través de la tobera de impulsión.

Así que, una mezcla de aire expandido, aire secundario del aporte neumático y

abrasivo fluye a través de la tobera de impulsión.

Figura 2.2 Palancas de mando para equipos de granallado

Fuente: Clemco Industries Corp.




En general, la mencionada relación de la tobera es de 1 a 4. Esta es la proporción

entre las áreas de los taladros de la tobera de inyección, por un lado, y la tobera de

impulsión propiamente dicha por el otro.

2.1.1.3. Granallado por inyección con sistema por gravedad

La aceleración del abrasivo también se puede llevar a cabo con la aportación por

gravedad por medio de tobera de cabecera que están equipadas con dos toberas y operan

de acuerdo al principio de inyección.

Una parte considerable de la energía suministrada por el aire comprimido se usa

para el transporte neumático y la distribución del abrasivo. Este inconveniente es

solventado en plantas equipadas con una cinta transportadora alimentada por un tanque

en el sistema por gravedad.

Cuando se analizan plantas de chorreado que operan con aire comprimido la

velocidad de impulsión del medio abrasivo, así como el rango de ajuste juegan un

importante papel.

Figura 2.3 Granallado por inyección con sistema de recogida por gravedad

Fuente: Fuente: KIESS GmbH & Co. KG




El valor máximo de la velocidad de impulsión alcanza unos 80 m/s en el sistema

por gravedad. La velocidad de impulsión puede ser mejor regulada en este sistema que

en el de succión. En muchos casos se prioriza al sistema de inyección por gravedad en

las plantas con aire comprimido debido a sus mejores posibilidades de regulación,

comparadas con el sistema de succión. Esto también se aplica al sistema de presión. Un

mejor ajuste es a menudo mas importante en lo que se refiere a plantas para el

tratamiento de acabado de superficies (plantas de acabado y de granallado fino). Así

como para el equipo para el sistema de shot peening.

Además, los dispositivos para el procesamiento de abrasivo (colector en

cascada) pueden montarse fácilmente a la salida de la cinta transportadora en el caso de

la inyección por gravedad; esto además asegura la adecuada accesibilidad.

Se consideran de alto rendimiento aquellos en los que se usan principalmente ya

que operan a alta presión, altas velocidades y con no demasiado aire.

2.1.1.4 Granallado por vacío de aire comprimido y por inyección de

vacío.

Los dispositivos de aire comprimido pueden usarse como dispositivos de

granallado para alcanzar altos rendimientos, y los de inyección pueden usarse para

trabajos más simples de desbastado.

La cabeza de soplado de salida cuya carcasa sella completamente el perímetro de

la superficie de impacto, es un caso típico de este sistema. En general la tobera de

impulsión se encuentra situada en el centro de la cabeza de soplado; esta tobera se

abastece de abrasivo proveniente de una tolva a presión atmosférica con un contenedor

de vacío situado en él, al igual que un colector integrado.

Tras haber impactado en la pieza de trabajo el abrasivo es conducido de vuelta

por el vacío creado en el borde de la cabeza de soplado, y es procesado de nuevo.

La corriente de aire de vacío para el transporte de vuelta del abrasivo también se

puede generar por medios de vacío independientes. Esto se aplica principalmente en las

grandes plantas donde trabajan varias unidades de granallado con ese sistema al mismo

tiempo.




Es, sin embargo, posible conectar más unidades de granallado entre unidades de

granallado y medios de vacío de acuerdo con las respectivas distancias. El vacío

necesario está entre 0,2 y 0,5 bares.

Tales sistemas se pueden usar para cualquier abrasivo reciclable, por ejemplo,

granalla y granulado de acero colado, corindón de hornos eléctricos o partículas de

cristal, así como para abrasivos no reutilizables.

Figura 2.4 Principio de funcionamiento del granallado por vacío de aire comprimido y por

inyección de vacío.


2.1.2 GRANALLADO POR TURBINA CENTRÍFUGA

El granallado por turbina centrífuga es, entre las técnicas actuales de limpieza

superficial, el método más económico y con un medio ambiente no contaminado.

Las turbinas arrojan el abrasivo mediante fuerza centrífuga en dirección,

velocidad y cantidad determinada. El funcionamiento de las turbinas es similar al de un

ventilador o una bomba centrífuga. Las máquinas granalladoras pueden utilizar

múltiples turbinas posicionadas de modo que el abrasivo llegue a toda la superficie de

las piezas a granallar. El número de turbinas montadas en una máquina queda




determinado por la forma y tamaño de las piezas a limpiar. Usualmente la potencia de

granallado instalada es la necesaria para lograr la terminación superficial deseada, en

una sola pasada y con una velocidad adecuada.

2.2 SISTEMA DE CIRCULACIÓN Y LIMPIEZA DEL ABRASIVO

Esta es la parte del equipo que se encarga de recircular y limpiar la granalla para

lograr un funcionamiento continuo.

En los equipos de granallado convencionales después de chocar la granalla

contra la pieza, el abrasivo cae en una tolva de recolección debajo de la máquina y es

llevada por gravedad o por un sin fin a un elevador de cangilones. El elevador lleva el

abrasivo, cascarillas, óxidos y otros contaminantes a un separador por flujo de aire

ubicado en la parte superior de la máquina.

Una combinación de zarandas y chapas deflectoras, y el flujo de aire a través de

la cortina de granalla, separan las partículas contaminantes, polvos y partículas de

abrasivo pequeñas que dejan de ser efectivas en el granallado. El abrasivo limpio cae en

una tolva superior desde donde es alimentado por gravedad a la turbina.

Los sistemas de granallado ECO por tener las turbinas ubicadas en la parte

inferior del gabinete no necesitan elevadores de cangilones y tolvas de limpieza de

granalla. La granalla después de chocar contra la pieza cae por gravedad a la tolva de

granalla de la turbina atravesando antes un flujo de aire que extrae el polvo y la granalla

fina del circuito.

En los sistemas de granallado por aire a presión en construcción naval, raras

veces se realiza la recirculación. Por dos razones principales, la primera es la extensión

de las superficies a tratar, lo cual hace muy complicado su recogida inmediata, y por

otra las características del abrasivo, que una vez impactado disminuye demasiado su

tamaño y masa como para que sea efectiva su reutilización.

Una vez concluidos los trabajos de granallado y antes de la inundación del dique

se procede a la recogida del abrasivo y a su desechado de acuerdo con la normativa

sobre contaminación, con posible reciclado en otros campos de la industria.




La capacidad de circular y limpiar el abrasivo de cada máquina está de acuerdo

del sistema de proyección de aire comprimido o a la potencia de granallado instalada en

las turbinas. El incorrecto funcionamiento de este sistema afecta seriamente al desgaste

de la máquina, la efectividad del granallado y el consumo de granalla.

Ejemplos de aplicación podrían ser reprocesado o procesos de granallado

menores donde el abrasivo tiene que ser recogido inmediatamente porque el abrasivo y

las partes despedidas del objeto a granallar pueden contener sustancias tóxicas que

deben ser desechadas separadamente.

Figura 2.5 Equipo de granallado por vacío de aire comprimido y por inyección de vacío.


El hecho de que este sistema opere bajo una cubierta cerrada (cabeza de soplado)

reduce sustancialmente el rendimiento. Por ello el abrasivo rebotado de la superficie del

objeto a ser granallada entorpece el flujo de abrasivo que abandona la tobera. Por tanto,

parte de la energía cinética se neutraliza a sí misma. Es también un inconveniente que la

superficie recién granallada no se pueda monitorizar.




En construcción naval se utiliza principalmente el sistema de inyección por

gravedad con velocidades máximas de 80m/s y altos rendimientos, generalmente sin

reutilización ni circuito cerrado de circulación para el abrasivo. Tradicionalmente

estos trabajos se han realizado manualmente por dos razones principales; una la

dificultad de automatización de un sistema de tratamiento de superficies que se

encuentran en desigual estado de corrosión, por lo que o bien quedaran partes

deficientemente granalladas, o bien aplicando el mismo tratamiento a toda la superficie

gastaremos energía inútilmente si aplicamos el grado de acabado máximo a toda la

superficie.

Figura 2.6 Equipo de granallado autónomo con respirador con aire ambiente


En los casos mostrados, el proceso de granallado es de tipo manual. Existe un

problema para automatizar el proceso de granallado que ya se cito en el capitulo

introductorio. Es el que se refiere al carácter puntual del chorro de abrasivo. Si este

inconveniente no pudiese subsanarse, nos veríamos obligados a mover la torre para

granallar una línea de pocos centímetros de ancho. Afortunadamente se ha llegado a una

solución mediante el uso de un dispositivo basado en el principio de acción y reacción.

No se ha tenido acceso a información referente al citado dispositivo, consiste

básicamente en un cilindro con dos diámetros distintos, uno con el necesario para rodear

al tubo de granalla, y otro de mayor diámetro que dispone de una, dos o más toberas

giradas con respecto al ángulo axial del cilindro así como radialmente, lo cual, le

confiere un movimiento giratorio por un lado, y posibilita un mayor diámetro de




actuación sobre una mayor superficie por el otro. Con lo cual se puede rentabilizar el

modo automático en el proceso de granallado.

Figura 2.7 Equipo de granallado manual utilizado en construcción naval


Figura 2.8 Apariencia aproximada de la tobera de granallar giratoria




3. BASES TECNOLÓGICAS DE LA PINTURA AIR-

LESS

3.1 NECESIDAD Y OBJETIVOS DEL PROCESO DE PINTADO.

El proceso de pintado es usado desde antiguo no solo en la industria sino

también a nivel domestico. El método tradicional y más antiguo para pintar ha sido el

que utiliza la brocha como medio distribuidor y homegeneizador de la pintura. Tiene

como ventajas su sencillez y su poder de cubrición, pero en contra están la lentitud, la

irregularidad de terminación y el bajo rendimiento.

Con posterioridad apareció la pintura con rodillo, que conseguía mayores

rendimientos y velocidades de pintado, y más regularidad en el acabado.

El método que más usado ha sido durante mucho tiempo el de pintura con

compresor que consigue grandes rendimientos, velocidades, homogeneidad de acabado

y espesor. Existe una variante de este método que sirve para pintar varillas, barrotes y

piezas con gran entramado. Se trata de la pintura electrostática, método en el cual la

pieza se une al negativo de un generador de corriente, y la pistola al positivo. Con ello

la pintura pulverizada es atraída por la carga negativa de la pieza rodeándola y

cubriendo toda su superficie. Con ello el rendimiento es máximo en este tipo de piezas,

ya que pintura que en circunstancias normales saldría expelida en línea recta tras la

pieza, cambia su trayectoria e impregna la misma, consiguiendo con ello aprovechar

muchísimo más la pintura, y llegando a sitios de «sombra» para la pintura con

compresor tradicional.

Sin embargo, el método más usado en construcción naval y en muchas otras

industrias para el pintado de grandes superficies es el llamado ―air-less‖ pintura a

presión sin aire. En él se le imprime presión a la pintura directamente sin auxilio ni

adición de aire, por medio de un motor neumático que utiliza un pistón alternativo, que

actúa directamente sobre la pintura. Esta es extraída directamente del propio bidón en

que se vende la pintura o de un recipiente de mayor capacidad si se quiere.

Este sistema ofrece como ventajas un alto rendimiento, mayor poder de

cubrición que el sistema con aire, mayores espesores en una sola mano, secado más




rápido y práctica inexistencia de proyecciones o salpicaduras de pintura. Con lo cual

esta se aprovecha más y se manchan menos las proximidades de la superficie a pintar,

así como las áreas por debajo de aquella en la que trabajamos.

El objetivo de aplicar un recubrimiento es proporcionar una película de

protección y/o decoración para la superficie que se pinta. En otros casos la finalidad

buscada es la señalización del uso de una determinada zona o componente, como en el

caso de señalización de tuberías para distintos fluidos o de zonas de transito de

maquinaria peligrosa. En ocasiones la finalidad es exactamente la contraria; se persigue

no la señalización, sino el camuflaje o mimetismo con el medio circundante; caso de

barcos o aviones de guerra, por ejemplo. El éxito de toda aplicación de pintura depende

de varios parámetros, entre los que figuran los siguientes:

• Preparación de la superficie

• Espesor de la película aplicada

• Métodos de aplicación

• Condiciones durante la aplicación

Estos parámetros se explican a continuación

3.2 PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE

Hay que recalcar la importancia que tiene la preparación de la superficie para el

éxito de un sistema de pintado. Una superficie demasiado lisa en su terminación, o con

capas viejas de pinturas, grasa, polvo, óxido o materia viva nos llevaran a una mala

adherencia. Por tanto, es necesaria la limpieza previa de la superficie para retirar todos

estos elementos indeseables. Y con el granallado previo debemos conseguir una

superficie con las suficientes ―irregularidades‖ o porosidad que permita una buena

adherencia de la pintura. Una superficie demasiado lisa y brillante dificulta esta

adherencia.




3.3 ESPESOR DE LA PELÍCULA

Para el éxito de todo sistema de recubrimiento es esencial que se aplique una

película del espesor adecuado. Una aplicación insuficiente dará lugar, en general, a un

fallo prematuro, por razones obvias. Sin embargo, el viejo dicho de "cuanto más pintura,

mejor", puede resultar igualmente peligroso. Una sobreaplicación exagerada de

recubrimientos modernos de alta tecnología puede provocar que el disolvente quede

atrapado, con la consiguiente pérdida de adherencia, o que se dividan las capas de

imprimación. En la mayoría de los recubrimientos, los límites aceptables de espesor de

película seca permiten una variación razonable en la práctica, si bien durante la

aplicación debe mantenerse siempre como objetivo el espesor de película especificado.

El espesor de película seca real recomendado para una superficie determinada

dependerá del tipo de sistema de recubrimiento que se utilice y de la naturaleza de la

superficie. En las hojas de datos de productos se recomiendan los espesores de película

seca para los productos individuales.

3.4 MEDICIÓN DEL ESPESOR DE LA PELÍCULA SECA

Si un recubrimiento se aplica a un substrato de acero previamente limpiado por

chorreo con abrasivo, grava o granalla, la medición de su espesor de película seca es

más complicada que si el recubrimiento se aplica a un substrato de acero liso.

Los resultados de la medición son afectados por el perfil de las superficies

sometidas a chorreo abrasivo que cambia de punto a punto y por la construcción del

equipo de medida (por ej. tamaño de la sonda) y el espesor de la película seca a medir.

Se recomienda que todos los instrumentos de medida sean calibrados sobre acero liso de

acuerdo con la norma ISO 2808, Método 6.

Cuando se aplican películas finas, deberá considerarse atentamente el perfil de la

superficie ya que parte del recubrimiento se utilizará para rellenar el perfil. Para las

imprimaciones de chorreo y los recubrimientos de menos de 25 micras, la medición

sobre las superficies sometidas a chorreo no es significativa.




3.5 MÉTODOS DE APLICACIÓN

Los métodos aceptados para aplicar los recubrimientos protectores descritos en

este capítulo son mediante: brocha, rodillo, pistola (de aire) convencional, pistola (de

recipiente de presión) convencional y pistola sin aire. A continuación, se explican las

ventajas e inconvenientes de cada método.

3.5.1 APLICACIÓN CON BROCHA

La aplicación con brocha deberá llevarse siempre a cabo con brochas sintéticas o

de fibra natural de calidad superior y del tamaño apropiado, que sean compatibles con el

producto que se va a aplicar. Sin embargo, esta técnica de aplicación es relativamente

lenta, pero se utiliza generalmente para cubrir áreas pequeñas con pinturas decorativas y

para imprimaciones tolerantes a la superficie, en las que se requiere una buena

penetración de los substratos de acero oxidados. Es particularmente adecuada para la

aplicación de capas de franjas y para cubrir áreas complejas en las que los métodos de

pistola conducirían a pérdidas considerables debido a un rociado excesivo y otros

problemas asociados con la pulverización en seco.

No obstante, la mayoría de los recubrimientos de gran espesor están diseñados

para aplicarse con pistola sin aire, no lográndose normalmente grandes espesores de

película mediante la aplicación con brocha. En general, habría que aplicar el doble de

capas con brocha para obtener un espesor equivalente al logrado cuando se aplica con

una pistola sin aire.

La aplicación con brocha requiere un gran cuidado cuando se aplican

recubrimientos no convertibles, uno sobre otro, por ejemplo, caucho clorado sobre

caucho clorado, o vinilo sobre vinilo. En estos casos, los disolventes de la capa húmeda

disuelven de nuevo rápidamente la capa seca anterior. Incluso con los brochazos muy

suaves, dados normalmente a las capas finales, se levantará la capa previa y dará como

resultado un acabado muy deficiente. En estas circunstancias, se deben aplicar

brochazos ligeros y uniformes que cubran un área determinada con una o dos pasadas de

la brocha, sin que las cerdas invadan la capa anterior.




3.5.2 APLICACIÓN CON RODILLO

En superficies grandes y uniformes, la aplicación con rodillo es más rápida que

con brocha y se puede utilizar para la aplicación de la mayoría de las pinturas

decorativas.

Sin embargo, el control de espesor de la película no se consigue con facilidad.

Como en el caso de la brocha, generalmente no se obtendrá un gran espesor de capa.

Debe procurarse elegir un rodillo con la longitud de pelo adecuada, dependiendo del

tipo de pintura y del grado de rugosidad de la superficie.

Típicamente, deberán utilizarse rodillos de núcleo fenólico, que cuenten con una

cubierta lisa con pelo de longitud media. Deberá prelavarse la cubierta del rodillo para

eliminar todas las fibras sueltas, antes de usarlo.

3.5.3 PISTOLA DE AIRE (CONVENCIONAL)

Se trata de un método rápido de aplicación de pintura de gran aceptación, en el

cual la pintura se pulveriza mediante una corriente de aire a baja presión. El equipo de

pistola de aire "convencional" es relativamente sencillo y económico, pero es esencial

utilizar la combinación correcta de volumen de aire, presión del aire y flujo de líquido,

para lograr una buena atomización y una capa de pintura exenta de defectos.

Si la aplicación mediante pistola convencional no se controla correctamente, se

pueden producir grandes pérdidas de pintura por sobre-pulverización y rebote en la

superficie, además de otros problemas como escaso flujo, chorreones y picaduras. El

principal inconveniente de la pintura con pistola convencional es que no se pueden

aplicar en general recubrimientos de gran espesor, ya que la mayoría de las pinturas se

deben diluir hasta alcanzar una viscosidad que permita una atomización satisfactoria,

con lo cual se pierden sus propiedades de espesor.




Figura 3.1 Pintura con compresor de aire

Fuente: “Pintar con pistola neumática” Leroy Merlin

3.5.3.1 Pistola de aire (recipiente de presión)

Los depósitos de alimentación a presión o "recipientes de presión" se utilizan

generalmente en combinación con las pistolas (convencionales) de corriente de aire a

baja presión, para proporcionar un medio de aplicación de la pintura a una presión

regulada desde un depósito, a través de una manguera de fluido a una pistola de

pulverización. Varias empresas fabrican equipos adecuados (por ej. DeVilbiss, Binks)

que funcionan de la manera siguiente:

Un trozo de manguera de aire se conecta desde el suministro de aire comprimido

a un regulador de presión del aire situado en la tapa del depósito. Cierta cantidad de aire

pasa a través del regulador a una presión ajustada al interior del depósito, pero la mayor

parte del aire atraviesa el regulador y llega a la pistola de pulverización a través de otro

trozo de manguera de aire que atomiza la pintura a medida que se pulveriza. El aire que

ha entrado en el depósito expulsa la pintura desde éste a la pistola a través de un trozo

de manguera de fluido. Para evitar que se deposite la pintura en el depósito se utiliza un

agitador de accionamiento manual o un motor de aire comprimido.

La pistola de aire (de recipiente a presión) está recomendada cuando es

necesario aplicar grandes cantidades de pintura, mientras que su uso, en lugar de una

copa de alimentación por aspiración o gravedad unida a la pistola, reduce

significativamente el tiempo perdido en recargar constantemente y también permite




girar la pistola en cualquier ángulo para recubrir los objetos eficazmente sin derramar la

pintura. Se pueden utilizar depósitos de alimentación a presión con capacidad de hasta

20 litros para una mayor libertad de movimiento en el lugar de trabajo.

3.5.4 PISTOLA AIRLESS

A diferencia de la pistola de aire, en la formación de la atomización no se

mezcla el aire con la pintura, de donde le viene el nombre de pistola sin aire. La

pulverización se consigue obligando a la pintura a pasar por difusores o boquillas

especialmente diseñadas, mediante presión hidráulica. La presión hidráulica necesaria

suele generarse en una bomba accionada por aire con una elevada relación presión de

fluido/presión de aire de entrada. Hay bombas disponibles con relaciones comprendidas

entre 20:1 y 60:1, siendo el valor más corriente de 45:1.

Las principales ventajas de la pistola 'airless' son:

1. Se pueden aplicar recubrimientos de gran espesor sin tener que diluir la pintura.

2. Es posible una aplicación muy rápida, lo que supone una ventaja económica.

3. En comparación con la pistola convencional, se reduce la sobrepulverización y el

rebote, lo cual se traduce en una pérdida menor de material y una reducción de los

peligros de polvo y vapores.

Figura 3.2 Circuito de pintura sistema airless

Fuente: Manual de Rociadores “airless” Graco




Las boquillas, por las que tiene que pasar la pintura para conseguir la

pulverización, son de carburo de tungsteno y son piezas de alta precisión. El abanico de

pintura atomizada se produce por una ranura abierta en la cara del orificio. Hay

disponibles varios tamaños de orificio, con distintos ángulos de ranura. La elección de

la boquilla depende de la presión de fluido necesaria para la pulverización, junto con el

tamaño de orificio necesario para conseguir la tasa de salida de fluido correcta. La tasa

de salida del fluido controla el espesor de película aplicado.

Con diferentes ángulos de ranura se producen abanicos de distinta anchura. La

selección de una anchura de abanico determinada depende de la forma y tamaño de la

estructura que se va a pintar. La elección de anchura de abanico está también

relacionada con el tamaño del orificio; para el mismo tamaño de orificio, la pintura

aplicada por unidad de superficie será menor cuanto más ancho sea el abanico de

pulverización.

Figura 3.3 Componentes principales pistola airless

Fuente: Manual rociadores “airless” Airlessco

Las pistolas sin aire funcionan normalmente a presiones de fluido de hasta 352

kg/cm2 y deberán utilizarse siempre de acuerdo con las instrucciones de funcionamiento

y las precauciones de seguridad del fabricante. En general, las boquillas con un tamaño

de orificio de 0,23-0,33 mm (9-12 milésimas de pulgada) son adecuadas para aplicar

recubrimientos de 50 micras (2 milésimas de pulgada) aproximadamente de espesor de

la película húmeda. Los tamaños de boquilla comprendidos entre 0,33 y 0,48 mm (13-

19 milésimas de pulgada) son adecuados para películas húmedas de 100-200 micras (4-




8 milésimas de pulgada) y 0,48-0,79 mm (19-31 milésimas de pulgada) para 200 micras

(8 milésimas de pulgada) en adelante. Los recubrimientos de gran resistencia que se

aplican a espesores de película muy gruesos podrían necesitar boquillas con orificios de

hasta 1,02-1,52 mm (40-60 milésimas de pulgada).

Existen varios diseños de boquillas disponibles, cuya elección depende del

acabado requerido, la facilidad de aplicación y la facilidad de limpieza de los bloqueos

que se producen en las mismas.

Figura 3. 4 Equipo de pintura sin aire.

Figura 3.4b Leyenda equipo de pintura sin aire.

Fuente: Manual de Rociadores “airless” Graco




En algunos productos, el efecto decorativo conseguido con la pistola sin aire no

es tan bueno como el que se consigue con la pistola convencional. Sin embargo, la

aplicación con pistola sin aire se acepta ampliamente en la actualidad como un método

conveniente de aplicación de recubrimientos protectores de alto rendimiento.

3.5.4.1 Condiciones durante la aplicación

Cuando se aplican recubrimientos protectores, los factores más importantes que

se deben considerar son el estado del substrato, la temperatura superficial y las

condiciones atmosféricas durante la aplicación de la pintura.

La aplicación de la pintura sólo debe llevarse a cabo cuando las condiciones

atmosféricas son buenas y el tiempo moderado, por lo que no se debe pintar:

• Cuando la temperatura del aire está por debajo del límite de endurecimiento o

secado inferior del recubrimiento,

• Durante condiciones de niebla o bruma o cuando la lluvia o nieve son

inminentes,

• Cuando la superficie que se va a pintar está húmeda con condensación o cuando

puede producirse condensación durante el periodo de secado inicial de la pintura.

Las temperaturas del acero bajan durante la noche y suben durante el día, pero

hay siempre un movimiento retardado de la temperatura del acero con respecto a las

condiciones atmosféricas, con lo cual es posible que ocurra condensación sobre la

superficie del acero. La condensación ocurrirá si la temperatura del acero está por

debajo del punto de rocío de la atmósfera.

3.5.4.2 Condiciones límite

El mal tiempo es un problema familiar para los que utilizan recubrimientos

protectores. La humedad relativa en sí raramente crea un problema. La mayoría de las

pinturas toleran humedades elevadas, pero no se debe permitir que la humedad dé lugar

a condensación sobre la superficie que se va a pintar. A fin de determinar si una

superficie está húmeda, deberá medirse la temperatura del acero por medio de un

termómetro de temperatura superficial y calcularse el punto de rocío después de medir




la humedad con un higrómetro. La aplicación de la pintura no debe llevarse a cabo

cuando la temperatura del acero es menor de 3°C por encima del punto de rocío.

No aplicar la pintura cuando las superficies están afectadas por la lluvia o el

hielo.

Algunas pinturas de dos componentes (por ejemplo ciertos recubrimientos

epoxídicos de dos componentes tradicionales) no se deben aplicar a bajas temperaturas

ya que el endurecimiento tardaría más en producirse.

3.5.4.3 Condiciones extremas

En general, las condiciones extremas se refieren a temperaturas ambiente por

debajo de 5°C o por encima de 40°C. Por debajo de 5°C, el endurecimiento de los

recubrimientos, como son los epoxídicos de dos componentes tradicionales, se retrasa

dramáticamente y para algunas pinturas se interrumpe del todo. Otros recubrimientos

protectores no resultan tan afectados.

Los cauchos clorados y vinilos son bastante adecuados para utilizarse a

temperaturas por debajo de 0°C, siempre que la superficie esté limpia y exenta de hielo

o escarcha.

En el otro extremo de 40°C en adelante, el secado y endurecimiento de las

pinturas son bastante rápidos, por lo que deberá tenerse cuidado para evitar la

pulverización en seco. Esto se debe a la pérdida demasiado rápida de disolvente de las

gotas de pintura entre la boquilla de pulverización y la superficie. Se puede evitar de la

forma siguiente:

manteniendo la pistola a una distancia adecuada mínima de la superficie de

trabajo, pulverizando constantemente a 90° con respecto a la superficie que se

está pintando.

añadiendo diluyentes, si fuese necesario, hasta un máximo del 5% por volumen.

En condiciones de alta temperatura, deben adoptarse técnicas para impedir la

aparición de defectos como oquedades, picaduras, burbujas y una cobertura deficiente

debida a la evaporación excesivamente rápida del disolvente. Sin embargo, siempre que




se mantengan buenas normas de trabajo, es posible normalmente aplicar

satisfactoriamente la mayoría de los productos sobre substratos de acero hasta una

temperatura máxima de 65°C.

3.5.4.4 Precauciones de seguridad

Debe leerse siempre cuidadosamente y seguir totalmente los procedimientos de

seguridad e instrucciones recomendadas por el fabricante de los equipos de preparación

de superficie y de pintado, información escrita, así como las normas de seguridad en

vigor en los lugares de aplicación. Leer siempre atentamente y seguir los

procedimientos de seguridad e instrucciones recomendadas por el fabricante de pintura.

Estos procedimientos son recomendaciones que alertan sobre la importancia de

determinadas reglas e instrucciones a cerca de los productos, no pretendiendo ser avisos

o consejos específicos.

Figura 3.5 Sistema air-less neumático intensive

Fuente: Kremlin Rexson


CAPÍTULO 3. BASES TECNOLÓGICAS DE LA PINTURA AIR-LESS


Figura 3.6 Leyenda sistema air-less neumático


Figura 3.7 Sistema air-less neumático flowmax



CAPÍTULO 4.JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN DEL MOTOR Y EL SERVOVARIADOR

EUITN. CÁDIZ JUL-2015 PÁGINA Nº 55

4. JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN DEL MOTOR ASÍ

COMO DEL SERVOVARIADOR

4.1 INTRODUCCIÓN

Como ya se dijo al principio de esta memoria técnica el sistema motriz

actualmente instalado en la torre de tratamientos superficiales consta de tres motores de

inducción trifásicos (dos para el avance y el otro para elevación). Sin embargo nos ha

parecido interesante cambiar esta disposición por una que sustituya a estos por

servomotores. Las razones son varias, además de las características intrínsecas a este

último tipo de motor, como son: su escasísima inercia, su rapidez de arranque y

aceleración, así como también la de parada y deceleración; existe otra razón relativa al

software de programación. Y esta es que para este tipo de motores, que se pueden

controlar mediante un servovariador Lexium 05, existen instrucciones MFB que

agilizan y simplifican muchísimo su programación. Evitando por ejemplo, tener que

definir una rutina para el control de posición o PID, que ya vienen implementadas en el

software Unity Pro.

Son dignas de mención también y determinantes para la selección de este tipo de

motor su gran densidad de potencia y su alto capacidad de sobrecarga

El programa Power Suite es utilizable tanto para variadores para motores de

inducción, como para como en este caso, servomotores y servo-variadores.

En el capítulo 5, relativo a los cálculos mecánicos y eléctricos para la elección

del motor se ofrecen las prestaciones en cuanto a potencia y par que el sistema exigirá

de los motores. Estos requerimientos son independientes del tipo de motor elegido. Así

que los resultados obtenidos se pueden extrapolar tanto a motores de inducción

trifásicos como a servomotores, sin más correcciones que aquellas encaminadas a

escoger el motor existente en el mercado con las mismas o mejores características que

las requeridas. Y que no serán las mismas dependiendo del tipo de motor. En el capítulo

5 se abordaran los cálculos necesarios para definir las prestaciones de los motores, y en

el 6 el método de configuración de los servovariadores Lexium 05 mediante la

herramienta informática Power Suite de Schneider Electric. A lo largo de este proyecto




nos referiremos indistintamente a este fabricante como Schneider Electric,

Telemecanique o Merling Gering .

Atendiendo a la citada capacidad de sobrecarga, los motores de tipo Lexium

pueden ser más ligeros y menos voluminosos. Por ello se comparan las potencias

necesarias en caso de motores de inducción, comparados con los nuestros.

4.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS SERVODRIVES

LEXIUM

4.2.1 TENSIONES DE ALIMENTACIÓN Y POTENCIAS DE LOS

SERVOVARIADORES LEXIUM.

La gama de los servovariadores Lexium 05 asociados a los servomotores BSH

constituye una combinación compacta y dinámica para las máquinas, en un amplio

rango de potencias y de tensiones de alimentación:

Servovriador Lexium 05:

100…120 V monofásico, de 0,4 a 1,4 Kw.

200…240 V monofásico, de 0,75 a 2,5 Kw.

200…240 V trifásico, de 0,75 a 3,2 Kw.

380…480 V trifásico, de 1,4 a 6 Kw.

Servomotor BSH:

Par nominal: de 0,42 a 84,34 Nm.

Velocidad nominal: de 250 a 8.000 min-1.

La oferta Lexium 05 integra funciones y componentes normalmente externos,

que permiten conservar unas dimensiones particularmente reducidas y facilitan la

integración del servovariador en los armarios de control o en las máquinas.




4.2.2 COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA CEM

La incorporación de los filtros CEM clase A ―conducido y radiado‖ en los

servovariadores LXM 05ppppF1, LXM 05ppppM2 y LXM 05ppppN4 facilita la

instalación y la conformidad de las máquinas para el marcado e de un modo muy

económico.

Los servovariadores LXM 05ppppM3X están disponibles sin filtros CEM. El

usuario puede instalar filtros opcionales, si se requiere la conformidad con las normas

CEM.

4.2.3 SEGURIDAD

El servovariador Lexium 05 se inserta en la cadena de seguridad de las

instalaciones. Integra la función de seguridad ―Power Removal‖ que prohíbe el arranque

intempestivo del motor.

Esta función cumple con la norma sobre máquinas EN 954-1 categoría 3, con la

norma sobre instalaciones eléctricas IEC-EN 61508 SIL2 y con el proyecto de norma de

accionamiento de potencia IEC-EN 61800-5-2.

4.2.4 FRENADO

Los servovariador Lexium 05 integran de serie una resistencia que evita la

utilización de una resistencia de frenado externa en la mayoría de las aplicaciones.

Gracias a su nueva tecnología de bobinado basada en polos salientes, los servomotores

BSH son compactos y tienen una densidad de potencia elevada.

La baja inercia del rotor y el reducido efecto de las ranuras permiten cumplir las

exigencias de precisión y dinámica. Dicha dinámica se ve reforzada por el tiempo de

muestreo rápido de los bucles de regulación del servovariador Lexium 05:

62,5 μs para el bucle de corriente.

250 μs para el bucle de velocidad.




4.2.5 CONTROL DE MOVIMIENTO LEXIUM 05

El servovariador Lexium 05 puede controlar los motores BSH según un gran

número de modos de control:

Modo punto a punto: desplazamientos relativos y absolutos.

Modo reductor electrónico.

Regulación de velocidad con control de posición.

Regulación de velocidad instantánea.

Regulación de corriente.

Desplazamiento manual para una instalación fácil.

Además dispone de tres interfaces de control:

Interface para red de comunicación Canopen, Modbus o Profibus DP.

Dos entradas de consignas analógicas ± 10 V para dar la referencia de velocidad

o de corriente y para limitarlas.

Una entrada de encoder incremental RS422 (A/B) o paso/dirección. Esta entrada

también se puede configurar en salida para simular un encoder (ESIM).

Estos interfaces se completan con entradas y salidas lógicas que se pueden

utilizar en ―source‖ (lógica positiva) o en ―sink‖ (lógica negativa) para adaptarse a

las salidas de los controladores disponibles en el mercado.

4.2.6 INTEGRACIÓN

El elevado nivel de integración, las dimensiones reducidas, la posibilidad de

montaje lado a lado y la capacidad de funcionar a temperaturas ambientes de 50 °C sin

desclasificación, permiten reducir el tamaño de los armarios.

Los servovariadores de baja potencia se pueden montar en carril DIN para

instalarlos en los cofrets junto con diferenciales, magnetotemicos, contactores y demás

elementos de protección y control.




4.2.7 CABLEADO

Las bornas de resorte permiten ahorrar tiempo y evitan tener que comprobar

periódicamente los pares de apriete.

4.2.8 PUESTA EN MARCHA

Gracias al encoder SinCos Hiperface de los motores BSH, Lexium 05 recibe

automáticamente los datos del motor. No es necesario ajustar manualmente los

parámetros del motor. El menú ―Simply Start‖, disponible con el software de

programación Power Suite, garantiza en tan sólo unos segundos el funcionamiento de la

instalación.

El autoajuste de Lexium 05 y su nuevo algoritmo definen automáticamente las

ganancias óptimas de los bucles de regulación en función de la mecánica y para

diferentes tipos de movimiento, incluidos los verticales. Con su función de osciloscopio,

el software de programación PowerSuite permite ver las magnitudes eléctricas y

mecánicas del eje. La transformación en serie de Fourier (FFT) permite analizar

precisamente las señales de la máquina.

4.2.9 HERRAMIENTA DE DIALOGO

4.2.9.1 Terminal de 7 segmentos integrado

El servovariador Lexium 05 se suministra con un terminal de 7 segmentos

integrado que permite programar el servovariador, visualizar los fallos y supervisar.

Permite asimismo controlar el servovariador en funcionamiento manual.

4.2.9.2 Terminal LCD remoto

Se puede disponer de manera opcional de estos terminales, pensados para

montar en una puerta de armario de forma que se pueda acceder siempre a las funciones




de supervisión y ajuste, así como al funcionamiento manual. Su grado de protección

IP65 permite utilizarlo en entornos difíciles.

4.2.9.3 Powersuite

El software de programación PowerSuite permite realizar la configuración, el

ajuste y la puesta a punto del eje Lexium 05, así como del conjunto de los demás

variadores de velocidad y arrancadores Telemecanique. Puede utilizarse en conexión

directa o por medio de una conexión inalámbrica Bluetooth.

4.2.10 VISTA GENERAL DE LAS FUNCIONES DEL

SERVOVARIADOR LEXIUM 05

4.2.10.1 Control de movimiento

El servovariador Lexium 05 dispone de un gran número de funciones que

permiten utilizarlo en numerosas aplicaciones industriales.

Dispone de dos familias de funciones que son las siguientes:

Las funciones de ajuste tradicionales, por ejemplo:

Toma de origen.

Desplazamiento manual.

Autoajuste de la asociación servovariador-motor.

Modos de explotación:

De posicionamiento:

Modo punto a punto.

Modo reductor electrónico.

De velocidad:

Regulación de velocidad con control de posición.

Regulación de velocidad instantánea.

De corriente:




Regulación de corriente

Hay disponibles dos modos de funcionamiento:

Modo local

Modo bus de campo

4.2.10.1.1 Funciones de ajuste

Antes de realizar un desplazamiento absoluto en modo punto a punto, es

necesario proceder a una toma de origen.

La toma de origen consiste en asignar una posición del eje a una posición

mecánica conocida. Esta posición pasa a ser la posición de referencia para todos los

movimientos posteriores del eje. La toma de origen se realiza bien mediante escritura

inmediata del registro de posición real, bien mediante movimientos hasta un captador de

referencia.

4.2.10.1.1.1 Toma de origen con búsqueda de captadores

Existen cuatro tipos de toma de origen con movimiento hacia los captadores:

Toma de origen en contacto de final de recorrido –, ―LIMN‖.

Toma de origen en contacto de final de recorrido +, ―LIMP‖.

Toma de origen en contacto de referencia ―REF‖ con un primer desplazamiento

en el sentido de rotación negativo.

Toma de origen en contacto de referencia ―REF‖ con un primer desplazamiento

en el sentido de rotación positivo.

Estos desplazamientos de toma de origen se pueden ejecutar con o sin tener en

cuenta el impulso de paso por cero de referencia del encoder del servomotor.

Modo de funcionamiento de toma de origen: ejemplo con contacto de final de

carrera (LIMN) y distancia recorrida HMdis, una vez fuera de la acción del captador.




Figura 4.1 Modo de funcionamiento con toma de origen con captadores

Fuente: Catálogo Lexium 05

4.2.10.1.1.2 Toma de origen inmediata

La toma de origen inmediata consiste en fijar la posición del motor actual, como

punto de referencia nuevo al que se refieren los datos de posicionamiento siguientes.

Figura 4.2 Modo de funcionamiento con toma de origen inmediata.





Parámetros de toma de origen

Los parámetros de toma de origen se transmiten a través del bus de campo o

mediante el software PowerSuite.

1. Desplazamiento a velocidad de búsqueda HMn.

2. Desplazamiento a velocidad de salida HMn_out.

3. Liberación a distancia HMdis a velocidad de salida HMn_out.

Tras la puesta en tensión, el valor de posición equivale a 0.

1. Arranque hacia el punto de toma de origen; un movimiento relativo de

2.000 incrementos permite posicionar el motor.

2. Toma de origen inmediata al valor 0 por escritura de la posición real en

unidades de usuario.

3. Disparo de una orden de desplazamiento a la posición absoluta de 2.400

incrementos; la posición final es de 2.400 incrementos (4.400 incrementos

si la toma de origen inmediata no se hubiera realizado).

4.2.10.1.1.3 Desplazamiento manual

Este modo permite realizar un desplazamiento manual del eje. El movimiento

puede efectuarse en un paso de desplazamiento o de forma continua, a velocidad

constante. Están disponibles dos velocidades de desplazamiento (lenta o rápida).

Diferentes parámetros que permiten configurar el movimiento manual.

Valor de consigna

Los parámetros se transmiten a través del bus de campo, el software PowerSuite

o el interface de usuario del servovariador.




Figura 4.3 Ajuste de la máquina en modo manual (JOG)


En flanco ascendente de un bit de mando ―startMan‖, se realiza una distancia de

desplazamiento (1) a la velocidad baja o alta según la orden en un segundo bit

―speedMan‖.

Si el bit de mando ―startMan‖ se mantienen activo transcurrido un tiempo de

espera ―timeMan‖ (caso 3), el movimiento se reinicia y continúa (4) bajo la supervisión

del operario hasta la vuelta del mando de ―startMan‖ al nivel inactivo.

Un bit ―stateMan‖ refleja el estado ―listo/en rotación‖ del motor en modo de

desplazamiento manual.

4.2.10.1.1.4 Autoajuste de la asociación servovariador-motor

La función de autoajuste (autotuning) integrada en el servovariador permite, tras

la primera configuración, proceder a un ajuste automático de los parámetros de todos los

lazos de regulación. Esta función se activa a través del interface de usuario, el terminal

remoto o el software PowerSuite.




Este procedimiento necesita que el motor se acople a su mecánica por medio de

unos parámetros adicionales que permiten limitar la amplitud y el sentido de los

movimientos realizados durante esta fase de autoajuste.

El software PowerSuite ofrece también pantallas para efectuar estos ajustes de

los parámetros de los lazos de regulación de forma clásica.

4.2.10.1.2 Modos de explotación

4.2.10.1.2.1 Modos de posicionamiento.

4.2.10.1.2.1.1 Modo de posicionamiento punto a punto.

Este modo, también denominado PTP (Point To Point), permite desplazar el eje

de la posición A a la posición B. El desplazamiento puede ser absoluto: consiste en

expresar la posición B con respecto a una posición de origen (el eje debe referenciarse

previamente) o relativa (el movimiento se realiza en tal caso con respecto a la posición

actual A del eje). El desplazamiento se realiza según los parámetros de aceleración,

deceleración y velocidad.

4.2.10.1.2.1.2 Modo reductor electrónico eje eléctrico

Este modo permite establecer una relación maestro-esclavo entre varios Lexium

05 o entre un Lexium 05 y un maestro exterior (codificador externo A/B, señales de

paso/dirección). A esta relación se puede asignar una relación fija o variable. A los

parámetros de relación y sentido de marcha se accede en modo dinámico a través del

bus de campo.

4.2.10.1.3 Funciones de velocidad

4.2.10.1.3.1 Regulación de velocidad con control de posición

En este modo de operación, la consigna de velocidad se aplica según una rampa

de aceleración/deceleración ajustable por parámetros. La consigna de velocidad se

puede modificar durante el movimiento. Asimismo es posible una limitación de

corriente.




El control de posición presente en segundo plano autoriza una sincronización

flexible entre dos ejes controlados en velocidad y permite entrar al vuelo en el modo de

control de posición.

Valor de consigna

El valor de consigna se transmite a través del bus de campo o mediante el

software PowerSuite.

4.2.10.1.3.2 Regulación de velocidad instantánea

Este modo permite utilizar el Lexium 05 con un controlador de movimiento de

salida analógica y responde a cualquier otra necesidad de regulación de velocidad de

alto rendimiento.

Valor de consigna

El valor de consigna se transmite a través de la entrada analógica 1, el bus de

campo o el software PowerSuite. La entrada analógica 2 se puede utilizar para limitar la

corriente o la velocidad.

4.2.10.1.4 Modo de funcionamiento regulación de corriente

La regulación de corriente es necesaria para el control del par motor. Este modo

complementario a los demás modos se emplea en las fases de máquinas en las que el

control de par es fundamental. Como sucede en nuestro proyecto en el caso del

enrollador del cable de alimentación.

Valor de consigna

El valor de consigna se transmite a través de la entrada analógica 1, el bus de

campo o el software PowerSuite. La entrada analógica 2 se puede utilizar para limitar la

corriente o la velocidad. La posición y la velocidad del motor se transmiten al

controlador de movimiento a través de las señales de emulación del encoder (ESIM) del

interface RS422.




4.2.10.1.5 Modos de funcionamiento del servovariador Lexium 05

Puede funcionar en dos modos distintos:

4.2.10.1.5.1 En el modo local

Los parámetros del servovariador se definen a través del interface de usuario, el

terminal remoto o el software PowerSuite. Los movimientos se determinan en tal caso

por las señales analógicas (± 10 V) o por señales de tipo RS422 paso/dirección o señales

A/B). En este modo, el servovariador no gestiona los contactos de final de carrera ni de

toma de origen.

4.2.10.1.5.2 En el modo de bus de campo

Se puede acceder al conjunto de los parámetros del servovariador y los

parámetros asociados a los modos de explotación a través del bus de campo, además del

acceso a través del interface de usuario, el terminal remoto o el software PowerSuite.

En nuestro proyecto los servovariador Lexium 05 trabajaran en el modo bus de

campo Canopen.

4.3 CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS SERVOMOTORES

BSH

4.3.1 INTRODUCCIÓN

Los servomotores BSH ofrecen una excelente respuesta a las necesidades de

dinámica y precisión. Cinco tamaños de bridas y diferentes longitudes permiten contar

con una solución adaptada a la mayoría de las aplicaciones y abarcan una gama de par

de 0,5 a 36 Nm para velocidades que van de 250 a 8.000 min-1.

La nueva tecnología de sus bobinados basada en polos salientes les proporciona

una gran compacidad con respecto a los servomotores clásicos.

Están disponibles con las siguientes variantes:




Grado de protección IP40 o IP65.

Con o sin freno de aparcamiento.

Conectores rectos o acodados.

Codificador SinCos monovuelta o multivuelta.

Extremo de eje liso o con chaveta.

4.3.2 CARACTERÍSTICAS PAR/VELOCIDAD

Los servomotores BSH presentan perfiles de curvas par/velocidad similares a las

que se muestran en el ejemplo con:

1. Par de pico, en función del modelo de servovariador.

2. Par continuo, en función del modelo de servovariador

Figura 4.4 Curva Par/Velocidad


Donde:

6.000 (en min-1) corresponde a la velocidad mecánica máxima del servomotor.

Mmáx. (Nm) representa el valor del par de pico en la parada (o rotor bloqueado).

Mn (en Nm) representa el valor del par continuo en la parada (o rotor bloqueado).




Principio de determinación del tamaño del motor en función de la aplicación

Las curvas par/velocidad permiten determinar el tamaño ideal de un servomotor.

Por ejemplo, para una tensión de alimentación de 115 V monofásica, las curvas útiles

son las curvas 1 y 2.

1. Situar la zona de trabajo de la aplicación en velocidad.

2. Verificar, a partir del cronograma de ciclo del motor, que los pares solicitados

por la aplicación durante las distintas fases del ciclo se sitúan en la superficie

delimitada por la curva 1 en la zona de trabajo.

3. Efectuar los cálculos de la velocidad media nmoy y del par térmico equivalente

Meq

4. El punto definido por nmoy y Meq debe situarse por debajo de la curva 2 en el

área de trabajo.

4.3.3FUNCIONES GENERALES

Los servomotores BSH compuestos por un estator trifásico y un rotor de 6 a 10

polos (según el modelo) con imanes Neodymium Fer Bore (NdFeB) incluyen:

1. Una carcasa de sección protegida con pintura de color negro opaco RAL 9005.

2. Una brida de fijación axial de 4 puntos según la norma DIN 42948.

3. Un extremo de eje normalizado según la norma DIN 42948, liso o con chaveta

(según el modelo).

4. Un conector macho recto estanco para atornillar para la conexión del cable de

potencia (1).

5. Un conector macho recto estanco para atornillar para la conexión del cable del

codificador (1).

6. Una placa de características del fabricante situada en la parte lateral derecha.




Figura 4.5 Servomotor BSH


4.3.4 GRADOS DE PROTECCIÓN

De la carcasa del motor: IP65 según IEC-EN 60529.

Del extremo del eje: IP40 o IP65 según IEC-EN 60529 (1).

Captador integrado: encoder monovuelta o multivuelta de alta resolución SinCos

Hiperface.

Extremo de eje liso o de chaveta de dimensiones normalizadas (según DIN

42948).

4.3.5 FRENO DE APARCAMIENTO (SEGÚN MODELO)

El freno de aparcamiento, integrado según el modelo en el servomotor

BSH, es un freno electromagnético con resortes de presión que bloquea el eje del motor

tras el corte de corriente. En casos de emergencia, por ejemplo, en caso de corte de

corriente o de paro de emergencia, el accionamiento se inmoviliza, lo que aumenta

considerablemente la seguridad. El bloqueo del eje del motor también es necesario




cuando se producen sobrecargas de par por el peso, por ejemplo, en caso de movimiento

de un eje vertical.

No se debe utilizar el freno de aparcamiento como un freno dinámico que

permita la ralentización, ya que podría degradarse rápidamente, al no ser esta la misión

para la que está concebido.

El accionamiento del freno de aparcamiento se realiza a través de un dispositivo

externo, el controlador de freno de aparcamiento HBC (Holding Brake Controller)

VW3 M3 103

Figura 4.6 Controlador freno de aparcamiento


4.3.6 ENCODER INTEGRADO

El servomotor está equipado con un encoder absoluto de alta resolución SinCos

Hiperface monovuelta (128 puntos) o multivuelta (128 puntos_4.096 revoluciones), lo

que garantiza una precisión de posición angular del eje < ± 1,3 minutos de arco.




Este captador permite realizar las siguientes funciones:

Proporcionar la posición angular del rotor para sincronizar los flujos.

Miden la velocidad del motor a través del servovariador Lexium 05 asociado. El

regulador de velocidad del servovariador Lexium utiliza esta información.

Medir la información de posición para el regulador de posición del

servovariador Lexium.

Medir y transmitir de forma incremental la información de posición de un

módulo de control de movimiento (salida de ‹‹encoder simulado›› del

servovariador Lexium 05).

Figura 4.6 Encoder integrado en el servomotor BSH


A lo largo de este capítulo se ha pretendido dar una explicación somera de las

posibilidades de control y de las funcionalidades del servovariador Lexium 05. Se ha

puesto más hincapié en los modos de funcionamiento que se utilizan en este proyecto,

mientras que los otros se han citado, pero se ha omitido entrar en detalles y en graficas o




dibujos que nos harían extendernos demasiado en una información presente en los

tutoriales, guías o en el catálogo de Lexium 05 de donde se ha recopilado esta

información.

Como se ha citado existe la posibilidad de parametrizar todas las funciones de

ajuste por medio del interface de usuario, del software Power Suite o a través del bus de

campo. En este proyecto se contempla esta parametrización a través del bus de campo

CanOpen por medio de los bloques funcionales del Programa Unity Pro X.


CAPÍTULO 5.CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LOS MOTORES


5. CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LOS MOTORES

5.1 PRESTACIONES NECESARIAS PARA LOS MOTORES DE

ELEVACIÓN

La potencia necesaria para la elevación de un ascensor o montacargas depende

de los siguientes factores:

Carga no equilibrada por el contrapeso

Velocidad de régimen

Resistencias pasivas que se oponen al movimiento, tales como: el rozamiento

sobre las guías de la plataforma y contrapeso, resistencia opuesta por la rigidez

de los cables, rozamiento en los ejes de la polea, resistencias en el movimiento

del grupo tractor, etc.

5.1.1 CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LOS MOTORES DE

ELEVACIÓN

𝑁1 =𝑄2 ∗ 𝑣𝑒𝑙𝑒𝑣

𝜂

Donde:

P = potencia en Kilowatios (Kw)

Q2 = carga no equilibrada (KN)

Velev = velocidad de elevación en m/seg

η = rendimiento global (varía de 0,45 a 0,60)

Definiciones.

Qne = carga no equilibrada.




Qt = peso total de la plataforma más la carga

Qp = peso de la plataforma

Qc = peso del contrapeso

Qu = carga útil (peso de personas + peso de maquinaria en plataforma)

Las mencionadas cargas guardan entre si las siguientes relaciones:

𝑄𝑡 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑢

𝑄𝑐 = 𝑄𝑝

2+ 𝑄𝑢

𝑄𝑛𝑒 = 𝑄𝑡 − 𝑄𝑐

De la placa de características de la torre en cuestión obtenemos

Máxima capacidad de elevación………………………………...………..2000 kgs

Personal más herramientas…………………………………………………500 kgs

Equipo de chorreo………………………………………………...………1000 kgs

Equipo de seguridad……………………………………………………....2000 kgs

Velocidad de elevación……………………………………………...... 0-10 m/min

Velocidad de traslación......................................................................0-35 m/min

Presión del viento………………………………………………………...125 N/m2

Velocidad del viento……………………………………….50 kms/h. (13,8 m/seg)

Nº máximo de personas…………………………………………………………..3




𝐐𝐭 = 𝐐𝐩 + 𝐐𝐮 = 2000 + 2000 = 4000 kgs

𝐐𝐜 = 𝐐𝐩

𝟐 + 𝐐𝐮 =

𝟐𝟎𝟎𝟎

𝟐+ 𝟐𝟎𝟎𝟎 = 𝟑𝟎𝟎𝟎 𝐤𝐠𝐬

𝐐𝐧𝐞 = 𝐐𝐭 − 𝐐𝐜 = 4000 - 3000 = 1000 kgs

Esta carga no equilibrada es la que debemos usar en nuestros cálculos:

Peso total a elevar …………..…………………………………..….....Qt = 10 Kn.

Velocidad máxima (10 m/min) ………………………………… Vmax ≈ 0,167 m/s

Rendimiento de la transmisión………………………………….….…..η = 0,5

*Nota:

El bajo rendimiento es debido a que se trata de un sistema con contrapeso y

poleas superiores e inferiores, por tanto, su rendimiento es más próximo al de un

ascensor que al de una grúa por ser mayores los rozamientos. Sin embargo, esta

desventaja se ve compensada por el hecho citado anteriormente de que el motor solo

requiere la potencia necesaria para elevar la carga no contrapesada, en lugar de la carga

total de la plataforma.

5.1.1.1 Potencia necesaria para la elevación a máxima carga y máxima

velocidad

V=10m/min =>0,166 m/seg

𝑁𝑒 =𝑄2 ∗ 𝑣𝑒𝑙𝑒𝑣

𝜂=

10 ∗ 0,167

0,5= 3,34 𝐾𝑤




5.1.1.2 Par debido a la elevación a máxima carga y máxima velocidad

𝑴𝟏 =𝑵𝒆 ∗ 𝟗𝟓𝟓𝟎

𝒏=

𝟑, 𝟑𝟒 ∗ 𝟗𝟓𝟓𝟎

𝟏𝟓𝟎𝟎= 𝟐𝟏, 𝟐𝟔𝑵𝒎

Este es el par resistente máximo que ejercerá el accionamiento sobre el motor. Y

en general no debe ser mayor del 80% del par máximo que este puede dar. De manera

que deberemos escoger un motor que además de cumplir los requisitos de potencia

nominal mayor que la demandada, también tenga un par máximo superior a 21,26/0,8=

26,58 Nm.

5.1.1.3 Corriente nominal

𝑵 = 𝟑 ∗ 𝑽 ∗ 𝑰 ∗ 𝒄𝒐𝒔𝝋 𝑰 =𝑵

𝟑 ∗ 𝑽 ∗ 𝒄𝒐𝒔𝝋=

𝟑𝟑𝟒𝟎

𝟏, 𝟕𝟑 ∗ 𝟒𝟎𝟎 ∗ 𝟎, 𝟖𝟓= 𝟓, 𝟔𝟕𝟖 𝑨

*Nota:

La última versión del reglamento electrotécnico de baja tensión REBT aprobado

mediante el real decreto 842/2002 establece con respecto a la clasificación de las

tensiones en su artículo 4:

2. Las tensiones nominales usualmente utilizadas en las distribuciones de corriente

alterna serán:

a) 230 V entre fases para las redes trifásicas de tres conductores.

b) 230 V entre fase y neutro, y 400 V entre fases, para las redes trifásicas de 4

conductores.

Razón por la cual en nuestros cálculos utilizamos 400 V para circuitos de

potencia, además de ser este el voltaje que contempla el catalogo de motores BSH.




El motor escogido para este proyecto, es el modelo BSH 2051M. Los valores

para las anteriores magnitudes son:

Potencia nominal …………………………… 4,24 Kw > 3,34 Kw

Par nominal ……………………………………27 Nm > 21,26 Nm

Par máximo ………………...........27*2,98=80,46 Nm >> 26,58 Nm

Corriente nominal………………………….….. 9,2 A > 5,7 A

Así que las protecciones habrán de ser calculadas para 9,2 Amperios, o su

equivalente a 26,58 Nm que sería 26,58*9,2/27=9,05. Sin embargo, Schneider Electric

dispone de una tabla de asociación de contactores-variadores, que será la que determine

las protecciones.

La asociación de un motor BSH con un servo drive Lexium 05 limita el par

máximo disponible: como se puede observar en las tabla 5.5 al final de este capítulo, el

par baja hasta 68,3 Nm, lo que también cubre de sobra nuestras necesidades.

Aunque en el catálogo de motores BSH de Schneider Electric existen motores de

menor potencia al seleccionado, nos hemos decantado por sobredimensionarlo debido a

que este ofrece mayor y más constante par nominal. Además trabaja nominalmente a

1500 rpm a 400 V, mientras que los inferiores lo hacen a 3000 rpm, lo que agrandaría,

encarecería y reduciría el rendimiento de la caja reductora.

5.2 PRESTACIONES NECESARIAS PARA LOS MOTORES DE

TRASLACIÓN

5.1.1RESISTENCIA DEBIDA AL DESPLAZAMIENTO DE LAS

MASAS

𝐹1 = (𝑄1 + 𝑄2) ∗ 𝑓




Donde:

Q1 = Carga útil

Q2 = Peso muerto (torre, plataforma, etc.)

f = coeficiente de rozamiento de las ruedas: 7 N/KN**

**Del texto ―Grúas” de Larrodé y Miravete**

En nuestro caso:

𝑭𝟏 = 𝑸𝟏 + 𝑸𝟐 ∗ 𝒇 = 𝟏𝟎 + 𝟑𝟔𝟎 𝑲𝑵 ∗ 𝟕𝑵

𝑲𝑵∗ 𝟏𝟎−𝟑 = 𝟐, 𝟓𝟗𝟎 𝑲𝑵

5.2.2 POTENCIA NECESARIA PARA EL DESPLAZAMIENTO DE

LAS MASAS

V= 35 m/min => 0,583 m/seg.

𝑵𝟏 =𝑭𝟏𝒗

𝜼𝒕=

𝟐, 𝟓𝟗𝟎 ∗ 𝟎, 𝟓𝟖𝟑

𝟎, 𝟖𝟓= 𝟏, 𝟕𝟕𝟔 𝑲𝒘

5.2.3 RESISTENCIA DEBIDA A LA ACCIÓN DEL VIENTO

Presión máxima admisible del viento 125 N/𝑚2 ( de la placa de características

de la torre)

Fuerza total del viento:

𝑭𝒗 = 𝑷𝒗 ∗ 𝑺𝒗 = 𝟏𝟐𝟓𝑵

𝒎𝟐∗ 𝟔𝟐, 𝟓 𝒎𝟐 = 𝟕, 𝟖𝟏𝟐 𝑲𝑵




5.2.4 POTENCIA NECESARIA PARA VENCER LA PRESIÓN DEL

VIENTO

𝑵𝟐 =𝑭𝟐 ∗ 𝑽𝒕𝒓𝒂𝒔

𝜼𝒕=

𝟕, 𝟖𝟏𝟐 ∗ 𝟎, 𝟓𝟖𝟑

𝟎, 𝟖𝟓= 𝟓, 𝟑𝟓𝟖 𝑲𝒘

Pv = Presión máxima del viento (de la placa de características de la torre)

S = Superficie expuesta al viento (de la geometría de la torre).

Vtras = velocidad de traslación en m/min, (de la placa de características

de la torre).

5.2.5 RESISTENCIA DEBIDA A LA ACELERACIÓN DE LAS

MASAS ROTANTES

5.2.5.1 Momento dinámico de inercia

𝒘 =𝒏𝒎 ∗ 𝟐 ∗ 𝝅

𝟔𝟎=

𝟏𝟓𝟎𝟎 ∗ 𝟐 ∗ 𝝅

𝟔𝟎= 𝟏𝟓𝟕, 𝟎𝟕 𝒓𝒂𝒅/𝒔𝒆𝒈

𝑱𝒓 =𝒎 ∗ 𝒗𝟐

𝒘𝟐=

𝟑𝟕𝟎𝟎𝟎 ∗ 𝟎, 𝟓𝟖𝟑𝟐

𝟏𝟓𝟕, 𝟎𝟕𝟐= 𝟎, 𝟓𝟏 𝑲𝒈 𝒎𝟐




5.2.5.2 Par debido a las masas rotantes o par de aceleración

𝑴𝑩 =𝑱𝒓∗𝒘

𝒕𝒂=

𝟎,𝟓𝟏∗ 𝟏𝟓𝟕,𝟎𝟕

𝟐= 𝟒𝟎 𝑵𝒎

5.2.5.3 Potencia debida a la aceleración de las masas rotantes

𝑵𝟑 =𝑴𝑩 ∗ 𝒏𝒎

𝟗𝟓𝟓𝟎=

𝟒𝟎 ∗ 𝟏𝟓𝟎𝟎

𝟗𝟓𝟓𝟎= 𝟔, 𝟐𝟖 𝑲𝒘

5.2.6 RESISTENCIA DEBIDA A LA ACELERACIÓN DE LAS

MASAS LINEALES

V= 35 m/min => 0,583 m/seg

𝑭𝟒 =𝑾𝒕 ∗ 𝒗𝒕𝒓𝒂𝒔

𝒕𝒂=

𝟑𝟕 ∗ 𝟎, 𝟓𝟖𝟑

𝟐= 𝟏𝟎, 𝟕𝟖𝟓 𝑲𝑵

ta = 2 del texto ―Grúas‖ de Larrodé y Miravete

5.2.7 POTENCIA NECESARIA PARA VENCER LA

ACELERACIÓN DE LAS MASAS LINEALES

𝑵𝟒 =𝑭𝟒 ∗ 𝒗𝒕𝒓𝒂𝒔

𝜼𝒕=

𝟏𝟎.𝟕𝟖𝟓 ∗ 𝟎, 𝟓𝟖𝟑

𝟎, 𝟖𝟓= 𝟕, 𝟑𝟗𝟕 𝑲𝒘




5.2.8. PAR RESISTENTE

𝑴𝒘 =𝑵𝟒

𝒘=

𝟕𝟑𝟗𝟕

𝟏𝟓𝟕, 𝟎𝟕= 𝟒𝟕, 𝟎𝟗 𝑵𝒎

5.2.9 SUMATORIO:

Resistencias Potencia del motor

Desplazamiento F1 = 2,59 KN N1 = 1,78 KW

Efecto del viento F2 = 7,812 KN N2 = 5,36 KW

Aceleración de las masas rotantes F3 = N3 = 6,28 KW

Aceleración de las masas lineales F4 = 10,79 KN N4 = 7,4 KW

TOTALES ∑F = 21,19 KN ∑ N= 20,82 KW

La anterior es la máxima potencia demandada por el sistema en las

circunstancias más adversas, las cuales se darán solo en contadas ocasiones y por

periodos de tiempo razonablemente cortos. El caso de la influencia del viento podría

darse por periodos más largos, pero los factores debidos a la aceleración, por ejemplo

tendríamos que tenerlos en cuenta durante los periodos en los que esta se manifiesta, y

que según nuestros cálculos no pasarán nunca de los dos segundos.

5.2.10 POTENCIA MÁXIMA CONTINUA

El término del viento no se introduce a menos que aparezca en las

especificaciones. En Europa existe una normativa que obliga a disponer sistemas de

alarma y emergencia en grúas grandes. En España no existe ninguna norma. Sin

embargo, nosotros tendremos ese factor en cuenta.

Así que, la potencia máxima continúa que deberán dar nuestro motor o motores

será el sumatorio de la potencia requerida para vencer la resistencia de las ruedas sobre




los raíles, más la potencia necesaria para vencer la resistencia del viento. Esta es según

nuestros cálculos; 1,78 Kw + 5,36 Kw= 7,14 KW. Por tanto, deberemos usar un motor

o conjunto de motores que por un lado proporcionen una potencia igual o

preferiblemente algo mayor a la calculada, y por el otro sea capaz de transmitir un par

un 20% mayor al requerido por nuestro accionamiento, para que no trabaje en

condiciones de sobrecarga constante.

5.2.11 PAR MÁXIMO DEL MOTOR O PAR DE ARRANQUE

Al seleccionar un motor de traslación por su potencia, debemos también

comprobar el par de aceleración:

𝑴𝒎á𝒙 𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓 ≥ 𝑴𝒂 = 𝑴𝒘 + 𝑴𝒃

Siendo:

Ma = par total del motor (par de arranque).

Mw = par resistente.

Mb = par de aceleración.

𝑴𝑨 = 𝟒𝟕,𝟎𝟗 + 𝟒𝟎= 87,09 Nm

En la fórmula para el cálculo del momento resistente, cuando incluimos

el momento de inercia, deberíamos haber añadido el del propio motor. Pero este es tan

pequeño (0,022 Kg m2) que su efecto no es apreciable.

El criterio a seguir en el caso del par de arranque necesario es que este no debe

ser mayor del 80% del par máximo del motor. En nuestro caso, el motor elegido es el

BSH 2051 M, cuyo par máximo a 400 V es de 80,46 Nm. y un par nominal de 27 Nm.

Haciendo las salvedades que se aprecian en la curva par-revoluciones que se aprecian en

la figura 5.1, en la que se aprecia que el par nominal va de 36 a 32 Nm y el máximo de

68,3 a 58 dentro de nuestro rango revoluciones. En esa curva se aprecia también la

linealidad del par dentro de ese rango.




De la igualdad:

𝐏 =𝐌 ∗ 𝐧

𝟗𝟓𝟓𝟎

Obtenemos:

𝑷 =𝟐𝟕 ∗ 𝟏𝟓𝟎𝟎

𝟗𝟓𝟓𝟎= 𝟒, 𝟐𝟒 𝑲𝒘

En la tabla 5.1 con los datos técnicos de los motores BSH 205 podemos ver

como los valores de par y revoluciones coinciden exactamente con esta relación. Sin

embargo, en la gráfica de la figura 5.1 apreciamos también como dentro del rango de

revoluciones de 0 a las 1500 nominales, el servomotor escapa a la ―esclavitud‖ de esa

fórmula y es capaz de mantener un par prácticamente constante gracias al uso del

servovariador.

5.2.10 CONSUMO DE CORRIENTE EN CONDICIONES

NOMINALES

𝑵 = 𝟑 ∗ 𝑽 ∗ 𝑰 ∗ 𝐜𝐨𝐬𝝋 𝑰 =𝑵

𝟑 ∗ 𝑽 ∗ 𝒄𝒐𝒔𝝋=

=𝟒𝟐𝟒𝟎 𝒘

𝟏, 𝟕𝟑 ∗ 𝟒𝟎𝟎 ∗ 𝟎, 𝟖𝟓= 𝟕, 𝟐 𝑨

Hay que tener en cuenta también la capacidad de sobrecarga de los motores, en

nuestro caso por tratarse de servo-motores, es aún mayor, pues es esta una de las

características que les son propias, y de las que nos han hecho decantarnos por este tipo

de máquina eléctrica. Como hemos calculado anteriormente, en nuestro caso la citada

capacidad es del 298% del par nominal, y por tanto de la potencia nominal:




5.2.11 POTENCIA DEL MOTOR CON SOBRECARGA

𝑵

𝒇𝒂≤ 𝑵𝟏

𝑵

𝒇𝒂≤ 𝑵𝟏 =

𝟐𝟎, 𝟖𝟐𝑲𝑾

𝟐, 𝟗𝟖= 𝟔, 𝟗𝟖 𝑲𝑾

La potencia así obtenida es menor que la resultante debida al efecto del viento y

del rozamiento de las ruedas sobre los raíles. Un motor de 4,24 KW sobrecargado al 298

% daría una potencia de 4,24* 2,98 = 12,6 KW, que es menor que la necesaria en los

casos más desfavorables calculados. De manera que escogiendo entre los dos cálculos

de potencia: la de la suma del desplazamiento de la torre más el efecto del viento, y la

obtenida del sumatorio de potencias dividido por el factor de sobrecarga, escogeremos

la mayor, en este caso 7,14 Kw.

Llegados a este punto deberemos hacer varias puntualizaciones:

Los servovariadores escogidos para la realización de este proyecto tienen un

límite máximo de potencia de 6 Kw. Con lo que habría que optar entre cambiar a

servovariadores Lexium 15, o dividir la potencia entre dos motores, cada uno de

los cuales de la mitad potencia de la necesaria.

Cambiar a variadores Lexium 15 conlleva también la necesidad de cambiar el

programa de configuración del Schneider Power Suite al Unilink. Con lo que

trabajaríamos con dos software distintos, uno para los motores de traslación y

otro para el de elevación. Además algunas de las funciones de programación no

son compatibles con los servovariadores Lexium 15.

Al dividir entre dos la potencia necesaria (7,14 Kw / 2 = 3,57 Kw). De la oferta

de motores BSH de los inmediatamente superiores a 3,57 Kw, que además

ofrezcan un par nominal superior al necesario, contamos con el modelo 2051M,




y con el BSH 1404M, que aunque cuenta con un par máximo superior, tiene un

par continuo más bajo, lo que nos hace decantarnos por el BSH 2051M.

Por tanto, hemos cambiado el proceso de selección con respecto a los

parámetros citados en el texto “Gruas” de Emilio Larrodé y Antonio Miravete. En él

solo se consideraba la potencia suma de la necesaria para la traslación y para vencer el

efecto del viento, así como los pares resistente y de aceleración, que juntos forman el de

arranque. Hemos seguido también el criterio del texto “Cranes, Design, Practice and

Maintenance” de J, Verschoof. En él se consideran también las potencias necesarias

para aceleración de masas lineales y rotantes, y la capacidad de sobrecarga del motor.

Una vez calculadas ambas, se escoge la mayor como criterio mínimo, y a partir de ahí

nos decidimos por el motor o motores concretos.

Veremos en las tablas 5.1A y 5.1B si el motor en cuestión cumple también los

requisitos de par y de corrientes admisibles. Si esto no sucediera pasaríamos al siguiente

motor en orden ascendente de potencia. Como ya se ha dicho la potencia nominal

máxima a controlar por un servovariador Lexium 05 es de 6 Kw, de manera que el

modelo BSH2051M queda dentro de ese rango.

5.2.12 CONSUMO DE CORRIENTE TRIFÁSICA EN LAS PEORES

CONDICIONES

𝑵 = 𝟑 ∗ 𝑽 ∗ 𝑰 ∗ 𝐜𝐨𝐬𝝋 𝑰 =𝑵

𝟑 ∗ 𝑽 ∗ 𝒄𝒐𝒔𝝋=

=𝟐𝟎𝟖𝟐𝟎 𝒘

𝟏, 𝟕𝟑 ∗ 𝟒𝟎𝟎 ∗ 𝟎, 𝟖𝟓= 𝟑𝟓, 𝟑𝟗 𝑨

El motor escogido para este proyecto, es el modelo BSH 2051M, los valores

para las anteriores magnitudes son:




Potencia nominal …………….… 4,24 Kw * 2 = 8,48 Kw > 6,98 Kw

Par nominal ………………..…..….27 Nm *2 = 54 Nm > 47,09 Nm

Par máximo ………………..……....27*2,98*2 = 160 Nm >> 87,09 Nm

Corriente nominal…………….... 9,20 A * 2 = 18,4 A >> 7,2 A

Corriente máxima admisible……. 45,20 A * 2 = 90,4 A > > 35,39 A

En la sección de anexos se muestra la tabla de asociación del BSH 2051M con el

Lexium 05 D7N4, y nos ofrece un par de pico de 82 Nm.

5.3 ELECCIÓN DEL TIPO MOTOR

En general se debe procurar que el par resistente máximo no supere el 80 % del

par máximo que puede dar el motor, y que la potencia nominal de este sea mayor o igual

que la potencia efectiva que demanda el accionamiento.

El tipo de motor se selecciona según el movimiento a realizar, la potencia, el

margen de velocidades necesario y el índice de utilización. Comúnmente en las

aplicaciones en que era necesaria la variación de velocidad se utilizaban los motores

eléctricos de corriente contínua, sobre todo para grandes potencias e índices de

utilización altos. Los motores de jaula de ardilla se empleaban en traslaciones de

puentes o pórticos de poca potencia y sin variación de velocidad. Para variar la

velocidad se utilizaban motores con regulación electrónica en el estator o motores de

anillos rozantes.

Hoy en día, la electrónica ha subsanado las deficiencias de los motores de

corriente alterna frente a los de corriente continua, y se emplean modernamente en todas

las aplicaciones que requieran variación de velocidad motores de inducción controlados

con variadores de velocidad. En los motores síncronos la velocidad es dependiente de la

frecuencia de red y del número de pares de polos según la expresión siguiente:

𝑛 =60 ∗ 𝑓

𝑃




n = r.p.m.

f = frecuencia en hercios

P = nº de pares de polos

Esta ―n‖ es la llamada velocidad de sincronismo, que es aquella a la que giran

los motores síncronos, y muy cercana a la de los motores asíncronos o de inducción, que

son los más utilizados, y con la que sólo se diferencia en un bajo porcentaje (alrededor

del 5 %), debido a un fenómeno llamado deslizamiento, que es propio de cada motor y

que varía con la carga.

En el pasado esta velocidad era la propia de los motores de alterna, y las

posibilidades de regulación se limitaban al uso de resistencias en el rotor de los motores

de anillos rozantes o mediante el uso de resistencia estatóricas.

Los variadores basan son alimentados corriente alterna, que rectifican, filtran y

luego con un ondulador transmiten en forma de pulsos, con lo que consiguen cambiar

los valores de tensión, intensidad y frecuencia de trabajo, y por tanto la velocidad de

sincronismo asociada. Los avances en electrónica han hecho además posible la

consecución de unos controles antes impensables, como por ejemplo el control de las

rampas de aceleración o desaceleración, así como el control del par.

Existen también otros dos tipos de motores con posibilidades de control y

variación de velocidad: los motores paso a paso, y los servomotores. Ambos tienen en

común una baja inercia y grandes posibilidades de regulación, que en el caso de los paso

a paso permiten incluso el control de pequeñas fracciones de vuelta. Por lo que son

utilizados en aplicaciones de gran precisión, como impresoras, plotters y máquinas

herramienta. Los servomotores tienen como características principales la ya citada baja

inercia, la posibilidad del control de velocidad, control de corriente, control de par, gran

densidad de potencia etc.

5.4 TIPO DE SERVICIO

Cada motor está sometido a un régimen de conexiones y desconexiones que

influyen en su calentamiento. Estos regímenes se agrupan en tipos de servicio según




VDE 0530 1/1.69 § 8, y son un dato más para la elección en catalogo del motor.

En las máquinas de elevación, los motores asíncronos de anillos rozantes

trabajan en servicio S3 (servicio intermitente sin influencia del arranque en la

temperatura). Los de corriente continua lo hacen en servicio S5 (servicio intermitente

con influencia del arranque y del frenado en la temperatura). En nuestro caso, los

servomotores trabajarán en servicio S3. El número de conexiones no influye para el

cálculo del motor, pero si para el de los contactores.

5.5 FACTOR DE MARCHA

El concepto de factor de marcha responde a la siguiente fórmula:

%ED= 𝑇𝐼𝐸𝑀𝑃𝑂 𝐷𝐸 𝑀𝐴𝑅𝐶𝐻𝐴

𝑇𝐼𝐸𝑀𝑃𝑂 𝐷𝐸 𝑀𝐴𝑅𝐶𝐻𝐴 + 𝑇𝐼𝐸𝑀𝑃𝑂 𝐷𝐸 𝑃𝐴𝑅𝐴𝐷𝐴

En nuestro proyecto adaptaremos nuestros motores al caso de grúas para obras y

construcciones, en los que se consideran un factor de marcha del 60% para la elevación

y un 40% para desplazamiento. Y supondremos que el número de conexiones por hora

será de 150.

5.6 ELECCIÓN DEL MODELO DE SERVOMOTOR BSH

De acuerdo con los cálculos realizados, buscaremos en catalogo el motor que

más se adapte a nuestras necesidades. Se aportan en las tablas 5.1 y 5.2 los dos modelos

más próximos a nuestros resultados; el 2051 M y el 1404.

El texto de Larrodé y Miravete opera con unidades del sistema técnico y con

coeficientes adecuados a tales unidades, algunas de uso muy común como los CV. Sin

embargo, lo adecuado es utilizar unidades del Sistema Internacional, como en el texto

de Verschoof. Aquí se ha seguido ese criterio, pero se incluirá de todas formas un anexo

referente a unidades y a sus correspondencias de un sistema a otro.




Tabla 5.1 Datos técnicos motores BSH 205

Fuente: Manual del servomotor BSH Schneider Electric

Tabla 5.1B Datos técnicos motores BSH 205

Fuente: Manual del servomotor BSH Schneider Electric




5.7 CÁLCULO DE LA RELACIÓN DE REDUCCIÓN PARA EL

MOVIMIENTO VERTICAL

El diámetro de la rueda de la polea de elevación es de 112 mm. Por tanto, la

longitud de la circunferencia de la rueda es de 112* π= 351,8 mm. La máxima velocidad

de elevación según la placa de características de la torre es de 10 m/min. Si dividimos

esa velocidad entre la longitud de la circunferencia exterior de la rueda, obtendremos:

𝑉𝑒𝑙 𝑙í𝑛𝑒𝑎𝑙. (𝑚𝑚)

𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛= 𝑟𝑝𝑚

10.000 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

351,8 𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛= 28,43 𝑟𝑝𝑚

Estas son las revoluciones que tendría que dar la rueda para alcanzar esa

velocidad lineal: la máxima velocidad angular del eje motor es de 1500 rpm .Así que la

relación de transmisión entre rueda y eje debe de ser de:

𝑅𝑡 =1500

28,43= 52,76

Estos cálculos se llevan a cabo aplicando el diámetro de polea actualmente

instalado en la torre.

Sin embargo, esta relación de transmisión, será difícil de encontrar

comercialmente. Deberemos ajustarla a una relación entera, o en su caso a las más

próximas existentes en el mercado.




Podríamos ajustarla una Rt=52:

52 =1500

𝑟𝑝𝑚→ 𝑟𝑝𝑚 =

1500

52= 28,85 𝑟𝑝𝑚

28,85 𝑟𝑝𝑚 ∗ 351,8𝑚𝑚

𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛= 10.150 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

Aunque deberemos cuidar de no superar los 10 m/min, dado que estas son las

condiciones de diseño. Esto se consigue configurando el servovariador Lexium 05 a las

revoluciones máximas calculadas en el primer caso (28,43), con la relación de

transmisión 52:

𝑅𝑡=

𝑟𝑝𝑚 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑟𝑝𝑚 𝑝𝑜𝑙𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑧

=52

𝑟𝑝𝑚 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 52 ∗ 𝑟𝑝𝑚 𝑝𝑜𝑙𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑧 = 52 ∗ 28.43 = 1478,36 ≅ 1478 𝑟𝑝𝑚

𝑟𝑝𝑚 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

𝑅𝑡=

1478

52= 28,42 → 28,42 ∗ 351,8 = 9998,16𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

Cabe también, la posibilidad de fijar la Rt en 53, lo que nos llevaría a una Vmax

de 9772,2 mm / min, aunque en este proyecto se seguirá el procedimiento anterior.

53 =1500


1500

53= 28,30 𝑟𝑝𝑚

28,30 𝑟𝑝𝑚 ∗ 351,8𝑚𝑚

𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛= 9.955,9 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛




5.8 CÁLCULO DE LA RELACIÓN DE REDUCCIÓN PARA EL

MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN

El diámetro de las ruedas de traslación es de 315 mm. Por tanto, la longitud de la

circunferencia de la rueda es de 315* π= 989,6 mm. La máxima velocidad de traslación

según la placa de características de la torre es de 35 m/min. Si dividimos esa velocidad

entre la longitud de la circunferencia exterior de la rueda, obtendremos:

𝑉𝑒𝑙 𝑙í𝑛𝑒𝑎𝑙. (𝑚𝑚)

𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛= 𝑟𝑝𝑚

35.000 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

989,6 𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛= 35,37 𝑟𝑝𝑚

Estas son las revoluciones que tendría que dar la rueda para alcanzar esa

velocidad lineal, la velocidad nominal angular del eje motor es de 1500 rpm .Así que la

relación de transmisión entre rueda y eje debe de ser de:

𝑅𝑡 =1500

35,37= 42,40

Estos cálculos, como en el caso anterior, se llevan a cabo aplicando el

diámetro de rueda actualmente instalado en la torre.

Sin embargo, esta relación de transmisión, será difícil de encontrar

comercialmente. Deberemos ajustarla a una relaciones entera, o en su caso a las más




próximas existentes en el mercado.

Podríamos ajustarla una Rt=42:

42 =1500


1500

42= 35,71 𝑟𝑝𝑚

35,71 𝑟𝑝𝑚 ∗ 989,6𝑚𝑚

𝑟𝑒𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛= 35.339 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

Aunque deberemos cuidar de no superar los 35 m/min, dado que estas son las

condiciones de diseño. Esto se consigue configurando el servovariador Lexium 05 a las

revoluciones máximas calculadas en el primer caso (35,37).

𝑅𝑡=

𝑟𝑝𝑚 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑟𝑝𝑚 𝑝𝑜𝑙𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑧

=42

𝑟𝑝𝑚 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 = 42 ∗ 𝑟𝑝𝑚 𝑝𝑜𝑙𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑧 = 42 ∗ 35,36 = 1485,12 ≅ 1485 𝑟𝑝𝑚

𝑟𝑝𝑚 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟

𝑅𝑡=

1485

42= 35,36 → 35.36 ∗ 989.6 = 34992 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛

Cabe también, la posibilidad de fijar la Rt en 43, lo que nos llevaría a una Vmax

de 34.520 mm/min, aunque como en el caso del motor de elevación, se seguirá el

procedimiento anterior.

5.9 COMPARACIÓN ENTRE LAS PRESTACIONES DE LOS

SERVOMOTORES Y LOS MOTORES DE INDUCCIÓN

En la tabla 5.3 se pueden ver las prestaciones de los motores de inducción, y se

resaltan las de un modelo aproximadamente equivalente en potencia al escogido en este

proyecto.

En la tabla 5.4 se comparan estas prestaciones y se observan las grandes ventajas

que ofrecen los servomotores BSH de polos salientes frente a los inducción. Nótese que




en la tabla 5.3 un motor de 4 Kw ofrece un par de 27 Nm, con un peso de 75 Kgs, frente

frente a los 26 del BSH 1404; y una relación «Par máximo/par nominal» de 2,8, frente a

los 3,95 del citado BSH. Así que daría 75,6 Nm de par máximo, frente a los 103,9 Nm

del motor seleccionado. El momento de inercia J en el caso del motor de inducción es

de 0,03 Kgm2, mientras que el del BSH es de 0,0024 (12,5 veces menor). El peso del

motor de inducción es de 75 kg, mientras que el del BSH es de 26 (un 65% menor)

Tabla 5.3 Datos técnicos motores de inducción

Fuente: texto “Grúas”, Larrodé y Miravete

Tabla 5.4 Comparativa prestaciones motores de inducción-BSH

(1)*En las tablas de características de los motores BSH no se indican ni el

rendimiento ni el cos ρ porque se ofrecen las potencias nominales útiles.

5.10 COMPROBACIÓN DE QUE LOS MOTORES ELEGIDOS

TRABAJAN DENTRO DE SU CURVA PAR/VELOCIDAD

En el apartado 4.3.2 del capítulo anterior se explicaba la forma de comprobar si

el motor elegido cumplía con los requerimientos de nuestro sistema. La forma de

MODELO POTENCIA

(Kw)

PESO

(Kg)

PARES DE

POLOSJm

(Kg cm2)RPM η

COS

ρI

(A)

PAR (Nm)

Mmax/

Mnom

ILS1135 4 75 4 0,0300 1410 77 0,8 21 27 2,8

BSH2051M 4,24 35 5 0,0070 1500 (1)* 9,2 27 2,98

BSH 1404M 4,13 26 5 0,0024 1500 (1)* 9 26,3 3,95




hacerlo era básicamente, asegurándonos de que los valores tanto de par como de

velocidad estaban dentro de la curva par/velocidad del motor en cuestión. Repetiremos

aquí el procedimiento, y lo aplicaremos a nuestros motores:

Principio de determinación del tamaño del motor en función de la aplicación

Las curvas par/velocidad permiten determinar el tamaño ideal de un servomotor.

Por ejemplo, para una tensión de alimentación de 400 V trifásica, las curvas útiles son

las curvas 1 y 2.

5 Situar la zona de trabajo de la aplicación en velocidad.

6 Verificar, a partir del cronograma de ciclo del motor, que los pares solicitados por la

aplicación durante las distintas fases del ciclo se sitúan en la superficie delimitada

por la curva 1 en la zona de trabajo.

7 Efectuar los cálculos de la velocidad nominal y del par nominal

El punto definido por nnom (velocidad nominal) y Mnom (par nominal) debe

situarse por debajo de la curva 1 en el área de trabajo.




Tabla 5.5 Asociaciones servomotores BSHy servovariadores Lexium 05

(1) En la referencia sustituir* por A para el modelo con bus Canopen y B para el

modelo con bus Proficbus

Fuente: Catálogo Lexium 05 2006. Schneider Elect




Figura 5.1 Gráfica par-velocidad BSH 2051M con Lexium D57N4

Fuente: Catálogo Lexium 05 2006. Schneider Electric


CAPÍTULO 6. CONFIGURACIÓN DE LOS SERVOVARIADORES LEXIUM CON POWER SUITE


6. CONFIGURACIÓN DE LOS SERVOVARIADORES

LEXIUM CON POWER SUITE

6.1 SELECCIÓN DEL MODO DE CONTROL DEL SERVO-

VARIADOR

Antes de efectuar cualquier trabajo con el servo-variador, se debe definir el

modo de controlarlo, a esta operación se la llama ―First Set-up‖, o primer ajuste.

Los servovariadores Lexium tienen dos modos de configuración principales, uno

es el llamado modo local I/O mediante la interface de usuario o consola HMI del propio

variador, y el otro, con el auxilio del programa Power Suite a través de un bus de

campo. Buses que podrían ser el Modbus RTU o CanOpen. En este proyecto

utilizaremos la configuración a través del bus Canopen. No se explicará por tanto el

método en modo local. Se puede encontrar la información referente a dicho método en

el manual Guía rápida de puesta en marcha Lexium 05

Es importante señalar que para que los cambios de modo tomen efecto es

imperativo desconectar la alimentación del servovariador (24 Vc.c), y después se

volver a conectarla.Dependiendo del modo de control del servovariador las entradas

digitales adoptan funciones distintas, de acuerdo con la siguiente figura:




6.1.1 FUNCIONALIDADES DE LAS ENTRADAS DIGITALES

SEGÚN EL MODO SELECCIONADO

6.1.1.1 Modo de control local i/o

Las funcionalidades son:

Enable: en estado activo, habilita la etapa de potencia de salida del servovariador, y en

la consola HMI aparece en el display el texto ―run‖.

Halt: para el movimiento de forma controlada, efectuando una deceleración mediante

un límite de corriente que se parametriza en:

Es decir, al activar esta parada, el motor no decelera con rampa de tiempo,

sino con el máximo par que puede ejercer en función de la corriente asignada en éste

parámetro. Por lo que cuanto más se acerque a la corriente máxima, más rápido se

parará el motor.

Fault Reset: tal y como se indica, en el momento que el servovariador entre en un error

del tipo 2, 3, o 4, aparece en el display el texto ―Fault‖ y el código de error. En este

momento, si se activa dicha entrada, el servovariador pasa a estado ―rdy‖, y listo para

poder operar de nuevo. En el capítulo de anexos se incluye la Guía simplificada de

LXM005B, que en su capítulo 4.10 recoge todos los códigos de error de este




servovariador. De los referidos aquí, diremos que los errores 1,2,3 y 4 corresponden en

el mismo orden, a los errores: general, de sobrecorriente, de tensión y de temperatura.

6.1.1.2 Modo de control bus de campo

Las funcionalidades son:

/REF: entrada asignada para conectar un sensor de referencia, donde nos auxiliamos

para hacer un referenciado. Solo está operativa en el momento de hacer un ―Home‖ o

referenciado, y solo si éste se ha configurado de forma que utilice este sensor.

/LIMN: entrada utilizada para límite final de carrera hacia movimientos negativos.

Caso de ser activado, el movimiento es totalmente parado entrando a trabajar el límite

de corriente parametrizado por: LIM_I_maxQSTP, no por rampa de tiempo.

Halt: para el movimiento de forma controlada, efectuando una deceleración mediante

un límite de corriente que se parametriza en:

Es decir, al activar esta parada, el motor no decelera con rampa de tiempo,

sino con el máximo par que puede ejercer en función de la corriente asignada en éste

parámetro. Por lo que cuanto más se acerque a la corriente máxima, más rápido se

parará el motor.

Si estamos en modo de posicionador punto a punto, el movimiento se restablece

una vez la entrada se desactiva de nuevo.

La lógica de funcionamiento (positiva o negativa) de estas entradas digitales,

pueden ser modificadas con un parámetro (IOLogicType). Excepto las entradas de

seguridad ―Power Removal‖, que son siempre a lógica positiva.

También se puede establecer si se van a trabajar con contactos n.c.

(normalmente cerrados) o n.a. (normalmente abiertos). Esto se parametriza en:




NOTA: por seguridad los límites LIMN y LIMP se suelen usar n.c, así en caso de

rotura del cable, el sistema se para.

En lo referente a las salidas digitales, siempre adoptan las mismas funciones:

NOTA: la salida de la borna 32 (Active1_OUT), caso de utilizar motor con freno, es

la encargada de conectar o desconectar dicho freno a través del módulo de control de

freno ref. VW3M3103.

6.2 POSIBILIDADES DE TRABAJO EN CADA MODO

La siguiente tabla nos muestra a modo de resumen rápido qué funciones

podremos efectuar con el servovariador (celdas sombreadas), una vez seleccionado el

modo de control.

Tabla 6.1 Funciones disponibles en modos bus de campo y modo local




Fuente: Guía rápida de puesta en servicio lexium 05, Schneider Electric

Vemos rápidamente qué funciones son factibles en modo bus de campo, y cuales

son en modo local I/O. Caso de elegir el modo local I/O, se debe elegir posteriormente

el modo de trabajo, entre los siguientes:

· Modo control de velocidad (entrada analógica)

· Modo control de corriente (entrada analógica)

· Modo de eje eléctrico (señales A/B o P/D [paso/dirección])

· Modo manual (JOG)

En modo control por bus de campo (Modbus RTU o Canopen), quedan

definidos los modos de trabajo siguientes:

· Modo control de velocidad (consigna por bus de campo)

· Modo control de corriente (consigna por bus de campo)

· Posicionado PTP (punto a punto)

· Modo de referenciado (HOME)

· Modo manual (JOG)

· Modo eje eléctrico (señales A/B o P/D [paso/dirección])

De manera que el modo Bus de campo permite todas las funcionalidades del

modo local más el homing y el modo perfil de velocidad, a través del bus Canopen y

mediante el programa PowerSuite.

6.2 AJUSTES EN MODO DE CONTROL POR BUS DE CAMPO

Este modo de control puede ser efectuado mediante Modbus RTU o Canopen,

que son los dos sistemas de comunicación que admite el servovariador. En el manual

completo Lexium 05 y junto a los manuales de comunicación que hay para ambos

sistemas, están documentados todos los parámetros accesibles con sus respectivas

direcciones, con toda la información necesaria entorno a cada uno de ellos, algo que




escapa a la finalidad de este proyecto, en el que solo explicaremos de manera somera la

información que nos sea imprescindible.

6.2.1 AJUSTE DE PARÁMETROS EN EL MODO PUNTO A PUNTO

(PTP)

Este modo junto con el referenciado o HOME, son los más interesantes a tratar

en este apartado. De forma que haremos un ejemplo teórico-práctico, que nos ilustrará

mejor cómo se enfocan estos modos, y todos los parámetros más importantes que entran

en juego, con los valores utilizados en este proyecto.

Nuestro caso en particular, se trata de una caja reductora de engranajes, con una

relación de transmisión de 42:1 y desarrollo de la rueda motriz 989,6 mm. Es decir,

una vuelta de rueda avanza 989,6 mm lineales.

Vmáx lineal = 583,3 mm/seg

Acel / Decel máx = 750 mm/seg² => Tiempo acel/decel = 2 seg.

Relación de reducción entre eje de motor y polea motriz, de i= 42:1

Pasos prácticos operativos

1º Paso/(ajustes teóricos)Ajustar estos datos reales a unidades internas de nuestro

servovariador, es decir, ver la velocidad de giro máxima del motor, tiempos de rampa

acel/decel, resolución…, en pocas palabras definir nuestro perfil de movimiento.

Vmáx motor = 1500 rpm

Tiempos de rampa acel/ decel = 2 seg. => En unidades a parametrizar en el

servovariador serán:

1500 rpm / 2 seg =750 rpm/seg.

En primer lugar, se introduce el límite máximo de velocidad a la que podrá girar

nuestro motor, teniendo en cuenta que el siguiente parámetro, es el valor que Introducir

parámetros del perfil de movimiento, rampas, y valores límites de velocidad.




Introducimos parámetros del perfil de movimiento, rampas, y valores límites de

velocidad.

RAMPacc = 742 rpm/seg

RAMPdecel = 742 rpm/seg

Valor límite de RAMPn_max =742. Esto quiere decir que si introducimos un

valor de velocidad mayor que este, el que adoptará el servovariador en su perfil de

movimiento será éste como máximo.

Existe un valor máximo de velocidad que supervisa a todos los demás, es

CTRL_n_max= 1478 rpm.

Resolución = POSscaleNum / POSscaleDenom = (Vueltas de motor /unidades

de usuario)

En nuestro caso, vemos que al tener un reductor entre motor y carga de 42:1, 42

vueltas de motor equivalen a una de salida del reductor, por lo tanto a una vuelta de

rueda motriz (circunferencia de 989,6 mm).

Así que: Resolución = 42 / 989,6 (sería en mm). Es decir, si envío una cota de

posición igual a 989 usr, el eje de salida del reductor daría una vuelta completa. Si

quiero tener mayor resolución, por ejemplo de la décima de mm, entonces quedaría:

Resolución = POSscaleNum / POSscaleDenom = 42 / 9896 (en resolución de 0,1 mm).




Definir el sentido correcto de giro del motor, se efectúa con el parámetro:

POSdirOfRotat = 0 o 1.

Valor 0 sentido giro horario, visto desde eje de motor

Valor 1 sentido giro anti-horario, visto desde eje motor.

Es decir, que en valor 0 se debe de ir a alcanzar el límite LIMP. Y en valor 1, se

debe de ir a alcanzar el límite LIMN. Teniendo en cuenta que, si se cambia el sentido de

giro, también deberemos permutar los límites. LIMP pasa a ser LIMN, y LIMN pasa a

ser LIMP. Así como quitar tensión de control 24Vc.c., y volver a dar tensión para que el

cambio surta efecto en el servo-variador.

2º Paso/ Conexionado y revisión del cableado en modo posicionador (control

bus de campo).

Conexionado modo bus de campo

Fuente: Guía rápida Power Suite Schneider Electric




A veces se utiliza un detector de Home (entrada REF), en el caso de querer hacer

un referenciado fuera de los límites de seguridad o finales de carrera LIMP o LIMN. Si

no está presente el detector REF, solo necesitamos tener en cuenta que la modalidad de

tipo de hacer el HOME, no debe de ser elegida con detector REF.

Los límites LIMN y LIMP, así como REF, operan con contactos ―normalmente

cerrados, n.c.‖ por defecto. Recordar que puede ser cambiado el uso de los contactos en

estas entradas, tal y como ya se vio anteriormente.

6.2.2 AJUSTES DEL EJE (AUTO-AJUSTE)

Antes de efectuar cualquier movimiento para trabajar como posicionador, es

aconsejable efectuar los ajustes de ganancia del eje, es decir de los reguladores de

velocidad y posición. Para ello se dispone de una herramienta que se llama Auto-ajuste,

que mediante el uso de unos pocos parámetros, nos facilitan tremendamente el ajuste del

sistema.

El autoajuste siempre se ha de hacer cuando el motor se halla conectado a la

carga y en las peores condiciones de trabajo (máxima carga).Esto se efectúa

directamente conectado con el PC y el software Power Suite mediante la propia HMI

del servo-variador:

HMI ( Tun-/Strt )

Antes de efectuar el autoajuste, revisar y en caso requerido modificar, los

parámetros aquí relacionados. En la gran mayoría de los casos, solo con modificar estos

que se describen, se consiguen los resultados correctos.

- AT_mechanics, parámetro que identifica el grado de rigidez del acoplamiento

entre motor y carga.

Valor entre 1 y máximo 5, el valor 1 es acoplamiento muy rígido, y valor 5 más

blando. Caso de duda, poner valor medio (3), o bien acercarse a valores más altos (5).

- AT_dir, parámetro que nos define el sentido hacia donde nos vamos a mover

desde nuestra posición de origen actual que se encuentre nuestro sistema. Por lo que se




sugiere que normalmente se inicie el autoajuste posicionando nuestro sistema en el

punto medio del recorrido útil.

Valor típico a escoger de 1: inicio movimiento hacia positivo, después giro

sentido negativo y finalmente vuelve al inicio del movimiento.

- AT_dismax, rango en distancia de movimiento en donde se moverá el proceso

de autoajuste, por defecto viene a 1 rev, (¡ojo visto desde el lado de motor!). Por lo que

en nuestro caso práctico, si ponemos 42, se moverá una vuelta completa la polea motriz

(989,6 mm).

Una vez comprobados estos parámetros, se puede efectuar la orden de Auto-

ajuste. Este proceso toma un tiempo, que se puede ver también en la HMI. Si todo está

correcto, no dará ningún mensaje de error. Si hay algún problema, en el display de la

HMI se visualizará este.

Muy importante: una vez efectuado este autoajuste, hay un parámetro

relacionado que modifica todas las ganancias del lazo de velocidad y de posición de

forma proporcional. Este parámetro es el AT_gain, que se regula en porcentaje, si el

sistema está bien dimensionado se sitúa en el entorno del 80% al 90%. Dicho valor

calculado por el proceso de autoajuste, es correcto para conseguir unas buenas

prestaciones dinámicas del sistema, por lo que no es necesario retocarlo.

Si variamos este valor incrementándolo, el comportamiento del sistema es más

rígido, más vivo de respuesta. Si este valor se disminuye, el sistema se vuelve más lento

de respuesta, más suave.

Haciendo mover este único parámetro, los siguientes parámetros de ganancia

que a continuación se relacionan, son recalculados automáticamente:




Otro parámetro que nos calcula el servo-variador con este proceso, es la inercia

total de nuestro sistema mecánico, es decir:

Esta información nos puede servir para compararla con los cálculos previos

teóricos efectuados. Existe otro ajuste, el manual, caso de querer tener unos ajustes más

exigentes que los obtenidos con el autoajuste. Normalmente con el autoajuste se

consigue un resultado excelente en el 95% de los casos o más.

Para proceder al ajuste manual mirar el Manual Completo Lexium 05, capítulo

7.5.3 Optimización del regulador de velocidad, y capítulo 7.5.5 Optimización del

regulador de posición.

6.2.3 HACIENDO UN REFERENCIADO Y MOVIMIENTOS PUNTO

A PUNTO (PTP)

Se puede hacer desde el propio software Power Suite, o bien controlarlo

desde autómata. Mediante el PLC y en plataforma Unity, con los bloques de funciones

de la podemos controlar fácilmente al servo-variador para hacer un referenciado

(HOME), y posteriormente movimientos punto a punto.

6.2.3.1 Haciendo un movimiento de referencia (home)

A continuación antes de mover el eje, se debe de efectuar un referenciado del

mismo. Vemos a continuación los diferentes tipos de referenciado (HOME):




Este parámetro HMmethod es seleccionado en los bloques de funciones,

asignando un valor de estos de la tabla. Lo más normal, es usar los métodos 1, o 2 (sin

detector REF), o bién utilizar 11 a 14 en caso de utilizar detector REF. También se

puede seleccionar en la FB, el valor del contador una vez ejecutado el referenciado. Este

parámetro es el HMp_homeusr, normalmente se pone a 0, pero puede ser cualquier

otro. El lanzamiento de búsqueda de referenciado, se envía también desde la FB, así

como el reconocer que éste ha sido efectuado de forma satisfactoria.




Ver ejemplo, caso método 2:

El otro ejemplo, referenciado con detector REF, caso método 11 al 14.

En ambos casos se requieren velocidades distintas a las parametrizadas por

defecto, se han de definir en el servovariador, los siguientes parámetros:

HMn (velocidad rápida búsqueda Home), en rpm.

HMn_out (velocidad más lenta de salida del límite), en rpm.




Se recomienda con objeto de obtener mejor precisión a la hora de referenciar el

eje, que sobre todo la velocidad HMn_out, sea más lenta que la HMn.

Los siguientes parámetros son los relacionados con la búsqueda del

referenciado:

Para entrar más en detalle sobre los diversos tipos de referenciado, ir al Manual

completo Lexium 05, y leer capítulo 8.5.7 Modo funcionamiento referenciación.

Finalmente, el movimiento de referenciado (HOME), se lanza desde el PLC con los FB

(bloques funcionales). Se comprueba mediante los propios bloques funcionales, que el

Home ha sido efectuado correctamente.

6.2.3.2 Movimientos punto a punto (ptp)

Como ya se comentó anteriormente en el referenciado, los movimientos punto a

punto, pueden ser lanzados a través de los bloques de funciones en plataforma Unity.

Todo lo que se refiere a la definición previa que hemos hecho del perfil de movimiento,

junto con los parámetros que a continuación se relacionan, hace posible la gestión del

movimiento en el servovariador.

Los parámetros que nos delimitan la acción de mover y posicionar son:

PPp_targetusr (distancia a recorrer, en usr).

PPn_target (velocidad a la que se recorre la distancia deseada, en rpm)




Introduciendo estos valores, y dando la activación de marcha, el movimiento es

ejecutado.

6.3 COMUNICACIONES CON EL SERVOVARIADOR

Como ya se ha comentado anteriormente, el servovariador se comunica en

Canopen y Modbus RTU, accediendo por conexiones diferentes. Canopen a través de

los bornes de terminales CN1 o bien del conector CN4, y Modbus RTU solo mediante

el conector RJ45 CN4.Además, existe un pequeño interruptor S1, que se utiliza para

activar la resistencia de línea o polarización del bus de campo.

En la siguiente ilustración se muestra el llamado diagrama de estados, que es

básico para entender el funcionamiento del servovariador cuando está controlado

mediante bus de campo. Los rectángulos representan ―estados operativos‖, y los

círculos con sus numeraciones ―transiciones o cambios de estado‖.

Diagrama de estados Lexium 05




A modo de resumen se muestran a continuación los estados de funcionamiento

que aparecen reflejados en el visualizador, así como en el software Power Suite

Nota. Todas las figuras mostradas en este capítulo han sido extraídas de la Guía

rápida de puesta en marcha de Power Suite 2006 de Schneider Electric


CAPÍTULO 7. CREACIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL PROYECTO MEDIANTE UNITY PRO XL


7. CREACIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL PROYECTO

MEDIANTE UNITY PRO XL

7.1 INTRODUCCIÓN

Una de las premisas que citábamos al principio de este proyecto era la

utilización de una plataforma común con todo el hardware y software común a un

fabricante. Por ello en el capítulo de programas nos hemos decidido por tres programas

de la casa Schneider: Unity Pro para elaborar las secuencias de programa para el

funcionamiento del autómata, Vijeo Designer, para elaborar las pantallas de operador y

los mímicos del SCADA, y Power Suite para la configuración de variadores.

En el presente capítulo hablaremos del programa Unity Pro. Se trata de un

software común de programación, puesta a punto y explotación de los autómatas

Modicon, M340, Premium, Quantum y coprocesadores Atrium. El software IEC 61131-

3 define cinco lenguajes de programación para autómatas. Unity Pro surge de la

experiencia en los softwares PL7 y Concept y puede trabajar con uno o varios de estos

lenguajes en un mismo programa. Además abre las puertas de un conjunto completo

―software todo en uno‖ de utilización sencilla

Unity Pro aprovecha al máximo las ventajas de los interfaces gráficos y

contextuales de Windows XP, Windows 2000 y Windows Vista:

• Acceso directo a las herramientas y a los datos.

• Configuración 100% gráfica

• Barra de herramientas e iconos personalizables.

• Funciones avanzadas de ―arrastrar y soltar‖ y zoom.

• Ventana de diagnóstico integrado.




7.1.2 VENTAJAS DE LA ESTANDARIZACIÓN

Unity Pro incluye un conjunto completo de funcionalidades y de herramientas

que permiten copiar la estructura de la aplicación en la estructura del proceso o de la

máquina. El programa se divide en módulos funcionales jerarquizados que agrupan:

• Secciones de programa.

• Tablas de animación.

• Pantallas de los operadores.

• Hipervínculos.

Las funciones básicas, utilizadas de forma repetitiva, se pueden integrar en

bloques de funciones de usuario (DFB) en lenguaje IEC 61131-3.

7.1.2 AHORRO DE TIEMPO POR REUTILIZACIÓN

Sus estándares, probados y cualificados, reducen el tiempo de desarrollo y de

puesta en marcha en el centro. Así se optimizan la calidad y los plazos:

• Módulos funcionales reutilizables en la aplicación o entre proyectos mediante

importación / exportación XML.

• Bloques de funciones asignados mediante ―arrastrar y soltar‖ desde la biblioteca.

• Instancias que heredan automáticamente (según la elección del usuario) las

modificaciones de la biblioteca.

7.1.3 MODO SIMULADOR

El simulador del autómata integrado reproduce fielmente el comportamiento del

programa en el PC. Todas las herramientas de puesta a punto se pueden utilizar en

simulación, para aumentar la calidad antes de la instalación:

• Ejecución del programa paso a paso.

• Punto de parada y de visualización.




• Animaciones dinámicas para visualizar el estado de las variables y la lógica que se

está ejecutando.

7.1.4 TIEMPOS DE PARADA REDUCIDOS

Unity Pro ofrece una biblioteca de DFB de diagnóstico de aplicaciones. Se

encuentran integrados en el programa y, según su función, permiten vigilar las

condiciones permanentes de seguridad y la evolución del proceso en el tiempo.

Una ventana de visualización muestra, de forma clara y cronológicamente, con

marcación de tiempo en origen, todos los fallos del sistema y de la aplicación. Desde

esta ventana, se accede mediante un simple clic al editor de programa en el que se ha

producido el error (búsqueda en el origen de las condiciones que faltan).

Las modificaciones en línea pueden agruparse de manera coherente en modo

local en el PC y transferirse directamente al autómata en una sola operación para que se

tengan en cuenta en el siguiente ciclo de programa. Una paleta completa de funciones le

permite controlar con más detalle la explotación, para reducir los tiempos de parada:

• Histórico de las acciones de los operarios en Unity Pro en un fichero protegido.

• Perfil de usuario y protección mediante contraseña.

• Pantallas gráficas de explotación integradas.

7.2 EDITOR GRAFICO DE UNITY PRO

La siguiente figura muestra una de las posibles disposiciones de las distintas

ventanas del editor grafico de Unity Pro. Esta sin embargo, se puede personalizar de

acuerdo con los gustos del usuario en cuestión.




Figura 7.1. Editor gráfico de Unity Pro XL V 4.0

7.2.1 MENÚS DESPLEGABLES

A las diferentes funciones y herramientas del programa se puede acceder bien a

través de los iconos, cuya disposición es personalizable, o bien a través de los menús

desplegables. La figura siguiente muestra un ejemplo.

Figura 7.2. Menús desplegables de Unity Pro XL V 4.0

7.2.2 CATALOGO DE HARDWARE

En esta ventana se escogen cada uno de los módulos necesarios para el proyecto

en cuestión. Empezamos por seleccionar un bastidor, la fuente de alimentación, el

módulo de comunicación y demás elementos.

CATALOGO DE

HARDWARE

EXPLORADOR DE

PROYECTOS

MENUS DESPLEGBLES

VENTANA DE TRABAJO

VENTANA DE RESULTADOS




Figura 7.3. Catálogo de hardware de Unity Pro XL V 4.0

Dentro de esta ventana podemos escoger entre dos pestañas, la anterior o del

PLC, y la del bus Canopen, en la que se seleccionan los elementos conectables a este

bus.

Figura 7.4. Menú Movimiento y control




7.2.3 EXPLORADOR DE PROYECTOS

En él encontramos la configuración del bus PLC, las estaciones CanOpen, los

datos, variables y las carpetas movimiento, comunicación, programa, tablas de

animación, pantallas de operador y documentación.

Figura 7.5. Explorador de proyectos

7.2.3.1 Editor de configuración

Pinchando en el directorio de configuración accedemos al editor de

configuración del bus PLC. En la vista estructural veremos desplegados cada uno de los

DIRECTORIO DE

VARIABLES

DIRECTORIO DE

CONFIGURACION

DIRECT ORIO DE DATOS

DIRECTORIO DE

PROGRAMAS

DIRECTORIO DE

MOVIMIENTO

TABLAS DE ANIMACION

PANTALLAS DE

OPERADOR

DIRECTORIO DE

COMUNICACION




módulos, así como el bus Canopen. Y en el editor accedemos a una presentación de la

apariencia física de nuestro hardware. Para configurar cada uno de los módulos no

tenemos más que pinchar en él, bien en la vista estructural o en la presentación, opción

mucho más cómoda.

Figura 7.6. Editor gráfico de configuración

7.2.3.2 Editor de datos

El editor de datos engloba lo que hemos calificado como directorio de datos y

directorio de variables. En el tenemos acceso tanto a tipos de datos derivados y tipos de

datos DFB, como a todos los tipos de variables: elementales, derivadas, entradas salidas

derivadas, instancias FB elementales e instancias FB derivadas.

Figura 7.7. Editor gráfico de datos




7.2.3.3 Directorio de movimiento

El directorio movimiento no tiene un editor asociado, pero si pinchamos dos

veces sobre él se nos abre un árbol que nos muestra los ejes presentes, que previamente

deberemos haber creado. Todos se denominan como AXIS_nombre, y tienen asociada

una receta.

Figura 7.8. Receta asociada al eje X

7.2.3.4 Editor de comunicación

Pinchando dos veces con el ratón sobre el editor de comunicación escogemos

una nueva red y configuramos la dirección IP, cámara de subred, dirección de pasarela,

ancho de banda etc.

Figura 7.9. Editor de comunicación




7.2.3.5 Editor de programas

El árbol del directorio de programas se divide en dos carpetas: tareas y eventos.

Las tareas son Mast porque escogimos esta opción en la configuración frente a las

tareas fast. Existen dos tipos de tareas: normales y cíclicas, sin son tareas que deben

repetirse con frecuencia. Cada tipo tiene una pestaña adicional denominada secciones,

con las secciones de programa que definen las tareas a realizar. Al lado del árbol de

programas podemos abrir las secciones que deseemos, tal y como se muestra en la

siguiente ilustración:

Las secciones son entidades autónomas de programación. Las etiquetas de

identificación de las líneas de instrucciones, las redes de contactos, etc., son propias de

la sección (no es posible un salto del programa hacia otra sección).

Podemos programar en los cinco lenguajes de programación recogidos en la

norma IEC 61131-3, siempre que el lenguaje se admita en la tarea. Estos lenguajes son:

Lenguaje de contactos o LD, de Ladder Diagram

Lenguaje de bloques funcionales o FBD, de Function Block Diagram

Lenguaje de lista de instrucciones o IL , de Instructions List

Lenguaje de diagramas funcionales de secuencia o SFC, de Secuencial Function

chart

Figura 7.10. Editor de programas




Las secciones se realizan en el mismo orden en que se han programado en la

ventana del navegador (vista estructural). Aunque se puede asociar una condición de

ejecución a una o varias secciones en las tareas, maestra, rápida y auxiliares, pero no en

los procesamientos de eventos. Cada sección está conectada a una tarea, una misma

sección no puede pertenecer a varias tareas.

7.2.3.6 Editor de tablas de animación

En él podemos seleccionar las variables que necesitemos para cada sección de

programa del editor de variables. Con ello tenemos la posibilidad de forzar las variables

en modo simulación y ver el efecto que tienen sobre nuestro programa en ese modo,

antes de ponerlo en funcionamiento en la máquina real.

Figura 7.11. Editor de tablas de animación

7.2.3.7 Editor de pantallas de operador

Las pantallas de operador se emplean para animar objetos que simbolizan la

aplicación. Estos objetos pueden pertenecer a la biblioteca de Unity Pro, o pueden

crearse mediante el editor grafico.

Cuando se crea un proyecto, es normal que no haya material disponible. Para

minimizar el impacto de este problema Unity Pro permite acceder a la pantalla de

operador asociada a los bits y palabras sin ubicación, que permiten realizar la

depuración inicial del programa. Con ello podemos por ejemplo:

Ver datos de ajuste




Escribir parámetros de ajuste

Enviar un comando

Ver datos de estado

Detener el programa

Cancelar errores del eje

Figura 7.12. Ejemplo de pantalla de operador

7.2.3.8 Editor documentación

La carpeta de documentación de un proyecto puede contener estos temas:

Portada

Contenido

Información general

Configuración

Tipos de datos derivados

Tipos de FB derivados

Tipos de EFB

Tipos de EF

Variables e instancias FB

Estructura de la aplicación

Estación funcional




Comunicación

Programa

Tablas de animación

Pantallas de operador

Referencias cruzadas

Pie de pagina

7.2.4 VENTANA DE RESULTADOS

En ella podemos ver los errores cometidos, y se nos advierte de duplicidades de

variables o falta de definición de algunas, si las hubiera.

Figura 7.13. Ventana de resultados

7.2.5 VENTANA DE TRABAJO

En la figura 7.14 vemos las cuatro pestañas del editor de datos Variables, tipos

de datos DDT, bloques de funciones y tipos de DFB.

Figura 7.14. Editor de variables




En la siguiente vemos la pestaña de una de las secciones de programa, y en la

parte inferior las pestañas abiertas en ese momento. A través de la ventana de trabajo

tenemos acceso a todas las carpetas presentes en los menús desplegables del explorador

de proyectos mostradas en el apartado 7.2.3.

Figura 7.15 Ventana de trabajo con las pestañas de las distintas tareas

7.3 PROCEDIMIENTO PARA LA CONFIGURACIÓN DEL

HARDWARE DEL AUTÓMATA EN UNITY PRO.

Una vez pinchado el icono de Unity Pro, se nos abre el programa, y en el desplegable

archivo escogemos Proyecto Nuevo. Con lo que se nos abre la siguiente ventana:

Figura 7.16. Ventana Nuevo proyecto




En ella escogeremos el procesador, en nuestro caso el BMX P34 2010 que

ofrece la posibilidad de utilizar a un tiempo las redes MODBUS y CANOPEN. Más

tarde tendremos la posibilidad también de comunicarnos a través de internet mediante

un módulo adicional para este fin.

Una vez elegido el procesador citado pincharemos en aceptar. Con ello

obtenemos la pantalla siguiente en la que se nos muestra el equipo instalado hasta el

momento, con un bastidor que aparece por omisión para 8 elementos, pero que

podremos sustituir a medida que añadamos componentes, o dejarlo desde este momento

si tenemos clara la configuración necesaria.

A la izquierda encontramos la ventana del catalogo de hardware, donde

podremos ir escogiendo cada modulo que necesitemos, y por debajo de ella el

explorador de proyectos. Esta disposición sin embargo, es personalizable, dándonos la

posibilidad de situar cada ventana donde más nos convenga. Empezaremos por el

capítulo de comunicaciones, pinchando en el símbolo ―+‖ del catalogo de hardware se

nos abrirá un desplegable del que escogeremos el modulo NOE 0100.2, que es un

puerto 10/100 con conector RJ 45 para la red Ethernet. Para seleccionarlo pincharemos

encima y arrastraremos hasta su punto de ubicación, a la derecha del procesador.

Figura 7.17. Ventana de trabajo del Bus PLC

A continuación pincharemos en ―Binario‖ y seleccionaremos del mismo modo

anterior el modulo DDI 3202K que contiene 32 entradas digitales de 24 V CC común

positivo.




Seguidamente un módulo AMI 0410 con 4 entradas analógicas U/I con

separación de potencial.

Ahora sólo nos falta confirmar el bastidor correspondiente a nuestro número de

módulos, que de momento en este caso el BMX XBP 0800, que es un bastidor de 8

slots.

Seguiremos operando del mismo modo seleccionando cada módulo que

necesitemos y agregándolo al bastidor. Tenemos incluso la posibilidad de añadir más

bastidores si fuesen necesarios. Todo ello se explicará en el tema referente al hardware.

7.4 CONFIGURACIÓN DE LA RED ETHERNET:

En el explorador de proyectos pinchamos en redes con el botón derecho y

seleccionamos Nueva Red. En la lista de redes disponibles seleccionamos Ethernet, y el

programa automáticamente nos asigna un nombre, en este caso por ser la primera

Ethernet_1.Pinchamos en aceptar, y la red ya aparece en el desplegable del explorador

de proyectos.

Figura 7.18 Agregar red pinchando en el modulo procesador

7.5 CONFIGURACIÓN DE EJES :

Entre las funciones de Unity Pro contamos con la MFB (MOTION FUNTION

BLOCK) para el control de movimiento. A través del bus Canopen, nos ofrece un




acceso simplificado a las funciones básicas de las servounidades, y la unidad de

velocidad variable (VSD).

Esa funcionalidad, a la que puede accederse a través del explorador de proyectos

permite:

Declarar y configurar ejes en Unity Pro.

Crear variables de control de movimiento.

Controlar los ejes con los bloques de función de movimiento elementales.

En nuestro caso, aplicaremos estas posibilidades a un servo-controlador Lexium

05, diseñado específicamente para el control de servomotores, así que:

Dirigiremos las modalidades de servicio de ejes mediante la citada unidad

Lexium 05.

Podremos mover los ejes desde su posición inicial, realizar movimientos de

marcha atrás, o mover el eje a distintas posiciones.

Además, en cualquier momento podremos interrumpir el movimiento

mediante el comando ―detener‖.

A la declaración de ejes se llega a partir del árbol movimiento del explorador de

proyectos, pinchando con el botón derecho se nos abre una ventana como la mostrada

en la que seleccionamos Eje nuevo, con lo que se muestra la siguiente ventana:

Figura 7.19. Parámetros del eje, ficha General




En ella damos nombre al eje, se nos muestra el nombre de la servounidad

Lexium 05, y el tipo, de red Canopen. Podemos dar una dirección de red o dejarla

pendiente de momento. En la pestaña Nombre de variables nombramos la variable de

referencia al eje Axis_Ref_nombre y en la casilla nombre de variable de identificador

Canopen la variable tipo Can_handler_nombre.

Figura 7.20. Parámetros del eje, ficha Nombre de las variables




7.6 METODOLOGÍA Y DESCRIPCIÓN GENERAL:

En el diagrama de flujo siguiente aparecen las distintas etapas relacionadas con

el proceso de instalación:

Figura 7.21. Método de instalación

Configuración del hardware mediante

Unity Pro

Funcionamiento

Depuración de la aplicación

Declaración y configuración del bus

Canopen mediante Unity Pro

Configuración de los ejes mediante MFB

Programación de la aplicación mediante

la librería de MFB

Mantenimiento

Configuración del hardware de las servo-

unidades




El primer paso ya lo hemos realizado creando un nuevo proyecto.

Declaración y configuración del bus Canopen.

Abrimos una configuración de Canopen

Seleccionamos el esclavo Canopen en el catalogo de hardware, ya que el

maestro será el propio PLC M-340

Asignamos su dirección topológica al nuevo o nuevos dispositivos.

Comprobamos o ajustamos la función MFB en la ventana de

configuración del dispositivo

Activamos la configuración Canopen

Comprobamos la precisión de la configuración mediante la estructura de

árbol de configuración de Canopen que se encuentra en el explorador de

proyectos

Creamos los ejes en el directorio Movimiento del explorador de proyectos, y

definimos las variables asociadas a estos ejes mediante la ejecución.

Con el software Power Suite si se trata de un motor de inducción trifásico o un

servomotor BSH controlado mediante un servovariador Lexium 05, o con

Unilink si se trata de un servomotor BDH controlado mediante Lexium 15:

Conectamos el dispositivo

Introducimos los parámetros necesarios para el funcionamiento correcto

de la comunicación Canopen (dirección, velocidad etc.)

Programamos las secuencias de movimiento mediante los bloques de función

adecuados de la librería MFB y asociamos las variables definidas durante la

creación de los ejes a los bloques MFB.

Depuramos el eje mediante Power Suite o Unilink.

En Unity Pro:

Depuramos el programas mediante las tablas de animación

Utilizamos los datos a través de las pantallas de operador




Gestionamos las recetas de producción mediante los bloques de funciones

adecuados de la librería MFB:

Podemos crear y realizar copias de seguridad de las recetas

Podemos transferir datos de las recetas

Copia de seguridad de datos y procedimientos de restauración

Los tres primeros pasos ya los hemos llevado a cabo anteriormente, el cuarto se

explica en el tema 6, relativo a la configuración de Lexium 05 con Power Suite. Sobre la

programación de la aplicación se aportarán las distintas secciones de programa y la lista

de variables en el anexo correspondiente.

7.7 ARQUITECTURA DE LA APLICACIÓN

La arquitectura escogida es sencilla y ampliable a medida que lo requiera el

sistema. Por ello se la define como arquitectura abierta, optimizada y evolutiva. Esto

quiere decir que podemos ampliar o modificar el proceso con el mismo hardware,

añadiendo otros elementos, si fuera necesario y modificando la programación. A

continuación se muestra la diapositiva de la presentación que describe la estructura del

proceso en estudio:

Figura 7.22.Arquitectura de la aplicación




7.8 REQUISITOS DE SOFTWARE

Los programas que se van a utilizar en este proyecto son los que se citan a

continuación, y que se explicarán en sus respectivos capítulos:

Unity Pro XL V 4.0

Power Suite

Vijeo Designer V 4.6 Patch C

En la tabla 7.1se muestra el hardware necesario para poder implementar la

aplicación con bloques MFB de Lexium 05 en Unity Pro.

Tabla 7.1.Hardware necesario para configuración de ejes

7.9 CONFIGURACIÓN DE TAREAS MAESTRAS:

1. En el explorador de proyectos, desplegamos el directorio Programa.

Aparecerá el directorio Mast

2. Hacemos clic en el botón secundario del ratón en el directorio Mast, y a

continuación, ejecutar el comando Propiedades del menú contextual

3. Hacemos clic en propiedades , aparecerá el siguiente cuadro de diálogo

4. Seleccionamos el tipo de exploración periódica

5. Establecemos el periodo de la tarea en 20 (debido al parámetro INPT,

específico de la servounidad).

6. Establecemos el valor del Watchdog, que deberá ser mayor que el valor del

periodo

7. Hacemos clic en aceptar, con lo que confirmamos la configuración.

HARDWARE VERSIÓN DEL SOFTWARE MÍNIMA VERSIÓN DEL FIRMWARE

Modicon M-

340

Unity Pro. V.4.0 -

Lexium 05 Power Suite Lexium 05 V 2.5, parche V 2.2 OB V 1.403




Figura 7.23.Propiedades de la tarea Mast

7.10 CONFIGURACIÓN DEL BUS CANOPEN:

1. Desplegamos el directorio Configuración del explorador de proyectos, con

lo que aparece un árbol que incluye el bus PLC con la estructura del

hardware, y la etiqueta Canopen.

2. Haremos doble clic en esa etiqueta, o seleccionamos abrir ,con lo que se nos

abre la ventana siguiente:

7.10.1 EDITOR DEL BUS CANOPEN.

En esta pantalla se declaran los dispositivos conectados al este bus, y su

dirección asociada. Podemos ver la apariencia del dispositivo y tenemos acceso a sus

propiedades pinchando en cada uno de los esclavos. Los puntos de conexión disponibles

se indican mediante un cuadrado vacío de color blanco, tal como se aprecia en la figura

7.25.




Figura 7.24.Bus Canopen

En la tabla 7.2 se describen las distintas áreas que constituyen la pantalla de

configuración:

Tabla 7.2. Áreas de la pantalla de configuración del bus Canopen

Figura 7.25.Áreas del bus Canopen

Número Elemento Función

1 Bus Número de bus.

Conexiones

configuradas

Indica el número de puntos de conexión configurados.

2 Área de dirección

lógica

Esta área incluye las direcciones de los dispositivos conectados al

bus.

3 Área de módulo Esta área incluye los dispositivos conectados al bus.




7.10.2 AÑADIR UN DISPOSITIVO AL BUS

Mediante software agregaremos al bus Canopen un dispositivo de los existentes

en el árbol correspondiente.

Figura 7.26.Dispsitivos Canopen de movimiento




Pasos a seguir:

1. Accedemos a la pantalla de configuración de Canopen del explorador de

proyectos.

2. Hacemos doble clic en el lugar al que debe conectarse el módulo, que aparece

como un cuadro en blanco resaltado, con lo que se nos abre la pantalla

nuevodispoitivo.

3. Introducimos el número del punto de conexión correspondiente a la dirección.

De forma predeterminada, el software Unity Pro proporciona las tres primeras

direcciones de dispositivo libres.

4. En el campo comunicador, seleccionamos el tipo de elemento que habilita la

comunicación en el bus Canopen. Si el módulo tiene un comunicador integrado

esta ventana no nos aparecerá.

5. Validamos pulsando aceptar, con lo que el módulo habrá quedado declarado.

Figura 7.27.Dispositivo Canopen declarado

7.10.3 ACCEDER A LAS PROPIEDADES DEL DISPOSITIVO EN

EL BUS

Como decíamos antes, pinchando sobre la imagen del dispositivo en cuestión

tendremos acceso a sus propiedades. En esta primera imagen (7.28) se muestra la

pestaña Vista general.




Figura 7.28.Propiedades de Lexium 05A Canopen

Y en esta segunda la pestaña: objetos de entrada y salida, donde direccionamos

estas entradas y salidas. Existe una tercera pestaña Canopen donde se nos informa del

nombre del dispositivo, el del proveedor y una breve descripción. Pinchando en Canal

del árbol de la izquierda, debajo de LXM05_MFB se nos abrirán otras tres pestañas;

―PDO‖, ―Control de error‖ y ―Configuración‖, ya referidas al canal en cuestión.

Figura 7.29.Direccionamiento Lexium 05A Canopen




7.11. ANALIZAR Y GENERAR PROYECTO

Una vez seguidos todos los pasos anteriores, creadas todas las variables,

vinculadas las entradas y salidas (direccionadas), y programadas todas las secciones;

debemos primero regenerar todo el proyecto, o solo los cambios si solo hemos

trabajado en distintas sesiones. Tras lo cual se analiza el proyecto, y recibimos un

informe sobre los posibles errores cometidos a través de la ventana de resultados

mostrada en el punto 7.2.4.

Figura 7.30.Analizar, generar o regenerar proyecto

En la siguiente ilustración se muestra el informe de un proceso satisfactorio:

Figura 7.31.Informe del análisis del proyecto

7.12 SIMULAR PROYECTO

Vamos a hacer una demostración del funcionamiento de la modalidad

simulación, para lo cual, nos serviremos de la tarea Mast “Enrollador” y de su tabla

de animación correspondiente con el mismo nombre. Mostramos ambas a continuación

en el mismo orden que han sido citadas.




Figura 7.32.Tarea Mast “Enrolador”

Figura 7.33.Tabla de animación correspondiente a la tarea anterior.

El procedimiento para la simulación es el siguiente:

1. Regeneramos todo el proyecto, o bien, solo los cambios realizados desde la

última prueba. Figura 7.34




2. Conectar desde el menú desplegable PLC, con lo que se activa la modalidad

Simulación. Figura 7.35.

3. Transferimos el proyecto al PLC. Figura 7.35

4. Pinchamos en RUN, con lo que el proyecto se simula. Figura 7.36

Figura 7.34 Figura 7.35

Figura 7.36. Hacer correr el proyecto




Vemos que el primer bloque se compara el valor de la variable tensión del enrollador con valor

de consgna (TENSION_ENROLLADOR<=10). Si esa condición se cumple e activa AVANCE_R que

recoge cable aumentando la tensión. En la segunda línea (TENSION_ENROLLADOR>=15) se activa el

movimiento de liberación de tensión del cable de alimentación eléctrica de la torre. EL rango

comprendido entre 10 y 15 deja el motor en reposo. El color verde indica líneas, variable y condiciones

activas, en tanto que las rojas inactivas. Si cambiásemos el valor de tensión del enrollador cambiarían las

líneas activas o si desactivarían todas si el rango de tensión estuviese comprendido entre los definidos.

Figura 7.37. Tabla de animación correspondiente a los estados anteriores


CAPÍTULO 8. CREACIÓN DE UN PROYECTO CON VIJEO DESIGNER


8. CREACIÓN DE UN PROYECTO CON VIJEO

DESIGNER

8.1 INTRODUCCIÓN

Con el avance de la tecnología se ha pasado de las mesas de control basadas en

interruptores, pulsadores, conmutadores y visualizadores analógicos al control mediante

paneles SCADA. Este término proviene de las siglas de Supervisory Control And Data

Acquisition (Adquisición de datos y supervisión de control).

• Es una aplicación software de control de producción, que se comunica con los

dispositivos de campo y controla el proceso de forma automática desde la pantalla

del ordenador, o desde el denominado HMI (Human Machine Interface)

• Proporciona información del proceso a diversos usuarios: operadores,

supervisores de control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc.

Imagen 8.1. Esquema básico de un sistema de adquisición, supervisión y control




8.1.1 FUNCIONES MÁS ESPECÍFICAS

• Transmisión. De información con dispositivos de campo y otros PC.

• Base de datos. Gestión de datos con bajos tiempos de acceso. Suele utilizar

ODBC.

• Presentación. Representación gráfica de los datos. Interfaz del operador o HMI

(Human Machine Interface).

• Explotación. De los datos adquiridos para gestión de la calidad, control

estadístico, gestión de la producción y gestión administrativa y financiera.

8.1.2 PRESTACIONES

Un paquete SCADA debe de ofrecer las siguientes prestaciones:

• Posibilidad de crear paneles de alarma, que exigen la presencia del operador para

reconocer una parada o situación de alarma, con registro de incidencias.

• Generación de históricos de señal de planta, que pueden ser volcados para su

proceso sobre una hoja de cálculo.

• Ejecución de programas, que modifican la ley de control, o incluso el programa

total sobre el autómata, bajo ciertas condiciones.

• Posibilidad de programación numérica, que permite realizar cálculos aritméticos

de elevada resolución sobre la CPU del ordenador, y no sobre la del autómata,

menos especializado, etc.

• Con ellas, se pueden desarrollar aplicaciones basadas en el PC, con captura de

datos, análisis de señales, presentaciones en pantalla, envío de resultados a disco e

impresora, etc.

• Además, todas estas acciones se llevan a cabo mediante un paquete de funciones

que incluye zonas de programación en un lenguaje de uso general como C o

Pascal, aunque actualmente se está imponiendo VBA (Visual Basic for

Applications), lo cual confiere una potencia muy elevada y una gran versatilidad.




8.1.3 OBJETIVOS A CUMPLIR POR UN SISTEMA SCADA

Un SCADA debe cumplir varios objetivos:

• Deben ser sistemas de arquitectura abierta, capaces de crecer o adaptarse según

las necesidades cambiantes de la empresa.

• Deben comunicarse con total facilidad y de forma transparente al usuario con el

equipo de planta y con el resto de la empresa (redes locales y de gestión).

• Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware,

y fáciles de utilizar, con interfaces intuitivos para el usuario.

8.2 NUESTRO SOFTWARE SCADA

Nos hemos decidido por un software HMI de Schneider Electric como con los

otros dos programas y como el hardware de nuestro proyecto, de forma que exista una

total compatibilidad entre todos estos elementos.

Se trata del programa Vijeo-Designer, que está compuesto por dos aplicaciones

de software: Vijeo-Designer: el software de desarrollo de pantallas, y Vijeo-Designer

Runtime: el software de ejecución del proyecto.

8.2.1 VIJEO-DESIGNER

Vijeo-Designer es una aplicación de software de última generación desarrollado

por Schneider Electric Industries, con la que el usuario puede crear paneles de

operadores y configurar parámetros operativos para dispositivos de la interfaz usuario–

máquina (HMI). Este programa proporciona todas las herramientas necesarias para el

diseño de un proyecto HMI, desde la adquisición de datos hasta la creación y la

visualización de sinopsis animadas.

Las aplicaciones de usuario (proyectos HMI creados en Vijeo-Designer) se pueden

ejecutar en un gran número de ordenadores, plataformas y entornos, en función de sus

necesidades.




Con Vijeo-Designer, se pueden crear visualizaciones de pantallas avanzadas con

gráficos funcionales y animaciones que cumplan todos los requisitos, desde el más

simple al más complejo. De igual modo, el enfoque único de Vijeo-Designer respecto al

diseño y la implementación de HMI reduce al mínimo los riesgos de las tareas de

programación.

El editor de Vijeo-Designer es donde se desarrolla la aplicación de usuario HMI,

antes de descargarla en la máquina de destino.

8.2.2 VIJEO-DESIGNER RUNTIME

Tras crear la aplicación de usuario HMI en el editor de Vijeo-Designer, esta

puede ser descargada en la máquina de destino, en la que se va a ejecutar y visualizar

sus aplicaciones de pantalla con Vijeo-Designer Runtime.

Para que la aplicación de usuario se ejecute correctamente, Vijeo-Designer

Runtime debe instalarse en el hardware, que se puede utilizar como panel de control;

puede ser un monitor de ordenador o pantalla táctil HMI.

8.3 CREACION DE UN PROYECTO EN VIJEO DESIGNER

El proceso a seguir para la elaboración de un proyecto se compone de los pasos

que se citan a continuación:

8.3.1 INSTALAR LA APLICACIÓN

A partir del CD del programa

8.3.2 CREAR UN PROYECTO NUEVO

Primer paso cada vez que se inicia un proyecto nuevo. Se nos abre una ventana

que ofrece tres opciones: crear un nuevo proyecto, abrir último proyecto y abrir

proyecto ya existente. Una vez que estemos en un proyecto tenemos la posibilidad de

crear uno nuevo en el menú desplegable Fichero pinchando en Nuevo o en el icono




correspondiente. Tras seleccionar esa opción se nos pide un nombre para el proyecto, el

número de destinos y la posibilidad de asignarle una contraseña.

Imagen 8.2 “Crear un nuevo proyecto”

8.3.3 CONFIGURAR UN NUEVO DESTINO

Asignamos un nombre al destino en cuestión y seleccionamos tipo de destino en

donde asignamos a que dispositivo SCADA en particular vamos a enviar nuestro

proyecto y el modelo. En nuestro caso a un máquina serie XGBTGTW modelo 750 con

una resolución de 1024 *768 píxeles.

Imagen 8.3 “Crear un nuevo proyecto, destino




8.3.4 CONFIGURAR LA COMUNICACIÓN CON EL HARDWARE

DEL CONTROLADOR

Designamos el bus que utilizaremos para la comunicación entre el autómata y la

pantalla HMI, y asignamos la dirección IP correspondiente.

Imagen 8.4 Crear un nuevo proyecto, asignar IP

8.3.5 DISEÑAR LOS DISTINTOS PANELES GRÁFICOS

Cada parte de nuestro proyecto requerirá un diseño distinto, con distintos

dibujos, interruptores, pilotos, visualizadores, animaciones etc.

Imagen 8.5 Panel tipo




8.3.6 EJECUTAR LA COMPROBACIÓN DE ERRORES

Descartamos la presencia de errores antes de compilar el proyecto e instalarlo en

la máquina de destino.

8.3.7 COMPILAR EL PROYECTO

Un compilador es un programa que permite traducir el código fuente de un

programa en lenguaje de alto nivel, a otro lenguaje de nivel inferior (típicamente

lenguaje máquina). De esta manera un programador puede diseñar un programa en un

lenguaje mucho más cercano a la forma de pensar de un ser humano, para luego

compilarlo a un programa más manejable por un ordenador

8.3.8 INSTALAR VIJEO DESIGNER RUNTIME EN LA MÁQUINA

DE DESTINO

Esta es la parte del programa que permite que la máquina de destino gestione la

información una vez que se le descargue el proyecto.

8.3.9 DESCARGAR EL PROYECTO EN LA MÁQUINA DE

DESTINO

Habiendo sido previamente compilado, ya es comprensible para la máquina de

destino, que ya dispone del programa instalado.

8.3.10 EJECUTAR EL PROYECTO

Hacemos correr el programa en la máquina de destino, con lo que conseguimos

gestionar la automatización en cuestión.




El caso expuesto anteriormente se refiere al modo de proceder de la aplicación

Vijeo Designer Runtime. Tenemos la posibilidad de simular el funcionamiento real de

la aplicación en forma ―virtual‖ en el mismo ordenador en el que hemos realizado el

proyecto, y simular las pulsaciones en panel táctil de la máquina destino por clics del

ratón sobre los puntos correspondientes de la pantalla. En tal caso los últimos pasos a

realizar quedarían como sigue:

8.3.8.A Generar proyecto

Equivalente a instalar el Runtime pero en el propio ordenador, en lugar de la

pantalla HMI.

Imagen 8.6 Generar

8.3.8.B Simular proyecto

El proyecto se ejecuta también en el ordenador, con lo que podemos comprobar

el funcionamiento antes de descargarlo en la máquina de destino, y corregir los posibles

errores existentes. Además con esta posibilidad evitamos la necesidad de adquirir la

pantalla SCADA hasta que el proyecto sea vendido y deba instalarse.




Imagen 8.7 Simulación

8.4 ENTORNO DE TRABAJO DE VIJEO DESIGNER

La figura siguiente muestra los distintos elementos de la pantalla del programa

Vijeo Designer.

Imagen 8.8 Entorno de trabajo

8.5 VENTANAS DE TRABAJO

En las siguientes imágenes se muestran todos los iconos. Se ha dividido la

imagen en dos para permitir una mejor visualización.

ICONOS VENTANAS DE

TRABAJO

NAVEGADOR

INSPECTOR DE

PROPIEDADES

CAJA DE

HERRAMIENTAS

AREA DE

RETROALIMENTACION

ZONA DE TRABAJO O VISOR DE

INFORMACION




Imagen 8.9 Iconos de acceso rápido

8.5.1 FICHA “FICHERO” Y “EDICIÓN”

Imagen 8.10 Fichero Imagen 8.11 Edición

8.5.2 FICHAS “GENERAR” Y “HMI”

Imagen 8.12 Generar Imagen 8.13 HMI




8.5.3 FICHAS “VARIABLE” E “INFORME”

Imagen 8.14 Variable Imagen 8.15 Informe

8.5.4 FICHAS “VER” Y “DIBUJO”

Imagen 8.16 Ver Imagen 8.17 Dibujo




8.5.5 FICHAS “HERRAMIENTAS” Y “VENTANA”

Imagen 8.18 Herramientas Imagen 8.19 Ventaja

8.5.6 FICHA “AYUDA”

Imagen 8.20 Ayuda

Como se puede apreciar, algunas de las opciones de las ventanas desplegables,

así como sus iconos correspondientes se encuentran inhabilitados, esto se debe a que

estas solo son utilizables en algunas fases del programa. En este capítulo solo se

pretende dar una visión general de las funcionalidades y entorno de trabajo de Vijeo

Designer. Una relación pormenorizada sería equivalente a elaborar un manual, que ya

existe y se cita en la bibliografía.

8.5.7 NAVEGADOR O EXPLORADOR DE PROYECTOS

En él podemos acceder a dos ventanas distintas.

8.5.7.1 Vijeo Manager

En el que se detallan todos y cada uno de los proyectos en desarrollo.




8.5.7.2 Proyecto

En él que se ofrece información relativa al proyecto actual, y que incluye:

Paneles gráficos. En él aparecen los paneles base, ventanas

emergentes y paneles principales

Acciones

Entorno. En él se incluyen archivos de datos (mostrar archivo,

sonido, texto y video), seguridad e idioma.

Biblioteca de recursos. Con mostrar archivos, sonido, texto y

video.

Alarmas. Se muestran las alarmas por grupos

Recetas. Se organizan las recetas por grupos. Con las recetas se

pueden modificar los parámetros de un proceso productivo de múltiples

direcciones de dispositivo a la vez y de forma simple.

Registrando datos

Variables

Administrador de entradas y salidas

Imagen 8.21Vijeo Manager Imagen 8.22Proyecto, vista paneles




Imagen 8.23Proyecto desplegado

8.5.8 CAJA DE HERRAMIENTAS

En ella podemos acceder a todos los iconos a utilizar en los mímicos de las

pantallas, organizados por categorías.

Imagen 8.24 Caja de herramientas

8.5.9 ZONA DE RETROALIMENTACIÓN

Aquí se nos informa del resultado tras haber generado y compilado el proyecto.

Así se nos dice si ha existido algún error, y cuál o cuáles. Por ejemplo si no se ha

utilizado o definido bien alguna variable citada. Si el resultado es satisfactorio el

proyecto es viable y podremos o bien simularlo, o bien descargarlo en la máquina de

destino donde se ejecutará.




Imagen 8.25 Zona de retroalimentación

8.5.10 PANELES BASE

Veremos desplegados varios paneles base a un tiempo, y podremos cambiar el

orden de cada uno en la secuencia de trabajo.

En este capítulo se ha intentado dar una visión general del entorno de trabajo de

Vijeo Designer, sin profundizar demasiado. En el apartado 8.9 y siguientes se hablará

en detalle de cada uno de los paneles que forman parte de este proyecto.

Imagen 8.26 Paneles base




8.5.11 LISTA DE OBJETOS GRÁFICOS

Aquí tenemos acceso a las propiedades de todos los objetos gráficos utilizados

en nuestro proyecto, tales como: tipo de objeto (texto, visualizador numérico, imagen

etc.), tamaños, posición o variables asociadas.

Imagen 8.27 Listas de objetos gráficos

8.9 PANTALLAS DE NUESTRO PROYECTO

Las potencialidades más evidentes de los paneles SCADA son su intuividad y

facilidad de acceso. Una presentación clara y ordenada es fundamental para conseguir

esas características. Por ello en este proyecto se ha intentado seguir un criterio común

en el diseño de todas las pantallas. Así, en todas ellas aparecen unos objetos comunes,

que son:

1. Presentador de fecha en el lado superior derecho,

2. Presentador de hora, en la parte superior izquierda,

3. Título de la pantalla en la parte superior central,

4. Botón de parada en la parte central bajo el título

5. Botón de retorno a la pantalla principal a la derecha del anterior,

6. Pantalla de supervisión de la cámara debajo del anterior




7. Mismo tipo de formato de selección en la distintas pantallas

8. Dibujo de la torre en parte central en las pantallas que así lo permitan

9. Tutorial en cada pantalla en formato escrito y sonoro

10. Distinto color para cada pantalla, procurando que aquellas con un

formato similar no se confundan, y cuyo color coincide en las etiquetas de

selección de panel

Imagen 8.28. Formato general de las pantallas SCADA

Pasamos ahora a dar una breve explicación de cada una de las pantallas:

8.9.1 PANTALLA DE SELECCIÓN DE IDIOMA

En esta no aparece el dibujo de la torre, y se nos da a escoger entre los dos

idiomas posibles: Español e Inglés. Una vez decididos por uno de estas opciones nos

aparecerán en ese idioma todas y cada una de las páginas. Sí una vez escogida una

opción decidimos cambiar, deberemos pulsar el botón ―home‖ que nos devolverá a esta

página, donde corregiremos la elección. En esta primera página se nos presenta la

información en los dos idiomas y en forma grafica.

2 1

6

8

1

0

3

4 5




Imagen 8.29 Pantalla de selección de idioma

8.9.2 PANTALLA PRINCIPAL

En esta página seleccionamos cada una de las posibles tareas a realizar, a cada

una de las cuales va asociada una página o pantalla. Estas tareas son:

Posicionado

Granallado

Lavado con agua salada

Lavado con agua dulce

Pintado

Control de motores

Equipo de granallado

Equipo de pintado

Alumbrado

Cuadro de protección




Imagen 8.30 Pantalla del menú principal

8.9.3 PANTALLA DE POSICIONADO

En esta página además de todos los elementos comunes anteriormente

mencionados, encontraremos una botonera compuesta de cuatro teclas de

posicionamiento en dos ejes y dos sentidos cada uno; así como dos teclas de asignación

de coordenadas de origen, mediante las cuales, una vez posicionada nuestra torre

podremos fijar esas nuevas coordenadas como origen de todos los futuros movimientos.

Sobre esta botonera disponemos de dos visualizadores numéricos que nos

informan de los desplazamientos producidos, que se fijan a cero al pulsar la tecla

correspondiente. En cada visualizador se indica el eje al que está referido y además,

tiene el mismo color que su tecla de reseteo asociada.

En el margen izquierdo disponemos de tres etiquetas cuyas misiones son;

fijación del recorrido del eje x, fijación del recorrido del eje y, y llamada al archivo que

contiene el tutorial en formato sonoro. Bajo este disponemos del mismo tutorial pero en

formato escrito.

La pantalla de video asociada a la cámara de supervisión nos permite ver en

tiempo real la posición en la que nos encontramos con respecto al casco del buque en

cuestión.

7

1

0




Imagen 8.31 Pantalla del menú de posicionado

8.9.4 PANTALLA DE GRANALLADO

En esta pantalla disponemos de todos los elementos comunes a excepción del

dibujo de la torre, ese espacio lo utilizaremos en su lugar para situar un plano del forro

del buque en cuestión. Bajo este plano disponemos de uno más esquemático en el que se

representan las formas aproximadas del forro del buque. Obviamente esta información

habrá de ser programada para cada buque, tarea que no realizará el operario de la torre

sino el departamento de ingeniería.

En esta segunda representación del buque se muestran unas franjas del alto

asociado a cada ancho de trabajo de la herramienta en cuestión, en nuestro caso la

boquilla de granallado. Así, si suponemos esta medida como igual a un metro

tendremos tantas franjas de un metro como sean necesarias para sumar la altura total de

trabajo. Y estas irán cambiando de color a medida que son tratadas. Disponemos

además de visualizadores que indican la posición en cada eje y la distancia restante

hasta alcanzar el punto final de trabajo. La finalidad de estas franjas es solamente

orientativa, la precisión en el desplazamiento vendrá dada por los visualizadores

numéricos.

9

9




Imagen 8.32 Pantalla de granallado

8.9.5 PANTALLA DE LAVADO CON AGUA SALADA

Imagen 8.33 Pantalla de lavado con agua salada

Está pantalla junto con las de lavado con agua dulce y pintado son tienen una

apariencia casi idéntica a la de granallado, y presentan casi exactamente el mismo

formato y la misma información, aunque con distinto color de fondo y asociadas a

distintas tareas.




8.9.6 PANTALLA DE LAVADO CON AGUA DULCE

Idéntica a la anterior, pero referida a los trabajos de lavado con agua

dulce. Se diferencian por el título y el color, además en la pantalla de supervisión por

circuito cerrado de televisión se verá el trabajo que se realiza en ese momento.

Imagen 8.34 Pantalla de lavado con agua dulce

8.9.7 PANTALLA DE PINTADO

Imagen 8.35 Pantalla de pintado




Idéntica a la anterior, pero referida a los trabajos de pintado. Su formato es casi

idéntico a las demás pantallas de trabajos superficiales. Se diferencia en el color, en las

válvulas y en los tutoriales que activa.

8.9.8 PANTALLA DE CONTROL DE MOTORES

En esta tenemos información relativa a los tres motores en juego en nuestra torre

que son: el de desplazamiento vertical, el del horizontal, y el del enrollador. Los

mímicos relativos a cada motor están distribuidos en tres franjas de distinto color, y

contienen para cada uno indicadores de:

Imagen 8.36 Pantalla de control de motores

11. Icono ilustrativo de la función del motor

12. Piloto de funcionamiento

13. Voltímetro

14. Amperímetro

12

13 14 15 16 17 18

(20)

(20)

(20)

(21)

(21)

11 19

(21)




15. Tacómetro

16. Velocímetro

17. Termómetro

18. Torquímetro ( medidor de par )

19. Etiqueta de función

20. Pulsador de cambio de estado **sólo para función simulación**

21. Piloto de funcionamiento

Todos los indicadores anteriormente mencionados se disponen en formato tanto

digital como analógico.

8.9.9 PANTALLA DEL EQUIPO DE GRANALLADO

En esta representamos todos los elementos que componen este equipo, y que

son:

22. Compresor de aire

23. Electroválvula principal de aire

24. Presostato con visualizador numérico

25. Caudalímetro con visualizador numérico

26. Tres depósitos de granalla con indicación de nivel

27. Tres válvulas correspondientes una a cada uno de los depósitos

28. Dos boquillas de granallado, cada una con su válvula asociada

Además disponemos también de la pantalla de supervisión para no perder de

vista los trabajos mientras comprobamos este equipo.




Imagen 8.37 Pantalla de control de granallado

8.9.10 PANTALLA DEL EQUIPO DE PINTADO

Imagen 8.38 Pantalla del equipo de pintado

Se representan dos equipos de pintura ―air-less‖ neumáticos, aunque también

podrían ser eléctricos. Para cada equipo disponemos en formato digital y analógico

visualizadores de la presión de aire de entrada, caudal de aire y presión de pintura. Los

componentes de cada quipo equipo son:




Depósito o bidón de pintura con indicador de nivel.

Electroválvula de entrada de aire

Presostato de aire

Carro con depósito

Presostato de pintura

Electroválvula de pintura

Tramo de tubería

8.9.11 PANTALLA DE ALUMBRADO

Imagen 8.39 Pantalla del equipo de alumbrado

Disponemos de seis etiquetas con seis interruptores que nos permiten conectar o

desconectar los alumbrados de:

Gálibo

Trabajo

Escalera




Plataforma

Vías

Emergencia

8.9.12 PANTALLA DE SUPERVISIÓN DEL CUADRO DE

PROTECCIÓN

Imagen 8.40 Pantalla del cuadro de protección

En esta pantalla tenemos acceso a la información relativa a Voltaje de

alimentación, consumo de corriente, coseno de fi, y a todos y cada uno de los

diferenciales, interruptores magneto-térmicos, guarda-motores, contactores y relés para

alumbrado. Estos últimos son los únicos sobre los que se puede cambiar el estado en

condiciones reales. En la simulación se cambiará el estado de todos los elementos con

fines demostrativos, como también ocurre con los elementos de medida, que se

modificarán mediante un teclado emergente.

8.9.14 PANTALLA DE CHEQUEO DE LA TORRE

En ella podemos comprobar el estado de cada uno de los sensores de la torre,

como son:




Interruptor final de carrera superior

Sensor de carga

Interruptor final de carrera inferior

Interruptor final de carrera inicial

Cierre de seguridad puerta de acceso

Interruptor final de carrera terminal

Imagen 8.41 Pantalla de chequeo de la torre

8.10 PROCEDIMIENTO PARA LA CREACIÓN DE OBJETOS

GRAFICOS

El funcionamiento completo del programa es demasiado complicado como para

dar una explicación pormenorizada de todas sus funcionalidades y objetos gráficos.

Daremos por tanto, una visión general con la ayuda de ejemplos de algunos de los

objetos creados para nuestro proyecto.

Podemos crear objetos gráficos partiendo de la pestaña Dibujo citada en el punto

8.4, de los iconos de la barra de herramientas 0, o de los objetos de la caja de

herramientas. Los últimos son objetos prediseñados, que nos ahorrarán trabajo de

diseño; deberemos copiarlos en nuestro panel y asignarles propiedades y variables. Nos




referimos a elementos tales como los tanques, visualizadores numéricos, motores,

válvulas o visualizadores de video, etc. Esto nos facilita mucho el trabajo, del mismo

modo que en el caso de los interruptores con o sin piloto. En otros casos, los elementos

gráficos que necesitamos no se encuentran entre los muchos que Vijeo Designer

incluye, tales como interruptores magneto-térmicos, interruptores diferenciales o relés;

o si lo están, puede que su formato no nos resulte apropiado, como en el caso de los

variadores o los PLC, que se encuentran en perspectiva, cuando los necesitamos en

formato plano. A continuación enumeraremos los pasos a seguir para la creación de un

interruptor magneto-térmico:

1. Dibujamos un rectángulo con línea negra y fondo blanco, así como un

rectángulo con borde azul, en el que insertamos el texto, por ejemplo:

―T_GENERAL‖.

2. Realizamos ocho cuadrados interiores al rectángulo previo.

3. Insertamos un punto en el centro de cada cuadro.

4. Dibujamos cinco interruptores verdes con la forma mostrada

5. Dibujamos cinco interruptores rojos con la forma mostrada

Imagen 8.42 Proceso de diseño de un interruptor magneto-térmico

6. Aquí se muestran los dos elementos que conforman las levas del

interruptor en sus posiciones conectado y desconectado.

7. Aunque en realidad, no hemos dibujado 10 interruptores, sino 6, ya que

aquellos designados como ―a‖ son solo cuatro, a los que en su posición

desactivado (conectado) hemos asignado el color verde, y en su posición

activado (desconectado) el color rojo.




Imagen 8.43 Proceso de diseño de la palanca del interruptor

Apariencias de los interruptores Disposición real de los interruptores

Los seis interruptores citados están vinculados a la misma variable, en este caso

―TERMICO_GENERAL‖, pero con diferentes colores asociados. Por ejemplo, a la

barra superior en posición desactivado se le asigna el color verde, y en activado el

blanco, que al coincidir con el color de fondo del térmico la vuelve invisible. Lo mismo

sucede con la barra inferior, pero con el rojo como activado y el blanco como

desactivado. En el caso de los cuatro cuadrados centrales, sin embargo, en posición

desactivado su color asociado es el verde, y el rojo en activado, lo que crea el efecto de

conexión y desconexión del interruptor.

A continuación mostraremos las pantallas de configuración de estos cuatro

interruptores cuadrados como ejemplo:

Imagen 8.44 Pestaña General




Imagen 8.45 Pestaña Colores


CAPÍTULO 9. ELECCIÓN DEL HARDWARE


9. ELECCIÓN DEL HARDWARE

9.1 INTRODUCCIÓN

Para la elección del hardware el primer criterio ha sido el citado al principio de

este proyecto, escoger todos los elementos de un mismo fabricante, en nuestro caso

Schneider Electric (Merling Gering y telemecanique). La decisión por este fabricante se

debe a que las prácticas de la asignatura se realizaron con su software y hardware, por lo

que el autor se encuentra más familiarizado con estos que con los de otros fabricantes.

Sin embargo, desde el curso en que el autor aprobó esta asignatura, la tecnología y los

recursos del taller de automatismos han aumentado, y existe un nuevo software más

potente (UnitY Pro XL), y nuevas series de autómatas, como Premium, Quantum y

M340, este último, es el elegido para este proyecto.

El autómata M340 ofrece prestaciones superiores a los de la serie TSX nano y

micro y es compatible con el software de programación Unity Pro. Dentro de la nueva

oferta citada, el M340 es comparativamente más barato que los otros dos y es

perfectamente útil para nuestros requerimientos. De hecho, existen bloques funcionales

utilizados en este proyecto que no son compatibles por ejemplo, con la plataforma

Quantum, de la misma forma que otros no lo son con la nuestra.

9.2 ELECCIÓN DE LOS DIFERENTES MÓDULOS

Una vez decididos por la plataforma concreta a utilizar, habrá que determinar

qué módulos específicos se necesitarán para los requerimientos de nuestro sistema. Para

lo cual, hay que partir de ciertas premisas previas, como son: el número de entradas y

salidas digitales y/o analógicas, el tipo de procesador, las redes de comunicación a

utilizar, si se usarán o no módulos contadores, etc., y tras conocer todos estos datos

determinar el tamaño del bastidor




9.2.1 ELECCIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN Y EL

PROCESADOR

9.2.1.1 Elección del procesador

La elección del procesador ha de basarse en los siguientes criterios:

Potencia de procesamiento (según el número de entradas/salidas

gestionadas)

Capacidad de memoria

Puertos de comunicaciones

Existen cinco procesadores distintos, todos ellos con la denominación BMX P34

****. Los asteriscos representan cuatro cifras más

BMX P34 1000. Procesador estándar, máximo de 512 E/S digitales, 128 E/S

analógicas, 2.048 Kb de tamaño máximo de memoria, conexión Modbus.

BMX P34 2000. Procesador de alto rendimiento, máximo de 1024 E/S digitales, 256

E/S analógicas, 4.096 Kb de tamaño máximo de memoria, conexión Modbus.

.BMX P34 2010. Procesador de alto rendimiento, máximo de 1024 E/S digitales, 256

E/S analógicas, 4.096 Kb de tamaño máximo de memoria, conexión Modbus y

Can0pen.


E/S analógicas, 4.096 Kb de tamaño máximo de memoria, conexión Modbus y Ethernet.


E/S analógicas, 4.096 Kb de tamaño máximo de memoria, conexión Canopen y

Ethernet.




En la siguiente tabla se resumen esas características:

Tabla 9.1 Características de los distintos procesadores

PROCESADOR Nº

MÁX.E/S

DIG

Nº MÁX

E/S ANA.

TAM. MAX.

MEMORIA

CONEXIÓN

BUS

CONEX.

MAESTRO

CANOPEN

ETHERNET

INTEGRADA

BMX P34 1000 512 128 2048 Kb SI NO NO

BMX P34 2000 1024 256 4.096 Kb SI NO NO

BMX P34 2010 1024 256 4.096 Kb SI SI NO

BMX P34 2020 1024 256 4.096 Kb SI NO SI

BMX P34 2030 1024 256 4.096 Kb NO SI SI

Fuente: Catálogo M340

De momento, y sin llegar a evaluar aún la capacidad de memoria o el número de

entradas salidas necesarias se opta por un procesador con el mayor número de

conexiones de comunicación disponibles. Los modelos 2010,2020 y 2030 poseen cada

uno dos posibilidades de conexión. Pero teniendo en cuenta que la conexión Ethernet

está disponible como módulo independiente, nos decantaremos por el modelo 2010,

pues dispone de las otras dos posibilidades necesarias, Modbus y Canopen. La conexión

Modbus la utilizaremos para comunicarnos con la pantalla HMI, la Canopen para el

control y mando de los servomotores, y la Ethernet ofrece la posibilidad de

comunicación y gestión del proceso desde cualquier punto del astillero o del mundo con

un ordenador, con el que podremos cambiar la programación si es necesario. Todos

estos procesadores incluyen además un puerto USB. Este puede utilizarse también para

comunicarse con una pantalla HMI, con el ordenador o con la impresora, así como para

transferir el programa del ordenador al autómata.

Los procesadores BMX P34 1000, 2010, 2020 y 2030 disponen de un reloj de

tiempo real que gestiona la fecha y hora actual, así como la fecha y hora de la última

parada de la aplicación. Este reloj puede funcionar sin alimentación durante




aproximadamente cuatro semanas si la temperatura es inferior a 45 ºC.

Todos estos módulos admiten dispositivos sin fuente de alimentación propia, por

lo que habrá que tener en cuenta estos consumos para calcular la potencia que se

demandará a la fuente de alimentación.

Figura 9.1 Procesador BMX 34 2010


9.2.1.2 Elección de la fuente de alimentación

Todos los módulos de alimentación responden a las siglas BMX CPS*** y

existen en dos tipos de redes de alimentación; corriente continua y corriente alterna.

Además disponen de funciones auxiliares tales como:

Bloque de visualización

Relé de alarma

Botón de reseteo del bastidor




Alimentación de sensores de 24 VCC ( sólo en los módulos de corriente

alterna)

Tabla 9.2 Características de las distintas fuentes de alimentación

POTENCIA UTILIZABLE BMX CPS 2000 BMX CPS 2010 BMX CPS 3020 BMX CPS 3500

TOTAL INCL. SALIDAS 20 W 17 W 32 W 36 W

EN LA SALIDA 3V3_BAC 8,3 W (2,5 A) 8,3 W (2,5 A) 15 W (4,5 A) 15 W (4,5 A)

EN LA SALIDA 24V_BAC 16,5 W (0,7 A) 16,5 W (0,7 A) 31,2 W (1,3 A) 31,2 W (1,3 A)

EN SALIDAS 3V3_BAC Y

24V_BAC 16,5 W 16,5 W 31,2 W 31,2 W

EN SALIDAS 24V SENSORES 10,8 W (0,45 A) NO NO 21,6 W (0,9 A)


Los módulos BMX CPS 2000 y 3500 se alimentan con corriente alterna y los

2010 y 3020 con corriente continua. Tomando como base la previsión de potencia que

ofrece el programa Unity Pro, una vez conectados todos los módulos, se opta en un

principio por una fuente BMX CPS 2000.

Figura 9.2 Fuente de alimentación BMX CPS 2000





9.2.2 ELECCIÓN DEL MÓDULO DE COMUNICACIÓN

ETHERNET

La red Ethernet se utiliza generalmente para varias o algunas de las siguientes

funciones: coordinación entre controladores programables (PLC´S), supervisión local o

centralizada, comunicación con el procesamiento de datos empresariales de producción

y comunicación con entradas salidas remotas.

Todos los módulos de comunicación Ethernet responden a las siglas BMX

NOE***, y existen cuatro modelos:

BMX NOE 0100.

BMX NOE 0100.2.

BMX NOE 0110.

BMX NOE 0110.2

Todos ellos ofrecen las mismas posibilidades de comunicación, así que el factor

determinante para la elección de uno u otro será su compatibilidad con procesador a

utilizar. De entre los anteriores son compatibles con nuestro procesador los modelos

BMX NOE 100.2 y 0110.2.

Figura 9.3 Módulo Ethernet BMX NOE 100





9.2.3 NÚMERO DE ENTRADAS DIGITALES

Para calcular el número de entradas digitales se deben definir antes las funciones

que nuestro sistema habrá de realizar, y que se englobaran en los siguientes apartados:

Conexión con sensores (finales de carrera, limitador de peso máximo,

cierre de seguridad de la puerta de acceso, etc.)

Control de estado de elementos de protección

Control de estado de los circuitos de alumbrado

Según la tabla adjunta 9.3 serán necesarias 64 entradas digitales que informarán

sobre el estado de conexión o desconexión de cada uno de los sensores o dispositivos de

protección señalados. Con estos datos se consulta el catálogo de Schneider Electric y se

decide qué módulos seleccionar para cubrir esas necesidades.

De estas 64 entradas digitales necesarias, las sombreadas, que son las de los

servovariadores Lexium 05 podremos eliminarlas del cálculo, ya que esta información

se transmite a través del bus Canopen al PLC M340, por lo que no requieren entradas

dedicadas. Esto implica que necesitaremos 60 entradas.

Tabla 9.3A Entradas digitales necesarias

1 LOCAL/REMOTO 33 TÉRMICO ALUMBRADO DE GÁLIBO

2 ESTADO 34 TÉRMICO ALUMBRADO DE EMERGENCIA

3 VELOCIDAD RÁPIDA 35 DIFERENCIAL SALIDAS DIGITALES

4 VELOCIDAD LENTA 36 TÉRMICO SALIDAS DIGITALES 1

5 SUBIR 37 TÉRMICO SALIDAS DIGITALES 2

6 BAJAR 38 TÉRMICO SALIDAS DIGITALES 24 V

7 IZQUIERDA 39 TÉRMICO PLC

8 DERECHA 40 DISYUNTOR MOTOR ELEVACIÓN

9 PARO EMERGENCIA MANDO 41 DISYUNTOR MOTOR TRASLACIÓN 1




10 SETA EMERGENCIA 42 DISYUNTOR MOTOR TRASLACIÓN 2

11 BARRERA OBSTÁCULOS RETROCESO (FC) 43 DISYUNTOR MOTOR ENROLLADOR

12 BARRERA OBSTÁCULOS AVANCE (FC) 44 RELÉ ALUMBRADO DE TRABAJO

13 LIMITADOR PESO MÁXIMO 45 RELÉ ALUMBRADO DE PLATAFORMA

14 CIERRE SEGURIDAD PUERTA 46 RELÉ ALUMBRADO DE ESCALERAS

15 FINAL DE CARRERA SUPERIOR (FC) 47 RELÉ ALUMBRADO DE VÍAS

16 FINAL DE CARRERA INFERIOR (FC) 48 RELÉ ALUMBRADO DE GÁLIBO

17 SECCIONADOR PRINCIPAL 49 RELÉ ALUMBRADO DE EMERGENCIA

18 RELE CONTROL DE FASES 50 DIFERENCIAL SALIDAS 230 V

19 TÉRMICO GENERAL 51 TÉRMICO SALIDAS 230 V

20 LIMITADOR SOBRETENSIONES 52 TÉRMICO RECEPTOR RC-E

21 TERMICO GENERAL MOTORES 53 TÉRMICO CIERRE DE SEGURIDAD

22 DIFERENCIAL MOTORES 54 TÉRMICO DE RESERVA

23 TÉRMICO GENERAL ALUMBRADO 55 CONTACTOR MOTOR ELEVACIÓN

24 DIFERENCIAL ALUMBRADO 56 CONTACTOR MOTOR TRASLACIÓN 1

25 TÉRMICO MOTOR ELEVACIÓN 57 CONTACTOR MOTOR TRASLACIÓN 2

26 TÉRMICO MOTOR TRASLACIÓN 1 58 CONTACTOR MOTOR ENROLLADOR

27 TÉRMICO MOTOR TRASLACIÓN 2 59 SAI

28 TÉRMICO MOTOR ENROLLADOR 60 SERVOVARIADOR ELEVACIÓN

29 TÉRMICO ALUMBRADO DE TRABAJO 61 SERVOVARIADOR TRASLACIÓN 1

30 TÉRMICO ALUMBRADO DE PLATAFORMA 62 SERVOVARIADOR TRASLACIÓN 2

31 TÉRMICO ALUMBRADO DE ESCALERAS 63 SERVOVARIADOR ENROLADOR

32 TÉRMICO ALUMBRADO DE VÍAS 64




Figura 9.4 Módulos de entradas digitales BMX DDI 1602 y BMX DDI 3204K


Figura 9.5. Conexionado Módulos BMX DDI 1602 Y BMX DDI 3202K





9.2.4 NÚMERO DE SALIDAS DIGITALES

Habrá que hacer una estimación de las funciones a realizar, y que serán:

Apertura y cierre de válvulas.

Encendido y apagado del sistema.

Alumbrado.

Avance/retroceso torre.

Subida/bajada plataforma.

Liberación/recogida cable enrollador.

Tabla9.4 Salidas digitales necesarias

1 VÁLVULA GRANALLADO 1 15 VÁLVULA AGUA DULCE 2

2 VÁLVULA GRANALLADO 2 16 RELÉ ALUMBRADO TRABAJO

3 VÁLVULA DEPOSITO GRANALLA 1 17 RELÉ ALUMBRADO PLATAFORMA

4 VÁLVULA DEPOSITO GRANALLA 2 18 RELÉ ALUMBRADO ESCALERAS

5 VÁLVULA DEPOSITO GRANALLA 3 19 RELÉ ALUMBRADO VÍAS

6 VÁLVULA AIRE GRANALLADO 20 RELÉ ALUMBRADO GALIBO

7 VÁLVULA PINTURA 1 21 MARCHA ADELANTE MOTOR 1 CANOPEN

8 VÁLVULA PINTURA 2 22 MARCHA ATRÁS MOTOR 1 CANOPEN

9 VÁLVULA AIRE PINTADO 1 23 MARCHA ADELANTE MOTOR 2 CANOPEN

10 VÁLVULA AIRE PINTADO 2 24 MARCHA ATRÁS MOTOR 2 CANOPEN

11 VÁLVULA AGUA SALADA 1 25 SUBIDA MOTOR ELEVACIÓN CANOPEN

12 VÁLVULA AGUA SALADA 1 26 BAJADA MOTOR ELEVACIÓN CANOPEN




13 VÁLVULA AGUA SALADA 2 27 RECOGIDA CABLE ENROLLADOR CANOPEN

14 VÁLVULA AGUA DULCE 1 28 LIBERACIÓN CABLE

ENROLLADOR CANOPEN

A la vista de las salidas necesarias se deberá escoger entre la oferta disponible de

módulos exclusivamente de salidas digitales o módulos mixtos de entradas/salidas

digitales, tras haber descontado la seis que se gestionarán a través del bus Canopen.

Existen tres tipos básicos de salidas digitales; estáticas ( 24 Vcc con lógica

positiva o negativa), a triac ( 100-240 Vca ) y a relé ( 24 Vcc o 100-240 Vca ).

Dado que nuestras salidas digitales activarán o desactivarán válvulas y circuitos

de alumbrado de potencia, utilizaremos salidas tipo relé. Estos relés en algunos casos

activarán las bobinas de relés de mayor potencia, que habrá que determinar basándose

en el consumo de cada electroválvula o circuito de alumbrado correspondiente.

Figura 9.6. Módulos de salidas digitales BMX DRA 0805 y BMX DRA 1605





Figura 9.7. Conexionado BMX DRA 0805 y BMX DRA 1605


De la oferta de la plataforma M340 se han seleccionado los módulos BMX

DRA1605 (16 salidas a relé) y el BMX DRA 0805 (8 salidas a relé), que totalizan 24

salidas, tres más de las necesarias. Existen módulos equivalentes a estos con salidas a

triac , pero sus corrientes máximas van de 0,5 a 0,6 A por vía. De los seleccionados, el

de 16 vías soporta 2 A por vía y 3 A por vía el de 8 salidas. Además, existe la

posibilidad de activar otros reles o contactores a través de los nuestros, caso de que los

consumos máximos de los actuadores excedan a la potencia de los integrados en

módulos del PLC M340.

9.2.5 NÚMERO DE ENTRADAS ANALÓGICAS

Las entradas analógicas las utilizaremos para medir parámetros tales como:

Voltaje

Intensidad

rpm

Velocidad

Temperatura del motor




Par

Niveles de pintura

Niveles de granalla,

Presión de aire

Caudal de aire

Presión de pintura

Recorrido en los dos ejes

Velocidad del viento

Tabla 9.5.Entradas analógicas necesarias

1 VOLTAJE MOTOR 1 (ELEVACIÓN) 21 RPM MOTOR 4 (ENROLLADOR)

2 INTENSIDAD MOTOR 1 (ELEVACIÓN) 22 VELOCIDAD MOTOR 4 (ENROLLADOR)

3 RPM MOTOR 1 (ELEVACIÓN) 23 TEMPERATURA MOTOR 4 ( ENROLLADOR)

4 VELOCIDAD MOTOR 1 (ELEVACIÓN) 24 PAR MOTOR 4 ( ENROLLADOR)

5 TEMPERATURA MOTOR 1 ( ELEVACIÓN) 25 CAUDAL AIRE GRANALLADO

6 PAR MOTOR 1 ( ELEVACIÓN) 26 PRESIÓN AIRE GRANALLADO

7 VOLTAJE MOTOR 2 (TRASLACIÓN 1) 27 NIVEL GRANALLA DEPÓSITO 1

8 INTENSIDAD MOTOR 2 (TRASLACIÓN 1) 28 NIVEL GRANALLA DEPÓSITO 2

9 RPM MOTOR 2 (TRASLACIÓN 1) 29 NIVEL GRANALLA DEPÓSITO 3

10 VELOCIDAD MOTOR 2 (TRASLACIÓN 1) 30 PRESIÓN AIRE ENTRADA PINTURA 1

11 TEMPERATURA MOTOR 2 ( TRASLACIÓN 1) 31 CAUDAL AIRE PINTURA 1

12 PAR MOTOR 2 ( TRASLACIÓN 1) 32 PRESIÓN DE PINTURA 1

13 VOLTAJE MOTOR 3 (TRASLACIÓN 2) 33 NIVEL DE PINTURA 1

14 INTENSIDAD MOTOR 3 (TRASLACIÓN 2) 34 PRESIÓN AIRE ENTRADA PINTURA 2

15 RPM MOTOR 3 (TRASLACIÓN 2) 35 CAUDAL AIRE PINTURA 2

16 VELOCIDAD MOTOR 3 (TRASLACIÓN 2) 36 PRESIÓN DE PINTURA 2

17 TEMPERATURA MOTOR 3 ( TRASLACIÓN 2) 37 NIVEL DE PINTURA 2

18 PAR MOTOR 3 ( TRASLACIÓN 2) 38 AVANCE EJE HORIZONTAL X

19 VOLTAJE MOTOR 4 (ENROLLADOR) 39 AVANCE EJE VERTICAL Y

20 INTENSIDAD MOTOR 4 (ENROLLADOR) 40 VELOCIDAD DEL VIENTO

Según la tabla anterior necesitaríamos 40 entradas analógicas, pero algunos de

los parámetros citados serán medidos directamente con el encoder integrado en el

servovariador Lexium05, y a través de él, transmitidos vía bus Canopen a nuestro

procesador. Por lo que estas entradas no serán tenidas en cuenta en el cómputo. Los

parámetros a los que nos referimos son los relativos a velocidad de los motores, y al




recorrido en los dos ejes, aquí recogidos como avance Así que habrá que descontar 8

entradas de las anteriormente citadas. Con lo que necesitaremos 32 entradas analógicas.

La velocidad lineal se obtendrá a partir de las revoluciones del motor y conocidos el

diámetro de rueda y la relación de transmisión entre el motor y esta.

Hay que tener en cuenta además que existen dos tipos de entradas analógicas,

entradas analógicas tensión-corriente y las que se utilizan exclusivamente para medición

de temperatura, bien sea mediante termopares o termosondas Pt, Ni o Cu. De estas

últimas necesitaremos cuatro, una para la temperatura de cada motor, por lo que

necesitaremos 28 entradas analógicas tensión-corriente.

Los módulos BMX ART 0414 integran cuatro entradas analógicas para

medición de temperatura. Dado que este número coincide con las necesidades de

nuestro proyecto, bastará con un solo módulo.

Los módulos BMX AMI 0410 integran cuatro entradas analógicas tensión-

corriente, que pueden trabajar en los rangos ± 10 V, 0…10 V, 0…5 V, 1…5 V, ± 5 V

en modo tensión, y 0...20 mA, 4…20 mA, ± 20 mA (vía de resistencias 250 Ω internas

protegidas) en modo corriente. Por tanto, serán necesarios 7 módulos para cubrir las

necesidades expuestas.

Figura 9.8. Módulos entradas analógicas BMX ART 0414 y BMX AMI 0410





Figura 9.9. Conexionado módulo entradas analógicas BMX ART 0414

Fuente: Manual instalación E/S distribuidas M340




Figura 9.10. Conexionado módulo entradas analógicas BMX ART 0410


9.2.6 NÚMERO DE SALIDAS ANALÓGICAS

En este proyecto no se utilizarán salidas analógicas. Las válvulas se tratarán

como señales lógicas, estarán o bien totalmente cerradas, o totalmente abiertas, el ajuste

se realizará de forma manual.

9.2.7 DETERMINACIÓN DE CANALES DE CONTEO RÁPIDO

Los módulos de conteo rápido sirven para interpretar las señales enviadas por un

encoder que mide el ángulo de giro de un eje, así como su velocidad. En nuestro caso

los motores BSH llevan incorporado un encoder, y los servovariadores Lexium 05

llevan esa función integrada. Así que no serán necesarias entradas de conteo rápido

para ese fin. Además, la comunicación se realizara a través del bus Canopen.




9.2.8 DETERMINACIÓN DEL BASTIDOR NECESARIO

Dentro de la plataforma M340 existen cuatro bastidores o racks que se

diferencian en el número de módulos a instalar:

BMX XBP 0400 ( 4 módulos)




Para decidir qué bastidor o bastidores montar deberemos hacer el

cómputo total de módulos a instalar:

Fuente de alimentación BMX CPS 2000, ocupa dos slots de ancho pero

no son tenidos en cuenta en el cómputo, pues la denominación del bastidor se

refiere al número de módulos a instalar sin contar con la fuente de alimentación.

Procesador BMX P34 2010…...………………………………….1 slot

1 Módulo de comunicaciones BMX NOE 100.2…………………1 slot

1 módulo BMX DRA 0805 y 1 módulo BMX DRA 1605…...….2 slots

2 módulos BMX DDI 3202 K……….…………………………....2 slots

7 módulos BMX AMI 0410………………………………………7 slots

1 módulo BMX ART 0414……………………………………….1 slot

Total……………………………………………………………………..14 slots

Dado que el bastidor de mayor capacidad dispone únicamente de 12 slots,

deberemos llegar a esa configuración con dos bastidores, que podrían ser uno de 6 y

uno de 8. Pero montaremos dos BMX CPS 0800, con lo que nos sobrarán dos

posiciones para futuras ampliaciones. El hecho de utilizar dos bastidores nos obliga a

utilizar una segunda fuente de alimentación. Utilizaremos el mismo modelo, a pesar de




que los requerimientos de potencia en este bastidor son menores. La elección se debe a

que esta fuente de alimentación es la de menor potencia dentro de la categoría de

corriente alterna. En el primer rack la fuente trabajará a un 80 % de su potencia máxima,

y en el segundo al 60%. Esto nos deja margen para futuras ampliaciones del sistema.

Figura 9.11. Bastidor BMX XBP 0800


9.2.9 ELEMENTOS ADICIONALES

Incluiremos en esta categoría:

Sistema de Alimentación Ininterrumpido SAI

Tapas de conexionado o tapas precableadas para los diferentes módulos

Módulos de entradas salidas precableadas Telefast

9.2.9.1 Sistema de alimentación ininterrumpida ( S.A.I )

Aunque existe la posibilidad de utilizar fuentes de corriente continua con

baterías y sistema de carga de las mismas, según ilustración adjunta (Fig. 9.12), se ha

preferido utilizar fuentes de corriente alterna con Sistema de alimentación

ininterrumpida, de manera que podamos utilizar esta para mantener en funcionamiento

también el PC , la pantalla de explotación y la impresora.




La potencia de este SAI deberá ser superior a la necesaria para Cubrir la

demanda del autómata, la pantalla de explotación, la impresora, el ordenador y su

pantalla, según se muestra en la Figura 9.13.

Figura 9.12. Fuentes de alimentación cc con cargador de baterías





Figura 9.13. Disposición con sistema de alimentación ininterrumpida

Fuente: El autor




9.2.9.2 Borneros de conexión desenchufables para los distintos módulos

de e/s

Como se aprecia en las imágenes de los módulos de entradas salidas, todos estos

disponen de un rack o puerto frontal al que no se pueden conectar directamente los

distintos cables de los sensores o accionadores. Estos puertos disponen de unos

contactos‖ hembra‖ a los que deberemos conectar otro conector tipo ―macho‖ en los que

ya si podremos conectar los cables mediante tres tipos distintos de borneros

desenchufables :

Bornero con tornillo

Borneros con tornillos de estribo

Borneros de resorte

Figura 9.14. Distintos tipos de módulos entradas/salidas con sus conectores


1. Cuerpo del módulo.




2. Referencia del módulo.

3. Bloque visualizador del estado de las vías.

4. Pulsador conmutador para elegir visualizar el estado de las vías 0-31

o 32-64 (sólo para bloques de 64 vías).

5. Conector de 20 contactos.

6. Conector de 40 contactos.

7. Doble conector de 40 contactos.

Dado que se ha optado por utilizar accesorios de entradas salidas distribuidas

Telefast para las entradas analógicas, habrá que utilizar cables de conexión que ya

vienen precableados a las tapas de conexión y al conector correspondiente HE-10. Estos

se citan en el apartado 9.2.9.4 correspondiente a los dispositivos Telefast mencionados.

Figura 9.15. Bloque de visualización para diagnostico de los módulos entradas/salidas





Diagnostico de los módulos de entradas / salidas

Cada modulo de entradas / salidas digitales está equipado en la parte frontal con

un bloque de visualización que centraliza todos los datos necesarios para el control, el

diagnóstico y el mantenimiento del modulo. El bloque de visualización incluye:

1. Un conjunto de 8, 16 o 32 pilotos verdes (LED) según la modularidad

del modulo.

Cada piloto se asocia a una vía:

- Encendido, vía en estado 1; apagado, vía en estado 0.

- Intermitente, vía con defecto, sobrecarga o cortocircuito.

2. Tres pilotos (LED) indican un estado del modulo:

- RUN (verde), encendido: funcionamiento normal.

- ERR (rojo), encendido: fallo interno del modulo, intermitente: fallo de

intercambio entre el modulo y el procesador.

- I / O (rojo), encendido: fallo externo (tensión de los

captadores/preaccionadores, sobrecarga, cortocircuito,...), intermitente: fallo

de bornero.

3. Un piloto +32 (LED verde) que indica, en el caso de los módulos de 64

vías, si el conjunto de 32 LED 1 visualiza el estado de las vías 0...31 (apagado) o

visualiza el estado de las vías 32...63 (encendido). Este piloto ―+32‖ se activa o

se desactiva mediante un pulsador colocado sobre el modulo

Los módulos de entradas y salidas binarias están disponibles en tres versiones:

con conectores de 20 contactos, con conectores de 40 contactos, y con doble conector de

40 contactos. Para ellos existen sus correspondientes tapas de conexión. Ya que vamos a

utilizar los módulos BMX DDI 3202, DRA0805 y DRA 1605, necesitaremos el mismo

número de tapas de conexión. Usaremos solo uno de cada uno de estos módulos, y los

tres primeros utilizan el mismo conector de 20 contactos (en cualquiera de sus tres




versiones ya citados), y un DDI 3204K provisto de conector de 40 contactos.

Figura 9.16. Apariencia de las tapas para conectores de los módulos entradas/salidas

Fuente: Plataforma Automatización M340

Para facilitar la conexión de los módulos se instalarán las tapas precableadas con

su correspondiente código de colores. Están disponibles en tres longitudes de cable: 3, 5

y 10 mts. En el caso de los conectores de 20 contactos su denominación es FTW051

para una longitud de 5 mts. Para el conector de 40 contactos su denominación para 5

mts. de longitud es FCW053.

Figura 9.17. Módulo de 20 contactos con bornero desenchufable y extremo libre de hilo





Figura 9.18. Módulo de 40 contactos con bornero y dos extremos de libres de hilos


El módulo analógico BMX AMI 0410 se puede conectar al accesorio

TELEFAST ABE-7CPA410 con uno de los cables siguientes:

BMX FCA 150: longitud 1,5 m

BMX FCA 300: longitud 3 m


Los módulos analógicos BMX ART 0414 pueden conectarse al accesorio

TELEFAST ABE-7CPA412 mediante unos de los cables siguientes:

BMX FCA 152: longitud 1,5 m



9.2.9.3 Elementos de conexión entre bastidores

El hecho de necesitar usar dos bastidores en lugar de solo uno, obliga a disponer

una interconexión eléctrica para transferencia de datos a través de un bus exclusivo para




tal fin, denominado bus x. Su función es conectar ambos bastidores de forma que un

único procesador pueda gestionar todos los módulos del sistema. Cada bastidor necesita

además, una fuente de alimentación independiente como ya se citó antes.Y cada uno

tiene una denominación dependiente del número de módulos que admite, excluyendo

los dos módulos necesarios para la fuente de alimentación; y una última posición que se

incluye en previsión de que sea necesaria una disposición multirack, ─como es el

caso─, marcados como ―XBE‖. Los elementos necesarios para esta disposición son:

La segunda fuente de alimentación citada

Un módulo de extensión de rack BMX XBE 1000 por bastidor

Cable de conexión entre racks BMX XBC**OK

Una resistencia final de línea por bastidor TSX TLY EX

Los módulos de extensión multirack se interconectan con el cable de extensión

mediante uno de los dos conectores SUB D-9 disponibles, en tanto que el otro se dedica

a la conexión de la resistencia final de línea TSX TLY EX. La disposición final de la

instalación multirack con sus accesorios puede verse en la figura 9.19 de la página

siguiente.




1. Fuentes de alimentación2.Módulos de extensión BMX XBE 1000

3. Resistencias finales de línea TSX TLY EX

4.Cable de interconexión BMX XBC**OK

Imagen 9.20. Módulo de extensión BMX XBE 1000


5.Visualizador de 5 leds

6.Conectores SUB-P9

7.Conectores SUB-D9

Figura 9.21. Resistencias finales de línea TSX TLY EX





9.2.9.4 Módulos de entradas salidas distribuidas

Para facilitar la conexión de los módulos analógicos BMX AMI 410 Y BMX

ART 414 se utilizan los accesorios de entradas distribuidas TELEFAST, disponibles en

dos modelos:

9.2.9.4.1 Telefast abe-7cpa410

El accesorio TELEFAST ABE-7CPA410 es una unidad de base utilizada para la

conexión de sensores. Incluye las siguientes funciones:

Ampliación de los terminales de entrada en la modalidad de

tensión.

Alimentación de los sensores, canal por canal, de 4 a 20 mA con

una tensión protegida de 24 V, limitada en corriente a 25 mA, mientras

se mantiene la separación entre los canales.

Protección de la resistencia de lectura actual integrada en

TELEFAST contra sobretensiones.

Al utilizar las entradas de corriente, se usan resistencias TELEFAST de 250

ohmios, al contrario que las del módulo. El módulo BMX AMI 0410 funciona en

modalidad de tensión.

Figura 9.22. Accesorios de entradas distribuidas TELEFAST ABE-7PA410





Figura 9.23. Conexionado BMX AMI 0410 al TELEFAST ABE-7PA410


9.2.9.4.2 Telefast ABE-7CPA412

El accesorio TELEFAST ABE-7CPA412 es una unidad de base utilizada para

conectar módulos analógicos de cuatro canales a bloques de terminales de tornillos, a

los que se conectan los sensores de temperatura. Además, proporciona un dispositivo de

compensación de unión en frío.

Figura 9.24. Accesorios de entradas distribuidas TELEFAST ABE-7PA410





Figura 9.25. Conexionado BMX ART 0414 Y 0814 al TELEFAST ABE-7PA412


9.2.10 CONEXIÓN A LOS CONECTORES FCN

Dado que existe un gran número de canales, se utiliza un cable de al menos 10

pares trenzados, con blindaje general (diámetro exterior de 10 mm como máximo), que

integra uno o dos conectores FCN macho de 40 pines para la conexión directa al

módulo.

Se debe conectar el blindaje del cable a la barra de masa situada en el lateral del

módulo. El kit diseñado a tal efecto se denomina BMX XSP 0800 (Fig. 9.26), y dado

que usaremos dos bastidores necesitaremos dos barras de blindaje.

Figura 9.26. Barra de blindaje BMX XSP 0800





9.2.10 DIRECCIONAMIENTO DE LOS MÓDULOS EN

CONFIGURACIÓN MULTIRACK

Un rack recibe obligatoriamente un módulo de alimentación y un procesador

Modicon M340.

Implantación de los diferentes módulos en el rack:

El módulo de alimentación ocupa siempre la posición CPS.

El módulo del procesador se implanta obligatoriamente en el

emplazamiento 00 para el primer rack, y 10 para el segundo

Los módulos de entradas/salidas y módulos de funciones

especificas del primer rack se implantan a partir del emplazamiento 01

hasta el emplazamiento ...

- 03 con rack de 4 emplazamientos.




Los módulos de entradas/salidas y módulos de funciones

especificas del segundo rack se implantan a partir del emplazamiento

11 hasta el emplazamiento ...








9.2.11 ELEMENTOS DE HARDWARE NECESARIOS PARA

NUESTRO PROYECTO

2 Bastidores BMX XBP 0800 ( 8 módulos).

2 Fuente de alimentación BMX CPS 2000, ocupa dos slots de ancho pero

no son tenidos en cuenta en el cómputo, pues la denominación del bastidor se

refiere al número de módulos a instalar sin contar con la fuente de alimentación.

Procesador BMX P34 2010…...……………………….…..…..…1 slot

1 Módulo de comunicaciones BMX NOE 100.2…………….…..1 slot

1 Módulo BMX DRA 0805……………………………….…..….1 slot

1 Módulo BMX DRA 1605………….........................................1 slot

2 Módulos BMX DDI 3202 K……………………………….…...2 slots

7 Módulos BMX DDI AMI 0410………………………………...2 slots

1 Módulo BMX ART 0414………………………………..…....2 slots

Sistema de alimentación inenterrumpida SAI.

2 Tapas precableadas de 20 contactos con extremos de cable libres

FTW501.

2 Tapas precableadas de 40 contactos con extremos de cable libres

FTW501.

7 Cables de interconexión entradas analógicas-Telefast ABE 7PA410 (

BMX FCA051).

1 Cable de interconexión entradas analógicas-Telefast AB7 CPA412

(BMX FCA053).

7 Módulo de salidas distribuidas Telefast ABE 7PA410.

1 Módulo de salidas distribuidas Telefast AB7 CPA412.




Pantalla explotacion magelis 15" XBTGTB 7340

Cable de conexión magelis-modbus plus a plc XBTZGUMP

Servovariador Lexium 05 D57N4 para elevación

2 Servovariadores Lexium 05 D57N4 para traslación

Servovariador lexium 05 para enrollador

Servomotor elevación BSH 1404M

2 Servomotores traslación BSH 2051M

Servomotor enrollador BSH

Cont.freno aparcamiento motor elev VW3 M3103

2 Cont.freno aparcamiento motor de traslación VW3 M3103

3 Inductancias de linea

Caja de conexión canopen IP20 VW3 CAN TAP2

Cable bus canopen resistente F/A Y L/HAL TSX CAN CD50

Conector sub-d ip20 lado controlador TSX CAN KCDF90

Cable conexión motor BSH 2051M 3 MTRS VW3 M5 103 R30

Cable conexión motor bsh – encoder VW3 M8 101 R100

Cable conexión modbus M340-HMI XBTZ9980

Cable terminal /usb pc usb mini M340 BMX XCA USBH018


CAPÍTULO 10. PUESTA EN MARCHA DEL PROYECTO


10. PUESTA EN MARCHA DEL PROYECTO

10.1 INTRODUCCIÓN

Existen varias divisiones posibles sobre los distintos niveles de automatización.

La que aquí se muestra diferencia cinco. Las denominaciones también difieren

ligeramente según la fuente. En cualquier caso, en el presente proyecto se va a omitir el

nivel de sensores y actuadores, aunque si se contemplan las entradas y salidas del PLC.

Estas serán binarias o analógicas dependiendo del sensor o actuador al que se conecten,

pero no se entrará en profundidad en las características de estos últimos; de manera que

se citará que la lectura de la velocidad del viento por ejemplo, se realizará a través de un

anemómetro conectado a una entrada analógica, aunque no se especifiquen las

características ni el modelo de anemómetro.

Con el avance de la tecnología se ha pasado de las mesas de control basadas en

botoneras y visualizadores analógicos a los interfaces HMI tipo SCADA, que son

pantallas configurables según nuestras necesidades, y que nos ofrecen la posibilidad,

tanto de visualizar los procesos como de controlarlos. Pudiendo realizar además,

cambios de ―ventanas‖ para controlar distintos procesos o subprocesos desde un mismo

puesto de control y una misma pantalla SCADA.

Figura 10.1. Niveles de automatización

Fuente: Conectrónica, base de imágenes de Google

En el capítulo 7 se habló de la configuración del proyecto con Unity Pro XL, en

el 8 de la configuración de la pantalla SCADA mediante el software VIJEO DESGNER,




y en el 9 de la elección del hardware del PLC Modicon M340. En él que ahora nos

ocupa deberemos aunar e integrar todos de forma que interactuemos a través de la

pantalla de interfaz humana (HMI) sobre las variables contenidas en el programa Unity

y las entradas y salidas direccionadas en la plataforma M340.

10.2 DIRECCIONAMIENTO DE LAS ENTRADAS/ SALIDAS DEL

M340 A TRAVÉS DE UNITY PRO

En el capítulo 7 se seleccionaron los módulos necesarios para nuestro proyecto,

se pasará ahora al direccionamiento de las entradas y salidas necesarias para leer

sensores y activar actuadores. Dado que el procedimiento es básicamente el mismo,

expondremos a nivel ilustrativo el proceso referido a una entrada analógica del primer

módulo AMI 410:

10.2.1 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE ENTRADAS

DIGITALES DDI3202K

Para acceder a las propiedades de cualquier módulo del M340 se abre la pestaña

del bus PLC y pinchando en el módulo correspondiente se nos abre otra ventana con dos

pestañas distintas: Vista general y Objetos de entrada/salida .La primera ofrece

información general sobre el tipo de módulo y la interpretación de los indicadores

visuales. Obviaremos esta información por su poca transcendencia para los objetivos de

este proyecto, y dado que las características de cada módulo se han enunciado ya en el

capítulo 9 Elección del hardware. Se mostrará eso sí, la segunda pestaña citada, primero

en su apariencia por omisión y sin direccionar, y en una segunda imagen su apariencia

tras el direccionamiento.

Figura 10.3. Módulo BMX 3202K sin direccionar




Cada módulo de entradas/salidas tiene un recuadro para los objetos de

entrada/salida, que incluye todos los posibles, aunque el módulo en cuestión no los

admita todos: por ejemplo, un módulo de entradas digitales no contendrá direcciones de

salida %Q, a pesar de lo cual podemos pinchar en su casilla de verificación, aunque sin

resultado. Sobre el citado recuadro se encuentra otro llamado Creación de variable E/S,

que contiene las entradas Prefijo de nombre, Tipo y Comentario. La entrada tipo

contendrá por omisión ―BOOL” por tratarse de entradas digitales. Más tarde pichando

con el botón derecho del ratón sobre el tipo en la lista abriremos las Propiedades de

datos y la podremos cambiar de tipo, aunque al generar el programa nos de error por

incompatibilidad;, tras lo que tendremos que volver a seleccionar la anterior. Una vez

rellenas las entradas Prefijo de nombre y Comentario, estas se inhabilitarán, y como en

el caso anterior solo podremos modificarlas accediendo a la ventana de Propiedades de

Datos.Existen otras casillas de verificación como son: Canal, Configuración, Sistema,

estado, Comando e Implícito, que dependiendo del módulo en cuestión si podrán

seleccionarse.

Figura 10.4. Módulo BMX 3202K direccionado

Existen además, en la pestaña Configuración tres cuadros más de verificación:

Función, establecido obligatoriamente en entradas binarias; tarea, con las opciones

Mast y Fast, donde escogeremos Mast; y Monitorización de la alimentación, que nos

permite ver el consumo de las entradas y el nivel de carga de la fuente de alimentación.




10.2.2 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE SALIDAS

DIGITALES DRA 1605

La apariencia es muy similar en todos los módulos, así que solo mostraremos la

figura con las salidas direccionadas:

Figura 10.5. Módulo DRA 1605 Direccionado


ANALÓGICAS ART 0414

Caso de necesitar este módulo se utilizaría para medir la temperatura de cada

uno de los motores, pero dado que los servomotores BSH incluyen una sonda de

temperatura PTC cuya información se transmite vía Bus de datos (en nuestro caso

Canopen), no será necesario. No obstante se muestra aquí su funcionamiento a título

ilustrativo.

Este módulo alberga cuatro entradas de temperatura TC/RTD con separación de

potencial. Se puede utilizar tanto con termopares como con sondas ptc100, sondas de

níquel o cobre. No se mostrará la pestaña de direccionamiento por ser idéntica a las

mencionadas con anterioridad, pero sí la de configuración.

Por omisión está seleccionada la tarea Mast, en Soldadura fría seleccionamos

Telefast interno frente a Pt100, ya que conectaremos las sondas a través de estas

entradas distribuidas; y en Rechazo seleccionaremos 60 Hz.




Figura 10.6. Módulo ART 0414 direccionado

Figura 10.7. Módulo ART 0414 Selección del rango de medida de temperatura

Figura 10.8. Módulo ART 0414 selección de la escala de medida de temperatura





ANALÓGICAS AMI 410

En esta ocasión se trata de módulos de entradas analógicas no específicos para

temperatura como los anteriores. Tienen varios rangos de medida para adaptarlos al

sensor en cuestión, estos rangos son los mostrados en la figura 10.9

Figura 10.9. Módulo AMI 0410. Selección de la rango de medida

Figura 10.10. Módulo AMI 0410 selección de la escala de medida




Se pueden utilizar por tanto para la lectura de valores provenientes de

voltímetros, amperímetros, detectores de nivel, anemómetros o cualquier otro

transductor que transmita señales dentro de los rangos admisibles por estas entradas,

que son todos aquellos que se ven desplegados en la figura 10.9.

10.2.4 DIRECCIONAMIENTO DEL MÓDULO DE PROCESADOR

BMX P34 2010

Como se cita en el capítulo 7 este módulo tiene dos posibilidades de

comunicación: modbus a través del puerto serie, y canopen. En el punto

7.10.Configuración del bus canopen, se explica el direccionamiento del mismo, además

de otros puntos. Pasaremos ahora a referirnos a la configuración y direccionamiento del

bus modbus. Para lo cual en la pestaña BUS PLC de Unity pincharemos en el conector

serie del modulo procesador, con lo que se nos abren las propiedades del mismo.Si en el

menú en arbol aparece marcada la opción principal Serial port aparecerán las pestañas

Vista general y objetos de entrada/salida como en todos los módulos. Pincharemos en

la rama Canal 0 y se no abrirá la ventana Configuración:

Figura 10.11. Módulo P34 configuración del puerto serie




En función tenemos dos opciones: Conexión modalidad de caracteres y

Conexión modbus. Seleccionaremos la segunda. En tipo existen dos posibilidades:

maestro o esclavo, seleccionaremos esclavo, ya que el PLC va a ser comandado desde la

pantalla HMI, que actuará como maestro, y numeraremos este esclavo como 1. En Línea

física seleccionaremos RS485, y dejaremos el resto de parámetros tal y como aparecen

por omisión.

10.2.4 MONITORIZACIÓN REMOTA CON WEBGATE

La Web Gate es una aplicación de software que permite a la máquina de

destino actuar como un servidor Web. Al habilitarla un usuario puede conectarse al

destino a través de una página web desde un ordenador remoto.

Según la configuración de Web Gate, puede leer y escribir información en la

máquina de destino desde el ordenador remoto.

Figura 10.12. Estructura Webgate

10.2.4.1 Características del Web

· Seguridad Sólida: Limita el acceso al sistema basándose en las direcciones IP

o mediante contraseñas.

· Capacidad del servidor Web: Uso conjunto de la información con un

ordenador remoto a través de la LAN corporativa o Internet.




· Ingreso exclusivo: Evita el ingreso simultáneo a la misma variable.

· Uso conjunto de datos: permite compartir datos entre un destino y ordenador

remoto.

· Sincronización: Sincroniza un ordenador remoto y un destino (el cambio de

panel que aparece en el destino también cambia el panel en el ordenador remoto).

· Imposibilidad de conexiones simultaneas: Mientras un PC remoto esté usando

Web Gate para conectarse a un destino, otro PC remoto no puede usar Web Gate

para conectarse al mismo destino. Hasta que ese PC remoto no cierre su conexión

de Web Gate, otro PC remoto no podrá conectarse al destino.

10.2.4.2 Requerimientos para configurar Web Gate

Se deberá tener en cuenta:

Configuración de acceso a la Web: habrán de definirse las configuraciones de

acceso a la Web para: Puerto de acceso, ID del panel inicial y restricciones de la

dirección IP.

Características de Web Gate: se configurarán los parámetros de publicación

del destino para paneles, ventanas emergentes y acciones, así como las variables

del destino que serán compartidas con el ordenador remoto.

El ordenador remoto para la monitorización de Web Gate: Para efectuar la

monitorización remota, el PC remoto solamente requiere un explorador y un

entorno de Runtime de Java2 de Sun Microsystems.

10.2.4.3 Tipos de conexiones Web Gate

Se puede conectar usando un router a través de la LAN de oficina. Si su planta y

oficina están conectados a LAN’s diferentes, puede acceder a la máquina de destino con

el PC remoto usando un router.

Si se desea conectar desde fuera de la oficina. Conectar a través de Internet (con

la capacidad de servidor de Web Gate puede configurar una dirección IP para el destino

y permitir que un PC remoto acceda al destino a través de Internet)




Figura 10.13. Estructura Web Gate conexión desde planta

Fuente:Vijeo Designer, Manual de formación

Figura 10.14. Estructura Web Gate conexión con conexión IP global

Fuente:Vijeo Designer, Manual de formación

10.2.4.4 Configuración de Web Gate

Para habilitar el Web Gate se ha de seleccionar en el Destino, ir al inspector de

propiedades y habilitar la opción de Web Gate.

Una vez habilitado el Web Gate aparece la ventana de Publicar que indica a que

características o propiedades se quiere acceder desde el Web Gate:




Figura 10.15. Habilitación y configuración de Web Gate

Paneles gráficos: acceso a los paneles gráficos con las opciones: No cambie

/HMI runtime / Web Gate/ Todo.

Paneles emergentes: acceso a las ventanas emergentes con las opciones: No

cambie /HMI runtime / Web Gate/ Todo.

Acciones: modificar datos, con las opciones: No cambie /HMI runtime / Web

Gate/ Todo.

En nuestro caso para tener acceso remoto total dejaremos todas las casillas de

verificación en Todo.

10.2.4.5 Configuración del control de acceso al Web Gate

En la opción de control de acceso del menú Web Gate, se debe seleccionar una

de las siguientes opciones:

Permitir el acceso desde cualquier dirección IP: permite el acceso al destino

desde cualquier ordenador remoto.

Permitir el acceso sólo desde las direcciones IP introducidas: permite el

acceso al destino desde sólo los ordenadores remoto con direcciones IP listadas.




Rechazar el acceso sólo desde las direcciones IP introducidas: bloquea el

acceso al destino desde los ordenadores remotos con direcciones IP listadas, y se

permite el acceso desde cualquier otro.

Figura 10.16.Configuración del control de acceso a Web Gate

Se pulsa Añadir para registrar una dirección IP. Aunque podría tratarse de

añadir una dirección IP individual o un Rango de direcciones IP. Pulsando Aceptar se

añade la dirección IP definida en la lista.

10.2.4.6 Configuración del panel inicial del Web Gate

En esta opción del Web Gate se puede elegir el panel de inicio que se desea que

se visualice cuando se aceda remotamente a la aplicación de supervisión.

10.2.4.7 Configuración del panel o ventana emergente

Se tiene que especificar en cada panel o ventana emergente si se desea publicarlo

o publicarla en el Runtime, en el Web Gate o en ambos. Para ello al seleccionar el panel

en Navegador en las opciones que aparecen de este en el Inspector de propiedades

estará la opción Publicar en, donde se selecciona donde se quiere publicar.




10.2.4.8 Configuración de las variables

Para poder leer o leer/escribir una variable desde el Web Gate, en las

Propiedades de la variable se ha de cambiar la opción Compartiendo: Sólo lectura si

solo se quiere monitorizar desde el Web Gate o Lectura/Escritura si también se desea

modificar.

10.2.4.9 Protección del Servidor Web/Web Gate contra usuarios no

autorizados

La seguridad del Web Gate impide que los usuarios no autorizados lo usen y

tengan acceso a él. Para activar esta seguridad ir al Editor de seguridad y en la lista

desplegable Web Gate/Servidor Web seleccionar una de las siguientes opciones:

Denegado—El grupo de seguridad no puede tener acceso.

Sólo lectura—El grupo de seguridad puede monitorear las variables, pero no las

puede cambiar.

Lectura/Escritura—El grupo de seguridad puede monitorear y cambiar las

variables.

10.2.4.10 Conexión a Web Gate

Para conectar un ordenador remoto a un destino deberemos iniciar Runtime en la

máquina de destino (en nuestro caso la Magelis XBGTGT7340 o XBTGTW750) ,que

tiene que estar encendida y con la aplicación cargada y funcionando).

Abrir el explorador en el ordenador remoto. Y en la barra de dirección del

explorador, ingresar la dirección IP de la máquina de destino.

Ejemplo 1: Cuando Web Gate usa 80 (valor predeterminado) como su número

de puerto (http://192.168.0.2).

Ejemplo 2: Cuando Web Gate usa un número de puerto no predeterminado

como el 800 (http://192.168.0.2:800).

http://192.168.0.2:800/




El servidor de Web Gate no puede usar número de puerto 8000, el cual está

reservado.

Para conectarse a un Runtime que se está ejecutando en el mismo ordenador que

el cliente de Web Gate, se ingresar http://127.0.0.1 en el campo de dirección de Internet

Explorer.

El explorador se conecta al destino y el entorno de Web Gate aparece en el

explorador. En la pantalla General del Web Gate seleccionar la opción Monitoring. Una

vez esa pestaña, desplegar Web Gate y seleccionar la opción In frame, entonces

aparecerá el recuadro con la aplicación de supervisión.

La primera vez que el ordenador acceda al Web Gate saldrá un aviso de que hay

que instalar Web Gate Control para poder visualizarlo ó pulsando esta opción en la

barra de Monitoring de la izquierda.

10.3 EXPORTACIÓN DE PROYECTOS Y VARIABLES DESDE

UNITY PRO

Cada vez que creamos un proyecto nuevo, este se guarda en formato (*.STU).

Este formato es adecuado para trabajar en el ordenador en que lo hayamos creado, pero

no así para instalarlo en otro ordenador, o para instalarlo en la máquina destino; en cuyo

caso tendremos que optar por exportar el proyecto.

Figura 10.17.Guardado del proyecto en el mismo ordenador en que se ha creado




Sin embargo, si pretendemos trasladar nuestro proyecto a otro ordenador o a la

máquina destino el formato adecuado sería el (*.XEF), para lo cual, deberemos exportar

el proyecto en lugar de copiarlo o guardarlo. Procedimiento que se describe a

continuación de forma gráfica, mostrando dos pasos consecutivos en una sola imagen:

Figura 10.18.Exportación del proyecto

También puede sernos de utilidad el exportar variables, de modo que puedan ser

utilizadas desde un proyecto en otro; o importadas por otras aplicaciones como sería en

nuestro caso Vijeo Designer. Las variables pueden exportarse en cuatro formatos

distintos, como puede verse en la ilustración 10.8. Para nuestro objetivo de vincular las

variables con el programa Vijeo Designer el formato adecuado es el (*.XVM), ya que

este no requiere que ambos programas estén instalados en la misma máquina.

Vinculando las variables utilizadas en el proyecto de Unity con Vijeo Designer,

eliminamos la necesidad de reescribirlas todas, con el trabajo que ello conlleva, y

evitamos así la posibilidad de errores tipográficos que llevarían a fallos de

funcionamiento al no coincidir las variables.

Figura 10.19. Exportación de variables




10.3 VINCULACIÓN DE LAS VARIABLES DE UNITY PRO XL

CON VIJEO DESIGNER

Normalmente el primer paso sería abrir un nuevo proyecto en Vijeo y vincular

las variables con este. En nuestro caso el proyecto estaba creado y vamos a vincular las

variables a posteriori, para lo cual, abrimos el proyecto deseado en Vijeo.A

continuación pinchamos en el árbol del navegador en administrador de E/S, insertar

nuevo controlador, escogemos el Modbus TCP/IP y aceptamos.

Figura 10.20. Inserción del controlador MODBUS TCP/IP




Figura 10.21. Configuración del equipo y selección de la IP

Una vez instalado el controlador MODBUS TCP/IP, que el programa ha

denominado por omisión Equipo Modbus01, y al que ha dado la IP (0.0.0.0). Pinchamos

con el botón derecho del ratón y se nos abre el menú emergente que contiene entre

otras mostradas en la figura 10.21, la opción configuración. Al pinchar se nos abre la

ventana Configuración del equipo, que aquí por razones de espacio se muestra de forma

simultánea al menú antes citado, y que desaparece tras escoger la opción deseada. Dado

que a efectos de simulación tanto el PLC como la supuesta pantalla SCADA se

encontrarán en el mismo ordenador, escogeremos como dirección IP única la mostrada

(127.0.0.1). En funcionamiento real cada uno tendría una IP distinta, y cabría añadir

más si se quiere tener acceso al sistema desde distintas maquinas. Habilitaremos la

sintaxis IEC 61131-3 pinchando en la casilla de verificación correspondiente. Tras

aceptar el equipo Modbus01 aparecerá a partir de ahora en el árbol del navegador con la

IP selccionada.

Hasta la instalación del controlador Modbus la casilla Vincular variables se

encontraba inhabilitada en la opción Variables del árbol del navegador. En este

momento ya está habilitada, pues tiene un bus a través del que crear esa vinculación.

Para lo ello pincharemos con el botón derecho del ratón en Vincular variables, con lo

que se nos abre la ventana emergente destinada al efecto y se nos cierra el menú

desplegable anterior, aunque en la figura 10.22 se muestren simultáneamente. De la

casilla tipo seleccionamos XVM, y se nos muestran los archivos exportados en este




formato desde Unity Pro, en la misma carpeta a donde los exportamos. Seleccionamos

el deseado, en este caso VARIABLES_MAYO_2015.XVM.

Figura 10.22. Configuración del equipo y selección de la IP

Figura 10.23. Nuevas variables del equipo




En la figura 10.23 podemos ver las nuevas variables a vincular, y se nos ofrece

la posibilidad de vincularlas todas o selectivamente. Al agregar las variables podemos

hacerlo en cuatro formatos distintos:

Como elementos en la estructura del equipo.

Como variables que combinan equipo y nombre.

Como variables que mantienen el mismo nombre.

Como variable nombrada (podemos cambiar el nombre a la variable

seleccionada).

Seleccionaremos la primera opción ( como elementos en la estructura del equipo)

Figura 10.21.Mensaje en la zona de retroalimentación sobre el vínculo de variables

10.4 EXPORTACIÓN IMPORTACIÓN DE PROYECTOS CON

VIJEO DESIGNER

Llegados a este punto, al hacer correr el proyecto en Unity Pro los cambios en

las variables como consecuencia de su programación son trasladados y visualizados en

la pantalla de Vijeo Designer. Para lo que operamos desde Unity normalmente como a

la hora de simular cualquier proyecto, siguiendo los los pasos ya citados en los puntos

7.11 y 7.12:

1. Abrimos el proyecto en cuestión

2. Los analizamos y/o generamos

3. Una vez comprobado que no existen errores conectamos

4. Pinchamos en modo simulación

5. Transferimos el proyecto al PLC




6. Pinchamos en run con lo que el programa empieza a funcionar

Desde Vijeo Designer que ya tiene las variables vinculadas:

7. Simulamos el proyecto De Vijeo, y al tener la misma dirección IP (modo Local

Host), y las variables vinculadas automaticamente, este comunica con Unity.

Desde él, bien por medio de las pantallas de operador o de las tablas de

animación, podremos cambiar los valores de las variables y los estados de las

entradas salidas. Estos cambios se verán reflejados en nuestra pantalla de Vijeo.

Como ya se mencionó en el capítulo 8 si queremos realizar la simulación solo

desde Vijeo, deberemos configurara las variables como internas.

AUTOMATIZACIÓN DE UNA TORRE DE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES PRESUPUESTO


PRESUPUESTO

Antes de entrar en definir el coste económico de la implantación del nuevo

sistema deberemos hacer algunas puntualizaciones:

En el presente presupuesto hay una serie de partidas que no se consideran, como

tampoco se han considerado a la hora de elaborar el proyecto. Se supone que partimos

de una torre que ya se encuentra automatizada, pero se quiere actualizar el sistema a la

tecnología actual, dotándola de mayores prestaciones y ergonomía. Se han sugerido

mejoras tales como el emplazar la cabina de supervisión en la cumbre de la torre o

dotarla de un sistema de enrollamiento de cable. Como tales sugerencias no se ha

contemplado su estudio de ingeniería ni su coste económico.

Dado que la torre actual ya cuenta con un cuadro de protección que incluye

magnetotermicos, seccionador, diferenciales, contactos auxiliares y elementos afines,

supondremos que todos ellos son aprovechables para nuestro proyecto, que además se

refiere al estudio de la automatización exclusivamente. No se contempla tampoco el

coste de mano de obra de instalación, solo de de ingeniería y programación.

Como se observar al final de este presupuesto el coste total de implantación de

este sistema con las aclaraciones antes hechas ascendería a un total de 60.226,54 €, a los

que habría que sumar el 21% de IVA (12.647,46 €), alcanzando por tanto, un total de

72.874,00 €.

A la luz de las cifras observamos que el 67% del coste total recae sobre los

materiales y el y el 33% sobre la mano de obra, aunque este capítulo superaría al del

material si se considerase la mano de obra del montaje físico del sistema.

A la hora de valorar la pertinencia o no de acometer estas mejoras, habría que

tener en cuenta que se trata de un sistema abierto y evolutivo, con lo que en caso de

precisar realizar otras laborares distintas a las aquí expuestas bastaría con añadir

módulos en los huecos libres de los zócalos o agregar zócalos adicionales y modificar la

programación. El bus canopen también ofrece flexibilidad a ese respecto.



ARTICULO

DE

NO

MIN

AC

ION

CO

ME

NT

AR

IOS

CA

NT

IDA

D

PR

EC

IO U

NIT

AR

IO

PR

EC

IO T

OT

AL

MÓDULOS PLC M340

BASTIDOR 8

ELEMENTOS BMX XBP 0800

2 142,00 284,00

FUENTE

ALIMENTACION

ALTERNA

BMX CPS 2000

2 220,00 440,00

PROCEADOR MODBUS-

CANOPEN BMX P34 2010

1 888,00 888,00

MODULO ETEHERNET BMX NOE 100.2

1 954,00 954,00

MODULO 16 SALIDAS

DIG RELE BMX DRA 1605

1 232,00 232,00

MODULO 8 SALIDAS

DIG RELE BMX DRA O805

1 177,00 177,00

MODULO 32 ENTRADAS

DIG BMX DDI 3202K

2 286,00 572,00

MODULO 4 ENTRADAS

ANA T-C BMX ART 0410

7 318,00 2226,00

MODULO 4 ENTRADAS

ANA TEMP BMX ART 0414

1 449,00 449,00

SUMA PARTIDA MÓDULOS PLC M340

6222,00

ACCESORIOS

KIT 5 TAPAS MODULOS

VACIOS BMXXEM010

1 37,90 37,90

CABLE EXTENSION

BASTIDOR 0,8 m BMXXBC008K

1 43,26 43,26

RESISTENCIAS FINALES

LINEA EXTENSION TSX TLY EX

2 20,00 40,00

MODULO ESTENSION

RACK BMX XBE 1000

2 260,00 520,00

BARRA CONEXIÓN

RACK A TIERRA 8

ELEMNTOS

BMXXSP0800

2 41,41 82,82

CABLE USB

INDUSTRIAL PC-PLC BMXXCAUSBH018

1,8

MTS. 1 107,15 107,15

TARJETA DE MEMORIA

8 Mb BMXRMS008MP

1 97,34 97,34

SUMA PARTIDA ACCESORIOS PLC M340

928,47

SUMA Y SIGUE: 7150,47



ARTICULO DE

NO

MIN

AC

ION

CO

ME

NT

AR

IOS

CA

NT

IDA

D

PR

EC

IO U

NIT

AR

IO

PR

EC

IO T

OT

AL

BASES TELEFAST ABE7 Y CABLES PREEQUIPADOS

BASE PRECABLEADO

TELEFAST 4 CANALES

PROTEGIDOS

ABE7CPA410

7 221,73 1552,11

BASE PRECABLEADO

TELEFAST 4

TERMOPARES

ABE7CPA412

1 180,35 180,35

BMX ART 0410-

TELEFAST ABE7CPA410

1,5 MTS

BMX FCA150 1,5

MTS. 7 53,32 374,24

BMX ART 0414-

TELEFAST ABE7CPA412

1,5 MTS

BMX FCA152 1,5

MTS. 1 53,32 53,32

TAPAS PRECABLEADAS

DE 20 CONTACTOS CON

EXTREMO DE CABLE

LIBRE

FTW 501 5 MTS. 3 53,32 159,96

TAPAS PRECABLEADAS

DE 40 CONTACTOS CON

EXTREMO DE CABLE

LIBRE

FCW 501 5 MTS. 1 53,21 53,21

SUMA PARTIDA TELEFAST

2373,19

HMI

PANTALLA

EXPLOTACION

MAGELIS 15"

XBTGT 7340

1 4312,00 4312,00

CABLE DE CONEXIÓN

MAGELIS-MODBUS

PLUS A PLC

XBTZGUMP 2,5 mts. 1 1340,74 1340,74

CÁMARA IP PELCO SARIX IL10W

1189,00

SUMA PARTIDA HMI

6841,74

SOFTWARE

UNITY PRO V. 4.0 1

LICENCIA UNYSPUSFUCD40

1 430,00 430,00

VIJEO DESIGNER V6.2

INDIVIDUAL+CABLE

USB

VJDSUDTGAV62M 1 645,00 645,00

RUNTIME PARA VIJEO

DESIGNER 1 LICENCIA VJDSNRTMPC

1 669,50 669,50

SUMA PARTIDA SOFTWARE

1744,50

SUMA Y SIGUE: 18109,9



ARTICULO DE

NO

MIN

AC

ION

CO

ME

NT

AR

IOS

CA

NT

IDA

D

PR

EC

IO

UN

ITA

RIO

PR

EC

IO T

OT

AL

SERVOMOTORES, SERVOVARIADORES Y ACCESORIOS

SERVOMOTOR ELEVACION BSH2052P31F3A

1 4443,00 4443,00

SERVOMOTOR

TRASLACION BSH2052P31F3A

2 4443,00 8890,00

SERVOVARIADOR

TRASLACION LEXIUM 05 AD57N4 2 2645,00 5290,00

SERVOVARIADOR

ELEVACION LEXIUM 05 AD57N4 1 2645,00 2645,00

CONT.FRENO

APARCAMIENTO MOTOR

ELEV

VW3 M3103

1 190,00 190,00

CONT.FRENO

APARCAMIENTO MOTORES

TRASLACIÓN

VW3 M3103

2 190,00 190,00

SUMA PARTIDA SERVOMOTORES, SERVOVARIADORES Y

ACCESORIOS 21648,00

CABLES Y CONECTORES

CAJA DE CONEXIÓN

CANOPEN IP20 VW3 CAN TAP2

138,78 138,78

CABLE BUS CANOPEN

RESISTENTE F/A Y L/HAL TSX CAN CD50 50 MTRS 1 288,48 288,48

CONECTOR SUB-D IP20

LADO CONTROLADOR

TSX CAN

KCDF90 1 53,48 53,48

CABLE CONEXIÓN MOTOR

BSH 2051M 3 MTRS VW3 M5 103 R30 3 MTRS 3 35,00 105,00

CABLE CONEXIÓN

MODBUS M340-HMI XBTZ9980

RJ45-

RJ45 1 34,90 34,90

SUMA PARTIDA CABLES Y ACCESORIOS

620,64

TOTAL 40378,54

MANO DE OBRA

INGENIERÍA

200 49,6€/h 9920,00

PROGRAMACIÓN

200 49,6€/h 9920,00

SUMA PARTIDA MANO DE OBRA

19848,00

IMPORTE TOTAL 60226,54

IVA 21%

12647,46

IMPORTE FINAL 72874,00


GLOSARIO


GLOSARIO

OBJETOS DE LENGUAJE SEGÚN IEC 61131-3

%I Indica un objeto de lenguaje de tipo de entrada binaria.

%ID Indica un objeto de lenguaje de tipo de palabra doble de entrada.

%IF Indica un objeto de lenguaje de tipo real de entrada.

%IW Indica un objeto de lenguaje de tipo de entrada analógica.

%KD Indica un objeto de lenguaje de tipo de palabra doble constante.

%KF Indica un objeto de lenguaje de tipo real constante.

%KW Indica un objeto de lenguaje de tipo de palabra constante.

%M Indica un objeto de lenguaje de tipo de bit de memoria.

%MD Indica un objeto de lenguaje de tipo de palabra doble de memoria.

%MF Indica un objeto de lenguaje de tipo real de memoria.

%MW Indica un objeto de lenguaje de tipo de palabra de memoria.

%Q Indica un objeto de lenguaje de tipo de salida binaria.

%QD Indica un objeto de lenguaje de tipo de palabra doble de salida.

%QF Indica un objeto de lenguaje de tipo real de salida.

%QW Indica un objeto de lenguaje de tipo de salida analógica.

Sólo los objetos de E/S posibilitan la localización de instancias de tipo

(%MD<i>, %KD<i>, %QD, %ID, %MF<i>, %KF<i>, %QF, %IF)

mediante su dirección topológica (por ejemplo, %MD0.6.0.11,

%MF0.6.0.31).

Abanico. Forma en ángulo que describe la pintura al salir pulverizada del inyector de

la pistola de pintar.


GLOSARIO


ANY. Existe una jerarquía entre los distintos tipos de datos. En los DFB, a veces

es posible declarar las variables que puedan contener varios tipos de valores.

Se utilizan los tipos ANY_xxx.

API. Autómata programable industrial.

ARRAY Es una tabla de elementos del mismo tipo. La sintaxis es la siguiente:

ARRAY [<rango>] OF <Tipo> Ejemplo: ARRAY [1..2] OF BOOL es una

tabla de una dimensión compuesta por dos elementos de tipo BOOL.

ARRAY [1..10, 1..20] OF INT es una tabla de dos dimensiones compuesta

por 10 x 20 elementos de tipo INT.

Atomización.Dispersión de las partículas de pintura en gotas microscópicas al ser

expulsadas del inyector de la pistola de pintar.

BCD. Es la forma abreviada del formato «Binary Coded Decimal» (decimal

codificado en binario). BCD permite representar los números decimales

comprendidos entre 0 y 9 mediante un grupo de cuatro bits (medio byte).

En este formato, los cuatro bits utilizados para codificar los números

decimales disponen de un rango de combinaciones que no se utilizan.

Ejemplo de la codificación BCD:

El número 2.450 se codifica así: 0010 0100 0101 0000

BIT. Se trata de una unidad binaria para una cantidad de información que puede

representar dos valores (o estados) diferentes: 0 ó 1.

BOOL. Son las siglas del tipo booleano. Éste es el elemento de datos básico en

computación. Una variable de tipo BOOL tiene un valor: 0 (FALSE) o 1

(TRUE). Un bit de extracción de palabras de tipo BOOL, por ejemplo:

%MW10.4.

BYTE. Es un conjunto de ocho bits. Un BYTE puede introducirse en binario o en

base 8. El tipo BYTE se codifica en formato de ocho bits que, en formato

hexadecimal, tiene un rango de 16#00 a 16#FF.

Cadena de caracteres. Es una variable de tipo STRING es una cadena de caracteres

ASCII. La longitud máxima de una cadena de caracteres es de 65.534

caracteres.


GLOSARIO


CAN. Controller Area Network (Red de área del controlador). El protocolo CAN

(ISO 11898) para redes de bus serie está diseñado para la interconexión de

dispositivos inteligentes (de varios fabricantes) en sistemas inteligentes para

aplicaciones industriales de tiempo real. Los sistemas CAN multimaestro

aseguran una alta integridad de datos por medio de la aplicación de la

difusión de mensajes y de mecanismos de error avanzados. CAN, diseñado

originalmente para utilizarlo en automóviles, se utiliza actualmente en una

amplia variedad de entornos industriales de control automático.

Cangilón. Recipiente de formas y tamaños diferentes de diversas máquinas

especializadas en el transporte, carga o elevación de materiales sólidos o

líquidos; como es el caso de las dragas o norias. En el contexto de este

proyecto se refiere a los recipientes que se utilizan para la recogida de

granalla citados en el punto 2.2 Sistema de circulación y limpieza del

abrasivo.

CANopen. Es un protocolo de nivel superior que se emplea en redes de automatización.

Está basado en la capa de aplicación CAN (CAL) de conformidad con la

norma CiA DS 301 (EN 50325-4).

Capacidad de sobrecarga. Referido a la potencia o par de un motor, porcentaje de

carga que es capaz de soportar durante periodos cortos de tiempo con

respecto al valor nominal de dicha magnitud.

Carga no equilibrada. En los ascensores y montacargas existe un sistema de

contrapeso unido por cables y poleas tanto a la parte superior como a la

inferior de la cabina. Su misión es contrarrestar el peso de la cabina, de

modo que el motor no tenga que elevar la totalidad de la carga de la cabina,

sino lo que también se denomina carga no contrapesada, o sea, la diferencia

de peso entre la cabina y el contrapeso. Las formulas relativas a este

concepto se encuentran expuesta en el punto 5.1.

Caudalímetro. Es un instrumento de medida para la medición de caudal o gasto

volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos

aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido.

También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo.

https://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medida

https://es.wikipedia.org/wiki/Caudal_(fluido)

https://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

https://es.wikipedia.org/wiki/Gasto_m%C3%A1sico

https://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa


GLOSARIO


CEM. Electromagnetic Compatibility (Directiva de compatibilidad

electromagnética). Los dispositivos que cumplen los requisitos de CEM

pueden funcionar dentro de los límites electromagnéticos que estima el

sistema sin que se produzcan errores.

Cesárea. En los buques en ocasiones se realizan aberturas en el forro o en cubierta

con la finalidad de sustituir piezas de gran tamaño, como por ejemplo un

motor o alternador. En el argot naval se utiliza la metáfora ‹‹cesárea›› para

referirse a ese abertura.

COB. Communication OBject: unidad de transporte en el bus CAN. Un COB se

identifica mediante un identificador único codificado en 11 bits, [0,2047].

Un COB contiene, al menos, 8 bytes de datos. La prioridad de transmisión

de un COB viene determinada por su identificador; cuanto menor sea éste,

mayor prioridad tiene el COB asociado.

Constantes. Una variable de tipo INT, DINT o REAL situada en el campo de

constantes (%K), o variables utilizadas en el direccionamiento directo

(%KW, %KD o %KF). El programa no puede modificar el contenido de

estas variables durante la ejecución.

Contactor. Es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o

interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el

circuito de mando, tan pronto se dé tensión a la bobina (en el caso de ser

contactores instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de

cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad

de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento:

una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del

circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de

funcionamiento se llama de "todo o nada".

CPU. Central processing unit (unidad central de proceso). Es el hardware dentro

de una computadora u otros dispositivos programables, que interpreta

las instrucciones de un programa informático mediante la realización de las

operaciones básicas aritméticas, lógicas y de entrada/salida del sistema.

https://es.wikipedia.org/wiki/Bobina

https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Hardware

http://es.wikipedia.org/wiki/Computadora

http://es.wikipedia.org/wiki/Conjunto_de_instrucciones

http://es.wikipedia.org/wiki/Programa_inform%C3%A1tico


GLOSARIO


CRC. Cyclic Redundancy Checksum: checksum de redundancia cíclica que indica

que no se ha "deformado" ningún carácter durante la transmisión de la

trama. Una suma de verificación, (también llamada suma de chequeo o

checksum),en telecomunicación e informática, es una función hash que tiene

como propósito principal detectar cambios accidentales en una secuencia de

datos para proteger la integridad de estos, verificando que no haya

discrepancias entre los valores obtenidos al hacer una comprobación inicial

y otra final tras la transmisión. La idea es que se transmita el dato junto con

su valor hash, de esta forma el receptor puede calcular dicho valor y

compararlo así con el valor hash recibido. Si hay una discrepancia se

pueden rechazar los datos o pedir una retransmisión.

DATE. El tipo DATE codificado en BCD en un formato de 32 bits contiene la

información siguiente: el año codificado en un campo de 16 bits, el mes

codificado en un campo de 8 bits, el día codificado en un campo de 8 bits.

El tipo DATE debe introducirse de la manera siguiente: D#<Año>-<Mes>-

<Día>.

DDT. Es la forma abreviada de «Derived Data Type» (tipo de datos derivados).

Un tipo de datos derivados es un conjunto de elementos del mismo tipo

(ARRAY) o de distintos tipos (estructura).

Decapado. Procedimiento por medio del cual se retiran una o varias capas de pintura de

una superficie pintada, para que la nueva pintura se deposite sobre un

sustrato en buen estado.

Densidad de potencia. Relación entre la potencia entregada por una máquina eléctrica

y su peso.

Desbastado. Eliminación de superficies ásperas o irregulares como aquellas

procedentes de la laminación de planchas de acero o de las cascarillas de

óxido.

DFB (Derived Function Block). Los tipos de DFB son bloques de funciones que el

usuario puede programar en ST, IL, LD o FBD.

http://es.wikipedia.org/wiki/Telecomunicaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Inform%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_hash


GLOSARIO


Diluyente. Agente químico que sirve para diluir o disminuir la viscosidad de las

pinturas, también llamados disolventes.

DINT. Es la forma abreviada de «Double INTeger» (entero doble) (codificado en

32 bits). Los límites inferior y superior figuran a continuación: de - (2

elevado a 31) a (2 elevado a 31) - 1. Ejemplo: -2.147.483.648,

2.147.483.647, 16#FFFFFFFF.

Display. Visualizador

DT. Es la forma abreviada de «Date and Time» (fecha y hora). El tipo DT,

codificado en BCD en un formato de 64 bits, contiene esta información: el

año codificado en un campo de 16 bits, el mes codificado en un campo de 8

bits, el día codificado en un campo de 8 bits, la hora codificada en un campo

de 8 bits, los minutos codificados en un campo de 8 bits, los segundos

codificados en un campo de 8 bits. Nota: No se utilizan los 8 bits menos

significativos. El tipo DTdebe introducirse así: DT#<Año>-<Mes>-<Día>-

<Hora>:<Minutos>:<Segundos>

DWORD. Es la forma abreviada de «Double Word» (palabra doble). El tipo DWORD

se codifica en un formato de 32 bits.

EBOOL (Extended Boolean). Pueden utilizarse para administrar flancos ascendentes o

descendentes, así como para forzar. Una variable de tipo EBOOL ocupa un

byte de memoria.

EDS. Electronic Data Sheet: archivo de descripción de cada equipo CAN

(suministrado por los fabricantes). Con el software de configuración Sycon,

si se desea agregar un equipo CAN al bus, es necesario seleccionar el EDS

correspondiente. Los EDS están disponibles en la página web

http://www.can-cia.de o pueden ser suministrados por los proveedores de

hardware.

EF. Es la forma abreviada de «Elementary Function» (función elemental). Se

trata de un bloque, utilizado en un programa, que realiza una función de


GLOSARIO


software predefinida. Una función no dispone de información sobre el

estado interno. Varias llamadas de la misma función con los mismos

parámetros de entrada muestran siempre los mismos valores de salida.

Encontrará información sobre la forma gráfica de la llamada de la función

en el «[bloque funcional (instancia)]». Al contrario que las llamadas de

bloques de funciones, las llamadas de función constan únicamente de una

salida a la que no se ha asignado un nombre y cuyo nombre coincide con el

de la función. En FBD, cada llamada se indica mediante un [número] único

a través del bloque gráfico. Este número se genera automáticamente y no

puede modificarse. Coloque y configure estas funciones en el programa para

ejecutar su aplicación. También puede desarrollar otras funciones mediante

el kit de desarrollo de SDKC.

EFB. Son las siglas de bloque de funciones elemental (Elementary Function

Block). Se trata de un bloque que se utiliza en un programa y que realiza

una función de software predefinida. Los EFB tienen estados y parámetros

internos. Aún cuando las entradas sean idénticas, los valores de salida

pueden ser diferentes. Por ejemplo, un contador tiene una salida que indica

que se ha alcanzado el valor de preselección. Esta salida se establece en 1

cuando el valor actual es igual al valor de preselección.

EN. Significa «ENable» (activar); se trata de una entrada de bloque facultativa.

Cuando la entrada EN está activada, se establece una salida ENO

automáticamente. Si EN = 0, el bloque no está activado, su programa

interno no se ejecuta y ENO se establece en 0. Si EN = 1, se ejecuta el

programa interno del bloque y ENO se establece en 1. Si se produce un

error, ENO se establece en 0. Si la entrada EN no está conectada, se

establece automáticamente en 1.

Encoder. Sensor para el registro de la posición de ángulo de un elemento rotante.

Montado en el motor, el encoder indica la posición de ángulo del rotor.

Engranaje electrónico. Conversión que tiene lugar en el sistema de accionamiento

entre unas revoluciones de entrada y los valores de un factor de engranaje


GLOSARIO


configurables a unas nuevas revoluciones de salida para el movimiento del

motor.

ENO. Significa «Error NOtification» (notificación de error); se trata de la salida

asociada a la entrada facultativa EN. Si ENO se establece en 0 (porque EN =

0 o en caso de que se produzca un error de ejecución): el estado de las

salidas de bloques de funciones permanece idéntico a aquél en el que

estaban durante el último ciclo de exploración ejecutado correctamente;

la(s) salida(s) de funciones, así como los procedimientos, se establecen en 0.

Ergonomía.Estudio de datos biológicos y tecnológicos aplicados a problemas de mutua

adaptación entre el hombre y la máquina.

E/S. Entradas/Salidas

Estibar. Distribuir convenientemente la carga en un vehículo. Distribuir

convenientemente en un buque los pesos.

Factor de escala .Este factor indica la relación entre una unidad interna y una unidad de

usuario.

FBD. Son las siglas de diagrama de bloques de funciones (Function Block Diagram).

FBD es un lenguaje de programación gráfico que funciona como si se

tratara de un diagrama lógico. Además de los bloques lógicos simples

(AND, OR, etc.), cada función o bloque de funciones del programa se

representa mediante esta forma gráfica.

En cada bloque, las entradas se sitúan a la izquierda y las salidas, a la derecha. Las

salidas de los bloques pueden conectarse a las entradas de otros bloques

para formar expresiones complejas.

FFB. Término colectivo para EF (función elemental), EFB (bloque de funciones

elemental) y DFB (bloque de funciones derivado).

Final de carrera. Sensor constituido por un interruptor normalmente cerrado que al

accionarse comunica a través de las entradas digitales de nuestro autómata


GLOSARIO


el abandono de la zona de desplazamiento permitida, e impide según su

programación la continuidad del movimiento.

Freno de parada. Freno que impide un giro en estado sin corriente únicamente después

de una parada del motor (p. ej. la bajada de un eje vertical) No debe ser

utilizado como freno de servicio para frenar el movimiento.

Granallado centrifugo. Sistema de granallado en el cual la granalla es impulsada por el

efecto centrífugo de una turbina que gira a alta revoluciones, en lugar de por

un chorro de aire como sucede en el granallado con aire comprimido.

HMI. Human-Machine Interface (Interface hombre-máquina). Interface del

operador, generalmente gráfica, para equipos industriales. Puede referirse en

nuestro caso al visualizador y botonera del servovariador Lexium 05 o a las

pantallas SCADA

Homing. Referenciado o tomo de origen de un eje para un determinado movimiento,

con el se establece el punto de origen del movimiento

IEC 61131-3. Normativa internacional: controles de lógica programables – Apartado 3:

lenguajes de programación.

IEEE. Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc (Instituto de Ingeniería

Eléctrica y Electrónica). Organismo internacional de normas y de

evaluaciones de conformidad para todos los campos de la electrotecnia,

incluidas la electricidad y la electrónica.

IL. Son las siglas de lista de instrucciones (Instruction List). Este lenguaje

consiste en una serie de instrucciones básicas. Este lenguaje es muy similar

al lenguaje ensamblador utilizado en los procesadores de programa. Cada

instrucción está compuesta por un código de instrucción y un operando.

Indicador LED. Light Emitting Diode (Diodo electroluminiscente). Indicador que se

enciende cuando pasa por él electricidad. Señala el estado de

funcionamiento del módulo de comunicaciones.


GLOSARIO


Instancia DFB. Un tipo de instancia DFB se produce cuando se llama a una instancia

desde un editor de lenguaje. La instancia procesa un nombre, interfaces de

entrada/salida, las variables públicas y privadas se duplican (una

duplicación por instancia, el código no se duplica). Un tipo DFB puede

disponer de varias instancias.

Instanciar. Significa asignarle un espacio de memoria cuyo tamaño dependerá del tipo

de objeto que se va a instanciar. Cuando se instancia un objeto, éste está

disponible y el programa puede manipularlo.

IODDT. Es la forma abreviada de «Input/Output Derived Data Type» (tipo de datos

derivados de E/S). El término IODDT designa un tipo de datos estructurado

que representa un módulo o un canal de un módulo del PLC. Cada módulo

experto posee sus propios IODDT.

I/O. INPUT/ OUTPUT, entrada o salida

IP. Significa ―Internet Protocol‖ y es un número que identifica un dispositivo en

una red (un ordenador, una impresora, un router, etc). Estos dispositivos al

formar parte de una red serán identificados mediante un número IP único en

esa red. La dirección IP está formada por 4 números de hasta 3 cifras

separados por ―.‖ (punto). Los valores que pueden tomar estos números

varían entre 0 y 255, por ejemplo, una dirección IP puede

ser 192.168.66.254 (cuatro números entre 0 y 255 separados por puntos).

LD. Son las siglas de diagrama de contactos (Ladder Diagram). LD es un

lenguaje de programación que representa las instrucciones que deben

ejecutarse en forma de diagramas gráficos muy similares a los esquemas

eléctricos (contactos, bobinas, etc.).

LIMN. Se refiere al final de carrera que limita el recorrido en el sentido negativo

del movimiento.

LIMP. Se refiere al final de carrera que limita el recorrido en el sentido positivo del

movimiento.


GLOSARIO


LT. Final de línea: Terminación del cable principal con resistencia de 120 W,

que puede estar integrada en la caja de derivación o en el conector del cable.

Manómetro. Instrumento que mide la presión de fluidos en el interior de tuberías.

Normalmente se identifica presión manométrica con presión relativa, de

manera que presión absoluta =presión manométrica + 1 atm.

Grado de protección IP. Hace referencia al estándar internacional IEC 60529 Degrees

of Protection1utilizado con mucha frecuencia en los datos técnicos de

equipamiento eléctrico o electrónico, en general de uso industrial como

sensores, medidores, controladores, etc. Especifica un efectivo sistema para

clasificar los diferentes grados de protección aportados a los mismos por los

contenedores que resguardan los componentes que constituyen el equipo.

Este estándar ha sido desarrollado para calificar de una manera alfa-

numérica a equipamientos en función del nivel de protección que sus

materiales contenedores le proporcionan contra la entrada de materiales

extraños. Mediante la asignación de diferentes códigos numéricos, el grado

de protección del equipamiento puede ser identificado de manera rápida y

con facilidad.

De esta manera, por ejemplo, un grado de protección IP67 indica lo

siguiente:

Las letras «IP» identifican al estándar (del inglés: Ingress Protection).

El valor «6» en el primer dígito numérico describe el nivel de protección

ante polvo, en este caso: «El polvo no debe entrar bajo ninguna

circunstancia».

El valor «7» en el segundo dígito numérico describe el nivel de protección

frente a líquidos (normalmente agua), en nuestro ejemplo: «El objeto debe

resistir (sin filtración alguna) la inmersión completa a 1 metro durante 30

minutos».

Como regla general se puede establecer que cuando mayor es el grado de

protección IP, más protegido está el equipamiento.

https://es.wikipedia.org/wiki/Normalizaci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Comisi%C3%B3n_Electrot%C3%A9cnica_Internacional

https://es.wikipedia.org/wiki/Grado_de_protecci%C3%B3n_IP#cite_note-1


GLOSARIO


Actualmente la mayoría de los sensores, capacitivos y fotoeléctricos que se

comercializan en el mercado tienen un nivel de protección mínimo de IP67,

los cuales los hacen aptos para soportar la mayoría de los ambientes

agresivos que se dan en la industria.

Módulo de E/S. En un sistema de controlador programable, un módulo de E/S

interactúa directamente con los sensores y actuadores de proceso/máquina.

Este módulo es el componente que se monta en una base de E/S y

proporciona las conexiones eléctricas entre el controlador y los dispositivos

de campo. Las capacidades normales de un módulo de E/S se ofrecen en una

amplia variedad de capacidades y niveles de señal.

Multidifusión. Las comunicaciones de multidifusión envían paquetes desde un solo

origen a un grupo multidifusión predefinido de destinos de red,

normalmente a través de un enrutador o un conmutador. El envío de

mensajes a los miembros del grupo únicamente reduce el tráfico innecesario

que se crea con las comunicaciones de multidifusión y elimina la necesidad

de una transmisión unidifusión separada a cada destinatario. (Consulte

multidifusión, unidifusión, GMRP.)

n.a. Normalmente abierto.

n.c. Normalmente cerrado

NTC. Resistencia con coeficiente de temperatura negativo. El valor de resistencia

desciende con temperatura ascendente.

ODBC. Open DataBase Connectivity (ODBC). Es un estándar de acceso a

las bases de datos desarrollado porSQL Access Group (SAG) en 1992. El

objetivo de ODBC es hacer posible el acceder a cualquier dato desde

cualquier aplicación, sin importar qué sistema de gestión de bases de

datos (DBMS) almacene los datos.

Parámetros. Variable que incluida en una ecuación, modifica el resultado de esta. En

nuestro caso, aplicándolo al ajuste del Lexium 05 se refiere a los datos y

valores del equipo que puede configurar el usuario.

Par. Par de fuerzas, es un sistema formado por dos fuerzas paralelas entre sí, de

la misma intensidad o módulo, pero de sentidos contrarios.

https://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_capacitivo

https://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_fotoel%C3%A9ctrico

https://es.wikipedia.org/wiki/Bases_de_datos

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=SQL_Access_Group&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_gesti%C3%B3n_de_bases_de_datos



https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo


GLOSARIO


Al aplicar un par de fuerzas a un cuerpo se produce una rotación o

una torsión. La magnitud de la rotación depende del valor de las fuerzas que

forman el par y de la distancia entre ambas, llamada brazo del par.

Un par de fuerzas queda caracterizado por su momento. El momento de un

par de fuerzas, M, es una magnitud vectorial que tiene por módulo el

producto de cualquiera de las fuerzas por la distancia (perpendicular) entre

ellas d. Esto es,

Par motor. Es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión de

potencia. La potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la

velocidad angular del eje de transmisión, viniendo dada por:

P= M w

donde:

P es la potencia (en W)

M es el par motor (en N·m)

w es la velocidad angular (en rad/s)

Par de arranque. Suma del par resistente más el par de aceleración Ma=Mw+Mb

Par resistente máximo. Aquel que demanda el accionamiento en las peores

condiciones, en nuestro caso sería aquel en el que tuviésemos en cuenta la

resistencia que ofrece el viento, además de la propia resistencia al

desplazamiento.

PCMCIA. Es el acrónimo de Personal Computer Memory Card International

Association: asociación internacional de tarjetas de memoria para

computadoras personales. Existen muchos tipos de dispositivos disponibles

en formato de tarjeta PCMCIA: módems, tarjetas de sonido, tarjetas de red.

PDO. Process Data Object: el objeto para el intercambio de datos entre distintos

elementos CANopen. Existen los RPDO (Recieve PDO) y los TPDO

(Transmit PDO).

https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_de_rotaci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Torsi%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_un_vector

https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_vectorial

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo

https://es.wikipedia.org/wiki/Perpendicular

https://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_fuerza

https://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)

https://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angular

https://es.wikipedia.org/wiki/Acr%C3%B3nimo

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dem

https://es.wikipedia.org/wiki/Tarjeta_de_sonido

https://es.wikipedia.org/wiki/Tarjeta_de_red


GLOSARIO


PLC. Siglas de Programable Logic Controller o controlador lógico programable.

Es un dispositivo electrónico muy usado en automatización industrial que

controla el funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales,

mediante el procesamiento de señales digitales y analógicas pueden aplicar

estrategias de control implementadas a través de programación en uno de los

cinco lenguajes IEC citados en este glosario.

Presostato. También conocido como interruptor de presión. Es un aparato que cierra

o abre un circuito eléctrico dependiendo de la lectura de presión de un

fluido.

PTC. Positive temperature coefficient. Resistencia con coeficiente de temperatura

positivo

Punto de rocío. Es la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de

agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina, cualquier tipo de nube

o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha. La

humedad que provoca esta condensación sobre las superficies a pintar es

perjudicial para la adherencia de las pinturas al substrato, por lo que habrá

de tenerse en cuenta a la hora de programara las labores de pintado

PWM. Siglas en inglés de pulse-width modulation) de una señal o fuente de energía

es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal

periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir

información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la

cantidad de energía que se envía a una carga.

REAL. El tipo REAL es un tipo codificado en 32 bits.

Red (en lenguaje LD). Una red es un conjunto de elementos gráficos interconectados.

El campo de aplicación de una red es local, en relación con la unidad

(sección) de organización del programa en el que se encuentra la red.

Red (con módulos de comunicación expertos). Una red es un grupo de estaciones que

se intercomunican. El término «red» se utiliza también para definir un grupo

de elementos gráficos interconectados. Dicho grupo constituye una parte de

un programa que puede componerse de un grupo de redes.

https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

https://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

https://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_agua



https://es.wikipedia.org/wiki/Aire

https://es.wikipedia.org/wiki/Roc%C3%ADo_(fen%C3%B3meno_f%C3%ADsico)

https://es.wikipedia.org/wiki/Niebla

https://es.wikipedia.org/wiki/Escarcha

https://es.wikipedia.org/wiki/Sinusoide

https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_cuadrada


GLOSARIO


Relación de transmisión. Relación entre el número de vueltas a la entrada y a la salida

de una transmisión mecánica.

SCADA. Acrónimo de Supervisory Control And Data Acquisition (Supervisión,

Control y Adquisición de Datos) es un software para ordenadores que

permite controlar y supervisar procesos industriales a distancia. Facilita

retroalimentación en tiempo real con los dispositivos de campo (sensores y

actuadores), y controla el proceso automáticamente. Provee de toda la

información que se genera en el proceso productivo (supervisión, control

calidad, control de producción, almacenamiento de datos, etc.) y permite su

gestión e intervención. Un sistema SCADA se supervisa y controla a través

de un dispositivo HMI, en nuestro caso una pantalla Magelis XBTGTW

750.

Sección. Módulo de programa perteneciente a una tarea que se puede escribir en el

lenguaje elegido por el programador (FBD, LD, ST, IL o SFC). Una tarea

puede estar compuesta por distintas secciones, y el orden de ejecución de

estas secciones corresponde a su orden de creación. Este orden se puede

modificar.

SDO. Service Data Object: comunicación entre pares con acceso al objeto de

diccionario de un elemento de bus CANopen. existen los SSDO (Server

SDO) y los CSDO (Client SDO).

Sensor. Dispositivo eléctrico o electrónico capaz de detectar un cambio de estado si

se trata sensores digitales, o el cambio de valor de una magnitud en el caso

de los sensores analógicos.

SFC. Son las siglas de gráfica de función secuencial (Sequential Function Chart).

SFC permite representar gráficamente y de forma estructurada el

funcionamiento de un sistema de automatización secuencial. Esta

descripción gráfica del comportamiento secuencial de un sistema de

automatización y de las distintas situaciones resultantes se realiza utilizando

símbolos gráficos simples.

https://es.wikipedia.org/wiki/Acr%C3%B3nimo

https://es.wikipedia.org/wiki/Software


GLOSARIO


Shot peening. Procedimiento de granallado cuya función es aumentar la resistencia a la

fatiga de resortes, engranajes, etc.

ST. Son las siglas del lenguaje de texto estructurado (Structured Text). Este

lenguaje es un lenguaje de alto nivel similar a los lenguajes de

programación de ordenadores. Permite estructurar series de instrucciones.

STRING. Una variable de tipo STRING es una cadena de caracteres ASCII. La

longitud máxima de una cadena de caracteres es de 65.534 caracteres.

Subrutina. Módulo de programa perteneciente a una tarea (MAST, FAST) que se

puede escribir en el lenguaje elegido por el programador (FBD, LD, ST, o

IL). Una subrutina sólo se puede llamar desde una sección o desde otra

subrutina que pertenezca a la tarea en la que se declare.

TAP (Caja de derivación).Terminal Access Point: Caja de derivación conectada al

cable principal, que permite conectar cables de derivación.

Tarea. Grupo de secciones y subrutinas ejecutadas cíclica o periódicamente si se

trata de la tarea MAST, o periódicamente si se trata de la tarea FAST. Una

tarea siempre tiene un nivel de prioridad y tiene asociadas entradas y salidas

del PLC. Estas entradas y salidas se actualizarán en consecuencia.

Tarea principal del programa. Es obligatoria y se utiliza para ejecutar un

procesamiento secuencial del PLC.

Terminal LCD. Terminal visualizados de cristal líquido Liquid cristal display

TIME. Este tipo expresa una duración en milisegundos. Se codifica en formato de

32 bits y permite obtener periodos de 0 a (2 elevado a 32)-1 milisegundos.

TOD. Es la forma abreviada de «Time Of Day» (hora del día). El tipo TOD,

codificado en BCD en un formato de 32 bits, contiene esta información: la

hora codificada en un campo de 8 bits, los minutos codificados en un campo

de 8 bits, los segundos codificados en un campo de 8 bits. Nota: No se


GLOSARIO


utilizan los 8 bits menos significativos. El tipo TOD debe introducirse de la

manera siguiente: TOD#<Hora>:<Minutos>:<Segundos>.

Torquímetro. Medidor de par de un eje. Es una traducción libre del inglés,también se

le aplica a las llaves dinamométricas, que miden el par de apriete de tuercas

y tornillos.

Trama. Grupo de bits que compone un bloque binario de información. Las tramas

contienen información o datos de control de red. La tecnología de red

utilizada es la que determina el tamaño y la composición de una trama.

Transductor. Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir una

determinada manifestación de energía de entrada, en otra diferente a la

salida.

USB. Universal Serial Bus (Bus de serie universal). Un USB es una interface de

hardware casi universal para la conexión de dispositivos periféricos.

Usr. Unidades de usuario. Refiriéndonos a un eje las unidades de usuario son

unidades definidas por la relación entre las vueltas del motor y la resolución

o la relación de transmisión del accionamiento.

Variable. Entidad de memoria del tipo BOOL, WORD, DWORD, etc., cuyos

contenidos se pueden modificar desde el programa durante su ejecución.

Variable no ubicada.Es una variable cuya posición en la memoria del PLC no puede

conocerse. Las variables que no tienen asignadas direcciones se consideran

no ubicadas.

Variable ubicada. Es una variable cuya posición en la memoria del PLC se puede

conocer. Por ejemplo, la variable Water_pressure se asocia a %MW102. De

este modo, Water_pressure está ubicada.

Watchdog.Dispositivo que supervisa funciones cíclicas básicas en el sistema de

accionamiento. En caso de fallo se desconectan la etapa de potencia y las

salidas.

https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa


GLOSARIO


WORD. El tipo WORD se codifica en formato de 16 bits y se utiliza para procesar

cadenas de bits.

AUTOMATIZACIÓN DE UNA DE TORRE TRATAMIENTOS SUPERFICIALES BIBLIOGRAFÍA


BIBLIOGRAFÍA

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Capítulo 1 guía de soluciones de

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CORPORATIVO 2009 Capítulo 3 motores y cargas ESPAÑA

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Capítulo 4. Suministro de energía

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Capítulo 6 adquisición de datos:

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Capítulo 7 seguridad de personas y

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Capítulo 8. Interfaces hombre-

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CORPORATIVO 2012 Capítulo 9.redes industriales ESPAÑA

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Automatismos eléctricos

industriales, tarifa alfanumérica ESPAÑA

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ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

14 PÁGS. TARIFA PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2009 Capítulo 12. Eco diseño ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

12 PÁGS. GUÍA DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009

Capítulo 11. Gestión del

equipamiento ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

22 PÁGS. GUÍA DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009

Capitulo 10. Tratamiento de datos

y software ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE 18 PÁGS.

GUÍA DE


AUTOR

CORPORATIVO 2008 Capitulo m. Memorándum ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE 14 PÁGS.

GUÍA DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009

The essential guide of automation

and control,helping you easily,

select the right product 2009

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

356 PÁGS. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO

Automatismos eléctricos

industriales, tarifa alfanumérica ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

14 PÁGS. TARIFA PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2009

Automatismos programables

industriales modicon m340 y

magelis panorama de distribución

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

34 PÁGS. MANUAL DE




UNITY

AUTOR

CORPORATIVO 2009

Modicon m340-unity pro arquitectura

de comunicaciones ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

80 PÁGS. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009

Unity pro , controladores

comunicación ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2009 Modicon m340-unity pro canopen ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE


USUARIO PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2009 Tutorial practico unity pro 3.0 -m340 ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

66 PÁGS. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009 Modicon m340-unity pro ethernet ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2007

Modicon m340 ,canopen,

altivar,icia,tesys and advantys, system

user guide

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2009

Automatismos eléctricos industriales,

tarifa alfanumérica ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

14 PÁGS. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2008

Automatismos programables

industriales modicon m340 y magelis

panorama de distribución

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

34 PÁGS. MANUAL DE




AUTOR

CORPORATIVO 2012

Modicon m340 con unity pro.

Módulos de entrada/salida ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE


INSTALACIÓN PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2013

Unity pro, lenguajes y estructura del

programa ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2009

Modicon m340 con unity pro,

módulos de entradas/salidas binarias,

manual de instalación

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



CANDELAS F. A. 2011 Introducción al software unity pro y a

los plcs de schneider ESPAÑA

UNIVERSIDAD DE

ALICANTE 36 PÁGS. PRESENTACIÓN PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2009


arquitectura y servicios de

comunicaciones, manual de

referencia

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

80 PÁGS. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009


proceadores, bastidores y módulos de

fuente de alimentación, manual de

configuración

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2009


conexión serie, manual de usuario ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2009


canopen, manual de usuario ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE





AUTOR

CORPORATIVO 2008 Manual unity pro ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

80 PÁGS. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009

Mfb para modicon m340 con unity

pro, guía de puesta en marcha ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO

Tutorial practico unity pro 3.0-

modicon m340 ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

66 PÁGS. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2009

Lexium library, function blocks,

software manual v2.09 04/2012 ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE


REFERENCIA PDF INGLÉS

AUTOR

CORPORATIVO 2012

Modicon m340 using unity pro,

discrete input/output modules, user

manual

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2009

Modicon m340 with unity pro, serial

link user manual ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO 2009

Modicon m340 using unity pro,

processors, racks, and power supply

modules ,setup manual

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO

Modicon m340 premium, atrium and

quantum , using unity pro,

comunication services and

architectures, reference manual

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO



SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE





AUTOR

CORPORATIVO

Sistema de precableado telefast-2,

telemecanique ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC 52 PÁGS.

MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO

Unity pro , controladores

comunicación ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO

Unity pro.comunicación.biblioteca de

bloques

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO

Unity pro.seguridad.biblioteca de

bloques

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE





HMI

AUTOR

CORPORATIVO 2007 Tutorial practico vijeo designer ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

78 Págs. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2008

Modicon y magelis, automatismos

industriales programables,

panorama mayo 2008

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE



AUTOR

CORPORATIVO

2008 Automatismos programables

industrialesmodicon m340 y

magelis panorama de distribucion ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

34 Págs. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO

2007 Tutorial pratico vijeo designer

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

78 Págs. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2008

Modicon y magelis, automatismos

industriales programables,

panorama mayo 2008

ESPAÑA SCHNEIDER

ELECTRIC 108 Págs. CATÁLOGO PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2012

Human machine interfaces

catalogue 2012 ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC 183 Págs. CATÁLOGO PDF INGLES

A. FARACI Hmi and scada solutions ESPAÑA SCHNEIDER

ELECTRIC 68 Págs.

MANUAL DE

REFERENCIA PP/PDF INGLES

AUTOR

CORPORATIVO 2003 Vijeo designer ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC 88 Págs. TUTORIAL PDF INGLES

AUTOR

CORPORATIVO 2010 Vijeo designer ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC 258 Págs.

MANUAL DE

FORMACIÓN PDF ESPAÑOL



SERVOMOTORES BSH Y SERVOVARIADORES LEXIUM

AUTOR

CORPORATIVO 2006

Lexium 05 guía rápida de puesta en

servicio

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

28 Págs. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2006

Servodrives y servomotores lexium

05 catalogo 2006

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

98 Págs. CATÁLOGO PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2006

Documentación técnica

servomotores ac bsh

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

48 Págs. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2006

Documentación técnica

servomotores ac bdh

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE

57 Págs. MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2006

Servoaccionamiento lxm05b

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC /

TELEMECANIQUE


PRODUCTO PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2011

Bsh servomotor, manual del motor

v2.02 ESPAÑA SCHNEIDER

ELECTRIC 103 Págs.

MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2006

Servodrives y servomotres lexium

05, catalogo 2006 ESPAÑA SCHNEIDER

ELECTRIC 98 Págs. CATÁLOGO PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 2006

Lexium 05 guia rapida de puesta en

marcha julio 2006 ESPAÑA SCHNEIDER

ELECTRIC 28 Págs.

MANUAL DE




AUTOR

CORPORATIVO 2006

Documentacion tecnica servomotor

ac bsh v.1.1 ESPAÑA SCHNEIDER

ELECTRIC 48 Págs.

MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2007

Documentacion tecnica manual del

servoaccionamiento lxm05a v1.20

ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC 386 Págs.

MANUAL DE


AUTOR

CORPORATIVO 2006

Documentacion tecnica servomotor

ac bdh v.1.o ESPAÑA SCHNEIDER

ELECTRIC 57 Págs.

MANUAL DE


INSTITUTO DE

FORMACION

SCHNEIDER

2007

Servo accionamientos, pasado

reciente,presente,nuevas tendencias,

futuro ESPAÑA

SCHNEIDER

ELECTRIC 87 Págs.

MANUAL DE

REFERENCIA PP/PDF ESPAÑOL

AUTOR

CORPORATIVO 20005 Motion control catalogue 2008/2009 EE.UU

SCHNEIDER

ELECTRIC 618 Págs. CATÁLOGO PDF INGLES

DRAGHICY R. 2006

Speed command of a synchronous

ac servomotor using a modicon

m340 plc EE.UU INFOPLC_NET 9 Págs.

MANUAL DE




ELECTRICIDAD Y MÁQUINAS

LARRODÉ E. ,MIRAVETE A.

1996 Grúas ESPAÑA U. ZARAGOZA 554 Págs.

PAPEL ESPAÑOL

LARRODÉ E. ,MIRAVETE A.

1996 Transporte vertical ESPAÑA U. ZARAGOZA 487 Págs.

PAPEL ESPAÑOL

FRAILE MORA J. 2015 Máquinas electricas ESPAÑA GARCETA 990 Págs.

PAPEL ESPAÑOL

FAURE BENITO R 2000 Máquinas y accionamientos

electricos ESPAÑA COINO 686 Págs.

PAPEL ESPAÑOL

ORTOGRAFÍA Y GRAMÁTICA

JARA R.D.

Ortografía ESPAÑA AUTOPUBLICACIÓN 54 Págs. MANUAL EPUB ESPAÑOL

AUTO

CORPORATIVO 2012

Ortografía correcta de la

lenagua española DE VECHI

EDICIONES 11 Págs. MANUAL EPUB ESPAÑOL

MEDINA VIDAL G.

2015-

1ª

Ortografía y gramática para

escritores y para curiosos AUTOPUBLICACIÓN 66 Págs. MANUAL EPUB ESPAÑOL

MUÑOZ G. A. 2014

Ortografía. La importancia de

hablar y escribir bien EDICIONES B.S.A 226 Págs. MANUAL EPUB ESPAÑOL

BUSTOS A.

2013-

1ª Manual de acentuación LENGUA-E 243 Págs. MANUAL EPUB ESPAÑOL

10. puesta en marcha del proyecto

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