UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA REDES DE COMPUTADORAS III

Fecha: 15/05/2015 PERIODO 46

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ESTACIÓN DE ALMACENAMIENTO DEL MPS

INFORME Nº 3

Integrante 1: (Gabriel Navas)e-mail: gnavasr@est.ups.edu.ec

Integrante 2: (Karina Paredes)e-mail: kparedesc@est.ups.edu.ec

Integrante 3: (Carolina Rivera)e-mail: criverab@est.ups.edu.ec

Integrante 4: (Michael Robayo)e-mail: mrobayo@est.ups.edu.ec

RESUMEN: En el presente informe se da a conocer como se programó en el software Tía Portal V12, el autómata s7-300 perteneciente a la estación de almacenamiento del sistema MPS-500. El módulo trasporta las piezas de las pallets, al almacén, ubicándolas según su color siendo la primera fila para las piezas de color plateado, la segunda para las piezas de color rojo y la tercera fila para las piezas de color negro. Al alcanzar un número máximo de 3 piezas por fila, a continuación se procede a empacar las piezas para su posterior distribución. Se constató el funcionamiento de la programación ingresando diferentes secuencias de colores. Este proceso

PALABRAS CLAVE: almacenamiento, encoder, memoria, sensor.

1 .OBJETIVO GENERAL

Desarrollar la programación de la estación de almacenamiento del MPS-500, mediante la realización de un algoritmo en lenguaje gráfico del software Tía Portal V12 que permita conocer su funcionamiento y realizar la clasificación de piezas para su almacenamiento con el fin de simular los procesos que existen en la industria.

1.1 Objetivos específicos

Realizar la caracterización de la estación para

obtener las variables de entrada y salida de los

sensores y actuadores, mediante el forzamiento de las mismas para usarlas en la programación.

Obtener los valores de los ejes en X y Y para poder

controlar la posición de cada ficha mediante el movimientos de los motores.

Programar una secuencia que permita clasificar y

almacenar las fichas de acuerdo a su color en cada uno de los niveles de la estación, mediante el uso de las señales de los sensores para luego ser empacadas al momento de que se encuentren almacenadas 3 fichas del mismo color.

Controlar los movimientos de los motores en los ejes

X y Y, mediante el uso de los pulsos de los encoders para que la pinza coloque la ficha en el nivel correspondiente de la estación de almacenamiento.

2 .MARCO TEÓRICO

2.1 Descripción General de la Planta

El módulo de almacenamiento forma parte del sistema MPS que está ubicado en el laboratorio del campus sur de la Politécnica Salesiana sede Quito.

Esta estación coloca piezas y las toma de almacenamiento. La estación está equipada con tres niveles de almacenamiento, con un nivel para cada una para pieza. Las piezas se sujetan mediante una pinza neumática. El movimiento lineal se ejecuta utilizando un cilindro lineal. El movimiento de rotación se realiza mediante un accionamiento servo eléctrico con controlador integrado. El movimiento de

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carrera se ejecuta utilizando un eje lineal eléctrico con controlador separado.

Durante la colocación en el almacenamiento, se detecta una pieza de trabajo insertada en el soporte de los módulos usando el sensor de color. La pieza de trabajo se coloca en el siguiente compartimento libre en el nivel de almacenamiento correspondiente basado en el color. Tras la eliminación del almacenamiento, las piezas de trabajo son transportados desde los compartimentos de estante a la estación aguas abajo.

La estación de almacenamiento puede ser empleado como la primera estación o la última estación en una combinación MPS.

Accionamientos eléctricos: La técnica de accionamiento más reciente para una lección difícil: con el MTR-DCI, forman el controlador del motor, engranaje, electrónica de potencia y el posicionamiento de una unidad compacta para el posicionamiento óptimo del eje de rotación. El mini SLTE eléctrico con controlador de motor SFC-DC asegura una unidad regulada correctamente para posicionamiento horizontal. [1]

Figura 1: Estación de almacenamiento [1]

2.2 Grafcet

Es un diagrama funcional que permite describir los comportamientos del automatismo en relación a las informaciones que recibe, imponiendo un funcionamiento riguroso, evitando de esta forma incoherencias, bloqueos o conflictos en el funcionamiento. En cada nivel de descripción, este diagrama puede ser modificado o corregido, sin necesidad de volver a partes ya estudiadas. Está compuesto de:

Etapa: define un estado en el que se encuentra el automatismo. Las etapas de inicio se marcan con un doble cuadrado.

Acción asociada: define la acción que va a realizar la etapa, por ejemplo conectar un contactor, desconectar una bobina, etc.

Transición: es la condición o condiciones que, conjuntamente con la etapa anterior, hacen evolucionar el GRAFCET de una etapa a la siguiente, por ejemplo un pulsador, un detector, un temporizador, etc. [2]

3 . DESARROLLO

3.1 CONFIGURACIÓN Y DESARROLLO DEL PROCESO.

Se creó un nuevo proyecto y se configuró el hardware a utilizar en el software de TIA Portal, se obtiene la tabla de variables de entradas y salidas de los sensores y actuadores como se ve en la tabla 1.

TABLA 1: Variables de entrada y salida de la estación.ELEMENTO DATO DIRECCIONmotor_derecha Bool %Q124.1motor_arriba Bool %Q124.2motor_abajo Bool %Q124.3pinza_sale Bool %Q124.4pinza_abre Bool %Q124.5sensor_plateadas Bool %I124.6Star Bool %I125.0Stop Bool %I125.1Tag_26 Bool %I125.2Reset Bool %I125.3motor_izquierda Bool %Q124.0sensor_brazo_adentro Bool %I126.4sensor_brazo_sale Bool %I126.5sensor_roja Bool %I124.5sensor_abajo Bool %I126.1sensor_derecha Bool %I126.3Tag_4 Bool %M1.0Tag_5 DWord %MD108Tag_6 Word %MW0Tag_8 Bool %I124.0Tag_9 Bool %Q126.3Distancia en Y DInt %MD104Distancia en X DInt %MD100sensor_arriba Bool %I126.0sensor-izquierda Bool %I126.2sensor_banda Bool %I124.7activar_contador_plateadas Bool %M2.0activar_contador_rojas Bool %M2.1activar_contador_negras Bool %M2.2contador_plateada Int %MW20contador_rojas Int %MW22

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contador_negras Int %MW24foco1 Bool %Q125.2ENTRADA4 Bool %I125.4ENTRADA6 Bool %I125.6ENTRADA7 Bool %I125.7choque_ob2 Bool %M3.0reset_contador_plateado Bool %M4.0choque_ob1 Bool %M5.0velocidad_x Bool %Q124.6velocidad_y Bool %Q124.7Tag_18 Bool %M6.0reset_contador_roja Bool %M4.1reset_contador_negras Bool %M4.2choque_ob3 Bool %M5.1choque_ob4 Bool %M5.2

En la tabla 2 se muestran los valores utilizados para el posicionamiento de las fichas en los ejes en x y Y en los diferentes niveles de la estación.

TABLA 2: Posición de los encoders.NUMERO POSICION X POSICION Y1 4717 5002 6925 19503 9183 4500

Se programó en Grafcet la lógica correspondiente para que la pinza recoja la ficha del pallet, se contraiga y se mueva tanto en sentido horizontal como en sentido vertical hasta llegar a la ubicación deseada y suelte la ficha.

En la figura 2 se puede observar el bloque de funciones FB1 realizado en Graph para la estación de almacenamiento, donde se encuentra la programación para la clasificación y almacenamiento de las piezas dependiendo del color.

La programación es realizada en forma secuencial cuenta con contadores para determinar el número de fichas que han pasado y dependiendo de ello ubicarlas en la posición y nivel correspondiente de la estación.

El paso de etapa a etapa depende de las señales enviadas de los sensores que le dan el pulso para que los motores puedan recorrer determinada distancia en X y Y ubicando la ficha en el nivel deseado.

Figura 3: Bloque de programación FB!

En la figura 3 se muestra el bloque de funciones FB2 realizado en graph el cual permite ver la programación para el empaquetado de la ficha plateada.

La programacion es realizada en forma secuencial y para que ingrese al bloque y empiece a empacar necesita la señal del sensor de presncia de la ultima ficha y la señal del valor del contador en 3. Las transiciones dependen de los valores en X y Y y estas permiten que la pinza tome la ficha correcta y la lleve al deposito para ser empacada.

El proceso de programacion es el mismo para el empaquetado de las fichas rojas y negras.

Figura 4: Bloque de programación FB2

En el bloque principal en lenguaje KOP se llama a un contador rapido para determinar los pulsos que da el encoder en los ejes X y Y, también se llamó a los bloques de funciones de Grafcet, se colocó los botones de inicio y paro,

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Figura 5: Contador rápido para el eje x.

En la figura 5 se muestra el contador rápido el cual permite contar el número de pulsos que da el encoder absoluto mientras recorre la distancia en X. este valor es almacenado en una marca MD100, para luego ser usado para el posicionamiento correcto de las fichas en el eje X, mediante comparaciones realizadas en los FBs.

Figura 6: Contador rápido para el eje y.

En la figura 6 se muestra el contador rápido el cual permite contar el número de pulsos que da el encoder absoluto mientras recorre la distancia en Y. este valor es almacenado en una marca MD104, para luego ser usado para el posicionamiento correcto de las fichas en el eje Y, mediante comparaciones realizadas en los FBs.

Figura 7: Contador de las piezas negras.

En la figura7 se muestra uno de los contadores usados para contar el número de fichas que van pasando al almacenamiento dependiendo del color y este resetea cuando llega a su valor máximo que es 3.

Figura 8: Señal de entrada fichas plateadas.

Figura 9: Condición del bloque FB.

En las figuras 8 y 9 se muestra la condiciones que se deben de cumplir para que pase de un bloque a otro estas son 2; la primera es la señal del sensor que detecta la presencia de la última ficha y la segunda que el contador haya llegado a 3, logrando así que funcione un bloque a la vez, evitando errores en el proceso. En los bloques FBs solo se activa la marca del bloque al que va a entrar y el resto se desactiva.

Figura 10: Condición de start.

Al iniciar el proceso también se setean las salidas Q124.6 y Q124.7 de la velocidad en X y Y para que su desplazamiento

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sea más rápido y por ende el proceso sea eficiente, además se cuenta con un stop general.

El funcionamiento y la programación realizada del proceso se pueden observar en el Anexo 1 y 2 respectivamentemente.

4 . CONCLUSIONES

Se determinó que para aumentar la velocidad de los motores se deben activar las salidas Q124.6 y Q124.7 de los ejes X y Y respectivamente, para que el proceso funcione de manera eficiente como se comprobó al momento de iniciar el almacenamiento de las fichas.

Se verificó que se deben habilitar y deshabilitar los bloques de funciones del graph debido a que si están funcionando simultáneamente se producen errores en el funcionamiento del proceso tal y como se observóó en la realización del proyecto de la estación de almacenamiento.

Se comprobó que la utilización de sensores extras en el proceso para la detección de la última ficha permite mayor seguridad para comenzar con el empacado de las fichas y por ende que no existan errores como se pudo comprobar al ejecutarlo.

Como resultado final se observó que el proceso realizado en la estación de almacenamiento es un muy similar al que se usa en la industria de los helados Coqueiros; ya que esta estación permite clasificar y almacenar el producto de salida según el sabor que se requiera como se comprobó al realizar la práctica.

5 . RECOMENDACIONES

Se recomienda verificar el funcionamiento de los actuadores mediante sus respectivos accionamientos para poder descartar daños que impidan la correcta programación de las estaciones.

Es necesario tener a la mano el software con el cual se va a trabajar para poder realizar las pruebas pertinentes a las estaciones de trabajo y así poder conocer los puntos de conexión de cada componente.

6 REFERENCIAS

[1] Festo, MPS® 500-FMS: producción flexible - compatible, modular y versátil, [Online]. Disponible en:

http://www.festo-didactic.com/int-en/learning-systems/mps-the-modular-production-system/stations/storing-station-in-and-out,electrically.htm?fbid=aW50LmVuLjU1Ny4xNy4xOC42MDYuNDc2OQ

[2] Gea. José M, Grafcet, 2006, [Online]. Disponible en: HTTP://WWW.AUTOMATAS.ORG/REDES/GRAFCET.HTM

7 ANEXOS

7.1 ANEXO 1FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO

Figura 11:colocación de piezas en los diferentes niveles.

Figura 12: Detección de la última ficha.

7.2 ANEXO 2 PROGRAMACION EN GRAPH Y KOP

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Bloque OB1

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Bloque FB1

Bloque FB2

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