Plc

Instituto Tecnológico de Culiacán Ingeniería Eléctrica

MANUAL DE PRÁCTICAS

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC)


CONTENIDO

No. TITULO

1 Simulación de un sistema de encendido y apagado de LED.

2 Encendido y Apagado Físico de LED.

3 Simulación de un sistema de automatización de un portón eléctrico.

4 Simulación de un sistema de automatización de SILO.

5 Simulación de un sistema de automatización de un dispositivo de llenado.

6 Simulación de un sistema automatización de un tanque de mezclado.

7 Simulación de un sistema de automatización de un tanque de mezclado (Cemento y Arena).

8 Simulación de un sistema de automatización de llenado de cajas.

9 Simulación de un sistema de automatización de transporte de cajas.

10 Simulación de un sistema de automatización de control de estacionamiento.

11 Simulación de un sistema de automatización de empacador de bolsas.

12 Simulación de un sistema de automatización de generación y embotellado de cerveza.

13 Simulación de un sistema de control automático de semáforos.

Elaborado por: MTL. Eliseo Juárez López MC. Julio Cesar Picos Ponce


Laboratorio: Automatización

Materia: Controladores Lógicos Programables (PLC) Claves: ELM0509

Practica No. 1

Encendido y Apagado de Led.

Duración (hrs):

1 Hrs.

Objetivo:

El alumno realizará la Simulación de Encendido y Apagado de un LED mediante el lenguaje de programación de diagrama de Contactos (Ladder) de PLC utilizando la lógica de Auto retención.

Antecedentes Teóricos:

Un Controlador Lógico Programable (PLC) o Autómata Programable (AP) es un equipo digital utilizado para la automatización de electromecánica de procesos, tales como el control de la maquinaria en la fábrica de líneas de ensamblaje, juegos mecánicos, o artefactos de iluminación. En la programación “Ladder” o diagramas de contactos en escalera, existen tres tipos de lógicas: 1) lógica AND; se refiere a dos o más contactos conectados en serie, 2) lógica OR; se refiere a dos o más contactos conectados en paralelo, 3) lógica NOT; se refiere a un contacto normalmente cerrado (N.C) El lenguaje anterior es derivado del lenguaje de Relés. Siendo los contactos de Relés componentes de dos estados, asignados a los valores lógicos: O: contacto abierto 1: contacto cerrado LED: Es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación. Botón: Es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente

eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule.


Materiales:

Equipo:

PC Software de Simulación: PC_SIMU y S7_200

Software de Programación: STEP 7 MicroWIN.

Seguridad e Higiene: Seguir las medidas de seguridad e higiene indicadas en el reglamento interno del laboratorio.

Procedimiento:

1) Abrir el Software de Simulación PC_SIMU y cargar el archivo de simulación de la práctica (extensión *.sim). Ver Figura 1.

2) Abrir el Software de Programación STEP 7 MicroWIN y llevar a cabo la programación en lenguaje KOP (Contactos) de acuerdo a las PREMISAS que se muestran a continuación.

3) Guardar el proyecto y exportarlo a un archivo con extensión *.awl. 4) Abrir el Software de Simulación S7_200 y cargar el archivo con extensión *.awl. 5) Llevar a cabo la Simulación en S7_200 y ver los resultados en el Software PC_SIMU.

Premisas:

1) Al pulsar el Botón de Encendido, el LED deberá de permanecer encendido hasta que se pulse el Botón de Paro.

Figura 1


Tabla de Estados

Entradas

Dirección Comentario

I0.0 Botón de Encendido

I0.1 Botón de Paro

Salidas

Q0.0 LED

Evaluación:

El alumno realizará un reporte de laboratorio que incluya: nombre del maestro, nombre del alumno, equipo, nombre de la práctica, resultados obtenidos, observaciones y conclusiones.

Observaciones: El archivo de simulación (*.sim) de cada práctica se le proporcionará al alumno.

Bibliografía: Mengual, Pilar (2010). STEP 7 Una manera fácil de programar PLC de Siemens. Ed.

Alfaomega. Piedrafita Moreno, Ramón (2004). Ingeniería de la Automatización Industrial. Balcells, Josep., Romeral, José Luis (2009). Autómatas Programables. Ed. Alfaomega.


Laboratorio:

Automatización

Materia: Controladores Lógicos Programables (PLC) Clave: ELM0509

Practica No. 2 Encendido y Apagado de Led.

Duración (hrs): 1 Hrs.

Objetivo: El alumno llevará a cabo el Encendido y Apagado de un LED mediante el lenguaje de programación de diagrama de Contactos de PLC, apoyándose con el Tablero de conexiones de PLC. Con lo cual comprobará los resultados obtenidos con la simulación de la Práctica 1.


Un Controlador Lógico Programable (PLC) o Autómata Programable (AP) es un equipo digital utilizado para la automatización de electromecánica de procesos, tales como el control de la maquinaria en la fábrica de líneas de ensamblaje, juegos mecánicos, o artefactos de iluminación

En la programación “Ladder” o diagramas de contactos en escalera, existen tres tipos de lógicas: 1) lógica AND; se refiere a dos o más contactos conectados en serie, 2) lógica OR; se refiere a dos o más contactos conectados en paralelo, 3) lógica NOT; se refiere a un contacto normalmente cerrado (N.C) El lenguaje anterior es derivado del lenguaje de Relés. Siendo los contactos de Relés componentes de dos estados, asignados a los valores lógicos: O: contacto abierto 1: contacto cerrado LED: Es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos

dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación. Botón: Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule.


Materiales:

Botoneras Clemas de Conexiones Leds

Equipo:

PC

PLC SIEMENS S7 200

Software de Programación:

STEP 7 MicroWIN.


Procedimiento:

1) Ejecutar el Software de Programación STEP 7 MicroWIN y abrir el Proyecto guardado de la Practica 1.

2) Conectar la Computadora (PC) por medio del puerto COM al puerto de comunicaciones del PLC por medio del cable de comunicaciones RS-485.

3) Descargar el Proyecto al PLC.

4) Llevar a cabo las conexiones debidas en el Tablero que se encuentra en el Laboratorio

de Automatización. Ver el esquema de conexiones y las imágenes anexas.


Esquema de conexiones físicas:


Anexos:

Tablero de Conexiones de PLC


Clemas de Conexiones

Evaluación:



Observaciones:

Realizar las conexiones con las fuentes des energizadas. No tocar terminales que tengan dañado el material aislante.




Laboratorio:

Automatización


Practica No. 3

Automatización de Portón Eléctrico

Duración (hrs):

2 Hrs.

Objetivo:

El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (diagrama de contactos) al diseño de un programa que controle un Portón Eléctrico mediante un PLC.


Un Controlador Lógico Programable (PLC) o Autómata Programable (AP) es un equipo digital utilizado para la automatización de electromecánica de procesos, tales como el control de la maquinaria en la fábrica de líneas de ensamblaje, juegos mecánicos, o artefactos de iluminación

En la programación “Ladder” o diagramas de contactos en escalera, existen tres tipos de lógicas: 1) lógica AND; se refiere a dos o más contactos conectados en serie, 2) lógica OR; se refiere a dos o más contactos conectados en paralelo, 3) lógica NOT; se refiere a un contacto normalmente cerrado (N.C) El lenguaje anterior es derivado del lenguaje de Relés. Siendo los contactos de Relés componentes de dos estados, asignados a los valores lógicos: O: contacto abierto 1: contacto cerrado LED: Es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos

dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación. Botón: Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora. Motor Eléctrico: Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en

energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Sensor: Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas


variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc.

Materiales:

Equipo:

PC

Software de Simulación:

LogixPro (Allen Bradley)


Procedimiento:

1) Abrir el Software de Simulación LogixPro de Allen Bradley. 2) Llevar a cabo la programación en lenguaje KOP (Contactos) de acuerdo a la PREMISAS

que se muestran a continuación. Premisas:

El programa monitoreará y controlará este equipo adhiriéndose a las siguientes premisas :

El movimiento de la puerta se detendrá inmediatamente cuando se presione el switch Stop y permanecerá detenida cuando se deje de presionar el switch.

Al presionar el switch Open, la puerta se abrirá siempre y cuando la puerta no esté completamente abierta. Si el switch es dejado de presionar la puerta continuará abriéndose hasta abrirse por completo.

Al presionar el switch Close hará que la puerta se cierre a menos que esté completamente cerrada. El cierre de la puerta se mantendrá hasta completarse aun cuando deje de presionar el switch de cierre.

Si la puerta está completamente abierta, el presionar el switch de Apertura de Puerta no energizará el motor.

Si la puerta está completamente cerrada, el presionar el switch de Cierrre de Puerta no debe energizar el motor.

Bajo ninguna circunstancia los dos embobinados (motor up y motor down ) del motor deben energizarse simultáneamente.

La luz Ajar deberá iluminarse si la puerta no está completamente cerrada o completamente abierta.

La luz Open se encenderá cuando la puerta esté completamente abierta.


La luz Shut se encenderá cuando la puerta esté completamente cerrada.

Esquema General

Evaluación: El alumno realizará un reporte de laboratorio que incluya: nombre del maestro, nombre del alumno, equipo, nombre de la práctica, resultados obtenidos, observaciones y conclusiones.







Practica No. 4

Automatización de SILO

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (diagrama de contactos) al diseño de un programa que controle un SILO mediante un PLC.


Un Controlador Lógico Programable (PLC) o Autómata Programable (AP) es un equipo digital utilizado para la automatización de electromecánica de procesos, tales como el control de la maquinaria en la fábrica de líneas de ensamblaje, juegos mecánicos, o artefactos de iluminación En la programación “Ladder” o diagramas de contactos en escalera, existen tres tipos de lógicas: 1) lógica AND; se refiere a dos o más contactos conectados en serie, 2) lógica OR; se refiere a dos o más contactos conectados en paralelo, 3) lógica NOT; se refiere a un contacto normalmente cerrado (N.C) El lenguaje anterior es derivado del lenguaje de Relés. Siendo los contactos de Relés componentes de dos estados, asignados a los valores lógicos: O: contacto abierto 1: contacto cerrado LED: Es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación. Botón: Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora. Motor Eléctrico: Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en

energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Sensor: Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de


instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc.

Materiales:

Equipo:

PC Software de Simulación: LogixPro (Allen Bradley)


Procedimiento:

1) Abrir el Software de Simulación LogixPro de Allen Bradley. 2) Llevar a cabo la programación en lenguaje KOP (Contactos) de acuerdo a la PREMISAS

que se muestran a continuación. Premisas: Encendido de Luces Indicadoras:

La secuencia puede ser detenida y comenzada de Nuevo en cualquier momento usando los switches Stop y Start montados en el panel a la izquierda del simulador.

La luz RUN permanecerá energizada siempre que el sistema esté operando en modo automático.

La luz RUN, el motor de la cinta transportadora y la válvula solenoide se desenergizarán siempre que el sistema sea detenido con el suiche STOP.

La luz FILL debe energizarse cuando la caja se esté llenando. La luz FULL se energizará cuando la caja esté llena y permanecerá así hasta que la caja

sea movida fuera del fotosensor.

Proceso de Llenado:

Al presionar el boton Start se deberá de mover la caja con la cinta transportadora. Detenga el movimiento de la cinta transportadora cuando el lado derecho de la caja sea

detectado por el fotosensor. Con la caja posicionada y la cinta transportadora detenida, abra la válvula solenoide y

permita que la caja sea llenada. El proceso de llenado debe concluir cuando el sensor de nivel asuma el valor Verdadero.

Una vez que la caja esté llena, se deberá de mover la cinta transportadora y mover la caja


llena fuera del área de llenado, lo que al mismo tiempo traerá una nueva caja vacía a la posición de llenado.

Esquema General

Evaluación:


Observaciones:

El archivo de simulación (*.sim) de cada práctica se le proporcionará al alumno.






Practica No. 5 Automatización de Dispositivo de Llenado


Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (diagrama de contactos) al diseño de un programa que controle un Dispositivo de Llenado mediante un PLC.

Antecedentes Teóricos: Un Controlador Lógico Programable (PLC) o Autómata Programable (AP) es un equipo digital utilizado para la automatización de electromecánica de procesos, tales como el control de la maquinaria en la fábrica de líneas de ensamblaje, juegos mecánicos, o artefactos de iluminación En la programación “Ladder” o diagramas de contactos en escalera, existen tres tipos de lógicas: 1) lógica AND; se refiere a dos o más contactos conectados en serie, 2) lógica OR; se refiere a dos o más contactos conectados en paralelo, 3) lógica NOT; se refiere a un contacto normalmente cerrado (N.C) El lenguaje anterior es derivado del lenguaje de Relés. Siendo los contactos de Relés componentes de dos estados, asignados a los valores lógicos: O: contacto abierto 1: contacto cerrado LED: Es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación. Botón: Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de

una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora. Motor Eléctrico: Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores.


Sensor: Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas

variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc.

Materiales:

Equipo:




Procedimiento:

1) Abrir el Software de Simulación PC_SIMU y cargar el archivo de simulación de la práctica. (extensión *.sim).



Premisas: Al pulsar el botón de “Iniciar” se deberá encender la bomba y abrir la Electroválvula 1 (E.V.1) hasta que se llene el depósito. Cuando se llene el depósito se deberá abrir E.V.2 hasta que se vacíe el depósito. Una vez vacío el depósito y cerrado E.V.2, se volverá a abrir E.V.1 y encender la bomba completando el ciclo. Deberá haber un botón de “paro de emergencia” que al pulsarse cierre E.V.1, E.V.2 y apague la bomba. Para iniciar de nuevo el proceso se deberá pulsar el botón “Iniciar”. Al iniciar nuevamente el proceso de encendido, se deberá continuar en la parte del proceso en la cual se interrumpió el cliclo. Se deberá colocar además un botón pulsador que simule cuando la bomba falle, es decir, cuando el relevador térmico de protección de la bomba se dispare. Cuando esto suceda se deberá parar el proceso. Cuando el relevador térmico se restablezca se deberá pulsar de nuevo el botón de “Iniciar”.


Además se deberán colocar 3 leds: uno que indique cuando el proceso se encuentre en funcionamiento, otro que indique que la bomba se encuentra funcionando y otro que indique cuando se haya disparado el relevador térmico de protección de la bomba.

Esquema General


Tabla de Entradas y Salidas

Evaluación:


Observaciones:







Practica No. 6

Automatización de un Tanque de Mezclado

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando temporizadores) al diseño de un programa que controle un Dispositivo de Mezclado mediante un PLC.


Temporizadores.- Como lo indica su nombre, cada vez que alcanzan cierto valor de tiempo

activan un contacto interno. Dicho valor de tiempo, denominado PRESET o meta, debe ser declarado por el usuario luego de haberse indicado el tiempo de meta, se le debe indicar con cuales condiciones debe empezar a temporizar, o sea a contar el tiempo. Los Temporizadores tienen una entrada denominada START o inicio, a la cual deben llegar los contactos o entradas que sirven como condición de arranque. El juego de operaciones S7200 ofrece tres tipos de temporizadores: Temporizador como retardo a la conexión. (TON) Temporizador como retardo a la conexión con memoria. (TONR) Temporizador como retardo a la desconexión. (TOF)

Ejemplo de Temporizador TON:


Materiales:

Equipo:




Procedimiento:

1) Abrir el Software de Simulación PC_SIMU y cargar el archivo de simulación de la práctica (extensión *.sim).

2) Abrir el Software de Programación STEP 7 MicroWIN y llevar a cabo la programación en lenguaje KOP (Contactos) de acuerdo a las PREMISAS que se muestran a

continuación. 3) Guardar el proyecto y exportarlo a un archivo con extensión *.awl. 4) Abrir el Software de Simulación S7_200 y cargar el archivo con extensión *.awl. 5) Llevar a cabo la Simulación en S7_200 y ver los resultados en el Software PC_SIMU.

Premisas:

Al pulsar el botón de “Iniciar” se deberá Abrir la E.V. 1 y deberá permanecer abierta hasta que

alcance al sensor B2. En el momento en que el sensor B2 detecte el nivel, se deberá de cerrar la E.V.1 y abrir la E.V.2. Una vez que el sensor B3 detecte que el depósito está lleno se deberá de cerrar la E.V.2. Una vez que el depósito esté lleno, se deberá encender el motor M1 para

mezclar por un cierto tiempo predispuesto por un temporizador. Al término de mezclado se deberá abrir la E.V.3 y así dejar salir la mezcla. El proceso debe de repetirse de manera

automática. Deberá haber un botón de “paro de emergencia” que al pulsarse deberá detener por completo

el ciclo de llenado y de mezclado. Para iniciar de nuevo el proceso se deberá pulsar el botón “Iniciar”. Al iniciar nuevamente el proceso de encendido, se deberá continuar en la parte del

proceso en la cual se interrumpió el cliclo. Se deberá colocar además un botón pulsador que

simule cuando la bomba falle, es decir, cuando el relevador térmico de protección de la bomba

se dispare. Cuando esto suceda se deberá parar el proceso. Cuando el relevador térmico se restablezca se deberá pulsar de nuevo el botón de “Iniciar”.


También se deberá de contar con un botón que al pulsarlo permita terminar con el ciclo

completo del proceso. (Es decir, al presionarlo no se debe de detener el proceso). Además se deberá colocar 1 led que indique cuando el proceso de mezclado se encuentre en

funcionamiento, este led deberá estar parpadeando mientras la bomba este mezclando.

Esquema General



Evaluación: El alumno realizará un reporte de laboratorio que incluya: nombre del maestro, nombre del alumno, equipo, nombre de la práctica, resultados obtenidos, observaciones y conclusiones







Practica No. 7 Automatización de un Tanque de Mezclado (Cemento y Arena)


Objetivo:

El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando temporizadores) al diseño de un programa que controle un Dispositivo de Mezclado mediante un PLC.

Antecedentes Teóricos: Temporizadores.- Como lo indica su nombre, cada vez que alcanzan cierto valor de tiempo activan un contacto interno. Dicho valor de tiempo, denominado PRESET o meta, debe ser declarado por el usuario luego de haberse indicado el tiempo de meta, se le debe indicar con cuales condiciones debe empezar a temporizar, o sea a contar el tiempo. Los Temporizadores tienen una entrada denominada START o inicio, a la cual deben llegar los contactos o entradas que sirven como condición de arranque. El juego de operaciones S7200 ofrece tres tipos de temporizadores: Temporizador como retardo a la conexión. (TON) Temporizador como retardo a la conexión con memoria. (TONR) Temporizador como retardo a la desconexión. (TOF)



Materiales:

Equipo:

PC

Software de Simulación:

PC_SIMU y S7_200

Software de Programación:

STEP 7 MicroWIN.


Procedimiento:

1) Abrir el Software de Simulación PC_SIMU y cargar el archivo de simulación de la práctica (extensión *.sim). Ver Figura 1.



Premisas:

Al pulsar el botón de “Poner en Marcha” se deberá encender el Motor 2 y deberá permanecer

encendido hasta que el nivel de cemento alcance al sensor B2. En el momento en que el sensor B2 detecte el nivel, se deberá de apagar M2 y encender M3. Una vez que el sensor B3 detecte que el depósito está lleno, se deberá de apagar M3. Una vez que el depósito esté

lleno, se deberá encender el motor M1 para mezclar por un cierto tiempo predispuesto por un temporizador. Al término de mezclado se deberá encender el Motor que controla la banda M4 y así dejar salir y transportar la mezcla. El proceso debe de repetirse de manera automática.

Deberá haber un botón de “paro de emergencia” que al pulsarse deberá detener por completo el ciclo de llenado y de mezclado. Para iniciar de nuevo el proceso se deberá pulsar el botón “Iniciar”. Al iniciar nuevamente el proceso de encendido, se deberá continuar en la parte del

proceso en la cual se interrumpió el cliclo. Se deberá colocar además un botón pulsador que

simule cuando la bomba falle, es decir, cuando el relevador térmico de protección de la bomba se dispare. Cuando esto suceda se deberá parar el proceso. Cuando el relevador térmico se restablezca se deberá pulsar de nuevo el botón de “Iniciar”.


También se deberá de contar con un botón que al pulsarlo permita terminar con el ciclo completo del proceso. (Es decir, al presionarlo no se debe de detener el proceso).

Además se deberá colocar 1 led que indique cuando el proceso de mezclado se encuentre en funcionamiento, este led deberá estar parpadeando mientras la bomba este mezclando.

Esquema General




Observaciones:





Laboratorio:

Automatización

Materia: Controladores Lógicos Programables (PLC) Claves: EAC0702

Practica No. 8

Automatización de llenado de cajas

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando contadores) al diseño de un programa que controle un sistema de llenado de cajas mediante un PLC.


Contadores.- Definidos como posiciones de memoria que almacenan un valor numérico,

mismo que se incrementa o decrementa según la configuración dada a dicho contador. Como los temporizadores, un contador debe tener un valor prefijado como meta o PRESET, el cual es un número que el usuario programa para que dicho contador sea activo o inactivo según el valor alcanzado. Por ejemplo, si el contador tiene un PRESET de 15 y el valor del conteo va en 14, se dice que el contador se encuentra inactivo, sin que por ello se quiera decir que no esté contando. Pero al siguiente pulso, cuando el valor llegue a 15, se dice que el contador es activo porque ha llegado al valor de PRESET. El juego de operaciones S7200 ofrece tres tipos de contadores: La operación Incrementar contador (CTU), La operación Incrementar/decrementar contador (CTUD) y La operación Contar (CTD). Ejemplo de Contador CTU:


Materiales:

Equipo:




Procedimiento:




Premisas:

Al pulsar el botón de “Iniciar proceso” se deberá encender el Motor (M1), la caja avanzará hasta que la barrera foto eléctrica (B1) detecte el movimiento de la caja. Una vez que B1 se

activa se deberá encender el Motor (M2), al encenderlo deberán caer 5 bolsas a la caja (al atravesar las bolsas al sensor B2 se incrementara un contador hasta llegar a 5), una vez que caigan las 5 bolsas a la caja, ésta deberá de moverse. El proceso debe de repetirse de manera

automática. Deberá haber un botón de “Paro general” (PG) que al pulsarse deberá detener por completo el ciclo de llenado. Para iniciar de nuevo el proceso se deberá pulsar el botón “Iniciar” (PM). Al iniciar nuevamente el proceso de encendido, se deberá continuar en la parte del proceso en la

cual se interrumpió el cliclo. Se deberá colocar además un botón pulsador que simule cuando

la bomba falle (Q1), es decir, cuando el relevador térmico de protección de la bomba se

dispare. Cuando esto suceda se deberá parar el proceso. Cuando el relevador térmico se restablezca se deberá pulsar de nuevo el botón de “Iniciar”.

Además se deberán colocar 2 led’s (H1 y H2), uno que indique cuando el proceso de mezclado esté en funcionamiento y el otro se encenderá solo cuando se simule la falla en algún Motor.


Esquema General



Laboratorio:

Automatización


Practica No. 9

Automatización de Sistema de Transporte de Cajas.

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando actuadores neumáticos) al diseño de un programa que controle un sistema de transporte de cajas mediante un PLC.


Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica

en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control. Existen varios tipos de actuadores como son:

Electrónicos, Hidráulicos, Neumáticos y Eléctricos Por lo general, los actuadores neumáticos se emplean para simples posicionamientos. Sin embargo las aplicaciones de los modelos neumáticos son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento. A los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina Actuadores Neumáticos. La energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento de giro. Los elementos neumáticos de movimiento rectilíneo se denominan “Cilindros Neumáticos.” Existen varios tipos de cilindros, entre ellos podemos mencionar los Cilindros de simple efecto y los de doble efecto. Cilindros de doble efecto

La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto


en la ida como en el retorno. Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el émbolo tiene que realizar una misión también al retornar a su posición inicial.

Materiales:

Equipo:



Seguridad e Higiene:

Seguir las medidas de seguridad e higiene indicadas en el reglamento interno del laboratorio.

Procedimiento:




Premisas:

Al pulsar el botón de “Poner en Marcha” (PM) se deberá de activar la Salida de las Cajas (C), al salir la caja, esta se detendrá con el sensor de final de Carrera (FC), al activarse (FC) el Actuador (A) deberá de expandirse, una vez que el sensor del actuador expandido se active

(a1) el Actuador B deberá de expandirse hasta que la caja avance (sensor del actuador expandido (b1) activado). Una vez que se complete la expulsión de la caja, los actuadores


deberán de contraerse. El proceso debe de repetirse de manera automática.

Deberá haber un botón de “Paro general” (PG) que al pulsarse deberá detener por completo el sistema de actuadores. Para iniciar de nuevo el proceso se deberá pulsar el botón “Poner en marcha” (PM). Al iniciar nuevamente el proceso de encendido, se deberá continuar en la parte del proceso en la cual se interrumpió el ciclo.

Nota: Al iniciar el proceso los Actuadores deberán de estar contraídos.

Esquema General



Evaluación:


Observaciones:





Laboratorio:

Automatización


Practica No. 10

Automatización de Control de Estacionamiento.

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando contadores) al diseño de un programa que controle un sistema de control de estacionamiento mediante un PLC.


Contadores.- Definidos como posiciones de memoria que almacenan un valor numérico,

mismo que se incrementa o decrementa según la configuración dada a dicho contador. Como los temporizadores, un contador debe tener un valor prefijado como meta o PRESET, el cual es un número que el usuario programa para que dicho contador sea activo o inactivo según el valor alcanzado. Por ejemplo, si el contador tiene un PRESET de 15 y el valor del conteo va en 14, se dice que el contador se encuentra inactivo, sin que por ello se quiera decir que no esté contando. Pero al siguiente pulso, cuando el valor llegue a 15, se dice que el contador es activo porque ha llegado al valor de PRESET. El juego de operaciones S7200 ofrece tres tipos de contadores: La operación Incrementar contador (CTU), La operación Incrementar/decrementar contador (CTUD) y La operación Contar (CTD). Ejemplo de Contador CTUD:


Materiales:

Equipo:




Procedimiento:




Premisas:

Al pulsar el interruptor de “Entra Vehículo” (simula que un vehículo entra al estacionamiento)

se deberá de activar el sensor B1, al activarse B1 deberá de abrirse el portón (M1). Con el fin de verificar si el estacionamiento cuenta con lugares disponibles, se deberá controlar un contador que muestre los espacios disponibles en el estacionamiento; dicho contador deberá

tener la lógica de incremento/decremento. Al activarse M1 el contador deberá decrementarse (debido a que entró un automóvil). El estacionamiento contara con 6 lugares disponibles.

Al pulsar el interruptor de “Sale Vehículo” (simula que un vehículo sale del estacionamiento) se deberá de activar el sensor B2, al activarse B2 deberá de abrirse el portón (M2). Al abrirse el

portón el contador deberá incrementarse (debido a que se desocupo un espacio en el estacionamiento).

Se deberán controlar dos LED´s con las leyendas Lleno y Libre, las cuales muestran en estado actual del estacionamiento.

Además, se deberá contar con un botón que ponga en “Reset” el contador.


Esquema General





Bibliografía:

Mengual, Pilar (2010). STEP 7 Una manera fácil de programar PLC de Siemens. Ed.



Laboratorio:

Automatización


Practica No. 11

Automatización de Sistema Empacador de Bolsas.

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando actuadores neumáticos) al diseño de un programa que controle un sistema de transporte de bolsas mediante un PLC.


Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica

en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control. Existen varios tipos de actuadores como son:

Electrónicos, Hidráulicos, Neumáticos y Eléctricos Por lo general, los actuadores neumáticos se emplean para simples posicionamientos. Sin embargo las aplicaciones de los modelos neumáticos son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento. A los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina Actuadores Neumáticos. La energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento de giro. Los elementos neumáticos de movimiento rectilíneo se denominan “Cilindros Neumáticos.” Existen varios tipos de cilindros, entre ellos podemos mencionar los Cilindros de simple efecto y los de doble efecto. Cilindros de doble efecto

La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto en


la ida como en el retorno. Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el émbolo tiene que realizar una misión también al retornar a su posición inicial.

Materiales:

Equipo:



Seguridad e Higiene:

Seguir las medidas de seguridad e higiene indicadas en el reglamento interno del laboratorio.

Procedimiento:




Premisas:

Al pulsar el botón de “Iniciar Proceso” se deberá de activar el alimentador de las bolsas, al caer las bolsas, estas se detendrán con el sensor de final de Carrera (S3), al activarse S3 el Actuador A deberá de expandirse, al momento que se expanda desplazará las bolsas a través

del sensor foto eléctrico (S4), el cual activará las bandas de desplazamiento (Q0.3). Al pasar exactamente 3 bolsas por el sensor foto eléctrico (S5) se deberá expandir el Actuador B, lo que


ocasionará que las bolsas caigan a las bandas de desplazamiento (Q0.7), mismas que se

activaran desplazando las 3 bolsas a través del sensor foto eléctrico (S8), al detectar las bolsas S8, el portón eléctrico se abrirá para que pasen las bolsas y se cerrará para ocultarlas. El proceso debe de repetirse de manera automática.

Deberá haber un botón para detener por completo el sistema de automatización. Para iniciar de nuevo el proceso se deberá pulsar el botón “Iniciar Proceso”. Al iniciar nuevamente el proceso de encendido, se deberá continuar en la parte del proceso en la cual se interrumpió el ciclo.

Notas:

Al iniciar el proceso los Actuadores deberán de estar contraídos. Cada vez que se expandan los actuadores para desplazar las bolsas, estos deberán de

contraerse para esperar la siguiente instrucción.

Esquema General


ENTRADAS

Símbolo Dirección Comentario

S1 I0.0 Sensor magnético que detecta pistón 1 contraído (NA)

S2 I0.1 Sensor magnético que detecta pistón 1 expandido (NA)

S3 I0.2 Switch final de carrera que detecta cuando cae una bolsa (NA)

S4 I0.3 Sensor fotoeléctrico que detecta una bolsa en la banda (NA)

S5 I0.4 Sensor fotoeléctrico que sirve para contar las bolsas (NA)

S6 I0.5 Sensor magnético que detecta pistón 1 contraído (NA)

S7 I0.6 Sensor magnético que detecta pistón 1 expandido (NA)

S8 I0.7 Sensor fotoeléctrico que detecta una bolsa en la banda (NA)

S9 I1.0 Switch final de carrera que detecta puerta cerrada (NA)

S10 I1.1 Switch final de carrera que detecta puerta abierta (NA)

B1 I1.2 Botón que inicia el proceso (NA)

B2 I1.3 Botón que detiene el proceso (NC)

SALIDAS

Símbolo Dirección Comentario

S1 Q0.0 Activar el alimentador de bolsas

S2 Q0.1 Expandir el pistón 1

S3 Q0.2 Contraer el pistón 1

S4 Q0.3 Encender bandas que llevan las bolsas al contador

S5 Q0.4 Expandir el pistón 2

S6 Q0.5 Contraer el pistón 2

S7 Q0.6 Señalización que indica cuando han pasado 3 bolsas

S8 Q0.7 Encender bandas que llevan las bolsas a la puerta

S9 Q1.0 Abrir la puerta

S10 Q1.1 Cerrar la puerta




Bibliografía:

Mengual, Pilar (2010). STEP 7 Una manera fácil de programar PLC de Siemens. Ed.



Laboratorio:

Automatización


Practica No. 12 Automatización de un Sistema de Generación y Embotellado de

Cerveza.

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo:

El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando temporizadores) al diseño de un programa que controle un sistema de Mezclado y Embotellado mediante un PLC.






Materiales:

Equipo:




Procedimiento:




Premisas:

Al pulsar el interruptor de “Iniciar Control de Proceso” se deberá Abrir la E.V.1 (Agua) en el

Tanque 1 y deberá permanecer abierta hasta que alcance al sensor capacitivo T1_med. En el momento en que el sensor T1_med detecte el nivel, se deberá de cerrar la E.V.1 y abrir la E.V.2. (Cebada). Una vez que el sensor T1_max detecte que el depósito está lleno se deberá

de cerrar la E.V.2. Una vez que el depósito esté lleno, se deberá encender el motor M1 para mezclar por un cierto tiempo predispuesto por un temporizador. Al término de mezclado se

deberá abrir la E.V.3 y así dejar salir la mezcla. La mezcla de Cerveza se deberá vaciar a un Tanque 2, el cual tendrá el mismo funcionamiento que el tanque 1 respecto al manejo de los niveles de llenado. Cuando el Tanque 2 detecte liquido se deberá activar el despachador de

Botellas, cuando el sensor foto eléctrico (S1) detecte una botella, este deberá detenerla y abrir la E.V.4 por unos cuantos segundos. Cuando transcurran “t” segundos la E.V.4 deberá cerrarse y la botella avanzará por la banda, lo que hará que se desplace la siguiente botella. El proceso

debe de repetirse de manera automática. Cuando se alcance el sensor capacitivo T2_max el proceso de elaboración de cerveza debe detenerse hasta que el nivel de cerveza en el Tanque 2 se encuentre en T2_med. Esto con el

fin de que la cerveza no se desvorde.


Cuando el interruptor “Control de Proceso” se ponga en OFF deberá detener por completo el ciclo de Generación y Mezclado. Para iniciar de nuevo el proceso se deberá de poner el interruptor en ON. Al iniciar nuevamente el proceso de encendido, se deberá continuar en la parte del proceso en la cual se interrumpió el ciclo.

Además se deberán colocar 5 Led’s indicadores cuando se encuentre activos los siguientes procesos: llenando con agua, llenando con cebada, llevando a cabo la mezcla, vaciando la

mezcla y llenando la botella.

Esquema General




Observaciones:





Laboratorio:

Automatización


Practica No. 13

Automatización Control de Crucero con Semáforos

Duración (hrs):

6 Hrs.

Objetivo: El alumno aplicará sus conocimientos en instrucciones de lógica de relé (utilizando temporizadores) al diseño de un programa que controle un Dispositivo de Mezclado mediante un PLC.






Materiales:

Equipo:




Procedimiento:




Premisas:

Llevar a cabo la sincronización de los 6 semáforos que se muestran en el Esquema General de acuerdo al diagrama de tiempos especificado.


Esquema General


Diagrama de Tiempos


Plc

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