PLCs y Relays Lab.11

2012Por: Javier Donoso Barba (5730) 01/02/2012

Automatizacin Industrial

Ingeniera Mecnica - ESPOCH

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

AUTOMATIZACIN INDUSTRIAL

SECUENCIAS DE MOVIMIENTOS MEDIANTE LA APLICACIN DE CIRCUITOS CON RELAYS Y PLCs.

NOMBRE

:

Francisco Javier Donoso Barba.

CODIGO

:

5730.

GRUPO

:

1

PROFESOR

:

Ing. Ivn Morn.

FECHA DE ENTREGA

:

Martes 31de Enero del 2012.

CALIFICACIN

:

....................................

2 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre



1. Objetivo Construir la secuencia: A+/B+/C+/D+/D-/C-/B-/A-. n1 veces n2veces empleando el diagrama escalera para PLCs realizando su simulacin y entender su funcionamiento mediante los programas PC SIMU, S7-200 SIMULATOR, STEP 7.200; posteriormente transformar la misma secuencia a circuito de relays; tanto para vlvulas biestables como monoestables. 1. Experiencia En el siguiente proyecto se empleo el diagrama escalera para PLCs mediante PC SIMU, S7-200 SIMULATOR, STEP 7.200., se logr simular la secuencia: A+/B+/C+/D+/D-/C-/B-/A-. n1 veces n2veces Tanto para vlvulas monoestables como biestables; de inmediato al comprobar que funcionaba correctamente se procedi a obtener el diagrama circuital para relays en este caso para simular mediante el programa de AUTOMATION STUDIO 3.0.5. 2. Equipos y Materiales STEP 7.200 PC-SIMU S7-200 Simulator




Figura.2.Equipos y Materiales. Fuente.Informacin proporcionada en el curso de Automatizacin Industrial-ESPOCH. 1. SECUENCIA : A+/B+/C+/D+/D-/C-/B-/A-. n1 veces n2veces

1.1.SECUENCIA LITERAL PARA VLVULAS BIESTABLES :

A+/B+/C+/D+/D-/C-/B-/A-. n1 veces n2veces




ONXpOFF=U0U0a0U2=U1u1=A+ u1a1+ON+OFF=CTU1 u1a1=B+ U1b1U3+U3c0Xp1=U2u2=C+ u2c1+a0=CTU2u2c1=D+ u2d1c0=U3u3=Du3d0=Cu3c0Xp1=U4u4=Bu4b0=A-

1.2.ESQUEMA GRFICO CIRCUITO ELCTRICO5 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre

Automatizacin Industrial24V

Ingeniera Mecnica - ESPOCH0VU 0

ON

XP

OFF

U 0 U 0 U 1 U 1 U 1 ON A1 A+ A0 U 2 U 1

CTU 5 0

OFF

U 1

A1

B+

U 1 U 2 U 3 U 2

B1

U 3

U 2

C 0

XP 1 C +

U 2

C 1

CTUA0

3 0C 1 C 0 D + U 3

U 2

U 2 U 3 U 3

D 1

D D 0 C XP 1 U 1 U 4

U 3 U 4

C 0

U 4 B0

BA-

Figura.3.Esquema Circuito Elctrico el cual nos sirve para ponerlo en lenguaje PLC . Fuente.Obtenida de AUTOMATION STUDIO 3.0.5.6 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre



1.3.Diagrama de fases

1.4.ELEMENTOS DEL CIRCUITO

24V

ON

XP

OFF

0VU0

U0 U0 U1 U1 U1 A1 A+ A0 U2 U1

CTU 5 0

ON

CILINDRO AA0 A1

CILINDRO BB0 B1

OFF

U1

A1

B+

A+

A-

U1B+ B-

B1

U3

U2

U2XP

0

U3 U2

C0

XP1 C+

CILINDRO CC0 C1

CILINDRO DD0 D1

U2

C1

CTUA0

U2C+ CD+ XP1 D-

U2 U3 U3

0

3 Cuatro cilindros de doble efecto 0 neumticos (A, B, C, D). Cuatro detectores de posicin mecnicos; finales de carrera (ao, a1, bo, b1, co, c1, do, d1).C1 D+ U3 D1 C0 DCU4 D0

Dos pulsadores NC ON. Interruptor de posicin mecnica NA (ao, a1, bo, b1, co, c1, do, d1). Contactos NA (u0, u1,u2, u3,u4). Contactos NC (U1,U2,U3,). Interruptor de posicin mecnica NC (co). Rel (U0,U1,U2,U3,U4).U3 C0 XP1 U1 U4 U4 B0

BA-




Solenoide (Sol A+, Sol A-, Sol B+, Sol B-, Sol C+, Sol C-, Sol D+, Sol D-). Dos presstatos. Dos interruptores de presin NC (Xp, Xp1). Un interruptor de presin NA (Xp1). Fuente de alimentacin de 24V. Comn 0V.

1.1.FUNCIONAMIENTO 1. Pulsamos el botn ON y como todos los dems elementos que estn en esa lnea estn NC permiten el paso libre de corriente y se carga U0, una vez que este se carga cierra todos los contactos u0y como en la segunda lnea estn en serie u0 y a0 que esta inicialmente pisados permiten que se cargue U1, una vez que este se carga cierra todos los contactos u 1 NA y abre el contacto u1 NC para de esta manera evitar que U4 se cargue y exista blocancia; como ya se carg el u1 entonces alimenta al solenoide A+; para permitir de esta manera que salga el cilindro A; una vez que sale el cilindro y como el contador est conectado a la salida de este actuador comienza su conteo por cinco ocasiones; una vez que realiza su carrera pisa a1.

2. Como u1 est cargado y a1 es pisado entonces la corriente pasa hacia el solenoide B+ permitiendo de esta manera que el cilindro B salga; una vez que realiza su carrera pisa b1.




3. Debido a que existe an energa en el contacto u1 y como b1 est pisado fluye libremente energa a travs del contacto u3 NC que a la vez carga U2, y como el interruptor de presin Xp1 est NC permite que se produzca la secuencia interna anidada realizndose por tres ocasiones segn a lo que est seteado el contador comenzando a contar 1 ; ya que el contacto u2 se cierra y permite que se alimente de energa el solenoide C+; de esta manera sale el cilindro C y comienza el conteo de la secuencia anidada n1; una vez que finaliza su carrera este pisa a c1.




4. Debido a que el contacto u2 an permanece con energa y c1 est pisado entonces carga al solenoide D+, permitiendo de esta manera que el cilindro D salga una vez que el cilindro realiza su carrera pisa d1.

5. Como d1 est pisado y el contacto c0 que est en serie con el interruptor de posicin mecnica antes mencionado se encuentra en la posicin NC de esta manera logrando evitar la blocancia en el momento de que la secuencia se repita n1 veces; de esta forma le corriente ingresa a cargar al rel U3 una vez cargado este energiza a todos los contactos u3 NA y desenergiza a los contactos u3 NC siendo este ltimo precisamente quien desenergiza a la bobina U2 y al interruptor de presin Xp1; como el contacto u3 permanece energizado este carga el solenoide D-, permitiendo de esta forma el retorno del ciliondro D; una vez que este finaliza su carrera pisa d0.




6. Como el contacto u3 esta energizado y d0 esta pisado entonces se carga el solenoide C-, permitiendo de esta manera el regreso del cilindro C; una vez que este finaliza su final de carrera vuelve a pisar c0.

7. Como el cilindro C ha finalizado su carrera pisa c0 se cierra el interruptor de posicin mecnica NA y abre al NC para de esta manera desenergizar la bobina U3 y evitar la blocancia; en el momento que comience a repetirse la secuencia interna anidada; entes de quedar desenergizado el contacto u3y como c0 fue pisado y Xp1 est cerrado activa a la bobina U2 y esta a su vez cierra los contactos u2 NA permitiendo de esta forma que se cargue el11 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre



solenoide C+ y salga nuevamente el cilindro por segunda ocasin es as como se repite la secuencia C+/D+/D-/C-; esto ocurre tres veces y vuelve a la secuencia principal la que debe repetirse n2 veces( cinco veces).

8. El contacto u3 como an est cargado y la secuencia interna anidada ya termino su primer ciclo y c0 est pisado carga a la bobina U4 la que cierra todos los contactos u4 NA; cargados estos contactos energiza a la bobina B-, la que permite el regreso del cilindro B; una vez finalizado su carrera este pisa a b0.




9. Una vez que b0 es pisado y como el contacto u4 est energizado permite que el solenoide A- se cargue y permita el retorno del cilindro A; una vez que este regresa de inmediato vuelve a salir para lo cual se ha colocado un contacto u1 normalmente cerrado para evitar que se cargue la bobina U4 y de esta manera lograr que no exista blocancia en el circuito; es as como ocurre la secuencia anidada n2 veces (por cinco veces).




10. Una vez finalizado el conteo de la secuencia principal se abre el interruptor de presin Xp anulando de esta manera que se repita la secuencia de forma infinita; es as como se ha logrado obtener la secuencia: A+/B+/C+/D+/D-/C-/B-/A-. n1 veces n2veces Mediante el empleo de vlvulas biestables.




11. El interruptor OFF se le podra considerar como una parada de emergencia el mismo que sirve para apagar o anular la secuencia no de forma inmediata sino que el cilindro o actuador debe cumplir su ciclo y ah detenerse; pero si se quiere reanudar la secuencia sigue en donde se ha detenido.

1. Diseo del circuito mediante plc15 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre



1.1.Programar en step 7 Algoritmo para realizar el programa de un determinado circuito: 1. Realizar el diagrama escalera para PLCs, es decir con contactores y salidas (entradas fsicas (1), relays internos (M), salidas (Q)). 2. Luego de realizar el diagrama escalera, necesariamente se debe compilar para verificar que no haya errores. 3. Finalmente se debe exportar este archivo como. Awl. El archivo .awl nos sirve para cargar en el S7200.

1.1.Cargar el programa en s7200 Algoritmo para cargar el programa .awl y posteriormente simular. 1. En archivo escogemos la opcin de cargar programa. 2. En el interfaz de S7200 verificar que la entrada del ON este activa (1), posteriormente hacer click en run, para comenzar la simulacin. 1.1.MONTAR LAS DIFERENTES PARTES DEL CIRCUITO (ACTUADORES, PULSADOR ON, OFF) EN PCSIMU Algoritmo para montar las diferentes partes del circuito. 1. Escogemos los actuadores, procedemos a dar los designar en los diferentes bit segn la tabla de asignaciones (salida y regreso del vstago, finales de carrera) 2. Escogemos un pulsador para el ON del circuito como un OFF.16 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre

EL



3. Finalmente escogemos la opcin del conectar con el S7200, para comenzar la simulacin. 1.1.TABLA DE ASIGNACIONES De inmediato procedemos a realizar una tabla de Asignacin de Variables: Salidas Fsicas I0.0 I1.1 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.1 DCBAQ0.4 Q0.5 Q0.6 Q1.1 U3 U4 M0.3 M0.4 A+ B+ C+ D+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Salidas Internas U0 U1 U2 M0.0 M0.1 M0.2

Entrada ON OFF A0 A1 B0 B1 C0 C1 D0 D1

1.2.FUNCIONAMIENTO 1. Pulsamos el botn ON y como todos los dems elementos que estn en esa lnea estn NC permiten el paso libre de corriente y se carga U0, una vez que este se carga cierra todos los contactos u0y como en la segunda lnea estn en serie u0 y a0 que esta inicialmente pisados permiten que se cargue U1, una vez que este se carga cierra todos los contactos u1 NA y abre el contacto u1 NC para de esta manera evitar que U4 se cargue y exista blocancia; como ya se carg el u1 entonces alimenta al solenoide A+; para permitir de esta manera que salga el cilindro A; una vez que sale el cilindro y como el contador est conectado a la salida de este actuador comienza su conteo por cinco ocasiones; una vez que realiza su carrera pisa a1.




2. Como u1 est cargado y a1 es pisado entonces la corriente pasa hacia el solenoide B+ permitiendo de esta manera que el cilindro B salga; una vez que realiza su carrera pisa b1.

3. Debido a que existe an energa en el contacto u1 y como b1 est pisado fluye libremente energa a travs del contacto u3 NC que a la vez carga U2, y como el interruptor de presin Xp1 est NC permite que se produzca la secuencia interna anidada realizndose por tres ocasiones segn a lo que est seteado el contador comenzando a contar 1 ; ya que el contacto u2 se cierra y permite que se alimente de energa el solenoide C+; de esta manera sale el cilindro C y comienza el conteo de la secuencia anidada n1; una vez que finaliza su carrera este pisa a c1.

4. Debido a que el contacto u2 an permanece con energa y c1 est pisado entonces carga al solenoide D+, permitiendo de esta manera que el cilindro D salga una vez que el cilindro realiza su carrera pisa d1.

5. Como d1 est pisado y el contacto c0 que est en serie con el interruptor de posicin mecnica antes mencionado se encuentra en la posicin NC de esta manera logrando evitar la blocancia en el momento de que la secuencia se repita18 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre



n1 veces; de esta forma le corriente ingresa a cargar al rel U 3 una vez cargado este energiza a todos los contactos u3 NA y desenergiza a los contactos u3 NC siendo este ltimo precisamente quien desenergiza a la bobina U 2 y al interruptor de presin Xp1; como el contacto u3 permanece energizado este carga el solenoide D-, permitiendo de esta forma el retorno del ciliondro D; una vez que este finaliza su carrera pisa d0.

6. Como el contacto u3 esta energizado y d0 esta pisado entonces se carga el solenoide C-, permitiendo de esta manera el regreso del cilindro C; una vez que este finaliza su final de carrera vuelve a pisar c0.

7. Como el cilindro C ha finalizado su carrera pisa c0 se cierra el interruptor de posicin mecnica NA y abre al NC para de esta manera desenergizar la bobina U3 y evitar la blocancia; en el momento que comience a repetirse la secuencia interna anidada; entes de quedar desenergizado el contacto u3y como c0 fue pisado y Xp1 est cerrado activa a la bobina U2 y esta a su vez cierra los contactos u2 NA permitiendo de esta forma que se cargue el solenoide C + y salga nuevamente el cilindro por segunda ocasin es as como se repite la secuencia C+/D+/D-/C-; esto ocurre tres veces y vuelve a la secuencia principal la que debe repetirse n2 veces( cinco veces).

8. El contacto u3 como an est cargado y la secuencia interna anidada ya termino su primer ciclo y c0 est pisado carga a la bobina U4 la que cierra todos los contactos u4 NA; cargados estos contactos energiza a la bobina B-, la que permite el regreso del cilindro B; una vez finalizado su carrera este pisa a b0.19 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre



9. Una vez que b0 es pisado y como el contacto u4 est energizado permite que el solenoide A- se cargue y permita el retorno del cilindro A; una vez que este regresa de inmediato vuelve a salir para lo cual se ha colocado un contacto u 1 normalmente cerrado para evitar que se cargue la bobina U4 y de esta manera lograr que no exista blocancia en el circuito; es as como ocurre la secuencia anidada n2 veces (por cinco veces).

10. Una vez finalizado el conteo de la secuencia principal se abre el interruptor de presin Xp anulando de esta manera que se repita la secuencia de forma infinita; es as como se ha logrado obtener la secuencia: A+/B+/C+/D+/D-/C-/B-/A-. n1 veces n2veces Mediante el empleo de vlvulas biestables.

11. El interruptor OFF se le podra considerar como una parada de emergencia el mismo que sirve para apagar o anular la secuencia no de forma inmediata sino que el cilindro o actuador debe cumplir su ciclo y ah detenerse; pero si se quiere reanudar la secuencia sigue en donde se ha detenido.20 Javier Donoso Barba (5730) 9 Semestre



1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES En este laboratorio se logr construir la secuencia:

A+/B+/C+/D+/D-/C-/B-/A-. n1 veces n2veces empleando el diagrama escalera para PLCs realizando su simulacin y entendiendo su funcionamiento mediante los programas PC SIMU, S7200 SIMULATOR, STEP 7.200; posteriormente se transform la misma secuencia a circuito de relays; empleando vlvulas biestables y monoestables. RECOMENDACIN La base para programar cualquier tipo de circuitos es la tcnica de la cascada ya que si no hubisemos tenido conocimientos de ella muy difcil nos hubiese resultado realizar los diferentes circuitos por lo que recomendamos antes de seguir algn curso de PLCs conocer bien este mtodo primero ya que conociendo el circuito de relays es muy sencillo manejar PLCs.

1. BIBLIOGRAFA MORN. Ivn.Apuntes de Automatizacin.





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