Sesion 3 - Ctrl Procesos Secuenc I

Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOSUNILLANOS

Sesión 1: Generalidades

• Esquema general de un sistema

automatizado

• Introd Sistemas de control secuencial

• Principios Electroneumática - component

• Lenguajes Prog PLC: Grafcet y Ladder.

• Métodos Secuenciales Electroneumat.

• Practica I: Fluidsim – PLCSim

Sesión 2: Electroneumática y PLC

• Selección Componentes neumáticos

• Introd sistema SCADA – WinCC Flexible

• Practica II: Montaje Ejercicios Taller No. 1

sistema electroneumático con PLC Siemens

Sesión 3: Ctrl de procesos Secuenc I

• Diagramas P&ID

• Config, bloque de función PLC S7-300

• Practica III: Program. Bco Ctrl procesos y

SCADA – WinCC Flexible

Sesión 4: Ctrl de procesos Secuenc II

• Transmisores

• Escalizado Señales análogas en PLC.

• PID - Principios

• Practica IV: Configuración PID y Prog

PLC variables análogas.

• Modelar Bco ctrl procesos

Sesión 5: Secuenc. Lógica Cableada

• Principios electricidad Industrial

• Secuencias en lógica cableada

(FIFO – LIFO)

• Manejo de elementos finales de control:

• Válvulas de control (Solenoides)

• Accionamiento de Motores

• Controladores Temperatura

• Practica V: Montaje sistemas cableados.


Diagramas P&ID

Configuración bloque de función PLC S7-300

Practica III: Program. Bco Ctrl procesos y SCADA – WinCC

Flexible



Instrumentación y Control Secuencial

1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID


Normatividad y simbología de plantas y procesos

Entidad encargada normalización y estandarización en el área deinstrumentación y controles industriales.

SOCIEDAD AMERICANA DE INSTRUMENTACION - ISA

Norma S-20: Formatos hoja de vida instrumentos

Norma ANSI/ISA 5.1: Simbología y numeración

Norma ANSI/ISA 5.2: Diagramas lógicos

Norma ANSI/ISA 5.3: Símbolos gráficos para control distribuido.

Norma ANSI/ISA 5.4: Diagramas de lazo

Norma ANSI/ISA 5.5: Diagramas de flujo de proceso



Normativa para la designación de instrumentos.

• Cada instrumento se debe identificar con un sistema deletras que lo clasifique funcionalmente.

• La identificación del lazo al cual pertenece el instrumento sedesigna agregándole un número al sistema de letras.

• Generalmente este número es el mismo para todos losinstrumentos que forman parte del mismo lazo de control.

• Ocasionalmente se le agrega un sufijo para completar laidentificación del lazo.

• El número de identificación del instrumento (TAG) puedeincluir información codificada para designar el área de laplanta

Norma ISA 5.1



Líneas de instrumentación


Designación instrumentos y válvulas




Ejemplo de instrumentos



Lazo de control de presión

Ejemplo P&ID Instrumentos• TT-301 (sensor de tª y transmisor).• TC-301 (controlador de tª).

• línea interna accesible al operario (sala de control).• el setpoint no aparece selección manual.

• PY-301 (convertidor de corriente a presión).• Raíz cuadrada (ofrece una salida de presión proporcional

al caudal).

Elementos finales• TV-301 (válvula de control de la entrada de vapor).• FV-302 (válvula de salida de reactivo).• FO-302 (lectura de caudal transduciendo a presión).• TZ-301 (actuador neumático bucle de tª).

Otros símbolos• Etiqueta de válvula de control de tª (TV-301).

Bucle de control• Totalmente neumático.• FT-302 (transmisor de presión a presión normalizada).• FC-302 (controlador de flujo, localizado en campo).• FR-302 (indicador de flujo, accesible al operario)



1. Identificar los instrumentos de los sistemas de control

2. Analizar el funcionamiento de los siguientes sistemas de control.


Actividad 1: desarrollar en clase



LISTADO DE INSTRUMENTACION

TAG NUMBER

ELEMENTO VARIABLE DESCRIPCION SERVICIO SEÑAL TIPO I/O SISTEMALOCALIZACIO

N

FT100 Transmisor FlujoTransmisor de flujo tipo vortex

Flujo de entrada al tanque 01-D-001

ELE DCS F

LIC100 Controlador NivelControlador electronico de nivel con indicador

Control e indicacion del nivel de liquido en 01-D-001

ELE AI/AO DCS CP

SEÑAL

ELE ELECTRICA

NEU NEUMATICA

MEC MECANICA

TIPO I/O TIPO I/O

AI ENTRADA ANALOGA DI ENTRADA DIGITAL

AO SALIDA ANALOGA DO SALIDA DIGITAL

SISTEMA

DCS DISPOSITIVO DE CONTROLDE SISTEMA

ESD DISPOSITIVO DE EMERGENCIA DEL SISTEMA

IND INDICADOR DEL SISTEMA

LOCALIZACION

F CAMPO

CP PANEL DE CONTROL

CP2 PANEL DE CONTROL AUXILIAR


Listado de instrumentación


1. Identificar los instrumentos de los sistemas de control

2. Analizar el funcionamiento de los siguientes sistemas de control.



2. Software Microsoft Visio


2. Conexión Ethernet con PLC S7-300 (CPU314C-2PNDP)


Componentes: Elementos de Un sistema Neumático

3. Control Secuencial: Electroneumática

• Válvulas

• Tubería

• Rotativos

• Simple Efecto

• Doble Efecto

• FRL• Compresor

Generador de Energía

Tratamiento de Aire

Mando y Control

Actuadores

Componentes: Compresor




Componentes: Tratamiento del Aire


El aire comprimido debe estar exento dehumedad, partículas de polvo y convieneque tenga un cierto contenido de aceitelubricante para de este modo proteger alas válvulas y actuadores por los quecircula.

Además la presión de trabajo debe estarregulada.


Componentes: Ejemplo Generación y Tratamiento del Aire



Componentes: Mando y Control


Simbología: se las nombra con dos números; por ejemplo válvula 3/2 tiene 3 orificios o vías y 2 posiciones.

Se dibujan tantos cuadros como posiciones tiene

en cada uno de ellos se representa mediante flechas el estado o forma de comunicarse dichos orificios.

TUBERÍAS Material: acero grandes instalaciones o plástico flexible (poliuretano)

Cálculo del diámetro: Uso tablas y gráficos, teniendo en cuenta fundamentalmente el caudal y las pérdidas de presión < 0,1 at

VÁLVULAS Conducen de forma adecuada el aire, permitiendo el paso o no del mismo


Componentes: Válvulas Neumáticas - SIMBOLOGIA


Componentes Símbolo VÁLVULA 4/2

1

24

3

Posición 1Posición 2 Vías

Numero de Vías

Impares

Pares

AccionamientoEléctrico

AccionamientoEléctrico

Nombre técnico: Válvula 4/2 Biestable con accionamiento eléctrico 110VAC con CNX 1/8 “

Biestable: doble solenoide o 2 Accionamientos Eléctricos, neumáticos o mecánicosMonoestable: una solenoide o 1 Accionamiento Eléctricos, neumáticos o mecánicos

y Retorno por muelle

Racor rapido: conexión 1/8” x manguera 6mm

Racor

5

Racor rápido 1/8”x4mm

SilenciadoresBronce

Acc EléctricoSolenoide 110VAC

Acc EléctricoSolenoide 110VAC

Acc. manual

1

24

5

4

Símbolo

Válvula 5/2 Biestable con accionamiento eléctrico 110VAC y manualcon CNX 1/8 “ servopilotadaRacor rápido 1/8”x4mm

Componentes: Válvulas Neumáticas - SIMBOLOGIA



Componentes: Válvulas Neumáticas - Accionamientos


Componentes: Válvulas Neumáticas - Accionamientos


Actividad: Cual es el nombre técnico de estas válvulas?


Componentes: Actuadores Neumáticos SIMPLE EFECTO


• recibe aire a presión sólo en un lado.• La descarga de aire tiene lugar por el lado opuesto.• sólo pueden ejecutar el trabajo en el sentido de avance (según la versión).• El retroceso del vástago tiene lugar por medio de la fuerza de un muelle.


Componentes: Actuadores Neumáticos DOBLE EFECTO


• Accionado en ambos sentidos por aire a presión.• Puede ejecutar trabajos en ambos sentidos de movimiento.• La fuerza ejercida sobre el émbolo es algo mayor en el movimiento de avance que en

el de retroceso.


Componentes: FINALES DE CARRERA


Interruptor magnético de proximidad (Relés Reed) se activan por un campo magnético

Conexión Componentes Neumáticos



ACTUADOR SIMPLE EFECTO ACTUADOR DOBLE EFECTO

Válvula 3/2 Monoestable con accionamiento eléctrico 110VAC

Válvula 5/2 Monoestable con accionamiento eléctrico 110VAC

S1 S2 S1 S2


Control Componentes Neumáticos – Ejemplo maquina estampadora


SIMULACION: AUTOMATION STUDIO O FLUID SIM

Estructuras de una cadena secuencial

4. Lenguajes de Programación: GRAFCET


El Grafcet es un método gráfico de modelado de sistemas de control secuenciales

T1

Etapa Inicialetapa de una cadena secuencial que se activa al llamar porprimera vez

T2

Condición Transición

Acciones de etapacontienen instrucciones para el control del proceso

S1Etapa 1

S2Etapa 2

Transiciónse programan las condiciones que controlan el paso de una etapa a la siguiente

Etapa 2

N M0.1

S I0.1

R Q0.0

Etapa 1

D M0.0

T#10S

Saltosson pasos de una transición a una etapa cualquiera S1

T2 Saltos

EtapaRepresentan cada uno de sus estados, llevando cada una de ellas asociada una o varias acciones a realizar sobre el proceso

Elementos de una cadena secuencial



• Sólo se ejecutará aquella rama cuya transición sea la primera en activarse. • Las ramas alternativas son cadenas O en las que sólo puede estar activa una rama en cada caso• Varias transiciones a la vez de distintas ramas la prioridad más alta la tendrá la transición que se

encuentre más a la izquierda.




• Las ramas derivadas se ejecutan simultáneamente y corresponden a una rama Y.• Toda rama simultánea termina con una etapa y puede cerrarse con una transición




• Un fin de cadena al final de una cadena secuencial lineal (1) o al final de una rama derivada de una rama alternativa (2) termina la cadena secuencial. La cadena no se procesa cíclicamente.

• El programa continúa con el procesamiento de las restantes ramas simultáneas. Los fines de cadena siempre se encuentran detrás de una transición.

volver a arrancar con el parámetro INIT_SQ.

Operando Acciones



5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos


PASO A PASO MAXIMO

CONDICIONES:

• Utilizar válvulas BIESTABLES.

• El número de pasos es igual al número de memorias (relevos).

• La memoria ALISTA EL SIGUIENTE PASO Y DESACTIVA EL ANTERIOR.

• El último paso tiene un pulsador de inicio.

PROCEDIMIENTO:

1. Dibujar un croquis de situación.

2. Realizar la ecuación de Movimiento (cada letra es un grupo)

3. Realizar el diagrama de movimientos ó de espacio-fase.

4. Indicar y numerar a los elementos de señal (sensores) en el diagrama anterior.



PASO A PASO MAXIMO - EJEMPLO

1. Croquis

2. Ecuación Movimiento

A+ B+ B- C+ C- A-

Ejemplos ecuación de movimiento

B+ A+ B- A-C- C+

A+ A-B+ B-

A- B+ A+ B-

A+ A- B+ C+ A+ B- A- C-

S2S1 S3 S4 S5 S6

A+ B+ B- C+ C- A-



2. Ecuación Movimiento:

• Cada letra corresponde a un grupo

• El Cambio de Grupo lo establece una condición (Finales de carrera, tiempos, etc)

/ / / / /GRUPOS I II III IV V VI

CONDICIONESFinales Carrera

S2 S4 S3 S6 S5 S1


S2S1 S3 S4 S5 S6

DIR PLCI1.0-I1.7Q8.0-Q8.7

1. Ver Programación Grafcet

2. Ver Programación Ladder

3. Ver Plano Electroneumático y PLC

4. Video ejemplo PLCSim y FluidSim

5. Ver ejemplo de Programación




Ejemplo/Paso a paso maximo/Programacion PDF/DOBLADORA_GRAFCET.pdf

Ejemplo/Paso a paso maximo/Programacion PDF/DOBLADORA LADDER.pdf

Ejemplo/Paso a paso maximo/plano electroneumatico y plc.pdf

Ejemplo/Paso a paso maximo


PASO A PASO MAXIMO – ACTIVIDAD 1


Con base en el ejemplo anterior resolver:

Entregar (ESCRITO A MANO):1. Ecuación de Movimiento

con condiciones y grupos2. Programa PLC en grafcet3. Diagrama de fases



METODO POR ANULACION DE CADENA


CONDICIONES:

• Utilizar válvulas MONOESTABLES.• El número de pasos es igual al número de memorias (relevos).• La memoria ALISTA EL SIGUIENTE PASO Y EL ULTIMO DESACTIVA EL PRIMERO.• El último paso NO tiene autorretención.

S2S1 S3 S4 S5 S6

A+ B+ B- C+ C- A-/ / / / /GRUPOS I II III IV V VI

S2 S4 S3 S6 S5 S1

1. Ver Programación Grafcet

2. Ver Programación Ladder

3. Ver Plano Electroneumático y PLC

4. Ver ejemplo de Programación




Ejemplo/Metodo por anulacion cadena/Programacion PDF/DOBLADORA GRAFCET ANULACION CADENA.pdf

Ejemplo/Metodo por anulacion cadena/Programacion PDF/DOBLADORA LADDER ANULACION CADENA.pdf

Ejemplo/Metodo por anulacion cadena/PLANO DOBLADORA ANULACION CADENA.pdf

Ejemplo/Metodo por anulacion cadena


METODO POR ANULACION DE CADENA – ACTIVIDAD 2


Con base en el ejemplo anterior resolver:

Entregar (ESCRITO A MANO):1. Ecuación de Movimiento

con condiciones y grupos2. Programa PLC en grafcet3. Diagrama de fases




Realizar el montaje y programación de los siguientes ejercicios en Simatic Step7 y FluidSim


1.

2. ventosa (V) la cual por medio de succión (tobera o válvula generadora de vacío) sujeta la pieza

1.

2. Dosificador Automático de 3 piezas: al terminar de dosificar las 3 piezas el sistema se debe detener





METODO PASO A PASO MAXIMO


Taller No. 1


Realizar la programación de los sistemas secuenciales propuestos en el TALLERNo.1 con el fin de realizar el montaje en los bancos de neumática de losdiseños propuestos (próxima sesión).

Realizar en Grupos de 2 personas

Taller No. 1/Taller 1 Simulacion PLCSIm y FluidSim.pdf

Sesion 3 - Ctrl Procesos Secuenc I

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