UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL
PERODO ACADMICO: ABRIL/2014 AGOSTO/2014
FORMATO DE TRABAJO I. PORTADA
UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas,
Electrnica e Industrial
Informe de Laboratorio 3
Ttulo: Programacin del funcionamiento de llenado de envases en
el simulador S71200 Carrera:Ingeniera Industrial en Procesos de
Automatizacin
rea Acadmica:
ElectrnicaLnea de Investigacin:
AutomatizacinCiclo Acadmico y paralelo:
Sptimo IndustrialAlumnos participantes:
Armendariz Carvajal Evelyn Alexandra
Salazar Herrera Edisson Fernando
Sigcha Pacha Byron Genaro
Mdulo y Docente:
PLCs Ing. Morales EdwinII. INFORME DEL PROYECTO
1. PP
1.1 Ttulo Programacin del funcionamiento de llenado de envases
en el simulador S712001.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo GeneralImplementar esquemas de control enfocados
en el arranque de tres motores a partir del uso del simulador
S71200 para logos Siemens a fin de establecer el funcionamiento de
dicho programa as como la manera de cargarlo a un logo fsico,
mediante una investigacin de campo y bibliogrfica.1.2.2 Objetivos
Especficos
Recolectar informacin respecto a las caractersticas esenciales y
funciones bsicas del simulador S71200 para logo Siemens a fin de
determinar las formas de programacin de los elementos basados en el
lenguaje escalera mediante la investigacin bibliogrfica. Elaborar
un esquema de mando sobre el arranque y apagado de 3 motores
sujetos a una serie de condiciones, a partir del lenguaje de
programacin del simulador en mencin para posteriormente implementar
dicho circuito en un laboratorio adecuado, mediante la investigacin
de campo. Analizar los datos obtenidos a travs de la investigacin
bibliogrfica y de campo a fin de establecer conclusiones que
relacionen lo estudiado con la prctica como tal, mediante la
elaboracin de un informe escrito.
1.3 Resumen
El presente laboratorio fue realizado con el fin de conocer la
relacin e importancia que tiene la conexin entre un logo Siemens y
el autmata S7-1200 que es el ltimo dentro de una gama de
controladores SIMATIC de Siemens, es el sucesor del S7-200 y est
disponible desde junio del 2009. El controlador compacto SIMATIC
S7-1200 es el modelo modular y compacto para pequeos sistemas de
automatizacin que requieran funciones simples o avanzadas para
lgica, HMI o redes. Gracias a su diseo compacto, su bajo coste y
sus potentes funciones, los sistemas de automatizacin S7-1200 son
idneos para controlar tareas sencillas.
En el marco del compromiso SIMATIC para con la automatizacin
plenamente integrada (TIA: Totally Integrated Automation), la
familia de productos S7-1200 y la herramienta de programacin STEP 7
Basic proporcionan la flexibilidad necesaria para cubrir las
diferentes necesidades de automatizacin de cada caso.
El controlador S7-1200 ofrece la flexibilidad y potencia
necesarias para controlar una gran variedad de dispositivos para
las distintas necesidades de automatizacin. Gracias a su diseo
compacto, configuracin flexible y amplio juego de instrucciones, el
S7-1200 es idneo para controlar una gran variedad de
aplicaciones.
1.4 Palabras clave: Logo Siemens S71200 Sensores Control de
motores
Temporizadores1.5 Introduccin
SIMATIC S7-1200 es el controlador de lazo abierto y lazo cerrado
de control de tareas en la fabricacin de equipo mecnico y la
construccin de la planta.
Se combina la automatizacin mxima y mnimo coste. Debido al diseo
modular compacto con un alto rendimiento al mismo tiempo, el
SIMATIC S7-1200 es adecuado para una amplia variedad de
aplicaciones de automatizacin. Su campo de aplicacin se extiende
desde la sustitucin de los rels y contactores hasta tareas
complejas de la automatizacin en las redes y en las estructuras de
distribucin. El S7-1200 tambin se abre cada vez ms mbitos en los
que la electrnica especial ha sido desarrollada previamente por
razones econmicas.La CPU incorpora un microprocesador, una fuente
de alimentacin integrada, circuitos de entrada y salida, PROFINET
integrado, E/S de control de movimiento de alta velocidad y
entradas analgicas incorporadas, todo ello en una carcasa compacta,
conformando as un potente controlador. Una vez descargado el
programa, la CPU contiene la lgica necesaria para vigilar y
controlar los dispositivos de la aplicacin. La CPU vigila las
entradas y cambia el estado de las salidas segn la lgica del
programa de usuario, que puede incluir lgica booleana,
instrucciones de contaje y temporizacin, funciones matemticas
complejas, as como comunicacin con otros dispositivos
inteligentes.
Para comunicarse con una programadora, la CPU incorpora un
puerto PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI
o una CPU diferente en la red PROFINET.
SIMATIC es desde hace bastantes aos, sinnimo de fiabilidad en el
mundo de la automatizacin. Basndonos en la larga experiencia, han
integrado en el nuevo controlador las probadas e innovadoras
funciones tecnolgicas, desde el contaje y la medicin al control de
velocidad, posicin y ciclo, pasando por funciones de control de
proceso sencillas. Esta gran variedad le permite ser un sistema muy
verstil e idneo para resolver una amplia gama de aplicaciones, una
de las cuales se ha puesto en marcha mediante la programacin de
escalera (una de las empleadas) la programacin del logo fsico para
el control y apagado de tres motores sujetos a varias condiciones
que permitan un cuidado adecuado para los equipos al realizar sus
actividades.1.6 Materiales y MetodologaMARCO TEORICOCONTROLADOR
MODULAR SIMATIC S7-1200El nuevocontrolador modular SIMATIC
S7-1200es el ncleo de la nueva lnea de productos Siemens para
tareas de automatizacin sencillas pero de alta precisin
Caractersticas generales
El Simatic S7-1200 ofrece a los profesionales de la instalacin
un amplio abanico de caractersticas tcnicas entre las cuales cabe
destacar las siguientes:
Alta capacidad de procesamiento. Clculo de 64 bits
Interfaz Ethernet / PROFINET integrado
Entradas analgicas integradas
Bloques de funcin para control de ejes conforme a PLCopen
Programacin mediante la herramienta de software STEP 7 Basic v13
para la configuracin y programacin no slo del S7-1200, sino de
manera integrada los paneles de la gama Simatic Basic Panels.
El nuevo sistema S7-1200 desarrollado viene equipado concinco
modelos diferentes de CPU (CPU 1211C, CPU 1212C,CPU 1214C, CPU
1215C y ahora CPU 1217C ) que se podrn expandir a las necesidades y
requerimientos de las mquinas.
UnSignal Boardpuede aadirse en la parte frontal de cualquiera de
las CPUs de manera que se pueden expandir fcilmente las seales
digitales y analgicas sin afectar al tamao fsico del
controlador.
A la derecha de la CPU pueden colocarse los mdulosdeampliacin de
E/S digitales y analgicos.
La CPU 1212C est capacitada para aceptar hasta dos mdulos y la
CPU 1214C hasta un total deocho mdulos de seal.
COMUNICACIONES INDUSTRIALES
Todas las CPUs Simatic S7-1200 pueden equiparse hasta con tres
Communication Modules a la izquierda del controlador, lo que
permite una comunicacin sin discontinuidades, de entre las que
destacan:
Industrial Ethernet/PROFINET, La interfaz PROFINET integrada
garantiza una comunicacin con el sistema de ingenieria STEP 7 Basic
integrado y conPROFINET IO devices. Esta interfaz permite la
programacin y la comunicacin con los Basic Panels para la
visualizacin, con controladores adicionales y con equipos de otros
fabricantes. Ahora funcionalidad iDevice integrada (CPUs con FW
4.0)
Losprotocolos abiertos de Ethernet TCP/IP native e
ISO-on-TCPhacen posible la conexin y la comunicacin con varios
equiposde otros fabricantes.
PROFIBUS DP. Los nuevos mdulos PROFIBUS MASTER (CP1243-5) y
PROFIBUS Slave (CP1242-5) permiten la integracin en la
automatizacin estndar.
Funciones tecnolgicas integradas
Entradas de alta velocidad para contaje y medicin
Salidas de alta velocidad para regulacin de velocidad, posicin y
punto de operacin.
Bloques de funcin para control de movimiento confirme a
PLCopen
Funcionalidad PID para lazos de regulacin
CONFIGURACIN DE DISPOSITIVOSPara crear la configuracin de
dispositivos del PLC es preciso agregar una CPU y mdulos
adicionales al proyecto.
Configurar los parmetros de los mdulos
Para configurar los parmetros operativos de un mdulo,
seleccinelo en la vista de dispositivos y utilice la ficha
"Propiedades" de la ventana de inspeccin.
E/S digitales: Las entradas pueden configurarse para detectar
flancos ascendentes o descendentes (asociando cada una de ellas a
un evento y una alarma de proceso) y para la "captura de
impulsos.
E/S analgicas: Es posible configurar los parmetros de las
distintas entradas, tales como el tipo de medicin (tensin o
intensidad), el rango y el alisamiento. Las salidas analgicas ponen
a disposicin parmetros tales como el tipo de salida (tensin o
intensidad) y de diagnstico, p. ej. cortocircuito Direcciones E/S
de diagnstico: Permite configurar la direccin inicial de las
entradas y salidas del mdulo
Crear una conexin de red
Utilice la "Vista de red" de la "Configuracin de dispositivos"
para crear las conexiones de red entre los dispositivos del
proyecto. Tras crear la conexin de red, utilice la ficha
"Propiedades" de la ventana de inspeccin para configurar los
parmetros de la red
Configurar la va de conexin local/de interlocutor
La ventana de inspeccin muestra las propiedades de la conexin
cuando se selecciona cualquier parte de la instruccin. Los
parmetros de comunicacin se especifican en la ficha "Configuracin"
de "Propiedades" de la instruccin de comunicacin.
TemporizadoresLas instrucciones con temporizadores se utilizan
para crear retardos programados:
TP: El temporizador Impulso genera un impulso con una duracin
predeterminada.
TON: La salida Q del temporizador de retardo al conectar se
activa al cabo de un tiempo de retardo predeterminado.
TOF: La salida Q del temporizador de retardo al desconectar se
desactiva al cabo de un tiempo de retardo predeterminado.
TONR: La salida Q del acumulador de tiempo se activa al cabo de
un tiempo de retardo predeterminado. El tiempo transcurrido se
acumula a lo largo de varios periodos de temporizacin hasta que la
entrada R inicializa el tiempo transcurrido.
RT: Inicializa un temporizador borrando los datos de tiempo
almacenados en el bloque de datos instancia del temporizador
indicado.
Todos los temporizadores utilizan una estructura almacenada en
un bloque de datos para mantener los datos. El bloque de datos se
asigna al colocar la instruccin de temporizacin en el editor.
Al colocar instrucciones de temporizacin en un bloque de funcin
es posible seleccionar la opcin de bloque de datos multiinstancia.
Los nombres de estructura de los temporizadores pueden diferir en
las distintas estructuras, pero los datos de los temporizadores se
encuentran en un bloque de datos individual y no requieren un
bloque de datos propio para cada temporizador. Esto reduce el
tiempo de procesamiento y la memoria de datos necesaria para
gestionar los temporizadores. No hay interaccin entre las
estructuras de datos de los temporizadores en el bloque de datos
multiinstancia compartido.Los temporizadores TP, TON y TOF tienen
los mismos parmetros de entrada y salida.
El temporizador TONR dispone adicionalmente de la entrada de
reset R. Cree un "Nombre de temporizador" propio para designar el
bloque de datos temporizador y describir el objetivo de este
temporizador en el proceso.
El parmetro IN inicia y detiene los temporizadores:
Un cambio de 0 a 1 del parmetro IN inicia los temporizadores TP,
TON y TONR.
Un cambio de 1 a 0 del parmetro IN inicia el temporizador
TOF.
La tabla siguiente muestra el efecto de los cambios de valores
en los parmetros PT e IN.
Valores TIMELos valores PT (tiempo predeterminado) y ET (tiempo
transcurrido) se almacenan en la memoria como enteros dobles con
signo que representan milisegundos. Los datos TIME utilizan el
identificador T# y pueden introducirse como unidad de tiempo simple
"T#200ms" o como unidades de tiempo compuestas "T#2s_200ms".
Nota
El rango negativo del tipo de datos TIME indicado arriba no
puede utilizarse con las instrucciones de temporizacin. Los valores
PT (tiempo predeterminado) negativos se ponen a cero cuando se
ejecuta la instruccin de temporizacin. ET (tiempo transcurrido) es
siempre un valor positivo.
DESARROLLO DE LA PRCTICATAREA:
Implementar un circuito elctrico de llenado de envases de manera
que se incluya un motor, sensores de nivel bajo y nivel vaco, adems
de una clula que cuando detecte una botella el motor se detenga y
realizara las siguientes acciones:1. Se abre la vlvula durante 2
segundos y se llena la botella2. Un segundo despus el motor se pone
en marcha hasta la prxima botella.3. Todas las operaciones cesan
cuando se activa el pulsador de parada de emergencia.4. Cuando se
detecta nivel bajo el piloto de alarma lucir con flash de 2
segundos
5. Cuando se detecta nivel vaco la sirena sonara y el motor de
la cinta se detiene
6. Despus de solucionar las anomalas, hacer un reset y todo
volver a condiciones iniciales
MATERIALES E INSTRUMENTOS:
Los equipos y elementos a utilizar en el laboratorio son:
COMPUTADORA
LOGO SIEMENS
SIMULADOR TOTALLY INTEGRATED AUTOMATIONPROCEDIMIENTOS:
a. Establecer los grupos de trabajo a fin de realizar la
simulacin de un llenado de una tolva con dos motores y tres
sensores.b. Elaborar el esquema de mando en un simulador (TOTALLY
INTEGRATED AUTOMATION) que identificar el funcionamiento del mismo
mediante uno de sus lenguajes de programacin.c. Transferir el
programa elaborado en el simulador al logo Siemens fsico.d.
Presentar un informe escrito sobre la prctica en que se incluya
fotografas como evidencia del laboratorio en mencin as como
conclusiones adquiridas con la elaboracin del trabajo.1.7
Resultados y Discusin Al iniciar con el normal funcionamiento de la
PC seleccionar el icono referente al simulador TOTALLY INTEGRATED
AUTOMATION V12.
Una vez que se ha abierto el simulador aparecera las siguiente
pantalla, en donde por defecto aparecera emarcada la opcion Abrir
proyecto existente.
Debido a que no se abrir ningn archivo ya existente, sino que se
va a crear un nuevo programa, se marcara la opcin Crear Proyecto.
Para posteriormente llenar datos nombre del proyecto, el lugar de
almacenamiento, el autor y en caso de requerirlo se podr escribir
un comentario.
Al presionar la opcin Crear se podr observar un mensaje que
confirmara la creacin del nuevo programa, que al desaparecer
marcara automticamente la opcin Primeros pasos. A continuacin se
deber seleccionar la pestaa Dispositivos y Redes, seleccionando
seguidamente la opcin Agregar Dispositivo en donde aparecer un
desglose de las CPU disponibles para el trabajo que se desee
realizar.
Con fines didacticos seleccionaremos el CPU 1200 sin
especificar, e inmediatamente se abrira la ventana de trabajo.
El siguiente paso a realizar es establecer la relacion entre el
simulador y el Logo fisico para ello se debera seleccionar la
opcion Determinar que aparece en la pestaa Vista de Dispositivo.
Consiguientemente aparecer una nueva ventana que servir para
identificar el hardware del plc.
Para poder establecer la mencionada conexin se deber establecer
la interfaz, de manera que se seleccionara la pestaa que se
desprende de Tipo de Interfaz: PG/PC, seleccionando as la opcin
PN/IE y automticamente el programa buscara los Plcs conectados al
equipo.
Busqueda del PLC
Una vez que se ha identificado el Plc se debe comprobar su
funciionamiento para lo cual se dara click en la opcion parpadeo,
al observar que una de las luces del Plc parpadea se procede a
seleccionar el plc y se presiona la opcion Deteccion.
Al retornar al rea principal de trabajo se procede a seleccionar
la opcin Bloques de programacin que se encuentra en la pestaa
Dispositivos
A continuacin a ello aparecer la opcin Main en la pestaa Vista
detallada. Al dar doble click sobre main aparecer la una nueva
ventana que permitir elaborar el esquema de mando del trabajo.
Para facilitar el trabajo se maximizara la pantalla de trabajo
anteriormente mostrada dando asi inicio a la creacion del esquema
de mando del circuito de trabajo. Durante la elaboracion de esquema
se podra observar un grupo de elementos principales que permitiran
llevar a cabo las acciones requeridas. Se realizo como primer paso
el segmento 1 lo que se refiere a ubicar la funcion de poner en
marcha el motor y ademas de la ubicacin de la celula que detectara
las botellas para que se llene por 2 segundos y luego de 1 segundos
que el motor regrese a su funcionamiento.
A continuacin se realiz el segmento 2 que sera la implementacin
de los sensores de nivel bajo y de nivel vaco en donde se ubicara
temporizadores para ayudarnos a simular un flash el cual se
activara cuando detecte el sensor de nivel bajo, y adems de una
alarma y este se activara cuando se detecte el sensor de nivel
vaco.
Finalmente en el segmento 3 ubicaremos el reset que entrara en
funcionamiento despues de solucionar las anomalias, donde todo
volvera a condiciones iniciales.
Una vez terminado el esquema se deber cargar el mismo al
dispositivo a fin de probar su funcionamiento. Para ellos se deber
presionar el icono de transferir
A partir de ellos aparecern una serie de mensajes hasta alcanzar
una nueva ventana de nombre Vista preliminar Carga.
A continuacin se deber establecer una de las opciones que se
desglosan en la opcin ninguna accin presionando sobre aquella que
mencione la frase Parar todos. Seguidamente se presionara la opcin
Cargar
Posteriormente aparecer una nueva ventana sobre los resultados
de la operacin de carga en donde automticamente se hallara marcada
la opcin Arrancar todos. Para terminar se presiona finalizar para
su posterior retorno al rea de trabajo.
Por consiguiente se podr realizar la simulacin del programa sin
ningn inconveniente de manera que se pueda corregir cualquier error
de diseo.
En el segmento 1 tenemos el encendido del motor de la banda
A continuacin el encendido de la clula donde esta tendr la
funcin de apagar el motor de la banda
Despus de 3 segundos volverla a encender el motor de la
banda
Por consiguiente en el segmento 2 se realizara la activacion del
sensor de NIVEL BAJO el cual activara un flash parpadeante, pero el
motor de la banda sigue funcionando
Luego se activara el sensor de NIVEL DE VACIO donde se activara
una alarma y este hara parar el motor de la banda, pero el flash
sigue funcionando
Se activara el RESET donde este no har nada hasta que se empiece
a llenar el tanque y se apague el sensor de nivel de vaco y el
sensor de nivel bajo
Luego de llenar el tanque se apagara el sensor de nivel de vacio
pero la sirena y el flash sigue funcionando
Al seguir llenando el tanque se desactivara el sensor de nivel
bajo y es donde se desactiva el flash y la sirena, y este regresara
a sus condiciones iniciales
2. Conclusiones Mediante el presente laboratorio se estableci
que el programador podr recurrir a cualquiera de los 3 lenguajes de
programacin que posee el simulador TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION
V12, sin embargo en el caso del grupo de trabajo se estableci el
uso del lenguaje de escalera debido a la familiarizacin que se
posee con este tipo de programacin para logos plc. Con el
laboratorio realizado se identifico el marco del compromiso de un
S71200 para con la automatizacin representa un amplio campo de
aplicacin debido justamente a las herramientas de programacin que
posee lo que a su vez establece a este dispositivo como un tipo de
controlador flexible capaz de cubrir las diferentes necesidades de
automatizacin de una empresa, casas o industrias que requieran de
tareas especificas.
Durante el desarrollo del laboratorio se estableci la similitud
del programa con respecto al simulador Zen Omron, con la ligera
diferencia de su programacin segmentada que en proyectos de mayor
complejidad jugarn un papel sumamente importante, sin embargo el
grupo de trabajo decidi trabajar con un solo segmento como se pudo
notar en las simulaciones mostradas en el contenido del informe.3.
Referencias bibliogrficas
P. Jaime, Siemens S71200, 18 10 2012, [Online],
Available:http://www.catedu.es/elechomon/s71200/CARACTERISTICAS%20Y%20MONTAJE%20DEL%20SIMULADOR%20S7-1200.pdf,
[Accessed 03 07 2014].
SIEMENS, SIMATIC S71 200, 23 08 2013, [Online],
Available:http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/simatic-s7-controller/s7-1200/Pages/Default.aspx,
[Accessed 03 07 2014].