UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANAUNIDAD IZTAPALAPADIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICALICENCIATURA EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Proyecto de Investigación: Control y monitoreo de una planta diesel generadora de energía a través del PLC SIEMENS de la serie SIMATIC S7­200 modelo CPU 226 

con comunicación a la PC.

Nombre: Enrique Aragón Domínguez

Matricula: 99318219

Asesor: M. C. Víctor Hugo Téllez Arrieta                    

M . C. Víctor Hugo Téllez ArrietaCoordinador de laboratorio de Ingeniería Electrónica

PRINCIPIOS GENERALES SOBRE CONTROL DEL MOTOR ELECTRICO.

Existen algunas condiciones que deben considerarse al seleccionar, diseñar, instalar o dar mantenimiento al equipo de control del motor eléctrico. El control de un motor era un problema sencillo cuando se usaba una flecha maestra común, a la que se conectaban varias máquinas, ya que el motor debía arrancar y parar sólo unas cuantas veces al día. Sin embargo, con la transmisión individual, el motor ha llegado a ser una parte integrante de la máquina y es necesario diseñar el controlador para ajustarse a sus necesidades.

“Control del motor” es un término genérico que significa muchas cosas, desde un simple interruptor de volquete hasta un complejo sistema con componentes tales como relevadores, controles de tiempo e interruptores. Sin embargo, la función común es la misma, en cualquier caso, controlar alguna operación del motor eléctrico. Por lo tanto, al seleccionar e instalar equipo de control para un motor se debe considerar una gran cantidad de diversos factores a fin de que aquél pueda funcionar correctamente junto a la máquina para la que se diseña.

PROPÓSITO DEL CONTROLADOR

Factores a considerarse respecto al controlador

Arranque. El motor se puede arrancar conectándolo directamente a través de la línea. Sin embargo, la maquina impulsada se puede dañar si se arranca con ese esfuerzo giratorio repentino. El arranque debe hacerse lenta y gradualmente, no sólo para proteger la máquina, sino porque la oleada de corriente de la línea durante el arranque puede ser demasiado grande. La frecuencia del arranque de los motores también comprende el empleo del controlador.

Parada. Los controladores permiten el funcionamiento los motores, hasta su detención y también imprimen una acción de freno cuando se debe detener la máquina rápidamente. La ayudan en la acción de parada, retardando el movimiento centrífugo de las máquinas y en las operaciones de las grúas para manejar las cargas. Inversión de la rotación. Se necesitan controladores para cambiar automáticamente la dirección de la rotación de las máquinas mediante el mando de un operador en una estación de control. La acción de inversiones de los controladores es un proceso continuo en muchas aplicaciones industriales.

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Marcha. Las velocidades y características de operación deseadas, son función y propósito directos de los controladores. Estos protegen a los motores, operadores, máquinas y materiales, mientras funcionan.

Control de velocidad. Algunos controladores pueden mantener velocidades muy precisas para propósitos de procesos industriales, pero se necesitan de otro tipo de estos, para cambiar las velocidades de los motores por pasos o gradualmente.

Seguridad del operador. Muchas salvaguardas mecánicas han dado origen a métodos eléctricos, los dispositivos piloto de control eléctrico afectan directamente a los controladores al proteger a los operadores de la máquina contra condiciones inseguras.

Protección contra daños. Una parte de la función de una máquina automática es la de protegerse a sí misma contra daños, así como a los materiales manufacturados o elaborados. Por ejemplo, se impiden los atascamientos de los transportadores. Las máquinas se pueden hacer funcionar en reversa, detenerse, trabajar a velocidad lenta o lo que sea necesario para realizar la labor de protección.

Mantenimiento de los dispositivos de arranque. Una vez instalados y ajustados adecuadamente, los arrancadores para motor mantendrán el tiempo de arranque, voltajes, corriente y torque confiables, en beneficio de la máquina impulsada y el sistema de energía. Los fusibles, cortacircuitos e interruptores de desconexión de tamaño apropiado para el arranque, constituyen las buenas prácticas de instalación que se rigen por los códigos eléctricos.

CONTROL MANUAL

El motor se puede controlar manualmente, usando alguno de los dispositivos siguientes:

Interruptor de volquete. Muchos motores pequeños se arrancan con interruptores de volquete. Esto significa que el motor arranca directamente, sin el empleo de interruptores magnéticos o equipo auxiliar. Los motores que se arrancan con interruptores de volquete se protegen mediante fusibles o cortacircuitos en el circuito derivado.

Interruptor de seguridad. En algunos casos se permite arrancar un motor directamente a través del voltaje completo de la línea, con un interruptor de seguridad accionado desde el exterior. El motor recibe protección en el arranque y durante la marcha, con la instalación de

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fusibles de doble elemento, retardadores de tiempo. El empleo de un interruptor de seguridad para el arranque es una operación manual, por supuesto, y tiene las limitaciones de la mayoría de los arrancadores manuales.

Controlador de tambor. Los controladores de tambor son dispositivos manuales de interrupción, del tipo rotatorio, que se usan, a menudo, para invertir la dirección del movimiento de los motores y controlar la velocidad de las máquinas de c-a y c-c. Se pueden utilizar sin otros componentes de control en los motores de tamaño más pequeño, generalmente fraccionarios. En los motores de tamaño mayor, se emplean con arrancadores magnéticos, como dispositivos de control.

Tipo de placa frontal. Los controladores del tipo de placa frontal se han utilizado, durante muchos años para el arranque de los motores c-c. También se emplean para el control de la velocidad del motor de inducción con rotor devanando. Los contactos de interrupción múltiple, montados cerca de un brazo selector en el frente de una placa aislada, incorporan el uso adicional de resistencias montadas en la parte trasera, como una unidad completa. El empleo de arrancadores de placa frontal ofrece características que no se encuentran en otros controladores manuales.

CONTROL REMOTO Y AUTOMÁTICO

El motor se puede controlar desde un punto alejado, usando estaciones de botones o en nuestro caso una PC. Deben incluirse interruptores magnéticos con las estaciones de botones para control remoto, o cuando los dispositivos automáticos no tengan la capacidad eléctrica para conducir las corrientes de arranque y marcha del motor. Si éste se controla automáticamente, pueden usarse los siguientes dispositivos.

Interruptor de flotador. La elevación o descenso de un flotador unido mecánicamente a contactos eléctricos, puede arrancar bombas impulsadas por motor para vaciar o llenar tanques, según se desee. También se utilizan para abrir o cerrar válvulas de tubería para controlar fluidos.

Interruptor de presión. Los interruptores de presión se emplean para controlar la presión de los líquidos y gases, dentro de una amplitud deseada. Los compresores de aire, por ejemplo, se arrancan directa o indirectamente de acuerdo con la demanda de más aire, mediante un interruptor de presión.

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Reloj de control de tiempo. Cuando se requiere un periodo definido de “cerrado y abierto” prácticamente, sin necesidad de ajustes para largos lapsos, pueden usarse relojes para control. Un arreglo típico es un motor que debe arrancar a la misma hora y detenerse cada noche a una hora determinada. En el caso del control automatizado, se realiza por medio de un timer, el cual esta contenido en el PLC.

Termostato. Junto con dispositivos piloto sensibles a los niveles de los líquidos, presiones de los gases, y hora del día, se utilizan ampliamente los termostatos sensibles a los cambios de temperatura. Éstos controlan indirectamente motores grandes en los sistemas de acondicionamiento de aire y en muchas aplicaciones industriales. Hay muchos tipos diferentes de termostatos e interruptores que funcionan por la acción de la temperatura.

Interruptor de límite. Los interruptores de límite se usan, probablemente, con más frecuencia, para parar máquinas, equipo y productos en proceso, durante el curso. Estos dispositivos piloto se emplean en circuitos de control de arrancadores magnéticos, para gobernar el arranque, la parada o la inversión de la rotación de los motores eléctricos.

Interconexión eléctrica o mecánica con otras máquinas. Es posible, y probable, que muchos de los dispositivos piloto eléctricos que se describen, se conecten juntos en un sistema de interconexión en el que la operación final de uno o muchos motores depende de la posición eléctrica de cada dispositivo piloto individual. Un interruptor de flotador puede demandar más líquido, pero éste no fluirá hasta que lo admita un interruptor de presión o un reloj de control de tiempo. La obtención de la habilidad para comprender todo el sistema operacional y la función de los componentes individuales, es vital en el diseño, instalación y mantenimiento de los controles eléctricos en cualquier sistema de interconexión eléctrica, mecánica o electrónica.

ARRANQUE Y PARADA

Frecuencia del arranque y la parada. El ciclo de arranque de todos los controladores es vital en su operación continua satisfactoria. Los interruptores magnéticos, como los que se emplean para los motores, relevadores y contactores, pueden estropearse, en realidad, así mismos, por la apertura y cierre repetidos y continuos. Ésta es una de las principales fallas que busca un electricista experimentado en los tableros de control que no se encuentren funcionando. Éstos también pueden necesitar periodos más frecuentes de inspección y mantenimiento. Los controladores y accesorios de servicio pesado deben

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considerarse, definitivamente, cuando la frecuencia del arranque es grande. Esta situación se ve considerablemente mermada al emplear el PLC como dispositivo de control, debido a que al optimizar la frecuencia de arranque y parada, estas operaciones se realizan de manera mucho más eficiente.

Arranque ligero o de servicio pesado. Algunos motores arrancan sin carga y otros lo hacen fuertemente cargados. El arranque de los motores puede causar grandes perturbaciones en la línea de alimentación, que afectan todo el sistema de distribución eléctrica de una planta. Puede, aun, afectar al sistema de la compañía eléctrica. Existen ciertas limitaciones impuestas en el arranque de un motor, por las compañías generadoras y las agencias de inspección eléctrica. En el caso que nos atañe, nuestro generador realiza el proceso de arranque, con una carga máxima de trabajo, es decir el sistema de control tiene una demanda máxima de corriente en este momento.

Arranque rápido o lento. Usualmente, la mejor condición para el arranque de un motor de c.a., desde el punto de vista de la obtención del máximo esfuerzo de giro de su rotor, es cuando en el arranque se aplica el voltaje total a sus terminales. Sin embargo, muy frecuentemente la maquinaría impulsada se puede dañar a causa de ese repentino impulso de movimiento. Para evitar tal choque a las máquinas, al equipo y los materiales que se elaboran, se han diseñado algunos controladores para arrancar los motores lentamente e ir aumentando su velocidad.

Arranque suave. Aun con impulsos eléctricos y mecánicos reducidos, mediante un método de arranque por pasos, pueden existir problemas que requieren medidas adicionales para remediarlos. Si se requiere un arranque suave y gradual, merecen investigación los diferentes métodos de control.

Arranque y parada manuales o automáticos. El arranque y la parada manuales de las máquinas realizados por un operario, indudablemente, es actualmente, una opción de una gran variedad de formas de arranque en la producción industrial. Sin embargo, muchas máquinas y procesos industriales se arrancan y restablecen automáticamente mediante dispositivos automáticos, con un ahorro enorme de horas-hombre y materiales. Los dispositivos de parada automática se usan en los sistemas de control para motor, por las mismas razones. Estos dispositivos reducen gradualmente los riesgos de funcionamiento de algunas máquinas, tanto para el operario como para los materiales que en ellas se elaboran.

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Parada rápida o lenta. Es necesario que muchos motores paren instantáneamente. La producción y algunas exigencias de seguridad son tales, que es necesario hacer que las máquinas se detengan tan rápidamente como sea posible. Los controles automáticos y aplicados facilitan el retardo al frenar la velocidad de un motor. En realidad, aplican un torque en la dirección opuesta a la rotación. Existen controladores para motor para casi cada condición práctica. La regulación de la desaceleración es una función de los controles para motor. Para nosotros en un punto que no tomaremos en cuenta, ya que la parada de nuestro motor, se realiza gradualmente en el momento que se restablece la alimentación de energía eléctrica suministrada por la compañía local a nuestra red eléctrica. Hecho que origina la interrupción del funcionamiento del generador, sin que esto represente una variable a controlar.

Paradas exactas. Dichas paradas exactas, como la detención de un elevador a nivel del piso, se facilitan con equipo automático de parada suave y rápida. Los dispositivos piloto automáticos se interconectan con los sistemas de control, para detener los carros de los elevadores en una posición exacta a determinados niveles. Este punto tampoco lo consideraremos, por la razón expuesta en el párrafo anterior.

Frecuencia de las inversiones de rotación necesarias. Una gran frecuencia de inversiones de rotación impone grandes exigencias sobre el controlador y el sistema de distribución eléctrica. También puede necesitarse un motor especial para este tipo de casos. Asimismo, debe prestarse especial atención a los dispositivos de protección para arranque y marcha, a fin de evitar fallas innecesarias. Nuestro motor tampoco realiza inversiones de rotación, por lo cual esta variable tampoco se considera.

El control de la velocidad del motor es esencial, no solamente para hacerlo funcionar, sino para controlar su velocidad durante la marcha. Respecto al control de la velocidad, se deben considerar las siguientes condiciones:

Velocidad constante. En una bomba de agua se usa un motor de velocidad constante. Como prácticamente funciona a la misma velocidad bajo una carga normal, la velocidad constante es esencial para los grupos motogeneradores, en cualesquiera condiciones de carga. Los motores de velocidad constante se usan en unidades de transmisión directa de 80 r.p.m, con potencias hasta de 5,000 caballos de fuerza.

Velocidad variable. Para una grúa o elevador, una velocidad variable es, usualmente, la mejor. En este tipo de trabajo, la velocidad variable

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del motor disminuye con seguridad al aumentar la carga, y aumenta cuando ésta se reduce a fin de conducir rápidamente.

Velocidad ajustable. Con los controles para ajustar la velocidad, un operario puede regularla gradualmente, en una amplitud considerable, durante la marcha. La velocidad también puede fijarse previamente, pero una vez ajustada permanece relativamente constante con cualquier carga dentro de la capacidad del motor.

Velocidad múltiple. Se utiliza una velocidad característica en un motor de velocidad múltiple como el que se usa en un torno revolver. Aquí, la velocidad se puede fijar en dos o más grados definidos, permaneciendo prácticamente constante, independientemente de los cambios de la carga.

Respecto al motor en sí, debe decidirse si se requieren o no las siguientes características de protección, y que tipo debe incluirse en cada instalación individual de control:

Protección contra sobrecarga. La protección durante la marcha y contra sobrecarga, se refiere al mismo caso. La protección contra sobrecarga es una característica esencial de todos los controladores, que se diseña para proteger adecuadamente un motor y obtener, aun, su máxima potencia disponible bajo cierta variedad de condiciones de sobrecarga y temperatura. La sobrecarga puede originarse por un exceso de carga en la máquina impulsada, por un voltaje bajo en la línea, o por una línea abierta en un sistema polifásico, lo que resulta en operación monofásica.

Protección contra campo abierto. Existen relevadores de perdida de campo para proteger los motores de c.c. en derivación, o de embobinado compuesto, contra pérdidas de excitación del campo. Hay diferentes arreglos con el equipo de arranque para motores de c.c. y sincrónicos de c.a. Algunos motores de c.c. de ciertos tamaños pueden girar peligrosamente, con pérdida de la excitación del campo, mientras otros no pueden hacerlo debido a la fricción y al tamaño pequeño.Protección contra fase abierta. La falla en una fase en un circuito trifásico puede producirse por un fusible fundido, una conexión abierta, o una línea rota. Si ocurre la falla de una fase cuando el motor se encuentra en reposo, se originarán corrientes en el estator y permanecerán a un valor muy alto, pero el motor continuará estacionario. Como los devanados no están debidamente ventilados mientras el motor está parado, el calentamiento producido por las corrientes altas dañará, muy probablemente, los embobinados. También pueden existir situaciones peligrosas mientras el motor se encuentra funcionando.

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Protección contra inversión de fase. Si se intercambian dos fases de la línea de alimentación de un motor trifásico de inducción, éste invertirá su dirección de rotación. Esto se denomina inversión de fase. En la operación de un elevador y en aplicaciones industriales, esto resultaría un daño grave. Los relevadores de falla de fase y de inversión de fase, protegen a los motores, las máquinas y al personal contra riesgos en los casos de fase abierta o inversión de fase.

Protección durante el curso. En los circuitos de control de los arrancadores magnéticos, se utilizan dispositivos piloto para gobernar el arranque, la parada o la inversión de la rotación de los motores eléctricos. Pueden usarse, indistintamente, como dispositivos de control para operación regular o como interruptores de emergencia para impedir funcionamiento incorrecto de la maquinaria. Pueden usarse en sistemas de control automático, a fin de evitar la posibilidad del error humano en la operación de una máquina.

Protección contra sobrevelocidad. En ciertos motores es posible que se desarrollen velocidades excesivas que pueden dañar una máquina impulsada, materiales en el proceso industrial, o el motor. La protección contra sobrevelocidad puede comprender la selección y uso adecuado del equipote control en aplicaciones tales como plantas de papel e impresión, fabricas de productos de acero, plantas de proceso e industria textil. Este si es un factor que nos atañe directamente, ya que el generador conectado a nuestro motor diesel tiene un numero de r.p.m. en el cual se obtiene un optimo funcionamiento.

Protección contra inversión de corriente. La inversión accidental de la dirección de la corriente en los controladores complejos y sensibles para corriente continua, puede ser muy grave. Riesgos similares pueden ser muy frecuentes en los controles de equipo de c.c., que existen con las fallas de fase e inversión de fase en los sistemas trifásicos de corriente alterna, pero dentro de los propios controladores. La protección contra inversión de corriente es muy importante en el equipo para cargar baterías.

Protección mecánica. Una envolvente para una aplicación particular puede contribuir considerablemente a la duración y la operación sin dificultades de un motor y un controlador. Todas las envolventes, como las del propósito general, herméticas, a prueba de polvo, a prueba de explosión y resistentes a la corrosión, tienen aplicaciones e instalaciones específicas. Cada una debe pasar la aprobación de la división eléctrica del departamento local de construcción y seguridad.

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Protección contra corto circuito. Generalmente, la protección contra corto circuito se instala en la misma envolvente que el medio de desconexión del motor, usualmente para motores más grandes que los fraccionarios. Los fusibles que se instalan para este propósito, y los cortacircuitos, son dispositivos de sobrecorriente que tratan de proteger los conductores del circuito derivado del motor, los aparatos de control de éste, y los motores contra sobrecorriente sostenida debida a corto circuitos, escapes a tierra y corrientes prolongadas y excesivas de arranque.

La gran cantidad de sistemas automáticos de arranque y control que pueden usarse, se dividen en las siguientes clasificaciones generales:

Aceleración por limitación de corriente (también llamado tiempo de compensación). Esto se refiere a la cantidad de corriente o caída de voltaje necesarios para abrir o cerrar los interruptores magnéticos. La elevación y la caída de las corrientes y voltajes determina un periodo de control de tiempo que se usa principalmente para el control del motor de c.c.

Algunos de esos tipos son:

1. Aceleración por fuerza contraelectromotriz o caída de voltaje.2. Aceleración por contactor de cierre o relevador en serie.

Aceleración por retardo de tiempo. Éste es del tiempo definido, del tipo periodo de control de tiempo. Una vez que se ajusta el periodo de control de tiempo, no cambia, independientemente de los cambios de corriente o voltaje que se encuentren con la aceleración del motor. Los siguientes tipos de controles de tiempo y métodos, se emplean para la aceleración del motor; algunos también se utilizan en los métodos de interconexión de los sistemas de control automático:

1. Relevadores de amortiguador individual.2. Relevadores de amortiguador de circuito múltiple.3. Control neumático de tiempo.4. Aceleración de límite de tiempo inductivo.5. Controles de tiempo impulsados por motor.6. Control de tiempo por condensador.

En la figura 1 se muestra el esquema básico de un generador, en el cual se ilustran las partes principales del mismo. En la figura 2 mostramos el diagrama a bloques del generador.

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Figura 1.- Esquema básico de un generador eléctrico trifásico.

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Figura 2.- Diagrama a bloques de un generador de energía eléctrica

PARTES DE UN MOTOR DIESEL

Un motor diesel está constituido por las siguientes partes fundamentales: bloque, culata,   junta   de   culata,   tapa   de   balancines,   pistón,   segmentos,   bulón,   biela, cigüeñal, volante y cárter.

Vamos a explicar cada una de estas partes y la misión que tienen en el conjunto del motor; esto con el fin de justificar los variables y razonamientos considerados para diseñar el control de la planta generador de energía.

Bloque : Es una pieza hecha de fundición. Es la más pesada y voluminosa del motor,  en  la cual se  insertan todos  los mecanismos fundamentales de éste. El bloque tiene unos huecos cilíndricos grandes que se llaman “cilindros”, en cuyo interior es donde se realizan las combustiones que originarán el movimiento del motor.

Estos   huecos  pueden   estar   hechos  directamente   sobre   el   bloque,   o   bien   ser postizos,   llamándose  en  este  caso   “camisas”;   las   camisas   (cilindros  postizos), pueden ser “secas” o “húmedas”, siendo “secas” las que no tienen contacto directo con el agua de refrigeración, y “húmedas” las que sí que lo tienen.

Las   camisas   “húmedas”,   por   estar   en   contacto   directo   con   el   agua   de   la refrigeración, llevan unas “juntas de cierre” que en la parte superior del cilindro suelen ser arandelas finas de cobre, y en la parte inferior unos anillos de goma que cierran herméticamente entre camisa y bloque, impidiendo las fugas de agua.Lleva   también   el   bloque   unos   taladros   u  orificios  pequeños,   alrededor   de   los cilindros, que sirven para dar paso al agua de refrigeración hacia la culata.

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Culata: Es la pieza que tapa los cilindros por su parte superior. Está hecha de aluminio o de hierro colado. 

Tiene una serie de orificios que sirven para permitir el paso de:

­ El agua de refrigeración.­ Las varillas empujadoras de la distribución.­ Los espárragos de sujeción al bloque.­ La entrada del aire de admisión.­ La salida de los gases de escape.

Sobre ella se sujetan los inyectores del sistema de alimentación y sirve de soporte a las válvulas y al eje de balancines de la distribución.La  culata  se  sujeta  al   bloque  por  medio  de  unas   tuercas   roscadas  sobre   los espárragos que lleva éste.

Dado   que   son   dos   piezas   metálicas   (culata   y   bloque)   con   una   superficie   de contacto relativamente grande y que, por otra parte,  están sometidas ambas a altas temperaturas, sería muy difícil el conseguir un cierre hermético. Para lograrlo se recurre a la junta de culata que va colocada entre las dos piezas anteriormente citadas y aprisionada por ellas. La junta no sólo aísla del exterior sino también entre   los  diversos  cilindros  contiguos  y  el   resto  de  orificios  que  comunican el bloque con la culata.

Tapa de balancines: Va situada encima de la culata y sirve para proteger a los mecanismos de distribución (eje de balancines, balancines, y válvulas) es de chapa de acero, y entre ella y  la culata va colocada una junta de corcho para impedir la entrada de polvo y evitar las fugas del aceite del engrase.

Es una pieza de aluminio, cilíndrica, que va situada dentro del cilindro, bastante ajustado   con   él   pero   sin   llegar   a   tocar   sus   paredes,   ya   que   si   tocase   se desgastarían y calentaría mucho. Durante el funcionamiento del motor el pistón tiene un movimiento de vaivén deslizándose por el interior del cilindro.Se pueden distinguir dos partes: cabeza y falda.

Segmentos: Los segmentos son unos aros metálicos, elásticos y abiertos que van   en   las   ranuras   del   pistón.   Pueden   ser   de   dos   tipos:   de   compresión   y rascadores o de engrase. 

Son los que hacen el cierre hermético entre el pistón y las paredes interiores del cilindro, para que no pierda la compresión.

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Bulon: Es un pasador de acero que une el pistón con la biela, permitiendo una cierta oscilación de ésta, pero manteniendo las dos piezas siempre unidas.

Biela: Es la pieza encargada de unir el pistón con el cigüeñal. Es una pieza de acero muy resistente, que tiene que transmitir la fuerza y movimiento que le da el pistón hasta el cigüeñal. Se divide en tres partes: cabeza, cuerpo y pie.

Cigüeñal:  El   cigüeñal   es   una   pieza   de   acero   forjado   que   tiene   por   misión transformar el movimiento de vaivén del pistón en movimiento de giro.

Volante:  Es   una   rueda   metálica,   bastante   pesada,   situada   en   el   extremo posterior del cigüeñal. Tiene por misión absorber inercia durante el tiempo en que la carrera global del motor dé saldo positivo para soltarla en los momentos en que la carrera global del motor dé saldo negativo.

Cárter : Cerrando el bloque por la parte inferior del motor, va un fondo que es el cárter. Este fondo suele ser de fundición, aunque en algunos casos es de chapa de acero.  Tiene por  misión evitar   la  entrada de polvo  y  suciedad del  exterior, protegiendo así a las piezas del motor  y, además, sirve como deposito de aceite para el sistema de engrase.

FUNDAMENTOS DEL MOTOR DIESEL

El fundamento del motor Diesel es el siguiente. Si en el interior de un cilindro lleno de aire, que se ha comprimido fuertemente, y de que por lo tanto se ha calentado mucho, que está tapado por la parte superior con la culata y por la parte inferior por el pistón, inyectamos una pequeña cantidad de gas­oil, finamente pulverizado y a mucha presión, se producirá la combustión espontánea de éste, originándose una gran cantidad de gases y un fuerte aumento de la temperatura, lo que da lugar a una gran presión sobre las paredes del cilindro. Esta presión se ejerce en todas las direcciones; pero al estar la culata firmemente sujeta al bloque, las paredes del cilindro   ser   muy   resistentes,   y   ser   la   única   pieza   móvil   el   pistón,   éste,   será desplazado hacia abajo transmitiendo este movimiento a través de la biela hasta el cigüeñal, produciendo el movimiento del motor.

Fundamentos de la distribución

La distribución se realiza gracias a la apertura y cierre de los orificios de admisión y escape, por medio de las válvulas, movidas éstas por una serie de mecanismos que, en su conjunto, constituyen, repetimos, la distribución del motor.

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SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

Elementos que constituyen.

La característica esencial de los motores Diesel es la forma en que el combustible es introducido en el interior de los cilindros para que se queme.

El recorrido que hace el gas­oil a lo largo de todo el sistema de alimentación es el siguiente:

­ Depósito: Almacén de combustible para una jornada de trabajo.­ Bomba de alimentación: Toma el gas­oil del depósito y lo envía a la bomba 

inyectora pasando por el filtro.­ Filtro: Realiza la limpieza del combustible.­ Bomba   de   inyección:   En   ella   se   dosifica   y   se   da   presión   al   gas­oil, 

enviándolo a cada uno de los inyectores.­ Inyector: Pieza que introduce y pulveriza el gas­oil en el cilindro.­ Retorno: Conducto que recoge las fugas de gas­oil de los inyectores y lo 

retorna al depósito.

Depósito: El depósito está formado por un recipiente, generalmente de chapa, que   tiene  por  misión  almacenar   el   combustible   necesario   y   suficiente  para  el funcionamiento del tractor, durante toda una jornada normal.

Dentro   del   depósito   hay   también   un   flotador,   conectado   con   un   indicador   de combustible del tablero de mandos, para indicar la cantidad de gas­oil que lleva. Este flotador genera una señal la cual será considerada en el diseño del control, con el fin de que exista un aviso de alerta (o bandera) que notifique la necesidad de recargar el gas­oil.

Bomba de alimentación: Tiene por misión tomar el gas­oil desde el depósito y darle cierta presión, para que atraviese el cartucho filtrante y  llegue hasta  la bomba inyectora.

Bomba de inyección: Esta bomba cumple tres funciones fundamentales:

1. Dosifica   la   cantidad   de   gas­oil   que,   en   cada   momento,   debe   entrar   al motor.

2. Da una presión elevada al gas­oil  para que pueda entrar al cilindro y se pulverice finamente.

3. Manda el gas­oil a los cilindros en su momento oportuno.

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Esta bomba recibe el movimiento del cigüeñal del motor por medio de engranajes, y debe ir  sincronizada con él  para que  la  inyección se efectúe en el  momento preciso.

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN 

Tipos de refrigeración.: Esta refrigeración del motor se consigue, hoy en día, mediante dos sistemas diferentes: por aire y por agua.

Refrigeración por agua.: En   este   tipo   de   refrigeración   es   el   agua   la encargada de eliminar el calor que se produce en el motor y, posteriormente, esta agua es refrigerada por una corriente de aire. Esta agua debe de estar sometida a un   proceso   de   calentamiento,   con   el   fin   de   evitar   un   choque   drástico   de temperatura   entre   el   motor   y   esta.   Para   realizar   este   proceso   se   tiene   un termostato, el cual activa o desactiva un calentador eléctrico para de esta forma mantener   el   agua   a   temperatura   constante.   Este   sistema   también   evita   el congelamiento  del  agua  en   invierno.  La  señal  de  este   termostato,   también es considerada en nuestro diseño. 

Funcionamiento de la dinamo.: El fundamento de la dinamo es hacer girar una espira de conductor entre los dos polos de un imán y al cortar la tal espira las líneas de fuerza se produce en ella una corriente eléctrica por inducción.

MOTOR DE ARRANQUE

La misión del motor de arranque.

La   misión   que   tiene   este   motor   es   transformar   la   energía   eléctrica   que   le proporciona  la  batería en un movimiento de giro que aplicado a  la  corona del volante del motor, sirva para el inicio de la marcha de este último.

Fundamento y partes de que consta

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Como es  sabido,  en  el   fenómeno del  magnetismo,  polos  del  mismo signo se repelen. Este principio físico es el que se aplica al motor de arranque.

La   constitución   de   este   motor   es   similar   a   la   de   la   dinamo,   constando, prácticamente,   de   los   mismos   elementos;   sólo   que   su   funcionamiento   es precisamente el inverso.

El indicador de temperatura.: Tiene   como   misión   indicarnos   la temperatura  del   agua  en  el   circuito  de   refrigeración.  Está   compuesto  por  dos elementos: el termistor y el indicador, propiamente dicho. Esta señal también se considera en el diseño del control debido a la importancia de este sistema en el funcionamiento del motor.

El termisor va roscado sobre la culata en un orificio que está en comunicación con el agua de refrigeración.

El indicador va situado en el tablero de mandos del motor. Se compone de dos bobinas   de  diferente   número   de   espiras,   formando   un   cierto   ángulo   una   con respectos a la otra, de forma que los campos magnéticos originados en cada una de ellas al paso de la corriente eléctrica, actúan sobre un núcleo oscilante al que va unida una aguja  que se  desplaza sobre un  sector.  Este sector  va dividido, normalmente, en tres zonas coloreadas, la primera de color blanco que indica la temperatura normal de funcionamiento, y la última de color rojo que indica la zona de peligro por temperatura excesiva. En algunos casos, en lugar de estas zonas de colores están marcados los grados de temperatura del agua.

Las conexiones de  las dos bobinas del  indicador son de  la siguiente  forma:  la corriente entra de la batería por el principio de la bobina menor y al final de ésta puede tomar dos caminos, bien pasar a masa a través del termistor, o bien pasar a masa venciendo la resistencia de la bobina mayor.

El funcionamiento del conjunto es como sigue:

Cuando el agua está fría la resistencia termovariable ofrecerá mucha dificultad al paso de la corriente eléctrica, por lo tanto ésta pasará de la batería a la bobina menor y de allí por la bobina mayor a masa. En este momento la intensidad que recorre las dos bobinas es la misma al estar conectadas en serie, pero debido a que la bobina mayor tiene más espiras, su campo magnético tendrá mayor poder de atracción, por lo que el núcleo se orientará en sentido perpendicular a la bobina mayor haciendo que  la aguja  indicadora marque  la zona blanca o  temperatura baja.

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A medida que la temperatura del agua va aumentando la resistencia eléctrica del termistor irá disminuyendo, con lo que parte de la corriente al final de la bobina menor pasará por el termistor a tierra, disminuyendo la intensidad que pasa por la bobina mayor y por lo tanto su poder de atracción, por lo que ahora el núcleo se orientará en posición intermedia orientándose la aguja hacia la zona verde o la temperatura normal de trabajo.

Cuando   la   temperatura   del   agua   es   muy   alta,   la   resistencia   del   termistor   es prácticamente  nula con  lo  que  la  corriente   irá   casi  en  su   totalidad a  cerrar  el circuito a tierra a través del  termistor en este caso en la bobina mayor no hay corriente y su campo magnético es prácticamente nulo, lo que inclinará la aguja a la zona roja o zona de peligro. Finalmente al disminuir la temperatura del agua los fenómenos descritos anteriormente ocurrirán en sentido inverso. 

Indicador del nivel de combustible.: Tiene   como   misión   indicar   la cantidad gas­oil  que  lleva el  depósito del  motor.  Consta de dos elementos: un reóstato (aparato con resistencia eléctrica mecánicamente variable) y el indicador. Como ya se explico anteriormente esta señal se usa como entrada en nuestro sistema de control diseñado.

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SISTEMAS DIGITALES

El diseñador de sistemas digitales puede ser usado para la realización física de un sistema concreto, entre distintas alternativas. Los circuitos a su alcance se pueden dividir en dos grandes grupos: circuitos estándar y circuitos a medida. En el primer grupo, circuitos estándar, el diseñador de sistema selecciona los componentes y la forma  de   interconectarlos,   pero  no   los  diseña  ni   modifica.   El   segundo  grupo, circuitos   a   medida,   ésta   formado   por   aquellos   componentes   en   cuyo   diseño participa de alguna forma el diseñador del sistema.

Dentro de los circuitos estándar existen dos grandes grupos:

a) No programables:  Era  la  única solución posible  hace  tres décadas.  El diseñador   interconecta   los   circuitos   estándar   proporcionados   por   el   fabricante (baja o media escala de integración, normalmente) para que realicen la función deseada.   Estos   sistemas   son   poco   flexibles   (cambiar   la   función   que   realizan supone cambiar las conexiones físicas) y voluminosos.

b) Programables: A diferencia de la solución anterior ahora el sistema consta de una parte hardware y otra software. El programa (software) es almacenado en una memoria y contiene las instrucciones y datos que gobiernan el funcionamiento del   sistema.   Este   tipo   de   soluciones   es   muy   flexible   (es   posible   modificar   la funcionalidad del sistema sin variar las conexiones físicas) y compacto, pero es lento debido a que es necesario decodificar las instrucciones.

Los componentes básicos de este tipo de solución son los microprocesadores, los microcontroladores y las memorias.

Existen   desde   componentes   donde   el   diseñador   define   la   función   lógica   del componente estableciendo conexiones entre los elementos internos del chip (Plus y FPGAs), hasta soluciones donde el diseñador especifica incluso las dimensiones físicas   de   los   transistores   (diseño   full­custom).   Todos   estos   componentes   se diseñan para una aplicación concreta, por lo que reciben el nombre de circuitos integrados para aplicaciones específicas o ASICs (del inglés, Application­Specific Integrated Circuits).

La solución final del sistema será   función de distintos factores (área, consumo, volumen de producción, tiempo de diseño, etc.), pero en general constará de la combinación   de   componentes   de   varios   tipos   de   los   mencionados   en   este apartado.

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¿Qué es un microcontrolador?

Un controlador es un dispositivo que se emplea para controlar algún aspecto de un sistema:  el  controlador   recibe  información del  estado del  sistema y genera  las señales de control necesarias para que el sistema cumpla su función.

Un microcontrolador típico incluye todos los elementos de un ordenador (unidad de control,  unidad aritmético­lógica, memoria,  gestión de  interrupciones, unidad de entrada/salida,   etc.),   pero   además   posee   algunos   dispositivos   pensados   para aplicaciones de control (temporizadores, contadores, generadores de PWM, etc.). el   microcontrolador   típico   posee   instrucciones   de   manipulación   de   bits,   fácil acceso a la entrada/salida y una eficiente gestión de interrupciones. Todas estas características son apropiadas para el control de un sistema y al estar incluidas en el propio microcontrolador reducen en gran medida el coste y tamaño del sistema.

El microcontrolador es  la solución más apropiada en aplicaciones donde no se precise una gran velocidad de procesamientos o una gran cantidad de memoria. Cuando   se   requieren   mayores   prestaciones   hay   que   acudir   a   diseños   más complicados basados en microprocesadores.

El mercado de los microcontroladores

Quizá la clasificación más importante sea entre microcontroladores de 4, 8, 16 ó 32 bits. Aunque las prestaciones de los microcontroladores de 16 y 32 bits son superiores a los de 4 y 8 bits, la realidad es que los microcontroladores de 8 bits dominan el mercado y los de 4 bits se resisten a desaparecer. La razón de esta tendencia es que los microcontroladores de 4 y 8 bits son apropiados para la gran mayoría de las aplicaciones, lo que hace absurdo emplear micros más potentes y consecuentemente más caros. Uno de los sectores que más tira del mercado del microcontrolador es el mercado automovilístico.

Arquitecturas típicas

Arquitectura Von­Neuman.  Los microcontroladores basados en esta arquitectura poseen un único bus por el que circulan tanto las instrucciones como los datos. Además almacenan las instrucciones y los datos en una única memoria.

Arquitectura Harvard. Los microcontroladores basados en esta arquitectura poseen buses de datos y direcciones separados. Este hecho permite el acceso simultáneo al   código  de  una   instrucción  y  a   los  datos  de  otra.  Esta  arquitectura  permite 

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ejecutar más instrucciones en un mismo tiempo que la Von­Neuman a costa de mayor complejidad del hardware.

CISC (Complex Instruction Set Computer). El juego de instrucciones  es extensor y posee instrucciones potentes, capaces de realizar con una única instrucción tareas relativamente complejas. Esto lleva a una gran disparidad en cuanto al formato y a los modos de direccionamiento que admiten las distintas instrucciones. La gran mayoría de los microcontroladores actuales son CISC.

RISC  (Reducted   Instruction  Set  Computers).  Poseen  pocas  instrucciones,  que además realizan tareas muy sencillas. Las ventajas de esta filosofía son un menor consumo, menor tamaño, pipelining de las instrucciones, juego de instrucciones ortogonal y simétrico (todas las instrucciones permiten cualquier combinación de operandos y modos de direccionamiento), etc. la tendencia del mercado es hacia la producción de microcontroladores RISC.

SISC (specific Instruction Set Computer). Cuantas más instrucciones incorpora el microcontrolador pensadas para aplicaciones de control (y, por lo tanto, ausentes en un microprocesador de propósito general), más se acerca a la definición de un SISC: un computador cuyo juego de instrucciones es específico para una tarea concreta (el control, en este caso).

Memoria de programa

Absolutamente todos los microcontroladores necesitan una memoria de programa donde almacenar las instrucciones que se desean ejecutar. Esta memoria debe ser no volátil, ya que de otra forma un corte en la alimentación del sistema haría que se perdiese el programa sin remedio.

¿Qué microcontrolador emplear?

A la hora de escoger un microcontrolador   a emplear en un diseño concreto hay que tener en cuenta multitud de factores, como la documentación, herramientas de desarrollo disponibles, su precio, la cantidad de fabricantes que lo producen, por supuesto las características del microcontrolador, como son, el tipo de memoria de programa, número de temporizadores, interrupciones, etc.

Costes:  Como   es   lógico,   los   fabricantes   de   microcontroladores   compiten duramente para vender sus productos. Y no  les va demasiado mal  ya que sin hacer   demasiado   ruido   venden   10   veces   más   microcontroladores   que microprocesadores.

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Si el  fabricante desea reducir costes debe tener en cuenta las herramientas de apoyo   con   que   va   a   contar:   emuladores,   simuladores,   ensambladores, compiladores, etc. No es inusual que muchos de ellos siempre se decanten por microcontroladores pertenecientes a una única familia.

Aplicación: Antes de seleccionar un microcontrolador es imprescindible analizar los requisitos de la aplicación:

• Procesamiento de datos:  Puede   ser   necesario   que   el microcontrolador   realice  cálculos   críticos  en  un   tiempo   limitado.  En  ese caso debemos asegurarnos de seleccionar un dispositivo suficientemente rápido para ello. Por otro lado, habrá que tener en cuenta la precisión de los datos a manejar: si no es suficientemente con un microcontrolador de 8 bits, puede ser necesario acudir a microcontroladores de 16 ó 32 bits, o incluso a hardware de punto flotante. Una alternativa más barata y quizá suficiente es usar librarías para manejar los datos de alta precisión.

• Entrada/Salida: Para determinar las necesidades de Entrada/Salida del sistema es conveniente dibujar un diagrama de bloques del mismo, de tal forma que sea sencillo identificar la cantidad y tipo de señales a controlar. Una   vez   hecho   este   análisis   puede   ser   necesario   añadir   periféricos hardware extremos o cambiar a otro microcontrolador más adecuado a ese sistema.

• Consumo:  Algunos productos que  incorporan microcontroladores están alimentados con baterías y  su  funcionamiento  puede ser   tan vital  como activar una alarma antirrobo. Lo más conveniente en un caso como éste puede ser que el microcontrolador esté en estado de bajo consumo pero que despierte ante la activación de una señal (una interrupción) y ejecute el programa adecuado para procesarla.

• Memoria:  Para   detectar   las   necesidades   de   memoria   de   nuestra aplicación debemos separarla en memoria volátil (RAM), memoria no volátil (ROM;  EPROM,  etc.)   y  memoria  no  volátil  modificable   (EEPROM).  Este último tipo de memoria puede ser útil para incluir información específica de la aplicación como un número de serie o parámetros de calibración.

• Ancho de palabra:  El   criterio   de   diseño   debe   ser   seleccionar   el microcontrolador   de   menos   ancho   de   palabra   que   satisfaga   los requerimientos de la aplicación.

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• Diseño de la placa:  La   selección   de   un   microcontrolador   concreto condicionará el diseño de la placa de circuitos. Debe tenerse en cuenta que quizá usar un microcontrolador barato encarezca el resto de componentes del diseño.

Herramientas de apoyo

Uno de   los   factores  que  más   importancia   tienes  a   la  hora  de  seleccionar  un microcontrolador   entre   todos   los   demás   es   el   soporte   tanto   software   como hardware de que dispone. Un buen conjunto de herramientas de desarrollo puede ser decisivo en la elección, ya que pueden suponer una ayuda estimable en el desarrollo del proyecto.

Las   principales   herramientas   de   ayuda   al   desarrollo   de   sistemas   basados   en microcontroladores son:

• Desarrollo del software:

Ensamblador:  La   programación   en   lenguaje   ensamblador     otorga   al programador el dominio absoluto del sistema.

Compilador.: La programación en un lenguaje de alto nivel (como el C) permite disminuir el tiempo de desarrollo de un producto. No obstante, si no se programa con   cuidado,   el   código   resultante   puede   ser   mucho   más   ineficiente   que   el programado en ensamblador.

• Depuración:  Debido   a   que   los   microcontroladores   van   a   controlar dispositivos   físicos,   los   desarrolladores   necesitan   herramientas   que   les permitan comprobar el buen funcionamiento del microcontrolador cuando es conectado al resto de circuitos.

• Simulador:  Son capaces de ejecutar  en un PC programas  realizados para   el   microcontrolador.   Los   simuladores   permiten   tener   un   control absoluto   sobre   ejecución   de   un   programa,   siendo   ideales   para   la 

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depuración de los mismos. Su gran inconveniente es que es difícil simular la entrada y salida de datos del microcontrolador.

• Placas de evaluación:  Se   trata   de   pequeños   sistemas   con   un microcontrolador ya montado y que suelen conectarse a un PC desde el que se cargan los programas que se ejecutan en el  microcontrolador. El sistema operativo de  la placa recibe el  nombre de programa monitor.  El programa   monitor   de   algunas   placas   de   evaluación,   aparte   de   permitir cargar   programas   y   datos   en   la   memoria   del   microcontrolador,   puede permitir en cualquier momento realizar ejecución paso a paso, monitorizar el   estado  del  microcontrolador  o  modificar   los   valores  almacenados   los registros o en la memoria.

• Emuladores: El emulador es similar a una placa de evaluación, sólo que en   lugar   de   emplear   un   microcontrolador   real   usa   otro   dispositivo   que “emula” el comportamiento de éste. Un conector especial se conecta por un lado al  zócalo previsto  para el  microcontrolador  y  por  otro  al  dispositivo emulador, que a su vez se conecta a un PC. El programa se ejecuta en el PC,   que   se   encarga   de   enviar   comandos   al   dispositivo   emulador,   que genera en el zócalo del microcontrolador las mismas señales que produciría el   microcontrolador.   Los   emuladores   combinan   las   ventajas   de   los simuladores y de las placas de evaluación, ya que permiten tener un control total   del   funcionamiento   del   sistema   real.   Son  herramientas   caras   pero potentes.

Existe un intercambio de información entre el microcontrolador y los dispositivos externos. Pero dicha conexión del microcontrolador con los dispositivos periféricos plantea múltiples problemas al diseñador de sistemas: convertir adecuadamente los niveles de las distintas señales, proteger el microcontrolador frente a fallos en los periféricos, aumentar el número de líneas de entrada/salida disponibles en el microcontrolador.

Un interfaz es un “dispositivo o un conjunto de reglas cuya función es adaptar la información de salida de un dispositivo a la entrada de otro dispositivo”. Desarrollar un interfaz deber incluir tanto la conexión física, el hardware, como un conjunto de reglas o convenios, el software.

Las líneas de los interfaces deben estar convenientemente protegidas. El grado de protección   dependerá   del   tipo   de   aplicación   y   de   los   niveles   de   las   señales 

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manejadas por  los circuitos, siendo especialmente recomendable en ambientes ruidosos o en aplicaciones que manejan una potencia elevada.

Problemática general

Las salidas procedentes del microcontrolador suelen ser digitales y las entradas que precisan los dispositivos periféricos pueden ser digitales o analógicas. Cuando las entradas que precisa el  periférico son digitales  tendremos que  tener  como mínimo la precaución de no conectar demasiados periféricos a la misma señal de salida,   ya  que  el  número  de  entradas  que   se  pueden   conectar  a   las   salidas digitales es limitado, y cuando las entradas son analógicas lo habitual será que la corriente y/o tensión de funcionamiento de los periféricos requieran el uso de un dispositivo que proporcione la potencia que a las salidas digitales no les es posible suministrar.

Buffering:  Cuando   se   conectan   varias   señales   de   entrada   (denominadas cargas) a una única señal de salida, se produce una degradación de la calidad de esa señal que puede impedirle mantener los niveles lógicos deseados.

Si conectamos demasiadas puertas lógicas a nuestra salida digital es posible que dicha salida no sea capaz de excitarlas con el nivel lógico adecuado.

Si deseamos conectar un gran número de puertas lógicas a una salida digital se hace necesario, por tanto, amplificar o robustecer la señal mediante unos circuitos que reciben el nombre de drivers o buffers. 

Un buffer es una puerta que tiene un amplificador a su salida mucho más potente y se usa para generar señales robustecidas.

Necesidad de drivers de periféricos

Los drivers de periféricos son circuitos  integrados de propósito general  que se pueden usar para hacer de interfaz entre niveles lógicos TTL, MOS y CMOS y sistemas que  requieren mayor  voltaje  o  corriente,  como puede ser  el  caso de lámparas, relés, líneas de transmisión o motores.

Los drivers integrados han sido desarrollados para permitir una conexión directa y simple entre  los niveles lógicos y  los componentes que requieren una potencia mayor.

A la hora de seleccionar un driver para su uso en una aplicación concreta hay que asegurarse de que éste va a satisfacer los requerimientos de tensión, corriente, potencia o velocidad de comunicación que precisa el periférico.

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Potencia. Los drivers de periféricos se usan en situaciones en las que se requiere controlar una cantidad considerable de potencia. En la práctica hay que tener en cuenta que los drivers de periféricos no consiguen el ideal de tener una disipación de potencia interna nula, y el fabricante los diseña para disipar como mínimo 1 W.

Tensión. El rango típico de tensión manejado es de 15 a 100 volts. Debe tenerse cuidado a  la  hora  de  seleccionar  un  driver  para aplicaciones de conmutación, prestando especial atención a la tensión máxima tras un cambio de estado en la salida,   que   suele   ser   menor   que   la   máxima   tensión   soportable   de   forma continuada.

Corriente. Los drivers de periféricos se diseñan para trabajar con corrientes de salida   de   100mA   a   varios   amperios.   A   la   hora   de   seleccionar   un   driver   es conveniente prestar espacial atención a la corriente de pico máxima que puede soportar. Esta corriente suele darse para un tiempo máximo de unos 10 ms y para un ciclo de trabajo de hasta 50%. Sin embargo nunca debe sobrepasarse esta corriente de pico, sin importar el intervalo durante el cual se haga ni lo bajo que sea el ciclo de trabajo, ya que de otra forma el dispositivo se va degradando poco a poco hasta que finalmente queda inservible.

Velocidad.   Los   drivers   de   periféricos   pueden   usarse   como   conmutadores   que trabajan   con   continua   o   con   baja   frecuencia.   En   ningún   caso,   baja   o   alta frecuencia,   se   deben   superar   los   límites   de   corriente,   tensión   o   potencia   del dispositivo. En el caso de velocidades de conmutación altas hay que tener además en cuenta que la alta velocidad de operación puede resultar en una disipación de potencia excesiva.

Lógica. Estos dispositivos se diseñan para conectar señales digitales con circuitos que requieren una mayor potencia. Normalmente las entradas de los drivers son compatibles con los niveles TTL, pero en cualquier caso una adecuada resistencia de  entrada  puede conseguir  una alta  compatibilidad con otros  niveles   lógicos: CMOS, MOS, Schottky TTL, etc.

Diodos fijadores

En general, pero especialmente cuando se trabaja con cargas inductivas (como pueden   ser   los   relés),   hay   que   tener   en   cuenta   no   sólo   las   necesidades   de corriente, sino también la tensión de conmutación, para tratar de no exceder el máximo voltaje permitido por los drivers.

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Una   forma   de   evitar   estos   altos   voltajes   consiste   en   la   utilización   de   diodos fijadores (clamp). Los diodos fijadores se conectan de forma que están cortados cuando la tensión de salida se encuentra por debajo de la tensión en su cátodo, pero pasan a conducción y fuerzan la salida del driver a un valor fijo cuando ésta supera la tensión en su cátodo.

Motores de continua

El control en bucle abierto se basa en que el microcontrolador define el voltaje que se  le proporciona al  motor.  Este método presupone que el  motor girará  a una velocidad proporcional al voltaje medio, pero el microcontrolador no dispone de medio alguno para comprobar si la velocidad ha sido alterada debido a un cambio en   la   carga.   Con   el   bucle   cerrado   la   velocidad,   corriente   y/o   voltaje   son realimentados al microcontrolador o al circuito interfaz para comprobar que son los adecuados.

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CORRIENTES TRIFÁSICAS. PROPIEDADES GENERALES

La rotación de bobinas en un campo de inducción uniforme de un sistema de tres corrientes alternas sinusoidales, desplazadas las unas con relación a las otras, en 1/3 de periodo, es decir, desfasadas 2¶/3, y representadas por la figura 3:

Figura 3.­ Defase de corrientes generadas.

Las   tres   sinusoides   representan   ya   sea   las   intensidades   o   bien   las   fuerzas electromotrices. A este sistema de tres corrientes se le denomina trifásico y a cada una de sus corrientes se la llama fase. Se puede dejar el núcleo fijo y hacer girar a los   polos   inductores   alrededor   del   eje   común.   Las   máquinas   que   producen industrialmente   las   corrientes   trifásicas   están   basadas   en   estos   principios   y concebidas   para   que   den   corrientes   sinusoidales.   Se   las   llama   alternadores trifásicos.

Propiedades fundamentales de las corrientes trifásicas.­

Las corrientes trifásicas poseen tres propiedades fundamentales:

1. La suma algébrica de las intensidades de las tres es nula.2. Pueden producir campos magnéticos giratorios.3. Si se invierten dos fases cualesquiera, el sentido de rotación del campo 

giratorio se invierte.

La suma algébrica de las intensidades de las tres fases de un sistema de corrientes trifásicas es nula

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CORRIENTES TRIFÁSICAS. MONTAJE EN ESTRELLA Y EN TRIANGULO. EXPRESIÓN DE LAS INTENSIDADES Y DE LAS TENSIONES ENTRE LAS DIVERSAS PARTES DE LOS CIRCUITOS

Hay cuatro maneras fundamentales de montaje con corrientes trifásicas:

1. Montaje en estrella;2. Montaje en triángulo;3. Montaje en estrella­triángulo;4. Montaje con cuatro hilos.

Montaje en estrella:

a) Realización.­ Teóricamente, los tres circuitos de un sistema trifásico requieren seis conductores, pero como la suma de las intensidades es nula, si se unen, de una   parte   A1,  A2,  A3,   y   de   otra   parte   B1,  B2,  B3,   la   corriente   es   nula   en   los conductores 1’, 2’, 3’, que se pueden suprimir, por consiguiente. Se tiene así el montaje de la figura 4, llamado montaje en estrella. Bastan tres conductores y tres bornes en el alternador (y también tres bornes en el receptor). A los puntos O se les llama puntos neutros.

Figura 4.­ Montaje estrella.

b) Intensidad en las diversas partes del circuito.­ Estando los hilos de la línea en serie con cada uno de los circuitos generadores y receptores, si el sistema está equilibrado.

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c) Tensión entre las diversas partes de los circuitos.­ 

El montaje en triángulo:

a) Realización.­   Si   se   unen   los   extremos   de   los   arrollamientos   generados como indica la figura 5, se obtiene lo que se llama montaje en triángulo. Los arrollamientos receptores se montan igualmente en triángulo.

Figura.­ 5 Montaje delta.

b) Intensidad   en   las   diversas   partes   de   los   circuitos.­   Las   fuerzas electromotrices instantáneas que originan las intensidades instantáneas, no son, en general, iguales y están desplazadas unas con respecto a las otras en un tercio de período, de forma que las intensidades instantáneas en los circuitos   tampoco  son   iguales  y   también están  desfasadas  un   tercio  de período (sistema equilibrado).

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Tensión compuesta = Tensión simple X   V  3

Tensión entre dos hilos de línea = Tensión entre un hilo de línea y el centro de la estrella  X  V   3

c) Tensión entre las diversas partes de los circuitos.­ Resulta inmediatamente del montaje que:

1º. La tensión en la salida entre dos hilos de línea es igual a la tensión en los extremos de un arrollamiento generador.2º. La tensión entre los extremos de un arrollamiento receptor en estrella es igual a la tensión de llegada entre dos hilos de línea.

Montaje en estrella­triángulo.­ 

El generador está montado en estrella y el receptor en triángulo como se muestra en la figura 6.  y se tiene:

l = l’ = l’’V 3U1 = U’ V 3;    U2 = U’’.

Figura 6.­ Montaje en estrella­triangulo 

Montaje con 4 hilos.­

Los   montajes   precedentes   se   emplean   generalmente   para   motores.   Para alumbrado se utiliza casi siempre el montaje representado en la figura 7, llamado montaje con 4 hilos. Las lámparas están montadas en derivación entre cada una de las fases y un curto hilo, unido al centro de la estrella. Este hilo se llama neutro. 

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Intensidad en un hilo de línea = Intensidad en un circuito generador (o receptor)   X V   3

De este modo se reparten las lámparas todo lo equitativamente posible entre las tres fases.

Figura 7.­ montaje con 4 hilos.

Si  las  tres  fases están exactamente equilibradas, no pasa corriente por  el  hilo neutro y no hay caída de tensión en este hilo, como ocurre en el caso del montaje en estrella:

En un sistema no equilibrado, las intensidades de las tres fases no son iguales, la intensidad resultante no es nula y por el neutro circula una corriente de un cierto valor.Esto tiene dos consecuencias de importancia:

1º. La supresión del neutro en un montaje en estrella no equilibrado da lugar a diferencias de tensión entre las fases.

2º. Los generadores no se montan casi nunca en triángulo porque, cuando  las fases no están equilibradas (y en la práctica no lo están nunca perfectamente), se producen   en   los   conductores   lo   que   se   llama   “corrientes   de   circulación”   que disminuyen el rendimiento. En el montaje es estrella, estas corrientes se escapan por el neutro, que se le puede poner a tierra.

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Tensión entre fases = Tensión entre fase y neutro X V  3  

ALTERNADORES.   PRINCIPIOS   DEL   ALTERNADOR   MONOFÁSICO   Y   DEL ALTERNADOR TRIFÁSICO

Indicador de fase.­ Para poner en fase a los alternadores se utiliza un indicador de fase cuyo principio es el siguiente (figura 8): 

Figura 8.­ Principio para poner en fase un alternador 

Sean   dos   alternadores   I   y   II   (figura   9)   de   fuerza   electromotriz   máxima   Em. Supongamos que un instante dado, A Y A’ sean los polos positivos, B y B’  los polos negativos. Si se conecta una lámpara entre A y A’ cuando los alternadores están  exactamente  en   fase,   no  hay  ninguna  diferencia  de  potencial   entre   sus bornes y no se enciende. Si  se conecta entre A’  y B una  lámpara que pueda funcionar a tensión 2E, brillará al máximo cuando los alternadores estén en fase. Si los alternadores no están en fase, las lámparas estarán sometidas a tensiones variables  y  pasan por  alternancias de encendido y extinción  (batimientos).  Por tanto, el alternador que haya de entrar en servicio se acoplará al otro cuando la lámpara L esté apagada o cuando la lámpara L’ esté encendida al máximo.

Figura 9.­ Alternadores.

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Alternadores trifásicos. Corrientes trifásicas.­

Si las bobinas de orden 2 y 3 están colocadas de manera que se distribuyan en tres partes iguales el intervalo correspondiente a un período (de un polo norte al polo   norte   siguiente),   la   rotación   del   inducido   proveerá   un   sistema   de   tres corrientes, desfasadas unas respecto a las otras en un tercio de período, es decir, corrientes trifásicas.

Un estator trifásico tiene tres arrollamientos monofásicos decalados 1/3 de período unos con relación a los otros.

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PLC SIEMENS DE LA SERIE SIMATIC S7-200 MODELO CPU 226

Los principales problemas que se encontraron fue en la comunicación PLC-PC con la que se observó que el desempeño depende de el protocolo empleado para enviar los datos desde la PC, del el tipo de máquina empleada es decir características internas como velocidad del procesador capacidad de memoria, etc. La figura 10 es la carátula de un PLC.

Figura 10.- Distintas carátulas de un PLC.

En general los motores, generadores, etc. constituyen una gran fuente de ruidos electromagnéticos, nos enfrentamos a como realizar una interfaz entre dispositivo de control que en este caso sería una PC y el dispositivo de manejo de potencia, el cual debe ser inmune en lo más posible a éste tipo de factores. Para lograr este objetivo es por lo que se decidió emplear como microcontrolador un PLC, ya que dichos dispositivos presentan una gran protección contra: ruidos electromagnéticos, humedad, altas temperaturas, etc. las cuales son abundantes en los sitios en donde habitualmente se instalan las plantas generadoras de energía; el PLC esta diseñado para soportar este tipo de condiciones de trabajo sin afectar su funcionamiento.

Adicionalmente el PLC cuenta con un convertidor analógico-digital, comunicación RS032 (Puerto serie), el cual resulta ideal para el monitoreo de las fases generadas. Es importante definir con que palabras el PLC va a reportarle un suceso a la PC, así como la forma en que esta debe interpretar ésta información y viceversa.

PLC Siemens de la serie SIMATIC S7-200 modelo CPU 226 cuenta con dos puertos de comunicación serial que servirán además de establecer comunicación con la PC, para incluir un Touch Panel (Siemens TP070).

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COMUNICACIÓN PC-PLC

TRANSMICION DESDE LA PC.

Con el fin de realizar la comunicación PLC-PC usamos este programa, el cual es un lenguaje orientado a objetos de tipo gráfico. Dicho lenguaje tiene algunas aplicaciones que facilitan la comunicación entre la PC y el PLC, como lo son la realización de operaciones matemáticas, activación y desactivación de bits, leer o escribir datos en el puerto serie. Para ejemplificar este proceso realizamos la implementación de dicha comunicación. Si le hacemos llegar el número 1325 el objeto lo descompondrá en 1, 3, 2 y 5; los convertirá a su forma ASCII y por último formará una cadena con ellos, este paso prepara a los datos para su transmisión. Mediante otro objeto nos encargamos de escribir la secuencia resultante en el puerto serie. Debe establecerse inicialmente el número de puerto que es 0 (Figura 11).

Figura 11.- Conexiones básicas para la escritura en puerto serie

No se necesita agregar instrucciones adicionales para que las transmisiones se realicen de forma continua, este objeto cuenta con su propio código e interfaz.

RECEPCION EN EL PLC

Los PLC siemens tienen predefinidos eventos de interrupción para recepción de información a través de alguno de sus puertos de comunicación. Para ello cuenta con dos puerros de comunicación que como ya mencionamos deben manejarse a través de interrupciones. Para conectar un tercer elemento a nuestro sistema debe ir conectado al puerto 0 del PLC.

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La transmisión-recepción se realizo a través del puerto 1. El primer paso es inicializar el puerto de comunicación en el llamado modo Freeport (Figura 13); esto lo que hace es que al recibir un byte en el puerto inicializado este byte es almacenado en la variable de marca especial 2 (SMB2) de el espacio de memoria del CPU.

Figura 12.-Ejemplo de transmisión por puerto serie.

El evento de interrupción 25 ocurre cuando un carácter es recibido en el puerto 1 del CPU 226. En principio se debe inicializar esta interrupción y declarar una rutina para la misma. En la figura 13 se muestra el diagrama para la inicialización y declaración de la interrupción, asignando la rutina INT_0.

Figura 13.- Inicialización del puerto 1 en Freeport.

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Figura 14.-Declaración e inicialización de interrupción para el evento 25.

En la figura 15 se muestra un ejemplo sencillo, este programa toma el carácter recibido en el puerto y lo despliega en su forma binaria a través de O.0.x del PLC. Cuando es recibido un carácter se activa la interrupción y es ejecutado el código contenido en INT_0 en donde se pide ejecutar la subrutina SBR_0. En esta subrutina se realiza una copia del contenido en el byte de marca especial (SMB2) en donde se almacena el carácter recibido en el puerto a una variable intermedia VB0.

Figura 15.- Recepción de información a través del puerto 1.

El PLC recibe caracteres, esto significa que lo que se almacena en el byte especial de marca SMB2 es el hexadecimal en código ASCII

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correspondiente al numero recibido, en otras palabras si desde la interfaz en LabVIEW es transmitido un 5 lo que se almacenará en las variables del PLC será un 35h y en las salidas del PLC se verá algo como 00110101.

COMUNICACIÓN PLC-PC

TRANSMISIÓN DESDE EL PLC

El hecho de que el código se repitiera indefinidamente permite transmisiones continúas sin tener que escribir un código extra. PLC también repite indefinidamente los programas, implementar algún artificio que nos permita transmitir sin problemas, debe controlarse el tiempo entre cada transmisión.Es posible utilizar un generador de pulsos a partir de dos temporizadores programados a 10 ms cada uno dándonos periodos de 20 ms. La instrucción XMT del PLC necesita datos como número de puerto a utilizar y dirección del inicio de la tabla donde se encuentran los datos a enviar, en este caso maneja una tabla de bytes. Debe localizarse en la sección de variables del espacio de memoria CPU, el primer elemento de la tabla debe indicar cuantos datos contiene y, en consecuencia, este número también indicara la cantidad de datos a transmitir. El puerto a trasmitir será el 1 dirección VB100. Este programa enviará por el puerto 1 una cadena con 3 números. Entrada 10.0 serán 1, 2 y 3 entrada 10.0 4, 5 y 6.

Para que este sistema funcione correctamente el número de bytes a transmitir debe ser de mínimo tres, obstáculo para optimizar nuestra transmisión.

RECEPCIÓN EN LA PC

Existe un objeto en este lenguaje que se encarga de leer datos desde el puerto serie, primero debe conocer la cantidad de bytes que va a leer, un segunda el objeto que se encarga de recibir los bytes del puerto serie, contarlos y almacenarlos en algún buffer temporal, así este le pasa la cuenta de bytes al primer objeto y éste ultimo leerá los byte buffer. Ambos objetos es el numero de puerto, el puerto serie COM1, es el numero 0.

La subrutina es esperar a que llegue una cierta cantidad de bytes, determinada por el usuario desde alguna interfaz, en el momento en que se cumple dicha cantidad se rompe el ciclo y la cuenta le es proporcionada al objeto de lectura, así éste último lee el buffer y escribe los bytes en una cadena intermedia. Se agregó un objeto que convierte

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una cadena a un arreglo de bytes, esto para separar cada byte de información y manejarlos más fácilmente.

La cantidad es introducida a través de la caja de texto de entrada con la etiqueta “Bytes to read”. Cuando se ha completado la cuenta se pasa la información al siguiente bloque, se lee la cadena de bytes y se almacena temporalmente en otra cadena, ésta es representada por la caja del centro con la etiqueta “serial read” esta cadena es transformada en un arreglo, y este se muestra también en la interfaz, ya con los datos separados en la parte inferior en el conjunto de cajas con la etiqueta “Arreglo”.

Mostrando aquí el caso cuando la entrada del PLC 10.0 esta desactivada y se transmite la cadena (1, 2, 3),(Figura 17).

Figura 16.- Transmisión de datos a través del puerto 1 del PLC.

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Figura 17.- Recepción de datos desde el puerto serie.

Figura 18.- Ejemplo de adquisición de datos a través del puerto serie.

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CONTROL Y MONITOREO SOBRE EL PLC DESDE LA PC

Es fundamental transmitir desde la PC hacia el PLC para dar un cierto orden. El PLC recibirá órdenes de 8 bits, para optimizar la forma de recepción en el PLC, se pueden recibir palabras o palabras dobles en lugar de bytes o caracteres.

Existen básicamente dos formas de accionamiento para los botones, estas son como pulsadores y como interruptores o switches. Los primeros es que cambian su valor de 0 a 1 sólo mientras sean presionados por el ratón en la pantalla, en el momento en que se suelta el botón de éste el pulsador regresa a su valor en 0. Los interruptores cambian de posición con cada clic que se realice sobre ellos, por lo que mantienen su valor ya sea 0 y 1 aunque el puntero no este sobre ellos. El tipo de accionamiento es una diferencia clave, ya que ambos tipos de controles requieren de un tratamiento distinto en cuanto a transmisión de datos hacia el PLC.

POR INTERRUPTORES

La ventaja de los interruptores es que nos permite poder controlar varias cosas a la vez desde nuestra interfaz en la PC, es decir, es posible manejar diferentes botones simultáneamente. La gran desventaja de estos es que la cantidad que podemos poner de estos esta limitada a la cantidad de bits que este dispuesto a leer el PLC en el enlace, en nuestro caso es sólo de 8 bits, por lo que a lo más podremos colocar 3 interruptores en la pantalla.

Esta limitación se da debido a que la única forma para transmitir datos con interruptores es que cada uno de ellos controle un bit del byte a escribir en el puerto, esto es para que la información emitida por cada uno de ellos sea respetada independientemente de que algún otro botón sea activado o desactivado. Otro factor limitante es que la información que se envía son números decimales expresados en forma ASCII, el rango desde 30h hasta 39h, desde 00110000 hasta 00111001 a utilizar sólo 3 de los 8 bits; 3 de los 8 bits disponibles para la transmisión de los datos. La información manejada por los interruptores es binaria y la información que se escribe en el puerto es básicamente hexadecimal un selector de valores instrucción binaria selecciona entre dos números a y b.

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Realizar sólo sumas como se observa en el ejemplo, 0 como ausencia de ordenes 1, 2 y 4 (0001, 0010 y 0100 respectivamente) como cantidades a manejar por cada botón.

Figura 19.- Ejemplo de control con interruptores.

POR PULSADORES

El pulsador se activa sólo durante la duración del click que se aplica sobre él, no pueden haber más de un pulsadores activados al mismo tiempo podemos utilizar todo el intervalo completo nunca habrá interferencia de uno con otro.

En principio podemos colocar hasta 9 pulsadores, si cambiamos el objeto generador de cadenas por un objeto que también genere cadenas pero con caracteres hexadecimales, intervalo de 0 a15 y pulsadores máximo en pantalla a 15.

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Figura 20.- Ejemplo de control con pulsadores.

Las desventajas son , no mantener su valor después de un click sobre él se delega la generación de éste al programa en el PLC.

El PLC requiere de un código más complejo, esto porque cada botón se le debe considerar como un caso especial debe identificar el carácter que arribó al puerto y ejecutar una subrutina especifica para él.Utilizar el modo hexadecimal para aquellos botones que manejen un numero más grande que 9h, es decir Ah, Bh, Ch, Dh, y Eh, se transmitirá por el puerto el valor haxadecimal ASCH correspondiente a la letra en cuestión, 41h, 42h, 43h, 44h y 45h respectivamente.

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Figura 21.- Ejemplo de recepción para pocos datos.

Figura 22.- Ejemplo de recepción para cantidades medias y grandes de datos.

Control

La recepción de datos en el CPU 226 tomando tres casos distintos: el de 30h, 31h y 32h. se determina en la rutina de la interrupción, (INT_0) se observa que el carácter 30h se asigna a la subrutina SBR_0, para el 31h,SBR_1 y para el 32h ,SBR_2. El carácter recibido por el puerto del

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PLC es alojado en el byte de marca especial SMB2. Es definir las actividades en cada subrutina.Variable intermedia VB10, efectuar los cambios ordenados en la transmisión.

• SBR_0: Al recibirse el carácter 30h pone a 0 todos sus bits.• SBR_1: Al recibirse el carácter 31h, esta subrutina activa el bit

V10.1 que pertenece a la variable intermedia que estamos manejando.

• SBR_2: Al recibirse el carácter 32h, esta subrutina pone a 1 el bit V10.2 de la variable intermedia.

El control sobre la salida Q1.0 se realizará por el método ya clásico de arranque-paro sencillo. Para esto emplearemos cuatro señales de control, dos de los botones de la interfaz grafica que ya fueron transformadas V10.1 y V10.2 anteriormente, y los dos restantes se obtendrán de las entradas físicas 10.0 e 10.1 del PLC.

Figura 23.- Código para la interrupción INT_0.

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Figura 24.- Códigos de subrutinas (a) caso 30h, (b) caso 31h, (c) caso 32h.

El control sobre la salida Q1.0 se muestra en la figura 25. Si alguna de las variables binarias I0.1 o V10.2 es activada, el botón virtual de la interfaz “i” o el botón físico conectado a I0.1 son presionados, se activa la variable Q0.1, cerrándose también el contacto marcado con la misma etiqueta provocando que aunque se suelte el botón la salida se mantenga activada, esto en el ambiente del control se conoce como autoenergización. Cuando es activado el botón virtual “O” o el conectado en la entrada I0.0, se interrumpirá el circuito virtual y la salida será desactivada.

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Figura 25.- Control sobre Q1.0

MONITOREO

Desde la PC son las dos entradas del PLC I0.0 e I0.1 Q1.0 se necesita llenar una lista ubicada en la parte de variables del espacio de memoria CPU 226 empezara en VB100. La primera casilla contiene el numero de datos que la conforman (3), introducir los demás datos a la tabla por medio de una transferencia de bytes, como se muestra en la figura 26. Cada variable binaria directamente para transferir un 1 a cada posición en la lista, y se utilizan sus inversos para transferir 0 desactivadas.

Se muestra también la Interfaz grafica deben agregarse los indicadores correspondientes de las variables monitoreadas. En la figura 27, se muestra el diagrama para la recepción; recibe la lista en forma de cadena con tres elementos, se transforma la cadena de arreglo y posteriormente se separa y procesa cada miembro del arreglo. Se verifica si el valor correspondiente es mayor a 0, si esto es cierto se activa el indicador correspondiente, en caso contrario se desactiva.

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Figura 26.- Transferencia de datos a la lista de transmisión.

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Figura 27.- Recepción y proceso de la información en la PC.

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INCLUSION DEL TOUCH PANEL

Ahora el último paso, incluir un Touch Panel, desde el que también se pueda controlar y monitorear el PLC. Su implementación no es determinante para la primera parte de la aplicación, su programación y comunicación con el PLC es totalmente ajena a la comunicación entre PLC y PC, última se realiza mediante el puerto 1 del CPU 226; el Touch Panel se comunicará con el mismo mediante el puerto 0. Sólo se mencionarán los pasos esenciales para construir la interfaz de control y de monitoreo.

CONTROL

El SIMATIC TP070 tiene elementos de control muy parecidos a algunos ofrecidos por LabVIEW. Interruptores y pulsadores, su funcionamiento es algo distinto. Un pulsador activa a su variable correspondiente esta conserva su valor aun después de soltado el botón. Algo más para reestablecer la variable.

Si asignamos la variable VB0 para recibir las instrucciones del TP, por medio de los bits V0.X se llevarán las ordenes de control. La interfaz grafica en el TP va a ser parecida a la que se manejó en LabVIEW,. La función en ambos botones debe ser “activar bit” V0.0 para el botón “O” y V0.1 para el botón “i” para desactivar tal bit después de soltado el botón. Una propuesta es restablecer el byte VB0, restablecer tal valor en intervalos de tiempo de manera continua, para esto podríamos ocupar el generador de pulsos utilizado para la transmisión de datos por el puerto 1, este manje se muestra en la figura 28.

Figura 28.- Reestablecimiento de los botones del TP.

Agregarlas a nuestro control sobre la salida Q1.0 con esto se acompletaría todo el esquema de control de la aplicación.(Figura 29.)

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Figura 29.- Control final sobre Q1.0

MONITOREO

Está basado en un esquema de pantallas, se tendrá que utilizar cambios de pantallas, la respuesta del TP a cambios de pantalla ordenados desde dispositivos externos como lo es el mismo PLC puede llegar a ser muy lenta. El monitoreo sobre la salida Q1.0, debido a que la activación de las entradas I0.0 e I0.1 pueden ser muy rápidas y no ser alcanzadas a registrarse por el TP, se crea una segunda pantalla la imagen del CPU226 simulando la salida Q1.0 como activada.

Configurar las pantallas tomando en cuenta los valores que aparecen en el campo “Número”, estos números identificarán a las pantallas para cuando se pretenda hacer un cambio de las mismas en el TP. Debe declarar una variable que ordenará los cambios, V0.7 (variable binaria propuesta) necesita de una segunda variable de tipo entero para seleccionar la pantalla correspondiente, en este caso VB50.

Al activarse el bit V0.7 se ordena al TP a cambiar a la pantalla indicada por VB50. Necesitamos algo que esté repitiendo esta orden de alguna forma, por intervalos de tiempo predefinidos. El TP debe estar verificando de forma continua el valor de tales variables V0.7 y VB50, en la figura 30 se muestran las variables empleadas por el TP, su tipo, su ubicación en el espacio de memoria y la forma en la que el TP les dará lectura (en forma de tabla). No podemos emplear el generador de pulsos

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de la parte de transmisión se datos para activar y desactivar continuamente el bit de orden de cambio V0.7, se tiene que implementar otro generador, el cual debe ser más lento. En la figura 31 con intervalos de 200 ms, debe escribirse el sistema para escoger la pantalla indicada. Q1.0 variable a monitorear, con esta misma con la que elegiremos la pantalla, esto puede realizarse con un par de simples transferencias de bytes hacia la dirección propuesta para tal fin, VB50. Figura 32 se observa el diagrama para esto último, Q1.0 esta desactivada se transfiere el valor 1 a la dirección VB50 y con esto se elige la pantalla 1. Q1.0 es activada se transfiere el valor 2 y se manda la orden de desplegar la pantalla 2. Entre 0.5 y 2 segundos.

Figura 30.- Tabla de variables del TP.

LabVIEW tiene básicamente dos pantallas, una interfaz con el usuario y otra que muestra el diagrama de conexiones entre objetos, el código del programa. Construir primero la interfaz con el usuario, cuando menos poner en la pantalla los elementos de control, y después generar el código.

Aparte de los tipos de datos que se manejan en la figura existe otro al que se le considera aparte, tan importante como los otros que es el booleano, este tipo de variables se representan dentro de LabVIEW

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como interruptores, pulsadores, lámparas, LED’s, etc. esto se encuentra en el menú Boolean de la paleta de controles.

Figura 31.- Orden de cambio de pantalla

Figura 32.- Selección de pantalla

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