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LABORATORIO DE CONTROL INDUSTRIAL ABRIL 2015

Práctica 1: MANDOS BÁSICOS DE UN CONTACTOR ....................................................................................... 2

Práctica 2: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 1) .............................................. 4

Práctica 3: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 2) .............................................. 6

Práctica 4: IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS DE CONTROL CON MÓDULO PROGRAMABLE

........................................................................................................................................................................................... 10

Práctica 5: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 1) ...................................................................... 14

Práctica 6: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 2) ...................................................................... 17

Práctica 7: ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN .................................................... 19

Práctica 8: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 1)................................................... 23

Práctica 9: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 2)................................................... 27

Práctica 10: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 3) ............................................... 29



ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

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Práctica 1: MANDOS BÁSICOS DE UN CONTACTOR

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Conocer las instalaciones del Laboratorio de Control Industrial e identificar elementos

de mando y maniobra utilizados en sistemas de control eléctrico industrial.

1.1.2 Familiarizar al estudiante con el funcionamiento de los mandos básicos de un

contactor electromagnético.

1.2 INFORMACIÓN

El Laboratorio de Control Industrial cuenta con instalaciones para la realización de prácticas

mediante dispositivos electromecánicos, controladores programables, neumáticos y electro-

neumáticos, a través de las cuales se pretende, por un lado, complementar el estudio teórico

sobre dichos temas, y por otro, crear en el estudiante habilidades para el diseño e

implementación de circuitos de control y fuerza generalmente utilizados en plantas

industriales.

El término control hace referencia a los métodos y maneras de gobernar el comportamiento

de un aparato, máquina o proceso. En un sistema de control, uno o varios parámetros de

entrada, actúan sobre otros parámetros de salida, organizados en una lógica de control.

Mando significa hacer una acción o influir sobre un sistema de control para modificar su

estado o los valores de servicio.

1.3 TRABAJO PREPARATORIO

1.3.1 Realizar el circuito de control para el mando piloto de un contactor electromagnético

mediante un pulsador.

1.3.2 Realizar el circuito de control para el mando memorizado de un contactor

electromagnético, utilizando un pulsador de marcha y uno de paro.

1.3.3 Realizar el circuito de control para el mando de dos contactores mediante un selector

de tres posiciones (C1 – Paro – C2).

1.3.4 Realizar el circuito de fuerza para invertir el sentido de giro de un motor trifásico de

inducción


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1.4 PROCEDIMIENTO

1.4.1 El instructor explicará todo lo necesario sobre las instalaciones del laboratorio y el

equipo disponible; y sobre los elementos de mando y maniobra que se utilizarán

durante la práctica y que fueron objeto de la consulta.

1.4.2 Siguiendo las indicaciones dadas por el instructor, arme los circuitos de control

solicitados en el trabajo preparatorio. Asocie una luz piloto a un contacto auxiliar de

cada contactor para visualizar su operación. Accione y observe el funcionamiento de

cada circuito.

1.4.3 Aplicar el mando de dos contactores mediante un selector de tres posiciones, para

invertir el giro de un motor trifásico de inducción.

1.5 INFORME

1.5.1 Justifique por qué en la industria se utilizan pulsadores de mando en lugar de

interruptores, para comandar motores eléctricos.

1.5.2 Diseñe el circuito de fuerza y de control para el mando de un motor trifásico de

inducción desde dos puestos diferentes (local y remoto) con las siguientes

condiciones:

Utilizar pulsantes para marcha y paro del motor

Tanto el tablero de mando local como el remoto deben tener lámparas de

señalización para indicar si el motor está funcionando o está apagado

Realizar un esquema que ilustre la disposición física del motor y de los dos

tableros de control

1.5.3 Comente sobre la importancia de identificar los terminales de contactos, bobinas,

borneras y cables de conexión en un circuito de control eléctrico.

1.5.4 Comentarios y sugerencias sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la

práctica.


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Práctica 2: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 1)

2.1 OBJETIVO

2.1.1 Ejercitar al estudiante en el diseño de circuitos de control eléctrico que usan memorias

(auto-retención) e interbloqueos eléctricos y mecánicos.

2.2 INFORMACIÓN

Los circuitos provistos de contactos de memoria e interbloqueos eléctricos permiten el

funcionamiento de un sistema de control bajo determinadas condiciones y en una secuencia

previamente definida, de tal suerte de garantizar la operación correcta y segura del mismo.

Como se comprobó en la práctica anterior, para mantener la condición de activado de un

contactor, luego de haber desaparecido la señal del pulsador piloto, fue suficiente conectar en

paralelo con dicho elemento piloto un contacto normalmente abierto del contactor.

Un interbloqueo eléctrico es una configuración de los contactos auxiliares de los contactores,

mediante la cual no se permite que dos o más contactores o relés puedan actuar al mismo

tiempo. Esta acción se logra conectando en serie con las bobinas contrarias, los contactos

normalmente cerrados de los dispositivos con los que no se desea un funcionamiento

simultáneo. Ejemplos de aplicación de interbloqueos son los circuitos de control para

inversión de giro de un motor, para un arranque Y – delta o para un motor de dos velocidades

en los cuales por ningún concepto pueden funcionar los contactores de fuerza al mismo

tiempo.

Para conseguir una mayor seguridad, además del interbloqueo eléctrico se puede incluir un

interbloqueo mecánico entre dos contactores.


2.3.1 Diseñar los circuitos de fuerza y de control para el arranque directo e inversión de

giro de un motor trifásico de inducción, utilizando dos contactores, dos pulsantes de

marcha (horario y antihorario) y uno de paro general.

2.4 PROCEDIMIENTO

2.4.1 El instructor realizará una explicación sobre enclavamiento eléctrico y mecánico; e

interbloqueo eléctrico y mecánico.


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2.4.2 Arme y pruebe el funcionamiento de los circuitos diseñados en el trabajo

preparatorio; primero el de control y luego el circuito de fuerza. Asocie una luz piloto a

un contacto auxiliar de cada contactor para visualizar su

operación.

2.4.3 Modifique el circuito de control para realizar la misma

operación anterior, utilizando un selector de mando de tres

posiciones (horario, paro, antihorario) y un pulsante único

para el arranque. Primero se selecciona el sentido de giro (sin

que se energice ningún contactor) y luego se presiona el

pulsador para arrancar el motor en el sentido escogido.

2.4.4 El instructor realizará una explicación sobre el funcionamiento

de un relé térmico, e identificará sus componentes, utilizando el equipo existente.

2.5 INFORME

2.5.1 Consulte sobre la definición, estructura y aplicaciones de los interruptores mecánicos

de posición (finales de carrera o de límite).

2.5.2 Describa como operan un fusible y un relé térmico de bimetal, y la función que cumple

cada uno como elementos de protección. Utilícelos, a partir de ahora, para la

protección de circuitos de motores eléctricos.

2.5.3 Descargue un video que ilustre la operación de un puente grúa que es un mecanismo

de traslación utilizado para mover máquinas u objetos pesados dentro de una planta

industrial. Realice un breve comentario sobre lo consultado y presente el link

encontrado.

2.5.4 Diseñe los circuitos de fuerza y control para el accionamiento ELEMENTAL de un

puente grúa constituido por tres motores trifásicos de inducción que accionan: El

puente (adelante – atrás), el carro (derecha – izquierda) y el polipasto o gancho

(arriba – abajo)

Para el control utilice pulsadores y finales de carrera, considere que los mandos NO

deben ser memorizados, y que el equipo solo pueda realizar una acción a la vez.

Presente una tabla con dos columnas, una en la que se indique los nombres de todos

los elementos utilizados y otra en que se comente la función que realizan, por ejemplo

ELEMENTO FUNCIÓN

C1 Contactor para accionar el motor que mueve el puente hacia adelante


práctica.

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Práctica 3: DISEÑO DE CIRCUITOS DE CONTROL ELÉCTRICO (Parte 2)

3.1 OBJETIVO

3.1.1 Ejercitar al estudiante en el diseño de circuitos de control eléctrico que usan memorias

e interbloqueos eléctricos.

3.2 INFORMACIÓN

Continuación de la práctica anterior.


3.3.1 PARA LOS GRUPOS DEL PRIMER DÍA DE TRABAJO

Diseñar el circuito de control, mediante pulsadores, para comandar tres contactores con las

siguientes condiciones de funcionamiento:

a.- Los contactores se activarán, mediante su respectivo pulsador, en la secuencia estricta

C1, C2 y C3, y se desactivarán en la secuencia inversa, estricta C3, C2 y C1.

b.- Tanto la secuencia de activado como de desactivado se cumplirán completamente, esto

es, si un contactor se activó no podrá desactivarse mientras no se complete la

secuencia de activación. De manera similar, en la secuencia de apagado no se podrá

activar ningún contactor mientras no se complete la misma.

3.3.2 PARA LOS GRUPOS DEL SEGUNDO DÍA DE TRABAJO

Diseñar el circuito de control para detectar una secuencia de operación correcta o incorrecta

de tres pulsadores, de la siguiente manera:

a.- Mediante un interruptor general se activa o desactiva el circuito.

b.- Una lámpara H1 se encenderá luego de presionar los tres pulsadores en la secuencia

P1 - P2 - P3.

c.- En caso de presionarlos en una secuencia distinta a la anterior, al finalizar la misma, se

encenderá una lámpara H2. Las lámparas H1 y H2 no podrán estar encendidas al

mismo tiempo.


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3.3.3 PARA LOS GRUPOS DEL TERCER DÍA DE TRABAJO

Diseñar el circuito para comandar dos contactores C1 y C2 de la siguiente forma:

a.- El ciclo puede empezar con C1 o C2 indistintamente pero no podrán estar activados

ambos al mismo tiempo.

b.- C1 se activa cuando se presiona el pulsador P1.

c.- Si se deja de presionar P1, se desactiva C1 y no podrá activarse nuevamente mientras

no se haya activado y desactivado C2.

d.- C2 opera en forma similar a C1 pero con el pulsador P2.

e.- El pulsador P3 de “RESET” pone el circuito en condiciones iniciales en cualquier

momento.

3.3.4 PARA LOS GRUPOS DEL CUARTO DÍA DE TRABAJO

Diseñar el circuito de control para accionar una puerta de garaje motorizada mediante dos

contactores C1abrir y C2cerrar de la siguiente forma:

a.- Mediante un pulsador único P1 se podrá abrir o cerrar la puerta en cualquier

momento, y el usuario solo necesita dar un pulso para que eso suceda.

b.- En cada extremo de la puerta existe un interruptor de límite (SL1 y SL2) que detectan:

Puerta totalmente abierta o puerta totalmente cerrada, con lo cuales se desactivarán

C1abrir o C2cerrar respectivamente.

Se sugiere utilizar un mando alternativo entre dos relés auxiliares para dar las órdenes de

apertura y cierre con P1, y a través de estos activar los contactores C1abrir y C2cerrar que

son los contactores de fuerza que invierten el sentido de giro del motor que mueve la puerta.

3.4 PROCEDIMIENTO

3.4.1 Usando los elementos del tablero de trabajo, arme y pruebe el funcionamiento del

circuito de control solicitado en el trabajo preparatorio, del día correspondiente.

3.5 INFORME

3.5.1 Describa el funcionamiento de un interruptor de flotador y sus aplicaciones.

3.5.2 Diseñe los circuitos de control y potencia, para un sistema de abastecimiento de agua

(ver figura), que consta de una cisterna, un tanque elevado, dos bombas, un


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interruptor de flotador F6, para detectar si hay o no agua en la cisterna, y dos

interruptores de flotador en el tanque elevado (F7 y F8).

Condiciones de operación:

a.- El sistema de bombeo funciona controlado por un selector de tres posiciones modo

B1; OFF; modo B2 y solo si hay agua en la cisterna, evento detectado por un flotador

F6

(a) Selector (b) Interruptor de flotador

b.- Un flotador F7, para demanda base, conecta la bomba cuando el agua está por debajo

de la altura h2 (F7:1) y la desconecta cuando el agua está por sobre la altura h3 (F7:0).

c.- Un flotador F8, para demanda pico, conecta la bomba cuando el agua cae por debajo de

h1 (F8:1) y la desconecta cuando supera la altura h2 (F8:0).

d.- Cada bomba funcionan abasteciendo la demanda base establecida por el flotador F7 o

abasteciendo la demanda pico, establecida por el flotador F8. El cambio de función se

realiza utilizando el selector esto es: modo B1 la bomba B1 como base; modo B2 la

bomba B2 como base.

e.- Si se presenta una sobrecarga en la bomba que está trabajando como base, esta se

desconecta y la otra toma su lugar. En el caso de que la sobrecarga ocurra cuando la

bomba se halla funcionando en la demanda pico, solo se desconecta la bomba cuyo

motor se sobrecargó.

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f.- Las bombas dejan de funcionar con el selector en posición OFF o si no hay agua en la

cisterna, evento detectado por el flotador F6

Sistema de bombeo tanque – tanque (Gráfico tomado del texto: Moeller Wiring Manual 02/05)

Presente una tabla con dos columnas, una en la que se indique los nombres de todos

los elementos utilizados y otra en que se comente la función que realizan, por ejemplo

ELEMENTO FUNCIÓN CB1 Contactor para accionar el motor que mueve la bomba 1

3.5.3 Comentarios y conclusiones sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la

práctica.


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Práctica 4: IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS DE CONTROL CON MÓDULO

PROGRAMABLE

4.1 OBJETIVO

4.1.1 Familiarizar al estudiante con las tecnologías de control programable, para la solución

de problemas de automatización y control de pequeña escala.

4.1.2 Trabajar con el módulo de control programable LOGO de Siemens.

4.2 INFORMACIÓN

Los módulos o relés programables, sin ser propiamente un PLC, ofrecen muchas ventajas y

gran flexibilidad, y para diversas aplicaciones de automatización y control de pequeña escala,

constituyen una buena alternativa técnico - económica.

Siemens, empresa fabricante de equipos de automatización y control, ofrece dentro de su gran

portafolio de productos, el módulo programable LOGO cuya programación, simulación y carga

del programa se realiza mediante el software LOGO SOFT COMFORT. Este software de fácil y

rápido manejo, permite la creación de esquemas de contactos y diagramas de funciones

seleccionando las funciones correspondientes y sus interconexiones por simple “arrastrar y

colocar”.

Funciones del software LOGO SOFT COMFORT (Gráfico de Publicaciones Siemens)


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4.3.1 Traer resuelto el circuito de control de la aplicación descrita en el informe de la

práctica anterior (numeral 3.5.2), en forma de diagrama ladder. Si es posible adelante

su edición utilizando el software LOGO SOFT COMFORT. Para esta aplicación los

elementos de entrada y salida del Módulo programable son los siguientes:

Entradas:

I1 – Posición modo B1 del selector

I2 – Posición modo B2 del selector

I4 – Interruptor de flotador de la cisterna (SF6)

I5 – Interruptor de flotador del tanque elevado (SF7)

I6 – Interruptor de flotador del tanque elevado (SF8)

I7 – Contacto cerrado del relé térmico del motor de la bomba 1 (TerB1)

I8 - Contacto cerrado del relé térmico del motor de la bomba 2 (TerB2)

Salidas:

Q1 – Contactor del motor de la bomba 1 (CB1)

Q2 – Contactor del motor de la bomba 2 (CB2)

4.4 PROCEDIMIENTO

4.4.1 El instructor explicará el procedimiento para ingresar al programa LOGO SOFT

COMFORT, así como las principales opciones del menú para crear y cargar un proyecto

en el módulo programable.

4.4.2 El instructor realizará, conjuntamente con los estudiantes, un proyecto sencillo a

manera de práctica tutorial.

4.4.3 El instructor revisará el diseño del problema de las dos bombas solicitado en el trabajo

preparatorio y, conjuntamente con los estudiantes, elaborará el diagrama de

conexiones de las variables de entrada y salida al módulo programable LOGO

4.4.4 El estudiante procederá a editar, hacer la simulación “off line”, guardar y descargar

(download) en el módulo programable, el programa de control solicitado en el

numeral 4.3.2 del trabajo preparatorio y verificar el funcionamiento.


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4.5 INFORME

4.5.1 Diseñe el circuito de fuerza para operar los motores trifásicos de dos bombas que

vacían un pozo séptico como se ilustra en la figura y, utilizando el programa LOGO

diseñe el circuito de control para comandarlas de la siguiente manera:

a.- Mediante un selector de tres posiciones se puede escoger modo MANUAL;

PARO; AUTOMÁTICO. (Tomar en cuenta que al relé LOGO solo ingresan dos

entradas, la posición paro NO es entrada)

b.- En modo AUTOMÁTICO el interruptor del flotador SF1 accionará la bomba B1

cuando el nivel de agua llegue a la altura H1 y la desactivará cuando el nivel

descienda de H0. Si el nivel sube nuevamente hasta H1 el interruptor SF1

accionará la bomba B2 y así alternativamente.

c.- Si por defecto del flotador SF1 el nivel de agua sube hasta H2 (altura crítica) un

flotador SF2 ordenará que funcionen las dos bombas al mismo tiempo hasta

que la altura descienda a H0.

d.- Si se presenta una sobrecarga en cualquiera de las bombas la otra comenzará a

funcionar inmediatamente y continuará operando según el literal b mientras se

soluciona el problema.

e.- En el modo MANUAL un operador podrá accionar las bombas utilizando

pulsantes de marcha y paro independientemente de los flotadores

A partir de esta práctica, cuando se solicite un diseño, bien sea para el trabajo preparatorio

como para el informe se debe presentar lo siguiente:


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Diagrama de fuerza con todas las protecciones

Diagrama de conexiones de entradas y salidas al módulo programable

Tabla con la lista de todas las variables y su función (similar a la de las prácticas

anteriores)

Circuito de control impreso utilizando la opción de guardar en formato PDF que

tiene el software de LOGO

Grabar el programa en memoria flash para verificar el funcionamiento en el

laboratorio

4.5.2 Comentarios y sugerencias sobre la práctica realizada


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Práctica 5: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 1)

5.1 OBJETIVOS

5.1.1 Conocer los diferentes tipos de temporizadores y las formas de operación de los

mismos.

5.1.2 Familiarizar al estudiante con las funciones de temporización y contador disponibles

en el módulo programable LOGO.

5.2 INFORMACIÓN

Los temporizadores o relés de tiempo, son dispositivos que permiten la automatización, en

función del tiempo, de una gran variedad de circuitos de control. Mediante estos dispositivos

se pueden activar o desactivar los elementos principales de maniobra (contactores por

ejemplo) con tiempos previamente ajustados, que pueden ir desde fracciones de segundo

hasta muchas horas.

Las formas de operación estándares de los temporizadores son las siguientes: ON DELAY

(retardo a la conexión), OFF DELAY (retardo a la desconexión), PULSO o IMPULSO y la

operación CÍCLICA o INTERMITENTE.

Los contadores son dispositivos de control que generan una salida (ON/OFF), luego de hacer

una comparación entre el número de pulsos ingresados a su entrada y el parámetro de

referencia.

De acuerdo al principio de funcionamiento y tecnología involucrada en su construcción, existe

una amplia gama de temporizadores y contadores. No obstante, la tendencia actual es utilizar

controladores (PLC) o módulos programables que incluyen un gran número funciones para

una diversidad de aplicaciones de automatización y control.


5.3.1 Con base a las ayudas de LOGO, verifique la operación de las funciones de

temporización equivalentes a las formas de operación descritas en el numeral 5.2. así

como la función contador adelante/atrás. Presente impresos los circuitos utilizados

para evidenciar su trabajo.


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5.3.2 Mediante el software LOGO SOFT COMFORT, diseñe un rele cíclico utilizando

temporizadores ON y OFF DELAY para los tiempos de operación y descanso y un

interruptor para controlar el funcionamiento.

5.3.3 Realice un diagrama de tiempos para ilustrar el funcionamiento de todos los

elementos utilizados en el diseño del numeral 5.3.2

5.4 PROCEDIMIENTO

5.4.1 El instructor explicará sobre los diferentes tipos de temporizadores disponibles en el

laboratorio y realizará una demostración práctica sobre las formas de operación On

delay, Off delay, pulso e intermitente.

5.4.2 Utilizando el software LOGO SOFT COMFORT, el instructor, conjuntamente con los

estudiantes, realizará una aplicación sencilla con un temporizador, un contador y la

función texto de aviso, a manera de práctica tutorial.

5.4.3 Descargue al módulo programable LOGO el programa de control solicitado en el

numeral 5.3.2 del trabajo preparatorio y verifique su funcionamiento

5.4.4 Con ayuda del instructor proceda a diseñar el circuito con el que se pueda cambiar los

tiempos de funcionamiento del relé cíclico mediante pulsantes.

5.5 INFORME

5.5.1 Consultando en catálogos de fabricantes, elabore una tabla con las características

técnicas de tres tipos de temporizadores

5.5.2 Diseñe un tablero marcador para un partido de ecuavoley, entre dos equipos A y B

que funcione de la siguiente manera:

a. Mediante un selector de tres posiciones el árbitro pude seleccionar qué equipo

tiene la batida (se le puede adjudicar el punto) Equipo A; jugo detenido;

Equipo B. Para visualizar el modo escogido utilizar las salidas Q1 para el

equipo A; Q 2 para el equipo B y Q 3 para juego detenido. Utilizar además un

texto de aviso para señalar que equipo tiene la batida.

b.- Mediante pulsantes independientes se puede aumentar o disminuir los puntos

a los equipos siempre y cuando el selector lo permita, esto es: para adjudicar

el punto al equipo el selector debe estar colocado en la posición del equipo

que tiene el derecho. El marcador se muestra en un texto de aviso.

c.- Cuando cualquiera de los equipos alcance quince puntos todo el tablero se

bloquea y no se podrá modificar los contadores. Mediante un texto de aviso se

proclama el ganador y se muestran los puntos de cada participante.


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d.- Mediante un interruptor de seguridad se desbloquea el tablero y utilizando un

pulsante se resetean los marcadores para comenzar otro conteo.

e.- Añadir cualquier otra función al tablero que mejore su funcionamiento

Presentar.




Tabla con la lista de todas las variables y su función

Grabar el programa en memoria flash o cd para verificar el funcionamiento en el

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Práctica 6: TEMPORIZADORES Y CONTADORES (Parte 2)

6.1 OBJETIVO

6.1.1 Desarrollar mayores habilidades en el estudiante para el diseño de circuitos de control

con temporizadores y contadores, mediante el módulo programable LOGO.

6.2 INFORMACIÓN

El módulo programable LOGO dispone de funciones de temporización, en las cuales es posible

variar los parámetros de tiempo, a partir de otras funciones de control, como de un contador

por ejemplo.


6.3.1 Mediante LOGO SOFT COMFORT, diseñe el programa de control de un semáforo

ubicado en el cruce de dos vías, de acuerdo a las siguientes condiciones:

a. Mediante un interruptor general S1 se activa o se desactiva el circuito.

b. Mediante un selector de tres posiciones se escoge el modo de operación: modo

FUNCIONAMIENTO, modo CAMBIO TIEMPOS y en OFF del selector modo

NOCTURNO.

c. En el modo FUNCIONAMIENTO el semáforo funcionará con LUZ VERDE – LUZ

AMARILLA – LUZ ROJA, tanto para la vía 1 como para la vía 2.

d. La luz verde de la vía 2 funcionará 10 segundos y las luces amarillas

funcionarán dos segundos siempre.

e. Para calibrar el tiempo de la luz verde de la vía 1, un operador debe colocar el

selector en el modo CAMBIOS y utilizando pulsantes podrá aumentar o

disminuir los segundos. (Utilizar un interruptor para cambiar de aumentar a

disminuir)

f. Mientras el operador se halle trabajando en el cambio de tiempos, las luces

amarillas de ambos lados se encenderán en forma intermitente.

g. En el modo nocturno (OFF del selector, que NO es otra entrada a LOGO sino

que se produce cuando ninguno de los otros modos está seleccionado) se

encenderán las luces amarillas de ambas vías de manera intermitente.


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g. Programar las salidas de la siguiente forma: Q1 (luz verde 1); Q2 (luz amarilla

1); Q3 (luz verde 2); Q4 (luz amarilla 2). Las luces rojas resultan de la conexión

en paralelo las luz verde y amarilla del lado contrario y se sugiere activarlas

como marcas, esto es M1 (rojo 1) = verde 2 + amarillo 2 y M2 (rojo 2) = verde

1 + amarillo 1

h. Mediante un interruptor el operador podrá consultar tanto el tiempo

establecido para la luz verde 1 como el transcurso del mismo. Para el efecto,

utilizar textos de aviso sin olvidar de conectar los contactos de los textos a los

terminales X1; X2, etc para permitir la descarga correcta al relé LOGO.

Para facilitar la conexión al relé LOGO del laboratorio se sugiere utilizar las siguientes

entradas: I1 e I2 entradas para los modos del selector; I4 entrada para interruptor

general; I5 entrada para interruptor que autoriza cambio aumentar o disminuir

tiempos; I6 entrada para consultar textos de aviso I3, I7 e I8 entradas para los

pulsantes que cambian tiempo de verde.

6.3.2 Dibujar el diagrama de tiempos que ilustre el encendido de las luces de los dos lados

del semáforo cuando está operando normalmente

6.4 PROCEDIMIENTO

6.4.1 Pruebe en el módulo programable LOGO el programa de control solicitado en el

numeral 6.3.1 del trabajo preparatorio. De ser necesario, realice las correcciones al

programa.

6.5 INFORME

6.5.1 Diseñar el circuito de control para encender dos lámparas de la siguiente manera:

Mediante un selector de tres posiciones se escoge cual lámpara inicia el ciclo: modo

L1; OFF o modo L2

Con el selector en modo L1 y mediante un pulsante P1 la lámpara L1 se enciende

durante 10 segundos, se apaga y se enciende la lámpara L2 durante 15 segundos para

apagarse

Con el selector en modo L2, mediante el mismo pulsante P1 se enciende la lámpara L2,

funciona durante 10 segundo, se apaga y se enciende la lámpara L1 durante 15

segundos para apagarse.

Grabar el programa en memoria flash o cd para verificar el funcionamiento en el

laboratorio

Utilizar únicamente dos relés de tiempo y realizar dos diseños, uno utilizando solo dos

relés ON DELAY y otro utilizando solo dos relés OFF DELAY


práctica.


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Práctica 7: ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN

Control mediante un módulo programable

7.1 OBJETIVOS

7.1.1 Adiestrar al estudiante en el diseño e implementación de arrancadores de voltaje

reducido, utilizando contactores electromagnéticos como elementos principales de

maniobra y el módulo programable LOGO como dispositivo de control.

7.1.2 Aplicar la lógica de control programada y los criterios de diseño hasta ahora

aprendidos, al accionamiento de motores eléctricos, tomando como ejemplo el

arrancador Y – Delta.

7.2 INFORMACIÓN

El objetivo de cualquier sistema de arranque que sea utilizado para un motor, es disminuir la

magnitud de corriente de arranque, a fin de evitar caídas de voltaje que podrían ser perturbar

la red de alimentación, procurando que el motor desarrolle un par suficiente para que pueda

acelerar desde una velocidad cero hasta el máximo número de revoluciones, en un

determinado tiempo considerando el tipo de la carga mecánica acoplada.

Existen diferentes métodos para arrancar un motor trifásico de inducción, entre los que se

pueden citar: Por resistencias o reactancias primarias, el estrella triángulo, por

autotransformador y los que utilizan elementos electrónicos de potencia, conocidos como

arrancadores suaves (soft starter), cuya operación, funcionalidad, facilidad de programación y

su capacidad de comunicación con controladores programables, le ofrecen una significativa

ventaja respecto a los antes mencionados.

Respecto al arrancador estrella – triángulo, se podría decir que continúa siendo uno de los

más utilizados en el arranque de motores de mediana potencia, dada su simplicidad, bajo

costo y la gran reducción de corriente de arranque que se logra. Sus principales limitaciones

son el bajo torque de arranque que produce y la corriente pico que se origina durante la

transición.


7.3.1 Diseñar el circuito de fuerza para que un motor trifásico de inducción rotor jaula de

ardilla provisto de seis terminales pueda funcionar en los dos sentidos de giro,

provisto de un arranque Y – delta (también conocido como estrella – triángulo).

Incluya protecciones eléctricas contra sobrecargas y cortocircuitos. Utilice la siguiente


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nomenclatura: CH y CAH para los contactores de inversión de giro; CY y CDELTA para

los contactores estrella y triángulo respectivamente.

7.3.2 Mediante el software LOGO SOFT COMFORT, realice el programa de control del

arrancador del numeral anterior, con las siguientes condiciones:

a. Mediante un selector de tres posiciones se escoge: giro horario – apagado –

giro anti-horario.

b. Una vez escogido el sentido de giro, mediante un pulsador P1, primero se

conecta el contactor que realiza la conexión estrella (CY) e inmediatamente

después se energiza el contactor de línea (CH o CAH), que arranca el motor en

el sentido seleccionado.

c. Luego de 7 segundos se desconecta CY y 0.5 segundos después se energiza el

contactor de la conexión triángulo (CDELTA), con lo que el motor pasa a un

régimen de marcha estable.

d. El motor se apaga al poner el selector en posición de apagado o por actuación

del relé de sobrecarga.

e. Incluir un texto de aviso para la condición de sobrecarga.

f. Presentar el diagrama de tiempos de los contactores para el caso de

funcionamiento del motor en sentido de giro horario.

f. Dibujar el circuito de conexiones de entradas y salidas al módulo programable,

colocando los bloqueos físicos a las bobinas de los contactores que no deberían

funcionar al mismo tiempo por ningún concepto. Traer el diseño en una

memoria flash para probarlo en el laboratorio

7.4 PROCEDIMIENTO

7.4.1 Mediante el simulador “off line” del software LOGO SOFT COMFORT, verifique el

correcto funcionamiento del programa de control solicitado en el trabajo preparatorio.

De ser necesario, haga las correcciones que sean del caso.

7.4.2 Conecte los dispositivos de entrada y salida al módulo programable. Ponga bloqueos

físicos (contactos NC) entre las bobinas de los contactores CY y CDELTA; y entre CH y

CAH, conectadas a las salidas del módulo y verifique el funcionamiento correcto de los

contactores.

7.4.3 Utilizando los elementos del tablero electromecánico y los motores trifásicos de

inducción disponibles en el laboratorio, arme el circuito de fuerza solicitado en el

numeral 7.3.1 del trabajo preparatorio y pruebe el funcionamiento del circuito.


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7.5 INFORME

7.5.1 Demuestre que los valores de corriente y torque de arranque de un motor trifásico de

inducción, al arrancarlo con un sistema Y - delta, se reducen a un tercio de los valores

que se tienen al arrancarlo a voltaje pleno (arranque directo).

7.5.2 Explique por qué se produce un transitorio en el circuito de fuerza cuando se realiza el

cambio de conexión de Y a delta

7.5.3 El diagrama de la figura corresponde al circuito principal de un arrancador por

resistencias e inversión de giro de un motor trifásico de inducción. Utilizando el

módulo programable LOGO, realice el programa de control que cumpla las siguientes

condiciones:

a. Mediante un pulsante el motor arranca en sentido

horario alimentado por las resistencias de arranque

b. Después de 5 segundos se puentean las resistencias

de arranque (KM11) y el motor pasa a la condición

normal de operación.

c. Luego de 60 segundos de funcionamiento el motor

se apaga, descansa 10 segundos y arranca en

sentido antihorario, con las resistencias de

arranque conectas por (KM11) durante 5

segundos.

d. Luego de arrancar, el motor funciona durante 30

segundos y se apaga definitivamente

e. El motor también se apaga en cualquier momento

mediante un pulsador de paro o por activación del

relé de sobrecarga

f. Si por alguna razón no se conecta el contactor que

puentea las resistencias de arranque (KM11) se

corre el riesgo de que se quemen debido a que no

son para funcionamiento continuo. Para

protegerlas, utilice otro temporizador que

desconecte todo el circuito si el contactor que

puentea las resistencias no ha operado en un

tiempo de 7 segundos. serie.

Gráfico del texto Telesquemario

de Schneider Electric


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Ayuda para el diseño:

Mediante un contacto auxiliar normalmente abierto del contactor KM11 se informa al módulo

programable la operación del contactor. Si el contacto se cierra quiere decir que no existió

ningún problema con KM11, en el caso de que no se cierre se considera falla. Esto se simula

con un interruptor conectado en una entrada del módulo, el cual se opera manualmente

cuando se activa la salida correspondiente a KM11 para indicar que no hubo problema.

7.5.3 Presentar:

Diagrama de fuerza con todas las protecciones


Tabla con la lista de todas las variables y su función

Diagrama de tiempos que ilustre la operación de los contactores en sentido de giro

horario.



Grabar el programa en memoria flash para verificar el funcionamiento en el

laboratorio


práctica.


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Práctica 8: CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (Parte 1)

Programación en lenguaje ladder

8.1 OBJETIVO

8.1.1 Configurar y programar los PLCs marca Modicon, familia Momentum disponibles en el

Laboratorio de Control Industrial, utilizando el software CONCEPT y el lenguaje ladder

8.1.2 Controlar mediante un PLC la operación de un motor trifásico de inducción de 2

velocidades (conexión Dahlander).

8.2 INFORMACIÓN

Los Controladores Lógicos Programables, también llamados Autómatas Programables o PLCs,

son miembros de la familia de equipos de estado sólido, que tienen circuitos integrados en

lugar de dispositivos electromecánicos para implementar funciones de control. Son capaces

de almacenar instrucciones, tales como de secuenciación, temporización, conteo, aritméticas,

manipulación de datos y comunicación, para controlar procesos y máquinas industriales.

Se puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, órdenes y símbolos

reconocibles por el PLC, a través de su unidad de programación, que le permiten ejecutar una

secuencia de control deseada. El lenguaje de programación en cambio, permite al usuario

ingresar un programa de control en la memoria del PLC, usando una sintaxis establecida.

En la mayoría de los casos, cada fabricante diseña su propio software de programación, lo que

significa que existe una gran variedad comparable con la cantidad de PLCs existentes en el

mercado.

El estándar IEC 61131-3 define dos lenguajes gráficos y dos lenguajes basados en texto, para

la programación de PLCs. Los lenguajes gráficos utilizan símbolos para programar las

instrucciones de control, mientras los lenguajes basados en texto, usan cadenas de caracteres

para programar las instrucciones.

• Lenguajes gráficos : Diagrama ladder (LD); Diagrama de bloques de funciones

(FBD);

• Lenguajes textuales: Lista de instrucciones (IL); Texto estructurado (ST)

• Adicionalmente, el estándar IEC 1131-3 incluye una forma de programación

orientada a objetos llamada Sequential Function Chart (SFC).


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8.3.1 Lea el documento “Uso del Concept 2.6 XL” que se les proporcionó al inicio del curso.

8.3.2 Con base a las ayudas de Concept, verifique la operación de los siguientes bloques de

función: temporizadores: TON, TOF; aritméticas: ADD, SUB; detección de flanco:

R_TRIG, F_TRIG. Para evidenciar su trabajo imprima los circuitos utilizados.

8.3.3 A partir del circuito de fuerza, y que corresponde a un motor trifásico de inducción

Dahlander de dos velocidades (indicado más adelante), diseñe el circuito de control

en lenguaje ladder, para que dicho motor funcione cíclicamente de la siguiente forma:

6 segundos en baja velocidad, descanse 3 segundos, 6 segundos en alta velocidad,

descanse 3 segundos, y vuelva a comenzar el ciclo. El ciclo se inicia mediante un

pulsador de marcha y se detiene en cualquier instante con un pulsador de paro o si

operan los relés térmicos.

8.3.4 Realice el diagrama de conexiones de las entradas y salidas al PLC considerando los

bloqueos necesarios para que por ningún motivo puedan funcionar el mismo tiempo

los contactores C2 (Cbaja) y los que conectan alta velocidad C1(Calta) y C3 (Ccc)

Para el diseño se sugiere implementar un temporizador cíclico con dos temporizadores (1

TON y 1 TOF), que conecte un mando alternativo (baja – alta – baja…).

8.4 PROCEDIMIENTO

8.4.1 De manera tutorial, el instructor explicará el procedimiento para ingresar al software

de programación Concept, así como las principales opciones del menú para crear y

configurar un proyecto, crear secciones de programa, simular y descargar un proyecto

en el PLC.

8.4.2 Editar y simular el diagrama ladder solicitado en el procedimiento, y, si es del caso,

realice las correcciones necesarias.

8.4.3 Conectar los dispositivos de entrada y salida, descargar el programa al PLC y probar su

funcionamiento.

8.4.4 Alambrar el circuito de fuerza y operar el motor.

8.5 INFORME

8.5.1 Explique en qué se fundamenta la conexión Dahlander, para obtener 2 velocidades

(relación ½), y por qué se debe utilizar dos relés térmicos para protección.


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8.5.2 Diseñe el circuito de fuerza y el de control para que un motor de inducción conexión

Dahlander pueda funcionar en ambos sentidos de giro cada vez en forma cíclica baja-

descasa-alta-descasa, de la siguiente forma:

Mediante un interruptor se puede escoger el sentido de giro ON horario y OFF

antihorario, con un pulsador se inicia la operación y con otro se la puede finalizar

en cualquier momento.

Cada ciclo comprende que el motor funcione 6 segundos en baja velocidad,

descanse 3 segundos, 6 segundos en alta velocidad, descanse 3 segundos, y vuelva

a comenzar el ciclo.

Mediante dos pulsadores se puede aumentar o disminuir el tiempo de

funcionamiento del motor cambiando los 6 segundos iniciales. Se sugiere utilizar

un circuito como el que se muestra en la figura, implementado en otra sección del

programa.

Si cualquiera de los relés térmicos detecta sobre carga el motor se detendrá

automáticamente.

8.5.3 Para la pregunta 8.5.2 presente el circuito de fuerza, el diagrama de control, el

diagrama de conexiones de entradas y salidas al PLC, la tabla de declaración de

variables y grabe el diseño en una memoria para ser revisado en el laboratorio


práctica.


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C2 contactor para funcionamiento en baja velocidad Cbaja

C1 contactor para funcionamiento en alta velocidad Calta

C3 contactor para funcionamiento en alta velocidad que cortocircuita los terminales Ccc

F2

C1

W1W2

V1V2

U2 U1

F3

C2 C3

Ff2Ff1

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ALTA VELOCIDAD

U2

BAJA VELOCIDAD

W1

W2 V2

W2

V1

W1

U1

U1U2

V2

V1


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Programación en lenguaje FBD

9.1 OBJETIVOS

9.1.1 Desarrollar habilidades en el estudiante para el diseño de programas de control

utilizando el lenguaje o diagrama de bloques de funciones (FBD).

9.1.2 Familiarizar al estudiante con el uso de nuevas funciones de control.

9.2 INFORMACIÓN

El diagrama de bloques de función es un lenguaje gráfico que permite a los usuarios describir

procedimientos complejos, por simplemente juntar funciones y bloques de función, similar a

dibujar un diagrama de circuito lógico digital, con la ayuda de un editor gráfico.

Las salidas lógicas no requieren incorporar una bobina de salida, ya que ésta es representada

por una variable asignada a la salida del bloque. Sin embargo si se trata de comandar una

salida física como la bobina de un contactor o una electroválvula se debe declarar la variable

como salida física del PLC.

La Norma IEC 61131-3 incluye una gran cantidad de funciones y bloques de función

estándares para llevar a cabo una gran variedad de aplicaciones de control.

Adicionalmente a las funciones lógicas estándares y específicas del fabricante, el lenguaje FBD

de la Norma IEC 61131-3 permite al usuario construir sus propios bloques de funciones, de

acuerdo a los requerimientos del programa de control.

El diagrama de bloques de función resulta especialmente cómodo de utilizar, a técnicos

habituados a trabajar con circuitos de puertas lógicas, ya que la simbología usada en ambos

casos es equivalente.


9.3.1 Utilizando las ayudas de Concept, investigue sobre el uso de los bloque RS y SR y

establezca claramente la diferencia, cuando los dos pulsantes de las entradas se

presionan a la vez

9.3.2 Diseñe el circuito de control del informe de la práctica No 8 en lenguaje FBD, utilice los

bloques RS o SR cuando requiera uso de memorias.


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9.4 PROCEDIMIENTO

9.4.1 Utilizando el simulador “off line”, pruebe el funcionamiento del programa diseñado. De

ser necesario, consulte al instructor para hacer las correcciones que sean del caso.

9.5 INFORME

9.5.1 Traslade a lenguaje FBD el diseño de la pregunta 4.5.1 de la práctica 4 utilizando

bloque se SR o RS cuando sea necesario.

9.5.2 Incorpore al diseño anterior un algoritmo de aumentar o disminuir una variable

(estudiado en clase) para simular la variación de la altura del pozo de la siguiente

forma:

• La altura aumenta a medida que aportan usuarios para llenar el pozo, cada uno

con un caudal 0.75Q, de tal manera que si son dos usuarios el caudal de llenado

será 1.5Q

• La altura disminuye con las bombas cuyo caudal de vaciado es 1Q para cada

una, de tal manera que si funcionan las dos bombas el caudal de vaciado será

2Q

• La idea es que una bomba puede vaciar el aporte de un usuario, pero si son dos

usuarios se requiere que operen las dos bombas

El valor de la altura variable entre 0 y 100, se mostrará en una salida 4:1 del PLC

virtual y para simular los flotadores, se sugiere utilizar comparadores y bloque SR.

9.5.3 Para la pregunta 9.5.2 presente el circuito de fuerza, el circuito de control, el diagrama

de conexiones de entradas y salidas al PLC, la tabla de declaración de variables y grabe

el diseño en una memoria para ser revisado en el laboratorio

9.5.5 Comentarios y conclusiones sobre el cumplimiento de los objetivos propuestos en la

práctica.


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Programación en Lenguaje SFC

10.1 OBJETIVO

10.1.1 Instruir al estudiante sobre la estructura, componentes, programación y aplicación del

lenguaje o diagrama secuencial de funciones SFC.

10.2 INFORMACIÓN

El estándar IEC 61131-3 incluye una forma de programación orientada a objetos llamada

Sequential Function Chart (SFC). SFC es a menudo categorizado como un lenguaje IEC, pero

éste es realmente una estructura organizacional que coordina o se complementa con los

cuatro lenguajes estándares de programación (LD, FBD, IL y ST).

SFC es similar a un diagrama de flujo, en el que se puede organizar los subprogramas o

subrutinas (programadas en LD, FBD, IL y/o ST) que forman el programa de control. SFC es

particularmente útil para operaciones de control secuencial, donde un programa fluye de un

punto a otro, una vez que una condición ha sido satisfecha (cierta o falsa).

El marco de programación de SFC contiene tres principales elementos que organizan el

programa de control: Pasos (Steps); Transiciones (Transitions); Acciones (Actions)

El programa irá activando cada una de las etapas y desactivando las anteriores conforme se

vayan cumpliendo cada una de las condiciones.


10.3.1 Consultar en las ayudas de CONCEPT, sobre los clasificadores de acciones (“action

qualifiers”) que operan dentro de un paso.

10.3.2 Con base a la siguiente figura, en la que se ilustra un proceso de mezcla de dos

ingredientes, realizar el diagrama secuencial de funciones (SFC) para que dicho

proceso funcione de la siguiente manera:

a. En condición inicial el tanque está vacío, las 3 válvulas cerradas, el motor apagado y

los contactos de los 3 sensores abiertos.

b. Mediante un pulsador se inicia el proceso abriendo la válvula 1, la cual se cierra

cuando el ingrediente A llega al nivel que detecta el sensor 1 (medio)


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c. Una vez cerrada la válvula 1 funciona un

agitador (motor) durante 60 segundos

d. Inmediatamente se abre la válvula 2, la

misma que se cierra cuando el

ingrediente B llega al nivel que detecta el

sensor 2 (lleno)

e. Una vez ingresados los dos ingredientes,

el agitador (motor) funciona durante 60

segundos, transcurrido ese tiempo se

detiene y se abre la válvula 3 para

evacuar la mezcla.

f. Cuando el sensor 0 (vacío) detecte

tanque vacío el proceso vuelve al paso inicial.

10.4 PROCEDIMIENTO

10.4.1 Utilizando el simulador “off line”, pruebe el funcionamiento del programa solicitado en

el preparatorio. De ser necesario, consulte al instructor para hacer las correcciones

que sean del caso. Considere la operación manual de los pulsantes y sensores de nivel

para los permisos.

10.4.2 Utilice una subrutina para simular el llenado y vaciado del tanque, creando una

variable real NIVEL TANQUE que varíe entre el 0% y el 100%. Para simular los

sensores de nivel utilice comparadores que se activen con dicha variable: vacío (3%);

medio lleno 45% y lleno 95%, con lo cual se puede facilitar el manejo del proceso.

10.4.3 Mejore el circuito anterior para que, en caso de sobrecarga del motor, se ordene que

este se detenga y se pare todo el proceso hasta que se ordene reiniciar mediante el

pulsante de inicio.

10.4.4 Realice modificaciones al programa desarrollado, para incluir paro de emergencia,

secuencias alternativas, saltos y otras secciones, de acuerdo a lo sugerido por el

instructor.

10.5 INFORME

10.5.1 Tomando como referencia la siguiente figura, diseñe el programa de control, en SFC,

para la dosificación, mezcla y lavado de un tanque de proceso, de la siguiente manera:

a. A diferencia del proceso desarrollado en la práctica, en éste se incluye el lavado del

tanque y el motor del agitador funciona en los dos sentidos de giro.

M Válvula 1

Sensor 1

1

Sensor 2

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Válvula 2

Válvula 3

Ingred. A Ingred. B

Sensor 0


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b. El proceso empieza eligiendo la operación deseada mediante un selector de tres

posiciones: Mezcla – Paro – Lavado.

c. Para dar inicio a la opción escogida, se

debe presionar el pulsador Pmarcha.

d. En la opción “Mezcla” y luego de

presionar Pmarcha, el proceso de

mezcla funciona de manera similar a

lo descrito en el numeral 10.3.2 del

trabajo preparatorio.

e. En la opción “Lavado” y luego de

presionar Pmarcha, se abre la válvula

4 (ingreso de agua) y se cierre cuando

el nivel de agua es detectado por el

sensor 2 (lleno). Luego funciona el

agitador en sentido horario durante

15 segundos; transcurrido este

tiempo se abre la válvula 3, para

vaciar el tanque. Esta operación de lavado se repite por segunda ocasión

automáticamente.

f. En el segundo ciclo de lavado, al terminar de vaciar el tanque, el agitador vuelve a

funcionar con la válvula 3 abierta, 10 segundos en sentido horario y 10 segundos en

sentido antihorario, luego de lo cual se cierra la válvula y se pasa a condiciones

iniciales.

g. En el modo mezcla, en caso de sobrecarga del motor, si esta se presenta en la primera

agitación se ordena que se abra la válvula 3 para vaciar el tanque y el proceso vuelva

al paso inicial. Si la sobrecarga se presenta en la agitación con el tanque lleno, se

ordena que el motor se detenga hasta que se ordene reiniciar mediante el pulsante de

marcha.

j. Si la sobrecarga se presenta en el modo lavado el motor se detendrá inmediatamente y

se ordenará la apertura de la válvula tres para vaciar el tanque y que el proceso vuelva

al paso inicial.

Utilizar la subrutina SUBAJA para simular el llenado y vaciado del taque, en forma similar a lo

realizado durante la práctica.

10.5.2 Presente el circuito de fuerza, el diagrama de conexiones de entradas y salidas al PLC

de la aplicación anterior, imprima las diferentes secciones del programa y grabe el

diseño en una memoria para ser revisado en el laboratorio

10.5.3 Comentarios y sugerencias sobre la práctica realizada

Válvula 4

M Válvula 1

Sensor 1

1

Sensor 2

Válvula 2

Válvula 3

Ingred. A Ingred. B

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Agua


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Tratamiento de variables analógicas

11.1 OBJETIVO

11.1.1 Instruir al estudiante en el uso de entradas y salidas analógicas de un PLC.

11.2 INFORMACIÓN

Si bien la mayor parte de aplicaciones de los controladores programables están orientadas al

control discreto y secuencial, cuando a su arquitectura de hardware se incorporan módulos de

entradas y salidas analógicas, su campo de aplicación se extiende al control continuo y de lazo

cerrado.

En la actualidad, la mayoría de PLCs, incluyendo los más pequeños, traen incorporados o

tienen la posibilidad de añadir módulos de entradas y salidas analógicas, módulos de

termocupla y otros especiales.

Las entradas y salidas analógicas de los PLCs generalmente trabajan con valores estándares

de voltaje de 0 a 5 Vdc, 0 a 10 Vdc y de corriente de 0 a 20 mA, con resoluciones de 10, 12 y

hasta de 16 bits (de -32768 a +32767).


11.3.1 Investigue sobre el funcionamiento de un sistema de refrigeración sencillo y presente

un esquema que ilustre de la mejor manera el proceso.

11.3.2 Diseñe el circuito de control para un sistema de refrigeración que funciona de la

siguiente manera:

El sistema está provisto de un compresor para impulsar el refrigerante, movido por

un motor trifásico de inducción de cuatro polos alimentado por un variador de

velocidad, que permite hacerlo funcionar entre 0 y 1780 RPM, modificando la

frecuencia de alimentación entre 0 y 60 Htz.

La alimentación al variador se la hace por medio de un contactor de tal manera que

para arrancar el sistema se debe tanto ordenar el accionamiento de la bobina de dicho

contactor como colocar un uno lógico en una de las entradas del variador. Para

modificar la frecuencia se debe colocar un voltaje de entre 0 a 10V DC en una entrada

analógica del variador. En caso de sobrecarga el variador activa un contacto para

alertar al PLC sobre el evento.


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Para que el producto a enfriar alcance una temperatura determinada, se debe

recircular el refrigerante en mayor cantidad a medida que éste aumenta su

temperatura (a mayor temperatura mayor velocidad de circulación).

La medida de temperatura se la obtiene mediante un sensor/transmisor, que entrega

una señal de 0 a 10 Vdc proporcional a 0º y 100ºC de temperatura.

El control debe funcionar con las siguientes condiciones:

Mediante un interruptor general de mando se ordena que opere el variador de

velocidad y que se inicie el bombeo de refrigerante.

Si la temperatura del refrigerante está bajo 25ºC la velocidad del motor debe ser

de 550 RPM.

Si la temperatura del refrigerante está entre 25ºC y 45ºC la velocidad del motor

debe ser 1000 RPM.

Si la temperatura del refrigerante está sobre 45ºC la velocidad del motor debe ser

1750 RPM.

El sistema deja de funcionar si se apaga mediante el interruptor general de mando

o si se produce una sobrecarga.

Para verificar el funcionamiento del control se debe utilizar la entrada analógica 3:1

del PLC virtual, calibrada como una variable real entre 0 y 100. En el caso de la

velocidad se la debe mostrar en la variable analógica de salida 4:1 calibrada entre 0 y

2000.

11.4 PROCEDIMIENTO

11.4.1 Utilizando el simulador “off line”, pruebe el funcionamiento del programa solicitado en

el trabajo preparatorio. De ser necesario, consulte al instructor para hacer las

correcciones que sean del caso.

11.4.2 El instructor dará una explicación sobre el módulo de entradas y salidas analógicas

disponible en los PLCs del laboratorio, así como del variador de velocidad.

11.4.3 El instructor realizará la demostración práctica del ejercicio anteriormente descrito.

11.5 INFORME

11.5.1 Realizar el programa, para controlar la operación de un tanque de centrifugado de 10

litros de capacidad, que dispone un motor trifásico de inducción de cuatro polos

accionado por un variador de velocidad que permite hacerlo funcionar entre 0 y 1780

RPM, modificando la frecuencia de alimentación entre 0 y 60 Htz.

El variador (del laboratorio) puede hacer funcionar el motor en los dos sentidos de

giro para lo cual dispone de dos entradas digitales que operan: uno lógico en IN1

arranca el motor y funciona en sentido horario, para cambiar de sentido se debe quitar


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el uno lógico en IN1 y colocar un uno lógico en IN2. Para

modificar la frecuencia se debe colocar un voltaje de entre 0

a 10V en una entrada analógica del variador. En caso de

sobrecarga el variador activa un contacto para alertar sobre

el evento al circuito de control.

En ocasiones se utiliza un contactor (K1 en la figura) para

desconectar totalmente el circuito de fuerza. En este caso la

orden de inicio de funcionamiento se debe dar tanto para la

entrada del variador como para activar la bobina del

contactor en dos salidas distintas del PLC.

Un sensor de nivel conectado a una entrada analógica del

PLC (3:1), da una señal que indica la variación del volumen del tanque entre 0 y 10

litros. Este sensor se simula calibrando la entrada analógica del PLC virtual como

variable real entre 0 y 12 litros.

El proceso de centrifugado debe funcionar de la siguiente manera:

Si el nivel del tanque se halla entre 1 y hasta 5 litros mediante un pulsante P1

se ordena que el variador arranque el motor en sentido de horario a una

frecuencia de 30 Hz y funcione durante 15 segundos. Luego de este tiempo el

motor cambiará de sentido de giro y funcionará 45 Hz para detenerse al cabo

de 15 segundos.

Cuando el nivel sea superior a 5 litros, mediante el mismo pulsador P1 se

ordena que el variador arranque el motor, en el sentido horario, a una

frecuencia de 50 Hz y funcione durante 20 segundos. Luego de este tiempo el

motor cambiará de sentido de giro y pasará a una frecuencia de 60 Hz para

detenerse al cabo de 15 segundos.

El proceso de centrifugado termina luego de completarse el ciclo

correspondiente o cuando se presiona un pulsante de paro P2.

En el caso de sobrecarga del motor se ordena la desconexión del variador y el

proceso se inicia desde el principio mediante el pulsante P1, siempre y cuando

se haya solucionado el problema.

Utilice el simulador “Off line” para verificar el correcto funcionamiento del

programa y muestre el valor de la frecuencia en la salida virtual 4:1

11.5.2 Presente el circuito de fuerza, el circuito de control, el diagrama de conexiones de

entradas y salidas al PLC de la aplicación anterior y grabe el diseño en una memoria

para ser revisado en el laboratorio. Realice comentarios y sugerencias sobre el

cumplimiento de los objetivos propuestos en la práctica.

VF

M

K1


Prá

ctic

a 1

2:

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arte

5)

35


Entradas y salidas analógicas remotas

12.1 OBJETIVOS

12.1.1 Familiarizar al estudiante con el manejo de entradas y salidas analógicas disponibles

en un módulo remoto que requiere puertos de comunicación para transferir datos

entre PLCs y el módulo.

12.2 INFORMACIÓN

En el Laboratorio de Control Industrial se dispone de PLC’s provistos de un módulo analógico

remoto, cuyos detalles de configuración y manera de conexión se hallan descritos en el

documento “Módulo analógico de PLC Momentun”


12.3.1 Leer el documento “Módulo analógico de PLC Momentun” y realizar un organizador

gráfico que resuma su contenido

12.3.2 Grabar el diseño realizado en el informe de la práctica No 11 en una memoria flash

12.4 PROCEDIMIENTO

12.4.1 Verificar el funcionamiento del circuito diseñado en la práctica anterior utilizando el

PLC virtual para el efecto

12.4.2 El instructor dará una explicación sobre el módulo de expansión de entradas y salidas

analógicas, y de su comunicación con el PLC a través de la red “Modbus Plus” así como

de la manera de utilizar la función Peer Cop para configurar las entradas y salidas

específicas, y transferir datos entre el PLC y el módulo de expansión.

12.4.3 Realice los cambios que sean necesarios en el circuito probado en el numeral 12.4.1

para transferir datos entre el PLC y módulo de expansión de entradas y salidas.

12.4.4 El instructor realizará la demostración práctica del ejercicio antes indicado.

la oratorio de ontrol industrial a ril...

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