sesion 1 - introd control secuencial

Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.

UNIVERSIDAD DE LOS LLANOSUNILLANOS

Sesión 1: Generalidades

• Esquema general de un sistema

automatizado

• Introd Sistemas de control secuencial

• Principios Electroneumática - component

• Lenguajes Prog PLC: Grafcet y Ladder.

• Métodos Secuenciales Electroneumat.

• Practica I: Fluidsim – PLCSim

Sesión 2: Electroneumática y PLC

• Selección Componentes neumáticos

• Introd sistema SCADA – WinCC Flexible

• Practica II: Montaje Ejercicios Taller No. 1

sistema electroneumático con PLC Siemens

Sesión 3: Ctrl de procesos Secuenc I

• Diagramas P&ID

• Config, bloque de función PLC S7-300

• Practica III: Program. Bco Ctrl procesos y

SCADA – WinCC Flexible

Sesión 4: Ctrl de procesos Secuenc II

• Transmisores

• Escalizado Señales análogas en PLC.

• PID - Principios

• Practica IV: Configuración PID y Prog

PLC variables análogas.

• Modelar Bco ctrl procesos

Sesión 5: Secuenc. Lógica Cableada

• Principios electricidad Industrial

• Secuencias en lógica cableada

(FIFO – LIFO)

• Manejo de elementos finales de control:

• Válvulas de control (Solenoides)

• Accionamiento de Motores

• Controladores Temperatura

• Practica V: Montaje sistemas cableados.


Sesión 1: Generalidades

Sesión 2: Electroneumática y PLC

Sesión 3: Ctrl de procesos Secuenc I

Sesión 4: Ctrl de procesos Secuenc II

Sesión 5: Secuenc. Lógica Cableada


• Taller No. 1:

• Entrega Taller No. 1

• Parcial No. 1

• Taller No. 2

• Entrega taller No. 2

• Parcial No. 2

• Entrega Parcial No. 2

• Entrega taller No. 2

• Examen Final

• Entrega Examen Final

PORCENTAJES

• Taller 1 15 %• Taller 2 15 %• Parcial 1 20%• Parcial 2 20%• Examen Final 30%

---------------------100%

Esquema general de un sistema automatizado

Introducción Sistemas de control secuencial

Control Secuencial: Electroneumática – componentes

Lenguajes de Programación: GRAFCET

Métodos Secuenciales Electroneumáticos

Practica I: Fluidsim – PLC



Instrumentación y Control Secuencial

1. Esquema General Sistema Automatizado


• SCADA

• DCS

• Panel Mando

Supervisión

• PLC

• Tarjetas

• Controladores

Control• Sensores

• Actuadores

• Motores

Proceso


Sistemas de Supervisión


Un sistema SCADA esta basado encomputadores que permiten supervisar ycontrolar a distancia una instalación, proceso osistema de características variadas.

SCADA: Supervisión Control y Adquisición de Datos

Un SCD trabaja con una sola Base de Datosintegrada para todas las señales, variables,objetos gráficos, alarmas y eventos del sistema

opera de forma centralizada y la eprogramación es multiusuario

gestión de la información de planta,integrándola verticalmente hacia la cadena detoma de decisiones y otros sistemas riba en lajerarquía de la producción

DCS: Sistemas de Control DistribuidoDebilidades:• Costo elevado• Poca flexibilidad,• difícil escalizacion en procesos

por lotes

Debilidades:• Bases de datos independientes• Poco control avanzado• Integración de Hardware y

software con dificultades

Sistemas de Supervisión

SCADA DCS

INTOUCH

DELTA V

ASPECTO SCADAs DCS

TIPO DE ARQUITECTURA CENTRALIZADA DISTRIBUÍDA

TIPO DE CONTROL PREDOMINANTE

SUPERVISORIO: Lazos de control cerrados por el operador. Adicionalmente: control secuencial y regulatorio.

REGULATORIO: Lazos de control cerrados automáticamente por el sistema. Adicionalmente: control secuencial, batch, algoritmos avanzados, etc.

TIPOS DE VARIABLES DESACOPLADAS ACOPLADAS

ÁREA DE ACCIÓNÁreas geográficamente distribuídas.

Área de la planta.

UNIDADES DE ADQUISICIÓN DE DATOS Y CONTROL

Remotas, PLCs. Controladores de lazo, PLCs.

MEDIOS DE COMUNICACIÓN

Radio, satélite, líneas telefónicas, conexión directa, LAN, WAN.

Redes de área local, conexión directa.

BASE DE DATOS CENTRALIZADA DISTRIBUÍDA

Diferecncias Entre Sistemas SCADA y DCS



Los sistemas de control se pueden dividir en dos grandes grupos:


Clasificación de los sistemas de CONTROL

2. continuos o de regulación: variables analógicas.

1. secuenciales:

variables todo/nada



Control - Tecnologías para la Automatización

Lógica Cableada

• si la solución no es programada, sino que se lleva a cabo por medios físicos

Lógica Programada

• si la solución consiste en un algoritmo codificado en un dispositivo programable

2. Introducción Sistemas de control secuencial


TECNOLOGÍAS Cableada 1. Electrneumáticos

Hidráulicos

3. Eléctricos (lógica Cableada)

Programada Microcontroladores

2. PLC (Lógica Programada)

Ventajas:- Simplicidad, adecuados para problemas sencillos

Desventajas:- Ocupa mucho espacio- Poca Flexibilidad

Ventajas:- Flexibilidad y costo para aplicaciones media/alta

Desventajas:- Complicados y caros para aplicaciones simples


Ejemplo Sistema Control Secuencial


1. Electrneumático

2. Programada

3. Cableada


Esquema Lógica Cableada y Programada

Lógica Cableada Lógica Programada



Componentes: Elementos de Un sistema Neumático

3. Control Secuencial: Electroneumática

• Válvulas

• Tubería

• Rotativos

• Simple Efecto

• Doble Efecto

• FRL• Compresor

Generador de Energía

Tratamiento de Aire

Mando y Control

Actuadores

Componentes: Compresor




Componentes: Tratamiento del Aire


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

Además la presión de trabajo debe estarregulada.


Componentes: Ejemplo Generación y Tratamiento del Aire



Componentes: Mando y Control


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

Se dibujan tantos cuadros como posiciones tiene

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

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

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

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


Componentes: Válvulas Neumáticas - SIMBOLOGIA


Componentes Símbolo VÁLVULA 4/2

1

24

3

Posición 1Posición 2 Vías

Numero de Vías

Impares

Pares

AccionamientoEléctrico

AccionamientoEléctrico

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

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

y Retorno por muelle

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

Racor

5

Racor rápido 1/8”x4mm

SilenciadoresBronce

Acc EléctricoSolenoide 110VAC

Acc EléctricoSolenoide 110VAC

Acc. manual

1

24

5

4

Símbolo

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

Componentes: Válvulas Neumáticas - SIMBOLOGIA



Componentes: Válvulas Neumáticas - Accionamientos


Componentes: Válvulas Neumáticas - Accionamientos


Actividad: Cual es el nombre técnico de estas válvulas?


Componentes: Actuadores Neumáticos SIMPLE EFECTO


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


Componentes: Actuadores Neumáticos DOBLE EFECTO


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

el de retroceso.


Componentes: FINALES DE CARRERA


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

Conexión Componentes Neumáticos



ACTUADOR SIMPLE EFECTO ACTUADOR DOBLE EFECTO

Válvula 3/2 Monoestable con accionamiento eléctrico 110VAC

Válvula 5/2 Monoestable con accionamiento eléctrico 110VAC

S1 S2 S1 S2


Control Componentes Neumáticos – Ejemplo maquina estampadora


SIMULACION: AUTOMATION STUDIO O FLUID SIM

Estructuras de una cadena secuencial

4. Lenguajes de Programación: GRAFCET


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

T1

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

T2

Condición Transición

Acciones de etapacontienen instrucciones para el control del proceso

S1Etapa 1

S2Etapa 2

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

Etapa 2

N M0.1

S I0.1

R Q0.0

Etapa 1

D M0.0

T#10S

Saltosson pasos de una transición a una etapa cualquiera S1

T2 Saltos

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

Elementos de una cadena secuencial



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

encuentre más a la izquierda.




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




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

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

volver a arrancar con el parámetro INIT_SQ.

Operando Acciones



5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos


PASO A PASO MAXIMO

CONDICIONES:

• Utilizar válvulas BIESTABLES.

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

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

• El último paso tiene un pulsador de inicio.

PROCEDIMIENTO:

1. Dibujar un croquis de situación.

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

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

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



PASO A PASO MAXIMO - EJEMPLO

1. Croquis

2. Ecuación Movimiento

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

Ejemplos ecuación de movimiento

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

A+ A-B+ B-

A- B+ A+ B-

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

S2S1 S3 S4 S5 S6

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



2. Ecuación Movimiento:

• Cada letra corresponde a un grupo

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

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

CONDICIONESFinales Carrera

S2 S4 S3 S6 S5 S1


S2S1 S3 S4 S5 S6

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

1. Ver Programación Grafcet

2. Ver Programación Ladder

3. Ver Plano Electroneumático y PLC

4. Video ejemplo PLCSim y FluidSim

5. Ver ejemplo de Programación




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

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

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

Ejemplo/Paso a paso maximo


PASO A PASO MAXIMO – ACTIVIDAD 1


Con base en el ejemplo anterior resolver:

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

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



METODO POR ANULACION DE CADENA


CONDICIONES:

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

S2S1 S3 S4 S5 S6

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

S2 S4 S3 S6 S5 S1

1. Ver Programación Grafcet

2. Ver Programación Ladder

3. Ver Plano Electroneumático y PLC

4. Ver ejemplo de Programación




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

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

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

Ejemplo/Metodo por anulacion cadena


METODO POR ANULACION DE CADENA – ACTIVIDAD 2


Con base en el ejemplo anterior resolver:

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

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




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


1.

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

1.

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





METODO PASO A PASO MAXIMO


Taller No. 1


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

Realizar en Grupos de 2 personas

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

sesion 1 - introd control secuencial

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