04. - Descripción del equipo usado

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1 04. - Descripción del equipo usado

2 Ahora se detallaran cada uno de los equipos usados en la instalación. 1. Modicon M340 Este autómata de Telemecanique esta ideado para los fabricantes de máquinas en sectores como el embalaje secundario, el de la manutención, el textil, la imprenta, el agroalimentario, las máquinas para madera, la cerámica,... Es un autómata sólido, potente y compacto que al igual que los demás componentes de la familia de plataformas Modicon esta asociado al software Unity Pro, que es un software común de programación, puesta a punto y explotación de los autómatas Modicon, M340, Premium, Quantum y coprocesadores Atrium. Ahora se verá la configuración del autómata que tiene la instalación. 1. Rack: Se tiene un rack BMX XBP 0800 el cual recibe obligatoriamente un módulo de alimentación y un procesador Modicon M340. Además se pueden incluir hasta un máximo de 7 módulos de entradas/salidas y módulos de funciones específicas. 2. Alimentación: El sistema posee el módulo de alimentación de red de corriente alterna BMX CPS Este módulo se alimenta de una red de corriente alterna de entre 100 y 240V y da 24V de corriente continua. 04.1

3 3. Procesador y comunicación: El procesador es el BMX P el cual es del tipo avanzado con 4096 Kb de memoria de usuario interna. Permite un máximo de 1024 E/S digitales, 256 E/S analógicas y 36 vías de contaje. Los puertos de comunicación integrados que dispone es un enlace serie Modbus y conexión a red Ethernet TCP/IP. Además posee un puerto USB tipo mini B para conectarlo con el PC. Dispone también de una ranura para tarjetas de memoria flash tipo SD card destinada a la copia de la zona de programa, símbolos y comentarios y de la zona de constantes. Por defecto el procesador se suministra con la tarjeta de memoria flash BMX RMS 008MP. Los módulos de procesador están siempre instalados en los Racks BMX XBP XXXX con dirección 0 y posición

4 4. Módulo de entradas digitales: Se dispone del módulo BMX DDI 6402K el cual posee 64 vías aisladas de entrada a 24V de corriente continua con lógica positiva. La conexión se realiza mediante 2 conectores de 40 contactos. 04.3

5 5. Módulo de salidas digitales: Se dispone del módulo BMX DDO 6402K el cual posee 64 vías protegidas de salida a 24V de corriente continua con lógica positiva. La conexión se realiza mediante 2 conectores de 40 contactos. 04.4

6 2. Lector de códigos de barras Para la aplicación de este proyecto se ha usado el lector de códigos de barras existente en la planta implementado inicialmente por D. Fco. Javier de los Dolores Lupión en su proyecto fin de carrera. El lector de códigos de barras se conecta a un circuito adaptador el cual proporciona el dato leído de dos formas, mediante un puerto serie RS-232 y mediante, lo que el diseñador denomino, una interface robótica, la cual proporciona el dato en BCD. El lector se usará para identificar las piezas que circulan por el sistema. El código de barras que se usará es el code 39 que es un código de barras lineal capaz de representar letras mayúsculas, números y algunos caracteres especiales, como el espacio. Para este proyecto se han realizado dos modificaciones del circuito adaptador con el fin de: 1. Usar la interface robótica. 2. Usar la alimentación de 24V del PLC en vez de la externa de 12V que se tenía. 1. Uso de la interface robótica. El propósito inicial de la interface robótica era el de conectar directamente el lector de códigos de barras con el controlador del robot del almacén. En este proyecto se usará dicha salida para conectar el lector con el autómata de la planta. Esta interface consta de los pines siguientes: - b0 a b3: Representan el dato leído por el lector en BCD. - rdy: Señal de dato preparado que se activa después de colocar el dato BCD en la salida del adaptador. - ID1: Señal de entrada al adaptador. Cuando esta a nivel alto se baja la señal de dato preparado y se espera a que este a nivel bajo para enviar el siguiente dato BCD. Las salidas b0 a b3 y la señal de rdy provienen del 7406 que es un inversor séxtuple con salida a colector abierto, por lo tanto se tendrán que fijar estos pines a nivel alto mediante una impedancia. El transistor de salida del inversor se usa como interruptor. Cuando esta cerrado la salida se pone a tierra mientras que cuando el transistor esta abierto la salida se conecta a Vcc. Esta conexión se realiza mediante una impedancia para limitar la corriente. 04.5

7 Según las hojas de especificaciones del Modicon M340 el nivel alto para el módulo de entrada BMX DDI 6402K se tiene para tensiones mayores de 15V, con corrientes superiores a 1mA. Con estos datos se tiene que la caída máxima de tensión en la impedancia no puede ser mayor de 9V y como la corriente en este caso debe ser mayor de 1mA se tiene usando la ley de Ohm V=R I que R<9kΩ. Finalmente se ha escogido una impedancia de 1kΩ. A continuación se muestra el esquemático de la conexión entre el autómata y la interface robótica: Como se puede observar las entradas del autómata estarán normalmente a nivel alto, ya que el transistor de salida del inversor de la interface robótica comentado anteriormente estará abierto. Cuando se lee un código de barras el adaptador pasa la información a BCD y los bits correspondientes al código leído en la interface robótica se ponen a nivel bajo. Esto ocurre porque el transistor de salida del inversor se satura y la salida se pone a tierra. El estado del código de barras leído se mantendrá durante 2 segundos, luego se volverán a poner todos los bits a nivel alto. 04.6

8 2. Uso de la alimentación de 24V del PLC. El adaptador del lector de códigos de barras se encontró que estaba alimentado por un transformador de 12V. Estos 12V se usaban como entrada al 7805 que es un regulador de voltaje el cual suplía al circuito electrónico de 5V. Con el fin de usar la alimentación del autómata de 24V en vez de la externa de 12V se propuso modificar el adaptador. Una vez vistas las hojas de especificaciones del 7805 se comprobó que para una temperatura ambiente de 25º C la tensión máxima de entrada era de 35V con una potencia disipada de 20.8W siendo la temperatura de encapsulado de 25º C. Por lo tanto no se tuvo que cambiar el integrado, lo único que se hizo fue acoplarle un disipador y sacarlo fuera de la caja que tapa la circuitería del adaptador para facilitar la disipación de potencia. El resultado final de las modificaciones se muestra en las imágenes siguientes: El código de colores usados en los cables es el siguiente: CABLE SEÑAL Rojo +24V Negro GND Blanco Entrada ID1 (+) Amarillo Entrada ID1 (-) Gris GND Verde Bit 0 del código en BCD (b0) 04.7

9 Marrón Rosa Azul Morado Bit 1 del código en BCD (b1) Bit 2 del código en BCD (b2) Bit 3 del código en BCD (b3) Señal de dato preparado (rdy) Como se puede observar se realizó una pequeña placa con las resistencias de 1kΩ que se fijo a distinto nivel para no dejar la nueva placa suelta. En esta imagen se muestra la ubicación del 7805 así como el disipador que hubo que instalarle. Aquí el código de colores es el que sigue: 04.8

10 Negro: +24V Rojo: GND Gris: +5V Aquí se puede observar la disposición del lector dentro de la planta. Se hace notar la necesidad de cambiar el soporte del lector con el fin de dejarlo ajustado de forma que se pueda realizar una lectura correcta de los códigos de barras sin tener que manipular manualmente el lector. 04.9

11 3. Cinta transportadora Las cintas transportadoras la componen a parte de las propias cintas, los motores, sensores y actuadores neumáticos. Se irán viendo a continuación los distintos elementos que conforman esta parte de la instalación. 1. Motores: Se tienen 5 motores WEG con un nivel de protección IP54 (protección contra polvo y salpicaduras de agua) y una potencia de 0.18 kw con un factor de potencia de La conexión a 50 Hz de estos motores es de 220 a 240V en triángulo y de 380 a 415V en estrella. 2. Sensores: Los sensores que se tienen en la planta son sensores inductivos de proximidad de DIELL de la serie PMS/0P-2H los cuales tienen un nivel de protección IP67/68 (protección fuerte frente a polvo y agua). Estos sensores tienen una lógica de salida PNP (común negativo) con un rango de detección de 4mm. Además poseen un led indicativo del estado del sensor. 3. Neumática: La instalación neumática consta de una unidad de mantenimiento, una válvula general y las válvulas de los distintos topes que posee la instalación. Unidad de mantenimiento: La unidad de mantenimiento es de Bosch Rexroth AG y se muestra en esta imagen donde están señalados los distintos elementos que la conforman así como su referencia por si fuese necesario conocer las características de alguno de ellos. Válvula general: La válvula general es de Bosch con solenoide de empuje tipo B de referencia Funciona con una alimentación de 24V de continua y es capaz de suministrar presiones entre 2 y 10 bares. Tiene un nivel de protección IP65 (protección fuerte frente a polvo y contra salpicaduras de agua)

12 Válvulas usadas en los topes y elevadores: Las válvulas usadas en los topes y elevadores también son de Bosch y tienen por referencia la Funcionan con 24V de continua y son capaces de suministrar hasta 10 bares de presión. Tienen un nivel de protección IP65 (protección fuerte frente a polvo y contra salpicaduras de agua). En la imagen siguiente se muestran algunas de estas válvulas. 4. Cintas: Las cintas transportadoras son el modelo TS2 de Bosch

13 5. Bandejas: La instalación dispone de diez bandejas. Una de estas bandejas se muestra en las imágenes siguientes

14 4. Ordenador Los requerimientos de la computadora necesaria en la instalación son: - Microprocesador: Pentium 4 a 1.2 GHz o superior. Recomendado 2.4 GHz. - Memoria RAM: mínimo 512 Mb. Recomendado 1Gb. - Disco duro: espacio libre mínimo de 2Gb. Recomendable 4Gb. - Sistema operativo: MS Windows 2000 SP3, MS Windows XP Pro Sp1. - Microsoft Internet Explorer 5.5 o superior. El ordenador que hay en la instalación tiene la configuración siguiente: - Microprocesador: Pentium 3 a 366 Mhz. - Memoria RAM: 256 Mb. - Sistema operativo: MS Windows 2000 SP