Informática Industrial

Transcripción

1 Práctica de Laboratorio Práctica 3 Control de un motor

2 Objetivo de la práctica: En esta práctica queremos controlar el sentido de giro y la velocidad de un motor asíncrono desde el autómata. Esta función no está disponible en el sistema, por lo que debemos usar un dispositivo capaz de llevar a cabo este control; en nuestro caso usamos un micro master, que es un generador de tensión trifásica, con posibilidad de definir la frecuencia y el sentido de giro de las fases. Su controlador es un sistema programable y totalmente configurable, que tenemos preparado para realizar las funciones que necesitamos para esta práctica. Tal como se ha definido su funcionamiento, sólo necesitamos conectar desde el autómata un hilo de referencia 0V (masa), un par, para seleccionar el sentido de giro (horario o antihorario) y tres hilos más, para indicar la velocidad en forma de tres bits, de valor 20, 10 y 5, que se pueden sumar si hay más de uno activo. Con esta conexión se puede hacer funcionar el motor desde el autómata según el programa establecido. Identificación de las Entradas y Salidas: Entradas: Modo %I1.0 Pulsador Modo Hora_5 %I1.2 Pulsador sentido horario, 5 Hz (semiautomático) Antihora_15 %I1.3 Pulsador sentido antihorario, 15 Hz (semiautomático) Antihora_35 %I1.3 Pulsador sentido antihorario, 35 Hz (semiautomático) Paro %I1.6 Pulsador de paro Marcha %I1.7 Pulsador de marcha Semi %I1.8 Interruptor de modo semiautomático Auto %I1.9 Interruptor de modo automático Manual %I1.10 Interruptor de modo manual Salidas: Sentido Horario %Q2.1 Sentido de giro horario Sentido Antihorario %Q2.2 Sentido de giro antihorario Frec_20 %Q2.8 Frecuencia de salida de 20 Hz (se puede sumar) Frec_10 %Q2.9 Frecuencia de salida de 10 Hz (se puede sumar) Frec_5 %Q2.10 Frecuencia de salida de 5 Hz (se puede sumar) Las entradas se simulan con memoria, que se puede manipular desde una pantalla de explotación, por lo que la tabla de entradas (incompleta) es algo que se definió al inicio, pero ya no es real. 1

3 Diseño de los Grafcets: Grafcet principal: Figura 1. Grafcet principal. La secuencia principal es la clásica, incluyendo la señal de ParoFC, que en este caso no tiene ninguna utilidad. Añadimos una etapa adicional, que muestra un mensaje durante cinco segundos, para informar que el sistema está parando. Grafcet de condiciones iniciales: Este grafcet simplemente comprueba que no esté accionado ningún interruptor o pulsador. Si hay algo activado, se muestra un mensaje hasta que se soluciona el inconveniente y, una vez éste desaparece, termina, sincronizando la salida del grafcet y la continuación de la secuencia principal por el sistema de intercambio de señales (pone la señal FinCondIni, que permite el salto de la etapa 1 a la 2 en Principal, lo que hace que SolCondIni desaparezca, franqueeamos la condición y quedemos en la etapa 10). 2

4 Figura 2. Secuencia de verificación de condiciones iniciales. Grafcet de producción normal: Su función es validar la selección de un modo (automático, semiautomático o manual) y, cuando es validado, permanecer en la etapa 25 hasta que se desactive el interruptor Modo, para indicar la solicitud de salida del modo seleccionado. Figura 3. Producción normal. 3

5 Desde la etapa de validación de modo se pueden activar los distintos modos. Cada grafcet (Semi, Auto y Manual) compueba que está activa la etapa 25 y es él es modo seleccionado; si es así, el modo se activa y ejecuta su secuencia. Grafcet de modo semiautomático: El proceso semiautomático consiste en elegir uno de las tres configuraciones preseleccionadas y hacer que el motor se comporte de esta forma. Mientras está activo este modo, podemos cambiar de una a otra configuración y el motor responderá a estos cambios. Figura 4. Funcionamiento en modo semiautomático. Grafcet de modo automático: Funcionando en este modo, se ejecuta una secuencia preestablecida, que consiste en que el motor funcione con una configuración específica (frecuencia de 15 Hz y sentido horario) durante cinco segundos, después cambie a una segunda (frecuencia de 25 Hz y sentido antihorario), en la que permanece durante diez segundos, y vuelva a hacerlo a una tercera configuración (35 Hz y sentido horario, de nuevo), en la que funciona por quince segundos. Tras estas acciones, el motor se para y permanece así hasta que se desactive el interruptor Modo. 4

6 Figura 5. Funcionamiento en modo automático. Grafcet de modo manual: Figura 6. Funcionamiento en modo manual. 5

7 En modo manual, tenemos acceso desde la pantalla de explotación a las cinco salidas que presenta el sistema: Sentido_horario, Sentido_antihorario, Frec_20, Frec_10 y Frec_5. Podemos activar cada uno de los tres últimos (Frec_XX), que definirán la velocidad de giro del motor, y cuando pulsamos sobre Sentido_horario o Sentido_antihorario, el motor girará en el sentido indicado mientras permanezca pulsado este botón. La sección Monitor : En esta sección aparecen instrucciones, relacionadas con la pantalla de explotación. La primera sección calcula unas posiciones de memoria, en función de las salidas de frecuencia, de modo que en %MW4 tenemos la suma de las frecuencias que están activas en cada momento, pudiendo hacerla visible si nos parece oportuno. La posición %M15 indica si el motor está funcionando en cada momento y las posiciones %M20, %M21 y %M22 muestran si están activos los temporizadores de 5, 10 o 15 segundos, respectivamente; por último, los bits %M23, %M24 y %M25 indican que el motor está funcionando en modo semiautomático e informan de la configuración que mueve el motor. Parte combinacional: %X1 -> SolCondIni %X2 -> ProdNorm %X3 -> ParoFC %X13 -> FinCondIni %X12 -> Mensaje0 %X23 -> Mensaje1 %X24 -> Mensaje2 %X25 -> Mensaje3 %X4+%X41 ->TCinco.IN %X42 ->TDiez.IN %X43 ->TQuince.IN %X32+%X42+(%X51 PHorario) -> Sentido_horario %X33+%X34+%X41+%X43+(%X51 Pantihorario) -> Sentido_antihorario %X34+%X42+%X43+(%X51 PVeinte) ->Frec_20 %X33+%X34+%X41+%X42+%X43+(%X51 PDiez) ->Frec_10 %X32+%X33+%X34+%X41+%X42+%X43+(%X51 PCinco) ->Frec_5 6

8 Por último, se pueden cambiar algunas de las características del programa, como las preconfiguraciones del modo automático o del semiautomático, o las velocidades de marcha del motor. Las preconfiguraciones se harían retocando la programación del autómata, pero las velocidades forman un conjunto cerrado para él, de forma que si deseamos cambiarlas, por ejemplo para aumentarlas, deberemos tocar la configuración del micro master, indicando en las opciones oportunas las velocidades que leerá en los pines 10, 11 y 12, mediante los parámetros P041, P042 y P043, que contienen ahora los valores 5, 10 y 20, respectivamente; si los sustituimos, por ejemplo, por 10, 20 y 40, la velocidad será el doble de la que tenemos ahora. 7