UPCO Ingeniero Industrial. Prueba 4ºA Automatización Industrial Curso 05/06 ALUMNO:

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1 UPCO Ingeniero Industrial. Prueba 4ºA Automatización Industrial Curso 05/06 ALUMNO: Problema 1 (3 ptos). Se quiere automatizar el llenado de una tolva desde tres depósitos (A, B, C, y D). Para ello se ha acoplado a la tolva una báscula que da una salida binaria codificada en 4 bits (B0, B1, B2, B3). La lógica de llenado es la siguiente: mientras la báscula marque entre 0 y 6, se mantiene abierta la válvula del depósito A (VA); entre 7 y 10, la válvula del depósito B (VB); y entre 11 y 14, la válvula del depósito C (VC). a. (1 Pto) Obtener las ecuaciones lógicas del control de las tres válvulas. b. (1 Pto) Implantar mediante diagrama de contactos el control de la válvula VA. c. (1 Pto) Implantar mediante lista de instrucciones el control de la válvula VB. Problema 2 (2.5 Ptos) Automatizar una mesa elevadora para ejes de trenes mediante un automatismo cableado. La mesa tiene asociados 2 finales de carreras: FS para indicar mesa subida y FB para indicar mesa bajada. Cada final de carrera tiene dos contactos: uno de tipo NO y otro de tipo NC. El motor es movido con un motor asíncrono trifásico alimentado a 380 V. La mesa es movida desde un pupitre. En el pupitre existe: Un pulsador PS para dar la orden de subida Un pulsador PB para dar la orden de bajada Un pulsador PP de paro Un piloto HB para indicar bajada Un piloto HS para indicar subida Una seta de emergencia. Al pulsar PS o PB, la mesa comienza la maniobra de subida o de bajada. No es necesario que el pulsador siga pulsado para completar la maniobra. Si en cualquier momento se pulsa PP la maniobra se para. También se para si se activan simultáneamente los 2 finales de carrera del elevador (defecto). Para realizar la automatización se disponen de relés equivalentes a los utilizados en el laboratorio (ver figura) y de contactores de calibre adecuado para el motor con 3 contactos principales, 1 contacto auxiliar NO y un contacto auxiliar NC. Los pulsadores pueden llevar 2 contactos de cualquier tipo (NO, NC). Además existe otra seta de emergencia al lado contrario de la mesa elevadora. Si se pulsa cualquiera de las dos setas de emergencia la mesa se para. Para volverla a poner en marcha hay que rearmar la seta pulsada y dar orden con PS o con PB. Problema 3 (2.5 Ptos) Programar el grafcet de la figura. Se puede utilizar lista de instrucciones, contactos o mezcla de ambos. 0 1 RESET Inicialización Parada BP,BM BP T1 (20s) Problema 4 (1 Pto) a. (0,5 Ptos) Representar 48 en binario con 8 bits en representación complemento a 2 y signo magnitud. b. (0,5 Ptos) Valor en decimal de en el caso de complemento a 2 y en el caso de signo magnitud. T1+ PA 2 Activo BM PA

2 UPCO Ingeniero Industrial. 4º Automatización Industrial Junio 2005/2006 Duración del examen: 2 horas 30 minutos. NO SE PERMITE EL USO DE CALCULADORA, NI APUNTES, NI LIBROS. Problema 1 (3 ptos). Realizar un automatismo cableado para arrancar en secuencia 3 bombas (B1, B2 y B3). Las bombas están movidas por motores trifásicos 380V. La alimentación del sistema de control es 24V DC. Cada motor tiene una protección térmica (F1, F2 y F3). Cuando una protección se activa el motor correspondiente se debe parar. No obstante pueden seguir funcionando el resto de motores y la secuencia de arranque. El pupitre de control está formado por los siguientes elementos: Pulsadores P1, P2 y P3 ponen en marcha las bombas B1, B2 y B3 en secuencia. La primera bomba que puede arrancar es B1 (pulsador P1). Una vez arrancada B1 se puede arrancar B2 (pulsador P2). Y siguiendo la secuencia, una vez arrancada B2 se puede dar orden de arranque a B3 (Pulsador P3). Si se pulsa un pulsador que no corresponde a la secuencia el sistema no arranca la correspondiente bomba. Pulsador PP. Al pulsar PP se paran las bombas. Hay una seta de emergencia en el pupitre de control y otra en el cuarto de máquinas. Al pulsar la seta de emergencia se paran todas las bombas. Pulsador de rearme PR. Después de parar las bombas con la seta de emergencia y rearmarla, es necesario pulsar el pulsador de rearme para volver a operar con P1, P2 y P3. Bocina. Al pulsar cualquiera de las setas de emergencia se activa la bocina. Cuando se rearma la seta de emergencia se para la bocina. Piloto de emergencia. Se activa con la pulsación de cualquiera de las 2 setas de emergencia y se para al pulsar el pulsador de rearme. Pilotos B1, B2 y B3. Indican la bomba que está funcionando. Piloto PT. Se activa cuando alguna de las protecciones térmicas de los motores ha saltado. Tanto pulsadores como setas de emergencia sólo pueden tener asociados dos contactos (el tipo de cada contacto es elegible). El símbolo eléctrico de la bocina es el siguiente: a. (2 Ptos). Circuito de control. b. (1 Pto). Circuito de potencia. 10 EA*GF CM 11 T2(20s) SA T2 Problema 2 (1.5 ptos). Implantar mediante lista de instrucciones o contactos el grafcet de la figura. Problema 3 (0.5 ptos). Modificar el programa del problema 2 para conseguir que la salida SA se active de forma intermitente (frecuencia 2 Hz) cuando le toque ser activada. 21 T3(30s) EA*T3 31 SB EB+EC SC Problema 4 (0.5 ptos). Modificar el programa del problema 2 para conseguir que en la transición de la etapa 21 a la 22 en vez de EA se utilice el flanco negativo de EA. Problema 5 (0.5 ptos). Modificar el programa del problema 2 para sustituir EC en la transición de la etapa 31 a la 32 por la condición CONTA(EC)>10. CONTA es un contador que cuenta durante la etapa 31 el número de pulsos que llegan por la entrada EC. HAY OTRO PROBLEMA A LA VUELTA

3 Problema 6 (4 ptos). Automatizar mediante un PLC el clasificado automático de paquetes de la figura. El clasificador está formado por una cinta de entrada (CintaA), un plato giratorio con cuatro empujadores, tres cintas de salida (CintaN, CintaE y cintas), una báscula y un empujador PA que alimenta a la báscula desde la cinta de entrada, y al plato giratorio desde la báscula. Los paquetes llegan por la cinta CintaA. Mediante el empujador PA cada paquete es colocado en la báscula. Ésta tiene tres salidas digitales que están calibradas para indicar la cinta por la cual debe salir el paquete: BN indica CintaN, BE indica cinta CintaE y BS indica CintaS. Una vez pesado el paquete y determinado su cinta de salida, el empujador PA lo deposita en el hueco correspondiente del plato giratorio. El plato giratorio gira hasta dejar el paquete en frente de la cinta de salida correspondiente. Aquí el empujador correspondiente del plato giratorio depositará el paquete en la cinta de salida. Las cintas de salida se ponen en funcionamiento cuando detectan paquete en la cabecera y se paran cuando detectan que el paquete ha salido. Para ello van equipados con sensores en la entrada y en la salida (CxE y CxS). La cinta CintaA siempre está en movimiento si no hay parada del sistema. El diseño mecánico de CintaA y el empujador PA permite acumular paquetes en la cinta e ir sacándolos uno a uno con el empujador PA. El sensor CAC indica si hay paquete listo para ser introducido en la báscula. CNS CintaN CintaA Cada empujador del plato de giratorio lleva dos finales de CNE carrera (FPxM P2 Plataforma y FPxX) para giratoria indicar posición BN BE BS CintaE mínima y PA P1 máxima (no están dibujados en la figura). El PAC PAB PAG Báscula P3 empujador PA CAC CEE CES lleva tres finales PG P4 de carrera, PAC, PAB y CSE PAG para indicar posición de admitir paquetes desde CSS CintaS la cinta, posición de paquete sobre báscula y posición de paquete sobre plato giratorio. El empujador PA no choca con los empujadores del plato giratorio. Cada empujador es movido por un conjunto variador-motor (MPA, MP1, MP2 y MP3) con dos entradas digitales (MxxA y MxxR) para indicarles movimiento de avance o de retroceso. El plato giratorio es movido por el motor-variador MG en el sentido de las agujas del reloj. Cada vez que se activa el sensor PG coincide con un cuarto de giro del plato giratorio donde los empujadores están en la posición correcta (ejemplo: la mostrada en la figura). MG tiene una entrada digital (OMG) para indicarle giro o parada. El sistema tiene tres modos de funcionamiento que se seleccionan mediante un conmutador en el pupitre de control Manual: permite mover libremente mediante pulsadores situados en el pupitre de control los empujadores, las cintas y el plato giratorio. En el pupitre de control se señaliza mediante pilotos el estado de los sensores y finales de carrera. Semiautomático. En este modo: hasta que un paquete no haya salido por su cinta correspondiente no comienza el tratamiento de un nuevo paquete. El empujador PA deposita el paquete en la báscula, después lo pasa al plato giratorio, y a continuación retrocede para tomar un nuevo paquete. Sin embargo, no lo traslada a la báscula hasta que el anterior no haya sido introducido en la cinta correspondiente. Por tanto, en este modo como máximo habrá un paquete sobre el plato giratorio. Automático. Es el modo de máxima producción. Siempre que haya hueco en el plato giratorio se introduce un nuevo paquete. Por lo tanto, en este pueden haber hasta cuatro paquetes en el plato giratorio.

4 En el pupitre de control hay además una seta de emergencia que, al ser pulsada, para el sistema inmediatamente. Junto con la seta de emergencia existe un pulsador de rearme. Una vez pulsada la seta de emergencia, la maniobra para rearmar el sistema es: rearmar la seta de emergencia, pulsar el pulsador de rearme y colocar el conmutador en posición de manual. A partir de aquí se puede seguir en manual o pasar a semiautomático o automático. Existen dos pulsadores para marcha y paro (PM y PP) de los modos semiautomático y manual. La parada siempre es a final de ciclo. Además existe un pulsador de pausa para interrumpir el momentáneamente el funcionamiento en el modo automático o en el semiautomático. Al pulsar la primera vez el pulsador de pausa se congela el funcionamiento y al volver a pulsar se reanuda el funcionamiento. a. (1 Pto) Indicar la lista de entradas y salidas digitales del PLC, diseñar el pupitre de control y diseñar el GRAFCET o GRAFCETs del modo manual b. (1 Pto) Diseñar el GRAFCET o GRAFCETs del modo semiautomático. c. (1 Pto) Diseñar el GRAFCET o GRAFCETs del modo automático. d. (1 Pto) Modificar o incorporar nuevos GRAFCETs para incorporar la parada por emergencia y la gestión de los modos semiautomático, automático y manual. Nota: si es necesario, puede haber un sensor asociado a cada posición norte, sur, este y oeste del plato giratorio para indicar que el plato tiene un paquete en esa posición.

5 4º IIND SEPTIEMBRE Automatización Industrial 2005/06 El examen se realizará sin apuntes ni calculadora. Duración 2horas 30 min. Problema 1. (3 Ptos) Se ha decidido automatizar el mecanismo de traslación de la plataforma que se desplaza sobre el puente grúa de la figura: Plataforma EI SI M SD ED La plataforma se desplaza gracias al motor M (trifásico). Sobre la plataforma va la cabina del operador con un pupitre de mando. La alimentación de la potencia es 380 V trifásica y la de mando es 24 VDC. El motor lleva adosado un relé térmico F. En el pupitre de mando existe un piloto que se enciende cada vez que el térmico se activa. A los lados del puente grúa existen 2 finales de carrera (SI y SD) para indicar que está al final de la parte derecha o de la parte izquierda. Como seguridad se han instalado dos finales de carrera de emergencia (EI y ED). Cada final de carrera puede llevar uno o dos contactos del tipo que elija el alumno. Cuando el relé térmico o uno de los finales de carrera de emergencia se activan, no se puede mover la plataforma del puente grúa. a. (0.75 Ptos) Dibujar el esquema de mando de la plataforma sabiendo que en el pupitre de control existen los siguientes elementos: Conmutador rotulado I-O-D. En la posición I la plataforma se mueve hacia la izquierda hasta alcanza SI. En la posición O el motor está parado y en la posición D, el motor se mueve hacia la derecha hasta alcanzar SD. Piloto BM. Se enciende cuando el motor está en marcha. El motor M está accionado por dos contactores. b. (0.75 Ptos) Dibujar el esquema de potencia del motor M. c. (0.75 Ptos) Se decide mejorar el pupitre de control de la plataforma debido a que el conmutador tiene problemas mecánicos a la larga. Se sustituye el conmutador por 3 pulsadores: PD, PI y PP. Al pulsar PD la plataforma inicia el movimiento hacia la derecha, con PI hacia la izquierda y con PP se para. Dibujar el nuevo esquema de mando. d. (0.75 Ptos) Por último, para abaratar costes, se decide sustituir PD y PI en el pupitre de control por un solo pulsador PM. Al pulsar PM la plataforma se pone en marcha hacia la derecha, y si se vuelve a pulsar, cambia el sentido de giro hacia la izquierda. Con PP la plataforma se para. Problema 2. a. (1.5 Ptos) Programar el grafcet de la siguiente figura. Se puede utilizar lista de instrucciones, contactos o mezcla de ambos. b. (0.5 Ptos) Mejorar el grafcet para que en la etapa 31, la salida SAL1 se active de forma intermitente con una frecuencia de 2 Hz. 0 ENT1 COND 1 SAL1 ENT SAL2 T2(20s) ENT2+ENT3 T2+ENT3*ENT4 +ENT3 *ENT SAL1 ENT3*ENT4

6 Problema 3 (5 Ptos). Automatizar el clasificador de paquetes pesados de la figura. Los paquetes entran por la cinta E, son pesados en la báscula y en función de su peso, salen por una de las 4 cintas de salida. Las cintas son de tipo cadena: los paquetes son arrastrados por 2 cadenas que giran como si fuesen una cinta. La velocidad de desplazamiento es lenta. El funcionamiento del sistema es el siguiente: Hay una cinta de entrada (CINTAE) por la cual llegan los paquetes hasta el empujador 4. El empujador 4 (EMP4) deposita el paquete en la báscula. Ésta tiene una entrada digital BI y 3 salidas digitales: BP, B0 y B1. Cuando la señal que recibe BI cambia de 0 a 1, la báscula inicia la operación de pesar. Con BP la báscula indica que ha pesado. En B0 y B1 aparece la codificación del peso: 00 significa que el paquete debe salir por la cinta 1, 10 por la 2, 01 por la 3 y 11 por la 4. Una vez pesado el paquete éste sale por la cinta correspondiente, utilizando los empujadores de forma adecuada y la cinta S. SC1, SC2 y SC3 indica qué posición ocupa el paquete. Para evitar cabeceos cuando los paquetes salen por la cinta S y han llegado a su cinta de destino, la cinta S se para antes de que actúe el correspondiente empujador. Cada empujador tiene asociado sus correspondientes señales de avance y retroceso (EXA, EXR). La parte eléctrica de cada empujador es un conjunto variador-motor. Cada cinta tiene asociada su correspondiente entrada digital (MX) para dar la orden de arranque y parada. También están movidas por un conjunto variador-motor. Cinta1 Cinta2 Cinta3 Cinta4 1S 2S 3S 4S CintaS SC1 SC2 SC3 Básc 5L 5C Emp5 1L 1C Emp1 2L 2C Emp2 3L 3C Emp3 4C Emp4 El sistema tiene tres modos de funcionamiento controlados por un conmutador en el pupitre de control: Modo automático lento: descrito anteriormente. Hay dos pulsadores PA y PP para arrancar y parar éste modo. Cuando un paquete es detectado por el sensor EE, la cinta E se pone en marcha, el paquete es pesado, y en función de su peso sale por la cinta correspondiente. Solamente se ponen en marcha aquellas cintas que son necesarias. Una vez que una cinta ha realizado su trabajo, se para. Mientras un paquete está en el sistema, otro u otros paquetes puede llegar por la cinta E. Éstos son retenidos por el empujador 4 hasta que el paquete anterior ha salido del sistema. Cuando se dar orden de parar el sistema espera a que todos los paquetes hayan salido. Modo automático rápido: es un modo de funcionamiento similar al anterior donde se permite que varios paquetes salgan simultáneamente por varias cintas, siempre que no hayan colisiones. Una vez que el paquete ha sido pesado y ha salido de la zona de báscula, ya puede entrar un nuevo paquete. Esto significa que sobre la cinta S pueden haber varios paquetes. La cinta S siempre se detiene, como ya se ha dicho anteriormente, para que el empujador correspondiente pase el paquete de la cinta S a la cinta de salida (si no se utiliza la cinta 4). Sólo están en marcha aquellas cintas que son necesarias. Los pulsadores PA y PP tienen el mismo funcionamiento. Modo manual supervisado: mediante pulsadores se pueden mover todos los elementos del sistema. Además existe una parada de emergencia que se activa mediante una seta de emergencia en el pupitre de control. Existe un pulsador de rearme (además del rearme de la seta de emergencia) mediante el cual el operador indica que ya no hay situación de emergencia. Automatizar el sistema aplicando la guía gemma: a. (2 Ptos) Dibujar el grafcet o grafcets del modo de funcionamiento automático lento. b. (2 Ptos) Dibujar el grafcet o grafcets del modo de funcionamiento automático rápido. c. (1 Pto) Confeccionar el grafcet final (o grafcets) para contemplar el modo de funcionamiento manual y la parada de emergencia. ES 4L 4M CintaE EE

7 UPCO Ingeniero Industrial. Prueba 4ºC Automatización Industrial Curso 05/06 Problema 1.- La presión del aceite de lubricación del motor propulsor de un barco se obtiene por medio de 3 bombas. El sistema de lubricación se arranca por medio de un interruptor ON/OFF. Cuando el sistema está en marcha, se arranca una bomba y si la presión es inferior a 2,5 Kg/cm 2 se arranca una segunda bomba hasta que la presión es superior a 3,5 Kg/cm 2. La tercera bomba permanece en reserva. Cada bomba tiene una protección mediante un térmico cuyo contacto se abre si hay avería en la bomba. En este caso la bomba de reserva entra en sustitución de la averiada, manteniéndose esta avería hasta que el contacto del térmico está cerrado y se pulsa un botón de REPOSICION. La bomba de reserva entrará como sustitución de la primera bomba si la averiada es la primera o como sustitución de la segunda bomba si ésta es la averiada. Se disponen 2 conmutadores de 3 posiciones, uno para seleccionar la primera bomba y otro para seleccionar la bomba de reserva. Para detección de la presión de aceite de lubricación se disponen 2 presostatos, uno de ellos tarado a 3,5 Kg/cm 2 y otro tarado a 2,5 Kg/cm 2, cuyo contacto se abre si la presión es inferior al valor de tarado. Además de efectuar los arranques y paradas de las bombas, actuando los correspondientes contactores, se debe indicar mediante 3 lámparas la avería de cada una de las bombas. Realizar el programa para un autómata SIEMENS con entradas digitales E124.0 a E124.7, E125.0 a E125.7 y salidas digitales A124.0 a A Problema 2.- El arranque de un grupo electrógeno formado por un motor Diesel y un alternador se hace según la siguiente secuencia a partir de la actuación de un interruptor de ENCENDIDO: - Pulsando el botón de ARRANQUE se pone en marcha la bomba auxiliar de prelubricación. - Al cabo de 10 segundos se para la bomba de prelubricación y se activa la solenoide de arranque. Esta solenoide permanecerá activada hasta que se cierre un contacto de un relé tacométrico, pero durante un tiempo máximo de 5 segundos. Si durante este tiempo el motor no ha arrancado (no se cierra el relé tacométrico) se esperan 10 segundos y se vuelve a repetir la maniobra anterior. Esta maniobra se repetirá hasta un máximo de 4 veces si el motor no ha arrancado. Al cabo de los 4 intentos de arranque se encenderá una lámpara de FALLO DE ARRANQUE que permanecerá encendida hasta pulsar un botón de REPOSICION, momento en que se podrán realizar más intentos de arranque, pulsando de nuevo el botón ARRANQUE. - Una vez que el alternador tiene la tensión nominal, que se detecta por un relé de tensión cuyo contacto se cierra, se activa la bobina de cierre del disyuntor del alternador durante 1 segundo. La parada del grupo se realiza según la siguiente secuencia: - Al pulsar un botón de PARADA se activa la bobina de apertura del disyuntor durante 1 segundo. - Posteriormente el grupo permanece en marcha durante 1 minuto, al cabo del cual se activa la solenoide de parada durante 30 segundos, quedando el grupo parado y listo para un nuevo arranque.

8 Se pide: a) Realizar los GRAFCET de arranque y parada del grupo electrógeno. b) Realizar la implantación con un autómata SIEMENS con entradas digitales E124.0 a E124.7 y E125.0 a E125.7, salidas digitales A124.0 a A124.7 y A125.0 a A125.7, temporizadores T1, T2... y contadores Z1, Z2...