AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES FIEE - UNAC VÍCTOR GUTIÉRREZ TOCAS. Programación de PLC en KOP y FUP. Secuencia de una aplicación

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1 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS, Programación de PLC en KOP y FUP Secuencia de una aplicación Motor A Señal de K y K Señal de K y K TALADRO LCTRICO Señales de los captadores Motor B FC FC Captadores FC FC Automatismo: - Contactores K a K - Temporizadores T y T - Pulsadores - Protecciones - Señalizaciones - Otros Señal de bajada K MOTOR B Señal de subida K Señal giro derecha K MOTOR A Señal giro izquierda K Trabajo de máquina Actuadores Ordenes de / a actuadores Grafcet Nivel Funcional cuaciones generadas del Grafcet tecnologico Sistema configurado Se arranca el sistema l motor A gira a derechas y el motor B baja la broca La broca llegó hasta lo previsto Se detienen los motores por un espacio de segundos Transcurrieron los segundos l motor A gira a izquierdas y el motor B sube la broca La broca esta en la parte superior Se detienen los motores por un espacio de segundos para cambio de pieza Transcurrieron los segundos = = KM = KM = FC + = = = KM = KM = = t t + TIMR t + FC + TIMR KOP elaborado de las ecuaciones KM Grafcet Nivel Tecnológico KM INICIO FC A KM KM TIMR t=s FC t TIMR KM t= Seg, KM KM KM FC FC TIMR TIMR t=s t= Seg,

2 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS KOP colocando relés K t K K K KM K KM K FC K Asignando direcciones a los componentes K K K K t TIMR t=s K S Bit Temporiz FC I:/ KM O:/ K B:/ T T:/DN FC I:/ KM O:/ K B:/ T T:/DN K K KM K B:/ K B:/ K KM K FC K K K K TIMR t=s KOP con la direcciones para el PLC K K K K K K K K K K K K B: B: B: B: B: B: B: tt: K B: K FC K t FC K DN B: I: B: T: I: B: KM KM K TIMR T: t=s K KM K TIMR T: t=s O: O: B: DN B: KB: KM O: B: B: B: B: B: O: B:

3 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS CONTROL D UN MZCLADOR Ingrediente A Ingrediente B V V L L BOMBA V S MDIANT V L INGRDINT A INGRSA PRIMRO, SGUN SPCIFICACIO-NS TCNICAS, POR UN TIMPO T, LUGO S VIRT, MDIANT V, L INGR-DINT B HASTA QU LA SOLUCION ALCANC L NIVL L, MOMNTO N QU S TRASGADO A OTRO PROCSO MDIANT LA BOMBA Y SU VALVULA V S RINICIA L CICLO CUANDO L NIVL LLGU A L stado inicial STAND BY Activa sistema de mezclado Ingresa Activa Timer A Culmina tiempo en Timer A V= T T=6s Ingresa ingrediente B V= Nivel alto L Inicia trasegado S= Nivel bajo L NIVL FUNCIONAL NIVL TCNOLOGICO = L + = V = T = T + = V = L + = S

4 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS Ladder o KOP derivado de las ecuaciones anteriores: L V T T V L S Luego se asignan las direcciones para ingresar al software de programación del PLC Por otro lado, convencionalmente se analizó con el diagrama del circuito eléctrico siguiente, pero que tiene la misma lógica, solo que en el analizado con el GRAFCT se basa en que cada etapa sería las marcas o bit, las acciones de dichas etapas los actuadores y las transiciones los elementos primarios STO P K START K L K K KT K K L S KT L L A A A A K A K A V KT A K A V S

5 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS Asignando las respectivas direcciones, nomenclatura para SIMNS: NTRADAS: MARCAS SALIDAS TMPORIZADOR Arranque STR I Rele K M Valv V Q Timer KT T Parada STP I Rele K M Valv V Q Nivel Bajo L I Rele K M Switch S Q Nivel alto L I Con estos datos ingresamos al software para cargar el PLC Siemens PROGRAMACION FAJA TRANSPORTADORA D SUPRMRCADO Activado el sistema mediante el pulsador de arranque la faja transportadora gira y cuando se coloca un objeto liviano sobre dicha faja se trasladará hasta llegar a la zona del haz luminoso del fotosensor interrumpiendo dicho haz, activando el sensor que envía la señal para detener el motor y encender el foco de producto al borde Si el objeto es pesado, el sensor de peso se activa enviando la señal para detener el motor y encender el foco sobrepeso Todo el sistema se desactiva con el pulsador de parada FAJA TRANSPORTADORA FOTOSNSOR M DTCTOR D PSO PULSADOR PARADA MOTOR LCTRICO PULSADOR ARRANQU PRODUCTO AL BORD SOBRPSO Analizando en forma convencional en un circuito eléctrico, incluido el arranque y parada, se tiene: S A K K S D P S D P S D L S P S D L H H A A K A A K M 6 8

6 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS ASIGNACION D NTRADAS Y SALIDAS (nomenclatura SIMNS) ntradas Pulsador de arranque SA I Pulsador de parada SP I Detector de peso SDP I Fotosensor SDL I Salidas Motor electrico KM Q Señalizador peso H Q Señalizador limite H Q Marcas Relé K M ASIGNACION D NTRADAS Y SALIDAS (nomenclatura ALLN-BRADLY) ntradas Pulsador de arranque SA I:/ Pulsador de parada SP I:/ Detector de peso SDP I:/ Fotosensor SDL I:/ Salidas Motor electrico KM O:/ Señalizador peso H O:/ Señalizador limite H O:/ Bits Relé K B:/ n función a esta asignación podemos elaborar el programa para el PLC Mientras que si analizamos con el SFC, se tiene: NIVL FUNCIONAL Control del sistema Faja esta girando permanentemente Objeto en limite faja l objeto es pesado Aviso p/retirar objeto Señal de sobrepeso l objeto es retirado l objeto es retirado NIVL TCNOLOGICO SA M= SL H RO SP H RO

7 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS Las ecuaciones del GRAFCT son: ( ) ( ) = RO + = RO + = M = SL + = H = SP + = H l KOP derivado de las ecuaciones es: SIMPLIFICADO RO RO K K K K M K M SL SL K K K H K H SP SP K K K H K H Cada etapa representan a las marcas o bit, las acciones de dichas etapas los actuadores y las transiciones los elementos primarios sta explicación se visualiza en el diagrama simplificado y donde también se reemplazaron las etapas por los relés, marcas o bits

8 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS Faja transportadora para supermercado en KOP (DITADO CON RSLogix5 para ALLN- BRADLY) Recuerde para Allen Bradley XIO XIC OT TON TOF CTU xamine si abierto xamine si cerrado Activacion de salida Temporizador al cierre Temporizador a la apertura Contador ascendente

9 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS TOLVA LLNADORA Y Calefactor S Sensor de Tº Y, T compuerta NIVL FUNCIONAL A Inicio Se calienta el material Llega a Tº determinada M Avanza la faja transportadora con moldes Llega a posición determinada Abre compuerta, activa timer transcurre tiempo determinado KM Motor FT S Sensor de Posición NIVL TCNOLOGICO A S S Inicio Y KM Y T= seg T CUACIONS GNRADAS DL NIVL TCNOLOGICO PARA L DIAGRAMA LADDR = T + = Y = S + = KM = S + = Y = T DIAGRAMA LADDR O KOP T Y S ASIGNACION D /S KM NTRADAS SALIDAS BITS TMPORIZ S S S I:/ I:/ Y Y KM O:/ O:/ O:/ B:/ B:/ B:/ T T:/DN Y T seg

10 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS STAMPADORA S S CILINDRO A STAMPADORA Y Y distribuidor A CILINDRO B CILINDRO C S S S6 S5 Pieza a estampar Y Y S7 Y6 Y5 distribuidor B Señal H para retirar pieza distribuidor C Coordina aaranque y parada xtiende cilindro B Ambos embolos estan extendidos xtiende cilindro C Cilindro A extiende embolo l embolo esta extendido a/p Y Y5 SS6 Y S Retrae cilindro A l embolo esta retraido Y S 5 Retrae cilindro B Ambos embolos estan retraidos Retrae cilindro C Activa señal luminosa para retiro de pieza La pieza fue retirada, las manos no estan en el area Y Y6 SS5 5 H S7 = 5 S 7 + = = Y Y 5 = S S 6 + = Y = S + = Y = S + 5 = Y = Y 6 5 = S S = H 5 S7 S S6 S S 5 S S5 5 5 Y Y5 Y Y Y Y6 5 H S BIT S S S S S5 S6 S7 Y Y Y Y Y5 Y6 H 5

11 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS GRAFCT FUNCIONAL GRAFCT TCNOLOGICO Inicio del sistema coordinado con proceso Inicio Se verifica presencia y si tiene etiqueta SS l émbolo del cilindro se extiende totalmente Y= C+ l émbolo esta totalmente extendido S Se retrae el émbolo del cilindro y avanza el motor l émbolo está retraido y el sistema está listo para otra verificación S Y= C- KM

12 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS = SS + = Y = S + = KM = S +

13 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS CONTROL LMNTAL D SMAFORO PARA AVNIDA PRINCIPAL Y LATRAL D POCO TRANSITO S R A V S = SA + = VP = RL = ( S + S) = T + = TIMR = T + = A = TIMR = T + = VL = RP = TIMR + Se inicia proceso con pulsador general SA Luz Verde en principal Luz Roja en lateral Sensa vehiculo en cualquier lado de avenida lateral Inicia Temporizador sin desconectar luces T SA Modificamos por para mantener luz enecendida VP Transcurrió segundos S RL Luz Ambar en ambos Temporizador S Transcurrió segundos Luz Verde en lateral Transcurrió segundos Luz Roja en principal Temporizador T T SA A VP= RL= S+S Timer= VP= RL= T T T=Seg A= Timer= VL T=Seg VL= RP= Timer= RP T=Seg T

14 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS JMPLO D LÓGICA CON RLÉS Y PLC PARA UN CLASIFICADOR D PARTS N FUNCION D ALTURA Y PSO BANDA TRANSP DTCTOR D ALTURA - DA DTCTOR D PSO - DP Solenoide - VRD Solenoide - ROJO Solenoide - AMARILLO Solenoide - AZUL FC - LS FC - LS DSVIA B/L - LS DSVIA B/P - LS DSVIA A/L - LS5 DSVIA A/P - LS LS LS LS LS LS5 LS6 (ntrada a la zona de pintura) RZP RZD (ntrada a la zona de desviadores) RZD RSAL RSAL Detector de altura RALT RZP RZD RSAL RALT RPS La parte está en zona de pintura La parte está en zona de desviadores La parte ha salido La parte es alta Detector de peso RPS La parte es pesada RALT RPS RPS RBL RBP La parte es baja y ligera La parte es baja y pesada RALT RZP RZD RPS RPS RBL Baja/ligera RBP Baja/pesada RAL Alta/ligera RAP Alta/pesada RBL RBP RAL RAP RAL RAP La parte es alta y ligera La parte es alta y pesada Pintura azul Pintura amarilla Pintura roja Pintura verde Desviador B/L Desviador B/P Desviador A/L Desviador A/P Circuito de control para faja transportadora/clasificador con lógica de relés

15 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS l circuito eléctrico del clasificador L A KSAL KALT KALT {detectores} {comparador} {comparador} KZP {zona de pintura} KZD {zona de desviadores} SDA KALT SDP KPS KPS KPS KPS KPS KBL KBP KAL KAP KBL KBP KAL KAP sigue A A A A A A L A KALT A KPS A KBL A KBP A KAL A KAP AZUL AMAR ROJA VRD B / L B / P A / L A / P B A Solenoide - VRD LS KZP KZD {ntra a zona de pintura} LS KZD KSAL {ntra a zona de desviadores} LS LS LS5 LS6 {Se activa cuando pieza está clasificada} BANDA TRANSP DTCTOR D ALTURA - DA DTCTOR D PSO - DP Solenoide - ROJO Solenoide - AMARILLO Solenoide - AZUL FC - LS FC - LS DSVIA B/L - LS DSVIA B/P - LS DSVIA A/L - LS5 DSVIA A/P - LSP A A A A A A CLASIFICADOR D PIZAS N FUNCION D ALTURA Y PSO B KZP KZD KSAL

16 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS Información sobre /S del Clasificador

17 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS KOP del clasificador editado en RSLogix5

18 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS

19 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS Solución con el SFC o GRAFCT del clasificador = ( LS + ) + ( LS + ) + ( 6 LS5 + 5) + ( 8 LS6 + 7) = BA BP LS+ = Yazul = LS + = YBL = BA BP LS + = Yamar = LS + = YBP 5 = BA BP LS = Yrojo 6 = 5 LS = YAL 7 = BA BP LS = Yverde 8 = 7 LS = YAP JMPLO CON TMPORIZADORS Y CONTADORS

20 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS SISTMA D FRSADO POR XTNSION Y RTRACCION D CILINDRO ASIGNACIÓN D NTRADAS Y SALIDAS NTRADAS: Para iniciar el ciclo START_PB I:/ Fin de carrera extendido el cilindro FC I:/ Fin de carrera retraido el cilindro FC I:/ La pieza esta en zona de trabajo W I:/ La pieza sigue en zona de trabajo W I:/ SALIDAS Solenoide de extensión del cilindro S C O:/ Contactor de extensión C_XT O:/ Contactor de retracción C_RT O:/ BITS Proceder con fresado Ciclo de extesion completo Ciclo de retracción completo B:/ B:/6 B:/8 CONTADORS Contar número de ciclos de cilindro CONT_ C5:5 TMPORIZADORS Mantener cilindro extendido TMP_ T: levar mientras el cilindro esta extendido TMP_ T: Mantener cilindro retraido TMP_ T: levar mientras el cilindro esta retraido TMP_ T:6 Descender después del ultimo ciclo TMP_5 T:8 Recuerde para Allen Bradley XIO XIC OT TON TOF CTU xamine si abierto xamine si cerrado Activacion de salida Temporizador al cierre Temporizador a la apertura Contador ascendente KOP editado en RSLogix5

21 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS

22 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS La asignación de direcciones es la siguiente:

23 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS F A S 5 6 C ilin d ro A C ilin d ro B Funciones de los sensores: Finales de carrera de los cilindros B: cilindro A en posición inicial B: cilindro A en posición final B: cilindro B en posición inicial B: cilindro B en posición final B: cilindro C en posición inicial B5: cilindro C en posición final C ilin d ro C D IA G R A M A D M O V IM I N T O -F A S D L O S C IL IN D R O S T ip o n tra d a s ( ) S a lid a s (S ) M a rc a s (M ) T e rm in a l o núm ero asignado S = P u ls a d o r d e m a rc h a B = Fin de carrera posición retraida del cilindro A Y = lectroválvula cilindro A (Avanza ) S M = A c tiv a Y D escripción B = Fin de carrera posición retraida del cilindro A B = Fin de carrera posición retraida del cilindro B B = Fin de carrera posición retraida del cilindro B B = Fin de carrera posición retraida del cilindro C B5 = Fin de carrera posición retraida del cilindro C Y Y = lectroválvula cilindro A (Avanza (R ecupera ) ) Y Y = lectroválvula cilindro A B (Avanza ) Y = lectroválvula cilindro C S M = A c tiv a Y SM = Auxiliar del circuito S M = A c tiv a Y S M = A c tiv a Y SM 5 = Auxiliar del circuito C U A D R O D A S IG N A C IO N S /S, M A R C A S Para realizar la program ación, se analiza la secuencia de operaciones, luego de definir la asignación de en - tradas y salidas n este caso está com puesto por 6 pasos: Paso (Posicionam iento de la pieza) Paso (avanzar m atriz ) Paso (R etirar m atriz ) Paso (Soltar pieza ) Paso (xpulsar pieza) Paso 5 (R etirar) : C ilindro A avanza : C ilindro B avanza : C ilindro B recupera : C ilindro A recupera : C ilindro C avanza : C ilindro C recupera Tener en cuenta que el cilindro A es accionado por una electroválvula de im pulsos (con las bobinas Y e Y ) n c o n s e c u e n c ia, d e b e rá n a c tiv a rs e d o s s a lid a s e n lo s p a s o s y, re sp e c tiv a m e n te C o n e l p a s o s e a c ti-v a Y y d e s a c tiv a Y ; e n e l p a s o s e in v ie rte e l p ro c e s o Los circuitos de corriente hasta 6 del diagram a de contactos definen los 6 pasos ( sección de control); las salidas se activan en los circuitos de corriente 7 hasta (sección de operación )

24 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS DIAGRAMA D CONTACTOS Circuito de corriente : Posicionar SM S B B B SM5 SM ( ) PROGRAMA Circuito de corriente : Avanzar matriz Circuito de corriente : Retirar matriz Circuito de corriente : Soltar Circuito de corriente 5: xpulsar SM B SM SM SM ( ) B SM SM SM ( ) B SM SM SM SM ( ) B SM SM ( ) PASO POSICIONAR CUANDO S Y B Y B Y B NTONCS ACTIVA Y DSACTIVA Y PASO AVANZAR CUANDO B NTONCS ACTIVA Y PASO RTIRAR CUANDO B NTONCS DSACTIVA Y PASO SOLTAR CUANDO B NTONCS ACTIVA Y DSACTIVA Y PASO XPLUSAR CUANDO B NTONCS ACTIVA Y PASO RTIRAR CUANDO B5 NTONCS DSACTIVA Y SALTAR POSIC FIN Circuito de corriente 6: Retirar Circuito de corriente 7: Activación cilindro A, avanzar B5 SM SM5 SM SM Y Circuito de corriente 8: Activación cilindro A, retirar SM Circuito de corriente 9: Activación cilindro B SM SM Y Circuito de corriente : Activación cilindro C SM SM5 Y ( ) ( ) Y ( ) ( ) ( )

25 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS CONXION FISICA D UN PLC COMPACTO S S S S S5 S6 + - DC COM I/ I/ I/ I/ DC COM I/ I/5 INPUT OUTPUT L L/N VAC VDC VAC O/ VDC O/ VAC VDC O/ O/ K K K H CONXIÓN FISICA DL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABL

26 AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL D PROCSOS INDUSTRIALS FI - UNAC VÍCTOR GUTIÉRRZ TOCAS n resumen, la programación es parte de todo un razonamiento lógico tal como se visualiza en la siguiente figura: squema para visualizar Reporte, planos, etc RPORT GLOBAL ntradas / Salidas Caracterísitcas de Sistema Direcciones utilizadas Archivos escalera Número de escalones Memoria utilizada Componentes S S S Conexionado V n, A MAXIMA CORRINT Captadores "" "" "" PLC ntradas C n I t K F F F Fn A A K Actuadores Salidas A A "" Descripción del proceso a controlar PURTA CORRDIZA Se controla la puerta mediante un motor electrico que gira en un sentido por accionamiento del contactor K y en el otro con el contactor K Ambos contactores estan enclavados por seguridad Se abre la puerta cuando se acciona S que está ubicado en la alfombra de la entrada Si la afombra no estuviese acionada deberá estar cerrada la puerta, luego de 5 segundos de esperar abierta Al ser pisada la alfombra se activa S y cierra el contactor K que abre la puerta hasta que el fin de carrera S se activa a b r i e n d o e l c o n t a c t o r K y a s u v e z a c t i v a n d o e l temporizador mediante el contactor K (Si alguien pisa la alfombra en este momento se inicia el ciclo de apertura) despues de 5 segundos, los contactos de K activan la bobina del contactor K que cierra la puerta que al llegar al fin de carrera S desconecta la bobina de K manteniendose la puerta cerrada Análisis del proceso Se activa S La alfombra esta Se activa K Programa Diagrama eléctrico S S Asignación de /S K K S K S TON ntradas: Alfombra IFC S S S K A K S A A Salidas: Contactor abre Contactor cierra K K A A K K K A Bits: Bobina de K