Control productivo basado en microcontroladores para la industria Carles Cabedo Serola Javier Esteban Pardo
Introducción Los dos estamos trabajando en el sector de la industria. Intentamos adaptar nuestros conocimientos a un campo para nosotros conocido.
Sistema propuesto (I) Conexión de distintas máquinas a un ordenador central para poder controlar las incidencias y las producciones. De esta manera se hacen informes para la mejora continua del proceso, encontrar el mejor sistema de trabajo, etc. Nos basamos en el sistema TPM (mantenimiento productivo total). Realizamos un TCP (Terminal de Control de Producción) que nos servirá para recoger señales del plc y enviarlas al pc central para poder realizar los informes.
Sistema propuesto (II) Máquina/herramienta Máquina/herramienta Máquina/herramienta plc plc plc Terminal de Control de Producción TCP TCP TCP Concentrador de RS 485 PC central Conexión máquina/herramienta plc. Normalmente conexionado en cobre Conexión plc Terminal de Control de producción. Normalmente conexionado en cobre Conexión TCP- Concentrador. Se utilizará RS 485 si hay mas de una máquina RS 232 si solo hay una Conexión concentrador PC. Puede ser con RJ 45 o con RS 485
Diferentes bloques del TFC Hemos dividido el TFC en diferentes bloques que explicaremos cronológicamente: Bloque 1. El simulador del autómata programable. Bloque 2. El Terminal de Control de Producción. Bloque 3. La aplicación en el PC. Bloque 4. Montaje del prototipo.
El simulador del autómata programable Para que el TCP nos cuente las piezas que provienen del plc hemos realizado un simulador de autómata. El simulador se realiza con un PIC 16F84. Con este circuito queremos simular el comportamiento de una máquina.
El Terminal de Control de Producción (I) Se realiza con el PIC 16F877: para realizar el Terminal de Control de Producción necesitamos como mínimo cuatro puertos de entradas/salidas. La escuela tiene licencia del programa HI-TECH PICC-LITE Compiler para este microcontrolador y como hemos querido programarlo en C y no en ensamblador, este compilador nos venía muy bien. Hemos utilizado el periférico USART que viene en el PIC para la conexión serie con el PC.
El Terminal de Control de Producción (II) Entradas al sistema : La señal del plc Códigos del teclado Salidas del sistema: Códigos de teclado Mensajes al LCD Datos enviados al pc.
El Terminal de Control de Producción (III) Para el diseño del TCP también lo dividimos por bloques para poder estudiar por separado cada bloque. el microcontrolador PIC 16F877 Un teclado para poder introducir incidencias Una pantalla LCD para poder consultar las incidencias que hemos introducido y tener control de las piezas que llevamos en la máquina. Una fuente de alimentación para poder alimentar a toda la placa Un bloque para el puerto serie para conexión con el pc Un bloque para adaptar las señales que nos vienen del plc. Un bloque para poder programar nuevas aplicaciones y actualizaciones al microcontrolador sin tener que sacarlo de la placa (ICSP).
El Terminal de Control de Producción (IV)
El Terminal de Control de Producción (V) (teclado)
El Terminal de Control de Producción (VI) (puerto serie)
El Terminal de Control de Producción (VII) (icsp)
El Terminal de Control de Producción (VIII) (adaptador) El adaptador de señales: - Los plc s trabajan a 12V o 24V. - Necesitamos un circuito que nos regenere la señal y la adapte a la tensión que trabaja el PIC.
El Terminal de Control de Producción (IX) (f.a.)
El Terminal de Control de Producción (X) (diagrama de flujo)
La aplicación de recogida de datos En el ordenador central se dispone de dos aplicaciones de consola que nos permitirá recoger los datos recibidos del TCP y realizar informe de datos.
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (I) Se realiza la simulación por ordenador. Se hace el layout de la placa del TCP. Se estaña el circuito del simulador del plc. Se monta en un entrenador el circuito del TCP.
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (II) (simulación)
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (III) (layout de la placa)
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (IV) (placa del simulador de plc estañada)
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (V) (pruebas con el entrenador)
Líneas futuras Comunicación serie y control de mayor número de máquinas. Ampliación de mensajes de incidencia. Aplicaciones serie e informes. Ampliación de los informes. Comunicaciones móviles
Conclusiones Nos ha servido para ganar conocimientos en la programación de microcontroladores con un lenguaje de alto nivel. Practicamos con el Visual C# 2005 para la comunicación serie. También practicamos en la grabación de microcontroladores de 18 y 40 patillas. Soldamos una pequeña placa para el simulador de plc. Con el entrenador montamos la placa del TCP. También nos ha servido para conocer mas a fondo sistemas de control de producción y su implementación en máquinas.