INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
ENERO 2011 Ing. Juan Pablo Lerma Sánchez
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PRACTICA NOMBRE
PÁGINA
I
Conocimiento físico de los PLC Siemens
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II
Introducción a los software, Step 7, PC- Simu, y S7-200
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III
Programación básica (enclavamientos)
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IV
Programación con Contador
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V
Programación con temporizadores y contadores
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VI
Programación con subrutinas.
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VII
Proyecto final
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA PRACTICA I.- “CONOSIMIENTO FISICO DE LOS PLCS SIEMENS” Objetivo: Al termino de esta practica el alumno identificara las partes de que esta conformado un PLC, así como, los distintos modelos de PLC´s de la familia S7-200 de marca SIEMENS. Desarrollo: El alumno en el laboratorio (LEIC), identificara los diferentes módulos didácticos que tienen instalado un PLC de la familia S7-200 de la marca SIEMENS, y tomara nota de lo siguiente:
Tipo de CPU. Cantidad de entradas y salidas. Literales que aparecen describiendo el tipo de salidas que manejan. Si el PLC tiene conectado un modulo de expansión, tomar nota de su numero de modelo. Tomar fotografía de cada modulo, o en su caso elaborar un esquema del mismo.
Con los datos obtenidos en el desarrollo de la práctica, investigar en la página oficial de SIEMENS: http://www.siemens.com de cada uno de los CPU´s que se tienen en el laboratorio, las características siguientes: o Voltajes de operación. o Humedad de trabajo y tolerancias. o Temperatura de trabajo y tolerancias. o Capacidad a la vibración. o Tipos de entradas y salidas; registros, análogas o digitales, así como las tensiones y corrientes que soportan. o Dimensiones físicas. o Cantidad de módulos especiales que soporta. Cierre: La información obtenida de cada modulo y de cada PLC, la ordenara en forma de hoja de datos de cada equipo y la entregaran en un reporte por equipo, el cual debe de contener: 1.- Portada, 2.- Cinco hojas de datos, una por cada modulo Nota: La estructura de la hoja de datos deberá contener, la descripción del equipo, la imagen del mismo, y las características investigadas.
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA PRACTICA II.- “INTRODUCCIÓN A LOS SOFTWARE, STEP 7, PC-SIMU, Y S7-200” Objetivo: Al término de esta práctica el alumno identificara el uso especifico de cada uno de los siguientes software: STEP 7, PC-SIMU, y S/.200., así como la manera de accesar e identificara cada una de las partes así como la forma de programar. Desarrollo: Se realizara la exposición por parte del profesor de: La manera en que se accesa a cada uno de los programas, iniciando por el editor de diagrama escalera STEP 7, después por el simulador de PLC el programa S7-200 y por ultimo al simulador de procesos industriales, el programa PC-SIMU.
En el STEP 7, se describirá: o Cada área de la pantalla, indicando donde se encuentras los comandos básicos para elaborar los diagramas escalera. o Como cambiar de lenguaje de programación. o La instrucción para monitorear en tiempo real las variables del sistema. o Como cambiar de modo de funcionamiento al PLC. o La manera en que se compilan los programas. o Donde se visualizan las alertas de error durante la compilación. o Como cargara el programa en el PLC y como descargar el programa del PLC a la computadora. o Generar programa para cargar en el simulador del PLC el programa S7-200.
En el S7-200, se describirá: o La forma en que se cargaran los programas, que se realizaron el editor. o Modo de intercambio de entradas y salidas de este simulador con el simulador de procesos PC-SIMU. o Como seleccionar el tipo de CPU a simular. o Uso del simulador de entradas. o Como anexar módulos de expansión. o Visualización en tiempo real de las variables del proceso.
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En el S7-200, se describirá: o La forma de acceso al programa o Las barras de herramientas o La forma en que se declaran las variables de entradas o La forma en que se declaran las salidas o Como establecer la comunicación de este simulador con el PLC o con el simulador S7-200.
Cierre: con la información proporcionada, así como los pasos para realizar cada acción, detallada en el desarrollo de esta practica, para cada uno de los programas, cada uno de los equipos deberán de explicarlo elaborando una presentación en power point, donde se detalle por medio de imágenes y texto. La presentación deberá de ser entregada, una por equipo de forma electrónica, enviándola al correo electrónico:
[email protected]
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PRACTICA III.- “PROGRAMACIÓN BÁSICA (ENCLAVAMIENTOS)”
Objetivo: Al término de esta práctica el alumno podrá realizara la programación en lenguaje escalera de un proceso industrial o de servicios simple, usando para ello las instrucciones de enclavamiento, instrucciones de SET y de RESET. Desarrollo: De lo visto en clase sobre la programación con enclavamientos y el uso de las instrucciones de SET y de RESET, desarrollaran el diagrama de control en lenguaje escalera del siguiente proceso: Diseñar un sistema de riego que cuente con un pulsador de encendido, el cual activará una bomba de agua. Cuando dicha bomba arranca se abren 3 electroválvulas que permiten la salida de agua por 3 bocas de riego, con el objetivo de mantener relativamente constante la presión del agua provista, se almacena previamente en una cisterna, esta posee un flotador el cual tendrá asociado 2 fines de carrera normalmente abiertos que se cerraran cuando el recipiente se encuentre totalmente lleno o vacío respectivamente, (FcE – cuando esta vacío y FcF – cuando esta vacío) según la acción de la posición del flotador, como se muestra en el siguiente esquema:
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Condiciones de funcionamiento: Sólo se podrá poner en funcionamiento mediante el accionamiento de un pulsador de marcha (N.O.), si la sistema se encuentra llena. El apagado podrá hacerse en forma manual accionado el pulsador de parada (N.O.) o bien de forma automática si se detecta que la cisterna se vació. El llenado de la cisterna se hará de forma automática cada vez que se detecte la ausencia de dicho estado mediante la apertura de la electroválvula EV0. El sistema debe de contar con 3 testigos, verde, amarillo y rojo que indiquen el estado de la cisterna, llena, con liquido o vacía respectivamente y un cuarto testigo color azul que indicará si está en proceso de llenado. Realizar un programa en diagrama escalera, en el programa STEP 7, cargue en el PLC de alguno de los módulos del laboratorio, y para checar su funcionamiento puede realizar la simulación del proceso en el programa PC-SIMU, simulando el PLC, utilizando el programa S7-200 Reporte: se deberá de entregar un reporte el cual debe de incluir: Portada La descripción del proceso El diagrama escalera impreso El archivo generado en STEP7 El archivo generado en el PC-SIMU
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA PRACTICA IV.- “PROGRAMACIÓN CON CONTADOR” Objetivo: Al término de esta práctica el alumno podrá realizara la programación en lenguaje escalera de un proceso industrial o de servicios, usando para ello las instrucciones de enclavamiento, instrucciones de SET y de RESET, los diferentes tipos de contadores, contados ascendente(CTU), contador descendente(CTD) y contador ascendentedescendente(CTUD) Desarrollo: De lo visto en clase sobre la programación con enclavamientos y el uso de las instrucciones de SET y de RESET, asi como los diferentes tipos de contadores (CTU, CTD y CTUD) desarrollaran el diagrama de control en lenguaje escalera del siguiente proceso: Realizar el programa de control en lenguaje de contactos que gestione el siguiente estacionamiento de coches:
Funcionamiento: Cuando llega un coche es detectado por el sensor de entrada, el conductor debe de presionar el botón de acceso y si el estacionamiento esta libre, se debe de abrir la barrera. A la salida no tenemos barrera. Cuando sale un coche simplemente sabemos que ha salido ya que tenemos para eso un sensor fotoeléctrico. En el estacionamiento caben solo 10 coches, cuando tenga menos de 10 coches, se encenderá un aviso luminoso de libre y cuando haya 10 coches se encenderá la luz de ocupado. Además si el estacionamiento está ocupado y llega un coche, y el conductor presiona el botón de acceso, la barrera no debe de abrirse.
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Realizar un programa en diagrama escalera, en el programa STEP 7, cargue en el PLC de alguno de los módulos del laboratorio, y para checar su funcionamiento puede realizar la simulación del proceso en el programa PC-SIMU, simulando el PLC, utilizando el programa S7-200 Reporte: se deberá de entregar un reporte el cual debe de incluir: Portada La descripción del proceso El diagrama escalera impreso El archivo generado en STEP7 El archivo generado en el PC-SIMU
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA PRACTICA V.- “PROGRAMACIÓN CON TEMPORIZADORES Y CONTADORES”
Objetivo: Al término de esta práctica el alumno podrá realizara la programación en lenguaje escalera de un proceso industrial o de servicios, usando para ello las instrucciones de enclavamiento, instrucciones de SET y de RESET, los diferentes tipos de contadores, contados ascendente (CTU), contador descendente (CTD) y contador ascendentedescendente (CTUD), así como temporizadores con retardo a la conexión (TON) o temporizadores con retardo a la desconexión (TOF) Desarrollo: De lo visto en clase sobre la programación con enclavamientos y el uso de las instrucciones de SET y de RESET, los diferentes tipos de contadores (CTU, CTD y CTUD) así como los diferentes tipos de temporizadores (TON y TOF), desarrollaran el diagrama de control en lenguaje escalera del siguiente problema: Diseñar un generador de código BCD de 4 dígitos, utilizando contadores y/o temporizadores, este código deberá de visualizarse de manera automática, en cuatro led´s, cada una de las 16 combinaciones cada segundo y de manera cíclica. Además del generador ahora deberán de diseñar un convertidor de código BCD a código decimal, el cual deberá de ser visualizado en dos display de 7 segmentos, de la siguiente manera: el primer código BCD 0000 corresponderá al 0 decimal, la combinación 0001 corresponde al 1 decimal, y así sucesivamente hasta llegar a la combinación 1111 que corresponde al 15 decimal. CODIGO BCD A GENERAR
A 0 0 0 0 0 0 0 0
B 0 0 0 0 1 1 1 1
C 0 0 1 1 0 0 1 1
D 0 1 0 1 0 1 0 1
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NUMERO A DESPLEGAR EN DISPLAY´S DECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7
CODIGO BCD A GENERAR
A 1 1 1 1 1 1 1 1
B 0 0 0 0 1 1 1 1
C 0 0 1 1 0 0 1 1
D 0 1 0 1 0 1 0 1
NUMERO A DESPLEGAR EN DISPLAY´S DECIMAL 8 9 10 11 12 13 14 15
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA Realizar un programa en diagrama escalera, en el programa STEP 7, cargue en el PLC de alguno de los módulos del laboratorio, y para checar su funcionamiento puede realizar la simulación del proceso en el programa PC-SIMU, simulando el PLC, utilizando el programa S7-200 Reporte: se deberá de entregar un reporte el cual debe de incluir: Portada La descripción del problema El diagrama escalera impreso El archivo generado en STEP7 El archivo generado en el PC-SIMU
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA PRACTICA VI.- “PROGRAMACIÓN CON SUBRUTINAS” Objetivo: Al término de esta práctica el alumno podrá realizara la programación en lenguaje escalera de un proceso industrial o de servicios, usando para ello las instrucciones de: Enclavamiento, instrucciones de SET y de RESET Contadores, ascendente (CTU), descendente (CTD) y ascendente-descendente (CTUD) Temporizadores con retardo a la conexión (TON) o con retardo a la desconexión (TOF) Llamada a subrutina (SBR_0) y salida de ella (END) Desarrollo: De lo visto en clase sobre la programación con enclavamientos y el uso de las instrucciones de SET y de RESET, los diferentes tipos de contadores (CTU, CTD y CTUD) así como los diferentes tipos de temporizadores (TON y TOF), y de las llamadas a subrutina (SBR_0), desarrollaran el diagrama de control en lenguaje escalera del siguiente problema: Se desea automatizar el limpiaparabrisas de un vehículo cuyas partes constituyentes son las siguientes: 1. Un selector de movimiento de tres posiciones (Stop, M1 y M2) que permite seleccionar entre dos posibles modos de funcionamiento más abajo detallados o reposo (no hace nada). 2. Un selector de tiempo de 3 posiciones (ST1, ST2 y ST3) empleado para seleccionar la pausa de funcionamiento del sistema cuando el selector de movimiento anterior esté en la posición M2. 3. Un detector de lluvia (DLL). 4. Dos finales de carrera (FCIzq. y FCDer.) para conocer cuándo el limpia llega a cada uno de los extremos de su carrera. (Para determinar cuál es la parte izquierda y cuál la derecha se supone que miramos el limpia desde dentro del vehículo). 5. Un motor de corriente continua que mediante dos contactores (KMI y KMD) permite desplazar las escobillas del limpia a izquierda y derecha respectivamente.
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA El modo de funcionamiento del sistema es el que se describe a continuación. 1. Cuando el selector de movimiento se encuentre en la posición M1, el limpia debe comenzar a moverse hacia la izquierda hasta que alcance la posición FCI. En este momento comenzará a moverse hacia la derecha hasta alcanzar la posición FCD. 2. Cuando el selector de movimiento se encuentre en la posición M2, el limpia describirá ciclos de barrido temporizados. Es decir, describirá movimientos izquierda-derecha, deteniéndose un cierto periodo de tiempo en la posición marcada por FCD. 3. El tiempo que el limpia permanecerá en la posición FCD vendrá indicado por el selector de tiempo de tres posiciones. ST1:1 segundo; ST2: 0.5 segundos; ST3: 0.12 segundos. 4. Transcurridos 2.5 segundos desde el momento en que comience a llover, y si el usuario no ha seleccionado manualmente ninguno de los dos posibles modos de funcionamiento, el limpia debe comenzar a describir ciclos de barrido temporizados, según la pausa indicada por el selector de tiempo. Ambos selectores pueden ser cambiados de posición en cualquier momento. Sin embargo, en caso de que ese cambio se produzca en medio de un ciclo de barrido, este no tendrá efecto hasta que no se haya finalizado ese ciclo.
Realizar un programa en diagrama escalera, en el programa STEP 7, cargue en el PLC de alguno de los módulos del laboratorio, y para checar su funcionamiento puede realizar la simulación del proceso en el programa PC-SIMU, simulando el PLC, utilizando el programa S7-200 Reporte: se deberá de entregar un reporte el cual debe de incluir: Portada La descripción del problema El diagrama escalera impreso El archivo generado en STEP7 El archivo generado en el PC-SIMU
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE DURANGO INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA PRACTICA VII.- “PROYECTO FINAL” Objetivo: El alumno diseñara el control del problema o proceso proporcionado por el profesor, utilizando para la esto los conocimientos y herramientas vistas en clase, la implementación correcta del mismo se utilizara para la evaluación de la competencia adquirida en el tema de los controladores lógicos. Desarrollo: El profesor entregara el problema o proceso al cual se le diseñara su control por medio de PLC, el alumno deberá de documentar el tipo de sensores, actuadores, CPU, módulos especiales que llegue a utilizar, y demás equipo que requiera para el diseño del control. Reporte: Lo debe de entregar de manera electrónica en CD, en la fecha convenida al cierre del semestre.
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