PRACTICAS AUTOMATIZACIÓN

Saturnino Soria Tello

Prácticas de Automatización CONTENIDOS

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Í1.Alfaomega

Contenido

2.7 Instrucciones bMlcas en el PLC Slemens .......................................... 23 Reporte de préctlca.................................... 25 2.8 Trabll,lo pr6ctlco................................... 25 2.8.1 Tra~ pnictlco 2.1................... 26

Práctica S. lntroduocl&I al Laboratorio deAutomatlzaol6n _ _ _ _

1

1.10bJet'------

2

1.2 1.3un&ultilet6cnlco_____ Reporte de prá:tlca _............................... 1.4 Trabll¡jo

2

Manlote6rlco---··......._........

pnictlco_____

2 7 7

1.4.1 Tra~ pnictlco con RuldSlm

deFEST0-------

7

1.4.2 Trabajo práctico con el PLC

·

'. ··arupo:_-:.:__ •. ··.__ ,< ___ ., ..........~ - - - - - - -

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76

1 Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono _ _ _ _ __ Prácticas de Automatización

6.1 OBJETIVOS

177

6.3 TRABAJO PRÁCTICO 6.1

•

Diferenciar las funciones aplicadas cuando un proceso automático entra en condiciones de falla: "Regreso a Condiciones de Operación" (RCO) y "Regreso a Condiciones Iniciales" (RCI).

•

Aplicar la función RCO a un sistema secuencial asíncrono por medio de un botón identificado como "Restablecer" a un proceso de trasvase de líquido.

•

Comprobar la sensibilidad de desc·onexión de las memorias en el método "Memoria Interna" al existir una falla.

•

Obtener la transición negativa a las funciones de arranque y reestablecer con el método "Memoria Interna".

•

Comprobar la seguridad implícita que tiene la función de la transición negativa.

El esquema mostrado en la Figura 6.1 corresponde a un proceso de trasvase de líquido. Se aplicará el método "Memoria Interna " para resolver el problema de lógica programada aplicando el PLC Siemens.

6.2 MARCO TEÓRICO Es importante considerar que existe la posibilidad de que un proceso automatizado pierda la secuencia y esto se debe a la pérdida del ciclo automático, lo cual puede de la energía motriz. Una vez restablecidas las alarmas o la energía, se procede a poner en operación al sistema ya sea por RCO o por RCI. Figura 6.1 Proceso de trasvase de líquido

RCO Regresa a condiciones de operación los procesos que al momento de suceder la falla tienen materia prima en proceso y se dificulta llevarlo a condiciones iniciales porque significa remover la materia prima y tirarla, esto genera desperdicio cada vez que exista una falla. A estos procesos se les llama procesos continuos. Un ejemplo es el sistema de trasvase de líquido mostrado en la Figura 6.1, que se desarrolla basado en esta condición.

Descripción del Funcionamiento del Sistema

La descripción del funcionamiento del sistema se muestra en la Tabla 6.1 de valores lógicos. El sistema tiene ocho estados en su ciclo de operación normal. La memoria M2.O es el resultado de que el sistema esté operando en modo normal. Tabla 6.1 Memorias del sistema de trasvase de líquido

Estado M2.0

RCI Regresa a condiciones iniciales, después de que se presentó una alarma en un proceso industrial; es posible cuando se puede remover sin mucha complicación la materia prima que haya quedado en los procesos intermedios. Un ejemplo es la operación de un robot articulado, que al estar operando de forma continua puede interrumpir su trayectoria al momento de suceder una alarma y la manera más simple de sacarlo del modo de falla es pasarlo a manual y regresarlo a las condiciones iniciales. También es llamado regreso a posición inicial.

1 2

3 4

5 6 7 8 1

NA

NB

l 1 1

o o

o

1 1 1 1 1 1

o o o

l

1

o o

1 1 1

o 1 1 1

o

PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO

Bl 1 1

o o o o o o 1

B2

VS

o o o o

o o

1 1

o o

o o o

1 1

1 1

o

78

1

Prácticas de Automatización 1 79

Práctica 6 • Condiciones de falla en un Sistema secuencial asíncrono _ _ _ _ __

Tabla 6.2 Transición negativa del botón A

Diagrama de conexiones eléctricas

En la Figura 6.2 se muestra el diagrama de conexiones eléctricas propuesto

Es"tad0 .' 10.:0 1 2

o

3

o

10

1

M0.3 . M0.1 M0.2 . 1 o o o MO.l 1 1 o M0.2

Ecuaciones de la Tabla 6.2

M0.I=( JO.0•M0.2 + IO.0•M0.I) M0.3 M0.2=( IO.0•M0.l + IO.0•M0.2)M0.3

M0.3= M0.l•M0.2

Tabla para obtener la ecuación de la salida QO.O

La memoria M0.3 es utilizada para obtener la ecuación de Q0.0. Esta función es la salida del circuito de paro y arranque. La Tabla 6.3 muestra los valores lógicos de la secuencia de paro y arranque. Tabla 6.3 Función de encendido con salida QO.O

Estádó M0.3 llOVCA N Figura 6.2 Conexiones eléctricas con el CPU 224 del PLC S7-200

1

o

2

1

3 4

o o o

1 Tablas de valores lógicos y ecuaciones del sistema

El sistema es estructurado en etapas, para tener una mejor precIsIon en la explicación y solución del problema. En cada una de las etapas se obtienen las ecuaciones lógicas que serán transferidas a un diagrama de lógica programada .

· to.1 .. 1 1 1

, QO.O QO.O 1 QO.O

o

o

1

QO.O

Aplicando el método un estado de memoria se obtiene la ecuación de la Tabla 6.3, teniendo como resultante a Q0.0.

Q0.0= (M0.3•10.1) + ( M0.3•10.l•QO.0) Tabla para obtener la transición negativa del botón A

En la Tabla 6.2 se muestran las memorias para obtener la transición negativa de A. La tabla es reducida en número de estados hasta el estado 3 (E3). La razón es que en este estado es donde se obtiene ·la transición negativa de A. Como no se completa un ciclo de operación, esto obliga a multiplicar las ecuaciones de M0.1 y M0.2 por el negado de la memoria resultante M0.3 para regresar la tabla a condiciones iniciales. PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO

Tabla para obtener la transición negativa del botón R

La transición negativa del botón R se obtiene con la Tabla 6.4. La memoria resultante es M0.6, y como no se completa un ciclo de operación, la tabla es regresada a condiciones iniciales desde el estado 3.

PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO

Pnlcllcas de Autornat1rac16n

80 1Pr6ctlca 6 • Condlclonel de falla en un Sistema secuencia! asíncrono _ _ _ __

1

o

O

1

O

2 3

1

O

M0.4

o

1

O-

1 MO.S

181

M2.0 es la ecuación resultante de la tabla 6.6

que

Ecuaciones resultantes de la Tabla 6.4 considerando la tabla es cortada para obtener la translcl6n negativa de la funcl6n Reset con la memoria M0:6

M2.0= QO.O • Q0.1 Aplicando el método ·Memoria Interna· a la Tabla 6.1, da como resultado la _Tabla 6.7, en ella se muestran las ocho memorias a desarrollar para solucionar la lógica del problema.

M0.4=(1lJJ•l1113 + 10.2•M0.4) M0.6 M0.5=( 10.2•M0.4 + 10.2•M0.5) M0.6

Tabla 8.7 Tabla de 1118111011a del ......... detr.... de lfquldo

M0.6= M0.4 • M0.5 1 2

Actlvllcl6n de Alarma

La alarma será activada cuando existan condiciones diferentes a la operacl6n normal; la condlcl6n de falla sucede cuando las entradas tengan los siguientes valores: NA•1 y NB•O. La alarma podrá restablecerse cuando el sistema haya salido del modo de falla y a través de la transición negativa del botón de Reset. La Tabla 6.5 muestra la operacl6n de la funcl6n de alarma.

3

4 5

6 7 8 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1

o o 1

o o o 1

o o

o 1 1 1

o 1 1 1

o

1 1

o o o o o o 1

o o o o 1 1

o o o

o o 1 1

o o 1 1

o

1

o

MU

1

o o

Ml.2

1

o o o o o o 1

o o o o o o

Ml.3

o o o o o

o o o 1

Ml.4

o o o o

o o o o 1 Ml.S

o o o

o o o o o 1 Ml.6

o o o o 1

o 1

o Ml.7 o o

M2.1

o o o o o o 1 M2.1

Tabla 8.& Operacl6n de la alanna del....,.

Las ecuaciones de las memorias y de las funciones de salida se obtienen de la Tabla6.7 2

o

Q0.1

1 o

O QO.l

La ecuaci6n de la función de alarma se obtiene sumando la ecuacl6n resultante de las dos tablas.

Q0.1=(10.3•'llfA) + (QO.l•M0.6)

Ml.1=[(10.3•10.4•Ml.4) + (10.3•10.4•Ml.l))•M2.0 Ml.2=[(10.3•10.4•Ml.1) + (10.3•10.4•Ml.2)J•M2.0 Ml.3=[(10.3•10.4 •Ml.2) +(10.3•10.4•Ml.3)) •M2.0 Ml.4=[ (I0.3•10.4•Ml.3) +(10.3•10.4•Ml.4) J •M2.0 Ml.5=[ (I0.3•/0A•Ml.4)+(10.3•10.4 •Ml.5)) •M2.0

La multipllcacl6n lógica entre la condición de encendido y de alarma da como resultado la memoria M2.0. Hay dos opciones de aplicar la condición de la memoria M2.0, una es aplicarla a todas las memorias, y la segunda es aplicarla a las ecuaciones de las funciones de salida.

Ml.6=[(10.3•10.4•Ml.5) +(10.3•10-4-Ml.6) J•M2.0 Ml.7=[ (I0.3•10.4•Ml.6) +(ió]•I0.4•Ml.7) J •M2.0 M2.1 = [ (10.3 • 10.4 • Ml.7) +(10.3 • 10.4 • Mll) ]• M2.0

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82 1Pnicllca 6 • Condlclonel de falla• un Sistema secuencia! asíncrono _ _ _ __

- - - - - - - - - - - - - - - PráctlcasdeAutomatlzacl6n

183

Q0.4=Ml.l

REPORTE DE PRÁCTICA

Q0.5= Ml.5 Namln:

Q0.6 = MJ.3+Ml.7

Matrlcula: - - - - - - - - - - Grupo: - - - - - - -

Es Importante que_ la función de ·Restablecer" funcione sólo cuando suceda una falla. Cuando el sistema entra en modo de falla, las ocho memorias se desconectan. Tomando lo anterior eri cuenta, es necesario obtener una tabla que represente a las memorias desconectadas. Así pues, tenemos la Tabla 6.8 que muestra la memoria MO.7 como la memoria resultante de memorias desconectadas. Para reducir el número de componentes se consideran cuatro memorias, esto debido a que una memoria representa a dos memorias por ejemplo: M1.1 representa a la propia memoria M1.1 y a M1.2. Tabla 8.8 M0.7 Memoria l'9lldtante cuando toda las memorias esbin deNonec:tada

Fecha:----------

Caüficaci6n:

----

Firma del pRJfesOII. - - - - - - -

6.4 TRABAJO PRÁCTICO El trabajo consiste en transferir las ecuaciones obtenidas a lógica de contactos con AuldSlm y comprobar su funcionamiento.

La ecuación resultanta de la Tabla 6.8 es MO.7

MATERIAL REQUERIDO • · Computadora con los siguientes programas: RuldSlm, GPP WIN y MlcroWln

M0.7= Ml.1• Ml.3•Ml.5 •Ml.7

•

Interface y PLC Slemens

•

Fuente de voltaje de 24VCD

Apllcaclón de la función RCO

•

Estación de trabajo control de nivel

El regreso a condiciones de operación después de una falla y considerando que el nivel sobrepasa el nivel bajo, es decir, NA•O y NB•1, la función RCO se aplica a través del segundo término de la memoria M1.1, dando como resultado la siguiente ecuación, que sustituye a la obtenida en el anterior grupo de ecuaciones.

•

Herramientas varias

•

cables eléctricos

MU=[ (103•10.4•Ml4) + (103•10.4•(M1.l+M0.1))] M20 Ahora considerando que el tanque está lleno, NA•1 y NB•1, la función RCO se aplica a través de la memoria M1.2 en su segundo término, dando como resultado la siguiente ecuación que sustituye a la obtenida en el anterior grupo de ecuaciones.

Ml.2=[ (I0.3•10.4•Ml.1) + (I0.3•10.4•(Ml.2+M0.7 )) ] M2.0

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1 Práctica 6 • Condiciones de falla en

un Sistema secuencial asíncrono _ _ _ _ __

Prácticas de Automatización 1 85

1.- La Figura 6.3 muestra el circuito resultante de transferir las ecuaciones a lógica de contactos con FluidSim. Identifique la dirección de cada componente.

,

2.- En la Figura 6.4 dibuje el diagrama de lógica programada para el PLC Siemens o agréguelo en hojas separadas.

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