desarrollo de la automatizaciÓn de un prototipo …

Curso Académico:

TRABAJO FIN DE GRADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES

DESARROLLO DE LA AUTOMATIZACIÓN DE UN PROTOTIPO INDUSTRIAL MEDIANTE EL

USO DE UN AUTÓMATA SIEMENS S7 1214C Y DISEÑO DE APLICACIÓN SCADA CON

WINCC ADVANCED

AUTOR:

TUTOR:

IGNACIO GONZÁLEZ MESA

JOSE VICENTE SALCEDO

2017-18

Desarrollo de la automatización de un prototipo industrial mediante el uso de un autómata Siemens S7 1214C y diseño de aplicación SCADA con WinCC Advanced

AGRADECIMIENTOS

“Paramifamilia,

amigosycompañerosdelauniversidad,

amitutorJoséVicenteSalcedo,

peroenespecialamishermanos

Carlos,JaimeyMarcos

yamispadres

EstheryCarlos.”


RESUMEN

Actualmente, el papel de la automatización dentro de las industrias, y por ende de losprocesosindustriales,estácadavez,ganandomásimportanciaydefiniéndosecomounfactorcrucialalahoradecontrolarundeterminadoprocesoconexactitud,locualconllevaalosumoundescensoenloscostesasociadosadichosprocesos.

Enconcretoenestetrabajosetratarádediseñarunautomatismoparaunamaquetaapequeñaescaladeunprocesoindustrialreal,medianteunautómataSiemensS71214C.Finalmente,sedesarrollaráunaaplicaciónSCADA,conelfindepodermonitorizarycontrolarelprocesoenpantalla,haciendoelcontroldeesteprocesomássencillo,intuitivoyadistancia,conlasventajasqueellosupone.

PalabrasClave:Automatización,Procesoindustrialreal,SiemensS71214C,AplicaciónSCADA.


RESUM

Actualment,lafunciódel'automatitzaciódinsdelesindústries,ipertantdelsprocessosindustrials,estàcadavegada,guanyantmésimportànciaidefinint-secomunfactorcrucialal'horadecontrolarundeterminatprocésambexactitud,laqualcosacomportacomamàximundescensenelscostosassociatsalsprocesosmencionatsanteriorment.Enconcretenaquesttreballestractaràdedissenyarunautomatismeperaunamaquetaquesimulaunprocésindustrialreal,permitjàd'unautòmatSiemensS71214C.Finalment,esdesenvoluparàunaaplicacióSCADA,afidepodermonitoritzaricontrolarelprocésenpantalla,fentelcontrold'esteprocésméssenzill,intuïtiuiadistància,ambelsavantatgesqueaixòsuposa.

Paraulesclau:Automatització,ProcésIndustrialReal,SiemensS71214C,AplicacióSCADA.


ABSTRACT

Currently,theroleofautomationwithinindustries,andthereforeofindustrialprocesses,isincreasinglygainingimportanceandbeingdefinedasacrucialfactorwhencontrollingaspecificprocesswithaccuracy,whichentailsatthemostadecreaseinthecostsassociatedwiththeseprocesses.Specifically,amodelthatsimulatesarealindustrialprocesswillbedesigned,throughaSiemensS71214C.Finally,aSCADAapplicationwillbedeveloped,inordertomonitorandcontroltheprocessonthescreen,makingtheprocesseasier,intuitiveandremote,withtheadvantagesthatthisimplies.

Keywords:Automation,RealIndustrialProcess,SiemensS71214C,SCADAapplication.


DOCUMENTOSCONTENIDOSENELTFG

• Memoria

• Presupuesto

• PliegodeCondiciones

• Anexos


ÍNDICEDELAMEMORIA

CAPÍTULO1.INTRODUCCIÓN.................................................................................................1

1.1. MARCODETRABAJO.....................................................................................................11.2. MOTIVACIÓN................................................................................................................11.3. OBJETIVOS....................................................................................................................3

CAPÍTULO2.MATERIALEMPLEADO.......................................................................................62.1.AUTÓMATASIEMENSS71214-C........................................................................................6

2.1.1.DiferenciasentrelasdistintasversionesdelosSiemensS71200...............................72.1.2.VentajasAutómatasSiemensS7................................................................................8

2.2.SOFTWARETIAPORTAL.....................................................................................................82.3.MAQUETAARTITECNIC....................................................................................................10

2.3.1.EspecificacionesGenerales.......................................................................................102.3.2.Sensores....................................................................................................................122.3.3.Actuadores...............................................................................................................13

CAPÍTULO3.DISEÑODELAUTOMATISMO...........................................................................163.1.DESCRIPCIÓNDELPROCESOINDUSTRIAL........................................................................16

3.1.1.ControldelosVariadores.........................................................................................183.1.2.ControldelEjeEléctrico............................................................................................193.1.3.Aspectosaconsiderarparalaprogramación...........................................................19

3.2.PROGRAMACIÓNDELPROCESOENTIAPORTAL..............................................................203.2.1.SetadeEmergencia..................................................................................................213.2.2.CintadeAlimentación..............................................................................................223.2.3.EjeLinealEléctrico....................................................................................................233.2.4.CintaCentral.............................................................................................................253.2.5.Compuerta................................................................................................................283.2.6.Pick&Place................................................................................................................293.2.7.CintadeRecirculación..............................................................................................313.2.8.AuxiliarDetecciónPieza...........................................................................................32

CAPÍTULO4.DISEÑODELAAPLICACIÓNSCADA..................................................................344.1.DESARROLLOAPLICACIÓNSCADA..........................................................................................344.2.MODOAUTOMÁTICO...........................................................................................................354.3.MODOMANUAL..................................................................................................................37

CAPÍTULO5.CONCLUSIONES...............................................................................................42

BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................................44


LISTADODEFIGURAS...........................................................................................................45


MEMORIA

1

CAPÍTULO1.INTRODUCCIÓN

1.1. MARCODETRABAJO

EldocumentoqueacontinuaciónsepresentarecogeelTrabajoFinaldeGradoenIngenieríaenTecnologíasIndustrialescontítulo“DesarrollodelaautomatizacióndeunprototipoindustrialmedianteelusodeunautómataSiemensS71214CydiseñodeaplicaciónSCADAconWinCCAdvanced”.Dichodocumento,muestraeltrabajorealizadoporelautoralolargodesuúltimocursodelgrado,dondeparapoderrealizaréstemismo,sehannecesitadoconocimientosadquiridosdurantelarealizacióndetodoelgrado,yaseaconocimientostransversalesoconocimientostécnicosadquiridosenlasdiferentesasignaturascursadas.Elpresentetrabajoestádesarrolladoenelámbitodelaautomatizaciónindustrial,másenconcreto,eneldiseñodeautomatismosparacontrolardeterminadosprocesosindustriales.Setratarádecontrolarunprocesoindustrialmuysimilarporsuscaracterísticasfísicasaprocesosdecarácterreal,esdecir,procesosquepodríamosencontrarencualquierindustriaadíadehoy.Esteproceso,comoyaseverámásadelanteeneldocumentoqueacontece,estáformadoporunaseriadecintastransportadoras,lascualesintegrandistintossensoresencargadosdedetectarlaposicióndelapieza,ydebrazoshabilitadosconunsistemadevacíopormediodeventosas.Elprincipalobjetivoseráladistintaclasificacióndelaspiezasenfuncióndesutamaño,elcualseráreconocidopormediodeunsistemadeprensado.

1.2. MOTIVACIÓN

El inicio de la utilización de los PLCs (Programmable Logic Controller) o autómatas en laindustria se remonta al año 1969, en Estados Unidos de América donde se empezaron aimplementar los primeros autómatas en el sector del automóvil. La aparición de éstos, sedebióalenormecostequerepresentabanlossistemasdecontrolanteriores,basadosenrelés,aloquelesumabalacomplejidaddeprogramaciónqueteníanylascontinuasreparacionesypuestasapuntoquerequerían.Mástarde,latendenciadelosPLCsseempezóapropagarporEuropadondecadavezenmásindustriasempleabanestoscontroladores,conelfindefacilitarlacomunicacióndelhombreconlamáquinaysustituir losyadesfasadossistemasdecontrolbasados en circuitos eléctricos con interruptores, relés y componentes empleados en elcontroldelalógicacombinacional,comoyasehacomentadoanteriormente.


2IgnacioGonzálezMesa

Ilustración1.PrimerPLCproducidocomercialmente:MODICON084

Enlaactualidad,elempleodelosautómatassehaextendidoaunagranvariedaddesectoresindustriales, comoel sectorde laenergía,metalurgia, alimentación,plantaspetroquímicas yquímicas, etc. La implementación de estas máquinas controladoras, se debefundamentalmentealarapidezconlaqueoperan,mejorandolaproductividadypermitiendounminuciosocontroldelosprocesosindustriales,elcompetitivocosteeconómico,yaquenosonaparatosexcesivamentecaros,aloquesesumalareduccióndecostesdemantenimientoenlamaquinariacontrolada.

Diversosespecialistasenelsectordelaautomatización,destacanlaimportanciaquetendránestosdispositivos, losPlCs,en laadaptaciónde lasactuales industriasa loquesedenomina“Industria 4.0” o “Cuarta Revolución Industrial”. Esta nueva revolución se basa en lacoordinación y digitalización de todos los dispositivos de una industria, con el fin de poderanalizarlamáximainformaciónytratardequeestosdispositivostrabajendeformasinérgica.Unode losaspectosquesedeberíamejoraropotenciar,esel temade la seguridad,puestoquesonpotencialesvíctimasdeataquesmaliciosos.Unodelosprimerossoftwaresmaliciososque se ha conocido, es el denominado Gusano Stuxnet, el cual era capaz de reprogramarcontroladoreslógicosprogramablesyocultardichoscambios,conelpeligroqueelloconlleva.Uno de sus ataques tuvo lugar en la planta nuclear de Bushehr, Irán, por lo que cabemencionar lo importante de cara al futuro que es, el desarrollo de programación ocontroladorescapacesdedetectaryeliminarsoftwaremaliciosodeestetipo.

Otro de los aspectos claves del presente proyecto, es la creación de una aplicación SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition). Este software permitirá controlar el procesoindustrialautomatizadoadistancia,viendoentiemporeallaejecucióndelmismo.Unadelas



ventajas,quemásadelanteseexpondráconprofundidad,eslaretroalimentaciónqueescapazde aportar dicha aplicación, haciendoposible la recopilación de información paramejorar omodificarelprocesodefuncionamientodeunadeterminadaorganización.

Portodoello,seconsiderademuyremarcadanecesidadparaelperfildelIngenieroIndustrialla capacidad de comprender y diseñar automatismos para controlar todos los distintosprocesosalosquesepuedaenfrentaralolargodesucarreraprofesional.Eldominiodeello,lellevaráapodercomprenderycontrolarelconjuntodelaindustria,pudiendomejorartodoaquelloqueseaprecie,unavezrealizadalaautomatización.

Para la realización de este trabajo, se ha empleado una plataforma softwaremuy reputadadentrodel gremiode la automatización, como lo es TIAPortal, debido a la amplia gamadeposibilidades que ofrece y todo, de formamuy intuitiva. Para el desarrollo de la aplicaciónSCADA, se ha empleado Wincc Advanced, una potente herramienta, que permite que serepresenteporpantallatodoloqueocurreenelprocesoindustrialycontrolarlodesdeahí.

1.3. OBJETIVOS

Talycomosehacomentadoenlaintroducción,elobjetivoprincipaldeesteproyectoserálaautomatizacióndeunproceso industrial pormediodeunautómata Siemens S71214-C y elposterior desarrollo de una aplicación SCADA, por medio de la que se podrá visualizar ycontrolarelprocesoadistancia.Unodelospuntosadestacar,eselparecidodelprocesoquese automatizará al deunproceso industrial real, debido al carácter digital de las entradas ysalidas,ydebidoalosdistintossensoresconlosquesetrabaja(inductivos,magnéticos,etc).

Unodelosprimerosobjetivos,será lafamiliarizaciónconelentornodeprogramacióndeTIAPortalv.13.Paraello,mediante informacióndistribuidaporelpropio tutordelproyectoy lainformación y manuales encontrados a través de internet, se ha tratado de tener unconocimientomásenprofundidadde todas lasherramientasyposibilidadesqueofreceesteentornodeprogramación.

Seguidamente, ya una vez conocido el software de programación, se pasará a tratar deconectarelPLC,atravésdelpuertoProfinetqueposee,alared,parapoderestablecerconelloconexiónonlineconelprograma.

Unavezsehaestablecidolaconexiónonlineconelautómata,sediseñaráconStep7eldiseñodelautomatismoquecontrolaráelprocesoindustrial,elcualseexplicaráconprofundidadenapartadosposteriores,ayudándosedelosGrafcetscorrespondientes.

ImplementadoyaelprogramadiseñadoenelPLCyunavezsehayacomprobadoquefuncionacorrectamente,teniendoencuentatodaslasmedidasdeseguridad,setratarádeoptimizarenlamedidadeloposibleelprogramaylostiemposdeejecucióndelosdistintosprocesos.Lostiempossondevital importancia,yaquehoyendíasebusca lamayorefectividaddentrodelas industrias,conelhándicapdedisponerdeuntiempo limitado,comopodríasuceder,porejemplo, en una industria que debe de producir un determinado producto para unadeterminadafecha,lostiemposcomosepuedeintuir,sondevitalimportancia.



Se deberá de asegurar, en el programa desarrollado, que se resuelven con aciertodeterminadassituacionesquesepuedendaralolargodelprocesoindustrial.Unadeellasesel colapso que se puede producir entre el Eje lineal Eléctrico y la Cinta Central, debido alexceso de piezas. Este problema se solucionará colocando piezas en los buffers, paraalmacenarlasahí,hastaquelaCintaCentralseencuentredisponible.

Concluyendo,unode losobjetivosfundamentalesesqueseasegureuncorrectoflujode,eneste caso,piezas,utilizandoadecuadamenteelequipoque laempresao clientealque se lerealizaelproyectoproporciona.



CAPÍTULO2.MATERIALEMPLEADO

2.1.AUTÓMATASIEMENSS71214-C

Enprimerlugar,cabemencionarlaimportanciadelosPLCsfabricadosporSiemensalosquelamarca alemana introdujo con lamarca SIMATIC en 1958 para referirse a ellos, siendo estapalabra lacombinaciónentreSiemensyAutomatización.Desdeentonceshahabidodiversosmodelos que han sido posteriormente mejorados con otros, desde uno de los primerosprototiposcomoelSIMATICGhastaelmásrecienteydemayorutilización,SIMATICS7,conelcualserealizaránlassimulacionesenesteproyecto.

Ilustración2.DistintaspartesAutómataSiemensS71200

Esteúltimoautómata,elqueseusaráenelproyecto,disponedeunainterfazintegrada

ProfinetymediantelaadicióndemódulosadicionalessepodrácomunicarenredesPROFIBUS,GPRS,RS485,RS232,IEC,DNP3yWDC. EstainterfazProfinetesutilizadaentodoslosentornosdelaindustriayescomúnmenteconocidacomoIndustrialEthernet,posibilitandolaconexión

dedispositivos,sistemasyconjuntosdedispositivosaisladosentresí,comúnmentellamados

celdas.LaconexiónProfinet,apartedelaventajadelacomodidadqueaportaalaconectividad

delosautómatas,tambiénhabríaquemencionarlasubidadevelocidadqueproporcionayla

mejoraqueproporcionaenelentornodelaseguridad,factorclavedecaraalfuturotalycomo

sehacomentadoanteriormente.Tantoesasí,queSiemenshaintegradonumerosasfunciones

deseguridadqueprotegentantoalaCPUcomoalprogramadecontroldiseñado:



- Proteccióndetipo“know-how”,paraimpedirqueelprogramadiseñadoseacopiado

portercerosquetenganaccesoalautómata.

- Protección“anticopia”quepermitevincularunprogramaaunaMemoryCardoCPU

específica.

- ProtecciónporcontraseñaquepermiteconfigurarelaccesoalasfuncionesdelaCPU.

Paraconcluir,esnecesariomencionar lautilizacióndeunaSignalModule, la cualaportaráanuestroPLC16entradasy16salidas.Estaráacopladaalautómatayserádemuchautilidad,puesto que posibilitará la programación de todo el diseño del automatismo dentro de unmismoautómata,sinnecesidaddetenerquevincularentresidosdeellosyaquenoposeensuficientecapacidad,hablandodesalidasyentradas, individualmente.Unavezacopladaa lapartederechadelPLCycorrectamenteconectado,sepasaráaprogramardichaextensióndelautómata en TIA Portal, para así disponer de sus entradas y salidas que se necesite para elautomatismo.

Ilustración3.CPUS71200(1)ySignalModule(2)

2.1.1.DiferenciasentrelasdistintasversionesdelosSiemensS71200

Setrabajarácon laversiónmáscompletaypotentede losS7-1200, laversiónS7-1214C,queposee 14 entradas y 10 salidas a lo que habrá que sumarle dos entradas analógicas. Adiferencia de la CPU 1211C y la CPU 1212C, el PLC con el que se trabajará posee 50KB dememoriadeprogramaydatos,mientrasqueloscitadosanteriormentetrabajanconlamitaddememoria.

Volviendo al númerode entradas de las distintas versiones, el 1214Ces el que tienemayornúmero de entradas y salidas, ya que la versión 1211C dispone de 6 entradas, 4 salidasdigitales,alosqueselesumalas2entradasanalógicas.El1212Cposee8entradasy6salidasdigitalesalosquealigualquealasotrasdosversiones,seleañade2entradasanalógicas.

Por lo que, tal y como se ha ido podido ir viendo, el 1214C es el más completo de losautómatasS71200yporello,seemplearáeneldesarrollodeesteproyecto.



Parafinalizar,talycomosemuestraenlaIlustración2.DistintaspartesAutómataSiemensS7,setrabajaráconelmodeloAC/DC/RLy, locualquieredecirqueelPLCestaráalimentadoporuna corriente alterna y las entradas de en este caso, la maqueta Artitecnic por corrientecontinuaestánalimentadas.EltérminoRLyquieredecirquelassalidasestaránimplementadasmedianterelés.

2.1.2.VentajasAutómatasSiemensS7

EnesteapartadosecomentaránlasdiferenciasqueexistenentrelosautómatasS7ysuactualcompetencia en el mercado de la automatización de procesos industriales, justificandofinalmenteelusodelS71214C.

Unode losautómatasmásempleadosa lo largode lahistoriade laautomatizaciónhansidolosOmrom,pertenecientesa laempresa japonesaOmromCorporation.EstosPLCs,comoseha dicho, han sido muy empleados, proporcionando resultados muy satisfactorios, pero lacaracterística diferencial con respecto a los Siemens es el software empleado, CX-One. Estesoftware,amedidaquelosañoshanpasadoylaautomatizaciónhaidoevolucionando,sehaquedado relativamente desfasado con respecto a TIA Portal, puesto que la forma deprogramarresultamuchomásintuitivayconbastantesposibilidadesyvariantesmásenésteúltimo.Además, lasherramientasqueofrece lamarcaalemana,comopuedenserPLCSIMoSCADA,sondegranutilidadyhaceposiblelaprogramación,visualizaciónyanálisisdelprocesoautomatizadoenunsolosoftware.

Sin entrar en demasiado detalle, respecto a los propios autómatas que la marca Siemenscomercializa, basándonos en la complejidad de la aplicación, capacidad E/S, tamaño deprogramayvelocidaddeprocesamiento,entremuchasotras,sepodríasituarelempleadoS7-1200, por encima del micro-autómata Simatic S7-200, pero por debajo de los ya mássofisticadosSimaticS7-300yS7-400.

2.2.SOFTWARETIAPORTAL

TIAPortal (Totally IntegratedAutomation) secomponede todas lasherramientasnecesariasparaprogramarautomatismos,asícomosimularlosyanalizarloenprofundidad.Esunodelosprogramas más utilizados en este entorno, puesto que es muy intuitivo a la hora deimplementarautomatismosyofreceunagranvariedaddeopciones,aloquehabríaquesumarlapotenteinterfazgráficaquepresenta.Conél,sehaconseguidounificartodaslastareasdecontrol, visualizaciónyaccionamiento,ynospermiteprogramar tanto losdistintosPLCsqueofrece Siemens, como las distintas pantallas HMI que también se comercializan. Lavisualización en modo proyecto, permite configurar todo lo relativo al PLC y los distintos



componentes, como módulos de comunicación que se le quiera añadir (Ilustración 4.VisualizaciónModoProyectoInterfazTIAPortal),asícomolaprogramacióndelautomatismo.

Ilustración4.VisualizaciónModoProyectoInterfazTIAPortal

Enconcreto,seutilizarálaversióndelentornoTIAPortal13.1Basic.Asimismo,dichoentornodeprogramaciónincorporaunagranvariedaddeaplicaciones,entreellas,lasmásimportantesydelasqueseserviráesteproyecto:

• Step7:softwareprincipal,desarrolladoespecíficamenteparalosautómatasdelaserieS7. Soporta tres tipos de lenguajes de programación (FBS, KOP y AWL), siendo elempleadoenelautomatismoimplementadoellenguajeKOP,otambiéncomúnmentellamadoLADodiagramadecontactos.

• PLCSIM:simuladorempleadodentrodeTIAPortal,quepermitesimularelprogramaimplementado sin necesidad de un hardware real, sirviéndose de un PLC simulado.FuncionaconjuntamenteconStep7yfacilitalavisualizacióndelefectodelasentradassobrelassalidassimuladas,pudiendoajustarlalógicautilizadaenelprogramasifuesenecesario.Enloqueserefierealproyectoquesevaarealizar,noseemplearádichaherramienta ya que se posee el hardware real en la misma ubicación en la que seprogramará.

• WinCC Advanced: software que permite realizar aplicaciones SCADA (SupervisoryControlandDataAcquisition)yHMI(Human-MachineInterface)muyútileshoyendíaparalosprocesosindustriales.Interfazmuygráficaeintuitiva,queofreceunamultituddeposibilidadesyvariantes.



2.3.MAQUETAARTITECNIC

Enesteapartado,sedescribirá lamaquetaempleadapara larealizaciónde lasimulacióndelproceso industrial. Esta maqueta se encuentra en el laboratorio de Automatismos de laUniversidad Politécnica de Valencia, en concreto, en el Departamento de SistemasAutomáticos.

Dichoprototipo se ideópara servirde soporte físicoenel ejecución,ensayoydesarrollodeprogramasde control deprocesos, enparticular, para losqueestándestinados ladocencia.Por medio de ésta, se ha tratado de reproducir un proceso industrial real, con una escalareducida, para así tratar de simular la programación con medios reales, tales como lossensoresinductivos,magnéticos,etc.

Ilustración5.MaquetaArtitecnicLaboratorioAutomatización

2.3.1.EspecificacionesGenerales

Lamaquetaempleadaenelproyectoseencuentraformadaporlossiguienteselementos:

• Bastidor:situadoenlapartefrontal,enellasepuedeencontrarelcuadroeléctricodondesealojanlosvariadoresdefrecuenciaSiemensMicromasters,quepermitenlavariacióndevelocidaddelmotorencargadodehacerfuncionaralascintas



transportadoras,yengeneral,todosloselementosneumáticosyelectrónicosdeseguridadycontroldelamáquina.

• SistemaPickandPlace:condosgradosdelibertad(XZ)yunsistemadevacíopormediodeventosas.Sepodrádesplazarentredosposiciones,laposiciónqueadoptarásiempreinicialmente,enlaCintaCentral,ylaposiciónfinalqueseadoptarácuandoseactiveelcorrespondienteactuador,cuyaposiciónseráladelaCintadeRecirculación.

• Piezascilíndricas:realizadasenaluminioycondosdistintos

tamaños,deloqueseserviráparapoderlasclasificar.Unasserándepositadaseneldepositoazul,lasdemayoraltura,yotraspasaránalaCintadeRecirculación.

Ilustración7.PiezasCilíndricasMaqueta

• EjelinealEléctrico:dotadedosgradosdelibertadalamaqueta(ejeXZ)yseacciona

medianteunmotorpasoapaso,teniendolaposibilidaddeadoptar5posicionesalolargodelejeX.Seencuentracompuestopor:

- EjeLinealdePrecisión:PermiteelmovimientoenelejeXmedianteunmotorpasoapaso,condistintasparadasprogramables.

- ActuadorNeumático:PermiteelmovimientoenelejeZymedianteunasventosasposibilitalasujecióndelapiezaporelefectodevacíoqueprovocaenlasuperficiedelapieza.

• CintasTransportadoras:Fundamentalesparaeldesarrollodelprocesosimuladoyaccionadaspormotoresdecorrienteasíncrona,secomponedetrescintas:

- CintadeAlimentación,pormediodelacualsevansuministrandolas

piezasalproceso.Dichaspiezassoncentradasporunsistemadeguiadoqueposeelacinta.Disponedeunsensoralfinaldelacinta,queindicaquelapiezahallegadoalfinaldelrecorridodelacinta.

Ilustración6.Pick&Place



- CintaCentral,poseeunaestaciónintermediadeprensadodepiezasequipadaconunactuadorneumáticoyunsensorfoto-eléctricodedetección.Aligualqueenlacintadealimentación,alfinaltieneunsensorparaindicarquelaspiezasseencuentranenesaposición.Alfinaltambiénsepuedeencontrarladenominada“RampadeExtraccióndePiezas”,dondeenfuncióndeltamañodelapiezaylaprogramaciónquesehayaformulado,elactuadormóvilseelevarádejandopasarlapiezaalarampa.

- CintadeRecirculación,enellasepuedenrealizaroperacionesdeconteograciasalsensorfoto-eléctricodedetecciónyensuextremofinalseubicauntopefijocondeteccióndepieza.LaspiezaslleganaestacintaatravésdelsistemaPick&Place.

Ilustración8.EsquemaCintasyposicionesEjeLinealEléctrico

2.3.2.Sensores

Enelprocesoindustrialquesepretendeautomatizar,sedisponende15sensoresynumerosasseñales digitales de entrada. Para resumir con claridad y precisión, se recogen todas lasentradasenestatabla,dondese indicará laseñal, ladescripcióndeéstamisma, ladirecciónempleadaenelautómatayelconector(omanguera)alqueestáasociado:



Tabla1.Entradas-Señales

2.3.3.Actuadores

Las señales de salida, un total de 22, la mayoría de ellas empleadas para el control delmovimientodelasdistintascintasyejeseléctricos,sonenviadasalamaquetaArtitecnicyserecogen al igual que las entradas, en una tabla con el mismo formato: señal, descripción,direcciónempleadayconector:



Tabla2.Actuadores



CAPÍTULO3.DISEÑODELAUTOMATISMO

3.1.DESCRIPCIÓNDELPROCESOINDUSTRIAL

En primer lugar, viendo la maqueta de la que se dispone, con los distintos sensores yactuadoresyaanteriormentemencionadosydescritos,sepodríaplantearestaautomatizaciónque se va a realizar, como un problema de logística, donde dados unos determinadosproductos o piezas, que difieren entre sí por su tamaño hay que clasificarlos, para sualmacenaje o posterior envío. Esta visualización del proceso es necesaria, ya que con ellopodremosdeterminardistintosparámetros como tiemposdeesperaendistintasposiciones,donde se les podría estar aplicando a las piezas o productos distintos tratamientos y paradeterminarelusoqueselepodríadaradichaautomatización.

Previamenteadescribircondetalleelproceso,sedescribiráelobjetivoquepersigueeste

mismoenparticular,queeslaclasificacióndedostiposdepiezasdemismodiámetro

(Ø40mm),perodedistintaaltura,siendounasde20mmylasotrasde40mm.Medianteel

prensadoqueselerealizaráalapiezaenlaCintaCentral,conoceremossualtura,yaquese

poseensensoresenlaprensadoraquenosindicaránsilapiezaeradeunaalturaodeotra.Una

vezdeterminadalaalturadelapiezaycuandoéstalleguealfinaldelacintacentral,se

procederásuclasificación,todaslasquetenganunamismaalturasedepositaránenel

depósitoazulylasotraspasaránalaCintadeRecirculaciónpormediodelPick&Place.

Porloqueahoraseguidamente,seexpondráelfuncionamientodelprocesoindustrialquese

quiereautomatizar,elcualsiguelassiguientesetapas:

1. Se colocará manualmente una pieza en la Cinta de Alimentación. Para que losvariadoresfuncionenyportantolascintasdealimentación,lasalidaON_VARdebedeestaractiva.

2. Una vez colocada la pieza, activaremos el pulsador verde que activará la señalMARCHAI.



Ilustración9.Botoneraindustrial

3. UnavezactivadodichosensorlaCintadeAlimentaciónempezaráamoversehastaque

lapiezalleguealfinaldelrecorridoyactivelaseñalSEN1(finalCintadeAlimentación).Graciasalsistemadeguiadoycentradodepiezas,seaseguradequelaspiezasesténjustodondeelsensorydondeelEjeLinealEléctrico laspuedarecoger.Duranteestetrayecto,habráquetenerencuentasisehapulsadolaSetadeEmergencia,activandola señal SETA por medio de la cual debería de pararse toda la maquinaria. Esto lodeberemosdetenerencuentaentodoelproceso,al igualquetendremosqueparartodoelprocesosisepulsaelbotónrojo(MARCHAII).

4. Posteriormente,elEjeLinealEléctricosedeberádesplazarhasta laPosición1,véaseIlustración 8. Esquema Cintas y posiciones Eje Lineal Eléctrico, para coger la pieza yllevarlahastalaPosición3,esdecir,hastalaCintaCentral,siempreycuandonohayaunapiezaquehayasidopreviamentedepositadaynohayasidomovidapor lacinta.Endichocaso,elEjeLinealEléctrico,depositarálapiezaenlaposición2o4.

5. Una vez allí, la Cinta Central empezará a moverse hasta que la pieza llegue a laEstacióndePrensado,activandoasíSEN3.SeactivaráelactuadorY1,quecontrolaalaelectroválvuladelcilindrodeprensadoysedeterminarásilapiezaesladelaalturade40mm(activaciónSEN4)osieslade20mm(activaciónSEN5).

6. Conocido ya el tamaño de la pieza, la Cinta Central comienza a moverse de nuevohasta que la pieza llega al final de la cinta, donde ésta inmediatamente se para.Llegadoaestepunto,si lapiezaes la“alta”,sedejarápasar levantado lacompuertamanejadaporelactuadorY2,depositandodichapiezaeneldepositoazul;silapiezaeslade20mm,lacompuertanoseactivaría,sinoqueelPick&PlaceacudiríaalaposiciónenlaqueseencuentralapiezaylallevaríaalaCintadeRecirculación.

7. UnavezdepositadalapiezaenlaCintadeRecirculación,seactivarálaseñalqueavisaquehayunapiezaenestacinta(SEN9).

8. Una vez llegada la pieza al final de la Cinta deRecirculación (SEN8), se detendrá lacintahastaque,manualmente,seretiredichapiezadelfinaldelacinta.



3.1.1.ControldelosVariadores

Paraelcontroldelavelocidaddelastrescintasquesedisponenenlamaquetaempleada,sedisponende3 variadoresde frecuencia,unopara cada cinta,que lespermitirána las cintasposeer tres velocidades distintas, y también sentidos de movimientos distintos (normal einverso).ElVariador1seráelencargadodecontrolarlaCintadeAlimentación,elVariador2laCintaCentralyporúltimo,elVariador3alaCintadeRecirculación.

Para ello, se disponen de tres señales digitales, cuya combinación binaria controlará losvariadores.Mediantelassiguientestablassereflejaelmododefuncionamientoenfuncióndelvalorquetomanlasdistintasseñalesdigitalescitadasanteriormente:

Tabla3.CombinacionesControlVariadores



3.1.2.ControldelEjeEléctrico

ConrespectoalEjeEléctrico,elcualtiene5posicionesdeparadadisponiblesyestácontroladoporunmotorpasoapaso,paraelaccionamientoycontroldelejeseutilizarán3señalesdesalida (IN_POS_1, IN_POS_2, IN_POS_3 y 3 señales de entrada (FP_1, FP_2, FP_3). Lasprimeras, las 3 señales de salida, indicarán la posición a la que se deberá desplazar el EjeEléctricoyaqueasílorequiereelproceso,ylasúltimas,lasdeentrada,indicaránlaposiciónenlaqueseencuentraelEjeEléctricoactualmente.

Aligualqueenelapartadoanterior,yamododeresumen,seadjuntanlasdistintastablasquemuestran en función de las distintas combinaciones la posición a la que debe acudir y laposiciónenlaqueseencuentraelEjeEléctrico:

Tabla4.CombinacionesControlEjeEléctrico

3.1.3.Aspectosaconsiderarparalaprogramación

A lahoradediseñar el automatismoque controlaráel procesode lamaqueta, esnecesariotener en cuentas unos aspectosmuy particulares y específicos de vital importancia para elcorrecto funcionamientodelmismo.Setratandeaspectoscríticosqueaprimeravistanoseidentificanyporlocual,merecelapenadestacarlos:

- Evitar que el carro del Eje Eléctrico se desplace horizontalmente con elvástagoextendido,esdecircomosiseencontraseenlaposiciónenlaquemediante la ventosa agarra la pieza. Esto es así, ya que, si no, podría



entorpecerelprocesoderribandopiezasqueseencuentrenencirculaciónalolargodelascintastransportadoras.

- Durante el tiempo en el que se depositan o recogen las piezas decualquieradelastresCintas,éstasdeberándeestarparadas,paraqueasínoentorpezcanlalaborderecogidaodepósitodelaspiezas,yparaevitardañosenlasventosasoenlascintas.

- Evitar que al bajar la compuerta de la Cinta Central se produzcanaplastamientosdelaspiezasquesiguenalaclasificadaanteriormente,quehapasadopordebajodelacompuerta.

- UnavezdepositaunapiezaenlacintacentralelEjeLinealEléctricoysehadecolocarotrapiezaenlacintacentral,cuandoéstaaúnnohadesplazadoa lapiezadepositadaanteriormente,provocandouncolapsoenelpuntodedescargade lapiezadelEje LinealEléctrico,éste, tendráquedejar lapieza en las posiciones 2 o 4 hasta que la pieza que se encuentra en laposición 3 avance y por tanto le deje espacio a la nueva pieza que sequieredepositarenlacintacentral.

- Durantelaspruebasdeevaluacióndelautomatismoprogramado,sepudoobservarlanecesidaddeunavelocidadlentaenlaCintaCentral,paraqueasísepuedarealizarcorrectamentelaoperacióndeprensado.

- Unavezlasposiciones2y4estánocupadasconunapieza,lacintacentralnoseencuentradisponibleparadepositarunapiezayelEjelinealEléctricotieneunapiezaensuventosa,setendráqueesperaraquelacintacentralquede disponible. En esta situación, se encenderá la baliza, como mástardeseexplicaráeneldebidoapartado.

3.2.PROGRAMACIÓNDELPROCESOENTIAPORTAL

A la hora de realizar la programacióndel autómata, una vez descrito el procesoque tendrálugar en la maqueta Artitecnic, simulando un proceso industrial cualquiera, y una vez seplanteen los distintos Grafcets que gobiernan el control de los actuadores, los cuales seadjuntaráncomoanexo,se implementarádichasoluciónenTIAPortal.Paraello,seutilizará,tal y como ya se ha comentado anteriormente, el lenguaje KOB, por lo que se utilizará lasecuaciones lógicasconelÁlgebradeBoole.Graciasaello,sepodráprogramardeunaformametódicayorganizada.

Sehaprogramadoelautomatismoconlaayudadedistintasfunciones,teniendounafunciónporcadaprocesoaisladoquesehaconsiderado:



1. Seta Alarma: Controlará que, al pulsarse la seta de emergencia, se detenga elfuncionamientodetodoslosvariadoresquecomponenlamaqueta.

2. CintaAlimentación3. EjeLinealEléctrico4. Cinta Central: Controlará el correcto funcionamiento de esta cinta, y aparte, la

estacióndeprensado.5. AuxiliarDetecciónPieza:Controlempleadoparamedianteunamarcaquesepasaráa

la función compuerta, saber si la pieza es grande y por tanto la compuerta deberíasubirse.

6. Compuerta7. Pick&Place8. CintadeRealimentación9. Actuadores:Enestafunciónserecopilarántodaslassalidasylascombinacionesquese

handedarparaqueéstasseactiven.

Ilustración10.BloqueMainOB

En cada una de estas funciones se han programado tanto las ecuaciones de SET, las cualesindicarán las condiciones que han de cumplirse para que se active un estado, como lasecuacionesdeestado,proporcionandoinformaciónacercadecuándoycómosedesactivaránlasetapas.

3.2.1.SetadeEmergencia

El siguiente grafcet diseñado se encargará decontrolar laaccióndepulsar la setadeemergencia,por la cual se deberán de parar todas las cintas, elEjeLinealEléctricoyelPick&Place.

Paraello,sehandiseñadotresetapas:

Ilustración11.GrafcetSetadeEmergencia



- La inicial por medio de la cual se activa el variador (ON_VAR) paraposibilitarelmovimientodelascintasylosotrosdispositivosdelosquesecomponelamaqueta.

- Una segunda etapa, que tiene lugar cuando se pulsa la Seta deEmergencia, encendiendo la baliza y pasando a una etapa en la queON_VAR no está activado, impidiendo por tanto el movimiento decualquierdispositivodelamaqueta.

- Porúltimo,laterceraetapaesactivadacuandolasetasedesactiva,nótesequepresentaunalógicainversadeactivación,esdecir,permaneceactivalasetasiempreycuandonosepulse.Pararegresaralestadoinicial,seharealizadomediantelaayudadeuntemporizador,paraasegurarsedequese desconecta el tiempo necesario para que luego se vuelva a poderactivar.

3.2.2.CintadeAlimentación

Ilustración12.GrafcetCintadeAlimentación

Estediagramaografcetseencargadelcontroldelacintadealimentación.Enelestadoincial,seencuentraenreposo,sinmoverse,lacinta.Unavezsepulsaelbotónverde,pasaalestadonúmero11.Aligualquelasetadeemergencia,elsensorMARCHAIItrabajaconlógicainversa,estáactivadodenormalsinhabersidopulsado.

Unavez se llegaal estado11, seactivan las salidasnecesariasparaque la cinta comienceadesplazarsede formarápidaensentidodirecto.Parapasaralestado12, tienequeactivarseSEN1,esdecir,queunapiezalleguealfinaldelaCintadealimentación,ysemantendráaquíhastaquedejedeestaractivodichosensor.



Porotro lado,mientrasestéenel estadonúmero11, si sepulsa ypor tanto sedesactiva laentrada MARCHA II, es decir, se pulse el botón rojo, pasaremos al estado 13, donde sedetendrálacintayseencenderálabaliza.Finalmente,sevolveráamoverunavezsevuelvaapulsarelbotónverde.

3.2.3.EjeLinealEléctrico

Ilustración13.GrafcetEjeLinealEléctrico

Tal y como se puede apreciar en la Ilustración 13. Grafcet Eje Lineal Eléctrico, el presentediagramade flujoografceteselmáscomplejodelautomatismoprogramado.Estoesasí yaque debe contemplar distintas posibilidades, como son la utilización de los buffers paradepositarlaspiezasenlasposiciones2y4cuandolaCintaCentralseencuentreocupadaporotra pieza. Se deberá de detectar cuando está ocupada sirviéndose de las etapas que seencuentrenactivadasenelgrafcetdelaCintaCentral.

LaprimeradivergenciaenOR,contemplatresposibilidades:

• Laprimeradeellas,quesedetecteunapiezaalfinaldelacintadealimentación.



• Laramacentral,queestandodisponibleyconelvástagoarribaelEjeLinealEléctrico,haya una pieza en la posición 2 (POS2 activo), no haya pieza al final de la cinta dealimentaciónyquelasetapas52,55o56delaCintaCentralseencuentrenactivadas.Estas etapas tienen lugar una vez se ha detectado la pieza al final de la cinta, paragarantizarquesólohayunapiezaen lacintaysepuedatrabajarconprecisiónenelprensadoysepuedanclasificarsinningúntipodeproblema.

• La última rama, trabaja igual que la rama central, pero con la particularidad de queharálomismoperocuandolaposición4estéactivadaynohayapiezaenlaposición2(POS4activoyPOS2desactivado).

Ilustración14.BuffersPosición2y4

Centrándoseen la ramademása la izquierda,cuandohayaunapiezaal finalde laCintadeAlimentación,elEjeLinealEléctricotengalaseñaldeREADYactivayelcilindroenlaposiciónde más arriba, se dirigirá este último a la Cinta de Alimentación (posición 1). Una vez allí,mediantelosactuadoresY6eY7cogerálapiezayunavezyatengalapiezaenlaventosa,seproduciráotradivergencia.

Laramademásaladerecha,lacualseactivarálaprimeravezdespuésdelaconexión,serálaencargadadellevarlapiezadesdelaCintadeAlimentaciónalaCintaCentral.Conestarama,seaseguraquelaCintaCentralseencuentralibre,esdecir,nohayningunapiezaenellay,portanto,sepuededepositarlapiezaallíparaquerealicecorrectamenteelproceso.

Siguiendo de derecha a izquierda, la siguiente rama se encarga de depositar la pieza en elbuffer de la posición 4. Tanto para esta rama, como para la siguiente, se declaran unasvariables para conocer cuando hay una pieza en cada una de las posiciones de los buffers(POS2yPOS4),que seactivaránmedianteunSETen lasetapas209y220 respectivamente.



Siguiendoconestarama,estaramaseejecutaráposteriormenteaquesehayacolocadounapiezaenlaposición2,procesocontroladoporlaramasiguiente,yaquecomocondiciónparaqueseactive,POS2deberádeestaractivo.Colocadaslaspiezasenlaposición2ó4,sevolveráalestadoinicial.

Laúltimaramificación,contempla laposibilidaddequehayaunapiezaal finalde laCintadeAlimentación, se hayan depositado piezas en los buffers, tanto en la posición 2 como en laposición 4 y la Cinta Central se encuentre ocupada. Cuando ocurra esta posibilidad, el EjeLineal Eléctrico, recogerá la pieza de la cinta, y teniendo el vástago en la posiciónmás alta,esperaráaquelaCintaCentralsehabilitey,portanto,notenganingunapieza.Unavezestoocurrasedepositará lapiezaen laCintaCentral.Duranteestaespera, seencenderá laseñalluminosadelabalizaparaindicarunestadoexcepcional.

De la primera convergencia, las otras dos posibilidades contemplan cada una de ellas, quehabiendounapiezaenlaposición2o4respectivamente,ylaCintaCentralseencuentrelibre,seencargarádedesplazarel carritodeleje linealEléctricohastabien laposición2obien laposición4,recogerlapieza,yllevarlaalaCintaCentral.Enesteproceso,lasvariablesPOS2yPOS4seresetearánparaindicarquenohaypieza,yaquehansidorecogidasydepositadasenlaCintaCentral.

3.2.4.CintaCentral

El siguiente elemento a controlar es la Cinta central, fundamental en el proceso que sepretendeautomatizar,yaquedeberádetrabajardeformaconjuntaconelEjeLinealEléctrico,laestacióndeprensado,lacompuertaqueseaccionaparalaspiezasmásaltasyelPick&Place,queseemplearásóloparalaspiezasdemenortamaño.

Caberecalcarque,duranteelprocesodemovimientodelacinta,setrabajaráconlavelocidadespecificadacomo“Lenta”,yaquevelocidadesmásaltaspuedenprovocar lacaídadepiezasdebidoalaestacióndeprensado.

Para que la cinta comience a desplazarse, dejando activa la etapa número 51, el Eje linealEléctricodeberádeestaren laposición3queocupa lacintacentral (expresadomediante laactivaciónde losbitsdeFP_1y FP_3), el vástagodeberádeestaren laposicióndearriba ydebedetenerunapiezaenlaventosa(sensoresSEN14ySEN15activadosrespectivamente).

Unavezllegadosaestepunto,seañadeunadivergenciaenORalgrafcet,expresandoladoblecasuísticaquesepuedecontemplar. La ramade la izquierda,activará laetapa52unavez lapieza llegue al final de la cinta (SEN2 activo), sin haber activadoel sensor de la estacióndeprensado,colocadoparadetectarsólolaspiezasmásaltas.Llegadaestaetapa,seconocequesetratadeunapiezapequeña,lacualdeberádeserrecogidaporelPick&Place,porloquesemantendráenesteestadohastaquenosedetectepiezaalfinaldelacinta(SEN2desactivado).



Ilustración15.DistintasPosicionesSensor3

LaramadeladerechaseráactivadacuandoenelrecorridodelaCintaCentralhayaunapiezagrande. Se conoceráesta informacióngraciasa laactivacióndeSEN3,esdecir,quehayunapiezaenlaestacióndeprensadoyque,alosumo,esalta,yaquedichosensorsehacolocadode formaquesólodetectepiezasaltas.Activada laetapa53, seaccionaráelprensadode lapiezaduranteuncortoperiododetiempo,1segundo.Pasadoestetiempo,enlaetapa54,lacintavolveráamoversehastaque llegueal finalde lacinta.Continuaráen laetapa55hastaque se haya detectado que la compuerta está en su posición alta y que por lo tanto se haactivado.Posteriormentesevolveránaactivar losactuadoresnecesariosparaquelacintasemueva,hastaquelacompuertasevuelvaabajar,paraasídepositarlapiezaenelcontenedorazul.



Ilustración16.GrafcetCintaCentral



3.2.5.Compuerta

Ilustración17.GrafcetCompuerta

Con este diagrama de flujo se controlará la compuerta que permite depositar las piezasgrandeseneldepósitoazul.Paraquelacompuertaseaccioneyportanto,seactivelaetapanúmero61,lapiezadebeactivarSEN2(finaldelaCintaCentral)yademás,debedeestarenelestado X55 del grafcet de la Cinta Central. Dicho estado, el X55, viene precedido de unosestadosqueseactivancuandolapiezagrandepasaporlaCintaCentral,activandoelsensordelaestacióndeprensado(SEN3).ElestadoX55vieneprecedidodelaactivacióndelsensordelfinaldelacinta.

Unavezsepasaalestado61,seactivaráelactuadorY2,encargadodeaccionarlacompuertaylevantarla,permanecerálevantadauncortoperiododetiempo,elnecesarioparaquelapiezaaseyseadepositadaenelcontenedorazul,estipuladoenelpresentegrafcetcon2segundos.

X55



3.2.6.Pick&Place

Partiendodelestadoinicialnúmero70,unavezlapieza,lacualdeberádeserlademenortamaño,lleguealfinaldelaCintaCentralyactive,portanto,SEN2,estandocomocondiciónnecesariaelvástagodelPick&Placesubido(SEN10activo)ynoestandoactivoelestadoX55,activadocuandolapiezaeslademayortamaño,sepasaalestado71.

Endichoestado,seactivarántalycomosepuedeobservarenIlustración18.GrafcetPick&PlacelosactuadoresY4eY5,encargadosdebajarelvástagoyrealizarelvacíorespectivamente.

Ilustración18.GrafcetPick&Place



Unavezsedetectequelapiezaseencuentreenlaventosa(SEN13),seactivaráelsiguienteestado.Enesteestado,sóloactuaráY5,paraasíhacerqueelvástagosubamanteniendolapiezaenlaventosa.Estaetapasemantendráactivahastaqueelsensornúmero12(SEN12)seactiva,indicandoqueelPick&Placeseencuentraconelvástagoensuposicióndearriba.

Posteriormente,seactivaráelactuadorY3encargadodedesplazaralolargodelejeX(desplazamientohorizontal),parallevarlapiezaalaCintadeRecirculación,manteniendosiempreelvacíoconlapieza(actuadorY5activado).

Detectadoqueseencuentraalfinaldeleje,esdecirenlaposicióndelaCintadeRecirculación,seprocederáadepositarlapiezaenestacinta.Paraello,unavezactivadalaetapa74,actuaránY3,paramantenerlaposiciónalfinaldelejetalycomosehacomentadoanteriormente,Y4parabajarelbrazoypoderconellodejarlapiezaeY5manteniendoelvacío,paraquelapiezanocaigaunavezseestébajandoelbrazo.Seejecutaráduranteuncortoperiododetiempo,eltiempoenelquesedetectaqueelbrazonoseencuentraarriba,poresarazónseincluyecomocondiciónparaseguirelprocesodelgrafcet!"#12(óSEN12(not)).

Elsiguienteestado,número75,seencargadeelevarelbrazohastalaposicióndearriba,yasinaccionarelactuadorencargadoderealizarelvacío.DesactivadoSEN13,yportanto,asegurándosedequenohayapiezaenelsistema,sepasaráalsiguienteestado,dondesemantendráeldiagramadeflujo,hastaqueseasegurequeelvástagoestétotalmenteretraído,esdecir,enlaposicióndearriba,paraevitarcolisiones,talycomosehahabladoconanterioridad.



3.2.7.CintadeRecirculación

Ilustración19.GrafcetCintaRecirculación

Enelestadoinicial,etapaX40,seencuentralacintaenreposo,esdecir,parada.ParapasaralestadoX41,sehandecumplirdiversascondiciones:

• Que el Pick&Place se encuentre en la posición final, en la posición de la cinta derecirculación,estandoactivoportantoSEN11.

• El cilindro del sistema Pick&Place se encuentra arriba, para evitar posibles daños alvástagoyasegurarlacorrectacolocacióndelapieza(SEN12)

• LacintacomenzaráamoverseunavezelPick&Placenotengopiezaenlaventosa,yaquedichapiezadeberádeestarenlacinta,porloqueSEN13deberáestarnegado.

• Unavezunapiezallegaalfinaldelacintaderecirculación,nopodrámoverselacinta,quedándoseenlaetapaX40,esperandoaquedichapiezasearecogida.

SevolveráalestadoinicialunavezSEN8seaactivado,esdecir,cuandounapiezalleguealfinaldelacintaderecirculación.

Al igual que en el resto de cintas transportadoras, se añade la opción de parar la cintapulsando el botón rojo, identificado comoMARCHA II. Recordar que dicho pulsador trabajaconlógicanegada.



3.2.8.AuxiliarDetecciónPieza

Ilustración20.GrafcetAuxiliarDetecciónPieza

Medianteestegrafcet,seidentificaquelapiezaesgrandeyservirádeayudaparavercuandolacompuertasedebeaccionarycuandono.Noposeeningunaaccióndentrodesusestados,ya que como se ha comentado, sirve simplemente como un grafcet auxiliar que permitacontrolarcuandosedebeaccionarlacompuertaycuandono.

Para pasar al estado X91, se debe de haber estado en el estado X55, en el cual se estarácuandosehayadetectadomediantelaprensadoraqueesunapiezagrandeyseestéenelfindelaCintaCentral.

SevolveráalestadoinicialcuandoseestéenlaetapaX56,enlacualseestaráaccionandolaCintaCentralparadepositarlaspiezasenelcontenedorazul.



CAPÍTULO4.DISEÑODELAAPLICACIÓNSCADA

4.1.DesarrolloAplicaciónSCADA

Enprimer lugar, se tendráque tenerencuentaqué sequiere representaren laaplicaciónysobretodoquésequierecontrolaradistanciaoquesepretendever.Paraello,comoyasehaidocomentandoalolargodelpresenteproyecto,seutilizaráWinccAdvanced.

Seránecesaria la creacióndedosmodosde trabajo, el automático, siendoéste elmododetrabajo en el que todoestá totalmente automatizado y no sepuede accionarmanualmentenada; y el manual. En el modo manual es donde la aplicación SCADA aparecerá parapermitirnosaccionarlasdistintassalidasquedeseemosyvercómoseencuentraslasentradasosensoresdelosquesedisponeenelproceso.Paracambiardemodoseestableceráunbotón(rotarybutton)quepermitapasardeunmododetrabajoaotrodesdelapantallaprincipal.Porotraparte,dichaaplicaciónenelmodoautomáticopermitiráverenpantallaaloperariotodoloqueestáocurriendoenelproceso,sintenerlanecesidaddeestarpresentefísicamenteenelmismo.

Ilustración21.BloqueMainAutomático/Manual

Tal y como se puede observar en la ilustración anterior, el bloque main OB sufremodificaciones con respecto al que se expuso en sumomento en la Ilustración 10. BloqueMainOB.Seintroducencontactosparaqueunavezelmodoautomáticoestéactivado,puede



seguirelprocesoanteriormentediseñado,mientrasquecuandonoestéactivo,seactivarálafunción “SCADA Auxiliar” que servirá para aportar distinta información de sensores y demarcasrelacionadascondistintasvariablesdelamaquetaalaaplicaciónSCADA.

Setrabajaráconelordenador,queservirádepantallaparalaaplicación,porloqueenprimerlugar se tendrá que configurar en Wincc Advanced dicha opción, conectando entre sí elmonitoropantalladelaaplicaciónconelPLC.

Ilustración22.PantallaPrincipalSCADA

En la ilustración anterior se muestra la pantalla principal de la aplicación que se hadesarrollado. Enella, sepodráelegir elmodoenel que se trabaja, simanual o automático,mediante el rotary buttonque seha comentado anteriormente.Además, sepodrápulsar elbotón“IraModoManual”quelellevaráalaspantallasquecontrolendichomodoy“Sensores(Gráficamente)”quepermitiráverdistintosparámetrosenunarepresentacióndelamaqueta.

4.2.ModoAutomático

Talycomosehacomentadobrevementeenelapartadoanterior,enestemododeoperaciónel operariopodrá verporpantalla todo loqueestá sucediendoamedidaqueel proceso vateniendolugar.

DeentretodaslasposibilidadesquetantoWinccAdvancedcomoelpropioprocesoofrece,sehan considerado como importantes y, por tanto, de vital importancia para el operario lasiguienteinformaciónqueveráporpantalla:

• Lasdistintasposicionesqueocuparán laspiezas.Paraello seemplearán losdistintossensoresde losqueestácompuesta lamaqueta,comopuedeserel finaldecintadecadaunadelastrescintas,comoelsensorqueindicaquehayunapiezaenlaestacióndeprensado.



• Las posiciones que tanto el Eje Lineal Eléctrico como el Pick&Place van ocupando amedidaqueelprocesoavanzayvanrecogiendoydepositandolasdistintaspiezas.

• Sereflejaráenlapantallaprincipalquecintasestánactivasyportantoenmovimientomedianteunledqueseencenderáendichocaso.

• Porotrolado,enlapantallaprincipaltambién,seindicarántodaslasseñalesluminosascomopueden ser la balizaque indicaráunestadodeemergencia y el piloto auxiliarrojoqueselocalizafísicamenteenlabotoneraindustrial,queseencenderácuandosehapulsadoelbotónrojo(MARCHAII).

Enestemododetrabajosólosepodránverelestadodedistintossensores,porloquelaúnicapantalla,juntoconlaprincipal,quesepodrámanejarserálade“Sensores(Gráficamente)”.

Ilustración23.PantallaSensores(Gráficamente)

Fijándose en esta pantalla, se podrá conocer viendo los distintos pilotos (LEDs) que se hanpuestoalolargodelascintas,dondeseencuentranlaspiezas:

- PiezaalfinaldelaCintadeAlimentación.- PiezaenEstacióndePrensado.- PiezaalfinaldelaCintaCentral.- PiezaalfinaldelaCintadeRecirculación.

Porotro lado,enelcuadro localizadoen laesquina inferiorderecha,sedisponen lasseñalesluminosas,labalizayladelpilotolocalizadoenlabotoneraindustrial.

Porúltimo,enlosmárgenesderechoeizquierdodelarepresentacióngráficadelamaqueta,selocalizandistintospilotosquealencenderseseñalizarandóndeseencuentraelPick&Placeyel



Eje Lineal Eléctrico respectivamente. Para el caso que se representa en la Ilustración 23.Pantalla Sensores (Gráficamente), el Pick&Place estaría en la posición inicial (en la CintaCentral)yelEjeLinealEléctricoenlaposiciónnúmero5.

Conel findequecualquieroperarioo usuario de la aplicación sepainterpretar dichos pilotos, pulsandoel botón “Leyenda”, aparecerá unaventana donde quedarán explicadostodos los pilotos de los que sedisponeenlapantallaanterior.

4.3.ModoManual

Unavezelinterruptorseencuentraenmodo“Manual”sepodráncontrolartodaslassalidasoactuadoresdelosquesedisponeenlamaquetadesdelaaplicacióndesarrollada.Paraello,sedeberádepulsarelbotónqueresideenlapantallaprincipal“IramodoManual”.Unavezsehayapulsado,laaplicaciónmostrarálapantalladelmodomanualconsideradacomoprincipalparaestemodo.

Ilustración25.PantallaPrincipaldelModoManual

Ilustración24.Leyendapantallasensores



Directamentedesdeestapantallasepodránaccionarlassiguientessalidas:

- Prensado.- Compuerta.- Botónrojodelabotoneraindustrial(MarchaII).- Botónverdedelabotoneraindustrial(MarchaI).- Señaldeemergenciaobaliza.

Para el resto de salidas, se disponen de tres botones que redirigirán al usuario a distintaspantallas,estosson:

- “AccionadoresCinta”,a travésde la cual sepodrácontrolar lavelocidadde lascintastransportadorasyversiéstasseencuentranenmovimientomedianteunpilotoverde.

Ilustración26.PantallaCintasTransportadoras

- “Accionadores Eje Lineal Eléctrico”, permitirá controlar las salidas dedicho sistema, como son la posición que ocupa en la maqueta, bajar elbrazo o realizar el vacío para poder tomar una pieza. Además, se le haañadidodossensoresquemarcaráncuandoelbrazoseencuentraarriba,oporelcontrario,seencuentraenlaposicióndeabajo.



Ilustración27.PantallaEjeLinealEléctrico

- “Accionadores Pick&Place”, controlarán tanto el movimiento o posicióndelsistema,asícomolaposibilidadderealizarelvacíoobajarelvástagoparapoder tomarunapieza.Al igual queenel anterior caso, se añadendospilotosparaidentificardondeseencuentraelvástagodelPick&Place,siarribaoabajo.

Ilustración28.PantallaPick&Place



Tal y como se puede observar, a las tres pantallas se les ha añadido un botón auxiliar parapoder ir a la pantalla de los sensores y poder ver en tiempo real donde se encuentran laspiezasocualquierinformaciónquesenecesitequeseencuentreendichapantalla.

A ese botón, se le suma otro, el de “Volver”, que permitirá al usuario volver a la pantallaprincipaldelmodoautomático,paraasípoderseguiraccionandootrasdistintasvariables.



CAPÍTULO5.CONCLUSIONES

Del siguiente proyecto se han podido extraer varias conclusiones. Una de ellas y la másimportanteeslafacilidadconlaquesepuedeprogramarunautomatismounavezseconoceelsoftwaredeprogramaciónTIAPortal.Resultamuy fácilconfigurar losdispositivosyaúnmásrealizar los distintos programas.Otro de los puntosmás importantes es la gran cantidaddeopciones que aporta Wincc Advanced, ofreciendo una gran variedad de funciones y deelementosgráficos,conelfindehacermásintuitivaparaelusuariolaaplicación.Estosedebeenparte,graciasalagranlibreríaquevienedeserieenelsoftware,lacualsepuedeampliarconnuevoselementos.

Enestecapítulo,además,serecogeránlospasosporlosquesehapasadoparalarealizacióndelproyecto,citandolosaspectosmáscrucialeseimportantesylasposiblesconclusionesquesehanpodidosacardeellos.

Enprimerlugar,antesdeempezaradiseñarelprocesoindustrial,seestuvoenunperiododeformación, enelqueelprincipalobjetivoera familiarizarse conel entornodeprogramaciónqueseibaaemplear,aligualquelafamiliarizaciónconelautómata.

Seguidamente,seconfiguróelPLCenTIAPortal,conectándoloalaredyañadiéndolelaSignalModule, la cual ha facilitado el proyecto en granmedida, ya que, de no haber sido por laadición de ésta, se tendría que haber trabajado o bien, con dos autómatas S7 1200 yconectarlosentresí,otrabajarconotroautómata,locualpodríahaberaumentadoelcostedelproyecto.Deesteapartadodelproyecto,sepodríadestacarlafacilidadconlaqueseconectaelPLCalared,graciasalainterfaz,siendonomuylargoocomplejo.

UnavezyasetieneconfiguradoelPLC,sepasaaunprocesoenelquesetratadeentenderelprocesoindustrialquesepretendeautomatizar,viendoconquéentradasysalidassetrabaja,paraasítenerunentendimientogeneral.

Conocidoyaelproceso, seempezarácon laprogramación.A travésde laayudadedistintosGrafcets,unoparacadaprocesoquesehaconsideradooportuno,ylasecuacioneslógicasdelÁlgebradeBoole,sepasaaecuacionesdecontactoimplementadasendistintasfuncionesFCdentrodeTIAPortal.Elusodeestas funciones, facilita laprogramacióndelautomatismodemaneraquelohacemásvisualydeunaformamásorganizada.

Unodelospuntosmáscomplejosylargos,hasidolaevaluacióndelautomatismoprogramado,viendoquesecumplentodaslasexpectativasysecumpletambiéntodalacasuísticaposible.

Finalizadoyaelprocesodediseño,ylacorrespondienteevaluacióndelmismo,comprobandoquetodoestácorrecto,sehapasadoaldiseñodelaaplicaciónSCADA,medianteelsoftwareque ofrece TIA Portal,Wincc Advanced. Con esta aplicación se pretende poder controlar elproceso por pantalla, conociendo todos los detalles posibles, y a su vez, poder manipular,



desdeelordenadorenestecaso,elproceso.Sepretendepodercontrolartodaslasaccionesosalidas,ypoderdetenerencasodeaccidenteelproceso.

Dentro de esta aplicación, se trabajará con dosmodos de trabajo:manual o automático. Elmodomanualpermitirácontrolartodaslassalidasdelasquesedisponeenlamaquetadeunaformamuygráficaysencilla.Tambiénenestemodo,sepodráobservargráficamenteconunarepresentaciónen2Ddelamaqueta,losdistintoslugaresporlosquelapiezavacirculando,asicomootroselementosdeinteréscomoseñalesluminosas,posicionesdelEjeLinealeléctricoydelPick&Place,etc.



BIBLIOGRAFÍA

- GARCIA MORENO, E. 1999. Automatización de procesos industriales robótica yautomática(1999).España:UniversidadPolitécnicadeValencia.

- BALCELLS SENDRA, J. and ROMERAL MARTÍNEZ, J. 1997. Autómatas programables.Barcelona:MarcomboBoixareu.

- ManualUsuarioIniciaciónS7-1200.Cache.industry.siemens.com[enlínea]2018.- Maqueta Célula de Procesos Automática (2011). Proporcionada por el tutor del

trabajo.- TransparenciasTecnologiadelaAutomatización(2017).Proporcionadaporeltutordel

trabajo.- MARTÍNEZTORRES.JOSÉ. AprendaWinCC.DepartamentoAutomatizaciónSiemens. - RODRÍGUEZPENIN,A.2007.SistemasSCADA.Barcelona:Marcombo.

45

LISTADODEFIGURAS

ILUSTRACIÓN1.PRIMERPLCPRODUCIDOCOMERCIALMENTE:MODICON084...........................................................2ILUSTRACIÓN2.DISTINTASPARTESAUTÓMATASIEMENSS71200.............................................................................6ILUSTRACIÓN3.CPUS71200(1)YSIGNALMODULE(2)........................................................................................7ILUSTRACIÓN4.VISUALIZACIÓNMODOPROYECTOINTERFAZTIAPORTAL....................................................................9ILUSTRACIÓN5.MAQUETAARTITECNICLABORATORIOAUTOMATIZACIÓN..................................................................10ILUSTRACIÓN6.PICK&PLACE............................................................................................................................11ILUSTRACIÓN7.PIEZASCILÍNDRICASMAQUETA....................................................................................................11ILUSTRACIÓN8.ESQUEMACINTASYPOSICIONESEJELINEALELÉCTRICO.....................................................................12ILUSTRACIÓN9.BOTONERAINDUSTRIAL..............................................................................................................17ILUSTRACIÓN10.BLOQUEMAINOB..................................................................................................................21ILUSTRACIÓN11.GRAFCETSETADEEMERGENCIA.................................................................................................21ILUSTRACIÓN12.GRAFCETCINTADEALIMENTACIÓN.............................................................................................22ILUSTRACIÓN13.GRAFCETEJELINEALELÉCTRICO.................................................................................................23ILUSTRACIÓN14.BUFFERSPOSICIÓN2Y4..........................................................................................................24ILUSTRACIÓN15.DISTINTASPOSICIONESSENSOR3...............................................................................................26ILUSTRACIÓN16.GRAFCETCINTACENTRAL..........................................................................................................27ILUSTRACIÓN17.GRAFCETCOMPUERTA.............................................................................................................28ILUSTRACIÓN18.GRAFCETPICK&PLACE.............................................................................................................29ILUSTRACIÓN19.GRAFCETCINTARECIRCULACIÓN................................................................................................31ILUSTRACIÓN20.GRAFCETAUXILIARDETECCIÓNPIEZA..........................................................................................32

47

PRESUPUESTO

51

DOCUMENTOSCONTENIDOSENELPRESUPUESTO

1. PreciosDescompuestosporlosdistintoscapítulosquecomponenelproyecto2. Resumendelosrecursosporcapítulo3. ResumenGeneraldelpresupuesto

Apreciacionesnecesariasdemencionar:

Enprimerlugar,enrelaciónalasdistintaslicenciasempleadasalolargodelproyecto,mencionar que se ha estipulado un tiempo de amortización de 2 años, al igual que para elordenadorpersonalutilizado.

Posteriormente,enelcasodelsueldoqueselehaasignadoalIngenieroTécnicoIndustrial,seha establecido un precio de 20€/hora, siendo un valor estándar dentro del sector de laautomatización.

Menfis 8.1.12 - Versión evaluación

Trabajo Final de Grado Pág.: 1

PRESUPUESTO Ref.: propre1

Hardware Empleado Fec.:

N.º Orden Descripción de las unidades de obra Medición Precio Importe

Trabajo Final de Grado

01 Hardware Empleado

01.0101.01

Cable Ethernet 1,00 8,99 € 8,99 €

01.0201.02

Siemens S7 1214C AC/DC/Rly 1,00 417,63 € 417,63 €

01.0301.03

Signal Module (DI 16x24VDC/DQ 16xRelay) 1,00 311,19 € 311,19 €

Total Capítulo 01 ............................................... 737,81 €





Diseño del automatismo del proceso industrial Fec.:


02 Diseño del automatismo del proceso industrial

02.0102.01

TIA Portal 0,50 214,39 € 107,20 €

02.0202.02

Microsoft Office 0,20 18,62 € 3,72 €

02.0302.03

Adobe Photoshop 0,30 72,57 € 21,77 €

02.0402.04

Ordenador personal 0,30 175,00 € 52,50 €

02.0502.05

Ingeniero Técnico Industrial 105,00 20,00 € 2.100,00 €

Total Capítulo 02 ............................................... 2.285,19 €





Diseño de la aplicación SCADA Fec.:


03 Diseño de la aplicación SCADA

03.0103.01

TIA Portal 0,30 214,39 € 64,32 €

03.0203.02


03.0303.03

Adobe Photoshop 0,20 72,57 € 14,51 €

03.0403.04


03.0503.05


Total Capítulo 03 ............................................... 1.333,19 €





Evaluación y Pruebas del automatismo Fec.:


04 Evaluación y Pruebas del automatismo

04.0104.01

TIA Portal 0,20 214,39 € 42,88 €

04.0204.02


04.0304.03

Ingeniero Técnico Industrial 30,00 20,00 € 600,00 €

Total Capítulo 04 ............................................... 660,38 €





Redacción del documento Fec.:


05 Redacción del documento

05.0105.01


05.0205.02

Adobe Photoshop 0,50 72,57 € 36,29 €

05.0305.03


05.0405.04


Total Capítulo 05 ............................................... 2.201,82 €

Total Presupuesto ............................................... 7.218,39 €




RESUMEN DE CAPÍTULOS Ref.: prores1

Fec.:

Nº Orden Descripción de los capítulos Importe %

01 Hardware Empleado 737,81 10,22 %02 Diseño del automatismo del proceso industrial 2.285,19 31,66 %03 Diseño de la aplicación SCADA 1.333,19 18,47 %04 Evaluación y Pruebas del automatismo 660,38 9,15 %05 Redacción del documento 2.201,82 30,50 %

...........................................................................................................TOTAL EJECUCIÓN MATERIAL 7.218,39 €

.........................................................................................................................13 % Gastos Generales 938,39 €..........................................................................................................................6 % Beneficio Industrial 433,10 €

.................................................................................................TOTAL EJECUCIÓN POR CONTRATA 8.589,88 €

.............................................................................................................................................21 % I.V.A. 1.803,87 €.............................................................................................................TOTAL PRESUPUESTO C/IVA 10.393,75 €

Asciende el presupuesto proyectado, a la expresada cantidad de:DIEZ MIL TRESCIENTOS NOVENTA Y TRES EUROS CON SETENTA Y CINCO CÉNTIMOS

1 de Junio de 2018

El Ingeniero Técnico Encargado: EL Cliente:

Fdo.: .......................................... Fdo.: ..........................................




PLIEGODECONDICIONES



ÍNDICE:

1. DEFINICIÓNYALCANCEDELPLIEGODECONDICIONES

1.1. Objetodelpliego1.2. Descripcióngeneraldelmontaje

2. CONDICIONESYNORMASDECARÁCTERGENERAL

3. CONDICIONESDELOSMATERIALES

4. ORDENADORPERSONAL



1. DEFINICIÓNYALCANCEDELPLIEGODECONDICIONES

1.1. ObjetodelPliego

Estepliegodecondicionestratadereunirtodaslascondicionestécnicasnecesariasparapoderrealizarelproyecto,deunaformaadecuada,segurayeficiente.

Elobjetivodedichoproyectoes laautomatizacióndeunaproceso industrialdadomedianteuna maqueta, con un autómata Siemens S7 1200 y el posterior diseño de una aplicaciónSCADA,parapodercontrolarelprocesoadistancia.

1.2. Descripcióngeneraldelmontaje

Para lacorrectarealizacióndelproyecto, laformaadecuadadeprocedereneldesarrollodelmismoseríalasiguiente:

• Evaluación de lamaqueta entregada por el cliente, conociendo todos los elementosquelaintegran.

• Entendimiento del proceso que se quiere automatizar, para poder realizar unautomatismodeacuerdoconloqueelclienteesperadelamaquinariaquedispone.

• MontajedelPLC,consudebidaconexiónyconfiguración.• Pruebasparagarantizarquelosdistintossensoresyactuadoresfuncionan.• Programacióndelautomatismo.• Evaluaciónycorreccióndeerroresdelautomatismoprogramado,bajo lasupervisión

delcliente.• DesarrollodelaaplicaciónSCADA.• Evaluaciónglobaldelproyecto.

Para la realización de estas tareas, se debe disponer de un profesional que sepa utilizar lalógicacombinacionalcaracterísticade losautomatismos,así como,estar familiarizadoconelentorno de programación de TIA Portal. A lo sumo, deberá de tener conocimientosinformáticosavanzadosy lacapacidadderesolverdistintosproblemasdeprogramaciónparahacerdelequipamientointegradouncorrectoyeficientefuncionamiento.

Seránecesariouncorrectomontajedelossensoresenespecial,enelsistemadePick&PlaceyenelEjelinealEléctrico,yaqueunapequeñavariacióndeestosdosúltimos,podríahacerquelapiezanosedepositasecorrectamente,interrumpiendotodoelproceso.



2. CONDICIONESYNORMASDECARÁCTERGENERAL

Esteapartadorecogelahipotéticamalautilizacióndeunelementodelequipo,siendoresponsabilidaddeaquelquehayautilizadodeformaincorrectadichomaterial.Anteelfallodecualquiermaterialdelequipamientoentregadoporelcliente,sedeberádesustituirporunodeigualescaracterísticasparaasínoafectaralaprogramacióndelconjunto.

Porúltimo,elproyectodeberádecumplirsinexcepciónningunalanormativavigenteconrespectoaproyectosdeltipodeautomatizaciónindustrial.

3. CONDICIONESDELOSMATERIALES

Enloquealosmaterialesserefiere,nosepodránutilizarmaterialesdistintosalospactadosaliniciodelproyecto,puestoque,alestarrealizandoelautomatismoenunentornodeprogramacióndeterminado,elcambiodematerialespodríaperjudicaratodoloprogramadohastaelmomentodelcambio.

Enloqueserefierealosrecambios(cambiosdepiezasporpiezasidénticas),nodeberíadepresentarproblemaalguno,puestoquesetratandepiezasnormalizadasydefácilobtencióndentrodelaindustriadelaautomatización.También,elhechodetrabajarconPLCstanempleadosenelsectorcomolosonlosSiemens,yenconcretolosS71200,facilitalabúsquedadepiezasderecambioquesepudiesennecesitaralolargodelproyecto.

4. OrdenadorPersonal

Devitalimportanciaalahoraderealizarelproyecto,puestoquedebeasegurarunacorrectaconexiónconelautómatayunafiableestabilidadalahoradeprogramar.Paraellosehaempleadounordenadorfijo,desobremesa,proporcionadoporelDepartamentodeIngenieríadeSistemasyAutomática(DISA),elcualseencuentraenellaboratoriodeAutomatización.

Paraello,necesitaremosunosrequisitosmínimostantodesoftwarecomodehardware,paratalycomosehamencionado,hayauncorrectofuncionamientoalahoradeprogramaryestablecerconexiónconelautómata,utilizandolaversiónv13deTIAPortal:



• HARDWARE:- Enloqueserefierealprocesador,senecesitaráunCoreTMi5-3320M3.3

GHzosimilar. - Discodurode300GBSSD.- Seránecesariaunamemoriaprincipalde8GBomás.

• SOFTWARE:- TIAPortalv13,dondeseemplearáSTEP7yWinccAdvanced.- Sistemaoperativo:Windows7enadelante.



ANEXOS



ÍNDICE:

ANEXOI.DIAGRAMADECONTACTOS-LENGUAJEKOP..........................................................................................62ANEXOII.ECUACIONESALGEBRADEBOOLE.........................................................................................................84



AnexoI.DiagramadeContactos-LenguajeKOP

SetadeEmergencia:



CintadeAlimentación:



EjeLinealEléctrico:



CintaCentral:



Compuerta:



Pick&Place:



CintadeRecirculación:



Actuadores:



AuxiliarDetecciónPieza:



AnexoII.EcuacionesAlgebradeBoole

SetadeEmergencia:

S0=(1s/X2)*X2+%M100

S1=!"&'*X0S2=SETA*X1

X0=S0+!1*X0X1=S1+!2*X1X2=S2+!0*X2

ON_VAR=X0

BALIZA=X1

CintadeAlimentación:

S10=MARCHAI*X13+%M100

S11=MARCHAI*MARCHAII*X10+!"#1*X12S12=SEN1*MARCHAII*X11

S13=)'*+,'..*!"#1*X11

X10=S10+!11*X10X11=S11+!12 ∗ !13*X11X12=S12+!11*X12X13=S13+!10*X13

VEL_VAR_1_1=X11

VEL_VAR_1_2=X11

PILOTO_AUX1=X13



EjeLinealEléctrico:

S200=SEN14*(X234+X212+X223+X208+X246+X256)+%M100

S201=SEN1*READY*SEN14*X200

S202=FP_1*12_2*12_3*X201S203=SEN13*X202

S204=SEN14*X203

S205=READY*SEN14*X50*X204

S206=FP_1*12_2*FP_3*SEN15*X205S207=!"#14*X206S208=!"#14*(0,5s/X207)*X207S209=READY*SEN14*25!2*25!4*X51*X204S210=12_1*12_2*FP_3*SEN15*X209S211=!"#14*X210S212=!"#14*(O,5s/X211)*X211S220=(X51+X52+X53+X54+X55+X56)*READY*SEN14*POS2*25!4*X204S221=12_1*FP_2*FP_3*SEN15*X220S222=!"#14*X221S223=!"#14*(0,5s/X222)*X222S230=(X51+X52+X53+X54+X55+X56)*POS2*POS4*READY*SEN14

S231=POS2*POS4*X50*X230

S232=FP_1*12_2*FP_3*SEN15*X230S233=!"#14*X232S234=!"#14*(0,5s/X233)*X233S240=(X52+X55+X56)*POS2*!"#1*SEN14*READY*X200S241=12_1*12_2*FP_3*X240S242=SEN15*X241

S243=SEN14*X242

S244=FP_1*12_2*FP_3*SEN15*X243S245=!"#14*X244S246=SEN14*(0,5s/X245)*X245

S250=(X52+X55+X56)*25!2*POS4*!"#1*SEN14*READY*X200



S251=12_1*FP_2*FP_3*X250S252=SEN15*X251

S253=SEN14*X252

S254=FP_1*12_2*FP_3*SEN15*X253S255=!"#14*X254S256=SEN14*(0,5s/X255)*X255

X200=S200+!201*!240*!250*X200X201=S201+!202*X201X202=S202+!203*X202X203=S203+!204*X203X204=S204+!230*!209*!220*!205*X204X205=S205+!206*X205X206=S206+!207*X206X207=S207+!208*X207X208=S208+!200*X208X209=S209+!210*X209X210=S210+!211*X210X211=S211+!212*X211X212=S212+!200*X212X220=S220+!202*X220X221=S221+!202*X221X222=S222+!202*X222X223=S223+!202*X223X230=S230+!231*X230X231=S231+!232*X231X232=S232+!233*X232X233=S233+!234*X233X234=S234+!200*X234X240=S240+!241*X240X241=S241+!242*X241X242=S242+!243*X242



X243=S243+!244*X243X244=S244+!245*X244X245=S245+!246*X245X246=S246+!200*X246X250=S250+!251*X250X251=S251+!252*X251X252=S252+!253*X252X253=S253+!254*X253X254=S254+!255*X254X255=S255+!256*X255X256=S256+!200*X256

IN_POS_1=X201+X205+X231+X243+X253

IN_POS_2=X209+X220+X250

IN_POS_3=X205+X209+X220+X240+X243+X250+X253

SETPOS2=X209

RESETPOS2=X240

SETPOS4=X220

RESETPOS4=X250

Y6=X202+X206+X207+X210+X211+X221+X222+X232+X233+X241+X244+X245+X251+X254+X255

Y7=X202+X203+X205+X206+X209+X210+X220+X221+X230+X231+X232+X241+X242+X243+X244+X251+X252+X253+X254

CintaCentral:

S50=!"#2*X52+SEN7*X56+%M100

S51=MARCHAII*SEN14*SEN15*FP_1*FP_3*X50

S52=SEN2*!"#3*X51S53=SEN3*!"#2S54=(1s/X53)*X53

S55=SEN2*X54

S56=SEN6*X55



X50=S50+!51*X50X51=S51+!52*!53*X51X52=S52+!50*X52X53=S53+!54*X53X54=S54+!55*X54X55=S55+!56*X55X56=S56+!50*X56

VEL_VAR2_2=X51+X54+X56

Y1=X53

Compuerta:

S60=(2s/X61)*X61

S61=X55*SEN2*X60

X60=S60+!61*X60X61=S61+!60*X61

Y2=X61

Pick&Place:

S70=SEN12*X76+%M100

S71=SEN10*SEN2*;55*X70S72=SEN13*X71

S73=SEN12*X72

S74=SEN11*X73

S75=!"#12*X74S76=!"#12*X75

X70=S70+!71*X70X71=S71+!72*X71



X72=S72+!73*X72X73=S73+!74*X73X74=S74+!75*X74X75=S75+!76*X75X76=S76+!70*X76

Y3=X73+X74+X75+X76

Y4=X71+X74+X75

Y5=X71+X72+X73+X74

CintadeRecirculación:

S40=SEN8*MARCHAII*X41+%M100

S41=SEN11*SEN12*!"#13*!"#8*X40+MARCHAI*X42

S42=)'*+,'..*!"#8*X41

X40=S40+!41*X40X41=S41+!40*!42*X41X42=S42+!40*X42

VEL_VAR3_1=X41

VEL_VAR3_2=X41

AuxiliarDetecciónPieza:

S90=X56*X91+%M100

S91=X55*X90

X90=S90+!91*X90X91=S91+!90*X91

desarrollo de la automatizaciÓn de un prototipo …

Documents