ejercicios para microautomatas programables
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Cuaderno de ejerciciospara micro autómatas
programables
Rafael Arjona
Electricidad-Electrónica
RESET
STARTAUT MAN0 1
STOP ALARM
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Índice
Seleccionadora de frutas por tamaño……………………………………………… 3 Escalera mecánica…………………………………………………………………... 8 Selección de piezas por material…………………………………………………... 12 Control de un bungalow a distancia………………………………………… 15 Regadío a través de una balsa…………………………………………………….. 21 Prueba de calidad de inflado de balones…………………………………………. 26 Máquina de espuma………………………………………………………………… 29 Casa climatizada…………………………………………………………………….. 33 Control automatizado de las lamas de la fachada de un edificio………………. 38 Control hidráulico de dos embalses……………………………………………….. 42 Riego automático de un campo de césped artificial……………………………... 47 Programa de lavado………………………………………………………………… 52 Semáforo para vía principal y secundaria……………………………………….. 58 Escenas de ahorro energético para un hotel…………………………………….. 63 Elevación de aguas por bombeo………………………………………………….. 67
Rafael Arjona Agosto 2014
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Bloques a emplear en la resolución de los ejercicios
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Seleccionadora de frutas por tamaño Argumento Una cinta transportadora realizará la selección de tres tamaños de fruta (pequeño, mediano y grande), utilizando células fotoeléctricas, que detectarán la altura de las piezas de fruta. La cinta se pone en marcha presionando el pulsador (I1), que es un botón de marcha y rearme.
CF1 CF1
CF2
CF1
CF2
CF3
Cilindro 1
Cilindro 2
CF1
CF2CF3
Cinta
Motor cinta
Caja 1(10 Piezaspequeñas)
Caja 2(7 Piezasmedianas)
Caja 3(5 Piezasgrandes)
Caso 1. La fruta es pequeña. Es detectada por la célula fotoeléctrica 1 (I3), y, si pasado un segundo (B009), no se activa la célula fotoeléctrica 2 (I4), síntoma que confirma que la fruta es pequeña, entonces no se activará ningún cilindro expulsor y la fruta llegará hasta la caja 1, que almacenará hasta un máximo de 10 piezas. Una vez ocurra esto, la cinta se detendrá (M6), se repone una nueva caja vacía, y se presiona de nuevo el pulsador de marcha y rearme (I1). El contador de la caja 1 se pone a cero aunque no el resto de contadores de las otras cajas, que continúan con su cómputo almacenado. Caso 2. La fruta es mediana. Es detectada por la célula fotoeléctrica 1 (I3), y antes de un segundo, es detectada por la célula fotoeléctrica 2 (I4), y, si pasado un segundo más (B019), no se activa la célula fotoeléctrica 3 (I5), síntoma que confirma que la fruta es mediana (B011), entonces se activará el cilindro 1 (Q2) durante un segundo (B017),
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expulsando la fruta a la caja 2. El cilindro se recoge automáticamente con un muelle interno. La caja 2, almacenará un máximo de 7 piezas, y una vez ocurra esto, la cinta se detendrá (M6), se repone una nueva caja vacía, y se presiona de nuevo el pulsador de marcha y rearme (I1). El contador de la caja 2 se pone a cero aunque no el resto de contadores de las otras cajas, que continúan con su cómputo almacenado. Caso 3. La fruta es grande. Es detectada por la célula fotoeléctrica 1 (I3), y antes de un segundo, es detectada por la célula fotoeléctrica 2 (I4), y antes de otro segundo, es detectada por la célula fotoeléctrica 3 (I5), entonces el bloque (B021), retrasará la activación de 1,5 segundos (B020), ya que la fruta tiene que llegar a la altura del cilindro 2; en ese instante, se activa el cilindro 2 (Q3), un tiempo de máximo de 1 segundo (B018), almacenando la fruta en la caja 3. El cilindro se recoge automáticamente con un muelle interno. La caja 3, almacenará un máximo de 5 piezas, y una vez ocurra esto, la cinta se detendrá (M6), se repone una nueva caja vacía, y se presiona de nuevo el pulsador de marcha y rearme (I1). El contador de la caja 3 se pone a cero aunque no el resto de contadores de las otras cajas, que continúan con su cómputo almacenado. Notas de interés La marca (M9), permite poner a cero el contador B027, cuando este ha terminado de contar piezas de fruta, en su caso, 10. En esta acción –a través de la marca M6- permitirá detener la cinta (Q1), aunque no borrará el cómputo de los otros contadores. La marca (M7), permite poner a cero el contador B031, cuando este ha terminado de contar piezas de fruta, en su caso, 7. En esta acción –a través de la marca M6- permitirá detener la cinta (Q1), aunque no borrará el cómputo de los otros contadores. La marca (M8), permite poner a cero el contador B033, cuando este ha terminado de contar piezas de fruta, en su caso, 5. En esta acción –a través de la marca M6- permitirá detener la cinta (Q1), aunque no borrará el cómputo de los otros contadores. Imagen caso 1, la fruta es pequeña:
CF1 CF1
CF2
CF1
CF2
CF3
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Imagen caso 2, la fruta es mediana:
CF1 CF1
CF2
CF1
CF2
CF3
Imagen caso 3, la fruta es grande:
CF1 CF1
CF2
CF1
CF2
CF3
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Variables empleadas:
Variable Comentario
Marcha y rearme
I1 Pulsador de marcha y rearme cuando una caja se llena y detiene la cinta
Paro I2 Pulsador de paro. Detiene la cinta, pero los contadores no los pone a cero
CF1 I3 Célula fotoeléctrica 1.
Detecta las piezas de fruta pequeñas
CF2 I4 Célula fotoeléctrica 2. Detecta las piezas de fruta medianas
CF3 I5 Célula fotoeléctrica 3. Detecta las piezas de fruta grandes
MOTOR CINTA
Q1 Motor cinta transportadora
CILINDRO1 Q2 El cilindro 1, expulsa la fruta mediana en la caja 2
CILINDRO2 Q3 El cilindro 2, expulsa la fruta grande en la caja 3
M6 M6 Provoca un paro total
B027 B027Computa las piezas pequeñas
B031 B031Computa las piezas medianas
B033 B033 Computa las piezas grandes
Programación:
7
Donde, los bloques a buscar son: B004 B006 B008 B010 B013 B016 B017 B018 B020 B022 B024 B028 B030
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Escalera mecánica
Argumento Una calle muy pronunciada, dispone de una única escalera mecánica para la ayuda en la subida y bajada de viandantes. La puesta en marcha -de la escalera- será automática, lo mismo que la parada, aunque no podrán realizarse las órdenes de subida y bajada al mismo tiempo. Funcionamiento de la zona inferior a la superior La escalera mecánica está detenida. Si llega una persona junto al primer escalón (desde la parte inferior), será detectado por una célula fotoeléctrica CF1 (I1), que pone en marcha el motor sentido subida (Q1). Cuando el viandante sale por la parte superior, es detectado por otra célula fotoeléctrica CF2 (I2), que no ordena inmediatamente la parada del motor sentido subida (Q1), si no que retrasa la orden 5 segundos (B013), en previsión de que se pudiera incorporar algún viandante más, y así evitar procesos de arranque-parada del motor. Condiciones en subida - Mientras el motor funciona en sentido de giro ascendente (Q1), la escalera no podrá comenzar el sentido inverso, hasta que culmine totalmente el proceso, donde (M1), es la memoria para sentido ascendente. - Cuando se inicia la subida, se conectan automáticamente dos luminarias que alumbran la parte inferior (Q4) y superior (Q5) de la escalera, aunque sus tiempos de encendido son diferentes, predominando más tiempo las luces superiores, ya que las personas han salido por esta vía. El bloque temporizador (B003), controla el tiempo de encendido de las luminarias inferiores y (B007) hace lo propio con las superiores. - Mientras esté en proceso el sentido subida (M1), se activarán dos carteles luminosos, uno en la parte inferior (Q3), indicando una flecha en el sentido de funcionamiento, y en la parte superior (Q6) un luminoso -de carácter intermitente- con aspecto de señal de prohibido, que indica que la escalera no está operativa en el sentido de bajada. Funcionamiento de la zona superior a la inferior La escalera mecánica está detenida. Si llega un viandante junto al primer escalón (desde la parte superior), será detectado por una célula fotoeléctrica CF2 (I2), que pone en marcha el motor sentido bajada (Q2). Cuando el viandante sale por la parte inferior, es detectado por la célula fotoeléctrica CF1 (I1), que no ordena inmediatamente la parada del motor sentido bajada (Q2), si no que retrasa la orden 5 segundos (B022), en previsión de que se pudiera incorporar algún viandante más, y así evitar procesos de arranque-parada del motor. Condiciones en bajada - Mientras el motor funciona en sentido de giro descendente (Q2), la escalera no podrá comenzar el sentido inverso, hasta que culmine totalmente el proceso, donde (M2), es la memoria para sentido descendente. - Cuando se inicia la bajada, se conectan automáticamente dos luminarias que alumbran la parte inferior (Q4) y superior (Q5) de la escalera, aunque sus tiempos de encendido son diferentes, predominando más tiempo las luces inferiores, ya que las personas han salido
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por esta vía. El bloque temporizador (B019), controla el tiempo de encendido de las luminarias inferiores y (B018) hace lo propio con las superiores. - Mientras esté en proceso el sentido bajada (M2), se activarán dos carteles luminosos, uno en la parte superior (Q7), indicando una flecha en el sentido de funcionamiento, y en la parte inferior (Q8) un luminoso –de carácter intermitente- con aspecto de señal de prohibido, que indica que la escalera no está operativa en el sentido de subida. Más condiciones - La pequeña programación-subrutina gestionada por el bloque temporizador (B032), se encarga de evitar que la escalera funcione de manera indefinida en cualquier sentido. - Cuando un viandante sale de la escalera ya sea en sentido ascendente o descendente, puede que detrás vengan más personas. Los bloques (B037 y B038), son los que permiten reiniciar los temporizadores (B013 y B022), para que la parada de la escalera se produzca siempre sin personal alojado en su interior. El bloque temporizador (B009), permite que las lámparas, sólo se conecten en horario nocturno. Imagen orientativa
Q1 Motor sube
Q2 Motor baja
Q5 Luces superiores
Q4 Luces inferiores
I1 Célula fotoeléctrica fotoeléctrica inferior
I2 Célula fotoeléctrica superior
Q6 Cartel prohibido zona superior
Q7 Cartel flecha escalera en uso
Q8 Cartel prohibido zona inferior
Q3 Cartel flecha escalera en uso
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Programación:
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Variables empleadas
Variable Comentario CF1 I1 Célula fotoeléctrica inferior CF2 I2 Célula fotoeléctrica superior
Motor sube Q1 Motor escalera sentido subida Motor baja Q2 Motor escalera sentido bajada
Flecha inferior Q3 Señal en forma de flecha en uso zona inferior Luces inferiores Q4 Luces situadas en la zona inferior de la escalera
Luces superiores Q5 Luces situadas en la zona superior de la escalera Prohibido superior Q6
Señal de prohibido usar escalera desde la zona superior
Flecha superior Q7 Señal en forma de flecha en uso zona superior Prohibido inferior Q8 Señal de prohibido usar escalera desde la zona inferior M1 Memoria sentido subida M2 Memoria sentido bajada
Donde, los bloques a buscar son: B001
B003
B005
B013
B014
B018
B022
B023
B026
B028
B029
B031
B032
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Selección de piezas por material
Argumento Una cinta transportadora realizará una selección de piezas metálicas y de plástico. En la cinta existe una cortina móvil, que impide el paso de las piezas, hasta que son autorizadas. En la cinta existen dos detectores en posición vertical para analizar las piezas que pasan por debajo, el primero genérico, detecta todo objeto B2 (I2); y el segundo sólo detecta metales B3 (I3). Proceso 1. Entra una pieza a la cinta. Es advertida por el detector inicial B1 (I1). La cinta se pone en marcha sentido directo (Q1) para buscar a los dos detectores verticales. 2. La pieza pasa por debajo del primer detector vertical B2 (I2). Este hecho se guarda en la memoria (M1). La cinta sigue en marcha y la pieza pasa por debajo del segundo detector vertical B3 (I3), que también “guarda” el dato en la memoria (M2). 3. Si la pieza es advertida sólo por el sensor B2 (I2), la cinta sigue su curso hasta 4 segundos después, tiempo suficiente para que la pieza caiga a una caja situada en la parte derecha de la cinta, apta para piezas no metálicas. 4. Si la pieza es advertida por el sensor B2 (I2) y al instante también por el sensor B3 (I3), síntoma de que la pieza es metálica, la cinta transportadora se detiene, y pasado un segundo, se inicia la subida de la compuerta de seguridad (Q2), hasta que es detenida por el sensor de apertura (I4). 5. En el instante en que la subida de compuerta se detiene por (I4), se activa el motor sentido inverso de la cinta (Q3), para trasladar la pieza metálica a la caja de piezas metálicas, situada en la parte izquierda de la cinta. 6. A los 6 segundos, tiempo suficiente para que la pieza metálica caiga en la caja, el motor de la cinta sentido inverso (Q3), se detiene, y en ese instante, se activa la bajada de la cortina metálica (Q4), hasta que es detenida por el sensor de cierre (I5). 7. Existe un pulsador de parada general (I6), que detiene todo. 8. Para que el proceso funcione desde el principio, la cortina de seguridad, debe estar abajo, es decir, el sensor de cierre estará activo (I5=1). Listado de variables
Símbolo Variable Comentario B1 I1 Detector de piezas inicial B2 I2 Detector de piezas metálicas y no metálicas B3 I3 Detector de piezas metálicas B4 I4 Detector cortina arriba B5 I5 Detector cortina abajo
Paro I6 Pulsador de parada general
M_D Q1 Motor cinta transportadora, sentido derechas
Y_SUBE Q2 Electroválvula subida cortina
M_I Q3 Motor cinta transportadora, sentido izquierdas
Y_BAJA Q4 Electroválvula bajada cortina
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Imagen orientativa
Correa dentada
B3 detectorpiezas metálicas
B2 detectortodas piezas
B4 detectorcilindro arriba
B5 detectorcilindro abajo
Motor sentidosdirecto e inverso
B1 detectorinical pieza
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Programación
Donde, los bloques a buscar son:
B002
B003
B005
B006
B007
B008
B009
B012
B013
B014
B016
B017
B018
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Control de un bungalow a distancia
Argumento Una zona de acampada está constituida por bungalows, y cada uno de ellos está gestionado por un controlador programable; además de ello, en la zona de conserjería de la zona, existe un controlador principal, que es capaz de gestionar ciertos aspectos de cada uno de los bungalows. En este ejercicio, se plantea el control de un único bungalow desde el controlador de conserjería, por lo tanto, se relacionarán entradas de un controlador con salidas de otro y viceversa. Llamaremos controlador local al autómata del bungalow y controlador principal, al situado en conserjería. Las variables del controlador principal se indicarán con una “P”, por ejemplo Q7P (salida Q7 del controlador principal). Controlador del bungalow 1. Un pulsador (I1) conectará en función telerruptor la luz del porche (Q1), aunque en horas de día, esta luz no se podrá encender. Este hecho está controlado por un reloj. 2. Un pulsador (I2) conectará en función telerruptor la luz del salón-cocina (Q2). 3. Un pulsador (I3) conectará en función telerruptor la luz del baño (Q3). 4. Un pulsador (I4) conectará en función telerruptor la luz del dormitorio (Q4). Si este pulsador (I4), es presionado más de un segundo, se apagan todas las luminarias del bungalow. 5. Para que funcione la iluminación del bungalow, se tiene previamente que habilitar este servicio desde el controlador principal a través de la salida (Q8P), que entra al PLC local por la entrada (I8). 6. Un detector de incendio (I5), en caso de actuación, excitará dos salidas del controlador local; por un lado, conecta la salida (Q5) de manera intermitente hacia una sirena, y por otro, conecta la salida (Q7), que “informará” al controlador principal a través de su entrada (I1P). La alarma sólo se desconectará desde el controlador principal (Q3P), que llegará al local con la entrada (I9). 7. La entrada (I6), que proviene del controlador principal (Q2P), permite habilitar en función telerruptor el aire acondicionado del bungalow, es decir, si no proviene señal de la salida (Q2P), hacia la entrada (I6), el bungalow no dispondrá de aire acondicionado. 8. En la puerta existe un detector magnético (I7), que en caso de actuación (puerta abierta), impedirá que funcione el aire acondicionado, hasta 10 segundos después de que la puerta se cierre. 9. La entrada (I10) es un detector de presencia, que emitirá un impulso, cada vez que advierta presencia en el bungalow. La salida (Q8), se conectará con el controlador principal (I4P), para indicar que está habitado, por razones de seguridad. 10. La entrada (I11), es un detector de flujo, situado para controlar el consumo de agua. Si está activado más de 30 minutos (segundos en la simulación), síntoma de avería en el suministro al bungalow, se activará la salida (Q9), que excita a su vez una electroválvula para cortar el suministro. Para habilitar de nuevo el suministro, se debe ordenar desde el controlador principal, que a través de su salida (Q8P), que rearma el suministro a través de la entrada (I12) del controlador local.
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Controlador principal 1. La entrada (I1P), que proviene de (Q7), indica aviso de alarma de incendio intermitente en la salida (Q1P). 2. La entrada (I2P), habilita el aire acondicionado del bungalow. A través de la salida (Q2P), se conecta a (I6) del controlador local para ello. La salida (Q4P), es un indicativo de que el bungalow tiene activado el servicio de aire acondicionado. 3. La entrada (I3P), es el pulsador de reset de la alarma de incendio, que conectará la salida (Q3P), con la entrada del controlador local (I9), para ello. 4. La entrada (I4P), proviene de la salida (Q4) del controlador local, que es el detector de presencia del bungalow. Cada vez que se recibe un impulso, el indicativo (Q7P), está activo 10 segundos. 5. La entrada (I5P), es el pulsador que habilita la iluminación al bungalow, a través de dos salidas; por un lado, la salida (Q5P), se conecta con el controlador local del bungalow a través de la entrada (I8), para ordenar el suministro de luz, y por otro, se activa (en el controlador principal), la salida (Q6P), que es un indicativo, de que el bungalow tiene suministro activo. 6. El pulsador (I6P), sirve para rearmar el suministro de agua en el bungalow, a través de su salida (Q8P), que “entra” al PLC local a través de su entrada (I12). Imagen orientativa del bungalow
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Cableado orientativo de los dos autómatas programables
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Listado de variables
CONTROLADOR LOCAL EN BUNGALOW
VARIABLE DENOMINACIÓN
I1 PULSADOR LUZ PORCHE
I2 PULSADOR LUZ SALÓN COCINA
I3 PULSADOR LUZ BAÑO
I4 PULSADOR LUZ DORMITORIO
I5 DETECTOR DE INCENDIO
I6 HABILITA AIRE ACOND. PROVIENE DE Q2P
I7 DETECTOR MAGNÉTICO PUERTA ENTRADA
I8 HABILITA ILUMINACIÓN BW. PROVIENE DE Q5P
I9 RESET DE ALARMA INCENDIO. PROVIENE DE Q3P
I10 DETECTOR DE PRESENCIA
I11 DETECTOR DE FLUJO SUMINISTRO DE AGUA
I12 REARME SUMINISTRO AGUA. VIENE DE Q8P
Q1 LUZ PORCHE
Q2 LUZ SALÓN-COCINA
Q3 LUZ BAÑO
Q4 LUZ DORMITORIO
Q5 SIRENA DE INCENDIO
Q6 AIRE ACONDICIONADO HABILITADO
Q7 AVISO DE INCENDIO HACIA I1P
Q8 PRESENCIA ACTIVA HACIA I4P
Q9 CORTA SUMINISTRO AGUA
CONTROLADOR GENERAL EN CONSERJERÍA
VARIABLE DENOMINACIÓN
I1 AVISO, INCENDIO. PROVIENE DE Q7
I2 PULSADOR QUE HABILITA A.A. EN BW1
I3 PULSADOR RESET ALARMA
I4 SEÑAL DE PRESENCIA EN BW1. VIENE DE Q8
I5 PULSADOR QUE HABILITA ILUMINACIÓN BW1
I6 PULSADOR REARME SUMINISTRO AGUA
Q1 AVISO, ALARMA INCENDIO EN BW1
Q2 HABILITA A.A. HACIA I6
Q3 RESET ALARMA INCENDIO HACIA I9
Q4 INDICATIVO BW DISPONE A.A.
Q5 HABILITA ILUMINACIÓN BW1 HACIA I8
Q6 INDICATIVO BW1. TIENE SERVICIO ILUMINACIÓN
Q7 INDICATIVO PRESENCIA ACTIVA EN BW1
Q8 REARME SUMINISTRO AGUA HACIA I12
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Programación del Controlador local del bungalow
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Donde los bloques a determinar del controlador del bungalow, son: B006 B007 B008 B010 B011 B012 B013 B014 B016 B018 B019 Programación del controlador principal en zona conserjería
Donde los bloques a determinar del controlador principal, son: B003 B006
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Regadío a través de una balsa
Argumento
Se construye una balsa artificial para riego. La balsa se llena de agua automática-mente por medio de un pozo de agua natural cercano a la misma. Existe un pulsador de marcha general (I1) así como un paro (I2). Una vez el sistema está activo (por I1), ocurre lo siguiente:
- El control de llenado del pozo está controlado por un sensor de ultrasonidos (AI1), que mide la profundidad, donde: si mide “0”, indica que el pozo está lleno totalmente; si mide “1000” indica que el pozo está vacío. En consecuencia, si mide “500”, indica que está al 50% de su capacidad.
Figura 1. Detalle de medida del sónar.
1000 0 500
- Mientras el pozo tenga agua superior al 50% (el detector mide de 0 a 499), se activará el motor-bomba (Q1), que estará trasvasando agua de manera ininterrumpida hasta que el pozo baje del 50% de su capacidad (el sensor mide 500 o más). Existe un temporizador B009 programado a 5 minutos (5 segundos en la simulación), para que si el nivel de agua está justo al 50%, el motor no esté arrancando y parando. El temporizador asegura que como mínimo ha pasado un tiempo de 5 minutos con un nivel de agua superior al 50%. - Si el nivel del pozo baja de 50% de su capacidad, existe una botonera de marcha (I3), y paro (I4), que podrá poner en marcha el motor-bomba (Q1) de manera manual, hasta que el sensor mida “900” –casi vacío-. En ese instante, será imposible activar el motor (Q1), hasta que de forma natural recupere agua con una medida de “800” o menos (B010).
El bloque B010 hace lo siguiente: si la medida del sensor llega “900”, síntoma de que el pozo está prácticamente vacío, el motor (Q1), se detiene y no podrá ponerse en marcha de ningún modo, hasta que la medida sea de “800” o menor, en cuyo caso se podrá poner en marcha sólo de forma manual, ya que la forma automática se produce si el llenado es superior al 50% (“500” o más según el sensor AI1).
El bloque B015, representa el programa de riego de la balsa, que en la
programación se produce de 06:00 a 10:00 de la mañana de manera diaria. La salida es (Q2), y es el motor-bomba de riego. Si la balsa no tuviera agua (se activa la boya (I5)), se interrumpe el riego, y se conecta un aviso de manera intermitente (Q3), que estará
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funcionando de manera ininterrumpida hasta 5 minutos (5 segundos en la programación), después de que la balsa haya recuperado agua.
Existe un conmutador automático-manual (I7, con preferencia automático) para
activar el riego de la balsa manualmente. Por ejemplo, si se desea iniciar el riego fuera del programa preestablecido. El cualquier caso, tanto si el conmutador está en automático con el programa, o manual, la boya de mínimo interrumpe el riego.
En paralelo, mientras se produce el riego de la balsa, se establece un programa de
inserción de fertilizante en la tubería del riego. Para que el motor-bomba del fertilizante (Q4), se active, es condición obligatoria que exista “riego” para que se pueda diluir el producto, por lo que el programa se establece de 07:00 a 07:30, a impulsos intermitentes de 10 minutos (10 segundos en la programación). Si el depósito de fertilizante se queda sin producto, el motor (Q4) se detiene y se produce un aviso intermitente a través de (Q5).
Existe un conmutador automático-manual (I8, con preferencia automático) para suministrar fertilizante fuera del programa preestablecido B003. Aunque el fertilizante se aplique de forma manual, es condición obligatoria que el riego de la balsa (Q2) esté activado. También, en la posición manual, el detector de mínimo de este depósito (I6), está totalmente operativo para impedir que funcione el motor-bomba (Q4), si no hay fertilizante.
Variables empleadas
Variable Función
I1 SISTEMA ACTIVO
I2 DETIENE SISTEMA
I3 PULSADOR MANUAL ACTIVA MOTOR POZO
I4 PULSADOR MANUAL DETIENE MOTOR POZO
I5 BOYA DE MÍNIMO DE LA BALSA
I6 SENSOR DE MÍNIMO FERTILIZANTE
I7 CONMUTADOR AUTOMÁTICO-MANUAL RIEGO BALSA
I8 CONMUTADOR AUTOMÁTICO-MANUAL INSERCIÓN FERTILIZANTE
AI1 MEDIDA POZO
M1 MARCA. SISTEMA ACTIVO
Q1 MOTOR TRASVASE POZO A BALSA
Q2 MOTOR DE RIEGO DE LA BALSA
Q3 AVISO ACÚSTICO O LUMINOSO BALSA SIN AGUA
Q4 MOTOR-BOMBA FERTILIZANTE
Q5 AVISO ACÚSTICO O LUMINOSO FERTILIZANTE SIN PRODUCTO
Vista general del sistema
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Programación:
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Donde los bloques a determinar, son: B001 B007 B008 B009 B012 B016 B017 B018 B021 B022 B023 B025 B027
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Prueba de calidad de inflado de balones
Argumento Un sistema automático determinará si la presión de llenado de los balones es óptima o tiene perdidas, con la siguiente secuencia: 1.- Se sitúa un balón vacío de presión en la zona de llenado, con la válvula bien orientada. 2.- Se presiona el pulsador S1 (I1) para activar el sistema de fijado. Si el detector (I2) no advierte balón, el proceso no continúa. En caso afirmativo, se cierran las mordazas (con la salida Q1) que permitirán fijar el balón durante el proceso. 3.- A los 5 segundos de cerrarse las mordazas, comienza la inserción de presión (Q2) a través de una sonda que en este tiempo se ha introducido (un operario lo introduce manualmente) por la válvula de llenado del balón. 4.- Se inserta aire al balón. Una entrada analógica (AI1) controla la presión de llenado. Cuando ésta llega a un valor determinado (en el programa “500”), el motor de llenado de presión se detiene (Q2=OFF). En este momento comienza la prueba de calidad. 5.- El balón debe estar 10 segundos sin pérdidas de presión, aunque se permite una pérdida máxima del 5% (un valor mínimo de “475” de los “500”). 6.- Si el balón está los 10 segundos sin pérdidas considerables, se activa una válvula que alivia la presión del conducto de llenado (Q3), y a los 2 segundos, ocurren varias acciones. Se anula la mordaza de fijación (Q1 = OFF), se abre una compuerta inferior (Q5 = ON), y sale un vástago (Q6 = ON) que obliga al balón a desplazarse por el conducto de balones “buenos”. 7.- A los 5 segundos, se recoge el vástago (Q6 = OFF) y se cierra la compuerta inferior (Q5 = OFF). 8.- Balón defectuoso. Recordemos el punto 6; si baja de presión antes de que se cumplan los 10 segundos, síntoma de que tiene un escape, se activa la memoria (M1), se activa una válvula que alivia la presión del conducto de llenado (Q3), y a los 2 segundos, ocurren varias acciones: Se anula la mordaza de fijación (Q1 = OFF), se abre una compuerta inferior (Q5 = ON), y sale un vástago (Q7 = ON) que obliga al balón a desplazarse por el conducto de balones “malos”, al mismo tiempo que se activa un aviso intermitente (Q4). 9.- Del mismo modo, a los 5 segundos, se recoge el vástago (Q6 = OFF) y se cierra la compuerta inferior (Q5 = OFF). 10.- Para retomar el proceso, se ha de presionar el pulsador de reset (I3), y el sistema está preparado de nuevo para presionar el pulsador de inicio S1 (I1).
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Figura 1. Se inserta el balón vacío entre las mordazas. Se cierran las mismas, y se coloca la sonda de aire en la válvula del balón.
Q1. SISTEMAFIJA BALÓN
Q1. SISTEMAFIJA BALÓN
Q2. MOTORLLENADO
Figura 2. Si el llenado es satisfactorio se activa el vástago que ayuda el desplazamiento de balones óptimos a su lugar de almacenaje. Del mismo modo, si el llenado da error, los balones son desplazados a otra ubicación.
Q5. ABRE COMPUERTAINFERIOR
Q3. ALIVIA LAPRESIÓN
Q6. VÁSTAGOA “BUENAS”
Q5. ABRE COMPUERTAINFERIOR
Q3. ALIVIA LAPRESIÓN
Q7. VÁSTAGOA “MALAS”
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Programación
Donde los bloques a determinar, son: B003 B005 B006 B007 B009 B010 B012 B013 B014 B017 B020 B025 B027
Q2. MOTOR LLENADO DE PRESIÓN
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Máquina de espuma
Argumento Un controlador programable gestionará el proceso de creación de espuma artificial para un área recreativa, del siguiente modo: 1.- Un pulsador (I1), activará el proceso a través de la marca (M1), que es una memoria condicionante principal. Otro pulsador (I2), provoca la parada del sistema. 2.- Al activarse (M1), lo hace también en SET la salida (Q1), que se corresponde con la electroválvula de llenado de agua del depósito principal mezclador. 3.- El depósito comienza a llenarse; se activa el sensor de mínimo (I5), síntoma de que el agua está subiendo. Se activa el sensor medio del depósito mezclador (I4); es este instante se activa el electromotor (Q2) que trasvasa jabón líquido concentrado de un pequeño depósito al depósito mezclador. El tiempo de trasvase de jabón en la programación es de 5 segundos. 4.- El depósito sigue llenándose de agua y cuando se activa el sensor de máximo (I3), la electroválvula (Q1) se detiene en RESET y al mismo tiempo se conectan tres dispositivos; (Q4) turbina expendedora de espuma; (Q6) Electromotor que lleva el producto mezclado (agua con jabón) a la turbina expendedora de espuma y otra turbina de aire (Q5) que se activará de manera intermitente mientras esté activa (Q4), con la misión de alejar la espuma con chorros de aire. En la programación actúa cada 2,5 segundos. 5.- El proceso continua, y el depósito se está vaciando de producto mezclado, hasta que el sensor de mínimo de éste (I5) advierte que no hay producto. En este instante, se desconectan las turbinas (Q4, Q5) y el electromotor (Q6), pero al mismo tiempo se conecta la electroválvula de llenado del depósito mezclador (Q1), y el proceso se repite (desde el punto 2). En cada proceso de llenado, las turbinas principales disponen de un tiempo de descanso. 6. Botón de fin de proceso. Cuando el operario quiera poner fin a la creación de espuma, ha de presionar el pulsador (I7) mientras esté funcionando la salida expendedora de espuma (Q4). En otro momento del proceso, esta opción no estará operativa. La conclusión es la siguiente; se vaciará el depósito mezclador por completo (hasta llegar a mínimo), y la programación se desconectará automáticamente. Sólo podrá ponerse de nuevo presionado (I1). 7. El depósito de jabón líquido concentrado cuenta con un sensor de mínimo (I6) que impedirá que se active el electromotor (Q2) de trasvase jabón-depósito si no está activo, es decir, si no detecta jabón. Si ello ocurre, se conecta de manera intermitente la salida (Q3), que es un aviso de que no hay jabón. En la siguiente figura se aprecia un esquema general de conjunto.
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Tabla de variables:
Variable Descripción I1 PULSADOR DE MARCHA I2 PULSADOR DE PARADA I3 SENSOR MÁXIMO DEPÓSITO MEZCLADOR I4 SENSOR MEDIO DEPÓSITO MEZCLADOR I5 SENSOR MÍNIMO DEPÓSITO MEZCLADOR I6 SENSOR MÍNIMO DEPÓSITO DE JABÓN I7 BOTÓN PULSADOR FIN DE PROCESO Q1 ELECTROVÁLVULA LLENADO AGUA DEPÓSITO MEZCLADOR Q2 ELECTROMOTOR TRASVASE JABÓN AL DEPÓSITO MEZCLADOR Q3 AVISO, DEPÓSITO DE JABÓN VACÍO Q4 TURBINA EXPENDEDORA DE ESPUMA Q5 TURBINA DE AIRE QUE ALEJA LA ESPUMA INTERMITENTEMENTE
Q6 ELECTROMOTOR QUE TRASVASA PRODUCTO MEZCLADO A TURBINA EXPENDEDORA
M1 MARCA DE PROCESO ACTIVO M2 MARCA DE FIN DE PROCESO ACTIVA
Programación
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Donde los bloques a determinar, son: B001 B002 B003 B006 B007 B009 B011 B013 B014 B016 B017 B018 B020
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Casa climatizada
Argumento Una vivienda, dispone de un sistema de climatización por el suelo, que consiste en un circuito de agua que transporta agua caliente en invierno y agua fría en verano. Cada habitación dispone de un circuito independiente de agua, y podrá conectarse individualmente el circuito de cada una de ellas, ya que cada una dispone de un termostato propio, excepto el vestíbulo que se conectará siempre que lo haga cualquier otro. La entrada (I10), es un conmutador verano/invierno. Según esta selección funcionará el sistema calefactor, o el sistema refrigerador, donde (M10) representa sistema refrigerador para verano y (M11) es sistema calefactor para invierno. El electromotor que mueve el agua por la vivienda, está manejado por un variador de velocidad, lo que permite que la velocidad del agua se modifique en función de los circuitos que estén abiertos en cada momento. Al referirnos a este dispositivo, lo haremos en tanto por ciento (%) y será manejado por marcas. El arranque y parada de los dispositivos, lleva incorporadas ciertas pausas, obligatorias para evitar sobrepresiones en los conductos; además, si se activa el termostato de cualquier habitación, se conecta automáticamente el circuito del vestíbulo (que no lleva termostato). Se entiende que por el vestíbulo es por donde pierde temperatura (calor o frío) la vivienda.
Tabla de funcionamiento del motor principal por marcas
Variable Variable Variable% Fto. Motor
principal
I1 Termostato
salón Q1
Electroválvula circuito salón
M1 20%
I2 Termostato
baño Q2
Electroválvula circuito baño
M2 10%
I3 Termostato
cocina Q3
Electroválvula circuito cocina
M3 15%
Q4 Electroválvula
circuito vestíbulo
M4 10%
I5 Termostato dormitorio
1 Q5
Electroválvula circuito
dormitorio 1 M5 15%
I6 Termostato dormitorio
2 Q6
Electroválvula circuito
dormitorio 2 M6 15%
I7 Termostato dormitorio
3 Q7
Electroválvula circuito
dormitorio 3 M7 15%
Funcionamiento del sistema. Ejemplo: M11 activo, selección invierno. El termostato del salón está preseleccionado a 20ºC y la temperatura en ese momento baja a 19ºC. En primer lugar se activa (se abre) la electroválvula del circuito del salón (Q1), a los
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tres segundos se activa la marca (M1) que equivale el funcionamiento del electromotor principal al 20%, y a los 5 segundos, se conecta el sistema de calor (Q9); es decir, primero se abre la electroválvula, después arranca la bomba al % correspondiente y después arranca el sistema de calor. Al mismo tiempo que (Q1), se activa, la salida (Q4) que es la electroválvula del circuito del vestíbulo y a los tres segundos la marca (M4), que es funcionamiento del motor al 10%, que se suma a los 20% del salón, con lo cual, el motor está girando al 30%. Una vez el termostato del salón alcanza los 20ºC, suceden varias acciones; en primer lugar su marca (M1), se anula; la electroválvula (Q1) sigue funcionando 3 segundos más; por otro lado, cuando Q1=0, se inicia un tiempo de 10 segundos para anular a (Q4), y a los tres segundo la marca de éste (M4), en ese instante y finalmente, también se anula (Q8). La programación del salón es extensible al baño, cocina y dormitorios. Si existen dos programaciones a la vez, aunque una termine (por ejemplo, se ha llegado a la temperatura preseleccionada por el termostato), el sistema climatizador no se detiene hasta que todos los termostatos están desconectados. Todas las ventanas tienen un sensor magnético, más otro que está situado en la puerta principal. Si cualquiera de ellos se activa, estando el sistema en marcha, ocurre lo siguiente; si una puerta exterior o ventana permanece abierta más de 10 minutos (segundos en la prog.), se activa la marca (M9), que anula el sistema de climatización, aunque no las electroválvulas ni la velocidad del motor que tuviera en ese momento. Al mismo tiempo se activa de manera intermitente un aviso (Q10). Cuando todas las puertas o ventanas exteriores están cerradas al menos 5 minutos (segundos en la prog.), se repone la programación correspondiente y se detiene (Q10). En la programación se omiten los circuitos de la cocina y dormitorios, al ser las programaciones idénticas a la del salón y baño.
Otras variables empleadas
Variable Variable
I8 Sensor ventana
salón
M10 Memoria verano
I9 Sensor ventana
baño
M11 Memoria invierno
I10 Conmutador
verano-invierno
Q8 Sistema
refrigerador
M9 Memoria ventana o
puerta abierta
Q9 Sistema
calefactor
Q10
Aviso, puerta o ventana abierta
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Imagen orientativa del circuito
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Programación:
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Donde los bloques a determinar, son: B001 B002 B003 B004 B005 B006 B008 B010 B011 B012 B018 B019 B020
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Control automatizado de las lamas de la fachada de un edificio
Argumento Un edificio dispone de una protección exterior, consistente en unas lamas que van rotando a lo largo del día, para favorecer la entrada de luz de manera controlada. Cada grupo de lamas se gira por un motor.
Figura 1. Aspecto general de las lamas.
Figura 2. Aspecto general del sistema.
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Funcionamiento manual Un pulsador I1, puede girar las lamas sentido directo Q1, mientras que el pulsador I2 hace lo propio con el sentido inverso Q2. En la parte superior de una lama de referencia existe un detector capacitivo I3 que advierte cuando la lama está totalmente vertical, es decir, cerrada. Si se presiona I1 o I2 y la lama llega a la posición vertical, el motor se detiene (aunque esté presionado I1 o I2), un tiempo de 3 segundos (B004), es decir, se produce una pausa de tres segundos para indicar que las lamas están totalmente verticales, aun así, si se sigue presionando I1 ó I2 al pasar los tres segundos las lamas volverán a girar en un sentido u otro. La programación impedirá que al presionar a la vez I1 e I2 se provoque un cortocircuito. Por otro lado, el funciona-miento manual se anula cuando se establece emergencia por viento fuerte (AI1 y M6).
Figura 3. Programación de los pulsadores y el motor que gira las lamas.
Figura 4. La entrada I3 es el sensor que detecta que las lamas están en posición vertical. Funcionamiento automático Un interruptor I4, activa este proceso. Se trata de programaciones establecidas que a lo largo del día van rotando las lamas hasta llegar a la nocturnidad, donde su posición es de protección -o defensa- de manera vertical. Por ejemplo; en un día, cada 5 minutos (segundos en la programación), las lamas giran 3 segundos. Así sucesivamente hasta que llegan a la posición vertical, donde el detector I3, detiene el motor por conclusión de la programación. A la mañana siguiente un reloj (B010) permite avanzar durante tres segundos (B018) las lamas para que continúen con el modo manual, siempre que I4 esté activo. Mientras I4 = 1 no funcionará el modo manual.
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Figura 5. Programación automática de giro de las lamas.
Figura 6. Reestablecimiento del modo automático al día siguiente.
Funcionamiento de emergencia Una entrada analógica AI1, está alimentada por un anemómetro. Cuando AI1 registra (en programación) un valor de 250, se anulan las operaciones manual y automático, y se conecta la salida Q1, con el propósito de girar las lamas hasta la posición vertical de defensa, hasta que sean detenidas por el detector I3. La programación de emergencia por viento fuerte se anulará cuando el viento baje de valor (250 en programación) durante al menos 10 minutos seguidos (10 segundos en programación B033).
Figura 7. Programación de alarma por viento fuerte.
(B016)
41
Donde los bloques a determinar, son: B002 B003 B009 B011 B012 B013 B014 B015 B017 B019 B028 B032 B033
42
Control hidráulico de dos embalses
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Argumento El llenado de dos embases estará gestionado por controlador programable. Un embalse está aguas arriba del otro es decir, las aguas del embalse superior llegan al inferior y de este a un río. Al embalse superior se le llamará “A” y al inferior “B”. Un conmutador (I1), permitirá que el funcionamiento del sistema sea manual (M1) o automático (M2).
Funcionamiento automático (I1 = 0; M2 = 1). El embalse superior “A”, dispone de un sensor (AI1) para medir la altura de 0 a 1000. Si el citado sensor llega un valor del 750 (75% de llenado), automáticamente se activa la apertura de la compuerta a través de un motor (Q1). Este motor estará funcionando hasta que sea detenido por un detector de apertura denominado: I2. DTC COMPUERTA ABIERTA PRESA “A”. La compuerta está totalmente abierta y se está vertiendo agua desde el embalse superior “A”.
Cuando el nivel de la presa “A” baja por debajo de “500” (50% de total, B007), durante al menos 10 horas seguidas (10 segundos en la programación B011), se cierra la compuerta de vaciado de la presa “A” a través del motor (Q2). Este motor es detenido por un detector que advierte el cierre correcto, denominado: I3. COMPUERTA CERRADA PRESA “A”. Si antes de que culmine el tiempo (B011), en nivel del agua sube repentinamente, a causa de, por ejemplo tormentas, por encima de 550 (B009), se detiene el proceso que tiene como misión retardar en cierre de la compuerta “A”.
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Del mismo modo, el nivel de la presa “B”, también se mide a través de una entrada analógica (AI2) de 0 a 1000. Si el nivel de la presa “B” sube de 500 (50%, en B014), se activa la apertura de la compuerta de esta presa a través de la salida (Q3). La apertura de la compuerta se detiene por I4. DTC COMPUERTA ABIERTA PRESA “B”.
Cuando la altura de la presa “B” es inferior a 250 (25% del total, B019), se activa el motor de cierre de la compuerta a través de (Q4), que es detenido cuando la compuerta está totalmente cerrada a través de I5. DTC COMPUERTA CERRADA PRESA “B”.
Funcionamiento manual (I1 = 1; M1 = 1). El pulsador manual (I6), permite la apertura en SET de la compuerta de la presa “A” a través de la marca (M3), que a su vez activa a (Q1). Se detiene por el detector (I2). Del mismo modo, (I7), permite el cierre en SET de la compuerta de la presa “A” a través de la marca (M4), que a su vez activa a (Q2). Se detiene por el detector (I3).
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El pulsador manual (I8), permite la apertura en SET de la compuerta de la presa “B” a través de la marca (M5), que a su vez activa a (Q3). Se detiene por el detector (I4). Del mismo modo, (I9), permite el cierre en SET de la compuerta de la presa “B” a través de la marca (M6), que a su vez activa a (Q4). Se detiene por el detector (I5).
Si los dos embalses superan la cota de 750 (75% de llenado cada una), se produce una alarma en (Q5).
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Listado de variables
VARIABLE DENOMINACIÓN
I1 CONMUTADOR MANUAL / AUTOMÁTICO
I2 DETECTOR COMPUERTA ABIERTA PRESA "A"
I3 DETECTOR COMPUERTA CERRADA PRESA "A"
I4 DETECTOR COMPUERTA ABIERTA PRESA "B"
I5 DETECTOR COMPUERTA CERRADA PRESA "B"
I6 PULSADOR MANUAL APERTURA COMPUERTA "A"
I7 PULSADOR MANUAL CIERRE COMPUERTA "A"
I8 PULSADOR MANUAL APERTURA COMPUERTA "B"
I9 PULSADOR MANUAL CIERRE COMPUERTA "B"
Q1 MOTOR ABRE COMPUERTA "A"
Q2 MOTOR CIERRA COMPUERTA "A"
Q3 MOTOR ABRE COMPUERTA "B"
Q4 MOTOR CIERRA COMPUERTA "B"
Q5 ALARMA POR EXCESO DE LLENADO EN AMBOS EMBALSES
AI1 ENTRADA ANALÓGICA MEDIDA ALTURA PRESA "A"
AI2 ENTRADA ANALÓGICA MEDIDA ALTURA PRESA "B"
M1 MEMORIA SISTEMA MANUAL
M2 MEMORIA SISTEMA AUTOMÁTICO
M3 MEMORIA ABRE COMPUERTA "A" SISTEMA MANUAL
M4 MEMORIA CIERRA COMPUERTA "A" SISTEMA MANUAL
M5 MEMORIA ABRE COMPUERTA "B" SISTEMA MANUAL
M6 MEMORIA CIERRA COMPUERTA "B" SISTEMA MANUAL
Donde los bloques a determinar, son: B003 B006 B008 B010 B011 B017 B018 B022 B023 B024 B026 B030 B034
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Riego automático de un campo de césped artificial
Argumento
Un campo de césped artificial antes de cada partido o utilización, debe ser regado por chorros de agua a presión, para que el césped artificial no provoque rozamientos ni quemaduras por contacto directo. El control podrá ser manual o automático. La entrada (I3), es un conmutador Manual-Automático, donde M3 es modo automático y M4 es modo manual. Cuando se cambia del modo manual a automático (I3=1), se resetean (B028), es decir, se ponen a cero, todas las programaciones y temporizaciones del modo automático, para conseguir que el funcionamiento comience siempre desde cero.
Para reducir la programación, sólo se programarán dos chorros, aunque cada chorro dispone de dos electroválvulas diferentes, para el caso de que falte presión.
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Chorro 1 El chorro 1, puede ser activado por dos electroválvulas; (Q1) en condiciones normales y (Q2) en caso de que la presión actual de la tubería esté por debajo del valor de 200, medido por la entrada analógica (AI1). Funcionamiento del chorro 1 Modo manual (I3=0; M4=1). El interruptor (I4) puede activar de manera directa la electroválvula (Q1); del mismo modo, el interruptor (I2) puede hacer lo propio con la electroválvula (Q2). Recuerde que en modo manual las temporizaciones no tienen efecto. Modo automático (I3=M3=1; M4=0). Al presionar el pulsador (I1), se activa la electroválvula (Q1), si el valor de la presión del chorro 1 (AI1) es inferior a “200”, a los 5 segundos de activarse (Q1), lo hará también (Q2), que es otra electroválvula de apoyo del chorro 1, necesaria para que el agua aleje lo suficiente para regar hasta el centro del campo. Si la presión es superior a “200”, la electroválvula (Q2) no se activará.
Chorro 2 El chorro 2, puede ser activado por dos electroválvulas; (Q3) en condiciones normales y (Q4) en caso de que la presión actual de la tubería esté por debajo del valor de 200, medido por la entrada analógica (AI2). Funcionamiento del chorro 2 Modo manual (I3=0; M4=1). El interruptor (I5) puede activar de manera directa la electroválvula (Q3); del mismo modo, el interruptor (I6) puede hacer lo propio con la electroválvula (Q4). Recuerde que en modo manual las temporizaciones no tienen efecto.
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Modo automático. A los 10 segundos (B007) de activarse (Q1), se conecta la electroválvula (Q3) que es la primera electroválvula del chorro 2. Si el valor de la presión del chorro 2 (AI2) es inferior a “200”, a los 10 segundos (B017) de activarse (Q3), lo hará también (Q4), que es otra electroválvula de apoyo del chorro 2. Si la presión es superior a “200”, la electroválvula (Q4) no se activará. - A los 5 segundos (B011) de activarse (Q3), se desconecta (Q1).
- A los 7 segundos (B012) de activarse (Q3), se desconecta (Q2), si se hubiera conectado.
Programación de fin de ciclo. La marca (M1, memoria sólo indicativa), es la memoria de fin de ciclo. Cuando se activa (Q3) modo automático (B038), inicia a (M1), e inicia dos tiempos, el primero (B021) de 15 segundos tiene como fin anular a (Q3), y el segundo (B022) de 20 segundos tiene coMo fin anular a (Q4), si se hubiera activado y a la propia marca (M1), dando por concluido el modo automático, a la espera de presionar de nuevo (I1).
50
I1
Q1
B002 5 seg
B007 10 seg
Q2
Q3
5 segB011
Q1 = OFF = B011
7 segB012
B017 10 seg
Q2 = OFF = B012
M1
Q4
15 segB021
B022 20 seg
Q3 = OFF = B021
Q4 = OFF = B022
M1 = OFF = B022
Cronograma para modo automático
Listado de variables
VARIABLE DENOMINACIÓN
I1 PUESTA EN MARCHA CIRCUITO. MODO AUTOMÁTICO
I2 INTERRUPTOR MANUAL ELECTROVÁLVULA 2 CHORRO 1
I3 CONMUTADOR MANUAL-AUTOMÁTICO
I4 INTERRUPTOR MANUAL ELECTROVÁLVULA 1 CHORRO 1
I5 INTERRUPTOR MANUAL ELECTROVÁLVULA 1 CHORRO 2
I6 INTERRUPTOR MANUAL ELECTROVÁLVULA 2 CHORRO 2
AI1 SENSOR PRESIÓN CHORRO 1
AI2 SENSOR PRESIÓN CHORRO 2
Q1 ELECTROVÁLVULA 1. CHORRO 1
Q2 ELECTROVÁLVULA 2. CHORRO 1
Q3 ELECTROVÁLVULA 1. CHORRO 2
Q4 ELECTROVÁLVULA 2. CHORRO 2
M1 MEMORIA PROGRAMACIÓN FIN DE CICLO
M2 MEMORIA AUXILIAR
M3 MODO AUTOMÁTICO
M4 MODO MANUAL
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Donde los bloques a determinar, son: B01 B03 B008 B016 B020 B024 B026 B027 B028 B030 B031 B036 B037
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Programa de lavado
Argumento
Un programa de lavado para una lavadora industrial será gobernado por microPLC.
Al presionar el pulsador I1, comienza el programa con la siguiente secuencia (los tiempos son reducidos):
- Una electroválvula Q4, implementa agua al recipiente principal durante 10 segundos.
- A continuación, la salida del PLC Q5, excitará un conjunto motor-bomba y electroválvula que implementarán detergente líquido al recipiente durante un tiempo de 7 segundos.
- A los 00:30 segundos de activarse Q5, comienza a girar el recipiente de la lavadora alternativamente sentido de las agujas del reloj (Q1) y a la inversa (Q2), 5 segundos en cada sentido, con una pausa entre cambios de sentido de giro de 00:30 segundos. El tiempo total será de 25 segundos.
- Pasados los 25 segundos anteriores, se activará la salida Q6 que es el conjunto motor-bomba y electroválvula que permiten el vaciado de agua del recipiente. Este proceso durará 8 segundos.
- A continuación, se activarán a la vez las salidas Q4 y Q7 con el propósito de implementar de nuevo agua al recipiente (Q4) y suavizante (Q7). Tiempo total de la aplicación, 7 segundos.
- Acto seguido, de nuevo comienza a girar el recipiente de la lavadora alternativamente sentido de las agujas del reloj (Q1) y a la inversa (Q2), 5 segundos en cada sentido, con una pausa entre cambios de sentido de giro de 00:30 segundos. El tiempo total será de 30 segundos.
- Pasada la sub-rutina anterior, se activará la salida Q6 para vaciar el recipiente de agua en un tiempo de 8 segundos.
- Finalmente, se activará la salida Q3, que supone la velocidad rápida sentido de las agujas del reloj para efectuar la operación de centrifugado en un tiempo de 10 segundos. Finaliza el programa.
Notas de programación.
- Se han utilizado diferentes marcas de apoyo (M), principalmente para evitar el error de las recursiones. Observe el ejemplo:
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Cronograma:
54
Gráfico orientativo:
Donde:
I1. Pulsador de inicio de programa. Q1. Motor recipiente de lavadora sentido agujas del reloj, velocidad lenta. Q2. Motor recipiente de lavadora sentido contrario a las agujas del reloj, velocidad lenta. Q3. Motor recipiente de lavadora sentido agujas del reloj, velocidad rápida (centrifugado). Q4. Electroválvula que implementa agua al recipiente (bombo) de la lavadora. Q5. Motor-bomba electroválvula que implementa detergente al recipiente. Q6. Motor-bomba y electroválvula que permiten el vaciado de agua del recipiente. Q7. Motor-bomba que implementa suavizante.
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Programación:
56
57
Determina los bloques que aparecen sin identificar.
B005 =
B006 =
B009 =
B010 =
B012 =
B022 =
B023 =
B027 =
B029 =
B030 =
B031 =
B034 =
B036 =
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Semáforo para vía principal y secundaria
Argumento Un cruce de carreteras entre una vía principal y otra secundaria, está gestionado por semáforos, con la siguiente programación:
a) La vía principal tiene control de vehículos y personas, aunque el semáforo verde de peatones no se activará, a no ser que se presione un pulsador denominado “Espere verde”.
b) La vía secundaria sí tiene control para peatones, además de para vehículos, es decir, en cada ciclo, se permite el paso de vehículos alternativamente con peatones.
Variables empleadas I1 Pulsador de inicio I2 Pulsador "Espere verde" Q1 VERDE1 (Vía principal) Q2 ÁMBAR1 (Vía principal) Q3 ROJA1 (Vía principal) Q4 M.ROJO1 (Muñeco rojo vía principal)
Q5 M.VERDE1 (Muñeco verde vía principal)
Q6 ROJA2 (Vía secundaria) Q7 VERDE2 (Vía secundaria) Q8 ÁMBAR2 (Vía secundaria)
Q9 M.VERDE2 (Muñeco verde vía secundaria)
Q10 M.ROJO2 (Muñeco rojo vía secundaria)
M1-M6 Marcas auxiliares
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Detalle de la programación para la vía principal Una vez se presiona el pulsador inicial (I1), se activa de forma directa la lámpara VERDE1 (Q1); el bloque-temporizador B002, obliga a los 15 segundos la conexión de la lámpara AMBAR1 (Q2), al mismo tiempo que desconecta a VERDE1 (Q1). ÁMBAR1 (Q2), excita el bloque-temporizador B004, con el propósito de conectar a los 3 segundos a ROJA1 (Q3), al mismo tiempo que desconecta a ÁMBAR1 (Q2). ROJA1 (Q3) excita al bloque-temporizador B006, con el doble propósito de conectar a VERDE1 (Q1), y desconectar a ROJA1 (Q3), cuando pasen 10 segundos. El ciclo se repetirá de nuevo. Por otro lado, VERDE1 (Q1), activa de forma directa a M.ROJO1 (Q4), permanecerá en ese estado, es decir, el muñeco verde peatones de la vía principal no se activará, a no ser que se presione el pulsador (I2) “Espere verde”. Activación del pulsador “Espere verde” El pulsador (I2), “Espere verde”, se puede presionar en cualquier momento, aunque su efecto se producirá siempre, después de activarse ÁMBAR 1 (Q2). Una vez se presiona (I2), la memoria del evento se “guarda” en el bloque B015 (prefija “Espere verde”). Una vez que el bloque-temporizador B004, termina de computar los 3 segundos, se activa el bloque B020, que es el más importante de la programación, ya que confirma que se produce la programación “Espere verde”. La activación del bloque B020, implica dos cambios principalmente:
PRINCIP
AL
PRINCIP
AL
SECUNDARIASECUNDARIA
M.ROJO1 (Q4)
M.VERDE1 (Q5)
PULSADOR“ESPERE VERDE”
(I2)
VERDE2 (Q7)
ÁMBAR2 (Q8)
ROJA2 (Q6)
M.ROJO2 (Q10)
M.VERDE2 (Q9)
VERDE1 (Q1)
ÁMBAR1 (Q2)
ROJA1 (Q3)
PULSADOR INICIAL (I1)
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‐ El tiempo de activación de ROJA1 (Q3), no lo gestionará el bloque-temporizador B006 con 10 segundos, si no el bloque B018 con 18 segundos. Esta suma de tiempo será tal, que permita el paso de peatones por la vía principal.
‐ La activación de B020, desconecta de forma directa la lámpara M.ROJO1 (Q4), al mismo tiempo que activa a M.VERDE1 (Q5). Esta lámpara (Q5), estará excitada 18 segundos, (15+3), siendo los tres últimos de manera intermitente, advirtiendo de su pronta desconexión.
El bloque-temporizador B018, al final de su cómputo, reiniciará el ciclo, con la activación de VERDE1 (Q1). Recuerde que el ciclo (verde-ámbar-roja), tendrá respectivamente 15, 3, 10 segundos, a no ser que se presione (I2), “Espere verde”, donde se modificará (verde-ámbar-roja) a 15, 3, 18 segundos, respectivamente. Detalle de la programación para la vía secundaria Una vez se presiona el pulsador inicial (I1), se activa de forma directa la lámpara ROJA2 (Q6); note que no podrán coincidir las lámparas de acceso vehículos de las vías principal y secundaria, al mismo tiempo. ROJA2 (Q6), excita el bloque-temporizador B008, con 18 segundos, con el doble propósito de conectar a VERDE2 (Q7), y anular a ROJA2 (Q6). VERDE2 (Q7), activa a su vez un bloque-temporizador B011, con 7 segundos, que culmina con la activación de ÁMBAR2 (Q8), desconectado a ROJA2 (Q6). ÁMBAR2 (Q8) permite que el bloque-temporizador B013, con 13 segundos, conecte a ROJA2 (Q6), y desconecte a ÁMBAR2 (Q8), reiniciando de nuevo el ciclo. Por otro lado, ROJA2 (Q6), activa de forma directa a M.VERDE2 (Q9), durante 18 segundos, siendo los tres últimos, de manera intermitente. Posteriormente, se activará M.ROJO2 (Q10), hasta que se excite de nuevo ROJA2 (Q6), y el ciclo de los muñecos, se repita. Activación del pulsador “Espere verde” En la vía secundaria, también se producirán cambios, si se presiona el pulsador (I2) “Presione verde”. El efecto ocasionará que la lámpara VERDE2 (Q7), esté activa más tiempo, ya que el bloque principal B020, permite la sustitución del bloque-temporizador B011 (7 seg.) por el B032 (15 seg.). Posteriormente se activará AMBAR2 (Q8), y el ciclo se repetirá (corto, o largo si es presionado de nuevo (I2)). Cronograma de funcionamiento
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Programación:
VERDE1
15 s. 3 s.
ÁMBAR1
10 s.
ROJA1
M.ROJO1
18 s.
ROJA2
M.VERDE2 M.ROJO2
18 s.
VERDE1
3 s.
ÁMBAR1
18 s.
ROJA1
18 s.
M.ROJO1 M.VERDE1
VERDE2ÁMBAR2
ROJA2
7 s. 3 s.
28 s.
15 s.
18 s. 18 s.
18 s. 15 s. 3 s.
VERDE2 ÁMBAR2
M.VERDE2 M.ROJO2
18 s.
Q1 Q1Q2 Q2
Q3 Q3
Q4 Q4 Q5
Q6 Q6Q7 Q7Q8 Q8
Q9 Q9Q10 Q10
Semáforos víaprincipal
Pulsador inicial (I1)
Muñecos víaprincipal
Semáforos víasecundaria
Muñecos víasecundaria
Pulsador (I2)“Espere verde”
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Donde, los bloques sin identificar son: B009 → B014 → B016→ B017 → B021 → B022 → B026 → B027 → B028 → B033 → B034→ B035 → B037 →
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Escenas de ahorro energético para un hotel
Argumento La planta de un hotel tiene una estructura alargada, a partir del acceso a la misma a través de la escalera o el ascensor. Suponiendo que no toda la planta está ocupada por clientes de hotel, este ejercicio plantea el ahorro energético de la iluminación del pasillo, tanto de alumbrado general como alumbrado ornamental y de señalización, según la habitabilidad de la planta, a través de escenas, donde (I1) es un pulsador que sube escenas e (I2) es otro pulsador que baja escenas. Descripción de las escenas: M1 es la memoria que representa a la primera escena. Implica que toda la planta está deshabitada, por tanto, cuando se presiona el pulsador de acceso a la planta (I3), sólo se activará la luz 1 (Q1), próxima a escalera y ascensor. En la simulación esta lámpara se activará 4 segundos. M2 es memoria de segunda escena. Implica que al presionar el pulsador (I3), se activarán las luminarias (Q1), cerca de la escalera y ascensor y (Q2), primer tramo del pasillo, síntoma de habitabilidad de las habitaciones cercanas al ascensor. En la simulación estas lámparas se activarán 6 segundos. M3 es memoria de tercera escena. Implica que al presionar el pulsador (I3), se activarán las luminarias (Q1, Q2 y Q3), es decir, zona ascensor, primer y segundo tramo de pasillo. En la simulación estas lámparas se activarán 8 segundos. M4 es memoria de cuarta escena. Implica que al pulsar (I3), se activarán todas las luminarias del pasillo (zona ascensor, primer, segundo y tercer tramo del mismo). En la simulación estas lámparas se activarán 10 segundos. Programación adicional para el pulsador o pulsadores que operan con (I3). Independientemente de la escena que esté en curso, si este pulsador es presionado más de un segundo, se activarán todas las lámparas de la planta, con un tiempo de encendido total de 10 segundos. Pulsador (I7) para servicio y/o mantenimiento. Es un pulsador de llave. Si es presionado, se activarán todas las luminarias de la planta de manera permanente, o hasta que el pulsador sea presionado de nuevo. En el primer tramo del pasillo existe uno o varios pulsadores que operan con la entrada (I4), cuyo cometido es activar las luces (Q1 y Q2) durante 6 segundos, independientemente de la escena en curso. En el segundo tramo del pasillo existe uno o varios pulsadores que operan con la entrada (I5), cuyo cometido es activar las luces (Q1, Q2 y Q3) durante 8 segundos, independientemente de la escena en curso. En el tercer tramo del pasillo existe uno o varios pulsadores que operan con la entrada (I6), cuyo cometido es activar todas las luces durante 10 segundos, independientemente de la escena en curso. Lámparas ornamentales El horario de encendido de las lámparas ornamentales es de 23:00 a 07:00 de la mañana, donde:
‐ Si está activada la escena 1 (M1), se activará la luz ornamental (Q5) al inicio del pasillo.
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‐ Si está activada la escena 2 (M2), se activarán las lámparas ornamentales (Q5 y Q6), es decir, zona ascensor y primer tramo de pasillo.
‐ Si está activada la escena 3 (M3), se activarán las lámparas ornamentales (Q5, Q6 y Q7), es decir, zona ascensor, primer y segundo tramo de pasillo.
‐ Si está activada la escena 4 (M4), se activarán todas las lámparas ornamentales (Q5 a Q8), es decir, zona ascensor, primer, segundo y tercer tramo de pasillo.
Listado de variables Variable Descripción
I1 Pulsador sube escena I2 Pulsador baja escena I3 Pulsador principal comienzo de pasillo (Q1) I4 Pulsador tramo 1 pasillo (Q1 y Q2) I5 Pulsador tramo 2 pasillo (Q1, Q2 y Q3) I6 Pulsador tramo 3 pasillo (Q1, Q2, Q3 y Q4) I7 Pulsador de llave encendido total luces pasillo Q1 Luz 1, cerca de escalera y ascensor. Comienzo de pasillo Q2 Luz 2. Primer tramo de pasillo Q3 Luz 3. Segundo tramo de pasillo Q4 Luz 4. Tercer tramo de pasillo Q5 Luz ornamental, cerca de escalera y ascensor. Comienzo de pasillo Q6 Luz ornamental en primer tramo de pasillo Q7 Luz ornamental en segundo tramo de pasillo Q8 Luz ornamental en tercer tramo de pasillo M1 Marca o memoria de primera escena M2 Marca o memoria de segunda escena M3 Marca o memoria de tercera escena M4 Marca o memoria de cuarta escena
Imagen orientativa
Ascensor
I1
I2
I3
I3
Q2Q3Q4
Q1
I6
I6
I7
Q8
Q8
Q5
Q5
I5
I5
I4
I4
Q7
Q7
Q6
Q6
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Programación
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El bloque B020 permite que, aunque esté activa una escena determinada, si se presiona el pulsador (I3) más de un segundo, se conectan todas las lámparas del pasillo, durante el tiempo máximo (10 segundos.).
Donde los bloques sin identificar son:
B002. B006. B011. B013. B017. B018. B019. B020. B021. B026. B027. B028. B031.
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Elevación de aguas por bombeo
Argumento Un depósito situado en lo alto de una colina se encargará de abastecer de agua potable a una población. Para elevar el agua hasta el citado depósito, se emplearán tres motores-bomba que funcionarán de forma ininterrumpida pero alternada, consiguiendo que estén siempre dos bombas funcionando a la vez y otra descansando. Observe el cronograma:
Q1
Q2
Q3
Q1
Q2
Q3
Q1
Q2
Q3
Q1
Q3
T T T T T T T T T T T
Q2
Donde Q1, Q2, y Q3 representan los motores-bomba y T representa los intervalos de tiempo. En la programación propuesta, se estima un tiempo de T = 5 segundos., aunque cada motor bomba estará activo dos intervalos (10 seg.) a excepción de Q1 en el primer ciclo que sólo estará activo 5 seg. Funcionamiento Al presionar (I1), pulsador general de puesta en marcha, se activarán los motores-bomba 1 (Q1) y 2 (Q2). A los 5 segundos, se desconecta el motor 1 (Q1), excitándose el motor 3 (Q3). Pasados 5 segundos (Q2, lleva 10 segundos funcionando), se desactiva el motor 2 (Q2), y se conexiona de nuevo el motor 1 (Q1). El ciclo se repetirá, consiguiendo que funcionen a la vez dos motores-bomba y descansando el tercero. Si se presiona (I2), pulsador de paro general, se detiene todo, excepto los avisos de emergencia, es decir, avería de algún motor, y/o ausencia de agua en el pozo. Si se activa el detector de mínimo del pozo de abastecimiento (I3), ocurrirá lo siguiente; se excitará la memoria (M1); ésta ordena la parada de los tres motores (Q1, Q2 y Q3 = OFF), advirtiendo el hecho con un receptor acústico o luminoso de forma intermitente (Q4). Una vez el pozo recupera agua, el sistema no se restablece inmediatamente, es decir, se retrasa un tiempo (B013 = 8 seg.), para asegurar que el nivel sube de forma contundente. Si no ha sido presionado el paro general (I2), la subida de nivel del pozo, ayudado por los bloques (B030, B031 y M2), restablecerán la programación como al inicio, es decir, con la excitación de los motores 1 y 2 (Q1 y Q2), y el ciclo comienza de nuevo. Si se activa cualquiera de los sensores de avería de los motores (I4 para motor 1; I5 para motor 2 e I6 para el motor 3), se producirá una parada general del sistema (como si hubiera sido presionado el pulsador de paro I2), pero además, se excitará
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un aviso acústico ó luminoso de forma intermitente, advirtiendo del hecho (Q5). Una vez se solvente la avería, el sistema se restablecerá presionando el pulsador de marcha general (I1). Notas de interés Los bloques (B028, B016, B018, B024, y M6), se emplearán sólo en el primer ciclo de funcionamiento, ya que Q1 motor-bomba 1, sólo funciona la mitad de tiempo en el primer ciclo, y ese extremo es el que gestionan los bloques antes citados. Ejemplo de activación de (Q2) motor-bomba 2; Los bloques B020 y B002, permiten activar a Q2; los bloques B022, B005 y B023, realizan una doble función; por un lado, ayudan a desconectar a Q2, y por otro (B005), activa a Q1, motor-bomba 1. La programación para Q3 es similar. Donde: I1. Pulsador general de puesta en marcha. I2. Pulsador de paro general. I3. Sensor de mínimo pozo. I4. Sensor de avería motor-bomba 1. I5. Sensor de avería motor-bomba 2. I6. Sensor de avería motor-bomba 3. Q1. Motor-bomba 1. Q2. Motor-bomba 2. Q3. Motor-bomba 3. Q4. Aviso intermitente, pozo sin agua. Q5. Aviso, avería en uno de los tres motores. M1. (I3 + B010 + M1), es memoria de pozo sin agua. M2. Permite restablecer la programación, una vez el pozo recupera agua suficiente. M6. Marca de apoyo.
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Gráfico orientativo:
Determina los bloques que aparecen sin identificar. B001 =
B007 =
B008 =
B010 =
B011 =
B012 =
B013 =
B015 =
B020 =
B021 =
B023 =
B026 =
B027 =
Q1Motor-
-bomba 1
Q2Motor-
-bomba 2
Q3Motor-
-bomba 3
Bar0
5
10
2
34 6
7
8
91
P
ARADA DE
I1. Pulsador de marcha general
I2. Pulsador de paro general
Q4. Aviso, pozo sin agua
Q5. Aviso, avería en motores.
Depósito
Pozo
I3. Detector mínimo pozo.
95 9697 98
2 4 6
Sensores de avería: I4 I5 I6
70
Programación: