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UNIVERSIDAD DE OVIEDO Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Computadores y Sistemas

Examen Final JunioAUTOMATISMOS (MINERALURGIA Y METALURGIA)E.U.I.T.de Minas – Mieres21 de Junio de 2000 1

Apellidos y Nombre:

Explicar el principio de conmutación del sentido de giro de un motor de corriente continua basado en transistores. ¿Cuales son las ventajas e inconvenientes de este sistema respecto del uso de relés electromecánicos?.

Enumera algunos de los actuadores que permiten realizar movimientos giratorios y la tecnología en la que se basan.

¿Verdadero o falso?:[ ] Un termopar es el par equivalente de un motor cuando se alcanza una temperatura de excesiva.[ ] Un termostato es un termómetro bimetálico con señal todo-nada.[ ] Una PT-100 es una resistencia de plata encapsulada para medida de temperaturas en el entorno de la temperatura ambiente. [ ] Un pirómetro de radiación se utiliza cuando para medidas de altas temperaturas sin contacto de la sonda.[ ] Los termómetros industriales son los basados en los cambios de longitud de dispositivos resistivos por efecto de la temperatura.[ ] Una galga extensométrica se emplea para la medida de temperatura de forma muy precisa.

Indicar algunas de las aplicaciones de un sensor basado en un transformador diferencial lineal.

Razona el comportamiento de los sensores inductivos, capacitivos y ultrasónicos en ambientes



Apellidos y Nombre:

sucios.

Indica que tipo de dispositivo asociarías en cada caso:

( C ) ontrolador

( I ) nterface

( E ) xplotación / Supervisión

p ( R ) reaccionador

Sistema ( A ) utomático

( S ) ensor

Elemento de ( P ) roceso

Acciona ( D ) or

Lámpara de aviso de alarma

Robot industrial

Medidor de presión diferencial

Sistema SCADA

Cilindro neumático

Presostato

Tarjeta magnética

Sistema de alarma de un coche

Termómetro de mercurio

Célula de fabricación flexible

Motor paso a paso

Contactor

Depósito de combustible

Optoacoplador

Variador de velocidad

Regulador digital

Sistema SCADA

Electroválvula 5/2 monoestable

Convertidor presión/corriente

Escalera mecánica automatizada

Sistema de visión artificial

Horno para fabricación de cal

Encoder absoluto

Transistor de potencia

Microautómata

Visualizador de textos

Resólver

Puerto de comunicación paralelo

Máquina de control numérico

Relacionado con la técnica de sensores: Diferencie entre sensibilidad, resolución y precisión.



Apellidos y Nombre:

¿Cuáles son las señales eléctricas normalizadas más usuales?.

¿Qué parámetros caracterizan la velocidad de respuesta del sensor según el tipo de salida?

¿Qué es un diagrama movimiento-fase?. Pon un ejemplo con un cilindro de doble efecto y una electroválvula 4/2 monoestable.

Indicar para los siguientes procesos a automatizar qué tecnología sería la más aconsejable para la implementación de la parte de control: Autómata programable

(PLC).

Lógica cableada (LC)

Control de un motor asíncrono con inversión de giro.

Máquina de embotellado y etiquetado automática.

Máquina expendedora de café.

Sistema de llaves conmutadas en una habitación de un domicilio particular.

Automatización del sistema de riego e iluminación artificial en un invernadero.

Control de apertura de puertas automáticas.

Sistema de alumbrado interior de un automóvil.

Efectos en una fuente pública.

Control de velocidad de crucero en un automóvil.

Explicar el ciclo de scan típico de un autómata programable industrial.



Apellidos y Nombre:

¿Qué sensor utilizaría para conocer, en formato digital, la velocidad de giro de un eje?. ¿En qué consiste ese sensor? ¿Y para conocer el ángulo girado?.

Enumere algunas de las aplicaciones apropiadas para un motor paso a paso.



Apellidos y Nombre:

¿Cuál es la función de la unidad de control dentro de un automatismo?

Cita las principales alternativas para la implementación de la unidad de control, y enumera ventajas e inconvenientes de cada una de ellas.

Comenta brevemente la función de cada uno de los siguientes componentes de un autómata programable:

CPU

Módulos E/S.

Memoria de Programa

Memoria de Datos

Memoria de Usuario

¿Cuáles son las diferencias principales entre los lenguajes de programación KOP (contactos) y AWL (lista de instrucciones) de los autómatas SIMATIC S7-200?



Apellidos y Nombre:

¿Cuál es la diferencia principal entre los siguientes contactos del lenguaje de programación de los autómatas SIAMTIC S7 200?

¿Qué diferencia a un automatismo combinacional de un automatismo secuencial? ¿Cómo se aborda la resolución de cada uno de ellos cuando se utiliza un autómata programable como equipo de control?Pon en ejemplo.

Indicar los rangos de representación (valor máximo y valor mínimo) de las siguientes agrupaciones de bits:

8 bits (1 byte):

16 bits (1 palabra):

Indicar la equivalencia en base decimal de las siguientes cantidades:

01012 =8116 =

Indicar la equivalencia en base binaria de las siguientes cantidades:

10110 =8116 =

Indicar la equivalencia en base hexadecimal de las siguientes cantidades:

1012 =1100 1010 0111 11102 =



Apellidos y Nombre:

Se desea implementar en un autómata Simatic S7-200, CPU 214, utilizando el lenguaje KOP, un automatismo que evoluciona en función de tres entradas (A,B,C). Se debe activar una salida S0 cuando ninguna de las entradas está activa, una salida S1 cuando solamente una de ellas está activa y una salida S2 en cualquier otro caso.

Desarrollar la resolución del problema indicando todos los pasos.



Apellidos y Nombre:

Indicar la función del siguiente automatismo teniendo en cuenta que la entrada I0.0 se encuentra conectada a un sensor que permite determinar la presencia de una persona en una sala, la entrada I0.1 es un dispositivo cuya salida toma el valor lógico de “1” cuando se ha introducido un determinado código de acceso (A) y toma el valor lógico de “0” cuando se introduce un determinado código (B) y la salida Q0.0 se encuentra conectada a una alarma sonora.

Comentar brevemente una posible utilidad del sistema. (Ver tabla de temporizadores al final del cuestionario).



Apellidos y Nombre:

¿Qué diferencia existe entre los lazos de control en bucle abierto y los lazos de control en bucle cerrado? Citar dos casos cotidianos donde se emplee cada tipo de lazo y otros dos ejemplos de aplicaciones industriales.

Indicar esquemáticamente los componentes principales y las señales involucradas en un sistema de control realimentado.

¿Qué acciones de control principales se suelen emplear en un sistema de control realimentado? ¿Cómo se suelen combinar entre ellas? Indicar el tipo de procesos para los que es adecuada cada una de ellas.



Apellidos y Nombre:

Para cada una de las acciones de control típicas, detallar gráficamente cuál sería la evolución de la variable controlada ante una variación de la señal de referencia en forma de escalón.

¿Qué se entiende por offset o error de posición en un sistema de control en bucle cerrado? ¿Cuándo se manifiesta este fenómeno? ¿Qué se suele hacer para minimizarlo?. ¿Y para anularlo?

Explicar brevemente cada una de las siguientes alternativas para la implementación de un lazo de control.

Control en adelanto:

Control en cascada

Control de Relación

Información de temporizadoresTON - CPU212/214

TON - CPU214

TONR - CPU214/214

TONR - CPU214

1 ms T32 T96 T0 T6410 ms T33-T36 T97-T100 T1-T4 T65-T68100 T37-T63 T101-T127 T5-T31 T69-T95



Apellidos y Nombre:

ms

Analizar los componentes del siguiente sistema y explicar el posible funcionamiento de la instalación.



Apellidos y Nombre:

Para arrancar los motores de inducción trifásicos, a veces se precisa realizar un arranque en dos fases. La primera fase se dispondrán las bobinas en estrella, con el fin de disminuir la corriente de arranque. Al cabo de unos segundos se cambiará automáticamente la conexión a triángulo. El esquema de fuerza aparece en la figura.Realiza el automatismo eléctrico para el mando con el siguiente detalle: Actuando sobre un pulsador M, se activará el contactor general G y el de estrella Y.

Asimismo se pondrá en marcha un temporizador. Al cabo del tiempo T1, se abrirá el contactor de estrella y se cerrará el triángulo D, al cabo

de un breve tiempo T2 de recuperación de los contactores. Podremos parar en cualquier momento actuando sobre un pulsador de paro P.

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