(a) Modulo de Entrenamiento Para El Control de Posicion y Velocidad de Servomotores Usando El...

Informe Trabajo de Grado, Jennifer Ospina, IEEE. Diciembre 2011

Facultad de Ingeniería Electrónica Universidad Pontificia Bolivariana

1

J. Londoño, J. Ospina a

aFacultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín.

Colombia

RESUMEN— Este artículo presenta los fundamentos para la

realización del módulo de entrenamiento para el control de

movimiento con Simotion. Principalmente se describe el proceso

para la parametrización y configuración del sistema para poder

llevar a cabo el control de los servomotores desde el software.

Abstract— This paper presents the rationale for the making of the

training module for motion control Simotion. Mainly describes the

process for the configuration and system settings to perform the

servo control from the software

Index Terms— Motion Control, Control System, Simotion,

Servomotor.

I. INTRODUCCIÓN

Las primeras máquinas industriales fueron implementadas

con sistemas mecánicos, los cuales ocupan un gran espacio

físico que limita la producción en una planta, su reparación

es costosa y lleva un tiempo considerable, tienen un alto

margen de error, entre otros aspectos. La automatización ha

sido una solución amigable para todo esto, pues ahora se

puede multiplicar la producción en una empresa gracias a

que los sistemas automáticos son versátiles, flexibles, más

precisos, ahorran tiempo y dinero a la hora de su reparación,

etc.

Hoy en día, los ―componentes inteligentes‖ juegan un papel

importante en las máquinas modernas y en el diseño de

producción en la plata. Estos componentes mecatrónicos se

construyen a partir de piezas mecánicas, sensores,

actuadores, dispositivos electrónicos y software. Las

soluciones mecatrónicas se han vuelto indispensables en

J. Ospina hace parte de la facultad de Ingeniería Electrónica de la

Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Colombia (e-mail:

[email protected]).

la industria, pues su enfoque global en los sistemas y éste ha

sido su principal éxito.

El sistema Simotion de Siemens abarca aplicaciones con

control de movimiento complejo que integra el control de

movimiento y funcionalidad de control simple en una sola

unidad. Lleva varios años de evolución, desde su nombre

hasta sus alcances con el fin de suplir las necesidades en la

industria. Actualmente, las máquinas para los procesos

industriales que están llegando al país desde Europa, vienen

ya con este sistema implementado.

A la empresa Productos Familia SA han llegado máquinas

traídas desde Italia con Simotion incluido, lo cual indica ya

una tendencia en la planta y esto genera la necesidad del

conocimiento al respecto. Por esta razón se requiere que el

departamento electrónico tenga la posibilidad de entrenarse

y realizar pruebas en un lugar seguro, donde al haber un

accidente con los equipos, no implique daños en la

producción de la planta.

El módulo de entrenamiento que se implementó es apto para

la realización de pruebas y cuenta con una guía completa de

manejo del equipo y su correcta configuración.

Para llevar a cabo este proceso, se tuvo colaboración de

personal de Siemens especializado en el tema a nivel de

información complementaria para dicho propósito.

A. Objetivos

Objetivo General

Implementar un módulo de entrenamiento para el control de

posición y velocidad de servomotores usando el sistema

Simotion, desarrollando documentación con el fin facilitar el

entrenamiento del personal electrónico de la empresa

Productos Familia SA.

Módulo de entrenamiento para el control de

posición y velocidad de servomotores usando el

sistema Simotion (Diciembre 2011)



2

Objetivos Específicos

• Implementar en hardware y software el sistema

Simotion.

• Desarrollar las aplicaciones básicas de control de

posición y movimiento de servomotores en el módulo

de entrenamiento para realizar guías de procedimiento.

• Validar las guías realizadas con las aplicaciones usadas

en la planta de la compañía.

B. Estado del arte

El 23 de Junio de 1991, James C. Shultz patentó el

control de movimiento, planteando un problema de

precisión y error en las máquinas que en el momento

funcionaban en la industria, pues para lograr la mayor

precisión se requería pasar por varios sistemas de control

y corrección de error. Su trabajo se fundamentó en el uso

de sensores, los cuales son los encargados de monitorear

las variables del sistema en cualquier punto del proceso;

una CPU, la cual es la unidad de procesamiento que

realiza todos los cálculos a partir de la señal de los

sensores.

La ecuación que Shultz planteó fue la siguiente:

( )

(1)

Donde:

Cn es el valor de la señal de comando en un tiempo n

Pd Posición deseada a partir de la referencia X

Px posición actual a partir de la referencia X

D es el factor de inercia del dispositivo controlado

Cn-1 el penúltimo valor de la señal de comando

En los años 80, Siemens lanza el sistema de control de

ejes Masterdrive Vector Control, posteriormente, el

producto evoluciona y toma el nombre de Simodrive, el

cual finalmente se convierte en Simotion, un sistema que

integra el control (en las versiones Simotion C, Simotion

P, Simotion D) y los drives con los servomotores

(Sinamics S120) (Siemens, 2011).

Simotion, se ha implementado en empresas como Kampf

Schneid-und Wickeltechnik GmbH& Co KG, de

Alemania, líder en la fabricación de máquinas de corte y

bobinado para la industria de la manufactura del plástico,

papel y aluminio. Este sistema se implementó ya que en

líneas de alta velocidad la sincronización de los ejes y

los actuadores ofrecen ventajas en el proceso. Entre los

beneficios de ese cambio, en la serie Roll-O-Fix, se

destaca la reducción de los tiempos de parada ya que

luego del cambio de rollo o de una interrupción de

producción, la velocidad preestablecida se alcanza más

rápido que en los modelos anteriores. Asimismo, se

utilizan las funciones de seguridad basadas en

accionamientos del inversor Sinamics S120 para detener

la máquina en un corto lapso (Siemens, 2011)

En Colombia, Simotion es reciente, es un mercado poco

explorado aún, a pesar de esto, las plantas de Familia a

nivel nacional (Familia Sancela, Planta de Cajicá) han

adquirido máquinas con este sistema.

A nivel mundial, Simotion es usado en la industria

farmacéutica, textil, automotriz, entre otras (Siemens,

2005)

II. DESARROLLO

A. Plataforma SIMOTION D (D435)

El sistema de control de movimiento tiene como

―cerebro‖ el módulo Simotion D, el cual se conecta con

el PC para procesar las órdenes enviadas desde el

software Simotion Scout y así lograr la correcta

parmetrización y configuración del sistema según los

elementos que éste contenga.

Simotion D (Drive-based) combina la funcionalidad de

Simotion con la funcionalidad del drive de un sistema

de múltiples ejes en una unidad de hardware. Esto

proporciona un sistema el cual es compacto y

particularmente rápido en su respuesta. El Simotion D

se usa cuando se requiere un diseño de maquina

compacto. Dentro del Simotion D se encuentran los

módulos D425, D435 y D445 (Sitrain, 2011).

El Simotion D435 es la unidad de control (CU) del

sistema de control de movimiento, pues tiene un

Sinamics S120 integrado. Este dispositivo se comunica

con el PC por Profibus o Ethernet para poder

parametrizar el sistema, programarlo, etc. Para llevar a

cabo dicho objetivo, el Simotion D435 se comunica

por Drive-CLiQ con el módulo motor. La alimentación

del Simotion D435 es de 24VDC.

Funcionalidad del simotion D435



3

El Simotion D435, es un dispositivo que integra un

Sinamics S120 y una CU 320 para así tener un módulo

compacto y práctico.

Este dispositivo se basa en el sistema de control de

movimiento de la familia de drives Sinamics S120. Con

el Simotion D, las funcionalidades del control de

movimiento de Simotion y el software de Sinamics se

puede correr un sistema de lazo cerrado con los

dispositivos del hardware.

Tal y como lo es el Sinamics S120, el Simotion D sigue

el concepto de la automatización totalmente integral

(TIA, Totally Integrated Automation) (Simotion, 2010).

Siemens recomienda el uso de este tipo de dispositivo

en:

• Máquinas compactas

• Conceptos de automatización distribuida como en

máquinas con un gran número de ejes.

• Máquinas modulares, también como extensión de

Simotion P o Simotion C.

• Para requerimientos de tiempo crítico en ejes

acoplados.

Existen tres versiones diferentes de Simotion D en

―booksize‖ que son: D425, D435 y D445. Estas

versiones difieren en su rendimiento y por ende, en la

frecuencia de reloj, rendimiento del PLC y el volumen

de datos de los ejes (Simotion, 2010). La Tabla 1

muestra las diferentes versiones de Simotion D con sus

características:

Tabla 1. Características de SIMOTION D435

Propiedades D425 D435 D445

Puertos DRIVE-

CLiQ

4 4 6

Ejes >16 >32 >64

Ventilador/

módulo de batería

Opcional Opcional Requerido

Ciclo mínimo de

reloj IPO

2ms 1ms 0.5ms

B. Módulo Infeed

El módulo infeed funciona como un variador

internamente, pues básicamente se requiere convertir a

DC la señal de AC de alimentación, la cual sale por el

bus DC.

La Figura 1 muestra el esquema electrónico de un

inversor en general. El puente de diodos o juego de

tiristores solo puede suministrar corriente en una

dirección, por esta razón se usan para protección de

contracorriente. Cuando el motor regenera, la energía

retorna al inversor, el voltaje en el bus DC aumenta, la

resistencia de frenado es activada para disipar la

energía adicional y controlar el nivel de voltaje DC

(Sitrain, 2008).

Figura 1. Componentes básicos de los inversores. Fuente:

(Sitrain, 2008)

En un módulo Smart Infeed, el funcionamiento del sistema

es así: (ver esquema en Figura 2) En modo rectificador, la

corriente fluye a través de los diodos de free-wheeling

integrados a los módulos del IGBTs como un rectificador de

6 pulsos normal. En modo regenerativo, la corriente fluye a

través de los IGBTs, los cuales están sincronizados con la

red (siendo los IGBTs un componente controlado contrario a

los tiristores). Estos cuentan con una reactancia de línea con

un voltaje relativo de cortocircuito del 4% al lado de la

línea. Durante la operación normal (motor), el bus DC es no

controlado, aproximadamente 1.35 veces el voltaje de

alimentación (Sitrain, 2008).

El módulo Smart infeed es superior al básico, pues los

IGBTs tienen un papel fundamental en la alimentación

regenerativa y conmutada por la red como se explicó en el

párrafo anterior, lo cual lo hace más simple y robusto. Otra

ventaja, es que así caiga la tensión en la red, no habrá

errores de conmutación.



4

Pero así como trae ventajas, también tiene sus desventajas.

Se presentan fluctuaciones, pues el DC link no se regula; es

muy probable la existencia de altas componentes armónicas

y es necesario un circuito de precarga con una resistencia y

un contactor.

Figura 2. Rectificación Smart Infeed.Fuente: Adaptado de

(Sitrain, 2008)

La Figura 3 muestra el esquema del módulo Smart infeed, el

cual debe ser alimentado, en el caso del módulo de

entrenamiento por 440VAC, la parte de potencia contiene

las protecciones adecuadas para proteger los conductores del

sistema y el equipo. Este voltaje ingresa a través de las 3

líneas por las entradas U1, V1, W1 del módulo. Una fuente

genera 24VDC, los cuales alimentan las entradas X21 y X24

para el funcionamiento de los dispositivos del Smart.

Cadauno de los dispositivos usados se aterriza

adecuadamente.

Figura 3. Esquema conexión de Smart infeed. Fuente:

(Sitrain, 2008)

C. Módulo Motor

El módulo motor es alimentado a través del bus DC

con 630VDC que le suministra el módulo infeed, el

servomotor recibe la alimentación del módulo motor y

se comunica por DRIVE-CLiQ. El módulo motor tiene

comunicación con la unidad de control, en este caso,

SIMOTION D435, por DRIVE-CLiQ.

Principio de funcionamiento y conexión

El módulo motor recibe una señal de DC,

(630VDC), la cual se convierte a pulsos por PWM y

de la frecuencia de dichos pulsos depende la

velocidad del servomotor, ya que ésta frecuencia es

la que determina el disparo de los IGBTs. El proceso

es inverso al del infeed, pues se alimenta con un

voltaje de DC y a la salida se tiene una señal de

voltaje de senoidal (AC) para alimentar al

servomotor (Figura 4).

Los módulos motor están listos para opera en cuatro

cuadrantes: CW y CCW, modo motor y modo

generador (Sitrain, 2008).

Figura 4. Señal de entrada y señal de salida del

módulo motor. Fuente: (Sitrain, 2008)

La secuencia de los disparos de los IGBTs se

muestra en la Figura 5, la cual ilustra el paso de la

corriente a través de los semiconductores en los

semiciclos positivo y negativo, además muestra la

corriente en la etapa regenerativa después de cada

conmutación.



5

Figura 5. Secuencia de activación de los IGBTs

Para que se logre llevar a cabo el orden de conmutación de

los IGBTs, se usa un integrado llamado ASIC (Aplication

Specific tIntegrated Circuit).El ASIC se configura según los

parámetros desde el microprocesador.

Figura 6. Control de los IGBTs. Fuente: Adaptado de

(Sitrain, 2008)

Figura 7. Esquema de conexiones del módulo motor Fuente:

(Sitrain, 2008)

D. Servomotor AC

Todo tipo de motor se encarga de convertir la energía

eléctrica en energía mecánica, proceso que trae

perdidas en calor, el cual es disipado por la carcasa del

motor. Las pérdidas son la diferencia entre la potencia

de entrada y la potencia de salida (Sitrain, 2008).

Un servomotor (también llamado Servo) es un

dispositivo similar a un motor de corriente continua,

que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier

posición dentro de su rango de operación, y mantenerse

estable en dicha posición. Está conformado por un

motor, una caja reductora y un circuito de control. Los

servos se utilizan frecuentemente en sistemas de radio

control y en robótica, pero su uso no está limitado a

estos (Muhammand, 2004).

Figura 8. Partes básicas de un motor. Fuente:

(Sitrain, 2008)

1

. 2

.

4

. 5

. 6

.

3

.



6

Existen tres tipos de servomotores:

• Servomotores AC (Basados en el

funcionamiento de los motores de inducción)

• Servomotores DC (Basados en el

funcionamiento de los motores de DC)

• Servomotores de imanes permanentes o

brushless (Basados en el funcionamiento de

los motores síncronos)

En este capítulo, se profundizará en los Servomotores

AC, pues son los que se usaron para la ejecución del

proyecto.

Figura 9. Servomotores usados en el módulo de

entrenamiento

Características mecánicas de los servomotores de AC

Un servomotor de AC tiene la capacidad de realizar un

par de pico hasta 5 veces mayor que el nominal.

Cuenta con un rotor de imanes permanentes con 3 o 4

pares de polos y un sistema de encoder muy preciso

para el control en lazo cerrado (Schneider Electric,

2010).

Figura 10.Torque contra velocidad comparando el

torque nominal con el máximo en un servomotor.

Fuente: (Schneider Electric, 2010).

El encoder puede ser incremental, decremental,

seno/coseno, o absoluto. El encoder usado en el

proyecto es de tipo seno/coseno o resolver. Los

resolver producen un juego de ondas seno/coseno

(Voltaje analógico) indicando una posición absoluta

dentro de una sola revolución; estas señales son

típicamente convertidas con una tarjeta de interface

resolver en una señal digital (JFB Ingeniería, 2009).

Figura 11. Funcionamiento del encoder seno/coseno o

resolver. Fuente: (Sitrain, 2008)

Características eléctricas de los servomotores de ac

Un servomotor se puede controlar al indicar su

posición mediante un PWM. El ángulo de ubicación

del motor depende de la duración del nivel alto del

pulso de la señal. Cada servomotor, dependiendo de la

marca y modelo utilizado, tiene sus propios márgenes

de operación (Sitrain, 2008).

Figura 12. Funcionamiento del encoder.



7

Para bloquear un servomotor en una posición, es

necesario enviarle continuamente una señal con la

posición deseada, de esta forma, el servo conservará

esa posición y se resistirá a fuerzas externas que

intenten cambiarla. Si los pulsos no se envían, el

servomotor queda liberado, es decir, cualquier mínima

fuerza puede cambiarle su posición original.

Figura 13. Torque contra velocidad, donde se especifica el

rango de sobrecarga y la limitación por el DC-link. Fuente:

(Sitrain, 2008)

En la siguiente Figura se muestran las limitaciones eléctricas

que tiene el servomotor de AC síncrono

Figura 14. Limitaciones eléctricas en servomotores

síncronos. Fuente: (Fagor, 2011)

Elementos representados en el gráfico:

• Curvas de limitación de par por tensión según tipo

de bobinado del estator.

• Curva de limitación térmica de par en régimen de

funcionamiento continuo S1 (100K) con ventilador,

donde 100 K es el incremento de temperatura del

bobinado.

• Curva de limitación térmica de par en régimen de

funcionamiento continuo S1 (100 K) sin ventilador

donde 100 K es el incremento de temperatura del

bobinado.

• Límite máximo (por tensión) de la velocidad

máxima de giro (Nmáx).

• Curvas de saturación por tensión.

Estos datos son válidos para una temperatura ambiente

o temperatura media de ventilación de 40°C (104°F)

(Fagor, 2011).

Figura 15. Limitaciones eléctricas para el conjunto

motor – regulador. Fuente: (Fagor, 2011)

Donde:

La zona 1 es la zona de funcionamiento en régimen

permanente (régimen S1) y está delimitada por el par

del motor a rotor parado y el par a velocidad nominal.

La zona 2 es la zona de funcionamiento intermitente

(Fagor, 2011).

E. Simotion Scout

El procedimiento que realiza la máquina tiene que ser

programado desde software, para dicho propósito está

el Simotion Scout, el cual se encuentra integrado a

Step7 y ofrece:

• Configuración

• Parametrización

• Programación

• Pruebas

• Diagnóstico

Con Simotion Scout se pueden realizar tareas como

• Creación del hardware y la configuración de

la red



8

• Creación, configuración y parametrización de

los objetos tecnológicos como ejes, levas de

salida y levas.

Este software es apto para trabajar en las tres

plataformas de hardware de Simotion en cualquiera de

sus aplicaciones por medio de paquetes tecnológicos.

Figura 16. Utilidad del Simotion Scout. Fuente:

(Simotion, 2009)

F. Módulo de Entrenamiento con Simotion

1. Implementación física

La implementación física del módulo de

entrenamiento consta de los siguientes elementos:

• Fuente de 24VDC

• SIMOTION D435 con su respectiva compact

flash

• Módulo Smart infeed (Módulo de potencia)

• 2 módulos motor (módulo motor 1 y 2)

• 2 servomotores SIEMENS (servomotor 1 y 2)

Figura 17. Elementos para el montaje del sistema de

control de movimiento

El sistema tiene una alimentación principal de

440VAC, los cuales entran al módulo Smart infeed

(Figura 18). La fuente de 24 VDC es para la

alimentación del bus DC y del Simotion D435.

Figura 18. Alimentación de 440VAC para el módulo

de potencia.

La comunicación entre los módulos motor y el

Simotion D435 se realiza por DRIVE_CLiQ, conexión

que debe hacerse en cascada para la topología correcta

como se ve en la Figura 20. El bus DC de cada módulo

motor y el del módulo infeed se interconecta para que

todo quede con los 660VDC necesarios para el

funcionamiento correcto del sistema; igualmente se

realiza con los 24VDC (Figura 19).



9

Figura 19. Bus DC

El módulo Smart infeed es de 17A, corriente que suple

la de los dos módulos motor, pues el módulo motor 1

es de 9A y el módulo motor 2 es de 5A.

Los dos servomotores son marca SIEMENS, pues se

requieren con puerto DRIVE-CLiQ para comunicarse

con el módulo motor respectivo.

Figura 20. Conexión DRIVE-CLiQ en cascada.

Las protecciones son muy importantes para evitar

daños en los conductores y dispositivos. Para la parte

potencia (módulo Smart infeed, servomotores y

módulos motor) se usa un dispositivo de protección de

32A para poder proteger al sistema en el momento que

se encuentre con carga (14A).

Para protección de la parte de control (Simotion D435),

se usan dos mini breakers.

La protección que usa para todo el sistema en general

es un breaker de 3 polos y 40A. Éste es de gran

capacidad, pues aparte del sistema de control de

movimiento ya mencionado, existen otros dispositivos

como variadores que se energizan a través de este

breaker.

La parametrización, configuración y programación se

realiza desde un PC con el software Simotion Scout y

se comunica con el Simotion D435 vía Ethernet o

Profibus.

2. Comunicación, parametrización y configuración

del sistema de control de movimiento.

Comunicación

La comunicación con el PC se realiza vía Ethernet,

Profibus o Profinet, los cuales son los protocolos de

comunicación con los que trabaja el Simotion D435, el

cual tiene dos puertos Ethernet y dos para Profibus.

Con el Simotion Scout, se configuran los telegramas de

comunicación, para los drives, se usa el telegrama

Siemens 105, PZD 10/10. Para la unidad de control se

puede usar el telegrama Siemens 306 o la

configuración libre de telegrama con BICO.

Parametrización

La parametrización se realiza con el fin de dar los

límites de corriente, voltaje, torque, definir el servicio

de alimentación (infeed), etc.

Los parámetros más importantes a la hora de

configurar el sistema de control de movimiento

Simotion desde el Simotion Scout son:

P0210: Voltaje de entrada para el bus DC (DC link)

P1244: Límite superior del voltaje en el DC link

P1248: Límite inferior del voltaje en el DC link

P0864: Alimentación de servicio (infeed)

En el módulo de entrenamiento, el voltaje de entrada

para el módulo infeed es de 440VAC, por lo tanto, el

parámetro P210 se debe configurar con este valor. Los

límites superior e inferior del bus DC (P1244 y P1248)

se deben parametrizar según +/- 10% de su voltaje

RMS, Es decir, el voltaje es 630VDC al medir con el

multímetro, entonces el P1244 se parametriza en 693;

y el P1248 en 567.



10

La alimentación de servicio (Infeed), se puede activar

con una entrada digital en 1 o simplemente poniendo

en 1 el parámetro P864. Por ejemplo, para activar la

alimentación de servicio en el SERVO_02 se energiza

la entrada digital a través de un panel de entradas y

salidas externo. En la Figura 21 se ve la forma en que

queda en el Simotion Scout. Estas entradas también se

pueden simular y dejar encendidas siempre, a través

del software o poner P684=1 para activarlo siempre

desde cada drive.

Figura 21. Activación del bit DI0 para tener el infeed

en ―on‖.

El Simotion Scout muestra una gran cantidad de

parámetros, lo cuales se configuran haciendo pruebas y

ajustes de los drives desde el software.

Configuración

Para configurar el hardware instalado en el módulo de

entrenamiento, se realizan ajustes desde el panel de

mando.

Al tener ya la topología completa y correcta en el

software, se procede a realizar el autoajuste. Este

procedimiento se realiza a cada drive agregado para

guardar los valores de cada uno, pues aunque sean

iguales, siempre existen características en los límites

que cambian según el uso que haya tenido cada

servomotor, las condiciones externas, etc, aunque las

variaciones son leves.

Después de realizar el autoajuste, se realiza la

configuración del controlador manual, la cual consiste

en seleccionar la función de medida ―speed controller

setpoint jump (after speed setpoint filter)‖ y

posteriormente graficar la respuesta, en donde se puede

evaluar el comportamiento de la velocidad y del torque

del servomotor como respuesta a un escalón. La

importancia de realizar esta prueba es la configuración

de los parámetros del control en lazo cerrado (con

encoder). Si la gráfica no muestra un comportamiento

adecuado del controlador, se puede optimizar

cambiando la ganancia proporcional en el diagrama del

controlador de la velocidad con encoder.

Figura 22. Diagrama de control de velocidad con

encoder en Simotion Scout.

Finalmente se realiza la configuración automática,

donde el sistema realiza cuatro tipo de pruebas:

• Medición del sistema mecánico, Parte 1

• Medición del sistema mecánico, Parte 2

• Identificación del lazo de control de la

corriente

• Calculo de la configuración del controlador de

velocidad

Realizadas estas pruebas, se guardan los valores si son

correctos a simple vista y teniendo criterio para

hacerlo. Ya así quedan configurados parámetros

mecánicos, de corriente y velocidad.

Aun si los valores del controlador de corriente no son

óptimos, se pueden optimizar desde el diagrama del

controlador de la Figura 22.

III. RESULTADOS OBTENIDOS

El módulo de entrenamiento consta de dos

servomotores, dos módulos motor, un módulo Smart

Infeed y un Simotion D435. El sistema se parametriza

según las características eléctricas del sistema y se

configura según el hardware que se esté usando desde

el Simotion Scout instalado en el PC.

Los servomotores se deben ajustar según sus

características, esto se lleva a cabo haciendo pruebas de

corriente, torque y velocidad para así conocer los

límites de cada variable para poderlos controlar.



11

De esta manera, el Simotion Scout guarda estos valores

y se obtienen los diagramas de lazo abierto y cerrado.

Se puede observar el comportamiento del sistema

mediante la gráfica en el tiempo de la velocidad y el

torque para así saber si se debe optimizar o no. La

optimización es sencilla, pues se lleva a cabo

cambiando el valor de la ganancia proporcional

levemente para luego comprobar la acción del

controlador graficando de nuevo.

Figura 23. Respuesta al escalón: velocidad y torque.

Controlador no optimizado

Figura 24. Controlador optimizado

Con el módulo de entrenamiento y la guía para la

configuración, parametrización y puesta en marcha, el

personal de la División electrónica de Productos Familia,

Planta Medellín tiene la posibilidad de entrenarse y

realizar pruebas para así solucionar problemas reales de

las máquinas, las cuales tienen una topología similar a la

implementada en el módulo de entrenamiento.

Con el conocimiento adquirido, y la herramienta para

realizar pruebas de control de movimiento, se evita

perder tiempo y dinero en la llamada a proveedores, lo

cual es una gran ventaja para la empresa.

El módulo de entrenamiento tiene problemas de

armónicos causados por el Smart infeed, para esto se

requiere una bobina de red, la cual filtra estos causantes

de distorsión de la onda senoidal y calentamiento de los

conductores.

El personal de la División Electrónica tiene la capacidad

de cambiar cualquier módulo o dispositivo de protección

que tenga alguna falla. Además de esto, el gabinete da la

posibilidad de agregar más dispositivos para ampliar las

aplicaciones y pruebas que se puedan realizar.

IV. CONCLUSIÓN

Para la División Electrónica de la planta Productos

Familia de Medellín es muy importante entrenarse en los

diferentes tipos de tecnologías que van llegando a la

empresa como lo son las máquinas con Simotion. Con

este módulo de entrenamiento, ya conociendo la guía

para la puesta en marcha de los servomotores,

configuración y parametrización de un sistema con

dichos elementos, se pueden realizar diferentes tipos de

pruebas (control de velocidad, sincronismo, etc) para

encontrar soluciones y probarlas en las máquinas de la

planta. Con esto, la empresa ahorra en tiempo y en

dinero al tener soluciones dentro de la misma planta.

REFERENCIAS

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Muhammand, R. H. (2004). Electrónica de Potencia.

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Sitrain. (2008). Sinamics Cabinets Modules. Training for

Automation and Drives. SIEMENS.

Sitrain. (2011). Training for Automation and Drives.

Argentina: SIEMENS AG.



12

AUTOR

Jennifer Ospina Álvarez. Nacida el 4 de Octubre de 1984 en Medellín (Antioquia). Bachiller académico del

colegioMaría Inmaculada. Año 2002.Profesional no

graduada de ingeniería electrónica de la Universidad Pontificia Bolivariana. Tiene gusto por las áreas que

permitan el desarrollo habilidades como la

automatización y la microelectrónica. Tienehabilidad para el desarrollo de montajes y el análisis de sistemas

en control industrial.

(a) Modulo de Entrenamiento Para El Control de Posicion y Velocidad de Servomotores Usando El...

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