Actividad 1, Aplicación de los PLC en la automatización de procesos industriales. 29 de abril de 2013

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y DE TELECOMUNICACIONES

Perfecta Combinación entre Energía e Intelecto

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Resumen—El siguiente es un informe de la

actividad 1 de la semana 1 del curso virtual del

SENA (Servicio Nacional de Aprendizaje)

aplicación de los PLC en la automatización de

procesos industriales.

Palabras Clave — Tablas de verdad, Algebra de

Boole, compuertas lógicas, lámparas, escalera.

I. INTRODUCCIÓN

N cuanto a la importancia del uso de la lógica

cableada me parece que esta radica en que

permitió dar los primeros pasos y abrió el camino al

desarrollo de la lógica programada con la cual hizo

más eficaz y eficiente la automatización de procesos

industriales ya que si bien el uso de componentes

eléctricos, mecánicos, neumáticos e hidráulicos

juntos con los conductores permitían un control

adecuado de los procesos, el manejo de cableado y

la reducción de espacio era uno de los principales

obstáculos a superar mediante este tipo de

automatización. Sin embargo con el surgimiento de

la electrónica digital se empezó a visualizar un

camino para mejorar los procesos además que

permitía agregar más funciones de control en cuanto

a la temporización, secuencias y medición en

procesos de automatización (PWM, Control PID,

Manejo en Tiempo real) y daba una solución a los

problemas planteados. La aplicabilidad de esta

tecnología partió del hecho de que se manejaban el

mismo tipo de señales tanto en la lógica cableada

como la programada “abierto o cerrado”, “conduce

o no conduce” y es por esto que el análisis del

sistema a partir del algebra booleana aporta un

camino más fácil para analizar los procesos a partir

de tablas de verdad y ecuaciones de estado.

En cuanto al análisis de un proceso haciendo uso de

estas herramientas lo primero sería identificar

claramente las señales de entrada y salida de mi

proceso y relacionar el efecto conjunto de las

entradas con cada salida esto atravesó de la

construcción de una tabla de verdad y ya una vez

construida a partir de esta se puede deducir una

ecuación que me represente el comportamiento del

proceso para ser programado atravesó del uso del

algebra de bole o técnicas como los mapas de

karnaugh.

II. OBJETIVOS

--Primero, Contextualizar y Conceptualizar la lógica

cableada. --Segundo, Aplicar diferentes lenguajes para la

programación de un PLC.

--Tercero, Mejorar el funcionamiento de máquinas

y procesos buscando su eficiencia y productividad.

III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En el Figura 1 se muestra dos interruptores que se

encuentran en una escalera. Un interruptor se

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Automatización de Luces

Est. Gonzalo Alberto Franklin González CC 1095911903.

E

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encuentra en la parte inferior de la escalera y el otro

en la parte superior de la misma. El funcionamiento

es el siguiente: Cuando una persona quiere subir

oprime un interruptor para activar una bombilla y

cuando se va la apaga con el otro interruptor, en el

caso de que quiera bajar pasa exactamente el mismo

fenómeno.

Entonces, compruebe y justifique que la solución

de automatización se puede realizar mediante la

función lógica XOR y realice el diagrama pertinente

en lenguaje de contactos.

Figura 1. Caso dos lámparas apagadas.

a)

b)

Figura 2. Caso de una lámpara apagada y otra encendida.

Figura 3. Caso ambas lámparas encendidas.

Como se puede observar en las figuras 1, 2 y 3

tomando como un 1 el encendido de cada lámpara y

un 0 el apagado de cada una el funcionamiento del

sistema presenta un comportamiento acorde a la

tabla de verdad mostrada la cual a su vez

corresponde a la función lógica XOR.

IV. SOLUCIÓN AL PROBLEMA

Para poder dar solución a este problema de

automatización debemos hallar tanto la tabla de

verdad y la ecuación de estado que describan el

proceso tal como se sugirió en la introducción del

informe.

Sabiendo que la función XOR nos puede ayudar a

describir el proceso ya se cuenta con la tabla de

verdad descrita en las figuras. Sin embargo es

necesaria la ecuación de estado del proceso para

esto se utilizara una propiedad del algebra de Bole.

Si tomamos a los interruptores como entradas de

nuestro proceso y a la lámpara como salida

podemos representar más fácil la solución del

problema. Por lo tanto en la siguiente tabla se

muestra la lista de entradas y salidas del proceso.

Entrada Salida Simulación

Interruptor 1 A ------ I0.2

Interruptor 2 B ------ I0.1

Lámpara ------ S Q0.3 Tabla 1. Lista de entradas y salidas del proceso.

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Usando la siguiente propiedad del algebra de Bole:

(1)

Donde:

Por lo tanto el circuito lógico del proceso seria:

Figura 4. Circuito lógico del proceso.

Teniendo la ecuación de estado (1) la tabla de

verdad y el circuito lógico el siguiente paso es

simular la función.

V. SIMULACIÓN

Para comprobar el funcionamiento del proceso se

procederá a simularlo mediante el lenguaje de

contactos (Ladder) tomando contactos

normalmente cerrados para simular las compuertas

NOT pues son de lógica inversa. El software que

utilizare para programar el proceso en el PLC es el

TwidoSuite 2.2 de los fabricantes Schneider

Electric y Telemecanique ya que tengo experiencia

en el manejo de este. El proceso consiste en los

siguientes pasos:

1) Selección del PLC a programar.

Para este ejercicio utilizare el PLC de referencia

TWDLCAA40DRF con 40 puertos 24 entradas de

24 V, 16 salidas 14 salidas a relé de 2 A y 2 a

transistor de 1 A.

Figura 5. PLC TWDLCAA40DRF gamma Schneider Electric.

2) Asignaciones entradas y salidas.

Este paso se realizara de acuerdo a la tabla 1.

Figura 6. Entradas del Proceso.

Figura 7. Salida del proceso.

3) Montaje Lenguaje de contactos.

Para este proceso se usaron 2 contactos

normalmente abiertos y 2 normalmente cerrados.

Figura 8. Ladder del proceso.

4) Simulación

Se debe tener en cuenta que la entrada I0.0 será el

arranque/ parada del proceso. Por lo general estará

encendida durante la simulación.

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Ambos interruptores apagados. a)

Figura 9. Caso 1 proceso.

Figura 10. Simulación caso 1 proceso.

Interruptor 1 encendido e interruptor 2 b)

apagado.

Figura 11. Caso 2 proceso.

Figura 12. Simulación caso 2 proceso.

Interruptor 2 encendido e interruptor 1 c)

apagado.

Figura 13. Caso 3 proceso.

Figura 14. Simulación caso 3 proceso.

Ambos interruptores encendidos. d)

Figura 15. Caso 4 proceso.

Figura 16. Simulación caso 4 proceso.

VI. CONCLUSIONES

A partir de lo observado en la simulación se puede

deducir que la función lógica XOR se ajusta

perfectamente al comportamiento deseado en el

proceso. Sin embargo el uso de foto detectores por

interruptores haría más automático el proceso

ahorrando energía o agregar temporizadores on

delay para desactivar las entradas en caso tal de que

por descuido no se desactive el proceso y quede la

lámpara encendida innecesariamente.

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VII. ANEXOS

Anexo las evidencias de los ejercicios interactivos

de la unidad.

Figura 17. Evidencia primer ejercicio.

Figura 18. Evidencia segundo ejercicio.

Figura 19. Evidencia tercer ejercicio.

REFERENCIAS

[1] Guía de aprendizaje SENA.

[2] Material Unidad 1 plataforma Blackboard

SENA.

[3] http://www.youtube.com/watch?v=ro-us-RBY-

o&feature=player_embedded