UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL PERODO ACADMICO: ABRIL/2014 AGOSTO/2014

FORMATO DE TRABAJO I. PORTADA

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFacultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e Industrial

Informe de Laboratorio 3

Ttulo: Programacin del funcionamiento de llenado de envases en el simulador S71200 Carrera:Ingeniera Industrial en Procesos de Automatizacin

rea Acadmica:

ElectrnicaLnea de Investigacin:

AutomatizacinCiclo Acadmico y paralelo:

Sptimo IndustrialAlumnos participantes:

Armendariz Carvajal Evelyn Alexandra

Salazar Herrera Edisson Fernando

Sigcha Pacha Byron Genaro

Mdulo y Docente:

PLCs Ing. Morales EdwinII. INFORME DEL PROYECTO

1. PP

1.1 Ttulo Programacin del funcionamiento de llenado de envases en el simulador S712001.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo GeneralImplementar esquemas de control enfocados en el arranque de tres motores a partir del uso del simulador S71200 para logos Siemens a fin de establecer el funcionamiento de dicho programa as como la manera de cargarlo a un logo fsico, mediante una investigacin de campo y bibliogrfica.1.2.2 Objetivos Especficos

Recolectar informacin respecto a las caractersticas esenciales y funciones bsicas del simulador S71200 para logo Siemens a fin de determinar las formas de programacin de los elementos basados en el lenguaje escalera mediante la investigacin bibliogrfica. Elaborar un esquema de mando sobre el arranque y apagado de 3 motores sujetos a una serie de condiciones, a partir del lenguaje de programacin del simulador en mencin para posteriormente implementar dicho circuito en un laboratorio adecuado, mediante la investigacin de campo. Analizar los datos obtenidos a travs de la investigacin bibliogrfica y de campo a fin de establecer conclusiones que relacionen lo estudiado con la prctica como tal, mediante la elaboracin de un informe escrito.

1.3 Resumen

El presente laboratorio fue realizado con el fin de conocer la relacin e importancia que tiene la conexin entre un logo Siemens y el autmata S7-1200 que es el ltimo dentro de una gama de controladores SIMATIC de Siemens, es el sucesor del S7-200 y est disponible desde junio del 2009. El controlador compacto SIMATIC S7-1200 es el modelo modular y compacto para pequeos sistemas de automatizacin que requieran funciones simples o avanzadas para lgica, HMI o redes. Gracias a su diseo compacto, su bajo coste y sus potentes funciones, los sistemas de automatizacin S7-1200 son idneos para controlar tareas sencillas.

En el marco del compromiso SIMATIC para con la automatizacin plenamente integrada (TIA: Totally Integrated Automation), la familia de productos S7-1200 y la herramienta de programacin STEP 7 Basic proporcionan la flexibilidad necesaria para cubrir las diferentes necesidades de automatizacin de cada caso.

El controlador S7-1200 ofrece la flexibilidad y potencia necesarias para controlar una gran variedad de dispositivos para las distintas necesidades de automatizacin. Gracias a su diseo compacto, configuracin flexible y amplio juego de instrucciones, el S7-1200 es idneo para controlar una gran variedad de aplicaciones.

1.4 Palabras clave: Logo Siemens S71200 Sensores Control de motores

Temporizadores1.5 Introduccin

SIMATIC S7-1200 es el controlador de lazo abierto y lazo cerrado de control de tareas en la fabricacin de equipo mecnico y la construccin de la planta.

Se combina la automatizacin mxima y mnimo coste. Debido al diseo modular compacto con un alto rendimiento al mismo tiempo, el SIMATIC S7-1200 es adecuado para una amplia variedad de aplicaciones de automatizacin. Su campo de aplicacin se extiende desde la sustitucin de los rels y contactores hasta tareas complejas de la automatizacin en las redes y en las estructuras de distribucin. El S7-1200 tambin se abre cada vez ms mbitos en los que la electrnica especial ha sido desarrollada previamente por razones econmicas.La CPU incorpora un microprocesador, una fuente de alimentacin integrada, circuitos de entrada y salida, PROFINET integrado, E/S de control de movimiento de alta velocidad y entradas analgicas incorporadas, todo ello en una carcasa compacta, conformando as un potente controlador. Una vez descargado el programa, la CPU contiene la lgica necesaria para vigilar y controlar los dispositivos de la aplicacin. La CPU vigila las entradas y cambia el estado de las salidas segn la lgica del programa de usuario, que puede incluir lgica booleana, instrucciones de contaje y temporizacin, funciones matemticas complejas, as como comunicacin con otros dispositivos inteligentes.

Para comunicarse con una programadora, la CPU incorpora un puerto PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI o una CPU diferente en la red PROFINET.

SIMATIC es desde hace bastantes aos, sinnimo de fiabilidad en el mundo de la automatizacin. Basndonos en la larga experiencia, han integrado en el nuevo controlador las probadas e innovadoras funciones tecnolgicas, desde el contaje y la medicin al control de velocidad, posicin y ciclo, pasando por funciones de control de proceso sencillas. Esta gran variedad le permite ser un sistema muy verstil e idneo para resolver una amplia gama de aplicaciones, una de las cuales se ha puesto en marcha mediante la programacin de escalera (una de las empleadas) la programacin del logo fsico para el control y apagado de tres motores sujetos a varias condiciones que permitan un cuidado adecuado para los equipos al realizar sus actividades.1.6 Materiales y MetodologaMARCO TEORICOCONTROLADOR MODULAR SIMATIC S7-1200El nuevocontrolador modular SIMATIC S7-1200es el ncleo de la nueva lnea de productos Siemens para tareas de automatizacin sencillas pero de alta precisin

Caractersticas generales

El Simatic S7-1200 ofrece a los profesionales de la instalacin un amplio abanico de caractersticas tcnicas entre las cuales cabe destacar las siguientes:

Alta capacidad de procesamiento. Clculo de 64 bits

Interfaz Ethernet / PROFINET integrado

Entradas analgicas integradas

Bloques de funcin para control de ejes conforme a PLCopen

Programacin mediante la herramienta de software STEP 7 Basic v13 para la configuracin y programacin no slo del S7-1200, sino de manera integrada los paneles de la gama Simatic Basic Panels.

El nuevo sistema S7-1200 desarrollado viene equipado concinco modelos diferentes de CPU (CPU 1211C, CPU 1212C,CPU 1214C, CPU 1215C y ahora CPU 1217C ) que se podrn expandir a las necesidades y requerimientos de las mquinas.

UnSignal Boardpuede aadirse en la parte frontal de cualquiera de las CPUs de manera que se pueden expandir fcilmente las seales digitales y analgicas sin afectar al tamao fsico del controlador.

A la derecha de la CPU pueden colocarse los mdulosdeampliacin de E/S digitales y analgicos.

La CPU 1212C est capacitada para aceptar hasta dos mdulos y la CPU 1214C hasta un total deocho mdulos de seal.

COMUNICACIONES INDUSTRIALES

Todas las CPUs Simatic S7-1200 pueden equiparse hasta con tres Communication Modules a la izquierda del controlador, lo que permite una comunicacin sin discontinuidades, de entre las que destacan:

Industrial Ethernet/PROFINET, La interfaz PROFINET integrada garantiza una comunicacin con el sistema de ingenieria STEP 7 Basic integrado y conPROFINET IO devices. Esta interfaz permite la programacin y la comunicacin con los Basic Panels para la visualizacin, con controladores adicionales y con equipos de otros fabricantes. Ahora funcionalidad iDevice integrada (CPUs con FW 4.0)

Losprotocolos abiertos de Ethernet TCP/IP native e ISO-on-TCPhacen posible la conexin y la comunicacin con varios equiposde otros fabricantes.

PROFIBUS DP. Los nuevos mdulos PROFIBUS MASTER (CP1243-5) y PROFIBUS Slave (CP1242-5) permiten la integracin en la automatizacin estndar.

Funciones tecnolgicas integradas

Entradas de alta velocidad para contaje y medicin

Salidas de alta velocidad para regulacin de velocidad, posicin y punto de operacin.

Bloques de funcin para control de movimiento confirme a PLCopen

Funcionalidad PID para lazos de regulacin

CONFIGURACIN DE DISPOSITIVOSPara crear la configuracin de dispositivos del PLC es preciso agregar una CPU y mdulos adicionales al proyecto.

Configurar los parmetros de los mdulos

Para configurar los parmetros operativos de un mdulo, seleccinelo en la vista de dispositivos y utilice la ficha "Propiedades" de la ventana de inspeccin.

E/S digitales: Las entradas pueden configurarse para detectar flancos ascendentes o descendentes (asociando cada una de ellas a un evento y una alarma de proceso) y para la "captura de impulsos.

E/S analgicas: Es posible configurar los parmetros de las distintas entradas, tales como el tipo de medicin (tensin o intensidad), el rango y el alisamiento. Las salidas analgicas ponen a disposicin parmetros tales como el tipo de salida (tensin o intensidad) y de diagnstico, p. ej. cortocircuito Direcciones E/S de diagnstico: Permite configurar la direccin inicial de las entradas y salidas del mdulo

Crear una conexin de red

Utilice la "Vista de red" de la "Configuracin de dispositivos" para crear las conexiones de red entre los dispositivos del proyecto. Tras crear la conexin de red, utilice la ficha

"Propiedades" de la ventana de inspeccin para configurar los parmetros de la red

Configurar la va de conexin local/de interlocutor

La ventana de inspeccin muestra las propiedades de la conexin cuando se selecciona cualquier parte de la instruccin. Los parmetros de comunicacin se especifican en la ficha "Configuracin" de "Propiedades" de la instruccin de comunicacin.

TemporizadoresLas instrucciones con temporizadores se utilizan para crear retardos programados:

TP: El temporizador Impulso genera un impulso con una duracin predeterminada.

TON: La salida Q del temporizador de retardo al conectar se activa al cabo de un tiempo de retardo predeterminado.

TOF: La salida Q del temporizador de retardo al desconectar se desactiva al cabo de un tiempo de retardo predeterminado.

TONR: La salida Q del acumulador de tiempo se activa al cabo de un tiempo de retardo predeterminado. El tiempo transcurrido se acumula a lo largo de varios periodos de temporizacin hasta que la entrada R inicializa el tiempo transcurrido.

RT: Inicializa un temporizador borrando los datos de tiempo almacenados en el bloque de datos instancia del temporizador indicado.

Todos los temporizadores utilizan una estructura almacenada en un bloque de datos para mantener los datos. El bloque de datos se asigna al colocar la instruccin de temporizacin en el editor.

Al colocar instrucciones de temporizacin en un bloque de funcin es posible seleccionar la opcin de bloque de datos multiinstancia. Los nombres de estructura de los temporizadores pueden diferir en las distintas estructuras, pero los datos de los temporizadores se encuentran en un bloque de datos individual y no requieren un bloque de datos propio para cada temporizador. Esto reduce el tiempo de procesamiento y la memoria de datos necesaria para gestionar los temporizadores. No hay interaccin entre las estructuras de datos de los temporizadores en el bloque de datos multiinstancia compartido.Los temporizadores TP, TON y TOF tienen los mismos parmetros de entrada y salida.

El temporizador TONR dispone adicionalmente de la entrada de reset R. Cree un "Nombre de temporizador" propio para designar el bloque de datos temporizador y describir el objetivo de este temporizador en el proceso.

El parmetro IN inicia y detiene los temporizadores:

Un cambio de 0 a 1 del parmetro IN inicia los temporizadores TP, TON y TONR.

Un cambio de 1 a 0 del parmetro IN inicia el temporizador TOF.

La tabla siguiente muestra el efecto de los cambios de valores en los parmetros PT e IN.

Valores TIMELos valores PT (tiempo predeterminado) y ET (tiempo transcurrido) se almacenan en la memoria como enteros dobles con signo que representan milisegundos. Los datos TIME utilizan el identificador T# y pueden introducirse como unidad de tiempo simple "T#200ms" o como unidades de tiempo compuestas "T#2s_200ms".

Nota

El rango negativo del tipo de datos TIME indicado arriba no puede utilizarse con las instrucciones de temporizacin. Los valores PT (tiempo predeterminado) negativos se ponen a cero cuando se ejecuta la instruccin de temporizacin. ET (tiempo transcurrido) es siempre un valor positivo.

DESARROLLO DE LA PRCTICATAREA:

Implementar un circuito elctrico de llenado de envases de manera que se incluya un motor, sensores de nivel bajo y nivel vaco, adems de una clula que cuando detecte una botella el motor se detenga y realizara las siguientes acciones:1. Se abre la vlvula durante 2 segundos y se llena la botella2. Un segundo despus el motor se pone en marcha hasta la prxima botella.3. Todas las operaciones cesan cuando se activa el pulsador de parada de emergencia.4. Cuando se detecta nivel bajo el piloto de alarma lucir con flash de 2 segundos

5. Cuando se detecta nivel vaco la sirena sonara y el motor de la cinta se detiene

6. Despus de solucionar las anomalas, hacer un reset y todo volver a condiciones iniciales

MATERIALES E INSTRUMENTOS:

Los equipos y elementos a utilizar en el laboratorio son: COMPUTADORA

LOGO SIEMENS

SIMULADOR TOTALLY INTEGRATED AUTOMATIONPROCEDIMIENTOS:

a. Establecer los grupos de trabajo a fin de realizar la simulacin de un llenado de una tolva con dos motores y tres sensores.b. Elaborar el esquema de mando en un simulador (TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION) que identificar el funcionamiento del mismo mediante uno de sus lenguajes de programacin.c. Transferir el programa elaborado en el simulador al logo Siemens fsico.d. Presentar un informe escrito sobre la prctica en que se incluya fotografas como evidencia del laboratorio en mencin as como conclusiones adquiridas con la elaboracin del trabajo.1.7 Resultados y Discusin Al iniciar con el normal funcionamiento de la PC seleccionar el icono referente al simulador TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION V12.

Una vez que se ha abierto el simulador aparecera las siguiente pantalla, en donde por defecto aparecera emarcada la opcion Abrir proyecto existente.

Debido a que no se abrir ningn archivo ya existente, sino que se va a crear un nuevo programa, se marcara la opcin Crear Proyecto. Para posteriormente llenar datos nombre del proyecto, el lugar de almacenamiento, el autor y en caso de requerirlo se podr escribir un comentario.

Al presionar la opcin Crear se podr observar un mensaje que confirmara la creacin del nuevo programa, que al desaparecer marcara automticamente la opcin Primeros pasos. A continuacin se deber seleccionar la pestaa Dispositivos y Redes, seleccionando seguidamente la opcin Agregar Dispositivo en donde aparecer un desglose de las CPU disponibles para el trabajo que se desee realizar.

Con fines didacticos seleccionaremos el CPU 1200 sin especificar, e inmediatamente se abrira la ventana de trabajo.

El siguiente paso a realizar es establecer la relacion entre el simulador y el Logo fisico para ello se debera seleccionar la opcion Determinar que aparece en la pestaa Vista de Dispositivo. Consiguientemente aparecer una nueva ventana que servir para identificar el hardware del plc.

Para poder establecer la mencionada conexin se deber establecer la interfaz, de manera que se seleccionara la pestaa que se desprende de Tipo de Interfaz: PG/PC, seleccionando as la opcin PN/IE y automticamente el programa buscara los Plcs conectados al equipo.

Busqueda del PLC

Una vez que se ha identificado el Plc se debe comprobar su funciionamiento para lo cual se dara click en la opcion parpadeo, al observar que una de las luces del Plc parpadea se procede a seleccionar el plc y se presiona la opcion Deteccion.

Al retornar al rea principal de trabajo se procede a seleccionar la opcin Bloques de programacin que se encuentra en la pestaa Dispositivos

A continuacin a ello aparecer la opcin Main en la pestaa Vista detallada. Al dar doble click sobre main aparecer la una nueva ventana que permitir elaborar el esquema de mando del trabajo.

Para facilitar el trabajo se maximizara la pantalla de trabajo anteriormente mostrada dando asi inicio a la creacion del esquema de mando del circuito de trabajo. Durante la elaboracion de esquema se podra observar un grupo de elementos principales que permitiran llevar a cabo las acciones requeridas. Se realizo como primer paso el segmento 1 lo que se refiere a ubicar la funcion de poner en marcha el motor y ademas de la ubicacin de la celula que detectara las botellas para que se llene por 2 segundos y luego de 1 segundos que el motor regrese a su funcionamiento.

A continuacin se realiz el segmento 2 que sera la implementacin de los sensores de nivel bajo y de nivel vaco en donde se ubicara temporizadores para ayudarnos a simular un flash el cual se activara cuando detecte el sensor de nivel bajo, y adems de una alarma y este se activara cuando se detecte el sensor de nivel vaco.

Finalmente en el segmento 3 ubicaremos el reset que entrara en funcionamiento despues de solucionar las anomalias, donde todo volvera a condiciones iniciales.

Una vez terminado el esquema se deber cargar el mismo al dispositivo a fin de probar su funcionamiento. Para ellos se deber presionar el icono de transferir

A partir de ellos aparecern una serie de mensajes hasta alcanzar una nueva ventana de nombre Vista preliminar Carga.

A continuacin se deber establecer una de las opciones que se desglosan en la opcin ninguna accin presionando sobre aquella que mencione la frase Parar todos. Seguidamente se presionara la opcin Cargar

Posteriormente aparecer una nueva ventana sobre los resultados de la operacin de carga en donde automticamente se hallara marcada la opcin Arrancar todos. Para terminar se presiona finalizar para su posterior retorno al rea de trabajo.

Por consiguiente se podr realizar la simulacin del programa sin ningn inconveniente de manera que se pueda corregir cualquier error de diseo.

En el segmento 1 tenemos el encendido del motor de la banda

A continuacin el encendido de la clula donde esta tendr la funcin de apagar el motor de la banda

Despus de 3 segundos volverla a encender el motor de la banda

Por consiguiente en el segmento 2 se realizara la activacion del sensor de NIVEL BAJO el cual activara un flash parpadeante, pero el motor de la banda sigue funcionando

Luego se activara el sensor de NIVEL DE VACIO donde se activara una alarma y este hara parar el motor de la banda, pero el flash sigue funcionando

Se activara el RESET donde este no har nada hasta que se empiece a llenar el tanque y se apague el sensor de nivel de vaco y el sensor de nivel bajo

Luego de llenar el tanque se apagara el sensor de nivel de vacio pero la sirena y el flash sigue funcionando

Al seguir llenando el tanque se desactivara el sensor de nivel bajo y es donde se desactiva el flash y la sirena, y este regresara a sus condiciones iniciales

2. Conclusiones Mediante el presente laboratorio se estableci que el programador podr recurrir a cualquiera de los 3 lenguajes de programacin que posee el simulador TOTALLY INTEGRATED AUTOMATION V12, sin embargo en el caso del grupo de trabajo se estableci el uso del lenguaje de escalera debido a la familiarizacin que se posee con este tipo de programacin para logos plc. Con el laboratorio realizado se identifico el marco del compromiso de un S71200 para con la automatizacin representa un amplio campo de aplicacin debido justamente a las herramientas de programacin que posee lo que a su vez establece a este dispositivo como un tipo de controlador flexible capaz de cubrir las diferentes necesidades de automatizacin de una empresa, casas o industrias que requieran de tareas especificas.

Durante el desarrollo del laboratorio se estableci la similitud del programa con respecto al simulador Zen Omron, con la ligera diferencia de su programacin segmentada que en proyectos de mayor complejidad jugarn un papel sumamente importante, sin embargo el grupo de trabajo decidi trabajar con un solo segmento como se pudo notar en las simulaciones mostradas en el contenido del informe.3. Referencias bibliogrficas

P. Jaime, Siemens S71200, 18 10 2012, [Online], Available:http://www.catedu.es/elechomon/s71200/CARACTERISTICAS%20Y%20MONTAJE%20DEL%20SIMULADOR%20S7-1200.pdf, [Accessed 03 07 2014].

SIEMENS, SIMATIC S71 200, 23 08 2013, [Online], Available:http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/simatic-s7-controller/s7-1200/Pages/Default.aspx, [Accessed 03 07 2014].