Manejo de PLC S7-1200 para el Control de una Tolva

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOF . I . S . E . IFACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL

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

PORTADAUNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

Facultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e Industrial

Ttulo: Manejo de un programa en el PLC S7-1200 para establecer el control de una Tolva con sus respectivos funcionamientos.

Carrera: Ingeniera en Electrnica y Comunicaciones

rea Acadmica: Comunicaciones

Lnea de Investigacin: Electrnica

Ciclo Acadmico y Paralelo: Sptimo E A

Alumnos participantes: Escobar FreddyRomero Javier Mdulo: PLCs y Control Industrial

Docente: Ing. Edwin Morales.

Fecha de entrega:13 de Agosto del 2014

INFORME1.1 TTULO

Manejo de un programa en el PLC S7-1200 para establecer el control de una Tolva con sus respectivos funcionamientos.

1.2 OBJETIVOS1.2.1 General:

Disear e implementar un programa en el PLC S7-1200 para establecer el control de una Tolva con sus respectivos funcionamientos.

1.2.2 Especficos:

Investigar la forma de conexin necesaria del PLC S7-1200 para el funcionamiento del mismo.

Conocer los comandos de programacin que se utilizan para las funciones bsicas y especiales del Software del PLC S7-1200.

Facilitar la descarga de materiales de utilizados en el proceso de fabricacin de asfalto.

1.3 RESUMEN

El presente trabajo consiste en la investigacin y utilizacin del PLC S7-1200 y sus respectivos pasos para su propia programacin y a su vez ver su funcin dentro de una aplicacin. Se realizar un anlisis de cada parte para entender su principio de funcionamiento, sus modos de operacin y su circuito de accin, que en este caso es en el interior de una Tolva, el mismo que se encargar de realizar el debido control en una cuidad determinada que pueda interpretarla y manejarla en una posterior aplicacin.

Mediante este trabajo se determinara el uso de manera correcta la conexin utilizando todos los parmetros de dicho PLC para ser llevado a la aplicacin, que en este caso es el llenado y vaciado de una tolva, adems el uso de la misma para los asfaltos que se ven actualmente.

1.4 PALABRAS CLAVE: S7-1200 Tolva Sensor TIA Portal

1.5 INTRODUCCIN

Histricamente se ha visto que la programacin industrial ha ido evolucionando con el afn de mejor su productividad, logrando tener una optimizacin en la produccin obteniendo una mayor rentabilidad para la empresa y un mejoramiento en la calidad de sus productos.

Los PLC tienen una serie de funciones de otros dispositivos y elementos de diferentes areas, estas son las funciones de relevacin, temporizacin, contadores, funciones lgicas y dems.

El autmata S7-1200, es el ltimo dentro de una gama de controladores SIMATIC de Siemens, es el sucesor del S7-200. 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.

Las tolvas en la industria del plstico son utilizadas en los procesos de inyeccin, extrusin, Moldeo por soplado, Termoformacin, Moldeo por compresin y Rotomoldeo. 1.6 MATERIALES Y METODOLOGA

1.6.1 Materiales:

PLC S7-1200 Computador Laboratorio OMRON HMI

1.6.2 Marco terico:

PLC Siemens S7-1200

Figura 1. S7-1200

El PLC Siemens S7-1200, es un controlador modular para tareas de automatizacin sencillas.

Tiene una gama de paneles que se integran en un software de desarrollo.

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.

Tiene una Interfaz Profinet Integrada, ya que es el estndar abierto de Industrial Ethernet (TCP/IP) Esta interfaz permite la programacin y la comunicacin con los paneles HmI Basic Panels, haciendo un entorno sencillo y flexible que promete una fcil integracin con equipos de otros fabricantes.

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.

Software Tiene un sistema de desarrollo totalmente integrado SIMATIC STEP 7 Basic, con SIMATIC WinCC Basic lo que integra la programacin de los paneles SIMATIC HMI Basic en el mismo ambiente de desarrollo.SIMATIC STEP 7 es el software de programacin ms conocido del mundo y el ms utilizado en la automatizacin industrial.

SIMATIC STEP 7 (TIA Portal) es la Ingeniera eficiente en el TIA Portal para los nuevos y fiables controladores SIMATIC.

El PLC Siemens S7-1200, es un controlador modular para tareas de automatizacin sencillas.

Hadware

El hardware completo SIMATIC S7-1200 incorpora clips para un montaje rpido y fcil en perfil DIN de 35 mm. Adems, estos clips integrados son extrables, lo que significa que pueden funcionar como taladros de montaje en caso de no utilizarse perfil soporte. El hardware SIMATICS7-1200 puede instalarse, con absoluta flexibilidad, tanto en posicin horizontal como vertical.

Configuracin

Tiene un sistema de desarrollo totalmente integrado SIMATIC STEP 7 Basic, con SIMATIC WinCC Basic lo que integra la programacin de los paneles SIMATIC HMI Basic en el mismo ambiente de desarrollo.

Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal)

TIA Portal es la clave para liberar todo el potencial de Totally Integrated Automation. El software optimiza todos sus procedimientos de procesamiento, operacin de mquinas y planificacin. Con su intuitiva interfaz de usuario, la sencillez de sus funciones y la completa transparencia de datos es increblemente fcil de utilizar. Los datos y proyectos preexistentes pueden integrarse sin ningn esfuerzo, lo cual asegura su inversin a largo plazo.

Figura 2. TIA PortalEl TIA Portal le ayuda a crear una solucin de automatizacin. Los principales pasos de configuracin son: Creacin del proyecto Configuracin del hardware Conexin en red de los dispositivos Programacin del controlador Configuracin de la visualizacin Carga de los datos de configuracin Uso de las funciones Online y diagnstico

El TIA Portal tiene la automatizacin tpica que abarca lo siguiente: Un controlador que controla el proceso con la ayuda del programa. Un panel de operador con el que se maneja y visualiza el proceso.

TOLVAEs un dispositivo similar a un embudo de gran tamao destinado al depsito y canalizacin demateriales granulareso pulverizados, entre otros. En ocasiones, se monta sobre un chasis que permite el transporte.

Figura 3. Tolva de llenado

.Generalmente es de forma cnica y siempre es de paredes inclinadas como las de un gran cono, de tal forma que la carga se efecta por la parte superior y forma un cono la descarga se realiza por una compuerta inferior. Son muy utilizadaDAs en agricultura, en construccin de vas frreas y en instalaciones industriales.

La tolva se coloca en la entrada para alimentacin de polmero y muchas veces conecta con un robot que alimenta de manera adecuada volumtrica o gravimtricamente losgrnulosde plstico,pigmentooconcentrado de colorque se desea procesar.Es importante en los procesos de tecnologa del plstico, pues permite una dosificacin de material homognea que se refleja en piezas de mejor calidad.

Es fundamental para diversos procesos industriales de muchas ndoles en la actualidad.

1.7 PROCEDIMIENTO:Se tiene una tolva, la cual almacena asfalto; posee dos motores: el motor M1 que alimenta de material a la tolva y el motor M2que permite el desalojo del mismo. Igualmente se dispone de tres detectores electromecnicos de nivel tipo boya S1, S2, S3.Se desea que la tolva pueda operar en dos modos: manual y automtico.En el modo manual, el operador puede activar y desactivar los motores de acuerdo a su conveniencia, sin tomar en cuenta a los detectores de nivel. En el modo automtico, el trabajo se realizar de acuerdo a las siguientes condiciones:

El motor M1 se enciende cuando el nivel del material est por debajo de S2; y se apaga cuando el material alcanza el nivel del detector S3. El motor M2 se enciende cuando el material alcanza el nivel del detector S2 y se apaga cuando el nivel del material est por debajo de S1.

Figura 4. Anlisis del Circuito Tolva

1.8 RESULTADOS:

Se presenta, luego de haber planteado el laboratorio, las siguientes imgenes, en la cuales muestran el proceso requerido para que funcione correctamente la programacin del control de la tolva, a continuacin:

En esta grafica muestra el inicio del programa, el cual pone a disposicin si se quiere comenzar en modo automtico o modo manual, expresado en el segmento 1.

Figura 5. Modo automtico/manual

Luego se muestra cuando se escoge en modo manual en el segmento 2.

Figura 6. Modo Manual

Despus se indica cuando se escogi en modo automtico como muestra en el segmento 3.

Figura 7. Modo Automtico

Dentro del modo automtico, se va a observar la activacin de los sensores, que a medida que vaya interactuando la tolva, estos sensores hacen su trabajo, como se muestra en el segmento 4. Para posteriormente mostrar la activacin de los motores de llenado y vaciado del material de la tolva.

Figura 8. Activacin de sensores y motores

1.9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES1.9.1 CONCLUSIONES:

El PLC siemens S71200 junto al SIMATIC panel HMI combina la automatizacin mxima a mnimo costo.

Se concluye que al profundizar los conocimientos sobre las herramientas del software TIA (PORTAL), sirvi para la simulacin de control de procesos industriales, lo que facilita el manejo de manera ms didctica en el funcionamiento y aplicacin de este software.

Para la programacin del PLC siemens S7-1200 se lo hace mediante el cable Ethernet, dando una gran ventaja que es la conexin de una red industrial.

El Touch Panel o HMI permite que cualquier operario con autorizacin pueda tener el control y monitoreo del proceso, ya que es sencillo de manipular.

1.9.2 RECOMENDACIONES:

Se recomienda dar un mantenimiento preventivo a los contactores, rels, variador y motor para precautelar la vida til del mismo y que los estudiantes puedan seguir adquiriendo conocimientos indispensables.

Antes de poner en operacin la prctica, es necesario verificar la correcta instalacin y el correcto valor de voltaje que se le va a colocar tanto al PLC como al HMI ya que son los elementos ms costosos y de diferente voltaje de alimentacin.

Revisar la informacin propia del manual de cada uno de los instrumentos antes de ser instalado, porque cada instrumento tiene su procedimiento para ser utilizado.

1.10 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS:

[1]http://www.catedu.es/elechomon/s71200/CARACTERISTICAS%20Y%20MONTAJE%20DEL%20SIMULADOR%20S7-1200.pdf [2]http://cache.automation.siemens.com/dnl/jExNDU0NwAA_18652056_HB/S7prv54_s.pdf [3] Tcnicas electrnicas digitales: tecnologa y circuitera en TTL y CMOS By Antonio Hermosa Donate, pag 20 22. [4] http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/simatic-s7-controller/s7-1200/Pages/Default.aspxpdf.