EVIDENCIAS AUTOMATIZACION INDUSTRIAL CON FACTORY IO Y TIA PORTAL PDF

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AUTOMATIZACION INDUSTRIAL, TIPOS, USO DE TIA PORTAL CON FACTORY IO FLUIDSIM, CONTROL DE UN TANQUE A LLENAR, Y SELECCION DE CAJAS CON RESPECTO AL TAMAÑO, CON EL USO DE PLCS MARCA SIEMENS...

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Evidencia 3

Universidad Politécnica de Tlaxcala

Ángel de Jesús Castillo Martínez 6”A” Erick Ismael Rodríguez Zamora 6”B” Ricardo Jesús Carro Serret 6”B” Víctor Cesar Cuapio Rodríguez 6”B” Yatshiri Aylin Pérez Ramírez 6”B”

Ingeniero: Jonathan Sánchez Paredes

Mecatrónica

Introducción: La automatización es la sustitución de la acción humana por mecanismos, independientes o no entre sí, movidos por una fuente de energía exterior, capaces de realizar ciclos completos de operaciones que se pueden repetir indefinidamente. Un sistema automático supone siempre la existencia de una fuente de energía, de unos órganos de mando, que son los que ordenan el ciclo a realizar, y de unos órganos de trabajo, que son los que lo ejecutan. Según el grado de automatización puede hablarse de dos niveles: completo y parcial. La automatización completa se prefiere en la producción masiva de productos homogéneos en ciclo continuo (botellas de vidrio, fármacos, etc.), mientras que la automatización parcial es propia de la producción variable y limitada. Objetivos: -Brindar el concepto de automatización -Graficar procesos a través de DTI -Mostrar el procedimiento en programas (Totally integrated automation, Factory.io, Fluidsim -Marcar específicamente los pasos para programar dichos procedimientos -Exponer los resultados -Clasificar y dar orden a toda la información brindada. Objetivos específicos: -Mediante el problema dado, programar y simular la correcta automatización del procedimiento seleccionado, con el uso de un PLC SIEMENS. Marco Teórico: En este documento se abordarán temas relativos a las variables; automatización de sistemas, estación envasadora y elevador clasificador. Igualmente se expondrán conceptos y definiciones aceptados universalmente sobre la descripción de variables, automatización,y descripciones en torno a la programación de procesos continuos, discretos y por lotes. ● Ejercicio propuesto 1 Una reconocida empresa envasadora de agua purificada tiene un tanque elevado para el almacenamiento y suministro del agua, el cual, es llenado por medio de una bomba trifásica que extrae agua de un tanque cisterna. La bomba de agua es impulsada por un motor eléctrico trifásico de inducción jaula de ardilla de 25 HP. La empresa solicita que el proceso de llenado del tanque sea automatizado con las siguientes características: 1. Se use un controlador lógico programable de la marca siemens 2. Se utilicen interruptores de nivel alto y bajo para mantener el nivel del tanque 3. Se utilice un interruptor de nivel en la cisterna que detecte cuando la cisterna está vacía 4. Se pueda encender y apagar manualmente 5. Se cuente con tres lámparas indicadoras: bomba apagada roja, bomba activa verde y de sobrecarga ámbar Materiales: -Tuberías PVC -Motor eléctrico trifásico de inducción jaula de ardilla de 25 HP. -Botón de encendido -Botón de apagado -Cisterna

-Sensor de nivel -Tanque -2 Electroválvulas 2/2 -PLC-CPU 313-2 PtP -3 indicadores led (Rojo, Amarillo y Verde) DTI:

Diagrama de fuerza y control eléctrico:

Tablas de entradas y salidas:

Selección del modelo y número de serie de CPU del PLC siemens:

cpu 1211 dc/dc/dc SIMATIC S7-1200, CPU 1211C, CPU compacta DC/DC/DC, E/S INTEGRADAS: 6 DI 24 V DC 4 DO 24 V DC 2 AI 0-10V DC, alimentacion: DC 20,4-28,8V DC, Memoria de programas/datos 50 KB Basic Controller SIMATIC S7-1200, flexibles gracias a variadas posibilidades de comunicación. Los Basic Controller son la primera elección para resolver flexible y eficazmente tareas de automatización en las gamas baja y media. La gama ofrece CPUs con prestaciones escalonadas, para distintas tensiones de entrada y con salidas a transistor o relés. También hay disponibles variantes de seguridad. Junto a las entradas y salida ya incorporadas, las CPUs compactas pueden ampliarse en su propia carcasa o con gran variedad módulos de señales y comunicación para adaptarse exactamente a sus requisitos. Los paneles HMI se conectan en su interfaz Ethernet integrada. La memoria de la CPU puede ampliarse con tarjeta de memoria el PLC se configura con el software STEP 7 Basic en el TIA Portal. El micro-PLC tiene una variada conectividad para diversos estándares de comunicación gracias a funciones integradas (PROFINET, Modbus, etc.) o módulos complementarios (IO-Link, AS-i, etc.), ofreciendo así máxima flexibilidad en la instalación de redes y en su topología. Debido a su compacto diseño el S7-1200 tiene una variado campo de aplicación que abarca de máquinas simples para embalaje, pasando por instalaciones de calefacción, hasta uso como sistema subordinado en grandes instalaciones. Su diseño compacto y modular así como sus E/E integradas contribuyen a ahorrar espacio en el armario o gabinete. El software de configuración STEP 7 está integrado en el TIA Portal, por lo que tiene una base común de datos, una filosofía de manejo unificada y servicios de comunicación sin discontinuidades para todos los componentes de un sistema. Esto significa menos trabajo de configuración y puesta en marcha más rápida.

Peso

Dimensiones

0.337 g

0.11 × 0.104 × 0.088 cm

Proveedor

SIEMENS

Cableado del PLC:

Programación y simulación en tia portal

● Ejercicio propuesto 2 Elevador clasificador para paquetes. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Lo que se realiza en este proceso es la clasificación de cajas según su peso, colocándolas en su respectiva cinta transportadora mediante un elevador accionado por un cilindro neumático. Este proceso es necesario a la hora de clasificar un producto por su peso de una manera muy rápida y completamente automática. En este proceso se utilizarán entradas analogicas y digitales del dispositivo de control (PLC), y como se puede notar es perfectamente acoplable con el proceso de la apiladora, ya que las cajas que salen clasificadas luego necesitan ser ordenadas, empezando a armarse un proceso industrial con varias partes, desde atrás hacia adelante. Materiales: • Cinco finales de carrera (A0, A1, B0, B1). • Dos detectores de posición (C0, Cl). • Tres cilindros: dos de simple efecto (B y C) y uno de doble efecto (A). • Una báscula encargada de la clasificación de los paquetes. • Cuatro cintas transportadoras. • Dos luces indicadoras, que nos informarán sobre qué tipo de paquete estamos trabajando. Proceso: -Todo el proceso inicia con el transporte de uno de los paquetes a la báscula, en la cual es pesado para su posterior clasificación. -Una vez clasificado el paquete se encenderá una luz indicando el tipo de paquete, definiendo sí es un tipo de paquete pequeño o grande.

-El paquete es transportado por la cinta hasta el plano elevador en la posición C0, apagando la cinta transportadora cero. -El cilindro C que está acoplado a una plataforma, eleva los paquetes pequeños, son colocados en la cinta 2 por el cilindro A, y los paquetes grandes son colocados en la cinta 3 por el cilindro B. -El cilindro elevador C se regresa a su posición solo cuando los cilindros A y B llegan a la posición final, A1 Y B1 respectivamente. -Cuando el cilindro C llegue a su posición de reposo C0, se enciende la banda transportadora cero y se repite el proceso.

DTI:

Tablas de entradas y salidas:

Selección del modelo y número de serie de CPU del PLC siemens: CPU 313-2 PtP

SIMATIC S7-300, CPU 313C-2 PTP CPU COMPACTA CON MPI, 16 ED/16 SD, 3 CONTADORES RAPIDOS (30 KHZ), INTERFAZ INTEGRADO RS485, FUENTE ALIM. INTEGRADA 24V DC, MEMORIA CENTRAL 128 KBYTE, REQUIERE CONECTOR FRONTAL (1 X 40 POLOS) Y MICRO MEMORY CARD . Referencia: 6ES7313-6BG04-0AB0 . Modelo: CPU 313C-2 PTP . Información general

Versión del HW

1

Versión de firmware

V3.3

Ingeniería con

Paquete de programación

STEP7 V5.5 y superiores + SP1 o STEP7 V5.3 y superiores + SP2 con HSP 204

Tensión de alimentación

24 V DC

Sí

Rango admisible, límite inferior (DC)

19,2 V

Rango admisible, límite superior (DC)

28,8 V

Protección externa para líneas de alimentación (recomendación)

Automático magnetotérmico, curva C, mín. 2 A; automático magnetotérmico, curva B, mín. 4 A

Puenteo de caídas de red y tensión

Puenteo de caídas de red/de tensión

5 ms

Tasa de repetición, mín.

1s

Entradas digitales

Tensión de carga L+

Valor nominal (DC)

24 V

Protección contra inversión de polaridad

Sí

Salidas digitales

Tensión de carga L+

Valor nominal (DC)

24 V

Protección contra inversión de polaridad

No

Intensidad de entrada

Consumo (valor nominal)

580 mA

Consumo (en marcha en vacío), típ.

110 mA

Intensidad de cierre, típ.

5A

I²t

0,7 A²·s

Entradas digitales

De la tensión de carga L+ (sin carga), máx.

80 mA

Salidas digitales

de tensión de carga L+, máx.

50 mA

Pérdidas

Pérdidas, típ.

9W

Memoria

Tipo de memoria

otros

Memoria de trabajo

integrada

128 kbyte

Ampliable

No

Tamaño de la memoria no volátil para bloques de datos remanentes

64 kbyte

Cableado del PLC:

Programación y simulación en TIA portal: Explicacion proceso TIA portal/Factory io: El proceso empieza por la cinta transportadora A0, el sensor va a definir el peso o tamaño de la caja, posteriormente pasará al elevador, que vendría siendo el pistón, una vez que el elevador sale con las instrucciones del sensor, en este caso la báscula, indicaría para las cajas grandes y para las cajas chicas.Una vez que ya tenemos iniciada la simulación, se tiene el control desde el PLC, del Tia portal, para las cajas pequeñas se utilizara la marca I0.2 y la marca I0.1. Cuando se activa el pistón de las cajas grandes, igual se tiene que activar las cintas transportadoras, o en este caso es el indicador de ese pistón, se activa y ya luego se apaga, cuando el pistón se vuelve a retraer, ahora se saldrá el otro, y se acciona el indicador de la cinta transportadora, se enciende la primera pasa el sensor y pasa a la banda transportadora para que lleve la caja al elevador. Hace el ciclo, luego entra una caja, pasa por el sensor, pasa por una cinta transportadora, sale el elevador, sale el pistón que clasifica y se activa su cinta transportadora.

Conclusiones: El plc es una herramienta muy importante y de gran utilidad en la ingeniería, ya que permite el control de diversas máquinas con un solo dispositivo. La automatización simplifica muchos procesos y es muy importante para la calidad siendo precisa y rápida pero también tiene sus desventajas lo que nos perjudica como el despido de muchas personas gracias a la automatización, esto significa un reto para la humanidad pues llegará un momento en el que las personas ya no sean necesarias y todo será hecho por máquinas....