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LABORATORIO DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL, 4 DE FEBRERO DE 2019. UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA. 1 Contadores, de procesos y de eventos Garzon Echeverry Fredy Alejandro Antury Manuela Nieto Franco Universidad de Pereira, Risaralda, Colombia Grupo 1, Subgrupo 1 por la de en TwidoSuite, en esta se ...

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LABORATORIO DE AUTOMATIZACION INDUSTRIAL, 4 DE FEBRERO DE 2019. UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA.

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Pre-Informe n°6 Contadores, validación de procesos y sincronización de eventos Garzon Echeverry Fredy Alejandro Antury Muñoz Manuela Nieto Franco Sebastián e-mail:[email protected] [email protected] [email protected]

Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Pereira, Risaralda, Colombia

Grupo 1, Subgrupo 1

Resumen—Siguiendo por la línea de programación en TwidoSuite, en esta práctica se pretende afianzar un poco más los conceptos ya trabajados en laboratorios anteriores, creando un vínculo más fuerte con los PLC’s, al elaborar automatismos un poco más complejos con el uso de contadores y temporizadores. Palabras clave— Temporizadores, Automatismos, TwidoSuite, Contadores.

I.

INTRODUCCIÓN

La automatización industrial es la aplicación de diferentes tecnologías con el fin de lograr que un proceso industrial, un subproceso o una maquina en particular pueda funcionar en forma automática, es decir, con la menor injerencia del ser humano en lo posible; esto se logra por medio de interacciones entre sistemas eléctricos, mecánicos, electrónicos, neumáticos, hidráulicos, térmicos, de instrumentación, computacionales, de almacenamiento de información y visualización. Dentro de este mundo existen infinidades de aplicaciones, en las cuales se necesita programar una salida, para que en un determinado momento encienda o apague un dispositivo externo, esto se logra con el uso de temporizadores y contadores, que se programan con el fin de realizar una tarea en un momento específico. En esta práctica se programaran contadores en el PLC con el uso de TwidoSuite y se procederá a crear un automatismo con el uso de estos mismos. II. i.

SE INTERPRETA EL CONCEPTO DE CONTADOR DESDE EL ENTORNO DE PROGRAMACIÓN TWIDOSUITE E IMPLEMENTE UN EJEMPLO SENCILLO EN EL QUE SE MUESTRE SU FUNCIONAMIENTO. En el mundo de la automatización existen diversos tipos de contadores que se utilizan dependiendo la tarea que se quiera realizar. Se pueden contabilizar eventos cuando se activa una entrada o así mismo decrementarlos. El módulo de contadores en los PLC dispone de dos entradas CC o CD, contero ascendente o descendente. Estos módulos uno establece el valor deseado y cuando a las entradas del módulo lleguen la cantidad de pulsos deseados la salida del contador se pondrá en estado alto, hasta el momento que se lo reinicie. Una combinación que se puede lograr con el uso de contadores es una señal por flancos; el contador puede aumentar o disminuir su cuenta con la detección de una señal que cambia de 0 a 1 (Flanco de subida), o de una señal que cambia de 1 a 0 (Flanco de bajada). [1]

CONTENIDO

HAGA UNA DISCUSIÓN ALREDEDOR DE LOS DIVERSOS TIPOS DE CONTADORES QUE SE UTILIZAN DENTRO DE LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN. INDIQUE ADEMÁS CÓMO

Figura 1. Contador TwidoSuite.

2 Como podemos ver en la figura 1, el contador que TwidoSuite posee es del tipo ascendente descendente (mixto), donde la entrada CU es para el conteo ascendente, y la entrada CD es para el descendente, y la salida D permite el control sobre la bobina a energizar, según el tipo de conteo. Ejemplo de contador en TwidoSuite. Se observa un claro ejemplo en TwidoSuite, donde se simula un contador que cuenta 5 hasta pulsos.

variables de tipo VAR, VAR_OUTPUT y VAR_GLOBAL. [2] Constante: Se emplea para indicar variables cuyos valores no pueden ser cambiados durante la ejecución de un programa y por lo que en realidad deben ser tomadas como constantes y no como variables, se puede emplear con variables de tipo VAR y VAR_GLOBAL. [2] iii.

Figura 2. Simulación de contador ii.

INVESTIGUE LOS ATRIBUTOS DISPONIBLES QUE PUEDEN ASOCIARSE A LAS VARIABLES INTERNAS DEL PLC DESDE EL PROGRAMA TWIDOSUITE UTILIZADO EN EL LABORATORIO. INDIQUE EL PROCEDIMIENTO A SEGUIR PARA ESTABLECER LOS ATRIBUTOS INVESTIGADOS.

ESTABLEZCA LAS DIFERENCIAS ENTRE UN ARRANQUE EN FRÍO Y UN ARRANQUE EN CALIENTE. ¿QUÉ CONDICIONES DE SEGURIDAD SE DEBEN TENER EN CUENTA DENTRO DEL DISEÑO SI SE TIENE EN CUENTA LA POSIBILIDAD DE AMBOS ARRANQUES?

La principal diferencia es que en un caso se mantienen los datos marcados como "remanentes" y en el otro caso no. Por lo general, el arranque en frío se hace tras un corte de alimentación y el arranque caliente se hace después de parar el PLC con el selector. [3] Arranque en frio.

A las variables internas del PLC se le pueden atribuir atributos tales como.: inicialización, retención, constante. Inicialización: Cuando una configuración o recurso arranca se le asigna un valor inicial a todas las variables, el cual dependerá de la información especificada por el programador en la parte de declaración de la variables o de sus tipos de datos elementales y derivados. Todas las variables poseen un valor inicial intrínseco, excepto las de tipo Externas y de Entrada/Salida, lo cual se debe en el caso de las externas a que son inicializadas cuando se declaran como globales y en el caso de las de Entrada/Salida a que hacen referencia (son punteros) y no son variables en sí. Una variable puede asumir un valor inicial de acuerdo a un orden prioritario ascendente de la siguiente forma: 1. Valor inicial desde el tipo de dato elemental 2. Valor inicial desde el tipo de dato derivado 3. Valor inicial en la declaración de la variable 4. Valor almacenado para la variable si posee el atributo Figura 3. Arranque en frio. retención. [2] Un arranque en frio se entiende como aquel arranque que Retención: Se emplea para indicar variables cuyos valores no empieza el programa de nuevo o desde cero, es decir, no se deben perder durante un corte de energía y que por ende almacena en memoria el último estado del mismo, sino que son soportadas mediante batería interna, se puede emplear con resetea o ajusta a sus valores originales o establecidos los

3 parámetros que dicho programa posea. En este caso, el arranque en frio implica que dentro de un automatismo, el estado final se pierda, y los contadores, memorias y contactos, se reseteen nuevamente para la ejecución de otro ciclo del programa.

No se ha configurado ningún re arranque automático o ningún arranque en frío automático al conectar la alimentación La CPU se ha interrumpido en el nuevo arranque (arranque en caliente) por un fallo de red (independientemente de la parametrización del tipo de arranque). [3]

Condiciones de seguridad: El arranque en frío manual sólo se puede realizar desde la PG. En algunas CPUs del S7-400, el arranque en frío se puede realizar con el interruptor de modo servicio y el interruptor de modos de arranque (CRST/WRST), cuando esto se ajustó en la configuración del STEP 7. [3]

Arranque en caliente.

iv.

DENTRO DEL DISEÑO DE AUTOMATISMOS EN LÓGICA PROGRAMADA, ¿QUÉ SE ENTIENDE POR UN SISTEMA CON RELOJ DE TIEMPO REAL? ESTABLEZCA LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS QUE SE TIENEN AL CONTAR O NO CON UN RELOJ DE ESTAS CARACTERÍSTICAS.

En la actualidad, son muchos los sistemas que requieren información de fecha y hora durante su tiempo de ejecución. El ejemplo más típico es el de un ordenador. Un reloj de tiempo real no es más que un módulo que se compone, a grandes rasgos, de un cristal oscilador que genera una onda cuadrada y un chip encargado de, a partir de esta señal, mantener actualizados los registros que contienen la información de segundos, minutos, horas, día de la semana, día del mes, mes y año. [4] Al utilizar sistemas con reloj de tiempo permite agregarle ciertas características básicas al automatismo como: Tamaño y complejidad. Fiabilidad y seguridad. Calculo con números reales. Interacción con dispositivos físicos. Eficiencia.

Figura 4. Arranque en caliente

Dependencia del tiempo. Para el arranque en caliente, se entiende que este ejecuta el programa desde el principio, es decir, funciona igual que el Concurrencia modo de arranque en frio, pero a diferencia de este último, el arranque en caliente conserva el estado remanente que se Tolerancia ante fallos. tenga. v. INVESTIGUE Y ESCRIBA CON SUS PROPIAS PALABRAS LA IMPORTANCIA DE LA Este tipo de arranques es permitido tras un borrado total, SINCRONIZACIÓN DE EVENTOS DENTRO DE interrupción del mismo, desbordamiento, desbordamiento de LA AUTOMATIZACIÓN. PROVEA EJEMPLOS los límites de tiempo de interrupción. DIFERENTES A LA APLICACIÓN TRATADA EN ESTA GUÍA, EN LOS QUE EL CONCEPTO DE Condiciones de seguridad: SINCRONIZACIÓN DE EVENTOS SEA DE VITAL IMPORTANCIA. La CPU no estaba en modo STOP al desconectar la alimentación La sincronización de eventos es el conjunto de procedimientos El interruptor de modo de servicio está en RUN o RUN-P sistemáticos, enfocados a la realización de varias tareas que permitan controlar, manejar, distribuir etc. un proceso industrial de manera automática. Sincronizar eventos permite ____________________________

4 optimizar tiempos de operación, debido a que se subdividen los procesos de ejecución en varios módulos que se interconectan, así, el usuario puede visualizar de una manera mucho más amplia el nivel de ejecución del proceso para evitar fallos dentro del mismo. Una de las ventajas de la sincronización de procesos dentro de un proceso industrial es la flexibilidad para la conexión y comunicación de cada módulo que componen el sistema automático, es decir, se permite visualizar cuales eventos se van a ejecutar dependiendo del nivel del proceso lo cual da una acción predictiva por parte del usuario para así proporcionar confiabilidad al proceso.

Nótese en la figura 1 que se dispone de dos puntos diferentes de inicio. Entiéndase por punto de inicio el estado en que debe iniciar ambos semáforos al momento de dar arranque. En la tabla 1 se indica la asignación de estos inicios según cada subgrupo.

Las condiciones a tener en cuenta en el diseño son las Un claro ejemplo de un sistema con sincronización de eventos siguientes: es el que se presenta en una embotelladora, donde se dividen las tareas en subprocesos que se encuentran interconectados.  La intermitencia de las luces naranja y verde en los En la primera parte se procede al llenado de las botellas, semáforos vehicular y peatonal, respectivamente, se después se coloca el tapón o tapa y posteriormente se procede debe desarrollar utilizando contadores y al apilamiento de ellas en cajas. [5] temporizadores respetando el número de pulsos mostrados en la figura 5.  La luz verde de peatones inicia 2 segundos después y termina 2 segundos antes que la luz roja de vi. DISEÑAR UN AUTOMATISMO EN LENGUAJE automóviles, con el fin de brindar mayor seguridad. DE CONTACTOS, UTILIZANDO EL ENTORNO Estos dos tiempos iguales pueden aprovecharse con DE PROGRAMACIÓN TWIDOSUITE, PARA el fin de extender el uso del semáforo peatonal a CONTROLAR UN CRUCE PEATONAL Y personas invidente s. Para lograr lo anterior se debe VEHICULAR MEDIANTE DOS SEMÁFOROS. EL activar dos señales sonoras: una primera señal “S1” COMPORTAMIENTO DE AMBOS SEMÁFOROS accionada por 2 segundos, que indica cuando se SE MUESTRA EN EL DIAGRAMA DE TIEMPOS debe empezar a cruzar la calle (momento en el que DE LA FIGURA va a finalizar la luz roja e iniciar la luz verde de peatones) y una segunda señal “S2” también accionada por 2 segundos que indica que va a terminar el tiempo para cruzar la calle (final de la luz verde e inicio de luz roja de peatones). Las señales S1 y S2 deben representar dos salidas adicionales en el PLC. Diseño propio.

Figura 5. Esquemas de tiempos

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III.

CONCLUSIONES

El uso de contadores en el mundo de la automatización industrial, son una gran herramienta a la hora de realizar alguna tarea en específico, ya que da mayor flexibilidad al automatismo y permite elaborar trabajos mucho más complejos. A lo largo del laboratorio hemos conocido diferente software con los cuales hemos trabajado en la solución de los diferentes problemas que se nos presenta en cada práctica. De todos los software trabajados TwidoSuite cumple mejor a la hora de realizar algún automatismo, ya que tiene una interfaz más amigable y cumple con todas las funciones necesarias para la elaboración de cada práctica. Familiarizarnos con el concepto de sincronización de eventos, permite entender la importancia de subdividir tareas a la hora de realizar diseños de automatización, puesto que de esta ____________________________

6 manera se le dará solución mucho mejor a cualquier problema que necesite automatizarse REFERENCIAS [1] Pablo, “Introducción a temporizadores y contadores”, Educación urbana. Disponible en: http://educacionurbana.com/?p=110 [2] Mauricio Holguín Londoño. Automatismos Industriales. Et al. Universidad Tecnológica de Pereira, 2008. ISBN: 978958-8272-99-3 J. Clerk Maxwell, A Treatise on Electricity and Magnetism, 3rd ed., vol. 2. Oxford: Clarendon, 1892, pp. 168-169.} [3] Siemens, “¿Cuál es la diferencia entre el nuevo arranque (arranque en caliente), arranque en frío y re arranque en una CPU del S7-400?”, Industry Online Support. Disponible en: https://support.industry.siemens.com/cs/document/34053758/ %C2%BFcu%C3%A1l-es-la-diferencia-entre-el-nuevoarranque-(arranque-en -caliente)-arranque-en-fr%C3%ADo-yrearranque-en -una-cpu-del-s7-400-?dti=0&lc=es-CR [4] Pablo. Turmero, “Sistemas en tiempo real”. Programación. Disponible en: https://www.monografias.com/trabajos105/sistemas-tiemporeal-ii/sistemas-tiempo-real-ii.shtml [5] Automatización industrial, Notas de clase IE905, Ingeniería eléctrica, Universidad Tecnológica de Pereira, Primer semestre 2018...