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Oscar Gil MartínezTrabajo Obligatorio Autómatas ProgramablesOCTUBRE 2019SEAS, Centro de Formación Abierta ZARAGOZAPropuestaCódigo : FC_1045- Página: 2/Propuesta de trabajoDescripción del proceso Se trata de programar el funcionamiento de un pequeño tren de lavado para coches.El tren de lavado será p...

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Oscar Gil Martínez Trabajo Obligatorio Autómatas Programables OCTUBRE 2019

SEAS, Centro de Formación Abierta ZARAGOZA

Trabajo obligatorio Propuesta

Código: FC_1045-03 Página: 2/33

Propuesta de trabajo Descripción del proceso Se trata de programar el funcionamiento de un pequeño tren de lavado para coches. El tren de lavado será para un sólo coche y dispone de 5 estaciones: Antes de proceder a realizar el lavado del coche, se seleccionará el tipo de lavado, que puede ser una de estas 4 opciones: Opciones de lavado Opción Nº1: lavado + aclarado + secado Opción Nº2: lavado + espuma + aclarado + secado Opción Nº3: lavado + aclarado + encerado + secado Opción Nº4: lavado + espuma + aclarado + encerado + secado

El coche avanzará a cada una de las posiciones y se detendrá, una vez realizada cada operación, el coche avanza al siguiente punto.

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Trabajo obligatorio Propuesta

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Cada una de las opciones excluye a las otras. Cada paso del proceso estará controlado por la detección del coche por los correspondientes detectores de posición. Los elementos líquidos (agua, espuma…) serán aportados mediante la apertura de electroválvulas y el secado mediante el accionamiento de un motor de bomba de secado. Cada etapa durará un tiempo fijo, y sólo se activará si está seleccionada según la opción de lavado.

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Trabajo obligatorio Propuesta Objetivos del trabajo

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(lo que te pedimos que hagas)



Identificar los dispositivos y componentes que configuran el sistema automático, explicando el funcionamiento de cada uno de ellos.



Describir la secuencia de funcionamiento del sistema, diferenciando claramente las distintas etapas de funcionamiento.



Distinguir las distintas situaciones de emergencia que puedan presentarse en el proceso automático y explicar la respuesta que el equipo de control ofrece ante cada una de ellas.



Diseñar el grafcet correspondiente.



Elaborar el programa de control que gobierna el sistema automático, aplicando los principios de la programación modular y estructurada.



Te sugerimos que utilices los criterios de corrección de la página siguiente como índice de este T.O.

Bibliografía 

Apuntes de la asignatura Autómatas Programables. SEAS, Estudios Superiores Abiertos. 2003



STEP7 Una manera fácil de programar PLC de Siemens. Pilar Mengual. Editorial Marcombo.



Autómatas programables y sistemas de automatización. Enrique Mandado Pérez, Jorge Marcos Acevedo, Celso Fernández Silva, José Armesto Quiroga. Editorial Marcombo.

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Trabajo obligatorio Propuesta

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Criterios de evaluación La evaluación, es una componente fundamental de la formación. Este trabajo obligatorio formará parte de tu calificación final. En esta tabla, se resumen los aspectos a valorar y el porcentaje que representa cada uno de los mismos.

Contenidos generales 

Estructuración (incluir índice, portada).



Exposición (gráficos, esquemas).



Orden, limpieza y presentación.



Claridad de conceptos.



Referencias bibliográficas

%

%

Total

Ob.

10

10

Temas de especialidad

90

Descripción del funcionamiento del sistema y de cada uno de los elementos que lo componen. Descripción detallada de la estructura del programa y de la simulación del programa.

20

Dimensionado físico del PLC (Entradas, salidas, etc.)

10

Diseño del Grafcet.

15

Programación. Listado de entradas, salidas y simbólicos.

15

Programa, comentarios y archivo de simulación.

30

Total

100

Fecha límite de recepción de trabajos Se publicará en la plataforma la fecha tope para cada convocatoria

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% 2º Correc

Trabajo obligatorio Propuesta

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Ficha de Corrección del Trabajo (Espacio reservado para anotaciones del profesor y doble corrector) Profesor: Alumno (Código / Nombre): Fecha de Entrega:

Fecha de Calificación:

Observaciones sobre el trabajo: Este espacio esta reservado para que el profesor titular describa anotaciones que considera importantes sobre la realización del trabajo

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Formato de presentación 1.

Extensión máxima de 40 páginas.

2. Todo el T.O. se presentará en formato informático. Dicha documentación se compone de este mismo documento Word que contendrá la memoria técnica del T.O., y se añadirá el programa del PLC (o sea, memoria técnica + programa). 3. Si el software utilizado en tu curso es Step7, recuerda que para exportar el fichero Step7 se debe abrir Simatic Manager o Administrador Simatic (con el editor de código y simulador cerrados), debes desplegar el menú “Archivo”, y seleccionar “Archivar”. El archivo zip que se genera es el proyecto comprimido. 4. Si el software utilizado en tu curso es TIA PORTAL, recuerda que para exportar el fichero de programación debes abrir TIA PORTAL, desplegar el menú “Archivo” y seleccionar “Archivar”. El fichero que genera es el proyecto comprimido. 5. Las normas de presentación serán las siguientes:



Procesador: Microsoft WORD.



Tamaño de letra: 12 ptos.



Tipo de letra: serán aconsejables letras como “Arial” o “Times New Roman”.



Espaciado entre líneas: 1,5



Márgenes: 

Lateral izquierdo: 3 cm.



Lateral derecho: 2 cm.



Margen superior: 3,5 cm.



Margen inferior: 2,5 cm.

6. En caso de que el trabajo requiera archivos externos (dibujos Autocad, Catia, Excel, Power Point, programación, etc.) éstos deberán añadirse a la entrega como un archivo más. 7. Si el tamaño del archivo a enviar excede de 15Mb, deberá entregarse en soporte físico o cualquier otro medio acordado con el profesor de la asignatura. Si vas a subir más de tres documentos te aconsejamos que los introduzcas en una carpeta y que la comprimas con winzip o con winrar. 8. Reseñar referencias bibliográficas cuando se incluyan frases o textos de otros autores, de lo contrario podrá interpretarse como plagio.

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Trabajo obligatorio Propuesta

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Indice ELEMENTOS DE CAMPO............................................................................................9 Envolventes eléctricos...............................................................................................9 Magnetotérmico.......................................................................................................10 Guardamotor............................................................................................................11 Motorreductor...........................................................................................................11 Electroválvulas.........................................................................................................12 Motobomba eléctrica de alta presión......................................................................12 Bomba de secado....................................................................................................13 Detectores y sensores.............................................................................................13 Fotocélulas interiores del túnel................................................................................15 Pulsadores...............................................................................................................15 Indicadores luminosos.............................................................................................16 Semáforo.................................................................................................................16 Cajón monedero......................................................................................................17 HARDWARE................................................................................................................18 Autómata Programable............................................................................................18 CPU (unidad central de proceso)............................................................................18 Fuente de alimentación (Power Supply).................................................................19 Módulo de señales...................................................................................................19 Módulo de entradas digitales...............................................................................19 Módulo de salidas digitales..................................................................................20 SECUENCIA DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA.............................................21 Condiciones de inicio...............................................................................................21 Selección de lavado.................................................................................................21 Proceso de lavado...................................................................................................21 Emergencias............................................................................................................22 PROGRAMACIÓN......................................................................................................23 Etapa de reposo Grafcet.........................................................................................23 Etapa inicio Grafcet.................................................................................................24 Salidas semáforo rojo y baliza luz amarilla.............................................................24 Salida cinta transportadora......................................................................................25 Lavado Grafcet........................................................................................................25 Salidas lavado.........................................................................................................26 Activación cinta después de lavado Grafcet...........................................................26 Salidas cinta transportadora después de lavado....................................................27 Espuma Grafcet.......................................................................................................27 Salidas espuma.......................................................................................................28 Activación cinta transportadora arrastre aclarado Grafcet......................................28 Salida cinta transportadora después de espuma....................................................29 Activación banda transportadora después de secado Grafcet...............................29 Final tunel de lavado Grafcet...................................................................................30 Final túnel de lavado salidas...................................................................................30 Seta de emergencia.................................................................................................31 BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................................32

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ELEMENTOS DE CAMPO Los elementos de campo son una parte muy importante dentro de la estación de auto lavado, ya que serán los encargados de ejecutar las acciones u órdenes provenientes

del

autómata

o

así

como

proteger

el

sistema

eléctrico.

Envolventes eléctricos Son los encargados de la protección de la instalación eléctrica. -

BeMatik: Caja de distribución eléctrica metálica con protección IP65 para fijación a pared 800x600x200mm. Especificaciones BeMatik: -

Tamaño (alto x ancho x fondo): 800 x 600 x 200 mm.

-

Caja de distribución fabricada en acero de grosor 1.5mm.

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Pintada en color beige.

-

Dispone de dos cierres de cuarto de vuelta.

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-

Se suministra una llave.

-

Chapa de acero galvanizado de 2mm de grosor, para el montaje de los componentes eléctricos.

-

Perforación de 330x100mm para el paso de cables. Se suministra tapa con junta de goma. Junta de goma en todo el perfil de la puerta para garantizar la estanqueidad.

-

Protección ambiental IP65, contra humedad y agua.

Magnetotérmico Dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica cuando esta sobrepasa los valores máximos. Especificaciones Magnetotérmico: -

3 polos 4A curva C, para protección contra cortocircuitos y sobrecargas en instalaciones y elementos

trifásicos. Alto

poder

de

corte

asignado, 6000A según IEC 60898-1. -

Ideal para ser usado tanto en instalaciones domésticas o industriales como en armarios de

automatismos de maquinaria. -

Alta fiabilidad y prestaciones, permitiendo un elevado número de ciclos de trabajo.

-

Amplia gama de accesorios disponibles para estos magnetotérmicos.

-

Características principales del magnetotérmico:

-

Marca: LSis (LG Industrial Systems)

-

Referencia del fabricante: BKN 3P C4A

-

Intensidad nominal del magnetotérmico: 4A

-

Número de polos: 3 (3x4A)

-

Empleo del magnetotérmico: sector doméstico, terciario e industrial

-

Poder de corte del magnetotérmico: 6000A

-

Tensión de empleo: 230/400Vac 50/60Hz

-

Curva de disparo: C

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Trabajo obligatorio Propuesta -

Vida mecánica: >6000 operaciones

-

Normativa: IEC60898-1

-

Marcado: CE

-

Permite empleo de peines de conexión tipo Pin

-

Capacidad de conexión: cable 25mm²

-

Ancho: 3 módulos (3x17,8mm)

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Guardamotor Es un interruptor magnetotérmico especialmente diseñado para la protección de motores eléctricos. Especificaciones:

-

Gama: Tesys.

-

Referencia: GV2ME.

-

Polos: 3

-

Frecuencia: 50/60 Hz.

-

Tensión máxima de empleo (Ue): 690 V 50/60Hz.

-

Rango de ajuste (Protección térmica): 1,6 a 2,5 A.

-

Intensidad de disparo magnético: 33,5A.

-

Tipo de disparo: Térmico y magnético.

-

Poder de corte (Icu): 100kA.

-

Potencia de motor: 0,75kW a 400Vac.

-

Fabricante: Schneider Electric.

Motorreductor Es

el

encargado

de

mover

la

cinta

transportadora donde avanzará el coche en cada una de las etapas diferentes. MOTOR 0,37KW 1500 RPM 230/400V SIN VENTILACIÓN

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Trabajo obligatorio Propuesta

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Electroválvulas Actuaran en las etapas de lavado, espuma, aclarado y encerado mediante su apertura, alimentadas a 24VDC. Electroválvula neumática Festo, SerieVZMWF, Rosca G1 Función 2/2, Solenoide/Piloto, En línea. Una válvula de solenoide de accionamiento piloto de fuerza que se puede utilizar con agua, aire y medios neutros. La serie VZVF de válvulas utiliza solenoides relativamente pequeños para controlar presiones altas con grandes diámetros nominales. El accionamiento está respaldado por la presión del medio. Se pueden conmutar a presiones de tan solo 0 bar y cerrar automáticamente en caso de una pérdida de presión en el circuito. Gamas de presión de funcionamiento de 0 bar a 10 bar, en función de las bobinas usadas y el diámetro nominal. Motobomba eléctrica de alta presión Es

la encargada de hacer llegar el caudal, con la suficiente presión a las

electroválvulas. Especificaciones: -

Bomba alta presión CAT 550 CAT PUMPS.

-

Caudal 19 lpm/Presión Máx. 210 Bar.

-

Presión máxima: 210 Bar

-

Caudal máximo: 19lpm

-

Peso: 11´5 kg

-

Dimensiones: 346x244x163mm

-

Potencia: 10,3 CV (7´7 KW)

-

RPM: 1415 RPM

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Trabajo obligatorio Propuesta

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Bomba de secado Se activará durante la etapa de secado, y su función será la de secar el coche durante la última fase del túnel de lavado. Especificaciones: -

Bomba soplante HPE ASC0210-Si

-

Uso: 20 JETS

-

Potencia: 1,1 kw

-

Boca: 2”

-

Caudal: 210m3/h

-

Monofásica 220v

-

Presión: -160/160mbar

Detectores y sensores Los sensores desarrollan una serie de funciones de vital importancia en las instalaciones automatizadas. Entre ellas destacamos las siguientes: Seguimiento del ciclo de funcionamiento, para facilitar la sincronización de las distintas fases operativas del mismo. Reconocimiento de piezas para informar al sistema de control e información de este reconocimiento al sistema de control, para que este realice un proceso u otro en función del tipo de pieza detectada. Vigilancia de la marcha del proceso en tiempo real, informando al sistema de control de cualquier emergencia o situación anómala, y que éste pueda obrar en consecuencia. Vigilancia de la apertura de las defensas de máquinas, instalaciones, etc. Cuando exista la posibilidad de que se ocasionen accidentes. En esencia, detectar situaciones de peligro para el personal, e incrementar la seguridad de las instalaciones. En el túnel de lavado utilizaremos sensores o detectores de proximidad. La principal característica de estos sensores es que no requieren contacto físico con el objeto a detectar. Para la detección del coche en la posición de inicio, utilizaré un sensor óptico.

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Trabajo obligatorio Propuesta

Código: FC_1045-03 Página: 15/33

Los sensores ópticos están basados en la interceptación o modificación por parte del objeto a detectar, de un haz luminoso que lanza un emisor (diodo electroluminiscente o LED) y es recogido por un elemento receptor (fototransistor). Y dentro de los sensores ópticos, utilizaré ...