• Author / Uploaded
• Edwin Cordova Paz

Citation preview

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

“AÑO DEL CENTENARIO DE MACHU PICCHU PARA EL MUNDO”

Proyecto: Ascensor Controlado por PLC Alumnos:

Chávez Nieves Arturo Jonathan Chuna Hidalgo John Jairo Lima Peña David

LABORATORIO DE MECATRÓNICA LAMEC - UNIVERSIDAD NACIONAL DE

PIURA - UNP - PERÚ

ÁREA TEMÁTICA

:

CONTROL DE PROCESOS - PLC

PROF. TEORÍA

:

Ing. Luis Calderón Pinedo

PROF. PRÁCTICA

:

Ing. Luis Calderón Pinedo

FECHA DE EJECUCIÓN::

Noviembre del 2011

PIURA - PERÚ

Control de Procesos - PLC

Page 1

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

INTRODUCCIÓN

Un ascensor o elevador, es un sistema de transporte vertical diseñado para movilizar personas o bienes entre pisos definidos, Estos aparatos consisten en una cabina o plataforma que se desplazan dentro de un hueco, y se deslizan por unas guías verticales, constando de mecanismos de seguridad y una fuente de energía eléctrica para su funcionamiento mecánico y electrónico. En 1.853 se exhibió un ascensor equipado con un dispositivo (llamado seguro) para parar la cabina si la cuerda se rompía. En este caso, un resorte haría funcionar dos trinquetes sobre la cabina, forzándolos a engancharse a los soportes de los lados del hueco así como al soporte de la cabina. Este invento impulsó la construcción de ascensores. Los elevadores verticales los hay de muchos tipos, ya sean de varias velocidades, diferentes tipos de cabina, diferentes decoraciones de cabina, iluminación, etc. En edificios de gran altura se hace la necesidad de la instalación de elevadores verticales ya que nos evita tener que subir o bajar escaleras de modo que nos hacen la vida más fácil y nos hace utilizar menos esfuerzo. Por su especificación técnica debe disminuir la velocidad cuando alcanza cierta altura por causa de la gravedad, para esto se utiliza variadores de velocidad controlados por PLC. Estos elevadores verticales, nos hacen la vida más fácil, ya que nos evita tener que subir escaleras en edificios de una gran altura.

Control de Procesos - PLC

Page 2

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

OBJETIVOS

Objetivo General: Diseñar un sistema electrónico utilizando un PLC, capaz de ejecutar operaciones de forma automática o decidir sus próximas operaciones mediante señales externas previstas por un operador.

Objetivos Específicos:    

Montar los circuitos correspondientes para la unidad de control y la unidad de potencia. Realizar la interconexión de los periféricos del PLC con los respectivos sensores y actuadores. Demostrar las diversas aplicaciones que tiene un PLC. Diseñar el software usado PLC.

Control de Procesos - PLC

Page 3

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Elementos constitutivos de un ascensor Cabina La cabina es el elemento mediante el cual son transportados los bienes o personas del sistema de ascensores. Se halla conformada por dos elementos principales: el bastidor y la caja. El bastidor de acero es el elemento al que se fijan los cables de tracción y el mecanismo de paracaídas. Su coeficiente de seguridad debe estar calculado para resistir las cargas normales y las que se produzcan en el momento en que entre en funcionamiento el sistema paracaídas y quede acuñada bruscamente la cabina. La caja, fijada sobre el bastidor, debe estar construida por materiales de alta resistencia mecánica, que además sean incombustibles y que no provoquen gases ni humos. El techo de la cabina debe soportar sin romperse ni deformarse con el peso de dos hombres. Sobre el mismo se han de colocar los controles del equipo en maniobra manual. Grupo tractor Los grupos tractores para ascensores están normalmente formados por un motor acoplado a un reductor de velocidad, en cuyo eje de salida va montada la polea acanalada que arrastra los cables por adherencia. Los motores más utilizados son trifásicos, del tipo de rotor de jaula de ardilla. El reductor está formado por un sinfín de acero engranado con una corona de bronce. En el mismo eje del sinfín del reductor va generalmente montado el tambor del freno, acoplado por un enlace mecánico a la polea de tracción.

Maniobras de control El control de los sistemas de ascensores es llevado adelante por maniobras electrónicas, encargadas de operar la dirección de movimiento de la cabina y de seleccionar los pisos en los que esta deba detenerse. Actualmente, los controles de ascensores son microprocesadores que mediante algoritmos de inteligencia artificial determinan la forma de disminuir los tiempos de espera de los pedidos de llamadas coordinando los distintos equipos para trabajar en conjunto; También se utilizan PLC para el control de giro del motor, puertas de cabina, puertas de piso, velocidad de inicio de movimiento y velocidad de parada.

Control de Procesos - PLC

Page 4

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Dispositivos de seguridad La seguridad del sistema es un elemento clave en los ascensores. Para maximizarla se emplean varios dispositivos específicos:

Enclavamiento mecánico de las puertas En el acceso a los pisos, que hace imposible la apertura de todas las puertas de acceso excepto la del piso en que se halla detenida la cabina. Enclavamiento eléctrico de las cerraduras También en los pisos, que impide el movimiento del ascensor en caso de que alguna puerta se encuentre abierta. Paracaídas de rotura o desequilibrio de cables de tracción Dispositivo capaz de detener el ascensor aún con plena carga, acuñándose sobre las guías, que se utiliza para detener al ascensor cuando la velocidad de la cabina excede cierto límite establecido o cuando se rompe uno de los cables de suspensión. Limitador de velocidad Se trata de una polea instalada en la parte alta del elevador conectada a la cabina a través de un cable de acero el cual transmite el movimiento para monitorear la velocidad. En caso de aumento de velocidad, el dispositivo utiliza el principio de energía centrífuga para activar un segundo dispositivo instalado en la cabina que actúa como una cuña y detiene el movimiento. Finales de carrera Sensores que interrumpen la alimentación cuando la cabina rebasa los extremos en ascenso o en descenso. Dispositivo de parada de emergencia Interrumpe la maniobra, corta la alimentación del grupo tractor y actúa el freno. Permite ladetención del ascensor dejando sin efecto los mandos de cabina y pisos. Timbre de alarma Para que lo utilicen los pasajeros en caso de avería o emergencia, y recibir asistencia lo más pronto posible. Luz de emergencia Ilumina la cabina en caso de que el alumbrado normal sea interrumpido por alguna falla o corte de energía.

Control de Procesos - PLC

Page 5

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

Control de Procesos - PLC

Page 6

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

MATERIALES Y MÉTODOS Control de Procesos - PLC

Page 7

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

La estructura física del sistema diseñado está constituido por una maqueta de la fosa de un elevador, construida por cuatro vigas de madera, unidas por varillas planas de madera sujetadas con clavos y unidas a una base de madera. El motor de corriente continua, está posicionado en la parte superior de la estructura para efectuar la tracción de la caja y el contrapeso mediante una correa. Las partes móviles, la cabina del elevador y el contrapeso, están encastradas a ejes que sirven para que éstas se deslicen hacia arriba y abajo sin que se balanceen lateralmente. Se utilizaron dos ejes para la caja del elevador y uno para el contrapeso. Los sensores están adheridos a las varillas planas que indican los pisos del edificio, que son cuatro en total, planta baja, primero, segundo y tercer piso. El sistema posee un panel de mando donde se encuentran los pulsadores para llamada a los respectivos pisos y parada de emergencia y unos interruptores para la selección del modo de operación. También consta de un display que sirve para indicar la posición del elevador en un instante determinado. El control electrónico del elevador se consigue mediante el PLC siemens.

CONTROL DE UN ASCENSOR CON DOS PISOS Control de Procesos - PLC

Page 8

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

El gráfico siguiente muestra esquemáticamente los elementos sensores y actuadores presentes en el sistema:

Las conexiones de sensores y actuadores al autómata son las siguientes:

El programa resuelto se muestra en la figura siguiente: Control de Procesos - PLC

Page 9

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

PARADAS SUAVES PARA EL ASCENSOR Con el objeto de conseguir unas paradas más suaves, se introducen dos nuevos sensores de fin de carrera, uno de ellos poco antes de que el ascensor alcance el piso superior y otro de ellos poco antes de que alcance el piso inferior. Además se añade un contactorque cambia el modo de alimentación del motor de triángulo (mayor tensión aplicada alos devanados) a estrella (menor tensión) para que en el último tramo del recorrido el ascensor circule más lentamente y de este modo la parada sea más suave. Las conexiones de los nuevos sensores y el nuevo contactor con las entradas y salidas del autómata se muestran en la tabla siguiente:

Control de Procesos - PLC

Page 10

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

La representación del ascensor con los dos nuevos sensores instalados se puede consultar en la figura siguiente:

Control de Procesos - PLC

Page 11