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Universidad Nacional San Agustín

Ingeniería Eléctrica

1.- Objetivo 

Aplicar los conocimientos adquiridos durante el semestre, que en este caso fue usar el software de Automation Studio 6.

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Aplicar en el TIA PORTAL V14 los conocimientos adquiridos del Automation Studio 6 ya que está familiarizado con este programa, y así poder modelar cualquier sistema de PLC

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Nuestro primer objetivo realizar la aplicación del curso en un sistema real físico que en nuestro caso será de mecánico - eléctrico. Mediante el TIA PORTAL y con el S7-1200.

2.- Descripción Del Proyecto El proyecto que se vamos a realizar será de una Puerta Automatica, en el cual se programara con el TIA PORTAL V14 y se comunicara con el PLC S7-1200 en el cual están conectados mediante el cable de red Ethernet. Esta Puerta Automatica Contara con unos Sensores como será de Final de Carrera, Inicio de Carrera y por último el de presión, también contara con un motor del taladro para así facilitar el cambio de giro de su motor cuando se habrá o cierra la puerta automática. Y estará compuesto con Contactores que se encargara del enclavamiento y relé que mantenga las salidas encendidas del PLC, y lo más importante es que sensor de presión. Actué cuando se presenta una carga que activa dicho sensor, lo que se busca con esta puerta es que trabaje automáticamente. Y por último contara con tres pulsadores en los cuales se utilizaran dos verdes que serán normalmente abierto y un rojo normalmente cerrado, los verdes se utilizaran para abrir (gira en un sentido) y el otro cambia de sentido (cerrar), mientras que el rojo servirá para el pare del circuito (Detener).

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3.- Funcionamiento de la puerta A continuación se explicara en un breve resumen del funcionamiento de la puerta automática: 1.- Primera parte podemos decidir que puede estar abierto o cerrado, comenzamos cuando está cerrado y es cuando presionamos el pulsador abrir y tiene que contar 5 segundos por el timer en el programa, y el contactor se enclava, luego de esos segundos comienza abrirse esto va a continuar hasta que choque con el sensor de final de carrera que está colocada en el otro extremo derecho y ahí es cuando automáticamente se apagara el motor de la puerta.

2.- En el segundo caso sería cuando la puerta está cerrada y nosotros queremos comenzar a abrirlo, y es cuando presionamos el pulsador cerrar y tiene que contar 5 segundos por el timer en el programa, y el contactor se enclava, luego de esos segundos comienza a cerrarse esto va a continuar hasta que choque con el sensor de inicio de carrera que está colocada en el extremo derecho izquierdo y ahí es cuando automáticamente se apagara el motor de la puerta.

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3.- La tercera opción cuando en pleno movimiento la puerta, es decir que se está cerrando se presenta un objeto, en el cual activara el sensor de presión que estará colocada en la puerta, cuando se activa esta la puerta se apagara automáticamente, y la puerta ahí detenida nosotros tenderemos el control de si querer cerrarlo cuando se retire un objeto y abrirlo si sigue ahí el objeto.

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3.- Puerta Automática Una puerta automática es una puerta que se abre y cierra automáticamente. Se requiere una instalación para llevar a cabo la apertura y cierre de la puerta, que se lleva a cabo mediante cualquier tipo de energía en lugar de la fuerza humana, por ejemplo la electricidad entre otras.

3.1.- Programación en Automación Estudio V6 3.1.1.- Diagrama El siguiente diagrama se realizó en el Software Automatión Studio 6

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3.1.2.- Diagrama De Funcionamiento Del Circuito Encendido

3.1.3.- Diagrama De Funcionamiento Del Circuito Apagado

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CONTROLAR DE TIEMPO El motor enciende des pues de 5 segundos

3.1.4.- Contador

3.5.- Indicador De Encendido Y Apagado

3.6.- Ejecución De La Secuencia En El Apagado Con El Sensor De Presión

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3.2.- Programación En TIA Portal V14 3.2.1.- Generar Nuevo Proyecto Abrir Aplicación Ejecutamos la aplicación S7-PLCSIM V14

3.2.2.- Crear Proyecto Nuevo Dentro de la pantalla de inicio nos aparece seleccionado por defecto la opción “Abrir proyecto existente”. En la tabla aparecen los proyectos que estén guardados en el PG/PC. Nosotros comenzaremos un proyecto desde cero, por lo que seleccionaremos “Crear proyecto”.

Pulsar el botón “Crear proyecto”

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3.2.3.- Información Del Proyecto Al seleccionar esta opción le daremos el nombre al proyecto, quien es el autor, etc.. y después al botón “Crear”.

3.2.4.- Primeros Pasos Cuando le damos a crear nos aparece la “Vista Portal” y nos selecciona por defecto “Primeros pasos”. Desde aquí tenemos las siguientes opciones: a) “Configurar un Dispositivo”, b) “Crear programa PLC” y c) “Configurar una imagen HMI”. Nosotros empezaremos por lo básico configurando el HW de nuestro equipo para lo que le daremos a configurar dispositivo.

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3.2.5.- Seleccionar CPU Al darle a “Agregar Dispositivo” nos salen dos opciones: PLC o el Panel HMI. Le damos al botón del PLC y nos aparecerá en la ventana de la derecha todas las CPU donde tendremos que seleccionar la que tengamos. Y le daremos al botón “Agregar”. En este ejemplo, insertaremos dos CPU’s para comunicarlas entre sí. Modelo de PLC 

SIMATIC S7-1200

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CPU 1214C AC/DC/Rly

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6ES7 214-1BG40-0XB0

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Versión 4.2

3.2.6.- Configuración De Hardware PLC_1 Nos aparece la ventana de configuración del equipo. Lo que tenemos que hacer ahora es meter los módulos que tenemos en nuestro equipo físicamente: módulos de I/O, módulos de comunicación, etc… Para ello seleccionaremos del catálogo de la derecha los módulos correspondientes y los iremos arrastrando y soltando en su posición correcta. En el SIMATIC S7-1200 los módulos de comunicación se insertan a la izquierda de la CPU y los módulos de I/O se meten a la derecha. Como máximo puede haber 3 módulos de comunicación y 8 de I/O. A continuación el programa nos añade un bastidor con la CPU elegida, está en el módulo signal boars > AQ > AQ 1x12BIT > 6ES7 232-4HA30-0XB0

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Nosotros vamos a configurar la CPU para hacerlo de manera sencilla. Nos meternos en las propiedades de la CPU en el interfaz de PROFINET y agregaremos el dispositivo a una red y le daremos una dirección IP. 

Agregar Subred (Le daremos al botón “Agregar Subred”)

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Asignar Dirección IP: 192.168.0.1

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Mascara de Subred: 255.255.255.0

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Activar Marca de Ciclo: La marca de ciclo es un byte de la memoria “M” donde va a oscilar automáticamente en cada uno de los bits con frecuencias distintas de ‘0’ a ‘1’. Lo utilizaremos a la hora de hacer el envío/recepción de los datos. Esta dentro la opción Marcas de Sistema y de Ciclo. En este caso reservo el byte 100 pero puedo escoger el byte que quiera que no esté usando.

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3.2.7.- Programación PLC_1

3.2.8.- Diagrama De Funcionamiento Del Circuito Encendido

3.2.9.- Diagrama De Funcionamiento Del Circuito Apagado

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3.2.10.- Diagrama De Funcionamiento Alarma Pre Funcionamiento

3.2.11.- Contador

3.2.12.-Indicador De Encendido Y Apagado

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3.2.13.- Descripción De Entradas      

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5

N0 NA NA NA NA NA

pulsador de bloque pulsador de abrir pulsador de cerrar sensor inicio de carrera sensor fin de carrera sensor presión

3.2.14.- Descripción De Salidas     

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4

bobina de relé fuerza de motor bobina de relay cambio sentido horario bobina de relay cambio sentido anti horario bobina de relé fuerza de motor bobina de relé sensor de sonido de funcionamiento

4.- Implementos De La Puerta Automática Los siguientes materiales que se han necesitado para la construcción de la puerta automática. 

1 Taladro

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3 Sensores de presión

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4 Ruedas deslizante

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1 Contactor

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1 Relé

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1 Caja de Pulsadores para 3

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3 Pulsadores (2 Verdes y 1 Rojo)

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1 Estructura Metálica Para La Puerta

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Madera Dimisiones para la puerta

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Cables

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Tuera Ancha

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Perno de Una longitud de 45 cm

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1 Bocina de CC

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5.- Puerta Automática Detalle de la construcción Lo primero que se hizo es hacer solo la estructura mecánica de a puerta, cuadro metálico para sostener la puerta, aparte de ahí se necesitó la madera de dimensiones para colocar en la estructura metálica y con rueda para que se pueda desplazar.

Después hacer lo anterior se hizo una base para el taladro que se usara se acoplara en la estructura metálica y después de terminar se procederá con el armado eléctrico.

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En el armado eléctrico se utilizaran el contactor, el relé las conexiones con los cables que se y también a los sensores de final de carrera, inicio de carrera y sensor de presión.

Después de va a realizar la conexión del pulsador de tres botoneras para abrir, cerrar o detener todo.

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Y por último se presentara el circuito completo armado con el PLC S7-1200 y sus caja de pulsadores.

6.- Conclusiones y Observaciones 

En lo que son proyectos podemos hacer lo que es economizar ya que en este caso se trató de evitar los timer y contadores en sistemas físicos, lo que se hizo es aprovechar del programa.

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En la parte de los pulsadores se podría haber conectado con cables babanos de frente al PLC, pero en este caso decidimos dar estética al proyecto al considerar los pulsadores.

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Recomendación que primero se trate de diseñar el circuito en una hoja, para así plantear y planear su diseño, para luego simular en el software, lo más recomendable seria realizar en el Automation Studio 6 y luego realizar en el TIA PORTAL V14.

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Por ultimo en el circuito se realizara la prueba, en el cual se va implementar una bocina en el cual sonara cuando se ponga en marcha la puerta.