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CAPITULO I MANDOS SECUENCIALES 1.1 INTRODUCCION Para que las máquinas o instalaciones puedan trabajar por si solos, es decir en forma automática, deben estar equipadas con dispositivos de mando y/o regulación. La naturaleza de estos dispositivos pueden de origen mecánico, eléctrico, electrónico, neumático o hidráulico. Cuando queremos describir una serie de eventos de naturaleza secuencial, utilizamos un diagrama de flujo. Pero en el ámbito industrial hay otra herramienta descriptiva llamada GRAFCET. La propuesta de este trabajo es mostrar las reglas que rigen el grafcet y a partir de este desarrollar una metodología para traducirlo en un programa de mando que puede ser implementado en: - PLC, - Circuitos eléctricos, o electrónicos - Circuitos neumáticos. 1.2 DEFINICION DE MANDO Comúnmente se entiende por mando el conjunto de los órganos con los que se modifica el funcionamiento de una maquina o sistema. Mando es aquel suceso en un sistema, en el cual influyen uno o varios parámetros, considerados de entrada, en otros parámetros considerados de salida, en virtud de leyes propias del sistema. Parámetros de entrada e1 e2 e3

Sistema

Parámetros de salida s1 s2 s3

Flujo de la señal Se caracteriza por el desarrollo abierto del flujo de la señal. Las señales actúan sobre la maquina sin corrección continua del proceso de mando.

1

1.3 CLASIFICACIÓN DE LOS MANDOS La clasificación de los mandos puedes hacerse según diversos criterios. Por ejemplo puede hacerse una clasificación según: - La forma de energía utilizada. -

Dependiendo de las señales con que opera (analógico, digital, binario), El sistema con que se desarrolla. La forma de tratamiento de las señales.

Para los fines de este tutorial, utilizaremos la clasificación (DIN 19237), según la forma de tratamiento de las señales. Estos son: Mandos sincrónico, Mando asincrónico, mando combinatorio y el mando de desarrollo secuencial. MANDO

síncrono

Asíncrono

Combinatorio

En función del tiempo

De desarrollo secuencial

En función del desplazamiento

1.3.1 MANDO SÍNCRONO

Es aquel, en el cual el tratamiento de las señales es sincrónico a una señal rítmica. Por ejemplo, en el mando de las manecillas de un reloj de péndulo. 1.3.2 MANDO ASÍNCRONO Es aquel que opera sin señal rítmica. Las modificaciones de la magnitud producida se provocan sólo por modificaciones de las señales de entrada. Por ejemplo, el mando para la conexión de la luz de una lámpara o de un contactor, o el mando directo de un cilindro.

2

1.3.3 MANDO COMBINATORIO Es aquel, en que la combinación de las señales de entrada, por medio de operaciones lógicas definidas en el mando, determina el estado de la magnitud producida. 1.3.4 MANDO SECUENCIAL Es un mando con desarrollo forzado a pasos, en que la conmutación de un paso al siguiente sucede en función de condiciones determinadas por el mando. 1.3.4.1 MANDO SECUENCIAL en función del tiempo Es aquel en el que las condiciones de conmutación dependen sólo del tiempo. Para ello, puede emplearse por ejemplo temporizadores, levas de mando o rejilla de levas con velocidad variable. 1.3.4.2 MANDO SECUENCIAL en función del desplazamiento Es aquel en que las condiciones de conmutación dependen sólo de señales de la instalación gobernada. 1.4 VENTAJAS DE LOS MANDO SECUENCIALES Veamos algunas ventajas de los mandos secuenciales: • • • •

Realización sencilla y por lo tanto ahorro de tiempo en el programa y proyecto. Clara visualización de la construcción del programa. Cambio fácil en el desarrollo de las funciones. Localización rápida de perturbaciones y averías en el desarrollo de las funciones.

1.5 ESTRUCTURA DE UN MANDO SECUENCIAL Cada mando secuencial se compone por lo menos de tres partes: -Tratamiento preliminar (formas de servicio.) -Tratamiento secuencial (cadena secuencial). -Tratamiento posterior (salida de órdenes). 1.5.1 TRATAMIENTO PRELIMINAR Es la parte en la cual se trabajan las condiciones para cada una de las diferentes formas de servicio. Se comunica con las otras etapas, ya sea con la zona del tratamiento sequencial, o la del tratamiento posterior.

3

TRATAMIENTO PRELIMINAR Posición inicial, Marcha, Paro, Manual, Automático, Semiautomático, etc

TRATAMIENTO SECUENCIAL Secuencia paso a paso

TRATAMIENTO POSTERIOR Salida de las ordenes Salida de mando manual Enclavamientos, etc.

En el servicio automático se activan los aparatos de ajuste exclusivamente en dependencia del tratamiento secuencial; éstos no pueden activarse de forma manual. Después del arranque, se realiza el recorrido de la secuencia sucesivamente hasta que ser reciba la orden de parada. El servicio de paso único facilita la prueba del programa, la regulación de la máquina y la eliminación de perturbaciones. En esta forma de servicio puede realizarse la evolución paso a paso de la parte secuencial pero de forma manual. En la forma de servicio pulsatorio o manual, pueden conectarse manualmente cada uno de los aparatos de ajuste. Frecuentemente se combinan las formas de servicio de paso único y pulsatorio.

1.5.2 TRATAMIENTO SECUENCIAL Es en donde se elabora el propio programa del mando. Cada uno de los pasos de la secuencia se ejecuta en dependencia de ciertas condiciones. 1.5.3 TRATAMIENTO POSTERIOR Aquí se dan las ordenes de salidas. Las órdenes que se generan en la zona de tratamiento preliminar (formas de servicio), asi como en el tratamiento secuencial se concatenan en la zona del tratamiento posterior. Además, se tienen en cuenta aquí las órdenes para el mando manual de cada uno de los aparatos de ajuste. Como resultado, los aparatos de ajuste son conectados y desconectados por medio de las salidas del aparato de automatización.

4

CAPITULO II EL DIAGRAMA DE FUNCIONAMIENTO, GRAFCET 2.1 INTRODUCCION El Grafcet denominado también Carta de Funciones Secuenciales (SFC), es una herramienta grafica que representa el comportamiento de automatismos secuenciales (llamese secuenciales a aquellos cuya secuencia de trabajo se realiza pazo a paso). Esta representación grafica, es independiente del medio tecnologico que involucra al proceso, llamese neumatica, hidraulica , electricidad o electronica, por el contrario los integra de una manera tan sencilla y clara como sea preciso, convirtiendose en un excelente medio de documentación y entendimiento entre fabricante y usuario.

2.1.1Reseña historica. En 1975, se le encargo a un grupo de investigadores franceses investigar un modelo de sistema de control discreto, y diseñar un método para construir sistemas de control secuencial. Después de dos años propusieron un modelo llamado GRAFCET. Este nombre vino de " gráfico " porque el modelo tenía una base gráfica, y de AFCET (Asociación Francesa de Cibernética Económica y Técnica ), la asociación científica que utilizó el trabajo. Este modelo mezcló la capacidad del modelo de la red de petri para modelar eventos simultáneos, con la suavidad de la función boleana para representar la función compleja de la decisión. Los conceptos básicos de este modelo de sistema discreto son claros y simples y fueron diseñadas para satisfacer requisitos verdaderos de la industria. Durante varios años, fue probado en compañías privadas y reveló rápidamente ser muy conveniente para representar un sistema secuencial pequeño y medio. Así pues, fue introducido en los programas educativos franceses, y simultáneamente, fue propuesto como estándar a la asociación francesa AFNOR. Fue aceptado en 1982. Entonces, los fabricantes de Controladores Lógicos Programables PLC, eligen el grafcet como una alternativa mas de lenguaje de programación. El uso industrial creció inmediatamente. Los investigadores comenzaron a estudiar el uso teórico y práctico de las herramientas de este modelo, hasta que se convirtió en un estándar requerido en contratos. En 1988 fue adoptado por el IEC (International Electrotechnical Commision) como estándar internacional bajo el nombre de "FUNCTION CHART " con el número de referencia " IEC-848 ".

5

2.2 DEFINICIONES. Todo mando secuencial se desarrolla en un conjunto de etapas, separadas unas de otras por transiciones. La relación Etapa - Transición es un conjunto indisociable. Una ETAPA esta representada por un cuadrado o un rectángulo, con un número de identificación en el interior. Una etapa puede estar activa o inactiva. En un determinado instante, el estado del automatismo es definido enteramente por el conjunto de etapas activas.

3 Para cada etapa tienen que ser conocidas las ACCIONES a efectuar. Las acciones solamente están en ejecución siempre y cuando las etapas respectivas sean activas. Las acciones a efectuar cuando una etapa esta activa se pueden describir en notación literal o simbólica, en el interior de rectángulos a la derecha de la etapa.

3

M2 arranca Cilindro A sale

3

M2 arranca Cilindro A sale

Las ETAPAS INICIALES se distinguen por el rectángulo trazado con doble línea. En un diagrama GRAFCET pueden existir varias etapas iniciales.

0 Una CONEXIÓN o ENLACE es un arco dirigido (solamente en una dirección). En un extremo de una conexión hay UNA (y solamente una) etapa, con el otro una transición. Uno la representa por una recta, vertical u horizontal uniendo las etapas con las transiciones e indicara la evolución del estado del Grafcet. Si una conexión debe cruzar a otra, esta situación debe ser especificada por una flecha al menos en una de ellas.

6

Si VARIAS CONEXIONES llegan a una etapa, para más claridad, estas llegaran a una barra horizontal. De la misma manera para varias conexiones en la base de la etapa. Esta barra horizontal forma parte de la etapa, y equivale solo a " agrandar " la cara (superior o inferior) de la etapa.

M2 arranca Cilindro A sale

3

Una TRANSICION es una condición de paso de una etapa a otra, y se representan por un trazo corto y grueso situado entre las etapas. Esta transición está asociada a una condición lógica (verdadero o falso), llamada receptividad. La RECEPTIVIDAD se define como la preposición lógica, generalmente es una función combinatoria (c2 y a1 o Y no D) de la información lógica (entradas, salidas, memorias, temporizadores, etc...) y determina el fin de la etapa que lo precede. Cumplidas estas condiciones se dice que la transición esta flanqueada, es decir, la etapa anterior quedará inactiva al mismo tiempo que la etapa posterior se activa y su acción asociada se ejecuta.

3 marcha

4 a1+c3*( d1+a2 ) 2.3 REGLAS DE EVOLUCIÓN La modificación del estado del automatismo se llama evolución, y es gobernada por 5 reglas: REGLA 1: Situación inicial Las etapas INICIALES son las que estan activas incondicionalmente al principio de la operación o cuando se inicializa el Grafcet. La o las etapas iniciales, se consideran a menudo como etapas de espera, donde no se realiza acción alguna. La etapa inicial se representa duplicando los lados del símbolo de una etapa cualquiera

Etapa inicial

7

2

REGLA 2: Validación de una transición Se dice que una transición está validada, cuando todas las etapas precedentes están activas, y podra SER CRUZADA solamente cuando la transición está validada y la receptividad asociada a la transición es verdadera. a

a 12

12 Transición no valida

Transición validada

b=0o1

b =0 13

13 c

c

REGLA 3: Evolución de pasos de progresión activos El franqueado en una transición, implica la activación inmediata de TODAS LAS etapas siguientes y la desactivación DE TODAS LAS etapas precedentes. a 12 b =1

Transición franqueada

Receptividad asociada verdadera

13 c

REGLA 4: Trasiciones simultáneas Cuando se presentan SIMULTANEMENTE transiciones seguidas, las etapas se pasan también simultáneamente. Esto debe pasar por lo menos en un insignificante lapso de tiempo necesario para la aplicación.

8

a

a

b =1

b =1

c =1

c =1

d

d

REGLA 5: Activacion y desactivacion simultanea de un paso Si una etapa se debe en el mismo tiempo activar y desactivar, el resultado final es que: SIGUE SIENDO ACTIVA. Esta regla se diseña para levantar cualquier ambigüedad que podría llegar a presentarse en ciertos casos

2.4 CONEXIONES Las Conexiones entre las etapas son orientadas e irreversibles. Siempre que sea posible las conexiones entre etapas deben ser representadas por líneas verticales de arriba para abajo. Las Conexiones entre las etapas pueden ser: • Secuencial • Divergencia en O • Convergencia en O • Divergencia en Y • Convergencia en Y 2.4.1 CONEXIÓN SECUENCIAL (LINEAL) En una conexión secuencial la transición será válida, solo cuando la etapa precedente (etapa [2]) esta activa. Para que la transición sea efectuada es necesario que este validada y que simultáneamente, la receptividad asociada a él (c) sea verdadera. En este en caso la etapa [2] se desactiva y la etapa [3] se activa. a 1 b =1 2 c =1 3 d 2.4.2 DIVERGENCIA EN “O” Una divergencia en “O” se representa por un trazo de línea horizontal a la cual se llega desde la etapa precedente (principal), y de donde salen dos o más líneas, hacia las etapas siguientes.

En una conexión divergente O, para que una transición sea valida es necesario que la etapa precedente [1] esté activa. Para que una transición sea efectuada es

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necesario que esta esté validada y que una de las receptividades (a o b) sea verdadera. En este caso la etapa [1] es desactivada y es activada la etapa [2] o (“O” exclusivo) la etapa [3] dependiendo de la receptividad (a o b) que llegue primero.

2.4.3 CONVERGENCIA EN O Una convergencia en “O” es representada por un trazo horizontal donde llegan las conexiones de entrada y de donde parte la conexión de salida. En una conexión convergente O, la transición es validada cuando una de las etapas precedentes (etapa [1] o [2] ) está activa. Para que la transición sea efectuada, es necesario que una etapa este validada y que su respectiva receptividad asociada (a o b) sea verdadera. En este caso la etapa activa [1] o [2] es desactivada, y se activa la etapa [3].

2.4.4 DIVERGENCIA EN Y una divergencia en “Y” se representa por una línea horizontal doble donde llega una conexión de entrada y de donde parte dos o más conexiones de salida. Esta línea doble no se considera como una nueva entidad del GRAFCET, es solo parte de una transición. En una conexión divergente Y, para que la transición sea validada es necesario que la etapa precedente (etapa [1]) esté activa. Para que una transición sea efectuada es necesario que esta este validada y que la receptividad asociada (a) sea verdadera. En este caso la etapa [1] es desactivada y son activadas simultáneamente las etapas [2] y [3].

10

2.4.5 CONVERGENCIA EN Y Una convergencia en “Y” es representada por un trazo horizontal doble donde llegan las conexiones de entrada y de donde parte la conexión de salida.

En una conexión convergente “Y”, la transición es validada cuando todas las etapas precedentes (etapa [1] y [2] ) están activas. Para que la transición sea efectuada, es necesario que estas etapas estén validadas y que la receptividad asociada (a) sea verdadera. En este caso las etapas activas [1] y [2] son desactivadas, y se activa la etapa [3].

2.4.6 SALTO DE ETAPAS Y REPETICIÓN DE SECUENCIAS Solo hay dos únicas posibilidades de salto con O. Existe la posibilidad de saltar una o varias etapas cuando las acciones a realizar resultan innecesarias. Por el contrario, repetir la secuencia de una o varias etapas también es permitido cuando se cumple en cualquiera de los casos ciertas condiciones preestablecidas. Es necesario percatarse en el detale de la conexión, no puede haber divergencia en o después de una transición.

11

2.5 LAS ACCIONES Y LAS ORDENES Veamos ahora los diferentes tipos de ordenes provenientes de las acciones asociadas a cada etapa. Entre los diferentes tipos de órdenes distinguimos: . La orden continua. . La orden condicional. . La orden memorizada. 2.5.1 LA ORDEN CONTINUA La orden se emite de forma continua hasta tanto la etapa a la que se encuentra asociada este activa. La variante boleana X3 refleja la actividad de la etapa 3: cuando la etapa es activa (X3 = 1), El motor M1esta activo (M1=1) al igual que la válvula Y7=1. Cuando la etapa está inactiva. X3= 0, los dos elementos asociados a esta etapa M1 y Y7 están apagados (en cero).

X3

3

Motor M1 Válvula Y7

M1 Y7

1

1 0 1 0 1 0

t t t

En la aplicación del GRAFCET en los PLC a la etapa se le llama “X” en la marca TELEMECANIQUE, “S” en la marca SIEMENS. En el desarrollo que veremos mas adelante le llamaremos “M” por estar asociado cada etapa a una Memoria.

2.5.2 LA ORDEN CONDICIONAL La orden se emite cuando además de la actividad de la etapa a la que se encuentra asociada, se debe satisfacer una condición lógica. En este ejemplo la orden “A+ (sale cilindro A) se cumple si la etapa X8 es verdadera (X8=1) Y la condición adicional “c” es verdadera (c=1). Mientras que la orden Detener motor 5 es valida solamente mientras X8 sea valida.

c

8

A+ Y7

X8

c A+

2.5.3 LA ORDEN MEMORIZADA Y7

12

1 0 1 0 1 0 1 0

t t t t

Esta orden supone un componente de memorización auxiliar que no se describe obligatoriamente f Arranca motor M4

11

1

a

X11 0

t

1 X12 0 X13 1 0 1 X14 0

12 c 13 d Para motor M4

14

M4

t t t

1 0

t

e 15 b La norma DIN señala la posibilidad de indicar este tipo de orden con dos tipos de distintivo diferente: NS orden no memorizada. S orden memorizada. Se utiliza una orden NS (no memorizada) si la duración de esta orden debe actuar solo durante el tiempo de duración de esa etapa o paso. La orden S (memorizada) se utiliza si su duración debe ser durante un tiempo superior al de ese paso, lo que quiere decir que permanecerá durante un número determinado de pasos. Una orden S permanece activa, aún cuando el paso que la ha activado ya no se cumpla. Por consiguiente, esta orden debe ser borrada, por ejemplo por: Una orden de borrado (NS) O una entrada R. f

S motor M4

11 a

13

d

R motor M4

14 e

2.6 DESARROLLANDO EL GRAFCET El objetivo de este capitulo es mostrar como, a partir de la representación y estructura del GRAFCET, desarrollar de forma sencilla mandos secuenciales con componentes de diferentes tecnologías, tales como elementos eléctricos, componentes neumáticos, o partiendo del diagrama lógico desarrollar un esquema de programa para el PLC. Primero desarrollaremos el grafcet en diagramas de funciones, y a partir de esto por medio de un ejemplo de proyecto iremos desarrollando las diferentes alternativas. 2.6.1 GRAFCET LINEAL Primero: Utilizar una memoria (FLIP FLOP, SR, válvula biestable, circuito con realimentación) por cada etapa que tenga el grafcet: f

S 11

11

R Q a

S 12

12

R Q

c.b +d

S 13

13

R Q

e

Segundo: Una etapa se activa, si la etapa precedente es activa “Y” la receptividad asociada (generalmente lógica combinacional de las variables de entrada) es verdad. f

&

f

S 11 R Q

11 a a

12

&

R Q

c.b +d 13 e

S 12

c b

& d

≥

&

S 13 R Q

14

Tercero: En el caso de Grafcet lineal, una etapa es desactivada, cuando la siguiente etapa se activa, “O” (OR) cuando sé inicializa el grafcet, “O” por alguna señal que administre las emergencias.

Ini. emergencia

f

f

&

S 11

≥

R Q

&

S 12

≥

R Q

&

S 13

≥

R Q

11 a

a Ini.

12 c.b +d c

13

b

&

≥

d

e

Ini.

la etapa inicial puede uno manejarla de varias maneras. El caso más simple es utilizar una memoria también para esta etapa (otra alternativa se desarrollará en el ejemplo). Esta memoria cuando se activa, (generalmente usando un pulsador que denominaremos aquí como " init ") pone en “cero” todas las demás, y es una condición para iniciar la primera etapa del GRAFCET. Ya en el transcurso del trabajo del grafcet esta secuencia será activada si la última etapa esta activa y si se cumple su respectiva transición, y una vez activada desconectará (resetea) a la anterior (la última). Ini.

d

&

≥

S 1 R Q

1 a

a

2

&

S 2

≥

R Q

&

S 3

≥

R Q

&

S 4

≥

R Q

b 3

b c

4 d c

15

Resumiendo podemos decir en términos generales que: Cada ETAPA esta compuesta por una MEMORIA (M3 en este ejemplo), esta memoria tiene una compuerta lógica AND en el SET y una OR en RESET. Esta memoria es SETEADA por dos condiciones, si la etapa anterior esta activa (M2=1), y la condición de transición (b=1)es valida. Si se activa M3, inmediatamente RESETA la etapa ANTERIOR (M2). La salida de esta memoria (M3) activara las acciones asociadas a esta etapa (abre Válvula ) Estas acciones serán validas mientras esta etapa es activa. Salida de M2 Reset de M2 &

S

≥

R

Transición de M3; b=1 Ini.

3 Q

Salida de M3

Salida de M4 Set de M4 2.6.2 DIVERGENCIA EN Y En este caso se deben activar las memorias de las etapas 2 y 3 a la vez . Para la desactivación de la etapa precedente es necesario primero, asegurar que las dos etapas siguientes (2 y 3) estén validadas, y que esta condición se mantenga el tiempo mínimo necesario para que se desconecte realmente la etapa precedente (1).

& &

a

&

S 1 R Q

S 2 R Q

a

&

S 3 R Q

2.6.3 DIVERGENCIA EXCLUSIVA EN O La exclucividad se logra principalmente por el enclavamiento de las condiciones (consultas negadas).No hay mayor problema. Aquí se muestra solamente las conexiones entre 1 y las etapas 2 y 3 que le siguen.

16

a

b

&

S 1

≥

R Q

&

S 2

b

a

&

R Q

S 3 R Q

2.6.4 CONVERGENCIA EN Y El diagrama es obvio, es necesario que las dos etapas precedentes estén activas, Y la condición “a” sea verdadera. &

S 1

&

S 2

≥

R Q

≥

R Q

& a

≥

S 3 RQ

2.6.5 CONVERGENCIA EN O Se activa la etapa 3 si esta la etapa 1 y la condición a o la etapa 2 y la condición b. Tan pronto la etapa 3 se active, esta resetea a 1 o 2.

17

&

S 1

&

S 2

≥

R Q

≥

R Q

b

&

a

&

≥ ≥

S 3 RQ

2.7 EJEMPLO APLICATIVO Con el ejemplo de un mando para una MAQUINA DE ESTAMPADO se desarrolla el proyecto de un mando secuencial. Durante la exposición, tanto los actuadores como las condiciones del mando se irán aumentando y complementando, lo que nos servirá para desarrollar el mando secuencial en diferentes alternativas y en diferentes tecnologías. Los ejemplos que se desarrollaran en este evento implican los siguientes tipo de secuencia: Ejemplo 1: Mando lineal. Ejemplo 2: Mando lineal con salto hacia adelante. Ejemplo 3: Mando lineal con bifurcación en O. A continuación se detalla la solución del Ejemplo 1, para lo cual se tiene la siguiente secuencia de trabajo: 1. - Planteamiento del problema. 2. - Descripción gráfica del funcionamiento. 3. - Desarrollo del mando en diagrama de funciones. 4. - Desarrollo del mando en Controlador lógico programable. 5. - Desarrollo del mando con lógica eléctrica, relés. 6. - Desarrollo del mando con lógica neumática, paso a paso.

2.7.1 EJEMPLO 1 2.7.|1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. Una pieza es empujada desde una zona de apilamiento, para ser sometida a continuación a un proceso de estampado.

c0

s11

C c1

a0

A

s13

a1

Al pulsar la señal de MARCHA, el cilindro A sale totalmente desplazando una pieza. Cuando el sensor S13 detecta una pieza en la zona de estampado, el vástago del cilindro C sale y estampa (Sella, prensa) la pieza, después de lo cual retorna a su posición de retraído, y finalmente retorna el cilindro A. Una de las condiciones necesarias para comenzar el ciclo es confirmar la existencia de piezas en la zona de apilamiento, por intermedio del sensor S11.

18

Al presentarse la señal PARO DE EMERGENCIA, la secuencia es interrumpida de inmediato, y se debe llevar el mando a la posición inicial, de la cual se ha de arrancar una vez anulada la señal PARO DE EMERGENCIA. Este sistema consta de 2 cilindros neumáticos de doble efecto, con regulación de velocidad, tanto de salida como retorno, con sus respectivas válvulas distribuidoras 4/2 (biestables), de accionamiento eléctrico. a0

A

a1

Y1

c

Y2

0

c

Y5

c1

Y6

2.7.1.2 DESCRIPCIÓN GRÁFICA DEL FUNCIONAMIENTO. La secuencia de este automatismo se puede describir como:

A+ C+ C– A– En forma gráfica se puede describir también: GRAFCET X4

0

DIAGRAMA DESPLAZAMIENTO

a0.c0.s11.MARCHA

A+

1

A+ C+

a1 . s13 2

C+

A

C-

C

c1 3 c0

A-

4 a0 X0

19

C-

A-

2.7.1.3 DESARROLLO DEL MANDO EN DIAGRAMA DE FUNCIONES. Al desarrollar el Gráfico Funcional (GRAFCET), en diagrama de Funciones, en este ejemplo consideramos cuatro memorias, quedando como lo muestra la figura. Si el desarrollo del mando secuencial es una solución eléctrica, los pulsadores de paro y emergencia deben ser NC normalmente cerrados. a0 & c0 s11 MARCHA S 1 Emergencia A+ (Y1) ≥ R Q .

c13 a1

Este diagrama de funciones puede ser convertido a un programa de PLC, prácticamente en forma directa.

c1

c0 a0

&

S 2

≥

R Q

&

S 3

≥

R Q

&

S 4

≥

R Q

C+ (Y5)

C– (Y6)

A– (Y2)

2.7.1.4 DESARROLLO DEL MANDO EN UN CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE Se muestra el programa en DIAGRAMA DE FUNCIONES usando mnemónicos. Es posible también programarlo en LADER o en LISTAS DE INSTRUCCIONES como se muestra a modo de ejemplo solo el primer paso.

20

Lista de instrucciones

Diagrama de escalera o Ladder

2.7.1.5 DESARROLLO DEL MANDO CON LÓGICA ELÉCTRICA, RELÉS. A continuación pasaremos del diagrama de funciones al circuito eléctrico, usaremos una memoria eléctrica por cada etapa.

&

Seteo K2 AND

S

3

K3

≥

C1

R

Q

Salida de M3

OR = AND Reseteo

K4

Emergencia

K3

21

OR

≥

&

El circuito de mando esta compuesto por 4 memorias eléctricas, y la ultima memoria esta siendo reseteada por a0 , quien es el ultimo sensor en confirmar que el cilindro A ha retornado, Por fines didácticos en este ejemplo se asume que s13 es accionado por rodillo.

24 VDC

L+

c0

c0 s11

K1

K1 s13

a0

K2

K2

K3

K3

K4

c1

a1 marcha K4 K2

a0

K3

K1

K2

K3

K4

L– El circuito de fuerza, podría estar alimentado a otro nivel de tensión, pero lo mas usual es que también se alimente con 24VDC:

L+

24 VDC

K1

K4

K2

Y1

Y2

K3

Y5

Y6

L– A+

22

A–

C+

C–

Cada medio tecnológico de mando (neumático, electrónico, PLC, eléctrico) tiene algunas consideraciones particulares, por ejemplo el pulsador de emergencia en el mando eléctrico generalmente tiene la función de cortar toda la energía eléctrica en el circuito, por lo que se instala como se muestra a continuación: 24 VDC

L+

Emergencia

c0

c0 S11

K1

K1

K2

s13

a0

K2

K3

K4

c1

a1

marcha

K4 K2 K10

K3

a0

K3

K1

K2

K3

K4

L– En este ejemplo al pulsar emergencia, se elimina el mando secuencial, pero a través de un relé auxiliar podemos activar específicamente (de acuerdo a la necesidad) en forma directa a las solenoides de las válvulas. En este caso particular, se considera importante que los cilindro se retraigan, lo que se logra si las solenoides Y2 y Y6 son activadas:

L+

24 VDC

K1

Y1 L–

23

K4

K10

Y2

K2

Y5

K3

K10

Y6