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• gwynidion

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Prueba de Evaluación nº 2. Lenguaje Grafcet-SFC y contactos LD. Pretendemos automatizar la mezcla de tres componentes en una cuba con agitación y posteriormente vaciarla. Ese será el ciclo a repetir. Los tres componentes a mezclar son: A) Un compuesto químico en polvo, cuya cantidad hay que pesar antes de la mezcla. B) Un ácido líquido que ha de empezar a caer a la cuba de mezcla a la vez que el polvo, una vez pesado. C) Agua fría, que también ha de iniciar su caída a la cuba de mezcla a la vez que los otros dos elementos. Estos líquidos caen por gravedad y tienen el mismo caudal, que es constante. Dispondremos de un interruptor de MARCHA que pondrá en funcionamiento el sistema y también lo parará, esperando a que acabe el ciclo. Lo primero que realiza el sistema es pesar el polvo del compuesto químico A) abriendo una válvula de entrada VEPOLVO que lo deja caer sobre un plato de pesada hasta que alcanza la cantidad PESOPOLVO, momento en que se cierra la válvula de entrada. En este momento ya se puede empezar a realizar la mezcla y para ello se abren de manera simultánea las válvulas de salida: VSPOLVO para el polvo ya pesado del compuesto A), VACIDO para el ácido líquido B) y VAGUA para el agua fría C). La cuba tiene tres detectores de nivel de su estado de llenado (0%, 50 % y 100%). El polvo ya pesado cae hasta agotarse y lo hace de una manera rápida, tras lo cual se cierra la válvula de salida VSPOLVO. La mezcla del polvo que ha ido cayendo, junto con el ácido y el agua fría que caen, van subiendo el nivel de la cuba hasta que se alcanza el 50% de su nivel y es en este momento cuando se cierra la válvula de salida del ácido VACIDO, quedando solamente el agua como aportación al llenado hasta que se alcanza el 100% y VAGUA se cierra. Con la cuba llena al 100%, hemos de agitar la disolución durante cinco segundos con un agitador de palas movido por un motor MOTAGITAR. Transcurrido ese tiempo, debe vaciarse la cuba abriendo la válvula de salida VVACIADO hasta que el detector de nivel cero se activa y se cierra la válvula. Con esto termina el ciclo y volveríamos a empezar con la tarea de pesar el compuesto en polvo A). Se pide diseñar el programa de control que permita realizar estas funciones con la estructura principal en lenguaje Grafcet-SFC y realizando, si fuera necesario, las acciones de las etapas en LD (o ST si se quiere). Las transiciones deberán realizarse con ecuaciones lógicas tipo ST o también con LD.

Se deben identificar también las variables de entrada, internas y de salida. SOLUCIÓN En primer lugar, se identifican las variables de entrada (input_var), internas (var) y de salida (output_var)

El diagrama GRAFCET queda como sigue en la siguiente página:

Se tiene una primera etapa reseteo de las cubas, donde las acciones a realizar son la puesta a cero tanto de la cuba que contiene el polvo como la que contiene la mezcla, así como se activa la señal de nivel cero de la cuba de mezcla. Con el botón MARCHA se franquea la transición y se pasa a la siguiente etapa, cuyas acciones son activar la válvula de polvo sin pesar, y llenar la cuba de polvo. Cuando se alcanza el peso máximo de polvo, se franquea la transición y se inician tres secuencias paralelas, cada una controla la apertura de las tres válvulas (polvo, ácido y agua). En la primera secuencia, se realiza una primera etapa donde se llena la cuba de mezclado con polvo, y cuyas acciones son la activación de la válvula de polvo pesado, el llenado de la cuba de mezclado, el vaciado de la cuba de polvo, y la desactivación de la señal de nivel cero de la cuba de mezclado ya que dicha cuba tiene contenido. Cuando

se vacía la cuba de polvo, se franquea la transición y se pasa a una etapa de espera hasta que acaben las otras dos secuencias paralelas. En la segunda secuencia, se realiza una primera etapa de llenado de la cuba con ácido, cuyas acciones son abrir la válvula de ácido y llenar la cuba de mezclado, y cuando se alcanza la mitad del nivel de la cuba de mezclado, se franquea la transición a una etapa dónde se espera a que termine la tercera secuencia en paralelo, y cuya acción es activar la señal de medio nivel de la cuba de mezclado. En la tercera secuencia, se realiza una primera etapa de llenado de la cuba con agua, cuyas acciones son abrir la válvula de agua y llenar la cuba de mezclado, y cuando se alcanza el nivel máximo de la cuba de mezclado, se franquea la transición a una etapa dónde se activa la señal de todo nivel de la cuba de mezclado. Una vez realizadas las tres secuencias, se franquea a una etapa donde se agitará la disolución que se encuentra en la cuba de mezclado, y cuyas acciones son activar agitador de palas movido por el motor, y mostrar por la pantalla de visualización el tiempo de agitado. Cuando se alcanzan los cinco segundos, se franquea la transición y se pasa a una etapa de vaciado hasta la mitad de la cuba de mezclado. Sus acciones son activar la válvula de vaciado de la cuba de mezclado, vaciar la cuba de mezclado y desactivar la señal de todo nivel de la cuba de mezclado. Cuando se alcanza la mitad del nivel de la cuba de mezclado, se franquea la transición y se pasa a una etapa de vaciado hasta total de la cuba de mezclado. Sus acciones son activar la válvula de vaciado de la cuba de mezclado, vaciar la cuba de mezclado y desactivar la señal de medio nivel de la cuba de mezclado. El vaciado se ha dividido en dos etapas para que las señales TODONIVEL y MEDIONIVEL se desactiven correctamente al realizar las transiciones con ecuaciones lógicas tipo ST. Una vez vaciada totalmente la cuba de llenado, se franquea la transición para volver a la etapa inicial, y volver a repetir cíclicamente la secuencia siempre que el botón de MARCHA esté activado.