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FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA MECÁNICA

Nombre del alumno: Mario Uriel Arzate Velásquez Práctica no. : 2 Materia: Control Lineal 2015A

Objetivo Que el alumno aprenda a usar los contadores integrados en el en PLC compact Logix L31 y la función CMP para realizar comparaciones, mediante el diseño y el desarrollo de un programa en diagrama escalera que cuente piezas y calcule el promedio de éstas.

Introducción Algunos procesos requieren de un contador, un ejemplo claro de la aplicación de contadores, es la implementación de un par de barras para permitir el paso de automóviles en un estacionamiento, para esto, cuando un carro se aproxima a la barra de entrada, el conductor presiona un botón para retirar el ticket, y la barra se levanta hasta que el carro pasa, para ello, cuando la barra vuelve a bajar, el contador suma una unidad al acumulador. Para salir del estacionamiento, el conductor paga el ticket, después del pago la barra de salida sube hasta que el carro pasa, cuando la barra de salida baja el contador resta una unidad al acumulador. Marco teórico A continuación se da una breve definición de las funciones y sensores utilizados en esta práctica. Nota: Léase el marco teórico de las prácticas anteriores para tener conocimiento de algunos otros conceptos básicos del PLC y sus elementos. Contador: es una función de cómputo que permite efectuar la cuenta de acontecimientos o efe impulsos. La cuenta se puede programar en forma progresiva (ascendente) o regresiva (descendente). La operación de conteo consiste en incrementar 1 al contenido del contador, mientras que la operación de descuento consiste en decrementar 1 al contenido del contador, ambos al presentarse un pulso o un acontecimiento. La función del contador, permite activar salidas o memorias internas, en el momento que su registro de conteo coincide con el valor presente previamente definido. Por otro lado si el registro es diferente al valor de presente la salida asociada al contador no se activará [1].

1

Contador CTU (Count Up): Esta instrucciones se utilizan para incrementar un contador en cada transición de falso a verdadero. Cuando el renglón CTU, hace una transición de falso a verdadero, el valor acumulado se incrementa. La puesta a cero del contador se hará con la instrucción RES [2] (Figura 1).

Figura 1. Bloque de la instrucción CTU en el diagrama escalera Donde: -

Counter: Dirección del contador, por ejemplo: C1. Preset: Un valor que representa la cuenta preestablecida. Accum: Valor inicial en el que empieza el contador.

Función de comparación CMP (Compare): La instrucción compara el dato de un canal de 16 bits o una constante con el contenido de otro canal. También realiza comparaciones en expresiones aritméticas que se le especifiquen. Los parámetros a comparar pueden ser: SINT, INT, DINT, REAL, y string [3] (Figura 2).

Figura 2. Bloque de la instrucción CMP en el diagrama escalera Donde: -

Expression: Permite escribir la función a comparar.

Función RES (Reset): Permite reestablecer los valores de un contador o un temporizador previamente activado [4] (Figura 3)

Figura 3. Bloque de instrucción RES en el diagrama escalera

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Sensores capacitivos: Los interruptores capacitivos detectan tanto objetos metálicos también como materiales no metálicos tal como papel, vidrio, líquidos y tela. La superficie del sensor capacitivo está formada por dos electrodos concéntricos de metal de un capacitor. Cuando un objeto se aproxima a la superficie este entra al campo electrostático de los electrodos, cambia la capacitancia en un circuito oscilador. Conforme el objetivo se aleja del sensor la amplitud del oscilador decrece, conmutando al sensor a su estado original [5] (Figura 4)

Figura 4. Diagrama de funcionamiento del sensor capacitivo

3

MATERIAL Cantidad 1

Descripción PLC compact Logix L31

1

Cable de puerto serial

5

Cables para botonera

2

Cable de CA

1

Botonera

3

Sensores capacitivos

Imagen

1.

4

1

Software RSlogix 5000

1

Juego de desarmadores

2

Pinzas de corte

1

Juego de piezas circulares

5

Desarrollo Problema planteado Una maquina expulsa piezas por medio de tres tubos. Los sensores ópticos (A, B y C) están posicionados en cada uno de los lugares para contar las piezas expulsadas por la máquina. La cuenta debe de comenzar cuando el botón de reseteo (R) es presionado, cabe mencionar que la cuenta parará y una luz (L) prenderá cuando el promedio de las piezas sea igual a 100. Propuesta para solucionar el problema Se va a utilizar 3 sensores capacitivos que detecten las piezas, y cada vez que uno de los sensores detecte la presencia de una pieza, estos mandarán al PLC un pulso que hará que uno de los tres contadores incremente su acumulador en una unidad. Finalmente la función CMP hará el promedio del total de los acumuladores de los contadores, y si es mayor a 100, los contadores dejarán de recibir la orden de contar y una lámpara se prenderá. 1.- Conexión del PLC a la PC mediante el puerto COM Después de Realizar la correcta instalación del software RSLogix 5000 y RSLinx se procede a conectar el PLC a la PC mediante el puerto COM. Nota: Para más información sobre la conexión del PLC a la PC, léase el apartado de desarrollo de la práctica 1.

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2.- Asignación de variables *Variables en el módulo de entrada (Tabla 1, Figura 5, Figura 6, y Figura 7) Entradas

Nombre

Local:1:I.Data.20

A

Local:1:I.Data.18

B

Local:1:I.Data.16

C

Local:1:I.Data.1

R

Tabla 1. Variables en el módulo de entrada

Figura 5. Conexión física de la botonera

7

Figura 6. Conexión de los sensores capacitivos A, B, y C

Figura 7. Conexión al módulo digital de entradas

8

*Variables en el módulo de salida (Tabla 2 y Figura 8) Salidas

Nombre

Local: 2: O. Data.1

L

Tabla 2. Variables en el módulo de salida

Figura 8. Conexión al módulo digital de salidas *Funciones de bloque, y variables en el diagrama escalera (Tabla 3 y Tabla 4) Función de bloque

Nombre

Comparación CMP

Compare

Contador ascendente CA CTU Contador ascendente CB CTU Contador ascendente CC CTU Reset CA Reset

CB

Reset

CC

Tabla 3. Funciones de bloque en el diagrama escalera 9

Variables

Tipo

Valor

L

Bool

1

Tabla 4. Variables en el diagrama escalera 2.- Programa desarrollado La práctica realizada cuenta y calcula el promedio de piezas detectadas por 3 sensores ópticos. Diagrama escalera del programa (Figura 9).

Figura 9. Diagrama en escalera

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Explicación del programa línea a línea: Línea 0, 1, y 2: La detección de las piezas se realiza mediante el accionamiento de los sensores capacitivos. Una vez detectadas las piezas, los acumuladores (CA, CB, y CB) se incrementan en una unidad, hasta que el valor cada acumulador sea igual 100 unidades (Figura 10a y Figura 10b).

Figura 10a. Detección y conteo de piezas

Figura 10b. Detección de la pieza por medio de los sensores

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Línea 3: La función de comparación CMP, permite llevar a cabo la suma y el promedio de los acumuladores de los contadores (CA, CB, y CC), en donde si el promedio es igual a 100 unidades, la salida “L” prende la lámpara y abre los contactos que se encuentran cerrados (Figura 11a y Figura 11b).

Figura 11a. Promedio de la suma de los tres contadores.

Figura 11b. Encendido de la lámpara Línea 4: El botón “R” reestablece los valores de los acumuladores de “CA”, “CB”, y “CC” a cero (Figura 12).

Figura 12. Restablecimiento de los acumuladores a cero

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Conclusiones Con el desarrollo de este programa se concluyó lo siguiente: Los sensores representaron una valiosa herramienta para detectar y hacer posible la cuenta de las piezas. Aunque algunas de las piezas pasadas por la superficie de los sensores capacitivos no fueron detectadas por haber pasado rápidamente. Y esto puede traducirse en errores de conteo. La programación de la función CMP fue un tanto difícil de ejecutar porque el apartado para escribir la expresión a comparar no muestra con claridad como introducirla de una manera correcta, y por lo tanto el software no ejecuta el programa por detectar la mala programación de la comparación. Bibliografía [1]Contadores [Documento en línea]. Disponible en:http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/automatizacion/curso-deplcs-avanzado/item/666-programacion-de-plcs-contadores.html (Consultado el 1 de Junio de 2015). [2]Contadores CTU [Documento en línea]. Disponible en: http://usuarios.iponet.es/jsl/allen/plc5/conta5.html (Consultado el 1 de Junio de 2015). [3]Programación avanzada: Instrucción CMP [Documento en línea]. Disponible en: www.lhusurbil.eus/irjlmartinez/omron02/Omron02.ppt (Consultado el 1 de Junio de 2015) [4] Programación avanzada de PLC [Documento en línea]. Disponible en: www.lhusurbil.eus/irjlmartinez/omron03/Omron03 (Consultado el 1 de Junio de 2015) [5]Sensores capacitivos [Documento en línea]. Disponible en: http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_S/25_SE NSORES_CAPACITIVOS.PDF (Consultado el 1 de Junio de 2015)

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