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• Giancarlo Vilca

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CONTENIDO CONTENIDO ............................................................................................................................... 1 ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................. 2 ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................................. 2 I.

OBJETIVOS: ........................................................................................................................ 3

II.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 3

III.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .............................................................................. 3

IV.

FUNCIONAMIENTO: ................................................................................................... 4

V. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA PARA CONTROL DE LA PLAYA ESTACIONAMIENTOS ................................................................................................ 4 1.

Sensores De Espira o Lazo Inductivo................................................................................ 4

2.

Barreras de entrada y salida .............................................................................................. 6 Sensor de fin de carrera ......................................................................................................... 6 Lector de salida y emisión de tickets................................................................................. 7

3.

VI.

a.

SISTEMA ANPR .......................................................................................................... 7

b.

Cajero Automático........................................................................................................ 8 PROGRAMA EN LADDER .......................................................................................... 9

1.

Configuración del contadores (C) .................................................................................. 9

2.

Timer (T) .......................................................................................................................... 9

3.

Bits de memoria (M) ..................................................................................................... 10

4.

Programa listas y diagramas ........................................................................................ 10

5.

Entradas ......................................................................................................................... 26

6.

Salidas............................................................................................................................. 26

VII.

ESQUEMA DE LA PLAYA DE ESTACIONAMIENTO ......................................... 26

VIII.

CONCLUSIONES .......................................................................................................... 27

RECOMENDACIONES Y OBSERVACIONES ....................................................................... 27 BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................... 27

1

ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA N° 1 Detector de Vehículos CB1PR02-XF ....................................................................... 5 FIGURA N° 2 Auto sobre el sensor magnético. .............................................................................. 5 FIGURA N° 3 Distribución de los lazos magnéticos. ...................................................................... 5 FIGURA N° 4 Barrera y modulo Detector de Vehículos CB1PR02-XF .......................................... 6 FIGURA N° 5 Final de carrera con sus dimensiones...................................................................... 7 FIGURA N° 6 Cámara fotográfica .................................................................................................. 7 FIGURA N° 7 Forma de captura de numero de matricula. ............................................................ 8 FIGURA N° 8 Pantalla de monito con el Programa Carmen ......................................................... 8 FIGURA N° 9 Cajero automático .................................................................................................... 9 FIGURA N° 10 Esquema de estacionamiento. .............................................................................. 26

ÍNDICE DE TABLAS TABLA N° TABLA N° TABLA N° TABLA N° TABLA N°

1: Contadores utilizados en la programación del ladder ............................................. 9 2: Bits de memoria utilizados para la programación del ladder ................................ 10 3 Timer utilizados para la programación de ladder ..................................................... 9 4: Entradas de Playa de Estacionamiento .................................................................. 26 5: Salidas de Playa de Estacionamiento ..................................................................... 26

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PROYECTO PLAYA DE ESTACIONAMIENTO I.

OBJETIVOS: 

Realizar el programa de control de una playa de estacionamiento usando el PLC TSX 1722012. Aprender a programar y utilizar un PLC. Simular un sistema de parking en una maqueta. Conocer diferentes sensores para un sistema de parking.

  

II.

INTRODUCCIÓN Con el constante avance tecnológico, uno de los inventos del hombre y que ha beneficiado es el automóvil, sin embargo se ha visto la necesidad de dar espacios especiales a estos ya que están en todas las ciudades. El automóvil se ha vuelto imprescindible en la actualidad, para el uso diario personal o comercial. Uno de los principales problemas de los autos, es encontrar un lugar adecuado y seguro para estacionarlo, se puede estacionar en la vía pública pero el aumento de autos en la ciudad hace que se forme un obstáculo para el tránsito, por lo que dar el espacio necesario para estos vehículos es importante. La tecnología en el diseño de estacionamientos es diversa y diferente de acuerdo a la realidad de la ciudad y la economía de la misma. Es uno de los objetivos de este trabajo de presentar una alternativa de utilizar la tecnología en este caso un PLC para el control de los autos que ayuda a manejar una playa de estacionamiento sin problemas en su administración y control automático.

III.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El proyecto es la automatización de una playa de estacionamiento por medio de un PLC TSX1722012 de marca Telemecanique, el consta de 12 entradas y 8 salidas donde las entradas son sensores y pulsadores del control de la playa, y las salidas son para motores e indicadores del estado de la playa el cual es controlado por el PLC. Puertas de Ingreso y salida:      

Tienen un sistema de control y reconocimiento de matrículas. Sensores de lazo inductivo. Barrera automática, con sensores de fin de carrera. Indicadores en la entrada de estado de capacidad de la playa. Un pulsador de aceptar la salida de un auto (cajero automático). Un pulsador de emergencia que detiene todo el proceso.

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IV.

FUNCIONAMIENTO: El auto al ingresar paso por el primer lazo inductivo el cual es detectado y empieza a subir la barrera o0,4 para su ingreso, cuando es detectado por el primer lazo es capturada la matricula por cámara fotográfica ANPR la cual es guardada en la memoria del cajero automático. Al llegar al final de carrera se detiene y espera que el auto pase por la segundo lazo cuando paso por este sigue esperando hasta que el primer lazo sea desactivado, cuando es desactivado el primer lazo espera 3 segundos a para empezar a bajar la barrera o0,5 y recién cuenta el ingreso del auto, la barrera se detiene cuando llega al otro final de carrera y se confirma la grabación de la placa del auto. Para la salida del auto es el mismo procedimiento que el de la entrada con la diferencia que tiene que haber pasado por el cajero automático el cual activara el pulsador i0,6 para su salida del vehículo y recién podrá salir, en caso de que no sea activado por el cajero automático por más que se ponga encima del sensor este no se abrirá. Luces de indicación: Tiene un LED de encendido oO,O que indica al cajero el encendido y en la entrada de la playa tiene dos tipos indicadores un verde o0,1 que indica que pueden entrar y rojo o0,3 que está lleno la playa de estacionamiento, Cuando el LED verde empieza a parpadear indica que falta un solo auto para que el estacionamiento quede lleno. Cuando un auto se queda parado más del tiempo en la entrada o salida obstruyendo el transito se prende la sirena indicando problemas de acceso o la salida. Cuenta con un pulsador de Emergencia (stock) i0,1 el cual al ser pulsado detiene todo el proceso, y es activado por este mismo pulsador pero al mantener presionado por 3 segundos, cuando es activado este pulsador prende una alarma que indica que a sido presionado y se puede apagar también si se presiona el pulsador de encendido o apagado.

V.

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA PARA CONTROL DE LA PLAYA ESTACIONAMIENTOS 1. Sensores De Espira o Lazo Inductivo El detector de presencia de vehículos es un dispositivo basado en microprocesador diseñado específicamente para aplicaciones en Estacionamientos, Control de accesos, y plazas de Peaje. La función principal del módulo es detectar la presencia de vehículos por medio de un cambio en la inductancia que se origina cuando el móvil pasa por encima de un Lazo inductivo. Los distintos modos de operación se seleccionan cambiando la posición de unas llaves tipos DIP (DIP switches) que se sitúan en el panel frontal. Dichas llaves permiten seleccionar frecuencias de los lazos, rango de sensibilidad y modos de activación. El CB1PR02-XF posee indicadores luminosos (Led) en el panel frontal que indican el encendido de la unidad y el estado de cada canal. Cuando los leds de los canales actúan intermitentemente indican una falla del canal o del lazo respectivo.

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FIGURA N° 1 Detector de Vehículos CB1PR02-XF

FIGURA N° 2 Auto sobre el sensor magnético.

Se utiliza 2 lazos inductivos en la entrada y 2 en la salida lo que hace que se pueda detectar cuando entra o sale un auto, al poner estos do sensores con el primero se detecta para poder abrir la barrera y el segundo para confirmar el ingreso y saber así la cantidad de autos como también si están dentro o en espera de entrar.

FIGURA N° 3 Distribución de los lazos magnéticos.

La distancia de los lazos están diseñados para autos pequeños ya que es un estacionamiento para vehículos regulares, la respuesta del lazo inductivo es confiable y rápida lo que da la seguridad de poder detectar el ingreso de 2 vehículos en forma seguida

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El lazo en el suelo se usa ranuras de ancho aproximado 8-10 mm, profundidad aproximada 4050 mm. Se implementa un lazo inductivo de 180 cm x 50 cm. Se eligió este valor porque cubre todo el ancho de los vehículos para así obtener mayor concentración del campo magnético en el centro.

FIGURA N° 4 Barrera y modulo Detector de Vehículos CB1PR02-XF

2. Barreras de entrada y salida Es la barrera la que va a permitir indicar si un auto ingresa o sale ya que al estar cerrada, con el semáforo de entrada indicara si se puede ingresar ya que este contara los espacios para poder utilizar la playa, en caso de no haber el espacio para un auto más se bloquea en espera a que haya el espacio, con el encendido de la luz roja. Cada barrera tiene dos sensores de fin de carrera los cuales indican los topes a avanzar y hacen que el motor se detenga y avise al PLC pueda dar otra instrucción.

Sensor de fin de carrera Interruptor final de carrera con rodillo, llamados también interruptores de posición, son detectores que detectan la posición de un elemento móvil por accionamiento mecánico, son ampliamente utilizados en las industrias y en proyectos diversos, lo que hace su fiabilidad de trabajo, existen varios tipos los que pueden ser escogidos según este en el mercado y por su costo. El interruptor DC1C-A1RC es un que por el tamaño y fácil manipulación se utiliza y se puede utilizar ampliamente por trabajar hasta 5A a 125-250VAC.

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FIGURA N° 5 Final de carrera con sus dimensiones.

3. Lector de salida y emisión de tickets. El sistema ANPR captura la placa del auto y realiza un procesamiento digital de imágenes es pasado a una PC que permite los cálculos, muestra en su pantalla LCD del cajero el tiempo de estadía en la playa y el costo vinculado a este. El pago se realiza al contado o por medio de tarjeta de crédito de un cajero automático de la marca TCM ENGINY. Una vez efectuado el pago se emitirá un ticket comprobando su pago. Esta señal se lleva al PLC que indica el pago fue efectuado.

a. SISTEMA ANPR

FIGURA N° 6 Cámara fotográfica

El reconocimiento automático de matrículas (Automatic Number Plate Recognition o ANPR, en inglés) es un método de reconocimiento óptico de caracteres en imágenes para leer las matrículas de los vehículos. El ANPR se puede utilizar para almacenar las imágenes capturadas por las cámaras fotográficas, así como el texto de la matrícula. En algunos casos, el ANPR se puede configurar para almacenar también una fotografía del conductor. Estos sistemas a menudo utilizan iluminación infrarroja para hacer posible que la cámara pueda tomar fotografías en cualquier momento del día. La tecnología ANPR tiende a ser específica para una región, debido a la variación entre matrículas de un lugar a otro.

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El software del sistema llamado “CARMEN ANPR” de Visión Artificial se ejecutará sobre un PC convencional y estará enlazado con el resto de las aplicaciones o bases de datos.

FIGURA N° 7 Forma de captura de numero de matricula.

FIGURA N° 8 Pantalla de monito con el Programa Carmen

b. Cajero Automático El cajero automático TCM SIC-PARK ha sido diseñado para garantizar la salida de autos de una playa de estacionamiento de manera ordenada, rápida y segura logrando evitar aglomeraciones y esperas.     

Soporta todos los medios de pago (monedas, billetes, tarjeta de crédito). Pantalla TFT de 15”, interactiva para el usuario (touch screen). Posibilidad de emitir duplicados de tickets perdidos, ilegibles o gestión de incidencias en remoto desde el Cajero Automático. Posibilidad de pago del recibo de abonados (opcional). Estructura totalmente modular que ayuda las tareas de mantenimiento y gestión. 8

FIGURA N° 9 Cajero automático

VI.

PROGRAMA EN LADDER

1. Configuración del contadores (C) TABLA N° 1: Contadores utilizados en la programación del ladder

C 1 2

%C1 %C2

Nombre

FALTA_UNO_PARA_CAPACIDAD_MAX LLEGO_A_CAPACIDAD_MAX

Valor 3 4

2. Timer (T) TABLA N° 2 Timer utilizados para la programación de ladder

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

%T0 %T1 %T2 %T3 %T4 %T5 %T6 %T7 %T8 %T10 %T11 %T12 %T13 %T14 %T15 %T16 %T17 %T18

UN_SEGUNDO_PARA_BAJAR_MOTOR_1 DESPUES_DE_QUE_AUTO_ENTRA UN_SEGUNDO_PARA_BAJAR_MOTOR_2 DESPUES_DE_QUE_AUTO_SALE PARPADEO_DE_LED_1 PARPADEO_DE_LED_2 CUANDO_UN_AUTO_SE_QUEDA_PARADO BARRERA_E_AL_AIRE BARRERA_S_AL_AIRE PULSAR_3S_PAGA_CONTINUAR AN_REBOT_E_2 AN_REBOT_S_2 ON_OFF_1 AN_REBOT_E_1 AN_REBOT_S_1 SENSORES_ARRIBA_ACTIVADOS_ESPERA ESPERA_QUE_LLEGE_MOTOR_A_FINAL CUANDO_FINALES_DE_CARRERA_DESAC

Tiempo Base 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s

Valor 1 3 1 3 1 1 30 10 10 3 1 1 3 3 3 25 20 25

9

3. Bits de memoria (M) TABLA N° 3: Bits de memoria utilizados para la programación del ladder

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

%B1 %B2 %B3 %B4 %B5 %B6 %B7 %B8 %B10 %B11 %B13 %B14 %B15 %B19 %B20 %B21 %B22 %B23 %B24 %B26 %B30 %B31 %B50 %B51 %B52 %B53 %B54 %B55 %B56 %B57

BANDERA_INICIO BAN_I_BAJ_MOT_ENT BAN_I_BAJ_MOT_SAL PUEDE_SALIR BAN_M_E_BAJA BAN_M_E_SUBE BAN_M_S_BAJA BAN_M_S_SUBE T_E_BARRERA_BAJE T_S_BARRERA_BAJE EMERGENCIA_OBSTACULO SENSORES_E_AL_AIRE SENSOR_S_AL_AIRE STOCK FALLA_MOTOR PARPADEO_DE_SEMAFORO_1 PARPADEO_DE_SEMAFORO_2 LLEGO_A_MAX ACTIVA_PARPADEO BAN_NUNCA_LLEGA_MOTOR BAJ_E_INMEDI_BARRE BAJ_S_INMEDI_BARRE BAN_ENT_2_PULSA BAN_SAL_2_PULSA BAN_ANTI_REBOTE_E2 BAN_ANTI_REBOTE_S2 CUANDO_FALLA_MOTOR ON_OFF_ BAN_ANTI_REBOTE_E1 BAN_ANTI_REBOTE_S1

4. Programa listas y diagramas Ladder 1:  Se prende con %i0,0 y se mantiene prendida la bobina B18 por ser una bobina SET.  Se mantiene encendido B18 o se pone en stock B19 prendiendo y activando todo el circuito.  Esto es solo cuando se prende donde B1 solo se activa al inicio y revisa si las barreras están abajo i0,7 y i0,8.

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Ladder 2:  Cuando se prende con i0,0 se activa la bandera de inicio o con B2 o B3.

Ladder 3:  Para que pueda salir i0,6 tiene que ser activado, B4 es una bandera para poder salir y se mantiene prendido hasta que salga.  En caso de que salió se apaga la bandera o en caso de que no utilizo la salida se desactiva después de un tiempo por B11 , también se desactiva cuando se pone stock.

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Ladder 4 y 5:  

Cuando un auto va a entrar o salir pasa por el primer lazo i0,2 ó i0,4 el cual activa la barrera a subir y se desactiva cuando llega al final de carrera i0,8 ó i0,10; los demás son de condiciones iniciales o revisa si está lleno o0,3 y no se activa de ser así. Cuando ya entro el auto espera un tiempo de 3 segundos para bajar la barrera activando B10.

12

Ladder 6 y 7:  Cuando ya salió el auto espera un tiempo de 3 segundos para bajar la barrera activando B11.  Los timer T0 y T2 son para el caso de que no entro o salió el auto, espera un segundo y baja la barrera con B30 ó B31.

13

Ladder 8 y 9:  Son activados los T1y3 por B10 y B11, los que esperan 3 segundos para bajar las barreras activando B5 y B7 y desactiva al mismo tiempo las banderas B10 y B11.

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Ladder 10:  Desactiva las banderas de los motores de bajada B5 y B7 de la barrera para la entrada y salida.

Ladder 11 y 12:  Baja la barrera de entrada o0,5 o de salida o0,7 y desactiva las banderas de B30 y B31 cuando cuando las banderas están activas.

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Ladder 13:  Sube la barrera de entra o salida con o0,4 y o0,6 ; esto cuando las banderas B6 y/o B8 están activas y los finales de carrera están apagados.

Ladder 14 y 15:  Los timer T4 y T5 son de un segundo estos hacen parpadear o mantener prendido una salida, es utilizado para parpadear el LED verde en caso de que falte un auto para llenar el estacionamiento.  Es activado para parpadear o mantener prendido con B22 y B24, y se apagan con B23 cuando se llenó la playa de estacionamiento.

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Ladder 16 y 17:  El contador C1 cuenta un menos que C2 esto para que parpadee cuando falte un auto para llenar la playa de estacionamiento, si se modifica la cantidad de autos a registrar se tiene que tener en cuenta la relación de los dos contadores.  Cuando llega a la capacidad máxima se prende el LED rojo y apaga el verde.

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Ladder 18 y 19:  El Timer T6 espera a 10 segundos cuando un auto se queda parado sin moverse el cual activa la sirena por tener un obtaculo en la entrada o salida.

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Ladder 20 y 21:  Los Timer T7 y T8 esperan el tiempo para ver si las barreras no estan en los finales de carrera, haciendo los bajar.

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Ladder 22 y 23:  El T3 es para el apagado general con este contador se puede apagar pulsando por segunda vez i0,0 el cual es apagado en 3 segundos después de ser pulsado con el T9.

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Ladder 24:  El botón de stock i0,1 es activado cuando se presiona una sola vez, si se presiona otra vez este no es activado a no ser que se presione por 3 segundos, y se reanuda todo el circuito.

Ladder 25: 

B17 o con i0,0 y con B19, apagan a B18

21

Ladder 26:  

Cuando dos lazos están activos al mismo tiempo se activa las banderas. Para bajar la bandera de motor de bajada.

Ladder 27: 

Para anti rebote de salida y entrada 2

22

Ladder 28: 

Para anti rebote de salida 2

Ladder 25: 

Para anti rebote de Entrada 1

23

Ladder 30: 

Para anti rebote de salida 1

Ladder 31: 

Reloj para activar alarma si motores no funcionan

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Ladder 32: Cuando sensores de fin de carrera están al aire

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5. Entradas TABLA N° 4: Entradas de Playa de Estacionamiento

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

%I0,0 %i0,1 %I0,2 %I0,3 %I0,4 %I0,5 %I0,6 %I0,7 %I0,8 %I0,9 %I0,10

BOTON_DE_ON_OFF BOTON_DE_EMERGENCIA LAZO_ENT_1 LAZO_ENT_2 LAZO_SAL_1 LAZO_SAL_2 BOTON_ACTIVA_SAL SEN_ENT_BAJO SEN_ENT_ARRI SEN_SAL_BAJO SEN_SAL_ARRI

6. Salidas TABLA N° 5: Salidas de Playa de Estacionamiento

1 2 3 4 5 6 7 8

%O0,0 %O0,1 %O0,2 %O0,3 %O0,4 %O0,5 %O0,6 %O0,7

PRENDIDO SEMAFORO_VERDE SIRENA SEMAFORO_ROJO MOTOR_ENTRA_SUBE MOTOR_ENTRA_BAJA MOTOR_SAL_SUBE MOTORR_SAL_BAJA

VII. ESQUEMA DE LA PLAYA DE ESTACIONAMIENTO

FIGURA N° 10 Esquema de estacionamiento.

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VIII. CONCLUSIONES    

Se puede utilizar el PLC para el control de una playa de estacionamiento por ser fácil de usar como la fiabilidad que brinda. La utilización de lazos magnéticos ayudan a disminuir la cantidad de sensores al utilizar. La simulación del ladder en el twidoSuite de Telemecanique es buena ya que funciono sin problema al pasar a la computadora. La maqueta ayuda a simular un hecho real como es la playa de estacionamiento.

RECOMENDACIONES Y OBSERVACIONES  

Se tiene que tener cuidado con repetir los timer por que puede traer problemas en la programación. Se tuvo problemas con los pulsadores que remplazan a los lazos magnéticos, y para solucionar se adaptó con anti rebotes para que no fallen en el momento de la prueba.

BIBLIOGRAFÍA       

PARKING INTELIGENTE INGENIERÍA DE TRANSITO, S.A. DE C.V. Solución TCM Enginy (Manual). http://www.maps.es/fntesp/LazoInductivo.htm http://www.tcmenginy.es/productos.php?Nodo=9802&Idioma=S&ID=9000061 WWW.NEXTFOR.COM WWW.SICTRANSCORE.COM

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