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• Alejandra Zubieta Jemio

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UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FAC'ULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENTERIA ELÉCTRICA Y FVECTRÓNICA

EJERCICIOS RESULTOS EN CLASES SOLUCIONES DE PRÁCTICAS

Auxiliar de cátedra:

Materia: Semestre:

GONZALO MORALES VILLARROEL ELT 3932 — AUTOMATISMOS INDUSTRIALES 1— 2003

00095

iL i -

morales v marroei

JY.-32 AtitOrilat1SMOS Illaustnates

IIV PI 1W~

AUXILIA' U KA IILs CATEDRA AUTOMATISIVIUS 11VDVS1K1ALO ELT — 3932

GESTION 112003 Las ciases de auxiliatura de-la material de Automatismos Industriales ELT - 3932 fue realizada, cumpliendo con el programa y con el formato, que se propuso realizar a lo largo de la gestión 112003. Se realizaron 8 clases teóricas y 3 clases de laboratorio que hacen un total de 11 clases en el semestre. Se extendieron a los alumnos 3 practicas y 1 laboratorios. A continuación se presenta un resumen de lo que se hizo en la materia en dicha gestión: RESUMEN Clase Auxiliatura # I Tema: Introducción a la automatización

Contenido: Definiciones. n Enfoque Global de un Sistema de Producción. Estructura de los Sistemas Automatizados.

Clase Auxiliatura # 2 Tema: Lógica Combinacional (repaso)

Contenido: Ejercicio 1

Clase Auxiliatura W 3 Tema: Lógica Combinacional (repaso)

Contenido: Ejercicio 1

00096

rii4A111711 . % ríi.

Gonzalo Morales V iiiarrp,ei



tL 1 - 3932 Automatismos Industriales

Ciase Auxiiiatura ? 4 Tema:- Lógica Secuencia' Asíncrona Contenido: Diagrama de Bloques de un Sistema Secuencial Asíncrono. Circuitos con Latch SR Tabla de Excitacion

Clase Auxiliatura # 5 Tema: GRAFCET Contenido: Ejemplo de aplicación de GRAFCET AUTOMATISMO DE UN PUERTA

Clase Auxitiatura # 6 Tema: GRAFCET contenido: Ejemplo de aplicación de GRAFCET Arranque Estrella Triangulo. Se proporciono un manual de GRAFCET con ejemplos.

Clase Auxiliatura # 7 Tema: Lógica Secuencia' Asíncrona Contenido: Ejemplo Bomba centrífuga

Clase Alai-fintara # 8 I" INTOUCH Contenido: Ejemplos de aplicación .

00097

Egte. Gonzülü ivioiale5 Villarroel



ELT - 3932 Automatilaios Industriales

Laboratorio # 1 Tema: Utilización del software CACEL para repaso de lógica cableada. Contenido: Test de conocimientos interactivo que contiene el CACEL

Laboratorio # 2 Tema: IN TOUCH. Contenido: n Realización en el IN TOUCH movimiento de objetos.

Realización de Scripts, para el movimiento. PRACTICAS EMITIDAS

PIRACTICA # 1 o Lógica combínacional

F1ACTiCA 2 Conceptos generales.

PRACTICA # 3 Grafcet y lógica secuencial asincrona.

Egre. Gonzalo Morales Villarroel Auxiliar Automatistnos IndustrMles ELT -3932 Gestión 1/21103

00098

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

CLASE AUXILIATURA # 1 AUTOMATISMOS INDUSTRIALES ELT — 3932 DEFINICIONES Automatismo.- Ejecución de actos sin participación de la voluntad. Automatización.- Aplicación de la Automática a cualquier tipo de proceso. Planta.- Planta es un conjunto de piezas de una maquina que funciona conjuntamente, cuyo objetivo es realizar una operación determinada, que se debe controlar (ej. Un horno de calentamiento, un reactor químico, etc.) Sistema.- Un sistema es una combinación de componentes que actúan conjuntamente y cumple determinado objetivo. Un sistema no esta limitado a objetivos fisícos. Sistema de producción, Proceso industrial o proceso.- Proceso es una operación o desarrollo natural caracterizado por una serie de cambios graduales, progresivamente continuos, que se suceden uno a otro de un modo relativamente fijo y que tienden a un determinado resultado o fmal Conjunto de equipos destinados a realizar una serie de transformaciones físicas, químicas o térmicas de materias primas o brutas para convertirlas en productos de mayor valor. ENFOQUE GLOBAL DE UN SISTEMA DE PRODUCCIÓN Energías Neumática

Eléctrica

MATERIALES

PRODUCTOS SISTIEMA DE PRODUCCION

Auxiliares: Aguas Lubricantes

desperdicios

Ajustes, Mantenimiento, etc.

00099

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS AUTOMATIZADOS.9 Parte operativa (p.o) 9 Parte de Mando (p. m) Ordenes de mando PARTE 4 OPERATIVA (P.O.)

PAR 1' E DE MANDO (P.M.) Informaciones de retomo

â Parte operativa.Es la que opera sobre la maquina y el producto

Los utiles y medios diversos que se aplican en el proceso de elaboración. Los accionadores destinados a mover el proceso automtizado: - Motor eléctrico Cilindro hidráulico Cilindro Neumatico Parte de mando.Es la que emite ordenes hacia kla parte operativa y recibe señales de retorno para

coordinar sus acciones. Realizada con tecnologías de tratamiento progrmables. En el centro de la parte de mando está el tratamiento que coordina los tres dialogos que a el convergen: El dialogo con la máquina o proceso. Mandos de los accionadores (motores, cilindros) a través de los pre accionadores (contactores, distribuidores, variadores de velocidad, etc) adquisición de las señales de retorno por los sensores ( de nivel de temperatura, de presión de flujo de posición, etc El dialogo hombre-maquina Para ajustar, reparar la mauina, el personal emite consignas y recibe informaciones de retorno. El dialogo con otras maquinas. Varias maquinas pueden cooperar en una misma producción, Su coordinación esta garantizada por el dialogo entre sus partes de mando.

00100

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

1 PARTE OPERATIVA

ELT - 3932 Automatismos Industriales

PARTE DE MANDO 1

1

PREACCIÓNADORES 4

IACCIONADORES

D

\4

4-TRATAMIENTO

PROCESO

SENSORES

I .,

A T

O

TRANSDUCTORES COMUNICACIÓN

OTRAS PARTES DE MANDO

OO

IO

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

ELT - 3932 Automatismos Industriales

CLASE AUXILL4TURA # 2 AUTOMATISMOS INDUSTRIALES ELT — 3932 Ejercicio 1

Un montacargas debe elevar cargas comprendidas en 10 y 60 Kg. Para ello llevan una plataforma que esta agrupada sobre resortes. Según la importancia de las cargas a elevar se incluyen en el circuito tres contactos regulables las condiciones de funcionamiento son las sgtes: En vacío el montacargas puede funcionar es decir si ninguno de los tres contactos a, b ó c están accionados. Para cargas comprendidas entre 5 y 10 Kg el montacargas no puede funcionar, si solo el contacto "a" esta accionado. Para cargas comprendidas entre 10 y 60 Kg el montacargas debe funcionar es decir sí solo los contactos "a" y "b" están accionados. Para cargas superiores a 60 Kg el montacargas no puede funcionar es decir sí los tres contactos están accionados.

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

Mapa de Karnaueh

Solución

bi 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

1

a b 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1,

e 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X

bi a / b c 00 01 11



10

00 O 0 0 1

01 O 0 X X

I 11 I O 0 1 0 11 X 1

10 O 0 1 Z

Ecuacion !ocien

S = bi a' + bi b c' S = bi (a' ± b c')

0 1 0,

1

1

0

Diagrama Loeico bi

S

a'

b c' Diagrama de contactos

bi

a'

00103

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

CLASE AUXILIATURA # 3 AUTOMATISMOS INDUSTRIALES ELT — 3932

LOGICA COMBINACIONAL Ejercicio 1 Sobre un barco representado en corte transversal y en el que el fondo comprende 3 compartimientos destinados a recibir un cargamento de liquido, la carga se realiza por medio de una bomba transfert gobernada por los indicadores de carga (contactos a,b,c) cuando el liquido alcance un cierto nivel en uno de los compartimientos. El llenado es correcto (es decir, las cargas están bien repartidas) en los casos siguientes: Cuando se carga el compartimentó central b Cuando se cargan los compartimentos a y c Cuando se cargan os 3 compartimentos a, b y c. Cuando no se carga ninguno

Solución



a b c B 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1

Mapa de Karnauch a /be

00

01

11

a

a

1 1 ni

111-1Wil

Ecuación LoRica B = a e + a'bc'

00101

(zaio

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Morales Villarmel

Dianranin LoPiro

o

b E.

—1

a

a



1

o

o

Diagrama de contactos

a

c

B a'

c'

00105

Auxiliar: For,. Gonzalo Morales Villarroel

ELT - 3932 Automatismos Industriales

CLASE AUXILIA TURA 4 UTOMATISMOS INDUSTRIALES ELT - 3932

LOGICA SECUENCIAL ASINCRONA

ENTRADAS

DE n VARIABLES

X1 -1.1

Z1

X2

Z2

Xn

y1 y2

Circuito Combinacional

yn k VARIABLES SECUNDARIAS

(estado presente)

Retardo 14

SALIDAS DE m VARIABLES

Zn

1

k VARIABLES SECUNDARIAS (estado siguiente)

1 Retardo Retardo DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN SISTEMA SECUENCIAL ASINCRONO El cambio de estado ocurre cuando hay un cambio en las variables de entrada. El estado cambia inmediatamente después de los cambios de entrada. Es un circuito combinacional con retroalimentación. Son denominados También Autómatas. Los elementos de retardo pueden verse como elementos de memoria a corto plazo: tiempo que tarda la información entre• la entrada y la salida, junto con el lazo de realimentación. Cuando una variable de entrada cambia, las Y (estado siguiente) cambia (no en forma instantánea) y se propagan a través de los retardos y llegan a ser las "y" (estado presente). . En estado estacionario yi = Vi para i = 1,2,....,k. Para asegurar la operación apropiada deben alcanzar un estado estable antes de que alguna entrada cambie de valor. Los circuitos se recomienden que actúen en MODO FUNDAMENTAL es decir que solo una variable de entrada cambia a la vez y el tiempo entre dos cambios de entrada debe ser mas largo que 1 tiempo que se tarda en alcanzar un estado estable.

00106

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxil iar: Eare. Gonzalo Morales Villarroel Circuitos con Latch tSecurn0

Según la historia, los circuitos secuénciales asíncronos se conocieron y usaron antes de que se desarrollaras los circuitos síncronos. Los primeros sistemas digitales prácticos se constituyeron con relevadores, los cuales son más adaptables a operaciones del tipo asíncrono. Por esta razón, el método tradicional de configurar los circuitos asíncronos ha sido con el uso de componentes que se conectan para formar uno o más lazos de retroalimentación. Conforme se desarrollaron los circuitos digitales electrónicos, se razono que los circuitos Flip - flop pueden usarse como un elemento de memoria en los circuitos secuénciales. Los circuitos secuénciales asíncronos pueden implementarse por el empleo de un flip - flop básico referido en forma común como un seguro SR. El uso de seguros SR en los circuitos asíncronos produce un patrón mas ordenado, lo cual puede resultar en una reducción de la complejidad del circuito. El seguro SR es un circuito digital con dos entradas, S y R y dos compuertas NOR en acoplamiento cruzado o dos compuertas NAND en acoplamiento cruzado. o Q

Q'

S

Q

Q'

t1

O

0

1

0 0 (desp. SR =10)

O

1

0

1

O

0

0

1

1

0

1 (desp. SR = 01) 0

1

u

Y=S+R' y

s

R

)0_1_ Q.

S

R

Q

1 1 0 1

0 1 1 1

0 0 1 1

O

0

1

1 1 (desp. SR = 10) 0 O (desp. SR = 01) 1

Y = S' + Ry Tabla de excitación del Seguro SR Q y

Q(t+1) Y

SR

O

o

o

x

O

1

1

O

1

0

0

1

1

X

1 O

00107

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: Egres. Gonzalo Morales Villarroel

CLASE AUXILIATURA # 5 AtilaVIATISMOS INDUSTRIALES

ELT — 3932 GRAFCET Problema Control de una puerta corrediza

Descripción: Este circuito esta diseñado para controlar una puerta corrediza accionada por medio de un cilindro-neumático. El movimiento de apertura de la puerta se controla por medio del solenoide . K3, y el movimiento de cierre de la puerta se controla por medio del solenoide Kl. Los dos contactores deben estar enclavados. El fin de carrera S2 se acciona cuando la puerta esia cenada. La puerta se abre al detectar una fotocélula Si, la presencia de alguna persona u objeto ubicado en el frente de la puerta. Si Si se activa en el momento de cierre debe proceder a ainitsv y el copiado ' voivei d (»mutat. Resuelva este problema por medio de GRAFCET, implemente con el diagrama escalera.

Gratico del problema

sl

I

i I.

.1

. 1 .i • i 1 1

1

)

•

1. ' . 1. i• • • i

L'....

r .

S2

1

ti

9 S3

00108



tLI - 39.52 Automatsmos hulustnales

?.gres. laonzato Morales Villarroei

tiKAPCL1'

Si*S2*S3 K3 S1 *S3 Sl*S2*S3

2

T S2*S3*T1/2/5seg

S2*S3

00109

isres. tirotizaio ivioraies Viiiarroei



Er1-3931_Allmnatianumanosfflaks

LOGIGRA AIA

S1*S2*S3

&

1

S*1 S2 S3 S2*S3

R

B S2*S3

A

S2'S3*t11215Seg

f-t

S2*S3.1112J5Seg B

S2*S3 SI*S2*S3 A A

K3

K1

0011O

ELT - 3932 Automatismos Inciustriaíes

Egte. Cionzaio Morales Viliarroei

CLASE AUXILIA TURA # o A UTOMATISMOS INDUSTRIALES ELT — 3932 GRAFCET

Ejemplo. Realizar un arranque estrella triangulo GRAFCET

ce bi

E

M

T ce

p

ce

ce = T bp ce = T + bp ce=T+bp ce = T * bp

00111



A x ;la+ bgte. (ionz,aio

iviorales Vtllarroel



ELT - 3932

Automatismos Industnales

LOGIG'RAMA

hi

LI 3

p=1R

T

--'1

&

[

AA ivi — Q

ftj---1

Ce H

t o

! s

t



1

1

ce --,

s 1,T ,..

bi --1 [---,

>=1

1 I°

Q Lti i 5

,w..._ 1

seg L

1

1

00112

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: tare. tionzalo Morales Villarroel DIAGRAMA ESCALERA

Y=S+R' y

bi

bp'

M

bp'

bi



tm m tm

E

11

II

bp'

T

00113

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

CLASE AUXILIATURA # 7 A UTOMATISAIOS INDUSTRIALES ELT — 3932 LOGIC4 SECUENCIA ASINCRONA Una bomba Centrifuga se emplea para llenar un recipiente. Se pone en Marcha cuando se ejerce una acción rápida (impulso) sobre el pulsador "m".Un contacto se seguridad "a" correspondiente al nivel más alto, provoca la parada de la bomba gracias a un dispositivo de palanca n cuyo final hay un flotador según la figura. Cuando el recipiente esta lleno es indispensable que cualquier acción sobre "m" No provoque la puesta en marcha del motor

Pulsador (m)

Bomba

Solucion.Tabla de estados Entradas Estados a m O 0 a 0 1 b

Salidas B O

0

1 1

0

1

0

1

1

0

c

0

d e

Comentarios C.i., Desp. de d Desp .de a, de c, de e Desp. de b Desp. de c, de a, de ,e Desp. de d, de b

00114

AL.,..liare tare. tronzalo Morales Villarroel

LL I - i932 AutomanSmos Industriales

Tabla de flujo Pnnntiva

Est_

ma 00 01

11



.11 f v

a

c

d e

Reducción de la tabla de flujo primitiva

• 'tabla de implicación

b c

Estados equivalentes (a,d), (a,e),(b,c),(d,e)

a,c

X

X j

d j X il X e j aX, ci1 1Xa , c j i1 a

b

c d

00115

li Erre. Gonzalo Morales Villarroel

•

ELT•- 3932 Automatismos Industriales

Diagrama de fusión

a



compatibles maximales (a , e , d) (b, c)

por lo tanto Li

a= d b=c

Tabla de flujo reducida

ma Est. 00 01 11 10 I (a , d , e)(á O (\d') 0 ré) 0 b , _ I I 1 (b, c) i (¿) 1 d , _ e , ma Est. 00 01 a

11

10 Ka)01(a)01(a)01b,_1 1 — I

b

Asignación binaria a las variables de estado a=0 b=1

00116

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel

Tabla de transición

Mapa K Para la Salida B ma 11 00 01 10

ma 00 01

11

10

0

0

o

1

o

1

0

1

1

Y

1

O 1 O

1 O

X

B=y Tabla de excitación del Seeuro SR Q Y

Q(t+1 Y

0 0 1 1

0 1 0 1

R 0 1 0 X

X 0 1 0

Mapas K para S v Para S



Para R

ma 00 01

11 10

Y O

0

0

1 X

1 S = m a'

ma 00 01 Y X

1

rías 11

10

11111111 R=a =

00117

AUX111d1.

tsre. tronza«) A/torales Viitarroei

ELT - 3932 Automatismos Industriales

Diagrama Lógico

m

n

Y=B a

S

Q

r R

Ql.

Diagrama de contactos

Y

a'

y r

B

Y

00118

Atrofiar

Fsre Cionzalo.IVioralas Villa.rroet



ELT- 3.932 Autnynattsrnes industriales

CIASE AUXILIATURA # Ah WMATISMOS INDUSTRIALES

ELT – 3932 IN TOLCI:

SIMULA ION DE UN CILINDRO 1-1

PZ,~812

Visibility y = off-- men real Horizontal h at right érid To right -- 100 Mon.real Visibility y = en — men real Horizontal h = at left end = 100 Te left = 100 Men real } Dos IF uno THEN h = h -r 2, ENDIF; IF h == 40 THEN v = 1, h = 0; uno = q= 1; ENDIF; IF 1 THEN t = t + 2; ENDIF; IF t --= 40 THEN = O; t = 0; q = O; ENDIF; 1F dos — 1 THEN h 0; -= 0;

t =0; ENDIF;

00119

t3 Y

iiarruel

El..17- 3932 Awomatismos industriales

MOVIMIENTO DE UN. OBJETO SIN REPETIR L4

IfteffkribliNIKAiri_ahri71. Vísibility y = off= men real Horizontal h = at right end =100 To right =100 Men real

IF uno == 1 THEN a = 2; h=h ENDIF; 1. -- 40 TI-UN my% = 0. IF troc--

1 TI-IPN = h - h + a; ENDIF; IF h--OTHEN tres - 0; 171kInIF; TV dos == 1 THEN h= (1 ENTnif;

00120

Auxiliar: Egre. Gonzalo Morales Villarroel



ELT - 3932 Automatismos Industriales

SIMULACION DE APARICION DE CARGA EN UNA CORREA

24117.40~1120.0~4

uno 1F uno — 1 THEN

vl = 1; d=d+1; ENDIF; IF d == 10 THEN v2=1; I; ENDIF; IF d 20 THEN v3 =1; ENDIF; IF d == 30 THEN v4 = 1; ENDIF; IF d — 40 THEN v5 = 1; ENDIF; IF d == 50 THEN v6 =1; ENDIF; IF d = 60 THEN v7 =1; ENDIF; IF d == 70 THEN v8 =1; ENDIF;

IF dos 1 THEN vl =0; v2 = O; v3 = 0; v4 = 0; v5 = 0; v6 = 0; v7 = 0; v8 = 0; d = 0; ENDIF;

00121



Fere. Gonzalo Morales Villarroel

EL T - 1032 Automatismos Industriales

PRACTIC4. ELT — 3932 AUTOMATISMOS INDUSTRIALES

1. El circuito de un relé esta dado por un esquema adjunto se pide: Determinar la ecuación de boole del esquema Simplificar la ecuación por medio del álgebra de boole Simplificar la ecuación por medio de los mapas K Establecer el esquema simplificado

II

r-- a

1

1

1 1

1

x

1 a'