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Industrial Data
ISSN 1810-9993 versión on-line

 


Ind. data v.11 n.2 Lima jul. 2008

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SISTEMAS E INFORMÁTICA

Control y supervision de un proceso electro-neumatico

Control and monitoring of an electro-pneumatic process abstract

 

Mg.Ing.Jose Antonio Velasquez Costa(1)

1 Jefe del Laboratorio de Automatizacion CIM (UNIVERSIDAD RICARDO PALMA.PERU) Email: avelasquez@urp.edu.pe; cim.urp@gmail.com


RESUMEN

El presente articulo busca detallar de una manera sencilla como se puede controlar y supervisar un proceso electro-neumatico desde la pantalla de una computadora empleando el software SCADA Intouch.

Palabras clave: Electro-neumatica, Control, Supervision, Intouch  


ABSTRACT

This paper seeks to detail the manner to control and supervise an electro-pneumatic process through the screen of a computer using Intouch SCADA software.


INTRODUCCION

La incorporacion de herramientas de automatizacion en los procesos industriales es una necesidad para toda empresa que busca sobresalir en su propio mercado y en los internacionales.

La electro neumatica,los controladores logicos programables (PLC ’s), la robotica,los sistemas de supervision y control (SCADA),y en general de la automatizacion,concentran un conjunto de tecnologias y aplica ciones cuya implantacion industrial incrementa drasticamente la pro ductividad,permitiendo en paralelo la mejora de calidad de los productos y de las condiciones de trabajo del personal de planta.

El control de un sistema electro neumatico puede ser realizado a traves de un PLC con caracteristicas que permitan el optimo desempeno de los elementos a controlar.Para este proyecto se empleara un PLC Festo de tipo compacto,al cual se conectaran 3 cilindros de doble efecto,a 3 electro valvulas biestables,cada una de ellas con un.

La supervision del sistema se lograra mediante el uso del software In touch,ello permitira que todas las variables del proceso se muestren en la pantalla de un computador.Esta es una ventaja para iniciar o de tener la secuencia del sistema electro neumatico,porque solo bastara con oprimir un boton del mouse.

DISEÑO DEL MODELO NEUMATICO Y ELECTRO-NEUMATICO

El diseño del sistema se realizara en el software FluidSim,el cual tam bien permite simular secuencias de sistemas neumaticos y electro neumaticos.

Para iniciar,se colocara en el proyecto los siguientes dispositivos: fuente de aire comprimido,unidad de mantenimiento,pulsadores,elec tro valvulas tipo 5/2 biestables,finales de carrera y sensores.

En la Figura N..1 se muestra el diseno del sistema neumatico pro puesto para la secuencia A+B+C+A B C .Esto es,al presionar un pulsador se extiende el cilindro A;cuando ello ocurre,se activa el final de carrera A1,quien envia una senal para que el cilindro B se extienda; cuando ello ocurre,se activa el final de carrera B1,quien envia una senal para que el cilindro C se extienda;cuando ello ocurre,se activa el final de carrera C1,quien envia una senal para que el cilindro A se retraiga;cuando ello ocurre,se activa el final de ca rrera A0,quien envia una senal para que el cilindro B se retraiga;cuando ello ocurre,se activa el final de carrera B0,quien finalmente envia una senal para que el cilindro C se retraiga.El ciclo puede ser unico o continuo.Sera ciclo unico si se presiona el pulsa dor rasante,y ciclo continuo,si se presiona el pulsa dor con enclavamiento.

 

La Figura N..2 muestra el diseno electro neumatico del sistema propuesto.Aqui se han asignado distinto tipos de detectores para las posiciones retraidas y extendidas de los cilindros de doble efecto.La tabla 1 muestra las senales de entrada de los finales de carrera y sensores que se conectan al PLC para permitir la supervision del sistema.

Segun el diseno propuesto,la simulacion muestra concretamente la secuencia A+B+C+A B C . Cada letra representa un cilindro,en este caso se tiene 3 cilindros,el simbolo “+”representa el cilindro extendido,el simbolo “”representa el cilindro retra ido.Visto de esta manera,se logra detallar lo que ocurre en el circuito electro neumatico:

 

Al presionar un pulsador electrico conmuta la val vula de control del cilindro A conmute y permite que el aire comprimido ingrese a la valvula,llegue al ci lindro y se extienda el cilindro.Una vez extendido el cilindro A,el sensor optico A1,detecta dicha po sicion y envia una senal para que la valvula que controla al cilindro B conmute y permita que este FUENTE:Elaboracion propia cilindro se extienda.Cuando ello ocurre,el final de carrera B1 se activa y envia una senal para que la valvula de control del cilindro C tambien conmute y se extienda dicho cilindro.Al estar extendido,se activa el final de carrera C1 y permite el retroceso del cilindro A,luego de cilindro B y,finalmente,del tercer cilindro.

 

MONTAJE DE LA APLICARON REAL

El montaje del sistema electro neumatico propuesto se realiza sobre una placa perfilada en la cual se co locaran cada uno de los elementos del sistema elec tro neumatico.

Las direcciones de las senales que se conectaran al PLC se muestran en la Tabla N..2:

 

La Figura N..3 muestra las conexiones de las entra das y salidas al PLC de la aplicacion real.Se debe precisar que este PLC trabaja con 24VDC al igual que el bloque de pulsadores,es por ello que se re quiere una fuente externa estabilizada que propor cione dicho voltaje.

La Figura N..4 muestra la disposicion del PLC que se conectara a las ocho entradas y seis salidas co rrespondientes del sistema electro neumatico.

Control del sistema propuesto

El control de esta secuencia se realizara a traves de un PLC compacto Festo,el cual tiene capaci dad para conectar hasta un maximo de 12 entra das y 8 salidas.El programa de control sera el siguiente:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En la Figura N..5 se muestra la apariencia del soft ware FST que permitira la programacion del PLC Festo.La programacion se realiza en el lenguaje Statement List o tambien llamado Lista de instruc ciones.Para descargar el programa al PLC,se debe instalar el driver de comunicacion TCP/IP e incluirlo en el proyecto.Para ello se ingresa a Dri ver Configuration y se asigna una direccion IP al PLC.Ver Figura N..6.

 

 

Supervision del sistema propuesto

Una de las partes mas importantes de los sistemas de automatizacion lo constituye el sistema de visua lizacion de los datos,lo que se conoce como Inter fase Hombre Maquina (MMI)o Interfase Humano – Maquina (HMI),tambien se denomina Software SCADA.El software SCADA o HMI esta formado por diferentes software ’s o programas que corren en una computadora y cuyo objetivo es de visualizar todos los datos que se miden en la planta o en el campo de manera amigable,y que permita el control de la misma de manera simple y efectiva.Entonces, luego de realizar el programa de control y verificar que realmente ocurra la secuencia deseada,se tra baja con el software Intouch que es un software SCADA.En el se disena el proceso arrastrando de su amplia libreria,los elementos que se van a visua lizar.El objetivo es supervisar en la pantalla del com putador,lo que ocurre en el proceso y ademas en tiempo real.La Figura N..7 muestra el diseno del sistema propuesto en el software Intouch.

 

En esta etapa es indispensable la utilizacion del pro grama de comunicacion IPC Data Server,el cual permite realizar la comunicacion DDE entre el PC y el PLC.Ver figura 8.Este programa envia y recibe datos de los PLC ’s que tengan instalado el driver TCP/IP (IPC ’s).Tambien se puede comunicar con PLC ’s que tengan solo conexion RS232 (FPC ’s). Este tambien actua como un servidor DDE (Dinamic Data Exchange),que provee una interfase con los programas clientes DDE,en este caso el InTouch. Se requiere configurar la comunicacion hacia el PLC,en nuestro caso sera a traves de un protocolo de red TCP/IP.

 

En la Figura N..9 se muestra la ventana de configu racion del protocolo TCP/IP,en ella se tiene que asignar una direccion IP al PLC,para que se pueda comunicar con este dispositivo.

Luego de configurar el protocolo de comunicacion del PLC,se ingresa a la ventana Access name del Intouch para enlazar datos via DDE de otras aplica ciones Windows hacia InTouch.Aqui es importante el nombre de “acceso ”que se asigne,dado que ese nombre se utiliza mas adelante en otra ventana de configuracion.La Figura N..10 muestra la ventana del Access Name.

Tambien se requiere configurar en el Intouch todas las senales que se emplearan en la supervision.Se debe tener en cuenta que cada senal se configurara tipo I/O Discrete y adicionalmente mediante el boton Access Name,se selecciona el “acceso ”creado an teriormente.En la Figura N..11 se muestra la co rrecta configuracion de las senales I/O que se realiza en el Intouch.

 

 

Finalmente,desde el Intouch,se ingresa a Runtime y se lograra supervisar en tiempo real la secuencia Electro neumatica.La Figura N..12 muestra la vista del WindowViewer del Intouch,desde donde se puede controlar el proceso con el boton Start o el Switch ON/OFF.Si se desea que la secuencia se re pita un solo ciclo,se presiona el boton Start y si se quiere que la secuencia sea continua,se presiona el Switch.La supervision se vera en tiempo real en la pantalla del computador.

 

 

CONCLUSION

1.En el diseño del modelo electro neumatico se emplea el software FluidSim,el cual tambien permite simular su funcionamiento.

2.montaje de la aplicacion real se realiza tomando en cuenta cada una de las senales configuradas en el software FluidSim.

3.La programacion de la secuencia para la aplica cion real se realiza en el software FST.Dicho programa debe ser descargado al PLC.

4.Existen parametros como la direccion IP y otros que se deben configurar para que se realice la correcta comunicacion entre el proceso electro neumatico y el software Intouch.

5.Se logra el control y supervision en tiempo real del sistema electro neumatico a traves de una pantalla previamente disenada en el Intouch.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1.Bolton,W.(2006).Mecatronica.

2.Garcia Moreno,Emilio (2001).Automatizacion de Proceso Industriales.

3.Piedrafrita Moreno,Ramon (2001).Ingenieria de la Automatizacion Industrial.

4.FST User's Guide.Festo.

5.InTouch Users Guide.Invensys Systems. Wonderware.

 

Recepcion: Marzo de 2008

Aceptacion: Mayo de 2008  

 

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