capítulo iv

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 CAPÍTULO IV IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL 4.1.- INTRODUCCIÓN. En este capítulo se realiza la elección de PLC, antes de efectuar las especificaciones funcionales del proceso se debe realizar la descripción del mismo, luego se realizara la automatización de control del GGE, mediante la aplicación de metodologías que ayudan a resolver el funcionamiento automático. 4.2.- REQUERIMIENTOS PARA LA SELECCIÓN DE UN PLC. Para seleccionar un PLC es necesario considerar ciertos requerimientos que debe cumplir el dispositivo desde el punto de vista del hardware y el software.  Número de entradas y salidas. La cantidad de entradas y salidas, dependerán del esquema para el circuito a controlar es decir depende del número de captadores y actuadores que el diseño lo disponga. Tipo de entras y salida : Esto se refiere a que hay que señalar si las entradas son de tipo ON   OFF o son entradas de tipo análogo. Fuente de alimentación. Se debe verificar los niveles de voltaje necesario el cual  puede variar desde 220, 110, 24, 12 voltios. Capacidad de memoria. Es importante definirla al momento de realizar el programa, debido a que según el número de instrucciones o largo del programa será la capacidad de memoria a utilizar. Programa fácil de editar. La visualización del programa debe ser editada en una  pantalla en forma simple, y en cualquier lenguaje de programación. Poseer una memoria no volátil y de respaldo . Esta memoria de respaldo es importante ya que permite almacenar el programa necesario. Protocolos. Esto se refiere a los diferentes tipos de protocolos necesarios para la comunicación con los dispositivos a interactuar.

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4.1.- INTRODUCCIÓN.
En este capítulo se realiza la elección de PLC, antes de efectuar las
especificaciones funcionales del proceso se debe realizar la descripción del mismo,
luego se realizara la automatización de control del GGE, mediante la aplicación de
metodologías que ayudan a resolver el funcionamiento automático.
4.2.- REQUERIMIENTOS PARA LA SELECCIÓN DE UN PLC.
Para seleccionar un PLC es necesario considerar ciertos requerimientos que
debe cumplir el dispositivo desde el punto de vista del hardware y el software.
 Número de entradas y salidas. La cantidad de entradas y salidas, dependerán del
esquema para el circuito a controlar es decir depende del número de captadores y
actuadores que el diseño lo disponga.
Tipo de entras y salida: Esto se refiere a que hay que señalar si las entradas son de
tipo ON –  OFF o son entradas de tipo análogo.
Fuente de alimentación. Se debe verificar los niveles de voltaje necesario el cual
 puede variar desde 220, 110, 24, 12 voltios.
Capacidad de memoria. Es importante definirla al momento de realizar el programa,
debido a que según el número de instrucciones o largo del programa será la capacidad
de memoria a utilizar.
Programa fácil de editar. La visualización del programa debe ser editada en una
 pantalla en forma simple, y en cualquier lenguaje de programación.
Poseer una memoria no volátil y de respaldo. Esta memoria de respaldo es
importante ya que permite almacenar el programa necesario.
Protocolos. Esto se refiere a los diferentes tipos de protocolos necesarios para la
comunicación con los dispositivos a interactuar.
 
 
MODULO DE AMPLIACIÓN DM8 12/24.
Este es un dispositivo lógico universal de Siemens el cual puede ser empleado
en diferentes tipos de operaciones debido a que esta unidad y los módulos de
ampliación de entradas y salidas permiten una adaptación muy flexible y precisa a cada
aplicación especial, ofreciendo soluciones que abarcan desde una pequeña instalación
doméstica hasta labores complejas.
Un equipo LOGO puede ampliar el número de entradas y salidas únicamente con
módulos de ampliación de la misma clase de tensión. Mediante una codificación
mecánica (clavijas en la carcasa) se impide que se puedan conectar entre si dispositivos
de una clase de tensión diferente, este conjunto se lo puede apreciar en la figura 4.19.
Fig. 4.19. Controlador lógico Siemens LOGO 12-24 RC con módulo de ampliación
Se puede distinguir el tipo de unidad LOGO mediante un código que proporciona
información sobre las características que posee cada elemento, tal como se indica a
continuación en el siguiente listado.
Códigos.
· 230: Versión de 115…240 V.  
 
· R: Salida de relé (sin R), las salidas serán de transistor.
· C. Temporizador semanal integrado.
· DM: Módulo digital.
· AM: Módulo analógico.
4.4.-SOFTWARE LOGO SOFT COMFORT V 5.0.
Para crear un programa de control la unidad lógica programable Siemens Logo
12/24 RC posee dos probabilidades para elaborar el mismo, la primera de ellas es
hacerlo desde el panel de manejo que se encuentra en el dispositivo y la segunda
 posibilidad es realizarlo mediante la ayuda de un software de programación, para
nuestro caso se ha seleccionado la segunda alternativa.
El software compatible con este dispositivo es Logo Soft Comfort V5.0, este es un
 programa muy versátil ya que permite crear, modificar, simular, probar, guardar e
imprimir programas y establecer de esta manera los sistemas de automatización de
acuerdo a la necesidad requerida, se debe tomar en cuenta que este software existe en
diferentes versiones las cuales varían en ciertas modificaciones pero no presenta
inconveniente alguno por que son compatibles con esta unidad de control.
4.5.-PROGRAMACIÓN DEL RELÉ LÓGICO PROGRAMABLE
SIEMENS LOGO 12/24 RC.
La sistematización del PLC se realiza mediante un computador que posea las
características requeridas por el software con el que se creará un programa que
seguidamente será enviado a la unidad controladora por medio de un cable de
comunicación.
Logo Soft Comfort tiene capacidad de servidor además proporciona comodidad y
 
Para proceder a elaborar un programa en Logo Soft Comfort V 5.0 es preciso que dicho
software se encuentre instalado en el computador, en el siguiente resumen se indica el
 procedimiento a seguir para instalar el mencionado programa.
Como primer punto se debe ingresar en el computador la unidad instaladora del
 programa, haciendo doble clic en el icono Setup. exe se empieza con el proceso de
instalación del software ver figura 4.20
Fig. 4.20 Icono instalador del software Logo Soft Comfort V 5.0.
A continuación se presentara otra pantalla en donde se deberá escoger el idioma
y se continuara la instalación haciendo clic en el botón OK así como se muestra en la
figura 4.21.
Seguidamente aparece otra imagen en donde se indica ciertos parámetros
necesarios que se debe aceptar para poder seguir con la instalación del software ver
figura 4.22.
Fig. 4.22 Parámetros para continuar la instalación del software
Cuando todo este proceso haya concluido y el software se encuentre instalado
en su totalidad, entonces aparecerá una representación gráfica o icono el cual es
utilizado para identificar el acceso directo al programa Logo Soft Comfort 5.0 en la
ubicación que se haya seleccionado como acceso directo ver figura 4.23.
Fig. 4.23 Icono para acceso directo al programa.
Una vez que el proceso de instalación del programa, a concluido se puede
acceder a trabajar con el software, a continuación se indicará cual es el procedimiento
a seguir para editar un programa y utilizar las herramientas del sistema en forma
adecuada.
Para empezar la programación se debe ingresar al software haciendo doble clic en el
icono de acceso directo que se muestra en la figura 4.23, al abrir el programa se
 
clic en el botón nuevo y de esta forma empezar a crear algún tipo de programa, ver
figura 4.24.
Fig. 4.24. Ventana de programación.
En seguida se puede apreciar la pantalla de interfaz de usuario, en esta ventana
se encuentra las herramientas necesarias para realizar la programación es decir que en
este espacio se hallan los símbolos y enlaces del programa, tal como se muestra en la
figura 4.25.
 
Barra de menús. Esta barra contiene los diferentes comandos necesarios para editar y
gestionar los programas, aquí se encuentra además las configuraciones y funciones de
transferencia del programa ver figura 4.26.
FIG. 4.26 Barra de menú.
Barra de herramientas estándar. Esta barra esta acoplada a la barra de menú y
 permite acceder en forma directa a las principales funciones del software como son
crear un nuevo programa, guardar, imprimir, cortar copiar, etc., así como se lo ve en la
figura 4.27.
Fig. 4.27 barra de herramientas estándar.
Ventana de información. Esta ventana permite apreciar los datos e indicaciones,
además se presentan los módulos LOGO recomendados como posibles módulos para
un respectivo programa, ver figura 4.28.
 
 
Fig. 4.28. Ventana de información.
Barra de estado. En esta barra se indica la información acerca de la herramienta activa,
el estado del programa, el valor del zoom ajustado, la página general del esquema y el
dispositivo seleccionado, ver figura 4.29.
Fig. 4.29 barra de estado.
Barra de herramientas-herramientas. Esta barra de herramientas contiene íconos
que son útiles para la creación y procesamiento de programas, en la figura 4.30 se puede
apreciar cómo está conformada esta barra.
Fig. 4.30 barra de herramientas.
 
Herramienta de selección 1 . Este elemento es utilizado para la selección y
desplazamiento de bloques, textos y líneas de conexión, esta herramienta se puede
activar pulsando la tecla Esc o haciendo clic en el icono.
Herramienta de conexión 2. Esta herramienta permite conectar las entradas y
salidas de los bloques ubicados.
Constantes y bornes de conexión 3  . Esta herramienta es utilizada cuando se
necesita posicionar bloques de entrada, bloques de salida marcas o constantes en el
entorno de la programación, es decir que al seleccionar esta opción se despliega otra
 barra de herramientas como se ve en la figura 4.31.
Fig. 4.31 Herramientas de los botones constantes y bornes de conexión.
Entradas: Estos bloques representan los bornes de entrada de un LOGO, se pueden
utilizar hasta 24 entradas digitales.
Salidas:  Estos bloques representan los bornes de salida de un LOGO, se puede
utilizar hasta 16 salidas.
 
Entradas analógicas.
Salidas analógicas.
Marca analógica.
Funciones básicas 4. Esta herramienta es útil cuando se necesita posicionar
elementos de conexión básicos simples del algebra booleana en el entorno de la
 programación por lo que al seleccionar este botón se desplegará una nueva barra de
herramientas, como se indica en la figura 4.32.
Fig. 4.32. Funciones básicas y barra de herramientas.
Este bloque representa la condición lógica AND, el estado lógico de la salida de esta
función será 1 o estará conectada siempre que sus entradas también tengan su estado
lógico en uno.
 
 Este bloque representa la condición lógica AND con evaluación de flancos.
Este bloque representa la condición lógica NAND.
Este bloque representa la condición lógica NAND con evaluación de flancos.
Este bloque representa la condición lógica OR, el estado lógico de la salida de esta
función será 1 si al menos una de sus entradas tiene el valor lógico 1, es decir está
conectada.
Este bloque representa la condición lógica NOR.
Este bloque representa la condición lógica XOR.
Este bloque representa la condición lógica NOT, donde el estado lógico de la salida
será 1 si la señal de entrada es 0, es decir en la salida se invierte el valor lógico que
tenga la entrada.
Funciones especiales 5  . Esta herramienta es útil cuando se necesita posicionar
funciones adicionales con remanencia o comportamiento de tiempo en el entorno de la
 programación, cuando se selecciona este botón se despliega una nueva barra de
herramientas, la cual se la puede observar a continuación en la figura 4.33.
Fig. 4.33. Funciones especiales y barra de herramientas.
 
 Retardo a la conexión: Este bloque tiene la característica de activar la salida una
vez que ha corrido un espacio de tiempo parametrizable.
Retardo a la desconexión: Este bloque tiene la característica de poner en cero la
salida una vez que ha corrido un espacio de tiempo parametrizable.
Retardo a la conexión/desconexión: Este bloque tiene la característica de activar
la salida una vez transcurrido un determinado tiempo y se pone en cero la salida una
vez que ha corrido otro espacio de tiempo parametrizable.
Retardo a la conexión memorizada.
Relé de barrido/Salida de impulsos.
Relé de barrido disparo por flanco.
Generador de impulsos asincrónicos.
Interruptor confortable.
Temporizador semanal. 
Temporizador anual.
Relé auto-enclavador
Comparador analógico.
Multiplexor analógico.
Herramientas de texto 6 . Esta herramienta permite editar o modificar texto o
comentarios en torno de la programación.
Tijeras/conector 7 . Esta herramienta permite eliminar y restablecer conexiones
entre los bloques y restablecer enlaces separados.
 
Barra de herramientas de simulación 8 . Esta herramienta es utilizada solo para
simular un programa que haya sido realizado, dicha barra se la puede apreciar en la
figura 4.34.
4.34 Barra de herramientas de simulación.
Herramientas prueba online 9  . En la prueba online y la simulación se puede
observar cómo se procesa el programa y como este reacciona a los diferentes estados
de las entradas.
4.6.- LÓGICA DE CONTROL.
El grupo de emergencia debe seguir una determinada secuencia tanto para el
momento de arranque como para el momento en que cese su funcionamiento.
Para lo cual el momento del arranque debe darse cuando se haya determinado la falla
o carencia de voltaje por parte de la empresa suministradora de la energía eléctrica,
 para lo cual se necesitará de un dispositivo de vigilancia, el mismo que deberá
transmitir dicha información con cierto tiempo de retardo, esto es para evitar un
arranque fallido cuando la energía se interrumpe en intervalos muy breves.
Para el momento de parada del sistema de emergencia primero habrá que verificarse el
restablecimiento de la energía que provee la Empresa Eléctrica, sin embargo el grupo
deberá quedar funcionando por determinado tiempo en vacío, luego de que la carga se
haya transferido a la red principal.
Para el entendimiento de la lógica de control se tiene el siguiente diagrama en el que
se muestra la secuencia de encendido/apagado y transferencia/re-transferencia
automática.
4.7.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.
4.7.1.-MODO OFF.
Estando en el modo Off, el control no permite el arranque del Grupo
Electrógeno. Si el Grupo Electrógeno ya está funcionando y el control es puesto en Off,
este inicia una secuencia de corte normal.
 
 
4.7.2.- MODO DE FUNCIONAMIENTO MANUAL.
Estando en el modo de Funcionamiento Manual, el Grupo Electrógeno arranca
y permanece funcionando hasta que sea puesto en el modo Off. Estando en el modo de
Funcionamiento Manual, cualquier señal de arranque remoto es ignorada.
4.7.3.- MODO AUTOMÁTICO.
Estando en modo Automático, el Grupo Electrógeno puede arrancar en
cualquier momento. Cuando una señal de arranque remoto es recibido.
Si el Grupo Electrógeno está funcionando en modo Automático y el botón Off es
 presionado, el control para inmediatamente el Grupo Electrógeno y el control pasa para
el modo Off.
Cuando todas las señales de arranque remoto son removidas, el control ejecuta una
secuencia de corte normal, la cual puede incluir un período de tiempo de retardo de
arranque.
4.7.4.-MODO DE PARADA DE EMERGENCIA.
Cuando el botón opcional de parada de emergencia es utilizado, el mismo corta
inmediatamente el grupo electrógeno, ignorando cualquier período de tiempo de
retardo de parada.
TRANSFERENCIA AUTOMATICO.
El control ejecuta una secuencia de eventos predeterminada cada vez que se
accione el conmutador de transferencia.
 
NORMAL A EMERGENCIA.
A continuación se describe la secuencia de eventos en un conmutador de
transferencia GTEC durante una interrupción de la alimentación normal (red pública).
Los pasos 1 al 8 describen lo que normalmente sucede cuando el conmutador de
transferencia se encuentra en la posición normal, se interrumpe la alimentación de la
red pública y el conmutador se transfiere al punto muerto (ver anexo 1). Los pasos 9 al
12 describen lo que normalmente sucede cuando el conmutador se mueve del punto
muerto a la posición de emergencia (ver anexo 2).
1. Mientras el conmutador de transferencia está conectado a la red pública (posición
normal), la alimentación de la red se interrumpe. La luz piloto de alimentación de red
 pública conectada permanece iluminado, pero la luz piloto de alimentación de red
 pública disponible se apaga.
2. El retardo de arranque del motor (TDES) empieza a contarse.
3. Cuando se vence el TDES, el contacto interno de arranque cierra la conexión entre
P5-6 y P5-7, lo cual envía una señal de arranque al grupo electrógeno.
4. Cuando el grupo electrógeno arranca y genera energía, la luz piloto de alimentación
del grupo electrógeno disponible se ilumina.
5. Se empieza a contar el retardo de fuente normal a fuente de emergencia (TDNE).
6. Luego que se vence el TDNE, el control habilita la salida abierta normal por medio
de poner a tierra a P5-1, lo cual acciona la bobina del relé K4.
7. El conmutador de transferencia se mueve al punto muerto.
8. El interruptor auxiliar ASW1 desconecta la señal de puesta a tierra de P4-7,
indicando que el conmutador de transferencia se ha desconectado de la fuente normal;
el LED de alimentación de red pública conectada se apaga.
9. El control activa el cronómetro de retardo de transición programada (TDPT).
10. Cuando se vence el cronómetro de TDPT, las salidas abierta normal (P5-1) y
 
relés K3 y K4 para mover el conmutador de transferencia del punto muerto a la posición
de emergencia.
Un interruptor auxiliar dentro del conmutador de transferencia interrumpe la señal.
11. La carga se transfiere al generador.
12. El interruptor auxiliar BSW1 proporciona una señal de puesta a tierra a P4-8, para
indicar que el conmutador se ha transferido; la luz piloto de grupo electrógeno
conectado se enciende. El control entonces desconecta la señal de tierra de las salidas
abierta normal (P5-1) y cerrada de emergencia (P5-4), lo cual desactiva los relés K3 y
K4.
DE EMERGENCIA A NORMAL.
A continuación se describe la secuencia de eventos del conmutador de
transferencia GTEC que suceden después de que la carga se ha transferido al grupo
electrógeno y se restablece la alimentación de la red pública. En este ejemplo, los
retardos TDEN y TDPT han sido fijados a un valor mayor que cero, TDEL se ha fijado
en cero y la comprobación de fases no está habilitada.
Los pasos 1 al 5 describen lo que normalmente sucede cuando el conmutador
de transferencia se encuentra en la posición de emergencia (conectado al grupo
electrógeno), se interrumpe la alimentación de la red pública y el conmutador se
transfiere al punto muerto (ver anexo 3). Los pasos 6 al 10 describen lo que
normalmente sucede cuando el conmutador se mueve del punto muerto a la posición
de normal (ver anexo 4).
1. Se restablece la alimentación de la red pública. La luz piloto de alimentación de red
 pública disponible se ilumina.
2. Se empieza a contar el retardo de fuente de emergencia a fuente normal (TDEN).
3. Una vez que se vence el TDEN, el control conecta la salida abierta de emergencia
(P5-3) con tierra, lo cual acciona la bobina del relé K1.
 
5. El interruptor auxiliar BSW1 desconecta la señal de puesta a tierra de P4-8,
indicando que el conmutador de transferencia se ha desconectado de la fuente de
emergencia; la luz piloto de alimentación del grupo electrógeno conectada se apaga.
6. El control arranca el cronómetro de TDPT.
7. Cuando se vence el cronómetro de TDPT, el control conecta las salidas abierta de
emergencia (P5-3) y cerrada normal (P5-2) con tierra, lo cual activa las bobinas de los
relés K1 y K2 para mover el conmutador de transferencia del punto muerto a la posición
normal. La carga se transfiere a la red pública.
8. El interruptor auxiliar ASW1 proporciona una señal de puesta a tierra a P4-7, para
indicar que el conmutador se ha transferido; la luz piloto de red pública conectada se
enciende. El control entonces desconecta la señal de tierra de las salidas abierta de
emergencia (P5-3) y cerrada normal (P5-2), lo cual desactiva los relés K1 y K2.
9. El control arranca el cronómetro de retardo de enfriamiento del motor (TDEC).
10. Cuando se vence el cronómetro de TDEC, el contacto de P5-6 a P5-7 se abre, el
grupo electrógeno deja de funcionar y la luz piloto de alimentación del grupo
electrógeno disponible se apaga.
4.8.- SIMULACION DEL PROCESO.
Tras haber realizado el diagrama de flujo y el procedimiento de secuencias de
la automatización del GGE, se procede a realizar la simulación el programa.
4.8.1.-SECUENCIA SIN CORTE DE RED COEMRCIAL.
En esta secuencia se puede apreciar que el interruptor automático de
transferencia se encuentra de tal forma que la energía suministrada por la red comercial
 
 
4.8.2.- SECUENCIA CUANDO FALLA LA RED COMERCIAL.
Una vez que ocurre la falla de red comercial comienza el proceso de
encendido automático del GGE, tras haber transcurrido 10 seg. el GGE se enciende,
como se aprecia en la figura 4.37.
Fig. 4.37. Secuencia de funcionamiento automático del GGE.
 
  4.8.3.- SECUENCIA DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA.
En esta secuencia el programa manda una señal para que el interruptor
automático ponga el mismo en la posición neutral, como se aprecia en la figura 4.38.
Fig. 4.38 Posición neutral del interruptor de transferencia.
Al haber transcurrido 10 seg. el programa manda una señal para que el interruptor de
transferencia se coloque en la posición de la fuente de respaldo (GGE) como se
aprecia en la figura 4.39. 
 
En la siguiente figura 4.40. se aprecia que el GGE se encuentra activo.
Fig. 4.40. GGE operativo.
4.8.4.-RETORNO DE LA RED COMERCIAL Y APAGADO DEL GGE.
Al retornar la red comercial comienza el proceso de re-transferencia y posterior
apagado del GGE.
En la figura 4.41 se aprecia que tras haber transcurrido 10 seg. el interruptor de
transferencia se coloca en la posición neutral, pero el GGE permanece operativo. 
Fig. 4.41 Posición neutral del interruptor de transferencia.
 
Tras haber transcurrido otros 10 seg. el interruptor de transferencia se coloca en la
 posición de red comercial como se aprecia en la figura 4.42.
Fig. 4.42. Re-transferencia hacia la posición red comercial.
Posterior mente el GGE se apaga como se puede apreciar en la fig. 4.43.
Estas secuencia corresponde al comportamiento que debe de tener el GGE cuando se
tiene corte de red comercial.
Fig. 4.43. GGE apagado.
4.8.5.- SECUENCIA DE ARRANQUE/PARO MANUAL.
En esta sección se procederá a describir el comportamiento que debe de tener
el GGE en el arranque y paro de forma manual.
En la figura 4.44 se aprecia que al presionar el pulsador de arranque manual, el
GGE se enciende de forma inmediata, para luego empezar el proceso de transferencia
del interruptor automático, como se aprecia en la figura 4.45 y figura 4.46
respectivamente. 
Fig. 4.45 posición neutral del interruptor de transferencia.
 
 
Fig. 4.46 Posición del interruptor automático en la fuente de respaldo.
También se realizaron las pruebas accionando falla de los sensores, parada de