CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1.TITULO Automatizacin por PLC de planta de molienda y mezclado 1.2.INTRODUCCION En este proyecto se estudia el proceso de produccin en un molino automatizado por plc donde se emplean normas elctricas y de seguridad En el primer captulo se explica el planteamiento del problema mediante la descripcin y formulacin del problema sealando los objetivos que se quieren alcanzar y la justificacin de por que se esta realizando este proyecto En el segundo capitulo se analiza el funcionamiento de los plcs sus ventajas programacin caractersticas y todo respecto a los plc s que ayuden a comprender el por que de la importancia de la utilizacin de estos controladores En el tercer captulo esta el contenido y el anlisis del desarrollo del proyecto indicando cmo funciona la planta actualmente y cuales son los puntos en los que se va a trabajar con que equipos y herramientas, sustentacin del proyecto indicando los costos y beneficios En el cuarto captulo. se encuentran las conclusiones refirindonos a la importancia de la utilidad y de su aplicacin en otro tipo de procesos En el quinto captulo encontramos la bibliografa indicando las fuentes de informacin de los temas tratados.

En el sexto captulo una demostracin practica del proyecto desarrollado.1.3.DESCRIPCION DE LA REALIDAD PROBLEMTICA

El proceso de investigacin nos ha permitido disponer de los informes del proceso de produccin y el producto en si terminado en el cual se hallan diferentes deficiencias. Al respecto se ha determinado que la tecnologa utilizada en la planta esta desactualizada tanto en componentes elctricos as como la falta de capacitacin del personal que labora. Otra deficencia es la calidad y cantidad de produccin asi como tambin la perdida de energa que podra ser menor que la que actualmente se gasta. Tambin se ha determinado la ausencia de las normas elctricas en cuanto a conductores y caractersticas de los elementos elctricos usados. Adems de lo problemas propios de la produccin interno todo esto origina una distorsin en la afectacin presupuestal, distorsin en la Informacin Financiera, econmica, patrimonial y presupuestal de la planta.

1.4.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En aos recientes hemos sido testigos del aumento de y crecimiento de las plantas de molienda de alimentos balanceados en nuestro pas debido a la facilidad del proceso de produccin y la buena ganancia que se obtiene. Actualmente hay una gran competencia en las plantas y ahora los clientes tienen gran cantidad de opciones para escoger ellos puede ir y

venir de acuerdo donde gasten menos y tengan una buena calidad de producto. No es suficiente con contar con servicios para captar la atencin del cliente, es necesario contar con procesos bien estructurados que permitan mejorar el desempeo general de la empresa, los cuales pueden ayudar a reducir costos y optimizar los recursos. Es desde este punto donde de deber partir, pues no se puede ofrecer un servicio de calidad si la empresa tiene problemas internos con sus procesos en este caso el resultado seria un producto de mala calidad. Este estudio tiene como finalidad el implementar normas elctricas establecidas y la automatizacin del proceso de produccin llegando a una mayor calidad en el producto y menor gasto de produccin todo esto a travs del anlisis y comparacin de sus procesos actuales y los que se proponen. 1.5.FORMULACION DEL PROBLEMA Problema principal Es posible implementar plcs para automatizar una planta debido al costo de estos equipos electrnicos Problemas secundarios Puede una empresa dedicada ala produccin de alimentos balanceados obtener ventajas mediante el cambio en su proceso de produccin semiautomtico a automtico por plcs Puede el personal manejar estos equipos sin tener conocimientos o capacitacin La duracin y efectividad de los plcs son las suficientes para justificar su inversin El mantenimiento de los plcs resulta costoso. 1.6.OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION OBJETIVOS GENERALES

Demostrar las ventajas de la utilizacin de los plcs en los procesos de produccin de las diferentes empresas del pas y promover la capacitacin de los tcnicos para tener mayor conocimiento de esta tecnologa referida a los plcs. OBJETIVO ESPECIFICOS. Mejorar la calidad, rapidez y cantidad de produccin Eliminar fallas elctricas que puedan afectar al proceso de produccin Reducir costos de produccin as como de mantenimiento de los equipos por lo tanto la mano de obra ser menor Ahorrar energa elctrica gracias a su tecnologa electrnica empleada

1.7.JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION

En los ltimos aos las empresas en el pas han ido aumentando y creciendo considerablemente como tambin ha ido avanzando la tecnologa y por lo tanto en estos das es evidente que mientras mas tecnologa haya en una empresa mayor es su desarrollo en cuanto a cantidad y calidad de produccin por lo que quedarse con equipos que en su momento fueron eficaces ya no lo son tanto ahora debido a sus fallas ya sean mecnica o elctricas se producen por su ambiente de trabajo o tiempo de servicio tales fallas en los equipos conllevan a paradas de produccin en la empresa significando grandes perdidas es por todos estos motivos que me motivaron a realizar un profundo estudio sobre que tipo de equipos utilizar en las empresas particularmente en esta planta de molienda y mezclado que eliminen todos estos inconvenientes gracias a

conocimientos ya antes adquiridos sobre plcs decid profundizar mas mis conocimientos en los plcs conociendo a si mas sus ventajas en los procesos de produccin como mejora de calidad de produccin sin interrupciones, reduccin los costos de la empresa .

CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1.MARCO TEORICO O CONCEPTUAL (INFORMACION DATOS, TEORICAS EN QUE SE BASAS EL TRABAJO) 2.1.1. EVOLUCION DEL PLC Los criterios para el diseo del primer controlador

programable fueron especificados en 1968 por la divisin Hydramatic de General Motors Corp en Estados Unidos Las especificaciones mnimas que deba cumplir el primer controlador programable segn la solicitud de General Motors eran bsicamente: Programable El equipo deba adaptarse fcilmente a una gran variedad de aplicaciones. Sencillo Tanto la programacin como el mantenimiento y la instalacin deban estar a cargo de tcnicos o ingenieros de planta sin un entrenamiento especfico. Lgico. Como se pretenda reemplazar slo tableros electromecnicos; o electrnica dedicada sencilla, el aparato deba efectuar un control de tipo lgico, es decir que las salidas se activan en funcin de condiciones que pueden resultar "verdaderas o falsas" como por ejemplo.

Si no alcanzo la temperatura deseada entonces: activar calentador. Si puerta est abierta entonces, activar alarma Reutilizable. Si bien no era en ese momento la condicin de mayor peso se pretenda que un mismo aparato pudiera re-usarse en otras aplicaciones. General Motors encarg la tarea de desarrollo a una consultora llamada Bedford Associates Esta consultora, luego de no pocos tropiezos, concluy en 1969 el desarrollo de un aparato que algunos aos despus se llamara PLC (programmable logic controller) o en nuestro idioma controlador lgico programable; este aparato denominado inicialmente Controlador Digital Modular (MODICON, MOdular DIgital CONtroler). Otras compaas propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de los cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 result ser el primer PLC del mundo en ser producido comercialmente.2.1.2. DEFINICIN DEL PLC

Se entiende por Controlador lgico Programable (PLC), o Autmata Programable, a toda mquina electrnica basada en uP, diseada para controlar mquinas y procesos en tiempo real y en medio industrial. La funcin del PLC dentro de un sistema de control, es la de formar la unidad de control incluyendo total o parcialmente las interfaces con las seales del proceso. Por otro lado se trata de un sistema con Hardware estndar, con capacidad de conexin directa a las seales de campo y programable por el usuario.

Un PLC es un control computarizado, el cual cuenta en su interior con una mini computadora con microprocesador (X86, 80486, Pentium y muchos otros que en el plano industrial usan arquitectura Von Neumann. En este tipo de arquitectura los datos y la memoria del programa se encuentran en el mismo espacio de direcciones y hace uso de un conjunto de instrucciones tipo RISC -Reduced Instruction Set Computer-). Esta unidad de proceso tiene la forma mnina de una computadora y contiene una cantidad de memoria del sistema y memoria para el usuario, una cantidad variable de funciones y puertos, un programa o sistema operativo mnimo que administra el hardware y una interfase que permite al usuario introducir el programa que permitir que el PLC haga una tarea especfica, llamado tambin cargador (loader). Ahora bien, para iniciarse en el campo de los controladores conocimientos electricidad programables bsicos un de poco bsica, es necesario de poseer y y electrnica digital

computacin,

conocimientos previos de controles con relevadores. Los elementos de control lgicos que realizan funciones tales como las usadas en electrnica digital (And, Or, Nand, Nor, Xor, etc), estos elementos y otros tales como temporizadores, contadores, registros de corrimiento, banderas, etc.; son usados para controlar el arranque y paro de motores; tambin de automatizar procesos de produccin en la industria, construir sistemas de alarmas, sistemas de ahorro de energa,

sistemas de neumtica, hidrulica y tantas otras aplicaciones en las que los elementos mencionados son usados en conjunto, para resolver problemas de la vida real. En la mayora de los casos en la industria, los procesos de produccin son de variables cambiantes y se requiere sean reajustados constantemente, por tal razn se necesita que los sistemas planteados para realizar tal tarea, sean de caractersticas adaptables, que puedan ser reprogramados de manera simple y rpida pues en la industria el tiempo vale dinero. Cuando se usan controles lgicos de funcin fija, construido con elementos discretos, se convierten en sistemas rgidos que slo sirven para realizar esa tarea y no otra, reacondicionarlos resulta muy complicado y requiere de mucho recursos, por ejemplo tiempo y dinero. Se ve claro que se requiere un control lgico que se ajuste y que pueda reprogramarse sin que represente un cambio circunstancial en los circuitos. Estos requerimientos los cumple un dispositivo conocido en el mercado como PLC, mencionado anteriormente y creado para resolver una gran cantidad de problemas de manera fcil rpida, econmica y confiable pues reduce el nmero de componentes del sistema, y an ms cuando los sistemas son muy complejos.

Algunos PLCs comerciales son muy variados segn su aplicacin y marca, como: Square-D, Siemens, Festo, Allen-Bradley, etc. Los PLCs han evolucionado en el transcurso de 15 aos pues las funciones, memoria, puertos y la interface de programacin han mejorado mucho. Por ejemplo el PLC de FESTO 202 est discontinuado, ya que hoy existen PLCs de bajo costo que realizan funciones simples (mejores que las de este popular equipo) y estn limitadas en hardware, pero contienen interfaces de programacin muy avanzadas y amigables para el programador, como es el caso del LOGO de Siemens, el cual se programa mediante bloques (programacin visual) interconectados entre s, lo cual se traduce en una interface grfica ms avanzada y accesible para el programador. Es tarea del programador de PLC y el gerente de produccin poder seleccionar el PLC adecuado para satisfacer lo demandado y se tenga una solucin fiable y factible para su sistema de control, por ejemplo cunto dinero se puede gastar, qu funciones se requiere que contenga el PLC, el nmero de entradas y salidas, la cantidad de memoria del usuario, si un solo PLC puede realizar todo el proceso y la manera de cargar el programa rpidamente en caso de cadas del sistema, otros posibles reajustes del proceso de produccin, fallas como prdidas de energa, ruidos, alarmas, etc.

En la figura 1 se grafica un esquema general que representa a un PLC.2.1.3. Campos de aplicacin El PLC por sus especiales caractersticas de diseo tiene un campo de aplicacin muy extenso. La constante evolucin del hardware y software ampla constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales. Su utilizacin se da fundamentalmente en aquellas

instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, sealizacin, etc. por tanto, su aplicacin abarca desde procesos de fabricacin industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rpida utilizacin, la modificacin o alteracin de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio reducido Procesos de produccin peridicamente cambiantes Procesos secuenciales Maquinaria de procesos variables Instalaciones de procesos complejos y amplios Chequeo de programacin centralizada de las partes del proceso

2.1.1. CONSIDERACIONES BSICAS PARA PROGRAMAR UN

PLC 1.- Enunciar claramente el problema, definiendo de manera completa y concisa la labor a realizar, estableciendo las entradas y salidas con las que se va a interaccionar 2.- Planear por escrito el algoritmo de solucin que describa textualmente las operaciones a realizar y el orden de las mismas. 3.-Dibujar un diagrama de flujo (opcional) que facilite visualizar las diversas operaciones y sus interdependencias 4.-Codificara a diagrama de escalera, traducir la secuencia de operaciones indicadas en el diagrama de flujo en un listado de instrucciones codificadas 5.-Convertir y Cargar el programa, el diagrama de escalera se convierte a una lista de instrucciones 6.-Correr y verificar el programa, para verificar que opere correctamente y en caso de no ser as, detectar las fallas y corregirlas, de manera local o remota 7.-Documentar el programa con texto al margen que indiquen como opera el programa y facilite entenderlo y usarlo.

Diagrama de Escalera, Mnemnico y de Compuertas Los diagramas de escalera (figura 2) son usados para la representacin general de circuitos de control que facilite su anlisis mediante el uso de contactos N.A y

N.C,

Temporizadores, conexiones

Contadores entre

de

eventos, que tiene

Registros de corrimiento y otros elementos de control, mediante elementos similitud con una escalera, de aqu su nombre. El diagrama de escalera le facilita al programador, entender el funcionamiento del programa, pero no son instrucciones que el PLC directamente ejecute para el caso de algunos equipos comerciales, por lo cual es necesario codificar. El diagrama de escalera se convierte a lista de mnemnicos, en la cual el PLC s ejecuta en particular modelo y marca, en el caso del PLC de Allen-Bradley llamado (PICO) si se introduce directamente el diagrama de escalera sin convertir a lista de mnemnicos, esta tarea de conversin es propia del programador, para lo cual deber dedicar tiempo para estudiar la parte tcnica y caractersticas del PLC a usar. Algunos de los elementos que se usan son los siguientes: Es la entrada I2 igual a 1 (est activa) Es la entrada I2 igual a 0 (est desactivada) R (Set y Reset) activado desactivado I, O (Input, Output) en el PLC LOD es un mnemnico o instruccin usado para unir cada bloque o inicio de condiciones, en general conexin e interconexin con otro bloque a diferentes niveles, indicando despus de LOD el elemento que lo antecede seguido del que lo sucede:

(LD) Condicin (s) Accin (s) Un diagrama de escalera tiene su equivalente en lista de mnemnicos. En la figura 3 vemos un equivalente para estas dos formas de expresar un programa. En esta figura se especifica, mediante dos lenguajes o formas diferentes, un programa que, al ser grabado en un PLC har que cuando est abierto el interruptor (1) (entrada 1) se activen las salidas (200) y (201); el mismo programa establece otra condicin que especifica que cuando est desconectada la entrada (2) se activar la salida (202) y una tercer condicin que especifica que si la entrada (3) est en estado bajo, entonces se activarn las salidas (202) y (201). Se observa que cada mnemnico es un lazo de conexin que incluye un elemento. La figura 4 muestra el mismo ejemplo, pero expresado en una forma ms real. Otra forma de expresar un programa es mediante el diagrama de instrucciones, esto es, utilizando compuertas lgicas. La figura 5 muestra el ejemplo que estamos tratando por medio de los tres sistemas de programacin; los tres diagramas son equivalentes. Es claro que el PLC slo puede procesar o ejecutar la lista de mnemnico (caso del Micro-1), si nuestro circuito solucin es un diagrama de componentes lgico (parte izquierda de la figura 5), podemos convertirlo a lista de mnemnicos (parte derecha de la figura 5) y cargarla al PLC de manera local o remota.

LOD es una funcin muy importante en los diagramas de escalera, los LOD nos permiten cargar alambrar elementos de control o bloques. Un ejemplo de esto se observa en la figura 6. En esta figura a LOD no lo antecede ningn elemento, pero si lo sucede un contacto o interruptor o entrada I Not 1. En la figura 7 tenemos otro ejemplo, donde los primeros LOD no son antecedidos por ningn elemento, pero s sucedidos por otros I 1 e I NOT 2. Vea que hay un LOD posterior al que si lo antecede el elemento CNT 1 y lo sucede un OUT 200. Por lo que se observa que la funcin LOD es equivalente a un cable o alambre que sirve para conectar elementos de control o bloques. Sintaxis para la Alambrada de un Bloque Observando el bloque de la figura 6, los elementos de control SET son de una sola entrada y una sola salida, por lo tanto se requiere un solo LOD de entrada y ningn LOD de salida. Observando el esquema de la figura 7, vemos que tenemos dos acciones en un mismo escaln de programacin, siempre se debe alambrar de izquierda a derecha (entradas elementos y salidas) y adems de arriba para abajo, el orden SI importa. Como el elemento de control CNT 1 tiene dos entradas, se requieren dos LOD (se los llama LOD de primer nivel por estar al comienzo de cada rama de programacin)

para sus dos entradas y un LOD de segundo nivel para su salida nica. Si se tuviera un CNT 45, que es de tres entradas, se requieren tres LOD de inicio y un solo LOD para su nica salida tal como se especifica en la figura 8. Para el caso de temporizador como el de la figura 9, el Timer es un elemento de una entrada y una salida pero a diferencia del elemento SET, ste requiere de un LOD de entrada y otro LOD de salida, en donde puede haber una o ms acciones, en este caso slo una, OUT 200. Creemos que con esto ya estamos en condiciones de analizar algn ejemplo prctico. Una vez construido el diagrama de escalera podemos convertir a diagrama de componentes mediante una traduccin directa, como se mencion anteriormente, con el fin de programar a LOGO. Programacin de Compuertas en Lenguaje de Contactos El lenguaje de programacin de cada PLC cambia de acuerdo al creador del producto, y aunque se utilizan los mismos smbolos en los distintos lenguajes, la forma en cmo se crean y almacenan cambia de fabricante a fabricante, por lo tanto, la manera de cmo se interpretan las instrucciones por medio de un PLC es diferente, dependiendo de la marca. Tal como vimos, el lenguaje escalera es una

representacin grfica que, por medio de software, permite implementar tanto los contactos fsicos que

posee un relevador (Variables de Entrada), as como tambin las bobinas (Variables de Salida) que lo constituyen. Las actividades que realizan estas representaciones (variables de entrada y variables de salida) se materializan a travs de las lneas de entrada y salida del PLC. En el Lenguaje en Escalera son muy bastos los smbolos empleados, pero como introduccin, en primer trmino, explicaremos los smbolos que relacionan las entradas con las salidas. Los elementos bsicos correspondientes a las entradas, son los que a continuacin se muestran: Contacto normalmente abierto Contacto normalmente cerrado2.1.2. Ventajas de los PLC

Confiabilidad: No presenta fallas constructivas por el riguroso control de calidad, siendo altamente confiable. Menor tamao: El espacio ocupado por un PLC en un tablero de control es menor que dispositivos discretos convencionales (rels, contadores, etc.).

Verstil ya que

y los

econmico cambios

: son

Posibilidad en el

de

aadir El

modificaciones sin costo aadido en otros componentes, programa. Mantenimiento es econmico por lo tanto es menor el costo de mano de obra.

Ahorro de energa: Los PLC son de bajo consumo debido a la tecnologa electrnica empleada. Facilidad de instalacin: Los PLC en su mayora utilizan rieles estndar para su fijacin en los tableros o

gabinetes de control, luego se procede a la instalacin de sensores y actuadores en las borneras respectivas.

Rapidez en el diagnstico de fallas: Los PLC poseen LED indicadores de estado tanto del procesador, como de los mdulos E/S para saber si existe un fallo o no. Tambin se utiliza el software de programacin para verificar el programa y detectar errores en Hardware y Software.

Compatibilidad con elementos sensores y actuadores: Gracias a la tecnologa de arquitectura abierta se pueden conectar a los a los PLC dispositivos sensores y actuadores de diferentes marca, tipo o procedencia.

Factibilidad de intervenir en redes de supervisin: El desarrollo de la tecnologas de comunicacin han hecho posible que los PLC puedan integrarse a redes industriales para comunicarse entre ellos y con otros equipos inteligentes para propsitos de supervisin y control de los procesos industriales.

2.1.1. FUNCIONES Funciones bsicas de un PLC Deteccin: Lectura de la seal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricacin. Mando: Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.

Dialogo hombre maquina: Mantener un dilogo con los operarios de produccin, obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso. Programacin: Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicacin del autmata. El dialogo de programacin debe permitir modificar el programa incluso con el autmata controlando la maquina. Nuevas Funciones Redes de comunicacin: Permiten establecer comunicacin con otras partes de control. Las redes industriales permiten la comunicacin y el intercambio de datos entre autmatas a tiempo real. En unos cuantos e milisegundos pueden de enviarse memoria telegramas compartida. Sistemas de supervisin: Tambin los autmatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de supervisin industrial. Esta comunicacin se realiza por una red industrial o por medio de una simple conexin por el puerto serie del ordenador. Control de procesos continuos: Adems de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autmatas llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen intercambiar tablas

de mdulos de entrada y salida analgicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que estn programados en el autmata. Entradas- Salidas distribuidas: Los mdulos de entrada salida no tienen porqu estar en el armario del autmata. Pueden estar distribuidos por la instalacin, se comunican con la unidad central del autmata mediante un cable de red. Buses de campo: Mediante un solo cable de comunicacin se pueden conectar al bus captadores y accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autmata consulta cclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado de los accionadores. Los Controladores Lgicos Programables, (PLC s,

Programable Logic Controller), nacieron esencialmente como tales, a finales de la dcada de los 60s y principios de los 70s. Las industrias que propiciaron este desarrollo fueron las automotrices. Ellas usaban sistemas industriales basadas en reveladores, en sus sistemas de manufactura. Buscando reducir los costos de los sistemas de control por relevadores, la General Motor preparo en 1968 ciertas especificaciones detallando un "Controlador Lgico Programable", Estas especificaciones definan un sistema de control por relevadores que podan ser asociado no solamente a la industria automotriz, si no prcticamente a cualquier industria de manufactura. Estas especificaciones interesaron a ciertas compaas tales como GE-Fanuc, reliance Electric, MODICON, Digital

Equipment Co., De tal forma que el resultado de su trabajo se convirti en lo que hoy se conoce como Controlador Lgico Programable. Los PLCs surgen como equipos electrnicos sustitutos de los sistemas de control basados en relevadores, que se hacan ms complejos y esto arrojaba ciertas dificultades en cuanto a la instalacin de los mismos, los altos costos de los equipos. Losa altos costos de operacin y mantenimiento y la foca Flexibilidad y confiabilidad de los equipos. Los primeros PLCs se usaron solamente como reemplazo de relevadores, es decir, su capacidad se reduca exclusivamente al control On -Off (de dos posiciones) en maquinas y procesos industriales. De hecho todava se siguen usando en muchos casos como tales. La gran diferencia con los controles por relevador fue su facilidad de instalacin, ocupan menor espacio, costo reducido, y proporcionan auto diagnsticos sencillos. En la dcada de los 70s con el avance de la electrnica, la tecnologa de los microprocesadores agrego facilidad e inteligencia adicional a los PLCs generando un gran avance y permitiendo un notorio incremento en la capacidad de interface con el operador. Almacenamiento de datos de fue poco a poco mejorando la idea inicial de los PLCs convirtindose en lo que ahora son, Sistemas Electrnicos Verstiles y Flexibles. En su creacin, el requerimiento sobre los cuales se han desarrollado los PLC s, los enumero la General Motors de la manera siguiente 1. El dispositivo de control deber ser fcil y rpidamente programable por el usuario con un mnimo de interrupcin.

2. Todos los componentes del sistema deben ser capaces de operar en plantas industriales sin un especial equipo de soporte, de hardware o de ambiente. 3. El sistema debe ser de fcil mantenimiento y reparacin. Deber disearse con indicadores de status y modularidad para facilitar las reparaciones y la bsqueda de errores. 4. El sistema deber ocupar menor espacio que los sistemas de relevador y deber consumir menor potencia que los sistemas de control por relevadores. 5. El PLC deber ser capaz de comunicarse con un sistemas central de datos para propsitos de monitoreo. 6. Deber ser capaz de trabajar con 120 volts de corriente alterna y con elementos estndar de control, con interruptores de presin interruptores de limite, etc. 7. Las seales de salida debern ser capaces de manejar arranques de motores y vlvulas solenoides que operan a 120 volts de C.A. 8. Deber ser expandible desde su mnima configuracin hasta su mxima, con una mnima de alteracin y de tiempo perdido. 9. Deber ser competitivo en costo de venta e instalacin, respecto de los sistemas en base a relevadores. 10. La estructura de memoria empleada deber ser expandible a un mnimo de 4000 palabras o elementos de memoria. Los PLC actuales no solamente cumplen estos requisitos si no que lo superan. El PLC actual es una computadora de propsito especfico que proporciona una alternativa ms flexible y funcional para los sistemas de control industriales. La figura 1 muestra en general las funciones bsicas de un PLC.

Debido a la gran aceptacin que ha tenido el PLC, se ha dado una definicin formal por la NEMA (Nacional elctrica Manufacturers Association), descrita como sigue: EL PLC es un aparato electrnico operado digitalmente que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones las cuales implementan funciones especificas tales como lgicas, secunciales, temporizacin, conteo y aritmticas, para controlar a travs de mdulos de entrada /salida digitales y analgicas, varios tipos de maquinas o procesos. Una computadora digital que es usada para ejecutar las funciones de un controlador programable, se puede considerar bajo este rubro. Se excluyen los controles secuenciales mecnicos. De una manera general podemos definir al controlador lgico programable a toda maquina electrnica, diseada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales de control. Su programacin y manejo puede ser realizado por personal con conocimientos electrnicos sin previos conocimientos sobre informtica. Tambin se le puede definir como una "caja negra" en la que existen unas terminales de entrada a los que se conectaran pulsadores, finales de carrera, foto celdas, detectores, etc. unos terminales de salida a los que se le conectaran bobinas de contactores, electro vlvulas, lmparas., De tal forma que la actuacin de estos ultimo estn en funcin de las seales de entrada que estn activadas en cada momento, segn el programa almacenado. Esto quiere decir auxiliares, relees de encallamiento, temporizadores, contadores, Son internos. La tarea del usuario se reduce a realizar el "programa que no es ms que

la relacin entre las seales de entrada que se tienen cumplir para activar cada salida. 2.1.2. CPU Es la encargada de ejecutar el programa escrito por el usuario y almacenado en su interior. La CPU (el cerebro) del controlador programable esta formada por dos partes elementales: procesador y memoria. 2.1.2.1. Las entradas

Las entradas (interfaces o adaptadores de entrada) se encargan de adaptar las seales provenientes del campo a niveles que la CPU pueda interpretar como informacin. Botoneras. Llaves. Termostatos. Presostatos. Limites de carrera sensores de proximidad. Sensores fotoelctricos.

2.1.1.1.

Las salidas

Son los dispositivos que ejecutan el trabajo fsico o mecnico en las mquinas de produccin, por ejemplo: Vlvulas

Motor Starters Solenoides Control Relays Alarmas Luces Ventilador Hornos

2.1.1.1.

Clasificacin de los controladores lgicos programables Por su construccin: Compactos Modulares Por cantidad de E/S: Micro plc : hasta 64 E/S PLC pequeo : 65 a 255 E/S PLC mediano: 256 a 1023 E/S PLC grande : mas de 1024 E/S Por capacidad: Nivel 1 : control de variable discretas y pocas analgicas , operaciones aritmticas con nmeros enteros Nivel 2 : control de variables discretas y

analgicas . Matemtica de punto flotante .E/S inteligentes 2.1.1.1. Tipos de entradas y salidas Discretas: tambin llamadas lgicas u on

/off pueden tomar solo dos estados Analgicas : tambin llamadas numricas pueden tomar una cantidad de estados dentro de un cierto rango (ej. 4 a 20 m A / 1 a 5 v / 0 a10 v ) Especiales: son variantes de las anteriores como por ejemplo las de conteo de alta velocidad, de termocupla, etc. Inteligentes: poseen su propia CPU y se

comportan como si fueran computadoras

autnomas pero que intercambian datos con la CPU del controlador programable. 2.1.1.1. Mdulos de comunicacin. Son mdulos dedicados especialmente a tareas de comunicacin. Estas comunicaciones pueden ser de tres tipos bsicos: De

propsito

general:

para de

conectar tele

computadoras con fines de programacin, supervisin adquisicin datos supervisin, etc. Peer to peer : intercomunicacin entre plc con

fines de intercambio limitado de datos para sincronizar o enclavar distintas maquinas o procesos Redes : permiten la integracin de muchos plc

computadoras y equipos varios 2.1.1. SENSORES

CARACTERSTICAS GENERALES A los sensores, se les debe exigir una serie de caractersticas: Exactitud. Debe poder detectar el valor verdadero de la variable sin errores sistemticos. Sobre varias mediciones, la desviacin de los errores cometidos debe tender a cero.

Precisin. Una medida ser ms precisa que otra si

los posibles errores aleatorios en la medicin son menores. Rango de funcionamiento. Debe tener un amplio

rango de funcionamiento, es decir, debe ser capaz de medir de manera exacta y precisa un amplio abanico de valores de la magnitud Correspondiente. Velocidad de respuesta. Debe responder a los

cambios de la variable a medir en un tiempo mnimo Lo ideal sera que la respuesta fuera instantnea. Calibracin. Es el proceso mediante el cual se

establece la relacin entre la variable medida y la seal de salida que produce el sensor. La calibracin debe poder realizarse de manera sencilla y adems el sensor no debe precisar una recalibracin frecuente. Fiabilidad. Debe ser fiable, es decir, no debe estar

sujeto

a

fallos

inesperados

durante

su

funcionamiento. Coste. El coste para comprar, instalar y manejar el

sensor debe ser lo ms bajo posible. 2.1.1.1. SENSORES DE PROXIMIDAD

Por lo general se trata de sensores con respuesta a todo o nada, con cierta histresis en la distancia de deteccin, con salida de interruptor esttico (transistor, tiristor, triac). 2.1.1.2.

SENSORES INDUCTIVOS Este tipo de sensores se basan en el cambio de inductancia que provoca un objeto metlico en un campo magntico.

Los sensores de este tipo constan bsicamente de una bobina y de un imn. Cuando un objeto ferromagntico penetra o abandona el campo del imn el cambio que se produce en dicho campo induce una corriente en la bobina; el funcionamiento es sencillo; si se detecta una corriente en la bobina, algn objeto ferromagntico ha entrado en el campo del imn.

2.1.1.1.

Sensores capacitivos

Como su nombre indica, estn basados en la deteccin de un cambio en la capacidad del sensor provocado por una superficie prxima a ste. Constan de dos elementos principales; un elemento cuya capacidad se altera (que suele ser un condensador formado por electrodos), y el dispositivo que detecta el cambio de capacidad (un circuito electrnico conectado al condensador). Estos sensores tienen la ventaja de que detectan la proximidad de objetos de cualquier naturaleza; sin embargo, hay que destacar que la sensibilidad disminuye bastante cuando la distancia es superior a algunos milmetros. 2.1.1.2. Sensores pticos

Emplean fotoclulas como elementos de deteccin. A veces disponen de un cabezal que contiene un emisor de luz y la fotoclula de deteccin del haz reflejado sobre el objeto. Otros trabajan en modo barrera y se utilizan para cubrir mayores distancias, con fuentes luminosas

independientes del detector. Ambos tipos suelen trabajar con frecuencias en la banda de infrarrojos. 2.1.1.3. Sensor fotoelctrico de barrera

Dispone de emisor y receptor de haz luminoso dispuestos separadamente 2.1.1.4. Sensores magnticos

Los sensores magnticos usan efecto magneto resistivo propiedad por lo cual un material cambia su resistencia en presencia de un campo magntico externo. Los sensores de esta serie encuentran aplicacin en instrumentacin y control de procesos, como tambin en automatizacin industrial.

CAPITULO III CONTENIDO Y ANALISIS 3.1. Metodologa, rea y lnea de inters de investigacin y desarrollo de necesidad del SENATI. 3.2. Mtodo empleado (experimental o no experimental) 3.3. Descripcin detallada de las investigaciones realizadas. 3.4. Descripcin tcnica y especificaciones tcnicas.3.5. Explicacin detallada del diseo del prototipo y/o trabajo de

investigacin

realizado

(mecnico,

electrnico,

fsico

y/o

qumico, Software de simulacin y programas de informtica, artificios y otros).3.6. Instrumentos empleados para la medicin del trabajo, incluir

caractersticas

y

especificaciones

tcnicas

(maquinas,

instrumentos herramientas, y artificios empleados en las pruebas, estructuras de costos, otros)3.7. Recoleccin y procesamiento de datos (maquinas, instrumentos

herramientas, informticas y

software artificios

de

simulacin

y

programas

de

empleados,

manuales,

recursos

disponibles, ubicacin, etc.)3.8. Anlisis e interpretacin de los resultados