“Control manual y automático de un tanque de almacenamiento de agua”

1. OBJETIVOS1.1.GENERAL

o Diseñar un sistema de control para el almacenamiento manual y automático de agua en un tanque mediante un PLC.

1.2.ESPECÍFICOSo Analizar el sistema de control, capaz de efectuar el correcto almacenamiento

de agua en el tanque de acuerdo a especificaciones dadas para el sistema.

o Determinar y analizar con que niveles de agua las bombas se activan y desactivan.

o Verificar el funcionamiento de los sensores de nivel, los cuales activaran las bombas e indicaran el nivel bajo, medio y alto del agua en el tanque.

o Analizar y verificar el funcionamiento del PLC al momento de ejecutar el sistema de control de almacenamiento.

2. RESUMEN Y ABSTRACT

RESUMEN

El objetivo de esta práctica es comprender el funcionamiento y comportamiento del sistema de control de almacenamiento de agua en un tanque, el cual consta de dos bombas las cuales funcionan de la siguiente manera la bomba B1 que alimenta el tanque, y la bomba B2 que permite el desalojo del contenido y este proceso se cumple al momento que los sensores detectan el nivel al que se encuentren y este proceso de los sensores funcionan cuando el sistema se encuentre en forma Automática, ya que cuando estén en forma Manual los sensores no trabajan ya que nosotros podemos prender y apagar las bombas a conveniencia.

ABSTRACT

The objective of this practice is to understand the operation and behavior of the system of control of storage of water in a tank, which consists of two bombs which work in the following way the bomb B1 that feeds the tank, and the bomb B2 that allows the I evict of the content and east process is completed to the moment that the sensors detect the

level to which you/they are and this process of the sensors works when the system is in Automatic form, since when they are in shape Manual the sensors they don't work since we can fasten and to turn off the bombs to convenience.

3. MARCO TEÓRICO.

PLC:Conocido por sus siglas PLC (Power Line Communications), es un término inglés que puede traducirse por comunicaciones mediante cable eléctrico y que se refiere a diferentes tecnologías que utilizan las líneas de energía eléctrica convencionales para transmitir señales de radio para propósitos de comunicación. La tecnología PLC aprovecha la red eléctrica para convertirla en una línea digital de alta velocidad de transmisión de datos, permitiendo, entre otras cosas, el acceso a Internet mediante banda ancha.

CARACTERÍSTICAS:Las características físicas de la red eléctrica y las altas prestaciones de los estándares por parte del IEEE, posicionan power line como una excelente alternativa, siempre que se disponga de redes privadas de cable sobre las que hay que inyectar señales power line.El ancho de banda de un sistema BPL se caracteriza por su estabilidad. Los módems PLC transmiten en las gamas de media y alta frecuencia (señal portadora de 1,6 a 30 MHz). La velocidad asimétrica en el módem va generalmente desde 256 kbit/s a 2,7 Mbit/s. En las estaciones de voltaje medio, la velocidad desde los centros de control de red (head end) hacia Internet es de hasta 134 Mbit/s.

Esquema general de un PLCs

Normalmente se requiere un PLC para:

Reemplazar la lógica de relés para el comando de motores, máquinas, cilindros neumáticos e hidráulicos, etc.

Reemplazar temporizadores y contadores electromecánicos. Actuar como interface entre un PC y el proceso de fabricación. Efectuar diagnósticos de fallas y alarmas. Controlar y comandar tareas repetitivas y peligrosas. Regulación de aparatos remotos desde un punto de la fábrica. Sus principales beneficios son: Menor cableado, reduce los costos y los tiempos de parada de planta. Reducción del espacio en los tableros. Mayor facilidad para el mantenimiento y puesta en servicio Flexibilidad de configuración y programación, lo que permite adaptar fácilmente la

automatización a los cambios del proceso.

LENGUAJES DE PROGRAMACION DE PLC´S

1. PROGRAMA Y LENGUAJE DE PROGRAMACIÓNSe puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, órdenes y símbolos reconocibles por el PLC, a través de su unidad de programación, que le permiten ejecutar una secuencia de control deseada. El Lenguaje de Programación en cambio, permite al usuario ingresar un programa de control en la memoria del PLC, usando una sintaxis establecida. Al igual como los PLCs se han desarrollado y expandido, los lenguajes de programación también se han desarrollado con ellos. Los lenguajes de hoy en día

tienen nuevas y más versátiles instrucciones y con mayor poder de computación. Por ejemplo, los PLCs pueden transferir bloques de datos de una localización de memoria a otra, mientras al mismo tiempo llevan cabo operaciones lógicas y matemáticas en otro bloque. Como resultado de estas nuevas y expandidas instrucciones, los programas de control pueden ahora manejar datos más fácilmente.Adicionalmente a las nuevas instrucciones de programación, el desarrollo de nuevos módulos de entradas y salidas también ha obligado a cambiar las instrucciones existentes.

TIPOS DE LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN DE PLCS

En la actualidad cada fabricante diseña su propio software de programación, lo que significa que existe una gran variedad comparable con la cantidad de PLCs que hay en el mercado. No obstante, actualmente existen tres tipos de lenguajes de programación de PLCs como los más difundidos a nivel mundial; estos son:- Lenguaje de contactos o Ladder- Lenguaje Booleano (Lista de instrucciones)- Diagrama de funcionesEs obvio, que la gran diversidad de lenguajes de programación da lugar a que cada fabricante tenga su propia representación, originando cierta incomodidad al usuario cuando programa más de un PLC.

LENGUAJE LADDEREl LADDER, también denominado lenguaje de contactos o de escalera, es un lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los Controladores Lógicos Programables (PLC), debido a que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos. De este modo, con los conocimientos que todo técnico eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje. Su principal ventaja es que los símbolos básicos están normalizados según normas NEMA y son empleados por todos los fabricantes.

Elementos de programación

Para programar un PLC con LADDER, además de estar familiarizado con las reglas de los circuitos de conmutación, es necesario conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguaje.

En la siguiente tabla podemos observar los símbolos de los elementos básicos junto con sus respectivas descripciones.

Símbolo Nombre Descripción

Contacto NA

Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que representa, esto es, una entrada (para captar información del proceso a controlar), una variable interna o un bit de sistema.

Contacto NC

Su función es similar al contacto NA anterior, pero en este caso se activa cuando hay un cero lógico, cosa que deberá de tenerse muy en cuenta a la hora de su utilización.

Bobina NA

Se activa cuando la combinación que hay a su entrada (izquierda) da un uno lógico. Su activación equivale a decir que tiene un uno lógico. Suele representar elementos de salida, aunque a veces puede hacer el papel de variable interna.

Bobina NC

Se activa cuando la combinación que hay a su entrada (izquierda) da un cero lógico. Su activación equivale a decir que tiene un cero lógico. Su comportamiento es complementario al de la bobina NA.

Bobina SET

Una vez activa (puesta a 1) no se puede desactivar (puesta a 0) si no es por su correspondiente bobina en RESET. Sirve para memorizar bits y usada junto con la bina RESET dan una enorme potencia en la programación.

Bobina SET Permite desactivar una bobina SET previamente activada.

4. EQUIPOS 1 PLC OMRON (QM1 CPU45) 1 Computador con puerto serie.

5. DESARROLLO

PROYECTO FINAL:

ENUNCIADO DEL PROBLEMA

Se tiene un tanque de almacenamiento, el cual almacena agua; posee dos bombas, la bomba B1 que alimenta el tanque, y la bomba B2 que permite el desalojo del contenido. El tanque posee un medidor de nivel de 0 a 20 m.Se desea que el tanque pueda operar en dos modos: MANUAL y AUTOMATICO.En el modo manual el operador puede activar y desactivar las bombas de acuerdo a su conveniencia, sin considerar el nivel en que se encuentra el agua.En el modo automático el trabajo se realizara de acuerdo a las siguientes condiciones:La bomba B1 se enciende cuando el nivel de agua está por debajo de 15m; y se apaga cuando el nivel alcance los 20 m.La bomba B2 se enciende cuando el nivel sobrepasa los 15m y se apaga cuando el nivel de agua está por debajo de 5 m. Además se desea conocer el volumen almacenado sabiendo que el diámetro del tanque es de 15 m.

6. ANALISIS DE RESULTADOS

Programa en CX-PROGRAMADOR

En la figura se muestra el inicio del programa el cual está compuesto por un botón start y otro de stop para controlar el sistema, después procedemos a insertar controladores para poder manejar el tanque en la forma manual o automática en el grafico insertamos la función KEEP para controlar el sistema en forma manual.

Luego procedemos a insertar la función SCL que nos permitirá ingresar los niveles condicionados por el problema en la cual la función SCL (66) se utiliza para convertir linealmente un valor hexadecimal de 4-dígitos a un valor BCD de 4 dígitos

En el grafico se observa las diferentes condiciones que permiten comparar los datos generados en la función SCL.

A continuación las bombas que estas se activaran y desactivaran de acuerdo a las condiciones especificadas en el proyecto, las condiciones son La bomba B1 se enciende

cuando el nivel de combustible está por debajo de 15m; y se apaga cuando el nivel alcance los 20 m.La bomba B2 se enciende cuando el nivel sobrepasa los 15m y se apaga cuando el nivel de combustible está por debajo de 5 m.

En la última grafica se puede observar el cálculo del volumen de acuerdo a las condiciones dadas la cual el volumen almacenado se lo obtendrá con la formula

V=π r2h sabiendo que el diámetro del tanque es de 15 m.

7. CONCLUSIONES

El uso adecuado de señales analógicas permite obtener un escalamiento de rango adecuado lo cual nos permitirá obtener un nivel de medición acorde con lo deseado.

Comprobamos en el P LC por medio de switchs el funcionamiento del proceso de llenado y vaciado del tanque, teniendo en cuenta que los swicths representaban las bombas.

Los PLCs nos permiten realizar diversas tareas como son la temporización, conteo y comparación; además combinar tareas específicas.

Los PLCs ahorran tiempo y costos de diseño y montaje de sistemas de control a empresas que requieren automatización ya que la transferencia de tecnología va a ser más factible que si se desarrollara un sistema propio.

8. RECOMENDACIONES

Verificar si cada uno de los equipos a utilizar se encuentra en buen estado para su correcto funcionamiento.

Utilizar los comandos adecuados para realizar las funciones requeridas.

Transferir correctamente el programa al PLC para no tener problemas en la implementación.

9. LINKOGRAFÍA

Información tomada de “CONTROLADORES PROGRAMABLES OMRON” del sitio web el Jueves 26 de Julio del 2012 de las partes concernientes a PLC.http://www.inotek.com/catalog/omron6cn.html

Información tomada del sitio web “Wikipedia” el jueves 26 de julio del 2012 de las partes de Concepto y Características del Plc.http://es.wikipedia.org/wiki/Power_Line_Communications

Información tomada de “FOROS DE ELECTRONICA” del sitio web el jueves 26 de Julio del 2012.http://www.forosdeelectronica.com/f12/programar-plc-omron-zen-44978/