Universidad del Papaloapan Campus Loma Bonita, Oaxaca

Ing. Mecatrnica Sistemas de manufactura II Jacobo Torres Figueroa

Primer entregable: Control de bomba de agua

En este entregable se realiza una simulacin en diagramas de escaleras de un sistema de llenado

de un tanque de agua, el diagrama de flujo del sistema mencionado se muestra en la figura 1.1.

La secuencia del diagrama de bloque es la siguiente: primeramente se siente un bloque de inicio

denominado START, para pasar a un bloque de parmetros F1 donde se abre la vlvula de salida

y se cierra la vlvula de entrada, posteriormente se pasa a un bloque de condicional F2 donde la

sentencia es El botn de start esta pulsado? Si la condicin se cumple entonces se pasa al bloque

F3 donde se abre la vlvula de entrada y se cierra la vlvula de salida, si la respuesta es negativa

entonces se cierra un bucle en el mismo bloque F2 hasta que se cumpla afirmativamente la

sentencia de presionado del botn start. Del bloque F3 se pasa nuevamente a un bloque

condicional esta vez preguntando si el tanque est lleno, de ser as se pasa al bloque F6 donde se

abre a la vlvula de salida y se cierra la vlvula de entrada para finalmente pasar nuevamente al

bloque F2 donde se pregunta si el botn de start est presionado. Si la respuesta a la condicional

del bloque F4 es negativa se pasa a un nuevo bloque de condicional F5 que pregunta si el botn

de stop est presionado, si es as, se pasa directamente al bloque F6, sino entonces se hace un

bucle hasta el bloque F4 para preguntar nuevamente si el tanque est lleno.

Figura 1.1. Diagrama a bloques del sistema a simular.

Para la resolucin de dicho diagrama a bloques en Automation Studio, el problema se aborda de

dos diferentes maneras: utilizando bloques lgicos o utilizando secuencia de bits. A continuacin

se presenta la resolucin del problema utilizando bloques lgicos.

Parte 1: Resolucin del problema utilizando bloques lgicos.

Figura 1.2. Diagrama en Atumation Studio para la simulacin del sistema de control de llenado

de tanque.

Se construy el diagrama con bloques lgicos mostrado en la figura 1.2 para esta primera forma

de solucin del problema de llenado de tanque. Como puede apreciarse en la parte izquierda de

la imagen se muestra la parte elctrica de la simulacin y en la parte de la derecha la parte lgica

del diagrama. Primeramente es necesario identificar las distintas partes del diagrama de bloques

en la simulacin:

El bloque de Start en este caso se llama FS o Firts Scan, es el diagrama de escalera inmediato

despus de la parte elctrica, aqu se enclava el bloque F1 se desenclavan los bloques F2, F3, F4,

F5 y F6. El bit FS est controlado por el botn FSB (Firts Scan Button). El bloque FS se muestra

en la figura 1.3

Figura 1.3 Bloque FS o Fisrt Scan a modo de bloque Start en el diagrama de flujo.

En el bloque F1 se enclava o enciende la vlvula de salida, se desenclava la vlvula de entrada,

se desenclava el mismo bloque F1 y se activa o enclava el bloque F2. El bloque F1 se muestra en

la figura 1.4.

Figura 1.4. Bloque F1.

El bloque F2 corresponde a la primera condicional del diagrama de flujo, es donde se pregunta

Est presionado el botn de Start?, en este caso el bit START est controlado por el botn STB

en la parte elctrica. Cuando el bit es activado se desenclava la misma funcin y se enclava la

funcin F3. El bloque F2 se muestre en la figura 1.5.

Figura 1.5. Bloque F2 de primera condicional.

El bloque F4 es una nueva condicional, donse se pregunta si el tanque est lleno o no, para esto

se utilizan los bits TF (Tank Full) y TNF (Tank Not Full), estos bits son controlados por dos

botones en la parte elctrica denominados: TFULLB (Button Tank Full) y TNOTFULLB (Button

Not Tank Full), si se activa el bit F4 se provoca el desenclave del bloque F4. Si se presiona el

botn de tanque no lleno: TNOTFULLB entonces se provoca el enclavamiento del bloque F6, si

se presiona el botn de tanque lleno TFULLB entonces se provoca el enclavamiento del bloque

F5. El bloque F4 se muestra en la figura 1.6.

Figura 1.6. Bloque F4 de condicional sobre tanque lleno.

El bloque F5 consiste en determinar si se esta presionando el botn de paro o no, estos bits son

STPB (Stop Button) y STPPB (Stop Press Button), el bit STPB est controlado por un botn

denominado STOPNOTB y el bit STPB por STOPPRESSB, el bit STPB sirve tambin para

enclavar el bloque F4 y el bit STPPB sirve para enclavar el bloque F6. Ver figura 1.7.

Figura 1.7. Bloque F5 de condicional sobre botn de stop.

El bloque F6 es el bloque final del diagrama de flujo, este bloque habilita la vlvula de salida y

deshabilita la vlvula de entrada, as como retorna al bloque F2 donde se espera el botn de start.

Este bloque se muestra en la figura 1.8.

Figura 1.8. Bloque F6.

Al comenzar la simulacin tanto las vlvulas outlet como inlet estn desactivadas, el sistema esta

a la espera de la pulsacin del botn FSB o First Scan button (ver figura 1.9), una vez presionado

el botn FS, se activa el bit FS que a su ver enclava la funcin F1 y desenclava las restantes, una

vez enclavada el bloque F1 este acciona la vlvula OUTLET y desactiva la vlvula INLET, y

posteriormente activa o enclava el bloque F2 (Ver figura 2.0).

Figura 1.9. Primer instante de simulacin a la espera del botn FSB.

Una vez activado el bloque F2, este se mantiene a la espera del botn STB o Start Button, para

enclavar el bloque F3, si no se presiona el botn STB se crea un bucle sobre el mismo bloque F2.

Ver figura 2.0.

Figura 2.0. Sistema a la espera del botn de Start o STB, ntese que la vlvula outlet est activa.

Una vez se presiona el botn STB, se desenclava el bloque F2 y se enclava el bloque F3, este

bloque tomando como referencia el diagrama de flujo realiza la operacin de desactivar la vlvula

OUTLET y activar la vlvula INLET, as mismo desactiva el mismo bloque F3 y activa el bloque

F4, el bloque F4 realiza la condicional de si el tanque est lleno o no. Ver figura 2.1.

Figura 2.1. Sistema despus de presionar el botn de Start (STB), la valvula INLET se activa.

Estando ya en el bloque F4, se realiza la condicional dictada por el diagrama de flujo sobre si el

tanque est lleno o no, para ello se utilizan dos botones para indicar que es lo que est sucediendo.

Si se presiona el botn TFULLB el bloque F4 pasa directamente al bloque F6. Si se presiona el

botn TNOTFULLB, el bloque F4 pasa directamente al bloque F5. Primeramente se presionara

el botn de TFULLB es decir tanque lleno, por lo que se pasa al bloque F6, en la figura 2.2 se

aprecia este efecto.

Figura 2.3 Retorno al bloque F2 al finalizar ciclo de llenado.

Ntese de la figura 2.3 que una vez se presiona TFULLB se activa el bloque F6 y dentro del

bloque F6 se ejecutan las acciones de activar la vlvula OUTLET, desactivar la vlvula INLET y

pasar al bloque F2, que es donde se pregunta si el botn de Start est activado para dar nuevamente

inicio a un ciclo de llenado.

En el caso de que el tanque no est lleno y se presione el botn TNOTFULL se activa el bloque

F5, en el bloque F5 se pregunta sobre el botn de paro, si est activo o no, en esta condicin las

entradas estn dadas por los botones STOPNOTB (botn para indicar que no est presionado el

botn de paro) y STOPPRESSB (para indicar que est presionado el botn de paro). Si se presiona

el botn STONOTB entonces sucede que se regresa al bloque F4 para preguntar si tanque esta

lleno, si se presiona el botn STOPPRESSB es decir que indique que si esta presionado el botn

de paro, el bloque F5 activa el bloque F6, realizando las operaciones propias de este bloque, que

finalizan con activar la vlvula OUTLET, desactivar la vlvula INLET y pasar al bloque F2, que

es donde se pregunta si el botn de Start est activado para dar nuevamente inicio a un ciclo de

llenado (Figura 2.4).

Figura 2.4. Activacin del botn de paro y retorno de nuevo al bloque F2 a la espera del botn

de Start.

Parte 2: Resolucin del problema utilizando secuencia de bits

Las acciones realizadas en el diagrama de secuencia de bits son las mismas que las utilizadas en

bloques lgicos, sin embargo la complejidad del sistema realizado en secuencia de bits, hace notar

la importancia de la utilizacin de bloques lgicos, facilitando una mejor comprensin del

sistema. En la figura 2.5 se muestra el diagrama de flujo para secuencia de bits, debe notarse que

en este caso si se toman en cuenta las transiciones de un bloque a otro y en la figura 2.5.1 se

muestra el diagrama construido con secuencia de bits en Automation Studio.

Figura 2.5 Diagrama de flujo incluyendo transiciones para poder implementar secuencia de bits.

Figura 2.5.1. Diagrama de control de llenado de tanque en secuencia de bits.

En el primer instante de simulacin el sistema est a la espera del botn de FSB o (First Scan

Button) para dar comienzo al diagrama de flujo, cuando el botn FSB es presionado este activa

el bit FS que a su vez activa la transicin T1 que es la transicin necesaria para pasar al bloque

F1.

Para pasar al bloque F2 es necesario que se cuente con la transicin T2 negada, con y con F6, y

poder estar as a la espera del botn de START que en este caso tambin se cuenta con el botn

NOT_START para indicar que no est presionado el botn de START, en este punto la vlvula

OUTLET esta activada y la vlvula INLET esta desactivada. Ver figura 2.6.

Figura 2.6. Sistema a la espera del botn de START.

Al presionar el botn de START se activa la transicin T3 realizando la accin de activar vlvula

INLET y desactivar vlvula OUTLET, en este instante ya se encuentra en el bloque F4 donde se

pregunta si el tanque est lleno, para llegar a este bloque se necesit T4 y F5 negados, ver figura

2.7.

Figura 2.7. Sistema a la espera de la seal de tanque lleno o tanque no lleno.

Si en este instante se presiona el botn BFULL o tanque lleno, se activara la transicin T6 y

adems es necesaria la funcin F5 para pasar a la funcin F6, en la funcin F6 se realiza la funcin

de activar la vlvula OULET y desactivar la vlvula INLET, este efecto se muestra en la figura

2.8.

Figura 2.8. Al indicarle al sistema que el tanque est lleno, regresa al bloque F2.

En el caso si se presionara el botn de BNFULL o tanque no lleno, se activa la transicin T5, para

pasar a la funcin F5, donde se pregunta sobre el botn de paro, si est presionado o no, en el

diagrama el botn de paro es el botn denominado BP, que esta normalmente abierto por lo que

siempre estar dando la seal de botn de paro no presionado, regresando en bucle hasta F4, si se

presiona el botn BP el sistema pasa inmediatamente a la funcin F6 donde se realiza la accin

de a activar la vlvula OULET y desactivar la vlvula INLET y retornar a la funcin F2 a la espera

una vez ms del botn de START. Ver figura 2.9.

Figura 2.9. Activacin de botn de paro y retorno a la funcin F2 a la espera del botn de START.