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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
Título:
“PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC-AVR Y SU APLICACIÓN
PRÁCTICA EN EL ÁMBITO DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA”
Autor: Edgar del Aguila Vela
Resolución: R.R. N°1180-2011-R, del 23-11-2011Periodo de ejecución: 01-11-2011 al 31-10-2012
CALLAO, OCTUBRE DEL 2012
PERÚ
2“
INDICE
I.-RESUMEN 4II.-INTRODUCCIÓN 6III.-ANTECEDENTES 83.1.-HISTÓRICO Y FILOSÓFICO 83.2.-OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 10
3.2.1.-GENERALES 103.2.2.-ESPECÍFICOS 10
3.3.-ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN 103.4.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 123.5.-HIPÓTESIS 163.6.-OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES 16
IV.-MARCO TEÓRICO 17
4.1.-CONCEPTOS GENERALES (FV) 174.1.1.-PROTOCOLOS 174.1.2.-ABREVIATURAS 184.1.3.-ARQUITECTURA DE MICROCONTROLADORES 18
4.1.3.1.-MICROCONTROLADOR PIC 184.1.3.2.-MICROCONTROLADOR AVR 20
4.1.4.-CONTROLADOR Y MICROCONTROLADOR 214.1.5.-DIFERENCIA ENTRE MICROPROCESADOR Y MICROCONTROLADOR 224.1.6.-RECURSO COMUNES A TODOS LOS MICROCONTROLADORES 234.1.7.-DESARROLLO DEL SOFTWARE 244.1.8.-SISTEMAS SECUENCIALES 254.1.9.-MIGRACIÓN DE LÓGICA CABLEADA A LÓGICA PROGRAMADA 254.2.-CONCEPTOS ESPECÍFICOS (DV) 304.2.1.-CONSTRUCTOS 31
4.2.1.1.-MODELAMIENTO DE LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA 31A.-REQUERIMIENTOS PARA LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA 32DEL MICROCONTROLADOR. B.-ENSAYOS PARA LA APLICACIÓN DE LOS 40PROCEDIMIENTOS DE PROGRAMACIÓN GRÁFICA.C.-PROGRAMACIÓN GRÁFICA POR LADDER Y 42DESEMPEÑO DEL MICROCONTROLADOR PROGRAMADO.
4.2.1.2.-TERMINOLOGÍAS 51V.-MATERIALES Y MÉTODOS 55
5.1.-MATERIALES Y EQUIPOS 555.2.-METODOLOGÍA PARA CONTRASTACIÓN Y DEMOSTRACIÓN 55DE LA HIPÓTESIS
VI.-RESULTADOS 596.1.-PROGRAMACIÓN GRÁFICA DEL MICRONTROLADOR PIC16F628A 59Y AVR ATMEGA8.
VII.-DISCUSIÓN 627.1.-CONCLUSIONES 637.2.-OBSERVACIONES 63
VIII.-REFERENCIALES 64IX.-APÉNDICE : 65APÉNDICE 1: ASIGNACIÓN DE PATAS: PIC16F628A 66APÉNDICE 2: ASIGNACIÓN DE PATAS: ATMEGA8 67APÉNDICE 3: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : VALORACIÓNPIC.HEX. 68APÉNDICE 4: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : VALORACIÓNAVR.HEX. 69APÉNDICE 5: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : ARRANQUE E-TPIC.HEX. 70
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APÉNDICE 6: ARCHIVO EN HEXADECIMAL : ARRANQUE E-TAVR.HEX. 71
APÉNDICE 7 : DIAGRAMA LADDER EN LDMICRO DEL SISTEMA 72 DE ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO, PARA PIC16F628A.APÉNDICE 8 : DIAGRAMA LADDER EN LDMICRO DEL 73 SISTEMA DE ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO, PARA ATMEGA8.APÉNDICE 9 : USO DEL BURNER EN EL GRABADO DE LA PROGRAMACIÓN 74 HACIA EL MICROCONTROLADOR.APÉNDICE 10:IMPLEMENTACIÓN CIRCUITAL DEL APLICATIVO 76
X.-ANEXOS 77ANEXO 1: INTERCONEXIÓN TÍPICA DE UN REGULADOR AUTOMÁTICO 78 DE TENSIÓN “AVR”ANEXO 2: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA 79 CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.CASOS TÍPICOS DE SISTEMAS DE ARRANQUE DE MOTORES TRIFÁSICO CON ROTOR JAULA DE ARDILLAANEXO 3: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA 85 CABLEADA POR CONTACTORES.{12}. SISTEMA DE ARRANQUE DE MOTOR TRIFÁSICO CON ROTOR BOBINADOANEXO 4: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA 88 CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.FRENADO DE MOTORESANEXO 5: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA 89 PROGRAMADA POR CONTROLADORES LÓGICO “PLC”.{10}.
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I.-RESUMEN
El presente informe corresponde a los procesos y resultados que han devenido
del proyecto de investigación titulado “PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS
MICROCONTROLADORES PIC-AVR Y SU APLICACIÓN PRÁCTICA EN EL
ÁMBITO DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA”. Siendo el objetivo principal
Implementar procedimientos para obtener la Programación Gráfica de los
Microcontroladores, aplicados al campo de la ingeniería eléctrica. Esto
implica desarrollar procedimientos de Programación Gráfica de los
Microcontroladores PIC y AVR, Programar en forma Gráfica a los
Microcontroladores PIC y AVR, relacionados con los procesos de control,
mando y fuerza en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, con lo que se estaría
beneficiando directamente a los ingenieros electricistas de planta, y
operadores de control quienes realizan tareas relacionadas con los procesos
de control, mando y fuerza de los sistemas eléctricos, a nivel de generación,
transmisión, distribución y utilización de la energía.
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SUMMARY
This report corresponds to the processes and outcomes that have become the research project entitled "GRAPHICAL PROGRAMMING AVR-PIC MICROCONTROLLERS AND THEIR PRACTICAL APPLICATION IN THE FIELD OFELECTRICAL ENGINEERING". As the main objective Implement procedures forGraphical Programming of Microcontrollers, applied to the field of electrical engineering. This involves developing procedures Graphical Programming the PIC andAVR Microcontrollers, Programming in graphical form the PIC and AVRMicrocontrollers, related to control processes, control and strength in the field ofelectrical engineering, which would be benefiting directly electrical engineers to planand control operators who perform tasks related to control processes, control andelectrical power systems at the level of generation, transmission, distribution and use of energy.
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II.-INTRODUCCIÓN
La presente Investigación titulada “PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS
MICROCONTROLADORES PIC-AVR Y SU APLICACIÓN PRÁCTICA EN EL ÁMBITO
DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA”, posee un enfoque experimental aplicada en
materia de la programación Gráfica de los Microcontroladores PIC y AVR, que según
el estado de la técnica actual no es común en el contexto de la programación de los
microcontroladores. Son conocidos y muy usados las programaciones de alto y bajo
nivel que van desde el ASSEMBLER, lenguaje C, Visual Basic, entre otros, sin
embargo otras tecnologías como los PLC, incorporan en su forma de programación
ambas estructuras (entre ella la gráfica) que van desde una lista de instrucción (LI),
Lenguaje C, Diagrama de escalera (LADDER) hasta GRAFCET, lo que ha
determinado que esta tecnología haya calado grandemente en el ámbito de la
ingeniería eléctrica, precisamente en la forma de programación gráfica. Sin embargo,
la tecnología de los microcontroladores PIC y AVR, poco explorado está en el ámbito
de la ingeniería eléctrica, a pesar de ser una tecnología, muy eficiente, en coste,
velocidad, confiabilidad y operacionalidad, nada envidiable con respecto a los PLC. La
razón del problema en no aplicar la tecnología de los Microcontroladores en la
preferencia de los electricistas, radica en el INDICADOR: PROGRAMACIÓN, la forma
del como se programan, conociendo que estos tienen una programación rigurosa
como el ASSEMBLER por así señalarlo, las otras posibilidades existentes como
VISUAL BASIC, LENGUAJE C++, entre otros tampoco han permitido que se adquiera
interés por la tecnología de los Microcontroladores. Hasta aquí es auspicioso plantear
la solución al problema: El Ingeniero Electricista, puede contar con un instrumento
valioso, para: 1.-Aplicar Programación Gráfica, a los procesos de control, mando y
fuerza en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, 2.-Usar la Tecnología de los
Microcontroladores PIC y AVR, en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica. 3.-Dar
Estabilidad al Sistema de Generación, Transmisión, Distribución y Utilización, que
incorporen la utilización de los Microcontroladores en cada uno de sus procesos.
Aporte Científico y Tecnológico: La validación de los procedimientos para obtener la
Programación Gráfica de los Microcontroladores PIC y AVR, optó por la tecnología de
los Microcontroladores, en los procesos de control, mando y fuerza que incorporan
cada uno de los sistemas eléctricos, propio de las tareas del operador electricista. La
validez depende en gran medida de una adecuada articulación entre la lógica
cableada con su correspondiente par de circuito de mando y control. La validación se
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ha hecho mediante pruebas de puesta en marcha, lo que incluye la validación de los
modelos de los sistemas de mando y control, del proceso.
Valor de la Investigación: Urge incorporar en la formación del operador electricista,
el modelo de programación Gráfica, de los Microcontroladores sean del tipo PIC o
AVR, como herramienta tecnológica, para desarrollar proyectos de automatización y
control dentro del área de su competencia, conocido es que el Sistema Eléctrico
Nacional, está integrado por los Sistemas de: Generación, Transmisión, Distribución y
Utilización, donde los sistemas de mando y control están directamente asociadas con
dichos procesos a automatizar y controlar, asimismo mediante este desarrollo
tecnológico, será posible generar las condiciones de excitación o disparo, de cada uno
de las interfaces de potencia, en el tratamiento para la conmutación de los elementos
sólidos de potencia que permiten manejar la carga, de manera que el Ingeniero
Electricista por necesidad y deber concreto, requiere de herramientas tecnológicas que
incorporar como la planteada en el presente proyecto, que es en esencia el valor
propio de la investigación propuesta.¿Cómo no plantear a los Ingenieros
Electricistas, la programación de la Tecnología de los Microcontrolodores, para
hacer de ella una tecnología de aplicación directa en la sistematización de los
procesos de competencia eléctrica? La presente investigación se justifica por su
Naturaleza: La investigación es de naturaleza aplicada en materia de la Programación
Gráfica de los Microcontroladores PIC y AVR, y corresponde su confiabilidad a la
validación de los procedimientos que ellas incorporan, para aplicarse en los sistemas
de competencia eléctrica, su naturaleza implica intrínsecamente a los operadores
prácticos, como son Ingenieros y Técnicos. Dichos Operadores Prácticos son los
indicados para que vinculen la aplicación práctica, es decir deben conocer esta
herramienta de programación gráfica para aplicar los procedimientos, que hagan útil
su utilización en el ámbito de su competencia. Asimismo se justifica por su Aporte
Tecnológico: Por Sistematizar e implementar los procedimientos para obtener la
PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC Y AVR, lo cual
implica un avance tecnológico de aplicación. Es posible dentro de algunos años, que la
tecnología de los microcontroladores tome el sitial que se merece, y su aplicación sea
desmedidamente en el ámbito de la ingeniería eléctrica.
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III.-ANTECEDENTES
3.1.-Histórico y Filosófico
3.1.1.-Historia: El presente estudio relacionado a la PROGRAMACIÓN
GRÁFICA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC-AVR Y SU APLICACIÓN
PRÁCTICA EN EL ÁMBITO DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA, se sustenta en
los principios que gobiernan holísticamente la conducta de los
Microcontroladores, refrendadas por los conocimientos que posibilitan el uso de
las tecnologías modernas de programación como son: los lenguajes de
programación de bajo y alto nivel manifestadas e integradas como software, y
su relación con los sistemas de mando y control de la lógica cableada, que es
la que se ajusta a estos circuitos y son las que conforman los procesos de
aplicación en el área eléctrico. Las Experiencias Prácticas y sus resultados,
obtenidos durante el dictado de la Cátedra de Electrónica Industrial y de
Potencia, es una fortaleza que aporta grandemente en plantear el desarrollo de
esta presente investigación, que considero un antecedente previo al desarrollo
del mismo. Cabe resaltar que los procedimientos de la programación gráfica
coordinan entre SOFTWARE, HARDWARE y FIRMWARE. La información que
se detalla, son soporte de la presente investigación.
1.-JOSE M. ANGULO USATEGUI-IGNACIO ANGULO MARTÍNEZ. “Microcontroladores PIC”, España: Mc Graw Hill, 2003. Texto fundamental de diseño práctico de aplicaciones.
2.-EDGAR DEL AGUILA VELA.“Programación Gráfica de Microcontroladores”, Perú: UNAC-FIEE. Dictado de la cátedra de Electrónica Industrial y de Potencia, donde se aborda las herramientas teóricas y prácticas de la programación gráfica de los microcontroladores y su aplicación en los procesos de competencia eléctrica.
3.-LUIS CARBONELL PRADO “Microcontroladores”,2011.CCEISEDU.Tutorial fundamental para la comprensión de los microcontroladores, en conceptos dentro y fuera de variables.
4.-KUNDUR, P. S. “Power System Stability and control”. United States: Mc Graw Hill, 1994.Texto fundamental que evalúa la estabilidad y control de los sistemas de potencia.
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5.-NIPLESOFT.NET“Entorno Visual para Programación de Microcontroladores PIC-AVR”, 2010.El presente informe detalla la programación de los microcontroladores, a través de un diagrama de flujo, en un entorno de alto nivel, generando el código assembler.
6.-FLOWCODE “Entorno Visual para Programación de Microcontroladores PIC-AVR”, 2011. El presente informe detalla la programación de los microcontroladores, a través de un diagrama de flujo, en un entorno de alto nivel, generando el código assembler.
7.-PORTAL WIKIPEDIA, 2011.El presente portal detalla bondadosamente información relevante de los microcontroladores, en su arquitectura, programación y tendencia actual.
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3.2.-Objetivos de la Investigación
Los beneficiarios directos corresponden a los ingenieros electricistas de
planta, y operadores de control quienes realizan tareas relacionadas
con los procesos de control, mando y fuerza de los sistemas
eléctricos, a nivel de generación, transmisión, distribución y
utilización de la energía.
3.2.1.-General
Implementar procedimientos para obtener la Programación Gráfica de los
Microcontroladores, aplicados al campo de la Ingeniería Eléctrica.
3.2.2.-Específicos
a).-Implementar procedimientos de Programación Gráfica de los
Microcontroladores PIC y AVR.
b).-Programar en forma Gráfica a los Microcontroladores PIC y AVR,
relacionados con los procesos de control, mando y fuerza en el ámbito de la
Ingeniería Eléctrica.
c).-Beneficiar directamente con la tecnología de los Microcontroladores, en la
forma de programarlos, a los Ingenieros Electricistas de Planta, y Operadores
de Control quienes realizan tareas relacionadas con los procesos de control,
mando y fuerza de los sistemas eléctricos, a nivel de generación, transmisión,
distribución y utilización de la energía.
3.3.-Alcances de la Investigación
La investigación es de Tipo Aplicada. Su objetivo es implementar
procedimientos para Programar Gráficamente a los Microcontroladores PIC y
AVR, para hacer una herramienta rigurosa, confiable y amigable de
competencia para las labores propias del Ingeniero Electricista, en la
programación de esta tecnología. La intención propia de programar la
tecnología de los Microcontroladores en forma gráfica, radica en quitar la
brecha adquirida por los electricistas, en la forma como se programan
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convencionalmente, tal como lo podemos encontrar actualmente, que es lo que
corresponde al ESTADO DE LA TÉCNICA, desde luego también se ha
contemplado establecer la programación gráfica de los Microcontroladores,
porque es la forma que se adapta sin traumas, la migración de la lógica
cableada al tipo escalera, que es lo que manejan los electricistas. La
experiencia adquirida dentro de la Cátedra del Curso de Electrónica Industrial y
de Potencia, ha permitido formular el problema y a su vez sugerir la solución
del mismo, contemplando la naturaleza e ímpetu que la especialidad implica.
Asimismo, se ha contemplado la disponibilidad de materiales, equipos e
instrumentos, con respecto a la ejecución propia que la investigación requiere,
será de gran ayuda para desarrollar y concretar el presente proyecto de
investigación, contar los equipos de los talleres de electricidad, de modo tal que
para implementar los procedimientos propios de la investigación es
conveniente, establecer previamente con buen criterio, la metodología, para la
Programación Gráfica de los Microcontroladores y su Aplicación práctica en el
campo de la Ingeniería Eléctrica. Todo ello con la finalidad de establecer las
ventajas comparativas frente a la forma de programación de los
Microcontroladores convencionalmente. La Determinación del procedimiento
para programar gráficamente los Microcontroladores, técnica y
metodológicamente es factible, y debe hacerse con la finalidad no solo de
otorgar una herramienta para programar los PIC y AVR, como se sugiere en el
presente proyecto, sino además para mejorar la productividad tecnológica. Los
beneficiarios directos serán los Ingenieros Electricistas, de campo y
laboratorio, quienes realizan tareas relacionadas con la programación de
los procesos de control mando y fuerza en el sistema eléctrico.
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3.4.-Planteamiento del problema
3.4.1.- Descripción y Análisis del Tema
La programación de los microcontroladores está relacionado con el desarrollo
tecnológico, sea estructurada o programada, que van desde el lenguaje
FUENTE como ASSEMBLER, hasta el QBASIC, lenguaje C, entre otros. El
objetivo Biunívoco del presente proyecto busca presentar y aplicar una forma
VISUAL y amigable en la programación de los microcontroladores PIC y AVR,
sosteniendo rigurosidad y asociación con los sistemas de mando de la lógica
cableada de un proceso de control vinculado en la aplicación de sistemas
eléctricos, dicha lógica cableada es aquella que aplica cables, botoneras y
contactos, con accesorios de temporización y conteo, que para construir el
proceso se basa en dos medios: La retención y el enclavamiento, el primero
válido para enganchar la alimentación de la bobina del contactor KM, a través
de un contacto NA del mismo contactor; y el segundo válido para aislar la
alimentación de la bobina de un contactor KM2, a efecto de activar un
contactor KM1 (visceversa) para ello un contacto NC de ambos contactores,
están vinculados para alimentar la bobina opuesta. La lógica cableada
responde a la disposición: (1) SERIE de los contactos para realizar la
operación producto y (2) PARALELO de los contactos para realizar la
operación suma. Es de conocimiento que los PLC “Controladores Lógicos
Programables”, disponen entre su forma de programar la técnica VISUAL del
LADDER, siendo esta la que más aplican los operadores electricistas, en el
desarrollo de procesos, en la línea de generación, transmisión, distribución y
utilización. Casos concretos de gran aplicación son los tableros de mando, sin
embargo, lo que se pretende en el presente proyecto de investigación, es
aplicar técnicas de programación gráfica, para los microcontroladores
PIC y AVR, con la finalidad de hacer amigable y de fácil migración entre
tecnologías, un caso concreto por ejemplo para migrar del PLC al
microcontrolador PIC y AVR; Sin embargo, es oportuno recalcar que no es
conocido y difundido esta forma gráfica de programar los PIC y AVR, pues el
estado de la técnica, así lo determina. Es de gran importancia este tipo de
programación, por sostener rigurosidad en sus conceptos y constructos, esto
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implica sostener holísticamente que existe (1) A NIVEL DEL BURNER:
software, hardware y firmware; y (2) A NIVEL DE PROGRAMACIÓN: software.
Ambos niveles son complementarios en la articulación del PIC, como un
elemento embebido, de trascendencia e importancia desde todo punto vista
para hacer de ella una tecnología de gran aplicación en el ámbito de la
ingeniería eléctrica, ello se ha podido demostrar durante la cátedra de
electrónica industrial y de potencia, dictada en la escuela profesional de
Ingeniería Eléctrica, donde los microcontroladores PIC y AVR, posibilitan no
solo ser un accesorio de mando y control, sino además que contribuye a hacer
del mando y control una forma confiable de articular con los elementos de
interface de potencia. Por lo antedicho el presente proyecto de investigación:
“PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS MICROCONTROLADORES Y SU
APLICACIÓN PRÁCTICA EN EL ÁMBITO DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA”,
tiene como objetivo final buscar la aplicación de programación gráfica a los
microcontroladores PIC y AVR, en los procesos de control, mando y fuerza, en
el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, lo que posibilitará no solo hacer la
programación del microcontrolador, en una programación amigable y confiable,
sino además que hará de ellos, el medio tecnológico para resolver cada uno de
los problemas que se requiere en la Ingeniería Eléctrica, en un universo
casuístico de la generación, transmisión, distribución y utilización, para hacer
del sistema eléctrico nacional, un sistema de calidad, estabilidad y
confiabilidad. El estado de la técnica de programación convencional de los
Microcontroladores sean PIC y/o AVR entre otros nos dice que la programación
de los mismos es programada por instrucciones, no siendo COMÚN la
programación gráfica, como la sugerida en el presente proyecto.
3.4.2.- Planteamiento del Problema Enmarcado dentro de la Realidad
La programación Gráfica de los Microcontroladores PIC y AVR, según el estado
de la técnica actual no es común en el contexto de la programación de los PIC,
son conocidos y muy usados las programaciones de alto y bajo nivel que van
desde el ASSEMBLER, lenguaje C, Visual Basic, entre otros, sin embargo otras
tecnologías como los PLC, incorporan en su forma de programación ambas
estructuras (entre ella la gráfica) que van desde una lista de instrucción (LI),
Lenguaje C, Diagrama de escalera (LADDER) hasta GRAFCET, lo que ha
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determinado que esta tecnología haya calado grandemente en el ámbito de la
ingeniería eléctrica, precisamente en la forma de programación gráfica. Sin
embargo, la tecnología de los microcontroladores PIC y AVR, poco explorado
está en el ámbito de la ingeniería eléctrica, a pesar de ser una tecnología, muy
eficiente, en coste, velocidad, confiabilidad y operacionalidad, nada envidiable
con respecto a los PLC. La razón del problema en no aplicar la tecnología de
los Microcontroladores en la preferencia de los electricistas, radica en el
INDICADOR: PROGRAMACIÓN, la forma del como se programan, conociendo
que estos tienen una programación rigurosa como el ASSEMBLER por así
señalarlo, las otras posibilidades existentes como VISUAL BASIC, LENGUAJE
C++, entre otros tampoco han permitido que se adquiera interés por la
tecnología de los Microcontroladores. Hasta aquí es auspicioso plantear la
solución al problema: El Ingeniero Electricista, puede contar con un instrumento
valioso, para: 1.-Aplicar Programación Gráfica, a los procesos de control,
mando y fuerza en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, 2.-Usar la
Tecnología de los Microcontroladores PIC y AVR, en el ámbito de la
Ingeniería Eléctrica. 3.-Dar Estabilidad al Sistema de Generación,
Transmisión, Distribución y Utilización, que incorporen la utilización de
los Microcontroladores en cada uno de sus procesos.
3.4.3.- Planteamiento del Problema
Las herramientas que permitieron obtener la Programación Gráfica de los
Microcontroladores PICs y AVR, según el estado de la técnica actual
CONOCIENDO que no es común dicha forma de programar los
microcontroladores, sugirió plantear las siguientes preguntas:
¿Se puede programar un Microcontrolador en forma gráfica?
¿Por qué y para qué la programación de un Microcontrolador, tendría que ser
en entorno gráfico?
¿Por qué el operador electricista es reacio al cambio tecnológico en materia de
programación de los microcontroladores, teniendo como base el estado de la
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técnica de los controladores lógicos programables y la lógica cableada de los
contactores?
¿Existe la posibilidad de realizar la Programación Gráfica de los
Microcontroladores, a fin de aplicar dicha Programación Gráfica, a los procesos
de control, mando y fuerza en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica?
¿Existe alguna entidad en el País que aplique alguna NORMA y
procedimientos PROTOCOLARES relacionados con los microcontroladores en
este régimen?
¿En el PERÚ, en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, es de usual aplicación la
tecnología de los Microcontroladores en los procesos que incorporan y
competen a la ingeniería eléctrica?
¿Los laboratorios y talleres de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica,
de la Universidad Nacional del Callao, están capacitadas para realizar los
procedimientos que permitan obtener la Programación Gráfica de los
Microcontroladores, y que se aplique al campo de la Ingeniería eléctrica?
¿De que manera en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, se hace más fructífero
el uso de un entorno gráfico de programación de los Microcontroladores?
¿Sera posible, bajo el mismo entorno gráfico planteado en esta investigación,
implementar la programación de los microntroladores de vanguardia en futuro?
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3.5.-Hipótesis
Formulación de la Hipótesis Principal
La tendencia de formular la Hipótesis General “HP” y sus implicancias, obedece a la
naturaleza que requiere la investigación, para coordinar y aspirar a una posible
patente, si la naturaleza de los resultados lo justifican como creativo, nivel inventivo y
de aplicación industrial.
Hipótesis Principal:
HP: “LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC
y AVR, puede ser obtenido mediante la aplicación de PROCEDIMIENTOS que
usan OTRAS TECNOLOGÍAS como los Controladores Lógicos Programables,
y aquellos que empleen Entorno Visual para Programación de
Microcontroladores, relacionado con los procesos de competencia eléctrica”
Implicancias: Los procedimientos para Programar en forma Gráfica a los
Microcontroladores PIC y AVR, serán relacionados con los procesos de control,
mando y fuerza en el ámbito de la Ingeniería Eléctrica, correspondiente a los
sistemas de generación, transmisión, distribución y utilización de la energía
eléctrica.
3.6.-Operacionalización de Variables
3.6.1.- Variable Dependiente
X: ESTRUCTURACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS PARA LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC y AVR.
3.6.2.- Variable Independiente
Y1: PROGRAMACIÓN EN ENTORNO VISUAL POR DIAGRAMA DE FLUJO APLICADOS A LOS MICROCONTROLADORES PIC Y AVR.
Y2: PROGRAMACIÓN EN ENTORNO VISUAL POR DIAGRAMA DE ESCALERA APLICADOS A LOS MICROCONTROLADORES PIC Y AVR.
3.6.3.- Variable Interviniente
Z: DIAGRAMAS DE MANDO DE LOS SISTEMA ELÉCTRICOS.
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IV.-MARCO TEÓRICO
El siguiente marco teórico está basado en Conceptos y Constructos,
relacionados con la Programación Gráfica de los Microcontroladores PIC y
AVR, su normativad y procedimientos, se desarrolla a continuación.
4.1.- CONCEPTOS Y DEFINICIONES GENERALES (FV)
A continuación se expresan los conceptos, definiciones y abreviaturas usuales
para comprender el estado de la técnica que implican la Programación Gráfica
de los Microcontroladores:
4.1.1.-PROTOCOLOS
Conjunto de normas y procedimientos propias de la programación de los
controlodores y microcontroladores a nivel industrial.
La norma IEC 61131-3, asociada a los PLC, es la base real para la
estandarización de los lenguajes de programación en la automatización
industrial (Define las especificaciones de la sintaxis y semántica de los
lenguajes de programación de PLCs con la implicancia del software y la
estructura del lenguaje) y tiene como: (1) elementos comunes, la tipificación
de datos, variables, Configuraciones, Recursos y Tareas, Unidades para la
organización del programa (POU) y Gráficos Funcionales Secuenciales (SFC).
(2) lenguaje de programación, las textuales y gráficas. nos interesa saber
como está estructurado un PLC, desde el punto de vista normativo, porque es
la motivación para programar a los microcontroladores desde este punto de
vista. Desde el punto de vista Gráfico, encontramos la programación gráfica del
LADDER (LD), y el Diagrama de bloques Funcionales (FBD), hasta el
GRAFCET.
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La tendencia de esta norma, será de gran impacto si es que no se limita a solo
usarlo en los PLCs (controladores lógicos programables), ¿porqué no
abordarlo al campo de los microcontroladores?
4.1.2.-ABREVIATURAS
A continuación mencionamos los Entes de Normalización, Instituciones
Comerciales y términos de referencia para este Informe:
International Electrotechnical Commission (IEC) – Internacional
Atmel Corporation (Atmel) – EE.UU
Microchip Technology Inc.(Microchip) – EE.UU
Controladores Lógicos Programables (PLC)
Microcontroladores PIC (de la empresa Microchip)
Microcontroladores AVR (de la empresa Atmega)
4.1.3.-ARQUITECTURA DE MICROCONTROLADORES
El estado de la técnica, de los microcontroladores está orientado netamente a
la automatización de procesos, sin embargo, es de menester importancia,
tomar con relevancia hacia dos tipos antagónicos de microcontroladores, estos
son : los microcontroladores AVR versus los microcontroladores PIC.
4.1.3.1.-MICROCONTROLADOR PIC
Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por
Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado
por la división de microelectrónica de General Instrument. El nombre actual no
es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque
generalmente se utiliza como Peripheral Interface Controller (controlador de
interfaz periférico) {8}.
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Características :
Los PICs actuales vienen con una amplia gama de mejoras hardware
incorporadas:
Los viejos PICs con memoria PROM o EPROM se están renovando
gradualmente por chips con memoria Flash.
Núcleos de CPU de 8/16 bits con Arquitectura Harvard modificada
Memoria Flash y ROM disponible desde 256 bytes a 256 kilobytes
Puertos de E/S (típicamente 0 a 5,5 voltios)
Temporizadores de 8/16 bits
Tecnología Nanowatt para modos de control de energía
Periféricos serie síncronos y asíncronos: USART, AUSART, EUSART
Conversores analógico/digital de 8-10-12 bits
Comparadores de tensión
Módulos de captura y comparación PWM
Controladores LCD
Periférico MSSP para comunicaciones I²C, SPI, y I²S
Memoria EEPROM interna con duración de hasta un millón de ciclos de
lectura/escritura
Periféricos de control de motores
Soporte de interfaz USB
Soporte de controlador Ethernet
Soporte de controlador CAN
Soporte de controlador LIN
Soporte de controlador Irda
Los mas usados :
PIC12C508/509 (encapsulamiento reducido de 8 pines, oscilador interno, popular en pequeños diseños como el iPod remote).
PIC12F629/675 PIC16F84 (Considerado obsoleto, pero imposible de descartar y muy
popular)
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PIC16F84A (Buena actualización del anterior, algunas versiones funcionan a 20 MHz, compatible 1:1)
PIC16F628A (Es la opción típica para iniciar una migración o actualización de diseños antiguos hechos con el PIC16F84A. Posee puerto serial, módulos de comparación análoga, PWM, módulo CCP, rango de operación de voltaje aumentado, entre otras )
PIC16F88 (Nuevo sustituto del PIC16F84A con más memoria, oscilador interno, PWM, etc que podría convertirse en popular como su hermana).
La subfamilia PIC16F87X y PIC16F87XA (los hermanos mayores del PIC16F84 y PIC16F84A, con cantidad de mejoras incluidas en hardware. Bastante común en proyectos de aficionados).
PIC16F886/887 (Nuevo sustituto del 16F876A y 16F877A con la diferencia que el nuevo ya se incluye oscilador interno).
PIC16F193x (Nueva gama media de PIC optimizado y con mucha RAM, ahora con 49 instrucciones por primera vez frente a las 35 de toda la vida).
PIC18F2455 y similares con puerto USB 2.0 PIC18F2550 manejo de puertos USB 2.0 y muy versatil. PIC18F452 PIC18F4550 dsPIC30F2010 dsPIC30F3014 dsPIC30F3011 (Ideales para control electrónico de motores eléctricos de
inducción, control sobre audio, etc). PIC32 (Nueva gama de PIC de 32 bits, los más modernos ya compatible
con USB 2.0).
4.1.3.2.-MICROCONTROLADOR AVR
Son una familia de microcontroladores RISC del fabricante estadounidense Atmel.La arquitectura de los AVR fue concebida por dos estudiantes en el Norwegian Instituteof Technology, y posteriormente refinada y desarrollada en Atmel Norway, la empresa subsidiaria de Atmel, fundada por los dos arquitectos del chip.Cuenta con bastantes aficionados debidom a su diseño simple y la facilidad de programación
Características :
es una CPU de arquitectura Harvard fue diseñado desde un comienzo para la ejecución eficiente de código
C compilado El set de instrucciones de los AVR es más regular que la de la
mayoría de los microcontroladores de 8-bit (por ejemplo, los PIC).
21“
Los mas usados :
ATxmega: procesadores muy potentes con de 16 a 384 kB de memoria flash programable, encapsulados de 44, 64 y 100 pines (A4, A3, A1), capacidad de DMA, eventos, criptografía y amplio conjunto de periféricos con DACs.
ATmega: microcontroladores AVR grandes con de 4 a 256 kB de memoria flash programable, encapsulados de 28 a 100 pines, conjunto de instrucciones extendido (multiplicación y direccionamiento de programas mayores) y amplio conjunto de periféricos.
ATtiny: pequeños microcontroladores AVR con de 0,5 a 8 kB de memoria flash programable, encapsulados de 6 a 20 pines y un limitado set de periféricos.
AT90USB: ATmega integrado con controlador USB AT90CAN: ATmega con controlador de bus CAN Tipos especiales: algunos modelos especiales, por ejemplo, para el
control de los cargadores de baterías, pantallas LCD y los controles de los motores o la iluminación.
AT90S: tipos obsoletos, los AVRs clásicos
Bajo el nombre AVR32, Atmel tiene una arquitectura RISC de 32 bits con
soporte de DSP y SIMD. A pesar de la similitud de sus nombres y logotipos, las
dos arquitecturas tienen poco en común {8}.
4.1.4.- CONTROLADOR Y MICROCONTROLADOR.
Recibe el nombre de controlador el dispositivo que se emplea para el gobierno
de uno o varios procesos. Por ejemplo, el controlador que regula el
funcionamiento de un horno dispone de un sensor que mide constantemente su
temperatura interna y, cuando traspasa los límites prefijados, genera las
señales adecuadas que accionan los efectores que intentan llevar el valor de la
temperatura dentro del rango estipulado.
Aunque el concepto de controlador ha permanecido invariable a través del
tiempo, su implementación física ha variado frecuentemente. Hace tres
décadas, los controladores se construían exclusivamente con componentes de
lógica discreta, posteriormente se emplearon los microprocesadores, que se
rodeaban con chips de memoria y E/S sobre una tarjeta de circuito impreso. En
la actualidad, todos los elementos del controlador se han podido incluir en un
chip, el cual recibe el nombre de microcontrolador. Realmente consiste en un
22“
sencillo pero completo computador contenido en el corazón (chip) de un circuito
integrado.
Un microcontrolador es un circuito integrado de alta escala de integración que
incorpora la mayor parte de los elementos que configuran un controlador.
4.1.5.-DIFERENCIA ENTRE MICROPROCESADOR Y
MICROCONTROLADOR.
El microprocesador es un circuito integrado que contiene la Unidad Central de
Proceso (UCP), también llamada procesador, de un computador. La UCP está
formada por la Unidad de Control, que interpreta las instrucciones, y el Camino
de Datos, que las ejecuta. Los pines de un microprocesador sacan al exterior
las líneas de sus buses de direcciones, datos y control, para permitir conectarle
con la Memoria y los Módulos de E/S y configurar un computador
implementado por varios circuitos integrados. Se dice que un microprocesador
es un sistema abierto porque su configuración es variable de acuerdo con la
aplicación a la que se destine. (Figura 1).
Figura 1: Estructura de un sistema abierto basado en un microprocesador.
Fuente: referencia 8
La disponibilidad de los buses en el exterior permite que se configure a la
medida de la aplicación. Si sólo se dispusiese de un modelo de
microcontrolador, éste debería tener muy potenciados todos sus recursos para
poderse adaptar a las exigencias de las diferentes aplicaciones. Esta
potenciación supondría en muchos casos un despilfarro. En la práctica cada
fabricante de microcontroladores oferta un elevado número de modelos
diferentes, desde los más sencillos hasta los más poderosos. Es posible
23“
seleccionar la capacidad de las memorias, el número de líneas de E/S, la
cantidad y potencia de los elementos auxiliares, la velocidad de
funcionamiento, etc. Por todo ello, un aspecto muy destacado del diseño es la
selección del microcontrolador a utilizar.
Figura 2: El microcontrolador es un sistema cerrado.
Fuente: referencia 8
Todas las partes del computador están contenidas en su interior y sólo salen al
exterior las líneas que gobiernan los periféricos.
4.1.6.- RECURSOS COMUNES A TODOS LOS MICROCONTROLADORES.
Al estar todos los microcontroladores integrados en un chip, su estructura
fundamental y sus características básicas son muy parecidas. Todos deben
disponer de los bloques esenciales Procesador, memoria de datos y de
instrucciones, líneas de E/S, oscilador de reloj y módulos controladores de
periféricos. Sin embargo, cada fabricante intenta enfatizar los recursos más
idóneos para las aplicaciones a las que se destinan preferentemente. En este
apartado se hace un recorrido de todos los recursos que se hallan en todos los
microcontroladores describiendo las diversas alternativas y opciones que
pueden encontrarse según el modelo seleccionado.
Arquitectura básica
Aunque inicialmente todos los microcontroladores adoptaron la arquitectura
clásica de von Neumann, en el momento presente se impone la arquitectura
Harvard. La arquitectura de von Neumann se caracteriza por disponer de una
sola memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones de forma
indistinta. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único
(direcciones, datos y control). La arquitectura Harvard dispone de dos
24“
memorias independientes una, que contiene sólo instrucciones y otra, sólo
datos. Ambas disponen de sus respectivos sistemas de buses de acceso y es
posible realizar operaciones de acceso (lectura o escritura) simultáneamente
en ambas memorias ( Figura 3).
Figura 3: La arquitectura Harvard dispone de dos memorias independientes
Fuente: referencia 8
NOTA:
Para datos y para instrucciones, permitiendo accesos simultáneos.Los microcontroladores PIC responden a la arquitectura Harvard.
4.1.7.-DESARROLLO DEL SOFTWARE:
Ensamblador. La programación en lenguaje ensamblador puede resultar un
tanto ardua para el principiante, pero permite desarrollar programas muy
eficientes, ya que otorga al programador el dominio absoluto del sistema. Los
fabricantes suelen proporcionar el programa ensamblador de forma gratuita y
en cualquier caso siempre se puede encontrar una versión gratuita para los
microcontroladores más populares.
Compilador. La programación en un lenguaje de alto nivel (como el C ó el
Basic) permite disminuir el tiempo de desarrollo de un producto. No obstante, si
no se programa con cuidado, el código resultante puede ser mucho más
ineficiente que el programado en ensamblador. Las versiones más potentes
suelen ser muy caras, aunque para los microcontroladores más populares
pueden encontrarse versiones demo limitadas e incluso compiladores gratuitos.
Depuración: debido a que los microcontroladores van a controlar dispositivos
físicos, los desarrolladores necesitan herramientas que les permitan comprobar
el buen funcionamiento del microcontrolador cuando es conectado al resto de
circuitos.
25“
Simulador: Son capaces de ejecutar en un PC programas realizados para el
microcontrolador. Los simuladores permiten tener un control absoluto sobre la
ejecución de un programa, siendo ideales para la depuración de los mismos.
Su gran inconveniente es que es difícil simular la entrada y salida de datos del
microcontrolador.
4.1.8.-SISTEMAS SECUENCIALES
Aunque es posible programar sistemas secuenciales en LADDER, sólo se
suele utilizar para el control de sistemas sencillos. En aquellos más complejos
se utiliza la programación modular o el GRAFCET {8}.
4.1.9.-MIGRACIÓN DE LÓGICA CABLEADA A LÓGICA PROGRAMADA
Esto es una constante cuando van apareciendo nuevas tecnologías que
realizan con mejores prestaciones los procesos de control, por asi denotarlo, el
lengueje del operador electricista por naturaleza es el ladder (diagrama
escalera), dado que los sistemas de mandos tienen esa vertiente estructural y
filosófica, el lenguaje de los elementos de circuitos es todo o nada, es decir
serie y paralelo, no hay otro camino, lógicamente que la confiabilidad de llevar
el paso de la corriente de un lado a otro es sumamente alto.De manera tal que
siempre dentro del estado de la técnica con respecto a las tecnologías que
hacen la misma cosa con una mejor performance va estar relacionado con la
velocidad, costo y confiabilidad.
Es por ello que el lenguaje de los PLC, que mas gusta a los electricistas es la
programación gráfica LADDER, porque es la que traduce fielmente la migración
de los diagramas de mandos usados en la lógica de los contactores (lógica
cableada) en cada uno de los procesos eléctricos de automatización.
Sin desmerecer y determinar las limitaciones y ventajas sobre una u otra
tecnología, lo que nos atañe es hacer la migración hacia los microcontroladores
y programarlos de la misma manera como lo hacemos con los PLC, es decir
usando algún tipo de programación gráfica, existen programas gráficos
basados en sistemas de flujos, que también son prácticos para emplearlos con
los microcontroladores, sin embargo, se hace la migración un poco reacio para
26“
el campo del electricista (lógicamente sin desmerecer la capacidad del
operador como del programa). Hasta aquí es auspicioso establecer que los
microcontroladores dentro de las familias planteadas (PIC y AVR), poder
desarrollar la migración amigable y sin traumas a la programación LADDER, y
con concretar y hacer uso de los microcontroladores en los diversos procesos
que implican la, labor del ELECTRICISTA.
Podemos decir, que la MIGRACIÓN de la lógica cableda a la programada
gráfica es una realidad concreta que nos va permitir usar una tecnología más a
parte del PLC, como son los microcontroladores.
A.-LÓGICA CABLEADA
Lógica de contactos, es una forma de realizar controles, en la que el
tratamiento de datos (botonería, fines de carrera, sensores, presóstatos, etc.),
se efectúa en conjunto con contactores o relés auxiliares, frecuentemente
asociados a temporizadores y contadores.
Están asociados al procesamiento de señales de entrada (provistos por
sensores, sean pasivos o activos) para actuar en las salidas (atraves de
actuadores, como reles o dispositivos electrónicos de interface).
El proceso comprende dos instancias:
(1) La retención
(2) El enclavamiento
El primero válido para establecer una retención, después de aperturar la acción
de activación (ON) por un pulsador N.A, y el segundo para someter a un
aislamiento a un elemento de acción (esclavo), cuando está activado el
(maestro), se dice que están mutuamente enclavados, cuando
indistintintamente, se intercambian las funciones de exclavo a maestro y de
maestro a esclavo.
La instancia de retención se hace, con un contacto auxiliar N.A (normalmente
abierto), del mismo contactor y se conecta en paralelo al pulsador de activación
(ON). La instancia de enclavamiento se hace con un contacto N.C
27“
(normalmente cerrado) del contactor antagónico que se conecta en serie en la
línea de alimentación a la bobina del contactor.
Ambos procedimientos sea la retención y el enclavamiento, forman parte de la
estructura primordial de todo sistema eléctrico de control y mando, útil para
activar los sistemas de fuerza, que es donde se hace la transferencia dela
energía
Figura 4: Retención de K1 por K1 Fuente: http://convolucion.blogspot.com
Figura 5: enclavamiento de K1 por K2 y K2 por K1Fuente: www.monografías.com
28“
En lógica cableada, la operación que se realizan se corresponden según como
se conectan los elementos de entrada para expresarlos en la salida como un
proceso lógico:
Suma= OR= conexión paraleloProducto=AND=conexión serie
De la figura 4, se tiene (M + K1) = K1De la figura 5, se tiene RT1 *S1* (K1 + K 2)
Donde K1= (S2 + K1)*K2 y K2= (S3 + K2)*K1
B.- CIRCUITOS DE MANDO Y CIRCUITOS DE FUERZA
CIRCUITO DE MANDO
Disposición circuital de elementos de contactos sean retardados y/o contados,
dispuestos en serie y/o paralelo, para constituir un proceso secuencial y/o
combinatorio, relacionado con la figuras 4 y figura 5.
Elementos
Los circuitos de mando se representan en los esquemas de mando, donde se pueden incluir gran cantidad de elementos. Entre los más representativos tenemos:
Los fusibles.
Protecciones térmicas.
Los pulsadores de marcha y de paro.
Los relés eléctricos.
Los temporizadores y sus señalizaciones.
Los sensores.
Los autómatas programables con sus memorias de semiconductores.
Las fuentes de alimentación estabilizadas con diodo zener.
En algunos esquemas especiales se integran los osciladores, etc. {9}.
29“
CIRCUITO DE FUERZA
Los circuitos de potencia son aquellos elementos que hacen de alguna manera
el trabajo duro, puesto que son los encargados de ejecutar las órdenes
dictaminadas por el circuito de mando.
Elementos
Los elementos siguientes entre otros, integran un circuito de fuerza.
Fusibles.
Interruptores tripolares.
Contactores eléctricos.
Relés térmicos.
Motores, etc. {9}.
Figura 6: circuito de mando y fuerzaFuente: http://vcalderonv.blogspot.com/2011
Tendencia Geopolítica :
Evolución de los Sistemas de Mando y Control: Interoperabilidad e integración,
según José Mª GuerreroManzano, Jefe de Proyecto de Isdefe e Ingeniero
Aeronáutico, Desde el punto de vista de la necesidad operativa la evolución de
los Sistemas de Mando y Control (C2) viene marcada por dos principios
rectores:
30“
(1) Integración funcional con los Sistemas de apoyo de las unidades propias
(2) Interoperabilidad con los Sistemas C2 del resto de los países aliados y con los Sistemas de los otros Ejércitos nacionales.
Aunque no resulta fácil prever cuales de las tecnologías emergentes se
consolidaran como parte integrante de los nuevos desarrollos en el área de los
Sistemas de Mando y Control si puede aventurarse que las mas prometedoras
son las siguientes:
Integración con Simuladores Virtuales Inteligentes. Redes inalámbricas de Banda Ancha (WiMAX). Sistemas de Apoyo a la toma de Decisiones. Integración con las Redes de comunicaciones personales a través de
la potenciación de los Sistemas de Voz sobre IP. Cifrado IP. Integración de protocolos de comunicación de base. Utilización de nuevos terminales móviles inteligentes.{5}.
4.2.-CONCEPTOS ESPECÍFICOS
Con los conceptos que se han construido se evaluarán los procedimientos de la
PROGRAMACIÓN GRÁFICA y su aplicabilidad en el campo de la ingeniería
eléctrica bajo un marco de:
Ensayos para la aplicación de los procedimientos de programación
gráfica de los microcontroladores PIC y AVR.
Mediante la Programación Gráfica (FLUJO y LADDER), se requiere
verificar el desempeño del Microcontrolador programado.
Para la Programación Gráfica del Microcontrolador, se requiere:
a) EL Software de Programación Gráfica.
b) EL Microcontrolador tangible (PIC y AVR)
c) El BURNER (incluye firmware) tangible, para trasladar la programación gráfica en lenguaje fuente hacia el PIC y/o AVR
d) El Software Driver del Burner.
31“
En general las relaciones coordinadas en los Microcontroladores es:
SOFTWARE-HARDWARE y FIRMWARE; y forman parte de una estructura
finamente desarrollada como tecnología.
4.2.1.-CONSTRUCTOS
Anderson y Gerbing, 1988; Bagozzi, 1981), los investigadores son conscientes
de la importancia de la validez de constructo como condición necesaria para el
desarrollo de la teoría, argumento que justifica la distinción entre el modelo de
medida, como paso previo de cualquier análisis, y el modelo estructural (Jarvis,
Mackenzie y Podsakoff, 2003). En este sentido, en un modelo teórico se
identifican constructos (variable latentes o no observables), que por su
naturaleza no pueden ser observados empíricamente, y variables observables
(indicadores, medidas o variables manifiestas), que pueden ser definidas a
través de una medida y que son diseñadas para capturar el dominio de
contenido de un constructo.
4.2.1.1.-MODELAMIENTO DE LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA
El modelamiento de la programación gráfica, para nuestros propósitos que es
la de aplicar al campo de la ingeniería eléctrica, está orientado en programar a
los microcontroladores sean PIC y/o AVR, por medio del lenguaje que relaciona
directamente el diagrama de mando con la lógica del LADDER, y en virtud de
ello, nuestro modelo de aplicación queda definido en las siguientes instancias:
ESTADO SITUACIONAL DEL MODELO:
A.-Requerimientos para la Programación Gráfica del Microcontrolador.
B.-Ensayos para la aplicación de los procedimientos de programación gráfica
de los microcontroladores PIC y AVR, establecidas en casos.
C.-Programación Gráfica por LADDER, y verificación del desempeño del
microcontrolador programado.
El establecimiento de los requerimientos, ensayos y programación gráfica de
los microcontroladores coordina con:
32“
¿El tipo de microcontrolador? (PIC, AVR entre otros).
¿La programación gráfica satisface a la conducta del circuito de mando de un
sistema de control? Por flujo y/o ladder.
¿Los requerimientos para la programación gráfica del microcontrolador, elimina
la presencia de los contactores de potencia? (las asocia para ser usado en la
línea de fuerza o circuito de fuerza).
¿El estado de la técnica de los microcontroladores frente a los PLC y otras
tecnologías, lo hace amigable? (desde el punto de vista operativo y
económico).
La programación gráfica de los microcontroladores responde a los métodos y
procedimientos, basados en los diagramas de mandos que
favorablemente responden a la lógica de la programación del LADDER.
Fig.7: Estado situacional del modelamientoFuente : Propia del autor
A.-Requerimientos para la Programación Gráfica del Microcontrolador.
Son requerimientos indispensables:
a) EL Software de Programación Gráfica.
De vital y gran trascendencia es el software, que es la encargada de generar
las instrucciones de la programación establecida como lógica de control, es
gráfica por los procesos que implican hacer amigable y menos traumático la
programación.
Son respetables los siguientes programas:
a1.-Programación gráfica por diagrama de flujo:
FLOWCODE
Es un entorno gráfico, cuya programación está basado en diagrama de flujo,
para nuestro propósito tenemos un alto alcance para programar la gama de
A
a) EL Software de Programación Gráfica. b) EL Microcontrolador tangible (PIC y AVR)c) El BURNER (incluye firmware) tangible, para trasladar la programación gráfica en lenguaje fuente hacia el PIC y/o AVRd) El Software Driver del Burner.
B
AMBITOS DE OPERATIVIDAD :
Generación,Transmisión, Distribución y utilización
C
1.-Programación Gráfica por LADDER
2) Verificación del desempeño del microcontrolador
programado.
33“
microcontroladores siguientes (base, media y alta), además de poder
programar bajo esta modalidad otras familias como: dsPIC/PIC24, ARM.{4}.
NOTA: el programa NIPLE, está orientado en esta misma línea de
programación.
AVRAT90CAN128, AT90CAN32, AT90CAN64, AT90PWM1, AT90PWM2B, AT90PWM3B, AT90S2313, AT90S2323,
AT90S4433, AT90S8515, AT90S8535, AT90USB1286, AT90USB1287, AT90USB162, AT90USB646, AT90USB647,
AT90USB82, ATMEGA103, ATMEGA128, ATMEGA1280, ATMEGA1281, ATMEGA1284P, ATMEGA16, ATMEGA161,
ATMEGA162, ATMEGA163, ATMEGA164, ATMEGA164P, ATMEGA168, ATMEGA168P, ATMEGA169,
ATMEGA169P, ATMEGA16M1, ATMEGA16U4, ATMEGA2560, ATMEGA2561, ATMEGA32, ATMEGA323,
ATMEGA324, ATMEGA324P, ATMEGA325, ATMEGA3250, ATMEGA3250P, ATMEGA325P, ATMEGA328,
ATMEGA328P, ATMEGA329, ATMEGA3290, ATMEGA3290P, ATMEGA329P, ATMEGA32C1, ATMEGA32M1,
ATMEGA32U4, ATMEGA32U6, ATMEGA48, ATMEGA48P, ATMEGA64, ATMEGA640, ATMEGA644, ATMEGA644P,
ATMEGA645, ATMEGA6450, ATMEGA6450P, ATMEGA645P, ATMEGA649, ATMEGA6490, ATMEGA6490P,
ATMEGA649P, ATMEGA64C1, ATMEGA64M1, ATMEGA8, ATMEGA8515, ATMEGA8535, ATMEGA88, ATMEGA88P,
ATTINY13, ATTINY167, ATTINY2313, ATTINY24, ATTINY25, ATTINY26, ATTINY261, ATTINY44, ATTINY45,
ATTINY461, ATTINY84, ATTINY85, ATTINY861, ATTINY87
PICmicro10F200, 10F202, 10F204, 10F206, 10F220, 10F222, 12C508, 12C508A, 12C509, 12C509A, 12C671, 12C672,
12CE518, 12CE519, 12CE673, 12CE674, 12F1822, 12F609, 12F615, 12F617, 12F629, 12F635, 12F675, 12F683,
12HV609, 12HV615, 16C716, 16C717, 16C72, 16C72A, 16C73, 16C73A, 16C73B, 16C74, 16C74A, 16C74B, 16C76,
16C77, 16C770, 16C771, 16C84, 16CR72, 16CR83, 16CR84, 16F1826 , 16F1827, 16F1933, 16F1934, 16F1936,
16F1937, 16F1938, 16F1939, 16F616, 16F627, 16F627A, 16F628, 16F628A, 16F630, 16F631, 16F636,
16F639,16F648A, 16F676, 16F677, 16F684, 16F685, 16F687, 16F688, 16F689, 16F690, 16F716, 16F72, 16F722,
16F723, 16F724, 16F726, 16F727, 16F73, 16F737, 16F74, 16F747, 16F76, 16F767, 16F77, 16F777, 16F785, 16F818,
16F819, 16F83, 16F84, 16F84A, 16F87, 16F870, 16F871, 16F872, 16F873, 16F873A, 16F874, 16F874A, 16F876,
16F876A, 16F877, 16F877A, 16F88, 16F883, 16F884, 16F886, 16F887, 16F913, 16F914, 16F916, 16F917, 16F946,
16LF1933, 16LF1934 , 16LF1936, 16LF1937 , 16LF1938 , 16LF1939 , 18F1220, 18F1230, 18F1320, 18F1330,
18F13K50, 18F14K50, 18F2220, 18F2221, 18F2320, 18F2321, 18F2331, 18F23K20, 18F2410, 18F242, 18F2420,
18F2423, 18F2431, 18F2439, 18F2450, 18F2455, 18F2458, 18F248, 18F2480, 18F24J10, 18F24J11, 18F24J50,
18F24K20, 18F2510, 18F2515, 18F252, 18F2520, 18F2523, 18F2525, 18F2539, 18F2550, 18F2553, 18F258,
18F2580, 18F2585, 18F25J10, 18F25J11, 18F25J50, 18F25K20, 18F2610, 18F2620, 18F2680, 18F2682, 18F2685,
18F26J11, 18F26J50, 18F26K20, 18F4220, 18F4221, 18F4320, 18F4321, 18F4331, 18F43K20, 18F4410, 18F442,
18F4420, 18F4423, 18F4431, 18F4439, 18F4450, 18F4455, 18F4458, 18F448, 18F4480, 18F44J10, 18F44J11,
18F44J50, 18F44K20, 18F4510, 18F4515, 18F452, 18F4520, 18F4523, 18F4525, 18F4539, 18F4550, 18F4553,
18F458, 18F4580, 18F4585, 18F45J10, 18F45J11, 18F45J50, 18F4610, 18F4620, 18F4680, 18F4682, 18F4685,
18F46J11, 18F46J50 , 18F46K20, 18F6310, 18F6390, 18F6410, 18F6490, 18F6520, 18F6527, 18F6585, 18F65J10,
18F65J15, 18F65J50, 18F6620, 18F6622, 18F6627, 18F6680, 18F66J10, 18F66J15, 18F66J50, 18F66J55, 18F66J60,
18F66J65, 18F6720, 18F6722, 18F67J10, 18F67J50, 18F67J60, 18F8310, 18F8390, 18F8410, 18F8490, 18F8520,
18F8527, 18F8585, 18F85J10, 18F85J15, 18F85J50, 18F8620, 18F8622, 18F8627, 18F8680, 18F86J10, 18F86J15,
18F86J50, 18F86J55, 18F86J60, 18F86J65, 18F8720, 18F8722, 18F87J10, 18F87J50, 18F87J60, 18F96J60,
18F96J65, 18F97J60, 18LF13K50, 18LF14K50, ECIO-28, ECIO-40, Formula Flowcode Buggy, Locktronics PIC,
MCHP_FSUSB, MIAC, RF12F675F, RF12F675H, RF12F675K
34“
Fig.8: Entorno FLOWCODEFuente : FLOWCODE
Fig.9: Entorno NIPLEFuente : NIPLE
Se cuenta con las siguientes opciones: Archivar, Editar, Ver, Documento,
Herramientas y Ayuda.
a2.-Programación gráfica por diagrama ladder:
35“
LDMICRO
LDmicro es un editor, simulador y compilador de lenguaje ladder para
microcontroladores de 8-bits. Puede generar código nativo para procesadores
de la serie AVR de Atmel y PIC16 de Microchip a partir de un diagrama ladder.
{11}.
Principalmente LDmicro soporta:
Entradas y salidas digitales
Timers (a la conexión, a la desconexión)
Contadores (ascendentes, descendentes, ciclicos)
Entradas analógicas y salidas analógicas (PWM)
Variables enteras e instrucciones aritmeticas
Comunicación serial
Registros de desplazamiento
Acceso a memorias EEPROM
El Ladder permite dibujar un circuito uniendo contactos y bobinas de relés en la
pantalla, simular el funcionamiento del esquema, y luego cargarlo en la
memoria del equipo.
El compilador genera archivos en formato HEX. La mayoría de los programas
dedicados a la carga de firmware en microcontroladores soportan este formato.
Además será necesario un hardware adecuado para cargar el archivo en la
memoria interna del microcontrolador a utilizar.Los siguientes
microcontroladores son soportados y fueron probados exitosamente:
PIC16F877
PIC16F876
PIC16F628
ATmega64
ATmega128
PIC16F88
PIC16F819
ATmega162
36“
ATmega32
ATmega16
ATmega8
NOTA: el programa MICROLADDER, está orientado en esta misma línea de
programación.
Fig.10: Entorno LDMICROFuente : Propia del autor
Fig.11: Entorno LDMICROFuente : LDMICRO
37“
Se cuenta con las siguientes opciones: Archivo, Editar, Configuraciones,
Instrucción, Simular, Compilar y Ayuda.
b) EL Microcontrolador tangible (PIC y AVR)
Existe una gran gama de microcontroladores tanto en la versión PIC y/o
AVR(tal como lo denotamos en el punto anterior), sin embargo,lo que interesa
hasta aquí son los elementos accesorios o periféricos que van a compañar a
nuestro elemento microcontrolador. Veamos:
Fig.12: Elementos accesorios de un microcontrolador PICFuente : Propia del autor
Se observan pines sueltos que corresponden a pines que según la
programación serán designados como salidas y/o entradas, asimismo se
observa los pocos elementos que implican el funcionamiento de un
microcontrolador ( resistores, capacitores cerámicos y cristales), alimentado por
una fuente de alimentación de corriente continua que normalmente es de 5V.
NOTA:
Similar configuración de elementos accesorios, posee un microcontrolador AVR.
Es oportuno recalcar que en algunos microcontroladores modernos, estos
elementos son obviados debido a que internamente trae consigo el elemento
dee oscilación (como cristal).
Estos microcontroladores, se seleccionan tangiblemente en base a las
bondades que se nos ofrecen, y de acuerdo a las especificaciones del diseño,
desde luego la programación.
38“
Una marcada referencia desde el punto de vista del estado de la técnica, es
que los microcontroladores entre una familia y otra como son los PIC y AVR,
sostienen una arquitectura propia y desde luego se hace genérico entre las
versiones, es decir cada familia posee una arquitectura similar en cuanto a las
funciones proporcionados en los pines de conección.
c) El BURNER (incluye firmware) tangible, para trasladar la programación gráfica en lenguaje fuente hacia el PIC y/o AVR
Dícese del hardware que realiza el trabajo de grabar la programación en el
microcontrolador.Para el caso típico de nuestros propósitos, se ha empleado
los siguientes burner:
“AVR programmer”
Programador que hace uso del puerto serial (COM) de la PC.
“DPIC HV2.0 programador”
Programador que hace uso del puerto USB de la PC.
Fig.13: DPIC HV2.0 programadorFuente : DELCOMP
Fig.14: AVR programmerFuente : ELECTRONICS-DIY
39“
d) El Software Driver del Burner.
Existen una gran variedad de burners y cada uno de ellos posee un software manejador (driver) y los mencionados son los que se han empleado para nuestros propósitos.
PonyProg_V207c: para el burner “AVR programmer”.
DPIC o PICkit 2 v2.61.00 Setup A: para el burner “DPIC HV2.0”
Fig.15: Entorno DPICFuente : DELCOMP
Con estos programas, lo que hacemos es cargar la programación del Ladder,
en formato hexadecimal, y luego grabarlo al microcontrolador.Dentro de su
menú, también se nos permite borrar el contenido grabado en el
microcontrolador, si es que se desea reutilizarlo, previamente se debe elegir la
serie y familia del microcontrolador a grabar. Para el caso del programador
DPIC, automáticamente el microcontrolador es detectado, ello debido a que
este grabador tiene un FIRMWARE que realiza dicha tarea.
40“
B.-Ensayos para la Aplicación de los Procedimientos de Programación
Gráfica de los Microcontroladores PIC y AVR, establecidas en Casuísticas
Los siguientes ensayos se han implementado para la obtención de los
resultados de nuestra investigación mediante la programación gráfica de los
microcontroladores PIC y/o AVR, motivo de la investigación.
El mercado eléctrico está comprendido por las siguientes líneas de operación:
G:generación, T:transmisión, D:distribución y U:utilización, y en todas existen
procesos que están sujeto a la actividad de control, mando y fuerza, lo que en
buenos términos corresponde al amplio campo de aplicación práctica, donde se
puede incursionar con la programación gráfica y por consiguiente el uso de la
tecnología de los microcontroladores en los procesos que comprenden estas
áreas. SISTEMA ELÉCTRICO
LENGUAJES G T D U
Diagrama de Mando
-Reguladores RAV (AVR),RAF (RAS),-Rele de protección,-Interruptores diferenciales,-Interruptores de potencia,-Tableros de mando,-Interface SCADA, etc.
-Coordinación de protección:fusible-recloser,
recloser-recloser, fusible-fusible.-Compensación reactiva: svc, statcomp.-Interface SCADA, etc
-Tableros de distribución,-Contrastación y calibración de medidores de energía,-Pérdidas de energía,-Sistemas PMI,-Interface SCADA, etc.
-Sistemas de arranque de máquinas eléctricas rotativas-Tableros de control-Interface SCADA-Variadores de velocidad basado en PWM-Inversores de energía-Cargadores de batería-Sistemas de iluminación, etc.
Diagrama Ladder
Coordina con el diagrama de mando
Fig.16: Líneas operativas del mercado eléctricoFuente : Propia del autor
Casos típicos:
Caso1: De Generación
Un significativo caso de interés en este campo corresponde a los reguladores
automáticos de tensión y frecuencia. La naturaleza de estos reguladores,
realizan una loable labor, desde el punto de vista de operacionalidad y
estabilidad de la máquina, en este caso el generador, genera potencia activa y
reactiva. Para que los reguladores realicen tal función estas parten de un
principio básico que es la de tener un nivel de referencia eléctrica de
41“
comparación (SETPOINT) asociada a la tensión y/o frecuencia de modo tal que
la regulación de dichos parámetros de generación se mantenga dentro de los
valores tolerables especificados como calidad.Aquí la conducta dinámica de la
máquina importa mucho, por tal motivo el parámetro primordial corresponde al
ESTATISMO de la máquina. Todo lo que rodea al generador como las citadas
en la figura 16, son factibles de aplicar en sus procesos de control a los
microcontroladores (ver anexo 1).
Caso2: De Transmisión
Las pérdidas de energía, están presentes en todo sistema de transmisión, y
desde luego la presencia de compensadores estáticos sean SVC y/o
STATCOMP, sugieren dentro la lógica de control de inyectar o quitar reactivos,
con el único propósito de reducir las pérdidas y favorecer la entrega de la
energía, con estabilidad y calidad, es propicio aplicar los microcontroladores en
esta línea.
Caso3: De Distribución
Los tableros de distribución, específicamente trabajados con lógica cableada
y/o programada (por PLC) pueden ser automatizadas de la misma manera y
bajo el mismo principio de las técnicas anteriores mencionadas, a un coste
significativo con respecto a dichas técnicas.
Caso4: De Utilización.
Los sistemas de arranque para los motores, hoy y siempre, serán de vital
trascendencia por la incidencia sobre la vida útil de la máquina y por
consiguiente en la productividad otorgada por la máquina. Hasta aquí es de
gran ayuda poder emprender fehacientemente en este rubro, con fines
demostrativos y aplicativos, porque facilita el entendimiento a donde se quiere
42“
llegar como propósito de la investigación, sino además, por que los diagramas
de mando existentes y no existentes, son asequibles para trasladar dicha lógica
de control al lenguaje ladder de la programación las mismas que serán
aplicadas a los microcontroladores PIC y/o AVR. Son de gran importancia no
solamente aplicar en este campo, pues la presencia de la electrónica de
potencia urge dentro de los procesos para controlar la potencia, la
conformación de pulsos de disparos, las mismas que pueden ser obtenidos a
partir de los microcontroladores, ello por asi citarlo. Los siguientes sistemas
como:
Arranque directo de un motor eléctrico
Arranque directo con inversión de giro de un motor eléctrico
Arranque estrella-triangulo de un motor eléctrico
Arranque por resistencias rotóricas de un motor eléctrico
Sistema de control de llenado de tanques
Valoración de límite con histéresis
Sistema de mando secuencial por ciclos.
Nos invita en sostener la aplicación de los microcontroladores, con
programación gráfica, entre otros procesos (ver anexo 2 al anexo5).
C.-Programación Gráfica por LADDER, y Verificación del Desempeño del
Microcontrolador Programado.
Con buen criterio técnico se ha elegido los siguientes procesos para aplicar
programación gráfica de los microcontroladores PIC-AVR y poder de ella
desprender nuestra propuesta planteada en la presente investigación, que es
la de poner en práctica una programación gráfica amigable para el operador
atraves del LADDER.
43“
Procedimiento de selección del circuito de mando:
Los siguientes procesos correspondientes a los arranques de motores, se han
elegido para nuestro propósito expérimental:
1.-Arranque estrella-triangulo de un motor eléctrico
2.-Valoración de límite con histéresis
Procedimiento de selección de los Microcontroladores:
Para ello se tiene las consideraciones siguientes con respecto a los
microcontrolodores a emplearse, se identificó un microcontrolador para cada
familia, considerando los parámetros de entrada y salida, según el proceso de
mando, estos microcontroladores son:
1.-Microchip PIC 16F628A
2.-Atmel AVR atmega8
Procedimiento de la programación mediante el programa LDmicro:
Una vez establecido el diagrama de mando, de un proceso (sistema de
arranque de motores), se procede a la programación, mediante el uso del
programa LDmicro, dicho programa tiene el siguiente entorno:
Se observa las siguientes herramientas y se deben ejecutar en ese orden :
44“
Archivo
Editar
Configuraciones
Instrucción
Simular
Compilar
Ayuda
Los contenidos internos de las herramientas se muestran a continuación :
45“
Procedimiento de programación : los pasos a seguir, corresponden a
procedimientos propios, establecido por el autor de la investigación.
1.-Dar nombre al archivo de trabajo, haciendo uso de la herramienta :
Archivo
Guardar como.
Por ejemplo : Arranque E-T
46“
2.-Configurar nuestro entorno, según el microcontrolador a emplear, en nuestro
diseño, haciendo uso de la herramienta :
Configuraciones
Microcontrolador
Nota : Se tiene también la opción de configurar los parámetros del
microcontrolador, la que está asociada con la frecuencia de operación,
establecida en el cristal, u elementos R-C de oscilación.
47“
3.-Diseñar el diagrama LADDER, considerando el DIAGRAMA DE MANDO
del Sistema Circuital, siguiendo las reglas de jerarquía para cada uno de
los elementos del LADDER. haciendo uso de la herramienta : Instrucción
3.1.-Diseñar el LADDER, en base al circuito de mando de un sistema
circuital, haciendo uso de contactos, bobinas, temporizadores, etc.
haciendo uso de la herramienta :
InstrucciónInsertar contacto
3.2.-Configurar los elementos del LADDER, especificando con un
NOMBRE, según diseño del circuito, asimismo denotando la FUENTE (sea
Relé Interno, Pata Entrada o Pata Salida), dicho elemento puede
configurarse además como elemento negado o no negado.
Las bobinas se configuran por Tipo y Fuente
48“
3.3.-Asignación de terminales del microcontrolador seleccionado, según elementos del LADDER.
Por ejemplo, para la entrada digital X1, le asignamos la pata 1 (RA2) del microcontrolador PIC16628. Todos los elementos del LADDER, deben ser asignados a los terminales del microcontrolador.
Aceptando (OK)
49“
4.-Una vez diseñado nuestro programa en base al LADDER, se procede a
la simulación, haciendo uso de la herramienta :
Simular
Modo Simulación
Empezar Simulación en Tiempo Real
5.-Compilado del Programa, se procede a compilar mediante la
herramienta;
Compilar
Compilar como
El archivo obtenido mediante la compilación (Arranque E-T), se da en formato
hexadecimal, y es el archivo que debemos grabar en el microcontrolador,
mediante el burner, con lo que quedará, listo para someter a prueba nuestro
aplicativo.
NOTA : la simulación y el compilado, son muy importantes dado que permite
redarguir, al programa, nos permite corregir y orientar el diseño.
50“
Procedimiento de implementación del aplicativo y puesta en marcha del
microcontrolador programado.
Para nuestros, propósitos se tiene el siguiente diagrama circuital,
correspondiente a los accesorios o periféricos, que haran posible la verificación
y constrastación, mediante la puesta en marcha de nuestro microcontrolador
programado, en base al aplicativo programado.
Diagrama Circuital Accesorio:
Fig.17: Elementos accesorios de un microcontrolador PICFuente : Propia del autor
Fig.18: Elementos accesorios de un microcontrolador AVRFuente : Electronics-diy
C1=C2=22PF
Crystal =4 MHZ
Pulsadores Varios = Normalmente Abierto (N.A), Normalmente Cerrado (N.C).
Resistores Varios =330 OHMIOS
Regulador LM7805
Fuente de Alimentación de 9VDC.
51“
4.2.1.2.-TERMINOLOGÍAS
Glosario y Definición de Términos Básicos Utilizados:
Microcontrolador
Es un circuito integrado que incluye en su interior las tres unidades funcionales
de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos
de entrada y salida.
PIC
Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por
Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado
por la división de microelectrónica de General Instrument. El nombre actual no
es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque
generalmente se utiliza como Peripheral Interface Controller (controlador de
interfaz periférico).
AVR
Los AVR son una familia de microcontroladores RISC de Atmel. La arquitectura
de los AVR fue concebida por dos estudiantes en el Norwegian Institute of
Technology, y posteriormente refinada y desarrollada en Atmel Norway, la
empresa subsidiaria de Atmel, fundada por los dos arquitectos del chip.
Programación Gráfica
El nuevo paradigma de la enseñanza de las técnicas del control y gobierno de
las interfaces externas.
Software
Se conoce como software al equipamiento lógico o soporte lógico de una
computadora digital; comprende el conjunto de los componentes lógicos
necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en
contraposición a los componentes físicos, que son llamados hardware.Para
nuestros propósitos tenemos software de programación ladder y software del
burner.
52“
Hardware
(pronunciación AFI: /ˈhɑːdˌwɛə/ ó /ˈhɑɹdˌwɛɚ/) corresponde a todas las partes
tangibles de una computadora: sus componentes eléctricos, electrónicos,
electromecánicos y mecánicos
Firmware
Es un bloque de instrucciones de programa para propósitos específicos,
grabado en una memoria de tipo no volátil (ROM, EEPROM, flash, etc), que
establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de
un dispositivo de cualquier tipo. Al estar integrado en la electrónica del
dispositivo es en parte hardware, pero también es software, ya que proporciona
lógica y se dispone en algún tipo de lenguaje de programación.
Sistema de Control
Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que
pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un
funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades
de fallos y se obtengan los resultados buscados.
Sistema de Mando
El circuito de mando representa la lógica cableada del automatismo mediante
cables conductores y en él se incluirán los equipos que por un lado reciben la
información de los distintos elementos de captación. Los circuitos de mando se
representan en los esquemas de mando, donde se pueden incluir gran cantidad
de elementos. Entre los más representativos tenemos: Los fusibles,
protecciones térmicas, los pulsadores de marcha y de paro, los relés eléctricos,
los temporizadores y sus señalizaciones, los sensores, etc.
Sistema de Fuerza
Los circuitos de potencia son aquellos elementos que hacen de alguna manera
el trabajo duro, puesto que son los encargados de ejecutar las órdenes
dictaminadas por el circuito de mando. Los circuitos de potencia se representan
en los esquemas de potencia, donde se incluyen una serie de elementos. Entre
53“
los más representativos se encuentran: Fusibles, interruptores tripolares,
contactores eléctricos, relés térmicos, motores, etc.
Lógica Cableada
Lógica de contactos, es una forma de realizar controles, en la que el
tratamiento de datos (botonería, fines de carrera, sensores, presóstatos, etc.),
se efectúa en conjunto con contactores o relés auxiliares, frecuentemente
asociados a temporizadores y contadores.
Lógica Programada
Es lo contrario de la lógica cableada, es decir, este tipo de diseño permite
utilizar un circuito o un proyecto para muchas otras funciones con el simple
cambio del software que incorpora.
Lógica Estructurada
Es una técnica para escribir programas (programación de computadora) de
manera clara. Para ello se utilizan únicamente tres estructuras: secuencia,
selección e iteración; siendo innecesario el uso de la instrucción o instrucciones
de transferencia incondicional (GOTO, EXIT FUNCTION, EXIT SUB o múltiples
RETURN).
Burner
Programador a nivel de hardware, que permite grabar en el Microcontrolador,
un programa de aplicación, algunos le llaman quemador, grabador, cargador
entre otros.
Ladder
También denominado lenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de
programación gráfico muy popular dentro de los autómatas programables
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.
54“
Contactor
Es un componente electromecánico que tiene por objetivo establecer o
interrumpir el paso de corriente, ya sea en el circuito de potencia o en el circuito
de mando, tan pronto se energice la bobina (en el caso de ser contactores
instantáneos). Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la
corriente eléctrica de un receptor o instalación, con la posibilidad de ser
accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable
o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y
otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama
de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con
las letras KM seguidas de un número de orden.
Plc
Son siglas que pueden referirse a: Controlador lógico programable (en inglés
Programmable Logic Controller).
55“
V.-MATERIALES Y MÉTODOS
Los materiales y métodos usados para la consecución de nuestros objetivos,
son los que corresponden a la presente investigación, por un lado los
MATERIALES, usados, han sido coordinados con el Taller de Máquinas
Eléctricas de la FIEE. El MÉTODO usado, dado los materiales disponibles, es
aquel que persigue el modelamiento indicado en el presente informe.
5.1.-MATERIALES Y EQUIPOS
a).-Equipos y materiales propias de la investigación: Hardware, software y
firmware, propios de los microcontroladores.
b).-PC implementada con Software de Programación Gráfica de
Microcontroladores.
c).-Procedimiento para la programación gráfica de los microcontroladores
(Según procedimiento expresado en el capitulo VII, del presente informe) .
d).-Diagrama de mando y fuerza de sistemas eléctricos en la línea de
generación, transmisión, distribución y utilización (Ver anexo 2 al anexo 5).
5.2.- METODOLOGÍA PARA CONTRASTACIÓN Y DEMOSTRACIÓN DE LA
HIPÓTESIS
5.2.1.- Técnicas Descriptivas para la Demostración de la Hipótesis
a.-Técnica de Tabulación de Resultados de las Pruebas y sus
Procedimientos para la PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS
MICROCONTROLADORES PIC Y/O AVR.
Analizadas para cada caso de aplicación en el ámbito eléctrico, sea para
Generación, transmisión, distribución y utilización.
b.-Técnica de Tabulación de Resultados de Evaluaciones, para la
PROGRAMACIÓN GRÁFICA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC y
AVR, analizadas para cada caso, sea para generación, transmisión,
distribución y utilización de la energía eléctrica.
56“
5.2.2.- Unidades de Análisis
Para la Demostración, Comprobación y Validación de la Hipótesis, se hará uso
de las Instalaciones del Laboratorio de Máquinas y Circuitos Electrónicos con
que cuenta la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, por lo que se hará
las coordinaciones respectivas con dicha dependencia a fin de contar con la
disponibilidad de los equipos e instrumentos.
El Universo de procedimientos para determinar la Programación Gráfica
corresponde a aquellos procedimientos cuyo Entorno sea Visual para la
Programación del Microcontrolador, donde los procesos eléctricos a ser
programadas en forma gráfica en el microcontrolador, serán orientadas a los
tableros eléctricos entre otros para controlar y sincronizar las máquinas
rotativas: sean motores y generadores, maquinas estáticas: sean
transformadores, dispositivos de conmutación: disyuntores, seccionadores,
compensadores reactivos: SVC, STATCOMP, Conversores e Inversores.
Para el desarrollo de esta investigación, se han tomado como unidades de
Análisis: (1) LOS PROCEDIMIENTOS DE PROGRAMACIÓN CON ENTORNO
GRÁFICO, (2) PROGRAMAS DE ENTORNO VISUAL RELACIONADOS CON
LA LOGICA CABLEADA PROPIA DE LOS CIRCUITOS DE MANDO EN UN
SISTEMA ELÉCTRICO. La PROGRAMACIÓN GRÁFICA DEL
MICROCONTROLADOR, se delimitaron a dos familias a) PIC y b) AVR.
5.2.3.-Diseño Muestral
Prueba piloto
Con buen criterio tomamos 4 configuraciones de PROGRAMAS CON
ENTORNO VISUAL, (2 CON DIAGRAMA DE FLUJO, Y 2 CON DIAGRAMA
ESCALERA) de quienes se obtuvieron como resultado: 4 disponibles y 0
indispuestos.Perfil disponible (4) q = 1.0, Perfil indisponible (0) p= 0.0.
Muestra:
Dado que el número de PROGRAMAS no es muy elevado, con un buen criterio
personal, decidimos tomar como muestra del total de la población, aquel que se
57“
adapta a los requerimientos técnico y de funcionalidad eléctrica, siendo esta el
diagrama de escalera.
5.2.4.- Técnica de CONTRASTACIÓN con la NORMA, con valores válidos.
Para la Validación de los Procedimientos de los instrumentos
Protocolares, se ha sometido a prueba, operacional a los microcontroladores
programados, y en base a sistemas eléctricos propuestos dentro el ámbito de
la ingeniería eléctrica, cuyos resultados, han dado la validez y aplicabilidad del
procedimiento, planteada y aplicada con la programación gráfica de los
microcontroladores.
5.2.5.-Técnicas Conceptuales
Se evaluaron los PARÁMETROS OPERACIONALES del programa LADDER,
asociado con la normativa de la programación gráfica de los
microcontroladores PIC y/o AVR, bajo un marco de ensayos y mediciones en
campo y laboratorio, es decir se ha diseñado el aplicativo a nivel de software y
hardware, y se ha sometido a prueba de funcionalidad. Se evaluaron los
aplicativos para el microcontrolador PIC y AVR, bajo un marco de: Diseño,
implementación y puesta en marcha del microcontrolador PIC y AVR, para
aplicativos industriales en el ámbito de la ingeniería eléctrica.
Mediante dichas aplicaciones de campo, se requiere verificar el desempeño de
los microcontroladores frente al estado de la técnica de lógica programada de
los PLC y lógica cableada de los contactores.
Para la programación de cada tipo de microcontroldor, se ha requerido :
a).-Determinar el “Diagrama de mando” de un proceso identificado en el
ámbito de la ingeniería eléctrica (ver anexo2 al anexo 5).
b).-Migrar el diagrama de mando, al entorno gráfico del software de
programación LADDER de los microcontroladores propuesto en la
investigación. En general las relaciones entre un elemento de diagrama de
mando circuitalmente es lo mismo con repecto a los elementos de la
programación por ladder.
58“
c).-Generar el “archivo de programación del proceso”, en formato de
lenguaje Hexadecimal, que es propia y entendible por los microcontroladores
(esta se genera con el software de programación LADDER).
d).-Grabar la programación del proceso, hacia el microcontrolador (esto es
posible mediante el burner y su software respectivo (asociado al tipo de
microcontrolador) Ver apéndice 1.
e).-Implementación circuital del aplicativo (asociado al microcontrolador con
sus respectivos elementos accesorios, y su puesta en marcha y prueba de
funcionalidad del proceso programado). Son accesorios o elementos periféricos
que hacen posible la verificación funcional del microcontrolador programado,
resistores, capacitores, cristal, fuente de laimentación de corriente continua,
sensores (pulsadores,etc), actuadores (contactores, interfaces de estado
sólido) y alarmas (visual, sonora,e tc), entre otros accesorios propios del
proceso programado. El costo promedio de un Microcontrolador está en
relación de 2 a 1, un microntrolador AVR cuesta X, su versión análoga en PIC
cuesta 2X. La versatilidad de ambos microcontroladores, los hace muy
importantes con respecto a la operacionalidad, ambos tienen arquitecturas
diferentes, sin embargo, técnicamente tienen leves ventajas comparativas, pero
serias y es allí donde marcan la diferencia. Muchas aplicaciones en el ámbito
de la ingeniería eléctrica, es posible implementar bajo estas tecnologías, tal
como lo demostramos en la presente investigación, lo cual ya no puede haber
pretextos, para no hacerlo.Esperemos un poco, para que en el futuro no muy
lejano, estemos en el PAIS, y en el mundo, usando estas tecnologías.
59“
VI.-RESULTADOS
Los resultados obtenidos corresponden a :
6.1.- PROGRAMACIÓN GRÁFICA DEL MICROCONTROLADOR PIC
16F628A y AVR ATMEGA8.
Fuente : Información obtenida mediante el programa LDmicro.
Mediante la aplicación de los procedimientos de la programación gráfica de los
microcontroladores y la puesta en marcha de aplicativos en el ámbito de la
ingeniería eléctrica, construida en la presente investigación, se obtuvo los
siguientes resultados, estructurados del modo siguiente:
Paso1 : Determinación del “Diagrama de mando”
Con criterio sleccionamos un aplicativo dentro del ámbito de la Ingeniería
Eléctrica, línea de utilización, sistemas de arranques de motores.
1.-Arranque estrella-triangulo de un motor eléctrico2.-Valoración de límite con histéresis
Paso2 : Migración del diagrama de mando de lógica cableada al LADDER.
La programación se hace con el programa LDmicro, respetando las reglas
jerárquicas en la programación, detalladas anteriormente.
Caso1: Arranque estrella-triangulo de un motor eléctrico
Referenciado con anexo2 (2.2) y anexo5(5.3)
Se ha empleado lo siguiente:
Configuración Microcontrolador (PIC16F628A y Atmega8), 4 MHZ
Instrucciones: Bobina (L, R, S, ), Contactos (N.A y N.C) y
temporizador (TON)
Asignación de patas:
PIC16F628A :
60“
Atmega8
Caso2.-Valoración de límite con histéresis
Referenciado con anexo5 (5.6)
Se ha empleado lo siguiente:
Configuración Microcontrolador (PIC16F628A y Atmega8), 4 MHZ
Instrucciones: Comparador GRT y LES, SUB y ADD, Bobina (R, S)
Asignación de patas:
PIC16F628A YH1 en pin 1(RA2), YH2 en pin2(RA3), ver apéndice1.
Atmega8 YH1 en pin 2(PD0), YH2 en pin3(PD1), ver apéndice2.
Paso3 : Generación del “archivo hexadecimal de programación del
proceso”
El archivo en lenguaje del microcontrolador, se obtiene mediante la
herramienta de compilación, del LDmicro.
ValoraciónPIC.Hex, Referenciado con el apéndice 3.
Valoración AVR.Hex, Referenciado con el apéndice 4.
Arranque E-TPIC.Hex, Referenciado con el apéndice 5.
Arranque E-TAVR.Hex, Referenciado con el apéndice 6.
Paso4 : Grabación del archivo de programación hacia el microcontroladorMediante el software del burner, es posible trasladar la programación ladder
contenida en el archivo hexadecimal, hacia el microcontrolador, para ello se
instala el microcontrolador en el burner, y el burner al puerto de la PC.El
software del burner, es el que permite operativizar el archivo de programación
61“
en hexadecimal hacia el microcontrolador, mediante las opciones de grabado,
borrado y test de grabación, entre otros. Referenciado con el apéndice 9.
Paso5 : Implementación circuital del aplicativo
Los resultados obtenidos para ser validados, previamente se verificaron
mediante la simulación y compilación del programa LADDER, para luego
experimentalmente verificar el funcionamiento real del aplicativo implementado
en el microcontrolador.Referenciado con el apéndice 10.
Los resultados de nuestra investigación, nos permitió abordar a la tecnología
de los microcontroladores, específicamente el abanderado es la forma como
estamos programando al PIC y AVR, pudiendo hacer lo mismo con otros tipos
de microcontroladores. El propósito fue programarlos en forma gráfica y
amigable, y en primera instancia tenía que ser un lenguaje con entorno gráfico
asociado al lenguaje de la electricidad, de los enclavamientos y retenciones,
cuyo aporte le corresponde a la lógica cableada, de los contactores y sus
periféricos del cual hemos heredado ello, las mismas que son expresadas en
el diagrama de mando. Asimismo la idea fue la de explotar fuertemente este
lenguaje, de varias tendencias de programación gráfica entre ellos las de
FLUJO, delimitamos a usar el LADDER, lenguaje propio de los PLC, porque no
solo nos permitía un cierto grado de familiaridad con los diagramas de mando,
sino por la rigurosidad de las jerarquías en los procesos de programación.
Se ha ganado una tecnología más para desarrollar nuestros proyectos,
mediante la implementación de procesos que hagan más eficiente el uso, la
transformación y la generación de la energía.Esta tecnologia es la que
corresponde a los microcontroladores,son tan eficientes técnica y operacional,
asimismo son de coste asequible comparadamente con las otras tecnologías
conocidas.
62“
VII.-DISCUSIÓN
La Implementación de la presente investigación ha tenido como base los
protocolos, la metodología y los procedimientos, de la lógica cableada por
contactores y la lógica programada de los PLC, como herramienta primordial
para obtener resultados concretos en la aplicación de la PROGRAMACIÓN
GRAFICA DE LOS MICROCONTROLADORES PIC y AVR. Con lo que queda
demostrado nuestra hipótesis de investigación que tuvo como implicancias a
Los procedimientos para Programar en forma Gráfica a los Microcontroladores
PIC y AVR, relacionados con los procesos de control, mando y fuerza en el
ámbito de la Ingeniería Eléctrica, correspondiente a los sistemas de
generación, transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica. Las
condiciones de nuestra propuesta fue la de favorecer la tarea del operador
electricista amigablemente al migrar de una tecnología a otra como son los
microcontroladores, como recurso estratégico en el desarrollo tecnológico de la
labor. Lo valioso al aplicar técnicas de programación gráfica como la propuesta
en nuestra investigación como tal es que estas tecnologías de los
microcontroladores incorporan todo un conocimiento, finamente elaborado que
a la luz de lo que se espera forman parte sostenidamente de la normativa y
estándares, propias de los sistemas de control, automatización de los sistemas
eléctricos. Existen muchos programas relacionados a estas tecnologías, sean a
nivel de software, y su correspondiente hardaware y firmware, sin embargo, se
sabe que el operador electricista, vive adentrado en la tecnología de los PLC y
contactores, por una razón simple, de estar integrado por el lenguaje operativo
del electricista. Con los resultados de nuestra investigación se ha logrado
implementar procedimientos para la Programación Gráfica de los
Microcontroladores, aplicados al campo de la Ingeniería Eléctrica, tal como se
observa en el desarrollo orientados a la Programación Gráfica de los
Microcontroladores PIC y AVR, sustentados con el PIC16F628A y Atmega8, en
nuestros aplicativos.Con lo que los beneficiarios directos de esta tecnología de
los Microcontroladores, están orientadas a quienes realizan tareas relacionadas
con los procesos de control, mando y fuerza de los sistemas eléctricos.
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7.1.-CONCLUSIONES
7.1.1.-Se implementaron los procedimientos de programación de los microcontroladores PIC y AVR, considerando las mismas reglas jerárquicas de programación LADDER, usadas en los PLC.
7.1.2.-Se programaron en forma gráfica a los microcontrolodores PIC y AVR, relacionados con los procesos de control, en el ámbito de la ingeniería eléctrica, sea generación, transmisión, distribución y utilización.
7.1.3.-La coordinación propia de los aplicativos implementados a los microcontroladores coordina entre software, hardware y firmware.
7.2.-OBSERVACIONES
7.2.1.-Las reglas jerárquicas de programación LADDER, tienen una relación intrínseca entre diagrama de mando de la lógica cableada, y se respetan dichas jerarquías por la condición de consistencia lógica correspondiente a los procesos de los sistemas eléctricos. Los procedimientos de la programación GRÁFICA implementada tiene como requisito a la selección del circuito de mando y selección de los microcontroladores, el procedimiento establecido tiene la siguiente configuración (1) dar nombre al archivo de trabajo, (2) Configurar el entorno de microcontrolador, (3) diseñar el diagrama ladder, según diagrama de mando, (4)simulación en tiempo real y (5) compilado del programa. Los dos últimos procedimientos son muy importantes porque permiten redarguir, es decir corregir y orientar al programa diseñado.
7.2.2.-Con buen criterio técnico operacional para los fines de nuestra investigación, se incidió en tomar a los microcontroladores PIC : 16F628A y AVR : atmega8, las mismas que fueron programados para los procesos casuísticos: Arranque estrella-triangulo de un motor eléctrico y la valoración de límite con histéresis, ello en virtud a que dichos microcontroladores calificaban para nuestra programar a dichos procesos, a un coste relativamente bajo comparado con los PLC y Contactores.Valga denotar que el diagrama circuital o periférico que posibilita contrastar, verificar nuestro diseño, es mediante la puesta en marcha, es decir mediante la implementación de un aplicativo circuital, la misma que incorpora para nuestro propósito : el microcontrolador tangible,elementos accesorios como : botoneras, capacitores, un cristal, una fuente de alimentación de corriente continua, reguladores monolíticos, todas dispuestascircuitalmente en un impreso, las mismas que activan los actuadores que manejan la carga.
7.2.3.-El hardware conforma el producto final mediante el aplicativo circuital, tambíen lo integra el burner, el software está asociado con la prueba y compilado de nuestro proceso lógico, para luego migrarlo en lenguaje del microcontrolador es decir se tiene un software para programar el proceso y se tiene un software para grabar en el microcontrolador lo programado, para lo cual se requiere de un burner.
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VIII.-REFERENCIALES
1.-ANGULO, JOSE M.“Microcontroladores PIC”, España: Mc Graw Hill, 2003.
2.-CARBONELL PRADO, LUIS.“Microcontroladores”,2011.CCEISEDU.
3.-DEL AGUILA, EDGAR.“Programación Gráfica de Microcontroladores”,Perú: UNAC-FIEE, 2010. 4.-FLOWCODE “Entorno Visual para Programación de Microcontroladores PIC-AVR”, 2011. 5.-GUERRERO,JOSÉ.“Evolución de los Sistemas de Mando y Control”,Seguridad y defensa, bit 154,2006.6.-KUNDUR, P. S. “Power System Stability and control”. United States : Mc Graw Hill, 1994.7.-NIPLESOFT.NET“Entorno Visual para Programación de Microcontroladores PIC-AVR”, 2010.8.-PORTAL WIKIPEDIA, 2011.9.-SILVINO BARCELÓ, “Circuito de mando y circuito de potencia de un automatismo, Suite101.net,2011.
10.-RAMIREZ,ELMER. “CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES”, Perú:CONCYTEC-OFOPCYTE, 2007.
11.-AUTOMATISMOS MAR DEL PLATA,”LDmicro, lógica Ladder para PIC y AVR“,Argentina: 1997.
12.-ROLDAN, JOSÉ. “Motores Eléctricos“,España:International Thomson Editores SpainParaninfo,S.A,2005.
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IX.-APÉNDICE
APÉNDICE 1:
Asignación de patas: PIC16F628A YH1 en pin 1(RA2), YH2 en
pin2(RA3).
APÉNDICE 2:Asignación de patas: Atmega8 YH1 en pin 2(PD0), YH2 en
pin3(PD1).
APÉNDICE 3:Archivo en hexadecimal : ValoraciónPIC.Hex.
APÉNDICE 4:Archivo en hexadecimal : ValoraciónAVR.Hex.
APÉNDICE 5:Archivo en hexadecimal : Arranque E-TPIC.Hex.
APÉNDICE 6:Archivo en hexadecimal : Arranque E-TAVR.Hex.
APÉNDICE 7 :Diagrama Ladder en LDmicro del Sistema de Arranque Estrella-
Triangulo, para PIC16F628A.
APÉNDICE 8 :
Diagrama Ladder en LDmicro
del Sistema de Arranque Estrella-Triangulo, para Atmega8.
APÉNDICE 9 :
Uso del Burner en el grabado de la programación hacia el
microcontrolador.
APÉNDICE 10:
Implementación circuital del aplicativo
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APÉNDICE1:Asignación de patas: PIC16F628A YH1 en pin 1(RA2), YH2 en pin2(RA3)
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APÉNDICE2:Asignación de patas: Atmega8 YH1 en pin 2(PD0), YH2 en pin3(PD1).
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APÉNDICE3:Archivo en hexadecimal : ValoraciónPIC.Hex.
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APÉNDICE4:Archivo en hexadecimal : ValoraciónAVR.Hex.
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APÉNDICE 5:Archivo en hexadecimal : Arranque E-TPIC.Hex.
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APÉNDICE 6:Archivo en hexadecimal : Arranque E-TAVR.Hex.
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APÉNDICE 7 :Diagrama Ladder en LDmicro del Sistema de Arranque Estrella-Triangulo,
para PIC16F628A.
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APÉNDICE 8 :
Diagrama Ladder en LDmicro
del Sistema de Arranque Estrella-Triangulo, para Atmega8.
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APÉNDICE 9 :
Uso del Burner en el grabado de la programación hacia el
microcontrolador.
Se abre el archivo hexadecimal: Arranque E-TAVR
Se configura el tipo de microcontrolador a grabar: Atmega8
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Se procede al grabado del microcontrolador
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APÉNDICE 10:
Implementación circuital del aplicativo
Fuente:Puntoflotante
PERFECCIONAMIENTOS EN SISTEMAS DE CONTROL PARA MOTORES ELECTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA
Fuente: Patentados.com
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X.-ANEXOS
ANEXO 1: INTERCONEXIÓN TÍPICA DE UN REGULADOR AUTOMÁTICO DE TENSIÓN “AVR”
ANEXO 2: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.Casos típicos de sistemas de arranque de motores trifásico con rotor jaula de ardilla
Arranque directoArranque en conexión estrella-trianguloArranque por resistencias estatóricasArranque en conexión kusaArranque por autotransformadorConexión especial para el arranque
ANEXO 3: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.Sistema de arranque de motor trifásico con rotor bobinado
Sistema de arranque con inversión de giroArranque en cuatro puntos de resistencia
ANEXO 4: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.Frenado de motores
Frenado por corriente continua de un motor trifásico con rotor jaula de ardilla
ANEXO 5: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA PROGRAMADA POR
CONTROLADORES LÓGICO “PLC”.{10}.
Arranque directo de un motor eléctrico Arranque directo con inversión de giro de un motor eléctrico Arranque estrella-triangulo de un motor eléctrico Arranque por resistencias rotóricas de un motor eléctrico Sistema de control de llenado de tanques Valoración de límite con histéresis
Sistema de mando secuencial por ciclos.
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ANEXO 1: INTERCONEXIÓN TÍPICA DE UN REGULADOR AUTOMÁTICO DE TENSIÓN “AVR”
Fuente: Manual de Instrucciones, kato Engineering, USA, 1995.
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ANEXO 2: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.Casos típicos de sistemas de arranque de motores trifásico con rotor jaula de ardilla
2.1.-Arranque directo
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2.2.-Arranque en conexión estrella-triangulo
81“
2.3.-Arranque por resistencias estatóricas
82“
2.4.-Arranque en conexión kusa
83“
2.5.-Arranque por autotransformador
84“
2.6.-Conexión especial para el arranque
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ANEXO 3: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.Sistema de arranque de motor trifásico con rotor bobinado
3.1.-Sistema de arranque con inversión de giro
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3.2.-Arranque en cuatro puntos de resistencia
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88“
ANEXO 4: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA CABLEADA POR CONTACTORES.{12}.Frenado de motores
4.1.-Frenado por corriente continua de un motor trifásico con rotor jaula de ardilla
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ANEXO 5: ESTADO DE LA TÉCNICA DE LÓGICA PROGRAMADA POR
CONTROLADORES LÓGICO “PLC”.{10}.
5.1.-Arranque directo de un motor eléctrico
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5.2.-Arranque directo con inversión de giro de un motor eléctrico
91“
5.3.-Arranque estrella-triangulo de un motor eléctrico
92“
93“
5.4.-Arranque por resistencias rotóricas de un motor eléctrico
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5.5.-Sistema de control de llenado de tanques
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5.6.-Valoración de límite con histéresis
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5.7.-Sistema de mando secuencial por ciclos.
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