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REDES DE COMPUTADORAS III PERIODO 46 Fecha: 30/04/2015 . ESTACIÓN DE PROVISIÓN Aguirre Cristina [email protected] Negrete Juan. [email protected] Paredes Karina. [email protected] Villacis Jessica. [email protected] TEMA: Provisión de 5 secuencias diferentes cada una seleccionada mediante la activación de botones en la estación de verificación. RESUMEN: El informe detallado a continuación redacta la realización de un proceso en la estación de provisión perteneciente al Sistema de Producción Modular MPS-500, este proceso contara con la utilización de todos los elementos eléctricos, mecánicos y neumáticos pertenecientes a esta estación tales como sensores, actuadores, PLCs, electroválvulas, los cuales interactuaran entre sí para realizar cinco secuencias distintas que serán seleccionadas por el usuario por medio de la combinación de los botones en la estación de verificación, dichas piezas serán trasladadas desde la estación de alimentación a la de verificación en la cual mediante un algoritmo realizado en SIMATIC MANAGER, permitirá clasificar las piezas según las secuencias planteadas. El control total del proceso se encuentra en la estación de alimentación con los botones de Start, Reset, Stop. PALABRAS CLAVE: Botonera, Secuencia, Sensores, Actuadores, SIMATIC MANAGER. ABSTRACT: The report writes detailed below performing a process station belonging to provision Modular Production System MPS-500, this process will be the use of all the electrical elements, mechanical and pneumatic belonging to this station such as sensors, actuators , PLCs, solenoid valves, which interact with each other to perform five different sequences that user will be selected through a combination of buttons on the Verification Station, these pieces will be moved from the feeding station to check on the using an algorithm that performed in SIMATIC MANAGER, will classify parts as sequences raised. The total control of the process is at the feed station with the buttons Start, Reset, Stop. 1

Informe Provision

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estación provision del mps

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ESTACIN DE PROVISIN

Aguirre Cristina [email protected]

Negrete [email protected]

Paredes [email protected]

Villacis [email protected]

REDES DE COMPUTADORAS III

PERIODO 46 Fecha: 30/04/2015.

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TEMA: Provisin de 5 secuencias diferentes cada una seleccionada mediante la activacin de botones en la estacin de verificacin.

RESUMEN: El informe detallado a continuacin redacta la realizacin de un proceso en la estacin de provisin perteneciente al Sistema de Produccin Modular MPS-500, este proceso contara con la utilizacin de todos los elementos elctricos, mecnicos y neumticos pertenecientes a esta estacin tales como sensores, actuadores, PLCs, electrovlvulas, los cuales interactuaran entre s para realizar cinco secuencias distintas que sern seleccionadas por el usuario por medio de la combinacin de los botones en la estacin de verificacin, dichas piezas sern trasladadas desde la estacin de alimentacin a la de verificacin en la cual mediante un algoritmo realizado en SIMATIC MANAGER, permitir clasificar las piezas segn las secuencias planteadas. El control total del proceso se encuentra en la estacin de alimentacin con los botones de Start, Reset, Stop.

PALABRAS CLAVE: Botonera, Secuencia, Sensores, Actuadores, SIMATIC MANAGER.

ABSTRACT: The report writes detailed below performing a process station belonging to provision Modular Production System MPS-500, this process will be the use of all the electrical elements, mechanical and pneumatic belonging to this station such as sensors, actuators , PLCs, solenoid valves, which interact with each other to perform five different sequences that user will be selected through a combination of buttons on the Verification Station, these pieces will be moved from the feeding station to check on the using an algorithm that performed in SIMATIC MANAGER, will classify parts as sequences raised. The total control of the process is at the feed station with the buttons Start, Reset, Stop.

KEYWORDS: pushbutton, Sequence, sensors, actuators, SIMATIC MANAGER.

.OBJETIVOS

1.1. Objetivo general.

Desarrollar un programa que permita clasificar 5 tipos de secuencias las cuales se activarn por la combinacin de varios botones, mediante el desarrollo de un algoritmo en el software SIMATIC MANAGER, con el fin de entender y simular los diferentes procesos que existen en la industria.

1.2. Objetivos especficos.

Clasificar las fichas por su color y tamao, mediante el manejo de seales de los sensores que posee la estacin de provisin, y de esta manera desarrollar varias secuencias especificadas al pulsar una combinacin de botones.

Sincronizar la estacin de alimentacin y verificacin del MPS para evitar colisiones entre los actuadores, mediante un programa que se ejecutar en el PLC de la estacin de alimentacin dependiendo de las seales enviadas de los sensores por la estacin de verificacin. Programar la botonera de la estacin de verificacin para el control y seleccin de las secuencias a realizar mediante diferentes combinaciones entre los tres botones disponibles en dicha estacin.

.MARCO TERICO ESTACIN DE ALIMENTACIN O DISTRIBUCIN.

La estacin de Distribucin separa piezas. Hay hasta ocho piezas en el tubo del almacn de apilado. Un cilindro de doble efecto expulsa las piezas individualmente. El mdulo Cambiador sujeta la pieza separada por medio de una ventosa. El brazo del cambiador, que es accionado por un actuador giratorio, transporta la pieza al punto de transferencia de la estacin posterior. En la figura 1 se muestra un esquema de la estacin. [1]

Figura 1: Estacin de alimentacin. [1]

ESTACIN DE VERIFICACIN

La estacin de Verificacin detecta las diversas propiedades de las piezas que trata. Distingue las piezas con la ayuda de un sensor ptico y un sensor capacitivo. Un sensor de retro-reflexin supervisa si el espacio operativo est libre despus de que la pieza haya sido elevada por un cilindro lineal. Un sensor analgico mide la altura de la pieza. Un cilindro lineal gua las piezas correctas hacia la estacin siguiente, a travs de la rampa con colchn de aire. Las piezas defectuosas son rechazadas a travs de la rampa de aire inferior. En la figura 2 se muestra un esquema de la estacin. [1]

Figura 2: Estacin de verificacin [1]

LENGUAJE DE PROGRAMACIN GRAFCET

El GRAFCET es un diagrama funcional que describe los procesos a automatizar, teniendo en cuenta las acciones a realizar, y los procesos intermedios que provocan estas acciones.

Su concepcin deriva de un modelado grfico ms general, las redes de Petri y, actualmente, es una de las mejores herramientas, por su sencillez y expresividad, para representar sistemas de fabricacin automatizados.[4]

Un GRAFCET est compuesto de:

ETAPA: define un estado en el que se encuentra el automatismo. Las etapas de inicio se marcan con un doble cuadrado.

ACCIN ASOCIADA: define la accin que va a realizar la etapa, por ejemplo conectar un contactor, desconectar una bobina, etc.

TRANSICIN: es la condicin o condiciones que, conjuntamente con la etapa anterior, hacen evolucionar el GRAFCET de una etapa a la siguiente, por ejemplo un pulsador, un detector, un temporizador, etc.

SIMATIC MANAGER

Simatic Manager es un entorno profesional flexible que permite programar todos los autmatas de las familias SIEMENS S7300 y S7400 entre otros. Para ello est dotado de una potente coleccin de libreras que almacenan las caractersticas especficas Hardware (HW) de cada modelo autmata y los diferentes elementos de conexionado existentes en el mercado para configuraciones en red. [4]

Las herramientas disponibles en la distribucin estndar de Simatic Manager son:

Herramientas de configuracin de las comunicaciones como MPI, PLC-PC, etc. Conversin de archivos. Administrador de licencias. Editores de bloques para los diferentes lenguajes. Simulador.

. ANLISIS DE RESULTADOS.

PLC DE LA ESTACIN DE ALIMENTACIN.

En la figura 3 se muestra la tabla de las variables de entrada y salida de la estacin de alimentacin.

Figura 3: Tabla de smbolos estacin de alimentacin.

En la Figura 4 se puede observar el bloque de funciones FB1 realizado en Graph para la estacin de alimentacin principalmente para la succin de piezas y el envi hacia la estacin de verificacin.

La programacin es realizada en forma secuencial y sus transiciones en FUP para tomar en cuenta las diferentes seales enviadas de los sensores para activar o desactivar sea el brazo colocador o el brazo succionador, teniendo en cuenta las peticiones de envi de piezas que realice la estacin de verificacin mediante la salida Q6, as como las acciones que se realicen con los botones como son Stop o el Start.

Figura 4: Bloque de funciones FB1 de la estacin de alimentacin.

En la figura 5 se muestra el bloque de funciones OB1 realizado en KOP para la activacin de las marcas, determinacin de las acciones de los botones Start y Stop, as como la llamada al FB1 para la activacin de la secuencia de los brazos succionador y colocador, tambin es importante que en el OB1 es donde se realiza el reseteo de las marcas para as evitar conflictos dentro del FB1.

De igual forma en el OB1 es donde se realiza la activacin del Reset enviando una salida Q7 hacia el PLC de la estacin de verificacin la que permite que se ingrese la combinacin de los botones para seleccionar otra secuencia.

Figura 5: Bloque de funciones OB1 de la estacin de alimentacin.

PLC DE LA ESTACIN DE VERIFICACIN.

En la figura 6 se detalla la tabla de variables de entradas y salidas de la estacin de verificacin para su fcil uso en la realizacin del programa.

Figura 6: Tabla de smbolos estacin de verificacin.

En la figura 7 se muestra el bloque de funciones FB1 de la estacin de verificacin que permite el paso de la pieza plata hacia el conveyor, esto se realiz con la utilizacin del sensor de piezas metlicas, el cual detectaba dicha pieza y la activaba el elevador hacia arriba donde realizaba la expulsin de la pieza mediante el embolo hacia la rampa, caso contrario si la pieza no es detectada por el sensor de piezas metlicas esta es descartada por el embolo con el elevador abajo. Figura 7: Bloque de funciones FB1 estacin de verificacin.

En la figura 8 se puede observar el bloque de funciones FB2 de la estacin de verificacin que permite el paso de las piezas color negro hacia el conveyor, debido a que el sensor de piezas metlicas no las detecta por lo que produce que el elevador suba y sea el sensor anlogo el encargado de verificar dependiendo de su valor en este caso cero para la pieza color negro por lo que el embolo sale hacia la rampa, caso contrario si el valor del sensor anlogo es 1 la pieza es roja y se activa el elevador hacia abajo, el embolo sale y descarta la pieza.

Si el sensor de piezas metlicas detecta una color plata activa la salida del embolo descartando la pieza.

Figura 8: Bloque de funciones FB2 estacin de verificacin.

En la figura 9 se puede observar el bloque de funciones FB2 de la estacin de verificacin que permite el paso de las piezas color rojo hacia el conveyor, debido a que el sensor de piezas metlicas no las detecta por lo que produce que el elevador suba y sea el sensor anlogo el encargado de verificar dependiendo de su valor, en este caso uno para la pieza color roja por lo que el embolo sale hacia la rampa, caso contrario si el valor del sensor anlogo es 0 la pieza es negra y se activa el elevador hacia abajo, el embolo sale y descarta la pieza.

Si el sensor de piezas metlicas detecta una color plata activa la salida del embolo descartando la pieza.

Figura 9: Bloque de funciones FB3 estacin de verificacin.

En la figura 10 se puede observar la programacin para el botn de Stop que en el proceso realizado permite que se siga ejecutando la secuencia determinada hasta que el abastecimiento de las piezas termine, esto se debe a que existen procesos en la industria donde el material a procesar es perecible y no se lo puede almacenar por mucho tiempo, y tambin el botn Start permite su reactivacin y que contine en la secuencia que se haba encontrado ejecutando la estacin.

Figura 10: Bloque de funciones FB4 estacin de verificacin.

En la figura 11 se muestra parte del programa del bloque de funciones OB1 de la estacin de verificacin en el cual se utilizan marcas para cada secuencia las cuales activan en un orden especifico los FB dependiendo de la combinacin de los botones seleccionados como se puede observar en la tabla 1.

TABLA 1: SecuenciasSECUENCIABOTONES

Plata rojo negroStart stop

Rojo rojo negroStart - reset

Plata - rojo plata Start - start

Negro plata - negroStop stop

Negro rojo plataStop reset

En el OB1 de igual forma se resetean las marcas utilizadas en cada uno de los FB evitando problemas en la ejecucin de estos.

Cada una de las combinaciones posee una marca la cual activa el contador del FB del color con el que inicia la secuencia, al pasar la segunda pieza que corresponda a la secuencia se reinicia el contador del FB anterior asegurando que solo pase una pieza correspondiente a esa FB y que la secuencia sea la correcta.

Al pasar la tercera pieza se reinician todos los contadores y si no se ha escogido otra secuencia continuara ejecutando la actual.

Figura 11: Bloque de funciones OB1 estacin de verificacin

. CONCLUSIONES

Se demostr que se debe realizar un bloque de funciones FB para la determinacin del paso de cada pieza dependiendo de su color de manera independiente debido a que de esta manera se facilita la programacin de las secuencias en el OB1 ya que al momento de programar nicamente en KOP se generan problemas por el nmero se secuencias realizadas.

Se verific que el uso de las memorias es uno de los parmetros ms importantes al momento de realizar la programacin en GRAPH ya que esto permite estabilizar la seal de los sensores y su utilizacin en otras instancias del programa y al no utilizarlas crea una rpida reaccin en los actuadores y conflictos en la ejecucin del proceso.

Se comprob que es necesario tener una correcta comunicacin y programacin entre las dos estaciones debido a que se pueden presentar colisiones entre el brazo y el elevador como se comprob al momento de enviar la ficha a la estacin de verificacin y el regreso del brazo colocador.

Se determin que para realizar el cambio de secuencia se necesita de un botn que habilite la memoria para el ingreso de la nueva secuencia debido a que los botones guas de las secuencias tambin realizan otras funciones en el proceso y al poner en funcionamiento las estaciones y realizar el cambio de una de ellas se solapan las variables.

. RECOMENDACIONES

Se recomienda verificar el funcionamiento de los actuadores mediante sus respectivos accionamientos para poder descartar daos que impidan la correcta programacin de las estaciones.

Es necesario tener a la mano el software con el cual se va a trabajar para poder realizar las pruebas pertinentes a las estaciones de trabajo y as poder conocer los puntos de conexin de cada componente.

.REFERENCIAS

[1] Festo, MPS 500-FMS: produccin flexible - compatible, modular y verstil, [Online]. Disponible en: http://www.festo-didactic.com/int-en/learning-systems/mps-the-modular-production-system/mps-500-fms/mps-500-fms-flexible-production-compatible,modular-and-versatile.htm?fbid=aW50LmVuLjU1Ny4xNy4xOC44NTUuNDI2MQ

[2] Siemens, Simatic S7-300, [Online]. Disponible en: http://pdf.datasheetarchive.com/indexerfiles/Datasheet-078/DSAE0063087.pdf

[3] Gea Jos Manuel, Introduccin al GRAFCET, [Online]. Disponible en:http://www.automatas.org/redes/grafcet.htm

[4] UPM, Entorno Simatic Manager [Online]. Disponible en: http://www.elai.upm.es/moodle/pluginfile.php/1073/mod_resource/content/0/EntornoSimaticManager.pdf

. ANEXOS