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Sesión 1: Generalidades
• Esquema general de un sistema
automatizado
• Introd Sistemas de control secuencial
• Principios Electroneumática - component
• Lenguajes Prog PLC: Grafcet y Ladder.
• Métodos Secuenciales Electroneumat.
• Practica I: Fluidsim – PLCSim
Sesión 2: Electroneumática y PLC
• Selección Componentes neumáticos
• Introd sistema SCADA – WinCC Flexible
• Practica II: Montaje Ejercicios Taller No. 1
sistema electroneumático con PLC Siemens
Sesión 3: Ctrl de procesos Secuenc I
• Diagramas P&ID
• Config, bloque de función PLC S7-300
• Practica III: Program. Bco Ctrl procesos y
SCADA – WinCC Flexible
Sesión 4: Ctrl de procesos Secuenc II
• Transmisores
• Escalizado Señales análogas en PLC.
• PID - Principios
• Practica IV: Configuración PID y Prog
PLC variables análogas.
• Modelar Bco ctrl procesos
Sesión 5: Secuenc. Lógica Cableada
• Principios electricidad Industrial
• Secuencias en lógica cableada
(FIFO – LIFO)
• Manejo de elementos finales de control:
• Válvulas de control (Solenoides)
• Accionamiento de Motores
• Controladores Temperatura
• Practica V: Montaje sistemas cableados.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Diagramas P&ID
Configuración bloque de función PLC S7-300
Practica III: Program. Bco Ctrl procesos y SCADA – WinCC
Flexible
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Normatividad y simbología de plantas y procesos
Entidad encargada normalización y estandarización en el área deinstrumentación y controles industriales.
SOCIEDAD AMERICANA DE INSTRUMENTACION - ISA
Norma S-20: Formatos hoja de vida instrumentos
Norma ANSI/ISA 5.1: Simbología y numeración
Norma ANSI/ISA 5.2: Diagramas lógicos
Norma ANSI/ISA 5.3: Símbolos gráficos para control distribuido.
Norma ANSI/ISA 5.4: Diagramas de lazo
Norma ANSI/ISA 5.5: Diagramas de flujo de proceso
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Normativa para la designación de instrumentos.
• Cada instrumento se debe identificar con un sistema deletras que lo clasifique funcionalmente.
• La identificación del lazo al cual pertenece el instrumento sedesigna agregándole un número al sistema de letras.
• Generalmente este número es el mismo para todos losinstrumentos que forman parte del mismo lazo de control.
• Ocasionalmente se le agrega un sufijo para completar laidentificación del lazo.
• El número de identificación del instrumento (TAG) puedeincluir información codificada para designar el área de laplanta
Norma ISA 5.1
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Líneas de instrumentación
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Designación instrumentos y válvulas
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Ejemplo de instrumentos
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Lazo de control de presión
Ejemplo P&ID Instrumentos• TT-301 (sensor de tª y transmisor).• TC-301 (controlador de tª).
• línea interna accesible al operario (sala de control).• el setpoint no aparece selección manual.
• PY-301 (convertidor de corriente a presión).• Raíz cuadrada (ofrece una salida de presión proporcional
al caudal).
Elementos finales• TV-301 (válvula de control de la entrada de vapor).• FV-302 (válvula de salida de reactivo).• FO-302 (lectura de caudal transduciendo a presión).• TZ-301 (actuador neumático bucle de tª).
Otros símbolos• Etiqueta de válvula de control de tª (TV-301).
Bucle de control• Totalmente neumático.• FT-302 (transmisor de presión a presión normalizada).• FC-302 (controlador de flujo, localizado en campo).• FR-302 (indicador de flujo, accesible al operario)
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
1. Identificar los instrumentos de los sistemas de control
2. Analizar el funcionamiento de los siguientes sistemas de control.
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Actividad 1: desarrollar en clase
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
LISTADO DE INSTRUMENTACION
TAG NUMBER
ELEMENTO VARIABLE DESCRIPCION SERVICIO SEÑAL TIPO I/O SISTEMALOCALIZACIO
N
FT100 Transmisor FlujoTransmisor de flujo tipo vortex
Flujo de entrada al tanque 01-D-001
ELE DCS F
LIC100 Controlador NivelControlador electronico de nivel con indicador
Control e indicacion del nivel de liquido en 01-D-001
ELE AI/AO DCS CP
SEÑAL
ELE ELECTRICA
NEU NEUMATICA
MEC MECANICA
TIPO I/O TIPO I/O
AI ENTRADA ANALOGA DI ENTRADA DIGITAL
AO SALIDA ANALOGA DO SALIDA DIGITAL
SISTEMA
DCS DISPOSITIVO DE CONTROLDE SISTEMA
ESD DISPOSITIVO DE EMERGENCIA DEL SISTEMA
IND INDICADOR DEL SISTEMA
LOCALIZACION
F CAMPO
CP PANEL DE CONTROL
CP2 PANEL DE CONTROL AUXILIAR
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Listado de instrumentación
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
1. Identificar los instrumentos de los sistemas de control
2. Analizar el funcionamiento de los siguientes sistemas de control.
1. Diagrama de instrumentación y tuberías P&ID
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Elementos de Un sistema Neumático
3. Control Secuencial: Electroneumática
• Válvulas
• Tubería
• Rotativos
• Simple Efecto
• Doble Efecto
• FRL• Compresor
Generador de Energía
Tratamiento de Aire
Mando y Control
Actuadores
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Tratamiento del Aire
3. Control Secuencial: Electroneumática
El aire comprimido debe estar exento dehumedad, partículas de polvo y convieneque tenga un cierto contenido de aceitelubricante para de este modo proteger alas válvulas y actuadores por los quecircula.
Además la presión de trabajo debe estarregulada.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Ejemplo Generación y Tratamiento del Aire
3. Control Secuencial: Electroneumática
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Mando y Control
3. Control Secuencial: Electroneumática
Simbología: se las nombra con dos números; por ejemplo válvula 3/2 tiene 3 orificios o vías y 2 posiciones.
Se dibujan tantos cuadros como posiciones tiene
en cada uno de ellos se representa mediante flechas el estado o forma de comunicarse dichos orificios.
TUBERÍAS Material: acero grandes instalaciones o plástico flexible (poliuretano)
Cálculo del diámetro: Uso tablas y gráficos, teniendo en cuenta fundamentalmente el caudal y las pérdidas de presión < 0,1 at
VÁLVULAS Conducen de forma adecuada el aire, permitiendo el paso o no del mismo
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Válvulas Neumáticas - SIMBOLOGIA
3. Control Secuencial: Electroneumática
Componentes Símbolo VÁLVULA 4/2
1
24
3
Posición 1Posición 2 Vías
Numero de Vías
Impares
Pares
AccionamientoEléctrico
AccionamientoEléctrico
Nombre técnico: Válvula 4/2 Biestable con accionamiento eléctrico 110VAC con CNX 1/8 “
Biestable: doble solenoide o 2 Accionamientos Eléctricos, neumáticos o mecánicosMonoestable: una solenoide o 1 Accionamiento Eléctricos, neumáticos o mecánicos
y Retorno por muelle
Racor rapido: conexión 1/8” x manguera 6mm
Racor
5
Racor rápido 1/8”x4mm
SilenciadoresBronce
Acc EléctricoSolenoide 110VAC
Acc EléctricoSolenoide 110VAC
Acc. manual
1
24
5
4
Símbolo
Válvula 5/2 Biestable con accionamiento eléctrico 110VAC y manualcon CNX 1/8 “ servopilotadaRacor rápido 1/8”x4mm
Componentes: Válvulas Neumáticas - SIMBOLOGIA
3. Control Secuencial: Electroneumática
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Válvulas Neumáticas - Accionamientos
3. Control Secuencial: Electroneumática
Componentes: Válvulas Neumáticas - Accionamientos
3. Control Secuencial: Electroneumática
Actividad: Cual es el nombre técnico de estas válvulas?
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Actuadores Neumáticos SIMPLE EFECTO
3. Control Secuencial: Electroneumática
• recibe aire a presión sólo en un lado.• La descarga de aire tiene lugar por el lado opuesto.• sólo pueden ejecutar el trabajo en el sentido de avance (según la versión).• El retroceso del vástago tiene lugar por medio de la fuerza de un muelle.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: Actuadores Neumáticos DOBLE EFECTO
3. Control Secuencial: Electroneumática
• Accionado en ambos sentidos por aire a presión.• Puede ejecutar trabajos en ambos sentidos de movimiento.• La fuerza ejercida sobre el émbolo es algo mayor en el movimiento de avance que en
el de retroceso.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Componentes: FINALES DE CARRERA
3. Control Secuencial: Electroneumática
Interruptor magnético de proximidad (Relés Reed) se activan por un campo magnético
Conexión Componentes Neumáticos
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
3. Control Secuencial: Electroneumática
ACTUADOR SIMPLE EFECTO ACTUADOR DOBLE EFECTO
Válvula 3/2 Monoestable con accionamiento eléctrico 110VAC
Válvula 5/2 Monoestable con accionamiento eléctrico 110VAC
S1 S2 S1 S2
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Control Componentes Neumáticos – Ejemplo maquina estampadora
3. Control Secuencial: Electroneumática
SIMULACION: AUTOMATION STUDIO O FLUID SIM
Estructuras de una cadena secuencial
4. Lenguajes de Programación: GRAFCET
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
El Grafcet es un método gráfico de modelado de sistemas de control secuenciales
T1
Etapa Inicialetapa de una cadena secuencial que se activa al llamar porprimera vez
T2
Condición Transición
Acciones de etapacontienen instrucciones para el control del proceso
S1Etapa 1
S2Etapa 2
Transiciónse programan las condiciones que controlan el paso de una etapa a la siguiente
Etapa 2
N M0.1
S I0.1
R Q0.0
Etapa 1
D M0.0
T#10S
Saltosson pasos de una transición a una etapa cualquiera S1
T2 Saltos
EtapaRepresentan cada uno de sus estados, llevando cada una de ellas asociada una o varias acciones a realizar sobre el proceso
Elementos de una cadena secuencial
4. Lenguajes de Programación: GRAFCET
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
• Sólo se ejecutará aquella rama cuya transición sea la primera en activarse. • Las ramas alternativas son cadenas O en las que sólo puede estar activa una rama en cada caso• Varias transiciones a la vez de distintas ramas la prioridad más alta la tendrá la transición que se
encuentre más a la izquierda.
Elementos de una cadena secuencial
4. Lenguajes de Programación: GRAFCET
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
• Las ramas derivadas se ejecutan simultáneamente y corresponden a una rama Y.• Toda rama simultánea termina con una etapa y puede cerrarse con una transición
Elementos de una cadena secuencial
4. Lenguajes de Programación: GRAFCET
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
• Un fin de cadena al final de una cadena secuencial lineal (1) o al final de una rama derivada de una rama alternativa (2) termina la cadena secuencial. La cadena no se procesa cíclicamente.
• El programa continúa con el procesamiento de las restantes ramas simultáneas. Los fines de cadena siempre se encuentran detrás de una transición.
volver a arrancar con el parámetro INIT_SQ.
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
PASO A PASO MAXIMO
CONDICIONES:
• Utilizar válvulas BIESTABLES.
• El número de pasos es igual al número de memorias (relevos).
• La memoria ALISTA EL SIGUIENTE PASO Y DESACTIVA EL ANTERIOR.
• El último paso tiene un pulsador de inicio.
PROCEDIMIENTO:
1. Dibujar un croquis de situación.
2. Realizar la ecuación de Movimiento (cada letra es un grupo)
3. Realizar el diagrama de movimientos ó de espacio-fase.
4. Indicar y numerar a los elementos de señal (sensores) en el diagrama anterior.
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
PASO A PASO MAXIMO - EJEMPLO
1. Croquis
2. Ecuación Movimiento
A+ B+ B- C+ C- A-
Ejemplos ecuación de movimiento
B+ A+ B- A-C- C+
A+ A-B+ B-
A- B+ A+ B-
A+ A- B+ C+ A+ B- A- C-
S2S1 S3 S4 S5 S6
A+ B+ B- C+ C- A-
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
PASO A PASO MAXIMO - EJEMPLO
2. Ecuación Movimiento:
• Cada letra corresponde a un grupo
• El Cambio de Grupo lo establece una condición (Finales de carrera, tiempos, etc)
/ / / / /GRUPOS I II III IV V VI
CONDICIONESFinales Carrera
S2 S4 S3 S6 S5 S1
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
S2S1 S3 S4 S5 S6
DIR PLCI1.0-I1.7Q8.0-Q8.7
1. Ver Programación Grafcet
2. Ver Programación Ladder
3. Ver Plano Electroneumático y PLC
4. Video ejemplo PLCSim y FluidSim
5. Ver ejemplo de Programación
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
PASO A PASO MAXIMO - EJEMPLO
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
PASO A PASO MAXIMO – ACTIVIDAD 1
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Con base en el ejemplo anterior resolver:
Entregar (ESCRITO A MANO):1. Ecuación de Movimiento
con condiciones y grupos2. Programa PLC en grafcet3. Diagrama de fases
DIR PLCI1.0-I1.7Q8.0-Q8.7
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
METODO POR ANULACION DE CADENA
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
CONDICIONES:
• Utilizar válvulas MONOESTABLES.• El número de pasos es igual al número de memorias (relevos).• La memoria ALISTA EL SIGUIENTE PASO Y EL ULTIMO DESACTIVA EL PRIMERO.• El último paso NO tiene autorretención.
S2S1 S3 S4 S5 S6
A+ B+ B- C+ C- A-/ / / / /GRUPOS I II III IV V VI
S2 S4 S3 S6 S5 S1
1. Ver Programación Grafcet
2. Ver Programación Ladder
3. Ver Plano Electroneumático y PLC
4. Ver ejemplo de Programación
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
METODO POR ANULACION DE CADENA
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
METODO POR ANULACION DE CADENA – ACTIVIDAD 2
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Con base en el ejemplo anterior resolver:
Entregar (ESCRITO A MANO):1. Ecuación de Movimiento
con condiciones y grupos2. Programa PLC en grafcet3. Diagrama de fases
DIR PLCI0.0-I0.7Q4.0-Q4.7
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Realizar el montaje y programación de los siguientes ejercicios en Simatic Step7 y FluidSim
METODO POR ANULACION DE CADENA
1.
2. ventosa (V) la cual por medio de succión (tobera o válvula generadora de vacío) sujeta la pieza
1.
2. Dosificador Automático de 3 piezas: al terminar de dosificar las 3 piezas el sistema se debe detener
DIR PLCI1.0-I1.7Q8.0-Q8.7
DIR PLCI0.0-I0.7Q4.0-Q4.7
DIR PLCI1.0-I1.7Q8.0-Q8.7
DIR PLCI0.0-I0.7Q4.0-Q4.7
METODO PASO A PASO MAXIMO
5. Métodos Secuenciales Electroneumáticos
Taller No. 1
Ing. Esp. John Jairo Piñeros C.
Realizar la programación de los sistemas secuenciales propuestos en el TALLERNo.1 con el fin de realizar el montaje en los bancos de neumática de losdiseños propuestos (próxima sesión).
Realizar en Grupos de 2 personas