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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERA ESCUELA DE INGENIERA MECNICA - ELCTRICA

DISEO DE AUTOMATIZACIN DE ROTATIVA DE IMPRESIN GOSS UTILIZANDO LA PLATAFORMA CONTROL LOGIX

German Contreras JacintoAsesorado por ing. Enrique Edmundo Ruiz Carballo

Guatemala, agosto de 2005

I

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERA

AUTOMATIZACIN DE ROTATIVA DE IMPRESIN GOSS UTILIZANDO LA PLATAFORMA CONTROL LOGIX TRABAJO DE GRADUACIN PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERA POR

GERMAN CONTRERAS JACINTO ASESORADO POR ING. ENRIQUE EDMUNDO RUIZ CARBALLO AL CONFERRSELE EL TTULO DE INGENIERO EN ELECTRNICA GUATEMALA, AGOSTO DE 2005 II

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERA

NMINA DE JUNTA DIRECTIVA DECANO VOCAL I VOCAL II VOCAL III VOCAL IV VOCAL V SECRETARIA Lic. Amahn Snchez lvarez Ing. Julio David Galicia Celada Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz Br. Elisa Yazminda Vides Leiva Inga. Marcia Ivonne Vliz Vargas Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

TRIBUNAL QUE PRACTIC EL EXAMEN GENERAL PRIVADO DECANO EXAMINADOR EXAMINADOR EXAMINADOR SECRETARIO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson Ing. Otto Andrino Inga. Ingrid de Loukota Ing. Julio Csar Solares Peate Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

III

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, presento a su consideracin mi trabajo de graduacin titulado:

AUTOMATIZACIN DE ROTATIVA DE IMPRESIN GOSS UTILIZANDO LA PLATAFORMA CONTROL LOGIX,

tema que me fuera asignado por la Direccin de la Escuela de Ingeniera Mecnica Elctrica con fecha 24 de Enero de 2004.

German Contreras Jacinto

IV

AGRADECIMIENTOS A:

MI DIOS:

por haberme dado la oportunidad de conocerlo, por ensearme el propsito de mi vida y que mis virtudes y cualidades son un regalo que l me concedi para que mis sueos convergieran con los suyos y a travs de mis debilidades, l se glorifique. Gracias, infinitamente gracias;

MI PADRE:

por cuidarme, guiarme, ensearme principios que hoy son parte de mi vida. Por que s que mi vida es el reflejo de su enseanza y sus virtudes;

MI MADRE:

por su amor, tolerancia, compresin, gracias por apoyarme en todo momento, porque en mis frustraciones tu me has enseado a levantarme y seguir mi camino;

MARTA:

por que Dios te ha puesto en mi camino como ngel, porque me has ayudado, lo que soy y ser son el fruto de tu esfuerzo;

MIS HERMANOS:

Marta, Rolando, Eduardo, Daniel, Ana gracias a cada uno porque he aprendido de ustedes y han contribuido en la formacin de mi vida;

MIS AMIGOS:

los de las chamuscas, laboratorio, academia de ingls, grupo de amistad de Casa de Dios, gracias por ensearme el valor de la amistad;

MI ASESOR:

gracias por brindarme su valioso tiempo y experiencia acadmica, por hablarme con sus actitudes ejemplares.

V

DEDICATORIA A:

MI DIOS:

porque he aprendido que nunca he estado solo, has caminado a mi lado en los malos y buenos momentos de mi vida y a travs de tu palabra guas y formas mi camino;

MI ALMA:

porque has aprendido a escuchar y obedecer la voz de Dios y sabes que es mejor terminar algo que empezarlo y que la humildad, sabidura y esfuerzo te llevarn a donde nunca pensaste que llegaras, como hoy;

MI FAMILIA AMIGOS:

Y

porque los desafos que se presentan en la vida son los que marcan etapas de cambio en la vida, y cuando se presenta uno existe la oportunidad de caminar un escaln ms;

MI NACIN

porque desde el primer da de clase en la Universidad en que llegu tarde y no encontraba el saln de clases se me confi y se me dio la responsabilidad de terminar la carrera.

VI

NDICE GENERAL

NDICE DE ILUSTRACIONES LISTA DE ABREVIACIONES Y SMBOLOS GLOSARIO RESUMEN OBJETIVOS INTRODUCCIN FIGURAS TABLAS 1 PLATAFORMA CONVENCIONAL1.1 Introduccin a los controladores lgicos programables 1.1.1 Definicin del controlador lgico programable 1.2 Principios de operacin 1.3 Arquitectura del controlador lgico programable 1.3.1 1.3.2 1.4.1 Procesadores Tiempo de exploracin Organizacin de memoria e interaccin con E/S 1.4.1.1 1.4.1.2 Memoria del sistema Memoria de aplicacin rea de tabla de datos rea de programa de usuario

VII XI XIII XVI XVII XVIII VII IX 11 1 2 5 5 7 9 11 11 13 13 16 16 16

1.4 Sistema de memoria

1.4.1.2.1 1.4.1.2.2 1.4.2 1.4.2.1

Configuracin de memoria Direccionamiento de E/S Organizacin de tabla de datos I

1.4.2.1.1 1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4

Direccionamiento de E/S

16 17 17 17 18 20 20 22 22 24 25 26 27 27 27 28 29 29 30 30

1.5 Implementacin y diseo Definicin de tarea de control Estrategia de control Gua de implementacin Organizacin del programa e implementacin 1.5.4.1 1.5.4.2 1.5.4.3 1.5.4.4 1.5.4.5 Creacin del diagrama de flujo y secuencia de salidas Configuracin del controlador Direccionamiento de E/S Asignacin en la tabla de registros Documentacin del programa Resumen del sistema Configuracin del sistema Diagrama de conexin de E/S Asignacin de direcciones de E/S Asignacin de direcciones de registros internos Tabla de asignacin de registros Declaracin de variables Programa de control impreso Almacenamiento del programa de control

1.5.4.5.1 1.5.4.5.2 1.5.4.5.3 1.5.4.5.4 1.5.4.5.5 1.5.4.5.6 1.5.4.5.7 1.5.4.5.8 1.5.4.5.9

2

PLATAFORMA CONTROL LOGIX2.1 Arquitectura controlador Control Logix 2.2 Organizacin de tags 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 Estructura de tags Tipo de tag Tipo de dato Alcance

3131 32 32 33 33 34 35

2.3 Caractersticas de la plataforma Control Logix II

2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4.1

Programacin basada en direccionamiento con tags Estructuras de datos Diseo e implementacin Modularidad de cdigo de programa Tareas 2.4.1.1 2.4.1.2 2.4.1.3 Tareas continuas Tareas peridicas Tareas de eventos

35 36 37 39 40 40 41 41 41 42 42 44 44 44 46 46 48 48 49 49 50 50 51 52 53 54 54

2.4 Componentes de un proyecto de software

2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5

Programas Rutinas Rutina principal Subrutina

2.5 Configuracin de la ejecucin de una tarea 2.6 Ejecucin de mltiples programas 2.7 Redundancia de equipo 2.7.1 2.7.2 2.8.1 2.8.2 Falla de corte Sincronizacin Intervalo de solicitud de paquete RPI Formato de comunicacin 2.8.2.1 2.8.2.2 2.8.2.3 2.9.1 2.9.2 Conexin directa Conexin de chasis optimizado Pertenencia

2.8 Comunicacin con E/S

2.9 Modelo productor consumidor Tags producidos Tags consumidos

3

CONSIDERACIN DE LOS PARMETROS DE DISEOIII

57

3.1 Criterios de uso de tareas, programas y rutinas 3.1.1 3.1.2 Prioridad de tareas Factores que afectan la ejecucin de tareas 3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.2.3 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4.1 3.4.2 3.5.1 3.5.2 Sistema de encabezado de informacin Procesamiento de salidas Nmero de tareas

57 57 57 57 58 58 59 59 60 60 60 61 61 61 61 61 62 63 64 65 65 66 66 66 66 67 67 68 69

Configuracin de una tarea continua Configuracin de una tarea peridica Configuracin de una tarea de eventos Lgica en escalera Diagramas de bloques de funciones Diagrama de secuencia de funciones Texto estructurado Programacin inline Programacin indexada Programacin buffered Tipo de datos atmicos Tipo de datos compuestos Protocolo TCP/IP Parmetros en una red Ethernet 3.5.2.1 3.5.2.2 3.5.2.3 Direccin IP Pasarela Mscara de subred

3.2 Desarrollo de aplicaciones en rutinas

3.3 Mtodos de programacin

3.4 Direccionamiento de datos

3.5 Comunicacin en una red Ethernet

3.6 Comunicacin en una red RIO 3.6.1 Parmetros en una red RIO IV

3.6.1.1 3.6.1.2 3.7.1 3.7.2

Velocidad de transmisin Direccionamiento

69 70 70 70 72 72 73 74 74 76 76 76 77

3.7 Variador de velocidad de C.D. 1395 Descripcin del variador de velocidad de C.D. 1395 Programacin de parmetros 3.7.2.1 3.7.2.2 3.7.3 3.7.3.1 3.7.3.2 3.8.1 3.8.2 Estructura de la tabla de parmetros Almacenamiento de la tabla de parmetros Parmetros sumideros Parmetros fuente

Configuracin de parmetros

3.8 Interfaz humano mquina Plataforma dedicada Panel View 1500

4

DISEO DE LA INGENIERIA DE CONTROL 7979 80 80 80 82 82 83 84 84 86 86 87 88 V

DE LA ROTATIVA DE IMPRESIN4.1 Antecedentes 4.2 Planteamiento del problema 4.3 Diseo de la ingeniera de control de la rotativa de impresin 4.3.1 4.3.2 Descripcin del sistema Componentes de hardware 4.3.2.1 4.3.2.2 4.3.2.3 Arquitectura del sistema Seleccin de mdulos discretos de E/S Seleccin de la red de comunicacin Red de comunicacin Ethernet/IP Red universal de comunicacin de E/S remotas Requerimientos de memoria

4.3.2.3.1 4.3.2.3.2 4.3.2.4 4.3.2.5 4.3.2.4.1

Seleccin de controlador Seleccin de chasis

4.3.2.6 4.3.3 4.3.3.1 4.3.3.2 4.3.3.3 4.3.3.4 4.3.4 4.3.4.1 4.3.4.2 4.3.4.3 4.3.4.4 4.3.4.5 4.3.5 4.3.5.1 4.3.5.2 4.3.5.3 4.3.6

Seleccin de fuente de alimentacin RSLogix 5000 RSView Studio RSNetworx Software RSLinx Rutina principal Rutina control de variadores de velocidad Rutina de control de unidades Rutina control doblador Rutina control de enkels Pantalla rotativa de impresin GOSS Pantalla arquitectura de rotativa de impresin GOSS Pantalla torre de transmisin

89 89 89 91 92 92 93 94 96 98 98 100 100 101 102 103 104

Componentes de Software

Programacin del autmata

Programacin de la interfaz humano mquina

Puesta en marcha

VI

NDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Diagrama conceptual de aplicacin Diagrama de bloques de un controlador lgico programable Diagrama de bloques d