GUIA PRACT ICA PARA UNI#ERSIDAD P$BLICA DE EL ALTO
LAB ORATORIOS ORA TORIOS D E AU A U T O M A T I Z A C I O N Y CONTROL ELABORADO POR DR. ING. SANDRO E. CENTELLAS LIMA
EL ALTO % LA PAZ BOL I#IA &'('
Elaborado por Dr. Ing Sandro E. Centella L!"a
INDICE
LABORATORIO N O.(. )PAG )PAG *+ LABORATORIO NO. &. (PAG 6) LABORATORIO NO.*. (PAG 9) (PAG 10 ) LABORATORIO NO. ,. (PAG LA L A B O R AT O R I O N O. 5 . ( PAG 1 5 ) (PAG 26 ) LABORATORIO NO. - (PAG (PAG 37 ) LABORATORIO NO . (PAG (PAG 53 ) LABOR ATORIO NO. /. (PAG (PAG 73 ) LABOR ATORIO NO. 0. (PAG (PAG 8 5) AN A N E 1 O S (PAG
[Sandro Efrain Centellas Lima]
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INDICE
LABORATORIO N O.(. )PAG )PAG *+ LABORATORIO NO. &. (PAG 6) LABORATORIO NO.*. (PAG 9) (PAG 10 ) LABORATORIO NO. ,. (PAG LA L A B O R AT O R I O N O. 5 . ( PAG 1 5 ) (PAG 26 ) LABORATORIO NO. - (PAG (PAG 37 ) LABORATORIO NO . (PAG (PAG 53 ) LABOR ATORIO NO. /. (PAG (PAG 73 ) LABOR ATORIO NO. 0. (PAG (PAG 8 5) AN A N E 1 O S (PAG
[Sandro Efrain Centellas Lima]
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LABORATORIO NO.1 INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO EN LÓGICA CABLEADA Y PROGRAMADA
1.- Introducción.Motor, Motor, máquin máquina a que convie convierte rte energí energía a en movimi movimient ento o o trabaj trabajo o mecáni mecánico co,, como como electricidad, y el trabajo mecánico que proporciona suele ser el movimiento rotatorio de un árbol o eje. Los motores se clasiican seg!n el tipo de energía que utili"an, tipo de movimiento de sus pie"as principales, como rotatorios# seg!n dónde tiene lugar la transormación de energía mecánica a el$ctrica, u el$ctrica a mecánica, seg!n el m$todo utili"ado para enriar el motor se clasiican en rerigerados por agua o por aire, seg!n las ases por las que pasa el pistón para completar un ciclo, como de dos tiempos o de cuatro, y seg!n el tipo de ciclo. %tros motores especiali"ados son el molino, la turbina de combustión, la turbina de vapor y los utili"ados en los co&etes y aviones a reacción. '.- %bjetivo de Laboratorio.(l objetivo del laboratorio es poder manejar un motor, poder invertir su sentido de giro ya sea &acia la i"quierda o &acia la derec&a, )ara poder manejar el motor utili"aremos el array el cual utili"a el lenguaje de programación de bloques uncionales. *.- (squemas. + eléctrico:
Elaborado por Dr. Ing Sandro E. Centella L!"a
Montaje:
Programa: /e dará en clases [Sandro Efrain Centellas Lima]
Página ,
0.- )rincipios de uncionamiento2 on este circuito podremos invertir el giro de un motor triásico, donde los dos pulsadores normalmente abiertos nos permiten &acer que gire una &acia la derec&a y el otro nos permite girar &acia la i"quierda. (l otro pulsador esta normalmente cerrado, este pulsador nos permite parar el motor 3stop.
4.- lista de materiales2
N 1 ' * 0 4 : ;
ITEM Motor
CARACT. 5riásico *678 (lectromagn$ticos ''7 v, 17 + + ontactores ''7 v, 17 + + )ulsadores 9.+. ''7 v, 17 + + )ulsador 9.. ''7 v, 17 + + +rray ''7 v, 17 + + ables <6 ''7 v, 17 + +
:.- )reguntas de ingreso2 Los * primeros esquemas del +ne=o I
Elaborado por Dr. Ing Sandro E. Centella L!"a
CANTIDAD 1 ' ' ' 1 1 varios
OBSERV.
LABORATORIO NO. 2 ESTUDIO DEL USO DE LOS BLOQUES ESPECIALES.
Objetio!: "eneral: >eali"ar el dise?o para la inversion tempori"ada de giro de un motor monoasico en el lenguaje de bloques uncionales. E!#eci$ico!: >eali"ar el cableado correspondiente >eali"ar el programa correspondiente )L a utili"ar
one=ión de entradas
[Sandro Efrain Centellas Lima]
Página -
one=ión de salidas
loques especiales
)rograma a reali"ar
)robables preguntas de ingreso al laboratorio (ncendido y apagado tempori"ado para un motor monoásico 3triásico en lógica cableada 3en lógica programada.
LABORATORIO NO.3 ESTUDIO DEL USO DE LOS BLOQUES ESPECIALES (SEGUNDA PARTE).
Objetio.% >eali"ar la inversión de giro de un motor monoásico con un solo pulsador en lógica programada. Objetio! e!#ec&$ico!.% (l estudiante2 >eali"ara el esquema de potencia del motor monoásico. >eali"ara el esquema de mando con el )L correspondiente. >eali"ara el programa correspondiente en el lenguaje de bloques uncionales. )rocedimiento.La particularidad del presente laboratorio como se menciono anteriormente es tener mas practica en el uso de los bloques especiales de este lenguaje de programación para arontar dierentes problemas que pueden surgir al dise?ar dierentes sistemas automati"ados. (l programa se caracteri"a porque trabaja en dos regímenes. (n el primero al apretar %9 más de dos segundos el motor girara a la i"quierda. (n el segundo al apretar %9 ' veces el motor girara a la derec&a. (s necesario &acer notar que con los bloques @ al 11 se reali"a la protección del motor en la inversión de giro.
)robables preguntas de acceso al laboratorio.one=ión delta A estrella lógica 3lógica cableada y programada. (ncendido secuencial de dos motores y su posterior apagado en tiempos predeinidos 3lógica cableada y programada.
LABORATORIO NO. 4 PROGRAMACION EN LADDER O ESCALERA
Objetio!: "eneral: Bar los principios de programacion (scalera. E!#eci$ico!: >eali"ar el cableado correspondiente >eali"ar el programa correspondiente '(n)amento Te*rico (l nombre de este m$todo de programación es L+BB(> 3que signiica escalera en ingl$s proviene de su semejan"a con el diagrama del mismo nombre que se utili"a para la documentación de circuitos el$ctricos de máquinas. abe mencionar que en estos diagramas la línea vertical a la i"quierda representa un conductor con tensión, y la l ínea vertical a la derec&a representa tierra. Los contactos y bobinas básicas que se utili"an son2
on este tipo de diagramas se describe normalmente la operación el$ctrica de distinto tipo de máquinas, y puede utili"arse para sinteti"ar un sistema de
control y, con las &erramientas de sotCare adecuadas, reali"ar la programación del )L. /e debe recordar que mientras que en el diagrama el$ctrico todas las acciones ocurren simultáneamente, en el programa se reali"an en orma secuencial, siguiendo el orden en el que los rungs 3escalones ueron escritos, y que a dierencia de los rel$s y contactos reales 3cuyo n!mero está determinado por la implementación ísica de estos elementos, en el )L podemos considerar que e=isten ininitos contactos au=iliares para cada entrada, salida, rel$ au=iliar o interno, etc. (l tiempo empleado por el )L para ejecutar determinado programa es lo que se conoce como D5iempo de /canE 3scan F barrido en ingl$s. Los abricantes de )L especiican este tiempo de diversas ormas, siendo las más comunes indicar el tiempo necesario para ejecutar una sola instrucción y el tiempo para ejecutar un programa de la má=ima longitud posible. /e debe tener en cuenta que cuando se &abla del tiempo de ejecución de una sola instrucción, este no es el mismo tiempo que el necesario para ejecutar un programa de una sola instrucción. (sta aparente inco&erencia, se aclara recordando que una GvueltaG de programa incluye la lectura de las entradas, la actuali"ación de las salidas y una serie de procesos internos que son invisibles al usuario. Hemos visto tambi$n, que los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en determinado rung, son variables lógicas o binarias, que pueden tomar solo dos estados2 presente o ausente, abierto o cerrado, 1 ó 7, y que provienen de entradas al )L o rel$s internos del mismo. (n la programación ladder, estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados2 abierto o cerrado. onsideremos a&ora las salidas. Las salidas de un programa ladder son equivalentes a las cargas 3bobinas de rel$s, lámparas, etc. en un circuito el$ctrico. omo indica esta analogía, dos o más salidas pueden programarse en paralelo siempre que queramos activarlas y desactivarlas a la ve". omo salidas en el programa del )L tomamos no solo a las salidas que el equipo provee ísicamente &acia el e=terior, sino tambi$n las que se conocen como G>el$s Internos o au=iliaresG. Los rel$s internos son simplemente variables lógicas que podemos usar, por ejemplo, para memori"ar estados o como acumuladores de resultados que utili"aremos posteriormente en el programa. (=isten dos ormas básicas de activar o desactivar las salidas2 con retención y sin retención. La orma más com!n es la de salida no retenida, lo que signiica que la salida es activada si se cumplen las condiciones del rung en el que está programada y se desactiva inmediatamente cuando las condiciones dejan de cumplirse. Las salidas retenidas, por el contrario, se activan y desactivan en rungs dierentes y por instrucciones dierentes. uando se cumple el rung en el que la salida debe activarse, $sta lo &ace y permanece así, a!n cuando la condición de activación deje de cumplirse. (l !nico modo de apagar o desactivar la salida retenida es programar un rung con la correspondiente instrucción de apagado de la salida en cuestión. Las instrucciones de retención y liberación de salidas se usan siempre por pares. Control )e $l(jo )el #rograma omo &emos visto &asta a&ora, el GlujoG del programa, es decir la secuencia en la que todas las instrucciones del programa son ejecutadas es simple2 se
comi comien en"a "a por por la prime primera ra inst instru rucc cció ión n del del prog progra rama ma y se cont contin inua ua con con la segunda, tercera, etc. &asta &asta la !ltima instrucción y se retoma retoma la ejecución de la primera otra ve", repiti$ndose el ciclo indeinidamente. (=isten casos en los que esto no es lo más deseable. )or ejemplo2 si queremos que determinada parte del programa no se ejecute salvo que el usua usuari rio o así así lo pida pida## o nos nos enco encont ntra ramo moss con con que que dos dos activ activid idad ades es son son mutuam mutuament ente e e=cluy e=cluyent entes, es, o simple simplemen mente te querem queremos os contro controlar lar el mismo mismo sistema con dos programas dierentes. 5ambi$n podemos desear que no se &aga nada &asta que no se reciba conirmación de una acción que acabamos de tomar 3con un in de carrera, por ejemplo. 5odos dos esto estoss caso casoss nos nos mues muestr tran an que que pued puede e ser ser conv conven enie ient nte e tene tenerr la posibilidad de modiicar el lujo de ejecución tan rígido que normalmente sigue el )L. Las ormas más comunes de &acer esto son dos2 con saltos controlados y rel$s de control maestro. (l salto controlado consiste en &acer que la pró=ima instrucción en ejecutarse no sea necesariamente la siguiente en el programa. +lgo similar sucede con el rel$ rel$ de control maestro, que desconecta desconecta las entradas al programa or"ando a $ste a no activar ninguna salida, lo que resulta equivalente a no ejecutarlo. Ti#o )e Controla)or
De!cri#ci*n )el P+C
Cablea)o
L A B OR AT OR I O N O. 5 CINTA TRANSPORTADORA SELECCIONANDO OBJETOS POR COLORES.
>(/M(9 B(L )>%J(5%.- (ste proyecto consiste en el dise?o de una sensor que sea capa" de reconocer las variedades de colores que se coloquen en una cinta transportadora y a su ve" controlado con el )L 5Cido /ot y que esta cinta transportadora automáticamente lo vaya ordenando las cajas seg!n al color que le corresponde cada caja. +95((B(95(/.- (ste proyecto se lo puede aplicar en varias operaciones de automati"ación y control de planta, el sensor se lo puede comprar uno ya &ec&o que viene de abrica pero por su diicultad para conseguirlo se lo puede dise?arlo aunque este no sea tan garanti"ado ya que tiende a tener muc&a inestabilidad, con este sensor se lo puede dise?ar una cinta transportadora automática, un me"clados de colores para pinturas a trav$s de sotCare, controlar las intensidades de las luces incandescentes y otras aplicaciones. La cinta transportadora se lo puede rempla"ar por montacargas estáticos u otro que cumpla el mismo principio y proceso. %>ML+I%9 B(L )>%L(M+.- >econocer objetos de distintos colores para luego seleccionarlo los objetos de un solo color y sus similares de cada color que se lo coloque en la cinta transportadora y que en ese lugar se encuentra el sensor para poder adquirir el dato del color de la caja. %K(5I8%/ J M(5+/ %bjetivo eneral.- Bise?ar un sistema automático de reconocimiento y selección de colores de orma automática a trav$s de un dise?o de un sensor y un programa dise?ado para el )L 5Cido /ot. %bjetivos (specíicos.- +demás de los puntos anteriores para la selección de los objetos será transportada a trav$s de un cinta transportadora y que este tambi$n
tiene varios sensores como ser para la identiicación de que se introdujo un objeto, sensor para indicar que los objetos esta en el e=tremo de la cinta y el identiicador de color y un circuito electrónico para la adquisición de dato de los colores. K/5II+I%9.- (ste proyecto se me intereso por dise?ar un reconocedor de colores básicos, la curiosidad ue mas como dierenciar los distintas variedades colores y poder &acer un proceso con esa inormación y una selección de las mismas a trabes de un dise?o electrónico y de esa orma tratar de automati"ar la selección de ella por medio de sotCare, plc, circuitos secuenciales y otros. +L+9(/ J LIMI5(/.- (ste dise?o es solo para 0 colores ya designados , en caso de que ingresen colores que no sean colores de los 0 ya seleccionados solo se quedara en su lugar y esperar a que llegue otro o que lo cambien el objeto, los objetos tambi$n son de peque?a magnitud y de un peso bastante liviano así mismo la cinta transportadora solo &ace un proceso a la ve" y no simultáneamente, se lo coloca una caja despu$s de que llegue a su destino la caja anteriormente puesta. /%LI%9 )>%)(/5+.- )ara este caso utili"aremos un dise?o electrónico para la adquisición de datos de dierentes colores utili"aremos un LB> y una lu" de un BI%B% que rebote su relejo en el LB> y nos de inormación en unción de o&meaje 3 o&ms y ampliicando la se?al con un ampliicador operacional nos da la inormación en variaciones de voltajes de corriente continua de 7 a '.4 voltios y a trav$s de un +B el voltaje lo convierte en inormación digital y un (n binario natural de 6 bits así mismo registrarlo en el registro interno del +B y circuito de decodiicador 3memoria eeprom poder convertirla en inormación digital pero solo dierenciara 0 colores en ponderación binaria para reali"ar los procesos indicados adjuntado con relee para los pulsos que nenecita el plc para su uncionamiento, para la cinta transportadora solo se utili"aran sensores para detectar objetos despla"amientos de objetos y sensor para el color para la manipulación de la cinta transportadora de i"quierda a derec&a o viceversa solo se reali"o el circuito de inversor de giro para un motor monoasico que consta de un termo magn$tico , * contactores, 'rele t$rmico. J el )L completo mas su respectivo programa.
/%LI%9 BI+>+M+ B( L%N(/.- (l diagrama de bloques consta de las siguientes etapas en todo el proyecto, y se trabaja con 4 sim$trico y 1' voltios e incluso para el reset del registro de la memoria con un relee de '0 voltios del )L.. PRIMERO C!r23!to de ad43!!2!5n de dato para lo d!t!nto 2olore al"a2enado en 3n reg!tro 6 reet por el
SEGUNDO Progra"a2!5n del pl2 3t!l!7ando entrada 6 * al!da & alterna 6 3na de 2orr!ente 2ont!n3a
TERCERO Pro2eo a real!7ar en la 2!nta a tra8e7 de 2onta2tore9 "otor 6 la 2!nta tranportadora
Di!e,o )el !en!or consta de un LB> y un L(B de lu" blanca con una resistencia de 0o&ms. J a la apro=imación de objetos de dierentes colores nos da en el LB> dierentes valores de resistencia. 5V +V
LED1
sensor
LDR
a
deterctar
4k
Para la obtenci*n )e la re!i!tencia ariable a oltaje se lo reali"a a trabes de un ampliicador inverso a un inversor de voltaje. 5V +V
5V +V
LDR
100k
+
1k
1k
+
voltaje
- 5v
de
salida
Coner!i*n a )ato )igita - co)i$ica)o se la reali"a a trabes de un adc7670 y una memoria eeprom '6c1:. V$ 1!5V
memoria
V1 5V +V
*1 &DC'
voltaje de salida del
D! D" D5 Vref+ D4 Vref- D# D$ (C D1 )E D0 E)C Vin
amplificador
E
D
C
, &
MR C D! D" D5 D4 D# D$ D1 D0
%! %" %5 %4 %# %$ %1 %0
salidas reles
Co)i$ica)o )e la memoria ee#rom para su manipulación de los relees para las entradas del )L de los cuatro colores ya designados a la asignación tambi$n depende del voltaje de reerencia del +B puede ser mayor a menor las pruebas reali"adas es con 1.;4 voltios. /alida inario del adc y la dirección de la memoria 7 a 1@ '7 a *@ 07 a *@ :7 a ;@ 67 a @@ 177 a 11@ 1'7 a 1*@ 107 a 14@ 1:7 a 1;@ 167 a 1@@ '77 a '1@ ''7 a '*@ '07 a '44
Batos de la memoria eeprom 7 1 ' 0 6 1: *' :0 1'6 1 ' 0 6
olores asignados 9o +marillo I7.1 97 9aranja I7.' +"ulI7.* 8erde I7.0 9o 9o 9o 9o 9o 9o no
PRO"RAMACION DE+ P+C Ti)o So$. /e la reali"a con los siguientes parámetros. )rimeros nesecitamos registrar el dato a lo reali"aremos con el registro interno del adc solo nesecitamos un pulso menor a 1seg. J que lo mande el plc cada ve" que se lo introdu"ca el dato I7.4 es la entrada del sensor de objeto detectado.
a
Be esta orma se lo registra el dato, una ves obtenida el dato puede ser el 1, ', * o 0 y reali"a el primer proceso el dato 1 es a la derec&a de la cinta y se activa N7.'. pero antes se debe de activar M0 simultáneamente.
)ara el dato ' la cinta lo lleva el objeto a la i"querda y se detiene automáticamente al inal de la cinta. y se activa M4.
)ara el dato *se mueve a la derec&a &asta el inal de la cinta y a la i"quierda &asta el otro e=tremo de la cinta y resetear el registro del adc.
)ara el dato 0 se debe de reali"ar la siguiente operación, a la i"quierda &asta el inal despu$s de * segundos a la derec&a &asta el inal del otro e=tremo y detenerse * segundos y luego a la i"quierda por el lapso de :seg.
J por ultimo como solo es un inversor de giro en el motor para que este pueda despla"arse de i"quierda a derec&a solo nesecitamos dos salidas del )L que so N7.' y N7.*, N7.1 es de corriente continua de '0 voltios y se usa para resetear el registro del adc. Las dos salidas inales son2
(l circuito de mando de inversor de para el motor monoasico es2
Lista de materiales a utili"arse para este proyecto ueron los siguientes2 antidad ' 1 1 1 ; 0 @ 1: 17 1 1 1 ' * ' 1
Material protoboard Lm*'0 +dc7670 Memoria eepróm >elees 1' y '0 voltios LB> 5ransistores 406 resistores led Kuego de colores uente sim$trica Motor monoasico termo magn$ticos contactores >elee t$rmico inta
1
transportadora )L tCido
/i#*te!i!.- para reali"ar este proyecto se tuvo que reali"ar varias pruebas para su calibración, para eso se lo reali"o a trav$s de un sotCare que nos daba el valor de cada color en inormación binaria de cero a '44 y del +B se lo daba la lectura a trav$s del puerto paralelo de la ). Los valores del adc y los ampliicadores operacionales son los valores ya calculados a trav$s de ormulas. Ane0o
LABORATORIO NO. 6 CONTROL DE TEMPERATURA A TRAVS DEL CONTROLADOR UNIVERSAL !NOVUS"
>(/M(9 B(L )>%J(5%. (l proyecto consta de un sensor )5177, controlador 9%8/, un circuito detector de cero y un actuador que en este caso es un calentador de agua los cuales sirven para controlar automáticamente la temperatura que se requiera en ese ambiente liquido. (l )5177 es un sensor de temperatura que trabaja en unción a la resistencia. (l controlador 9%8/ es el cerebro del sistema, es quien estabili"a la se?al de retroalimentación de la planta mediante el )IB logrando la temperatura que se requiera. (l circuito detector de cero es quien detecta el punto cero de la onda senoidal el cual sirve para poder dar el disparo el cualquier punto de la &onda, de acuerdo a la potencia que se requiera en el actuador. %K(5I8%/ J M(5+/. (l objetivo principal lograr el control de temperatura q se requiera en el ambiente liquido K/5II+I%9.(ste proyecto es una gran &erramienta dentro de ingenieria ya que tiene una gran aplicación en la parte de control, automati"ación, acuarios, procesos lacteos, etc. +L+9(/ J LIMI5(/.Llegar a controlar u &omogeni"ar un ambiente liquido moderado 3'7 litros de H'%, para controlar en orma industrial es necesario mejorar el circuito de potencia y el actuador. Biagrama de bloques. C!r23!to de Dedte2tor 2ero
C!r23!to 2o"parador
NO#US )PID+
Planta A2t3ado r
SENSOR PT(''
1 I>I5% B(5(5%> B( (>%.(l circuito detector de cero consta de una rectiicación para tener un voltaje de reerencia detectando el punto cero de la onda, con la ayuda de el optotransistor obtiene los pulsos en el punto cero. )osteriormente es ampiicado y negado para tener pulsos en lanco de bajada. )ulsos que son enviados al reset de el I LM 444 quien esta ya dise?ado como una unción rampa + continuación se muestra el circuito completo para dectectar el punto cero 5V +V
V1
R# 1!k
R1 4!k
*1 555
D$ (M400!3R +
R$ 0#70k
R5 100k
R" 0$$k *$ )42$5
Vs1 'V
D4 (M400!3R
D# (M400!3R D1
D5
R4 04!k
nd 3r )/t Rst
Vcc Dis 36r Ctl
,C54'& %1 C$ 001/
%$ ,C55'& R$ 150k 40 C1 1/
124!##
(M400!3R
volt+ salida -ref+.
(l dise?o de la unción rampa consta de un .I. LM444, un transistor )9) el cual trabaja en unción a la carga y descarga de el capacitor que se puede &allar mediante la siguiente ormula
Bonde2 52 17 ms. >12 0;O >'2 177O >(2 1.;O 8(2 7.: v.
Bespejando y &allando el capacitor tenemos2 12 1P
' I>I I>I5% 5% %M) %M)+>+B%>. >+B%>.-(l circuito comparador consta !nicamente de un ampliicador operacional LM*'0 quien trabaja de acuerdo al voltaje de reerencia y la salida analógica del microcontrolador 9%8/ 3reduciendo el voltaje
V)L3 RE.
*# LM#$4 +
(&L8D& (&L8D& &2&L)8C& DE 2)V*(
* /(9/ /(9/%> %> )51 )5177 77..(l sensor )5-177 es un sensor de temperatura que trabaja linealmente en variación de la resistencia nos proporciona la temperatura que e=ista en el medio donde se encuentre. (l elemento consiste en un arrollamiento y ino de platino bobinado entre capas de material aislante y protegido por un revestimiento cerámico estando estando ya ya adecuado al microcontrolador 9%8/ nos proporciona la visuali"ación en Q o Q 0 %95>% %95>%L+B L+B%> %> 9I8(>/ 9I8(>/+L +L 9%8/. 9%8/.-(l controlador 9%8/ es quien tiene la unción principal de este proyecto, consta RSSRTde entradas analógicas como la entrada del )5177, además consta reguladores )IB los cuales estabili"an la se?al realimentada el cual trabaja automáticamente siendo debidamente programado. uenta con salidas análogas y digitales de la cual la salida analógica esta siendo utili"ada para manipular el actuador a trav$s del circuito comparador. 5oda coniguración coniguración es ec&a a trav$s de el teclado, sin cualquier alteración en el circuito, así la selección del tipo de entrada y salida, la orma de actuación de las alarmas, además de otras unciones especiales como la auto sintonía de los parámetros )IB son todas alcan"adas y programadas vía teclado rontal.
+ continuación continuación se da la orma de programa programa del controlador 9%8/ 9%8/ para el proyecto2 - +5%2 9% - >92 9% - 5J)(2 : o ; 3selección de entrada 3)5177 -9 I5 3unidad de temperatura en Q o Q -/)LL 3limte inerior del punto ijo -/)HL 3limite superior del punto ijo - +592 +592 J(/ 3sintonía automática de los parámetros )IB - +12 L% 3unción de alarma valor mínimo - +'2 HI 3unción de alarma valor má=imo - +512 +512 7 3tiempo 3tiemp o de alarma 1 - +5'2 +5'2 7 3tiempo 3tiemp o de alarma ' - I%'2 1' 3salida de control - I%42 1* 3salida 3 salida de retransmisión analogica - >92 J(/ 4 +5+B +5+B%> %> J )L+95 )L+95+ +.(l actuador para este caso es un calentador de agua el cual act!a con un circuito de potencia que consta principalmente del tirac 351*@ principalmente y además de un optotriac 3*701 para proteger el circuito de control del circuito de potencia se tiene el siguiente cuadro2
I>I5% B( )>%5(I%9 J )%5(9I+
La planta es la base 3recipiente de capacidad apro=imada a unos '7 litros en el cual act!a el calentador y (n unción a la salida del los circuitos de control y potencia. +demás en la planta se encuentra encuentra el sensor )5177 )5177 quien recepciona la temperatura que e=iste en la planta %M)%9(95(/.9Q
%M)%9(95(
1 1 1 1 1 ' 1 ' 1 14
9%8/ +L(95+B%> B( ++ )5 177 5>I+ 5 1*@ %)5% 5>I+ *701 5>+9/I/5%>(/ 5>+9/I/5%>(/ 406 9(444 +.%. LM*'0 )>%5%%+>B >(/I/5(9I+/
>(%M(9B+I%9(/.- (l proyecto demuestra controlar satisactoriamente la temperatura en un de un recipiente de apro=imadamente *7 litros 3agua - )uede ser utili"ado en dierentes ormas para el uso comercial en dierentes ábricas, para acuarios, donde se nesecite tener un ambiente templado de líquidos. - (=iste dierentes tipos de microcontroladores q pueden ser programados para para un trabjo especiico y ser utili"ados en ve" de el microcontrolador 9%8/ 3debido a los costos. - se debe tener cuidado con el armado del proyecto ya q contienen componentes delicados y de alto costo.
+9(U%/.-
+M 123
OPTOTRANSISTOR 3N14
LABORATORIO NO # CONFIGURACIÓN INICIAL DEL PLC AC$%%
Objetio "eneral )rogramar un )L con entradas y salidas analógicas. Objetio! E!#ec&$ico! onigurar el )L )rogramar el )L +ctivar las salidas y entradas analógicas del )L. In$ormaci*n B5!ica !obre el PS467 )/471 cumple con la I( : 11*1-*. (ste estándar internacional deine2 - la estructura de un programa, - la declaración de datos - la sinta=is y semántica de 4 lenguajes de programación dierentes2 Instruction List 3IL A Lista de Instrucciones /tructured te=t 3/5 A 5e=to estructurado unction blocV diagram 3B - Biagramas de loques de unción ontinuous unction c&art 3 A ráicos de unción ontínuas Ladder Biagram 3LB - ontactos /equencial loC c&art 3/ A ráicos de lujo /ecuenciales
8eamos ejemplos2 +i!ta )e In!tr(ccione! I+
Te0to E!tr(ct(ra)o ST
'(nction Bloc8 Biagram 'BD
Contin(o(! $(nction c9art C'C
+a))er )iagram +D contacto!;
S'C Se<(encial '(nction C9art;
(l sotCare de programación )/471 está basado en oBe/ys para2 )rogramar, 5esteo, Bepuración, Ingeniería, Bocumentación de programas para el +477 - HardCare por +.
Direccione!= PO>! - Ti#o! )e )ato!: (ntradas, /alidas, onstantes Indirectas, )asos 3/teps y Marcas 3lags. /on aquellos tipos de direcciones que se &an de adaptar al &ardCare. n )% es una secuencia de líneas de programa, la cual puede ser llamada por otro )%. La programación se puede elaborar en uno de los cinco lenguajes de programación. (l )% reservado )LW)> arranca cíclicamente por el propio sistema. Los datos pueden ser validados localmente o globalmente y pueden ser declarados a priori, programados en una tabla o automáticamente mientras se está programando.
Organi?aci*n )el Programa unción2 9 (ntrada, un resultado, no memoria. (jemplo2 operador +9B 3todos los operadores loque de unción2 (ntradas, /alidas, memoria. (s posible crear dierentes instancias 3copias de un loque de unción. (jemplo2 5%9 3%9 retrasado )rograma2 )> omo un loque de unción, pero sólo una instancia global. (jemplo2 n programa llama a otro.
Ti#o! )e )ato! E!t5n)ar ool2 5>( o +L/( Batos tipo Integer 3(nteros2
>(+L X L>(+L2 >(+L y L>(+L 3long real son de tipo coma lotante. /e aplican para n!meros racionales. %cupan un rango de memoria de *' bits para >(+L y :0 bits para L>(+L. /5>I9 na variable de tipo /5>I9 puede tener cualquier carácter uno tras otro. La deinición del 5>I9-lengt& &ace reerencia a los carácteres y puede estar deinido dentro de Y 3.. o ......Z La longitud por deecto es 67. (jemplo para una declaración de /5>I92 str2/5>I93*42F[(sto es un string\[# 5ipo de datos para 5iempos Los datos tipo 5IM(, 5IM(W%WB+J 35%B, B+5( y B+5(W+9BW5IM( 3B5 están deinidos internamente como B]%>B. 5IM( y 5%B se &an de deinir en milisegundos 3ms . 5%B está calculado desde 77277 &rs. B+5( y B5 an de estar deinidos en segundos 3s. (stos están calculados desde el 1 de (nero de 1@;7, 77277&rs.
+a e!tr(ct(ra )e (n #rograma
Norma! #ara e!cribir (n #rograma )e (!(ario Los )%s llamados siempre vuelven al que los llama 3programa y sus módulos están enla"ados. 5enga en cuenta el ciclo del programa 3cycle time. )royectos ejecutados dentro del ciclo &an de ser siempre un programa deinido con el nombre )LW)>. Beinición2 /eg!n es /tandar I( :11*1-* )LW)> es el nombre de un )% cíclico.
+a! $(ncione!= Blo<(e! )e '(ncione!
N(e!tro #rimer #rograma +brir odesys ile 9eC
5ipo de )% F )rogram /eleccionar Lenguaje# por ejemplo B Bejamos como programa principal )LW)>
Le damos %. +pretar pesta?a D>essourcesE
Luego ^
+?adiremos las tarjetas que tengamos junto al )L 3má=imo ; locales. (n el ejemplo a?adimos una tarjeta B4*' con 1: entradas digitales y 1: salidas digitales..
8amos a crear instancias que irán asignadas a cada una de las entradasXsalidas de nuestra tarjeta
Lo mismo con la /alida. oniguraremos una se?al conigurable como salida.
ajando un poco más en el mismo árbol de coniguración, deberemos a?adir un coupler interno en caso que la ) disponga del mismo. (n nuestro ejemplo &emos puesto una ) )M461-(5Hnuestro (5H.
8olvemos a la primera pesta?a de Y)%sD
licVamos dos veces encima de )LW)> para volver a la ventana de programación.
(n la línea de programa 7771 vamos a crear una condición +9B
+&ora seleccionaremos las entradas del
+signaremos una salida apretando botón YI9->D 3+//I9
+pretaremos ' encima de los ___ J seleccionaremos la salida -YMotorD y le daremos a Y%D
Iremos al men! principal y seleccionaremos Y)rojectD -` YuildD. 5ambi$n podemos &acer esto dir$ctamente apretando Y11D
omprobamos que no tenemos errores 37 (rror3s# 7 ]arnings 3s.
W )ara comprobar el )rograma simulando o-line seleccionaremos en el men! principal Y%9LI9( -` /IML+5I%9 M%B(D. W /i seleccionamos de nuevo Y%9LI9(D comprobaremos que eectivamente está seleccionado el modo simulación. W %9LI9( -` L%I9 W %9LI9( -` >9 3tambi$n se activa el modo >9 apretando 4 W licV ' veces en Y(ntrada 1D -` 5>( y apretar ; 3o men! L%I9 -` orce8alues W licV ' veces en Y(ntrada 'D -` 5>( y apretar ; 3o men! L%I9 -` orce 8alues licV ' veces en Y(ntrada 'D -` 5>( y apretar ; 3o men! L%I9 -` orce 8alues
(l motor cambia de color 5area.>eali"ar un programa en cualquier lenguaje para la inversión de giro de motor monoásico.
LABORATORIO NO. &
COMUNICACIÓN ET'ERNET AC$%%
Objetio "eneral Bise?ar redes industriales. Objetio! E!#ec&$ico! onigurar los protocolos de comunicación del )L )rogramar el )L +ctivar las salidas y entradas analógicas y tambi$n digitales del )L. Et9ernet @ men )rotocolo (t&ernet (t&ernet coniguración con )/471 (t&ernet coniguración con /J%9 (t&ernet )M4=1-(5H descarga de la coniguración (t&ernet M4;; descarga de la coniguración (t&ernet M4;; ensamblaje de couplers
ET/ERNET - AC466 7;
• • • •
(stándar2 %penModbus 5)X I) + protocolo de aplicación B)X I) uncionamiento en paralelo de 5)XI) y B)XI) 5)X I) más lento, amigable
• • • • • • •
B)X I) más rápido, seguridad mediante timeout )rocesador adicional para transmisión de datos 8elocidad de transmisión 17 X 177 MbitXs )/4712 ateCay-access 3)rogramando, %), oniguración Intera" de acceso2 >K04 s disponibles para la comunicación entre )s (stado mostrado mediante L(Bs
Et9ernet @ Protocolo! Mo)b(! TCPIP @ >DP 17X177 MbitXs ullXHal Buple= auto-detección Má=imo de 0 couplers pueden ser utili"ados simultáneamente en +477. La base de la ) +477 alimenta los couplers
In!talaci*n 9ar)are: AC466 con Co(#ler Interno
)/4712 +cceso ateCay mediante ) Intercambio de datos de proceso controlado mediante s
In!talaci*n 9ar)are: AC466 con Co(#ler Interno
In!talaci*n 9ar)are: AC466 con Co(#ler E0terno
Intercambio )e )ato! entre )i$erente! abona)o!
Re) entre )i$erente! controla)ore!
(n el caso de nuestro )L demo, este tiene las siguientes características principales2
5iene que quedar claro que el modulo analógico 3+U4'' es el modulo local y el modulo digital 3B474 es el modulo remoto. (s decir +U4'' se encuentra en directo contacto con el modulo base )M4;1 y el modulo B474 esta conectado por red industrial )>%I/. 5al y como se puede ver en la siguiente igura2
)ara empe"ar debemos arrancar el /otCare de coniguración )/471. Luego una ves creado el nuevo proyecto es necesario establecer comunicación con la ), para ello vamos a I) onig, como se ve en la igura2
(n la ventanilla se busca el I)2
J obtenemos
5ambi$n ajustamos los parámetros de la )
Be esa manera
Luego
onigurando el esclavo a?adimos el modulo discreto que esta en la red
/e &abilita el modulo discreto
Hacemos clicV en la carpeta B474-) J /( H+ILI5+9 L+/ (95>+B+/ J /+LIB+/ B(L M%BL% BI/>(5%
>(+M%/ 8+>I+L(/
J /( H+ILI5+9 L+/ (95>+B+/ B(L I9)5 1
+H%>+ %9I>+M%/ L+/ /+LIB+/
>(+M%/ L+ 8+>I+L(
)+>+ B(/+>+> (/5%/ )+>+M(5>%/ +L %95>%L+B%> , (L ) B(( (/5+> (9 /5%) /I9% M+>+>+ (>>%>
+H%>+
8+M%/ +L )>%>+M+
8(+M%/ L+/ 8+>I+L(/
/IML+M%/
5area.Introducir en la entrada dos )5177 y reali"ar la correspondiente coniguración.
LABORATORIO NO. DISEO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL DIGITAL DE TEMPERATURA
OBETIVO "ENERA+ Bise?ar e implementar un sistema de control digital de temperatura, utili"ando el microcontrolador )I1:6;;+ y +56@/4' para el control de potencia. OBETIVO ESPECI'ICO >econocimiento y +nálisis del sistema. /imular el sistema modelado dise?ando el controlador digital para una respuesta especíica 3escoger overs&oot y tiempo de asentamiento. Implementación del sistema. >STI'ICACION Control )e tem#erat(ra en inc(ba)ora! )e recién naci)o! (n este tipo de aplicaciones se requiere una precisión de X- 1Q. )or otro lado no se admiten sobre impulsos de más del 4. (l tiempo de asentamiento no es un actor crítico. Control )e tem#erat(ra en inc(ba)ora! #ara ae! comerciale! (s utili"ado para inali"ar la gestación del ave dentro del &uevo. 9o requiere de n control muy preciso, con una presición de X- 1 o 'Q es suiciente. om!nmente se debe regular la temperatura a *;Q. Control )e tem#erat(ra #ara e!t()io! )el #la!ma )e la !angre (n este caso, se debería recurrir a un sistema 3sensor y control de una precisión muc&o mayor que en los casos anteriores, apro=imadamente de una d$cima de grado. La temperatura debe permanecer constante a *;Q sin surir variación alguna. SO+>CION PROP>ESTA +lgoritmo )IB discreto 3M$todo indirecto m( k )
Td T [ e( k ) − e( k − 1) ] + I ( k − 1) + e( k ) = Kc e( k ) + T Ti
(/N(M+ (9(>+L2
Te2lado
D!pla6 LCD PIC(-:/
A. Se
Senor
Planta
AT/0S;&
A2t3ador
)I1:6;;+ asi todos los abricantes de microprocesadores lo son tambi$n de microcontroladores, en el mercado e=isten una serie de marcas bastante conocidas y reconocidas como es el caso de Microc&ip, Motorola, +tmel, etc. Hemos seleccionado a Microc&ip y en particular la serie 1:6;U, motivos para usar este dispositivo sobran, el principal de ellos es la abundante inormación y &erramientas de dise?o e=istente en el mercado 3tanto local como internacional. 5ambi$n salta a la vista el &ec&o que es sencillo en el manejo y contiene un buen promedio elevado en los parámetros 3 velocidad, consumo, tama?o, alimentación. Las principales características con que cuenta el 1:6;; son2 o )rocesador de arquitectura >I/ avan"ada o Kuego de *4 instrucciones con 10 bits de longitud. de instrucción menos las de salto o recuencia de '7 M&" o Hasta 6 palabras de 10 bits para la memoria de código, tipo las&. o Hasta *:6 bytes de memoria de datos >+M o Hasta '4: bytes de memoria de datos (()>%M o Hasta 10 uentes de interrupción internas y e=ternas o )ila con 6 niveles o Modos de direccionamiento directo, indirecto y relativo o )erro guardián 3]B5 •
ódigo de protección programable o Modo /leep de bajo consumo o )rogramación serie en circuito con ' patitas o 8oltaje de alimentación comprendido entre ' y 4.4 voltios o ajo consumo 3menos de ' m+ a 4 8 y 4 M&" o +B de 17bits (l siguiente diagrama da cuenta de los pines del )I1:6;;2 o
(ste microcontrolador se encarga del manejo del teclado, display LB, lectura de temperatura, cálculos del regulador )IB.
+56@/4' (l m c-674' está basado en los microprocesadores de 6 bits, contiene internamente n ) de 6bits, * puertos de entrada y salida paralelos, un puerto de control, el cual + su ve" contiene# un puerto serie, * entradas para 5imerXontador de 1: bits, dos (ntradas para interrupciones e=ternas, las se?ales de >B y ] > para la toma o +lmacenamiento de datos e=ternos en >+M, la se?al de )/(9 para la lectura de Instrucciones almacenadas en ()>%M e=terna. racias a estas tres se?ales el m c674' puede direccionar :0 de programa y :0 de datos separadamente, es decir un total de 1'6b. +demás cuenta con 1'6 bytes de memoria >+M interna. •
(ste microcontrolador se encarga e=clusivamente del control de potencia seg!n los datos obtenidos del regulador que consta de 6bits para así poder manipular al actuador seg!n los requerimientos. ontrolando el momento en el que se produce el disparo o cebado de un 5>I+ se puede controlar la potencia que se aplica al actuador. Bic&o momento se conoce como Del ángulo de disparoE. on el circuito cruce por cero se puede detectar cuándo una tensión de + pasa por 78 3 cruce por cero . (sto ocurre cada 17ms para una se?al de 47H". 5empori"ando entre un cruce por cero y el siguiente, antes de producir el disparo del 5>I+, es posible reali"ar la regulación + de la carga y por tanto, modiicar la potencia aplicada al actuador. /alida del >egulador 77777771 b 71777777 b 71111111 b
)otencia al actuador 1 47 177
5eclado (ste dispositivo permite introducir un nivel lógico D7Eó D1Eseg!n la posición en que se encuentren DcerradoE ó GabiertoE.Be esta orma podemos incrementar ó decrementar variables. Bisplay LB La pantalla de cristal líquido tiene la capacidad de mostrar cualquier carácter alanum$rico permitiendo representar la inormación que genera el microcontrolador 3)I1:6;; de una manera ácil y económica. •
•
/ensor (l sensor a usar es un LM*4 de 9acional /emiconductors. La tensión de salida varía 17m8 por cada Q en orma lineal. (l rango de temperatura de uncionamiento óptimo es de -07 a 177Q. /u uncionamiento se basa en la variación de la corriente que atraviesa una juntura )9 a medida que varía la temperatura. La precisión es de 1Q. •
DESCRIPCIN DETA++ADA: )ara programar la temperatura y las variables del regulador discreto )IB debemos manipular el 5eclado y todo cambio será representado en el display LB. (l sensor LM*4 nos dará el valor de la temperatura a la cual esta e=puesta en el orden de m8 por cada Q, para introducir este dato utili"amos el +B interno del microcontrolador 3)I1:6;;.na ve" i ntroducidas todas las variables como ultimo paso presionamos (95(> y de esta manera el regulador comien"a a actuar junto con el control de potencia y el actuador en un ciclo cerrado &asta alcan"ar y mantener la temperatura programada. +9(U%/2 omponentes.-
COMPONENTES Microcontrolador )I1:6;;+ Microcontrolador +56@/4' LB Bisplay '=07 /ensor de temperatura LM*4 %ptotriac M%*7'1 5riac 51*6 >esistencias 1.4V ''7 *77 0;7 1V 1V4 4V 8ar 17V 14 apacitores ** 17u 5ransistores 406 Biodo Led Biodo ener 481X1] >ect. )uente B17;
CANTIDAD 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 * 1 ' 0 ' ' 1 1 1
rystal 0MH" )ulsadores 5ransormador ''78178 )rotoboard 8arios3cables y otros
' 0 1 ' 1 5%5+L
(l programa para )I1:6;; ue desarrollado en )]HB compiler. (l programa para +56@s4' ue desarrollado en (IL compiler.
Programa.% )(+W'77;discoWMis documentos5odo )I)IW'mainW'.&G % )I9W' W/5%) )I9W* +B+ 5(L+B% setWtrisWd37=77# XX /+LIB+ >(L+B%>W)I portdF1# lcdWinit3#
setupWadcWports3 >+7W>+1W+9+L%W>+*W>( #XX+7 J +1 /%9 +9+ J +* 8>( setupWadc3 +BWL%WI95(>9+L # setWadcWc&annel3 7 # lcdWgoto=y3',1# LcdWputc 3G%95>%L IIG# delayWms3'777# lcdWputc3 GG# XX/) F readWeeprom37=10# Vp F readWeeprom37=14# Vi F readWeeprom37=1:# Vd F readWeeprom37=1;# + F readWeeprom37=16# do
lcdWgoto=y34,1# print3lcdWputc,G G# = F readWadc3# lcdWgoto=y31,1# print3lcdWputc,G5i FG,=# delayWms3'7# XXlcdWputc3 GG# XXlcdWgoto=y31,16#XX16,1 XXprint3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y316,1# print3lcdWputc,G G# yF/)# lcdWgoto=y310,1# print3lcdWputc,G/) FG,y# delayWms3'7# XXlcdWputc3 GG#
i3input3)FF1 /)# delayWms3147# h
i3input3B%]9FF1 /)--# delayWms3147# h i3input3)>%FF1 lcdWputc3 GG#
do lcdWgoto=y3:,1#
print3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y31,1# print3lcdWputc,G1.pFG,Vp# delayWms3'7#
i3input3)FF1 Vp# delayWms3147# h i3input3B%]9FF1 Vp--# delayWms3147# h i3input3/5+>W/5%)FF1 u1F4# CriteWeeprom37=14,Vp# delayWms31777# h
h C&ile3u1f'#
do lcdWgoto=y314,1# print3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y317,1# print3lcdWputc,G'.iFG,Vi# delayWms3'7# i3input3)FF1 Vi# delayWms3147# h i3input3B%]9FF1 Vi--# delayWms3147# h i3input3/5+>W/5%)FF1 u'F4# CriteWeeprom37=1:,Vi# delayWms31777# h
h C&ile3u'f'# do
lcdWgoto=y3:,'# print3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y31,'# print3lcdWputc,G*.dFG,Vd# delayWms3'7#
i3input3)FF1 Vd# delayWms3147# h i3input3B%]9FF1 Vd--# delayWms3147# h i3input3/5+>W/5%)FF1 u*F4# CriteWeeprom37=1;,Vd# delayWms31777# h
h C&ile3u*f'#
do lcdWgoto=y314,'# print3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y317,'# print3lcdWputc,G0.+FG,+# delayWms3'7# i3input3)FF1 +# delayWms3147# h i3input3B%]9FF1 +--# delayWms3147# h i3input3/5+>W/5%)FF1 u0F4# CriteWeeprom37=16,+# delayWms31777# lcdWputc3 GG# h
h C&ile3u0f'#
h i3input3/5+>W/5%)FF1 uF4# XX/)Fcuenta+# h
h C&ile3uf'# ViW1 F Vi# XXpara U,UU FF`7,71 a ',44 XXVpW1 F 3loatVdX177# VdW1 F Vd# C&ile35>( outputW&ig&3)I9Wc4#
temp F readWadc3# XXiltro valueFtemp# delayWms3'# temp F readWadc3# value F value temp# delayWms3'# temp F readWadc3# value F value temp# delayWms3'# temp F readWadc3# value F value temp # temp F 3intvalue7.'4#
i3input3)FF1 /)# delayWms3147# h
i3input3B%]9FF1 /)--# delayWms3147# h
lcdWgoto=y34,1# print3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y31,1# print3lcdWputc,G5i FG,temp# delayWms317# lcdWgoto=y310,1# print3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y317,1# print3lcdWputc,G/) FG,/)#XXcolumna,ila delayWms317# lcdWgoto=y3:,'# print3lcdWputc,G G# yFaccion# lcdWgoto=y31,'# print3lcdWputc,G)IB FG,y# delayWms317# lcdWgoto=y310,'# print3lcdWputc,G G# lcdWgoto=y317,'# print3lcdWputc,GeV FG,eV# delayWms317#
rVF/)# XX genero la consigna de orma interna# yVW1FyV# XXalmaceno la lectura anterior yVFtemp# XXleo la realimetacion del +B# eVW1FeV# XXalmaceno el error que &ubo en el instante anterior
eVF rV-yV #
XX consigna-realimentacion#h
proporcional FVpeV# derivativoF 3VdX5s 3yV-yVW1 # XXalgoritmo de velocidad )IB XXderivativoF3VdX5s3eV-eVW1 #XXalgoritmo de posicionamiento )IB integralFintegral3Vi5seV# i33eVf47 h else
XXtcnica >>
integralF7#h XXi 3abs3integral`'4 #XX limite ma=imo permitido XXintegralFsigno3'4# accionF3int33proporcional integralderivativo# i 3accion`1': accionF1':# i 3accionf1 accionF1# XX limito la salida del )I outputWloC3)I9Wc4# )%>5B F accion# h h XX----------------------------------------X errorF/)-temp# XXcalculo de error )I F 3int33errorVp 3errorWant# XXregulador )I i 3)I`1': )IF1':# i 3)If1 )IF1# XX limito la salida del )I outputWloC3)I9Wc4# )%>5B F )I# errorWantFerrorWant 3errorVp5sXVi# XXregulador )I i 3errorWant`'4 errorWantF'4# XXlimite integral i 3errorWantf7 errorWantF7# XX--------------------------------------------------------- X
A NE*OS
Ane0o 7 (squema de ontrol %9 % para motor monoasico
(squema de control %n % para un motor triasico
(squema de control %n % para un motor triasico con )L
(squema de ontrol de motor monoasico con inversion de gir o
(squema de control de motor triasico con inversion de giro
(squema %n % independiente de tres motores triasico
(ncendido secuencial de tres motores triasicos con inversion de giro tempori"ado
Inversion de giro de motor en delta estrella
Ane0o 2 one=ión delta Aestrella
(ncendido secuencial
Ane0o 1
PID
St epResponse 0 . 3 5
0. 3
0 . 2 5
. 2 e 0 d u t i l p m A0 . 1 5
0. 1
0 . 0 5
0 0
5
10 T i me( s ec )
= '.*
15
= (./ > = '.*, ? ( = '.*,
Ane0o 3
/e incluye un proyecto interesante reali"ado por niversitario2 on"alo Nuiroga ernánde" 1. %K(5I8% (9(>+L >eali"ar un sistema de control de temperatura y &umedad para una carpa solar utili"ando un micro controlador. (l proyecto debe de inali"ar con el buen uncionamiento del &ardCare y el sotCare, y que a partir de esto se tenga un avance signiicativo en lo que es el dise?o de circuitos electrónicos en el campo de la automati"ación y programas inormáticos en el campo de la Inormática. '. %K(5I8% (/)(II% Manejar el I 3circuito integrado )I1:6;:+ y darle un buen uso. Besarrollar un sotCare que sirva para la comunicación entre el I 3)I y el ordenador, mediante el puerto serial. Besarrollar un sistema de control y manipulación de la temperatura basada en sotCare y &ardCare. *. B(/>I)Ik9 (n este punto describiremos el uncionamiento del &ardCare y el sotCare individualmente y luego en conjunto.
CIRC>ITO DE CONTRO+
I1
@ 17 CIRC>ITO SENSORES +M14
%/1XLI9 %/'XL%5
' * 0 4 : ;
>7XI95 >1 >' >*X)M >0 >4 >:X) >;X)B
>+7X+97 >+1X+91 >+'X+9'X8>(-X8>( >+*X+9*X8>( >+0X57IX1%5 >+4X+90X//X'%5 >7X51%/%X51I ML>X8ppX5H8 >1X51%/IX)' >'X)1 >*X/X/L >0X/BIX/B+ >4X/B% >:X5UX >;X>UXB5
1
'1 '' '* '0 '4 ': '; '6 11 1' 1* 10 14 1: 1; 16
DISP+AF +CD
TEC+ADO
CIRC>ITO B>''ER DE PROTECCION
)I1:6;:+ CIRC>ITO DE T SERIA+
/ARDGARE2 (l circuito de control es el componente principal del presente proyecto por que se encarga de controlar todos los procesos que se requieren para el uncionamiento del circuito en si es el centro del proyecto. Interact!a con los sensores lm*4, muestra datos de la temperatura en el display lcd, tiene una intera" con el teclado, embia se?ales &acia el circuito buer de protección, y embia datos de la temperatura &acia el circuito de t= serial. CIRC>ITO DE SENSORES +M14 /
438/ I4
1
0'.7
I4
1
0'.7
8%5
'
8%5
'
*
LM*4
*
LM*4
PIC 2%1
ircuito de sensores lm*4, son dos sensores los que se esta manejando uno que mide la temperatura en seco y el otro que mide la temperatura dentro de la tierra y en unción de la dierencia de temperaturas entre ambos sensores es que se puede &allar la &umedad, estos sensores son sensibles a ala temperatura lo cual ocasiona que el voltaje de salida en el pin ' vari$ entre 7-1777m8 y es esa la se?al que utili"amos para &allar la temperatura.
TEC+ADO
1
LM71:L
/ B ( / B ( 8 8 8 1 ' *
DISP+AF +CD
/ ] > > ( 0 4 :
7 1 ' * 0 4 : ; B B B B B B B B ; 6 @ 7 1 ' * 0 1 1 1 1 1
'
*
+
7
2
1
-
3
4
H
.
J
K
6
L
B
5eclado, cuando el circuito de control inicia lo primero que nos pide es un rango de temperaturas en los cuales debería de estar la temperatura es para eso que se esta asando el teclado matri" de *0, se lo describirá en detalle en el punto 0. (l display LB, que consta de *' caracteres y se lo esta usando para poder visuali"ar los datos como la temperatura rango de temperaturas y la dierencia de temperaturas e interact!a con el circuito de control y con el teclado.
CIRC>ITO B>''ER DE PROTECCION DE+ PIC
CTTO DE POTENCIA
0 PIC 27%23
' * 0 4 : ; 6 @ 1@ 1
+7 +1 +' +* +0 +4 +: +; ( +X+
' 7 1 ' * 0 4 : ;
16 1; 1: 14 10 1* 1' 11
1 ' * 0 4 : ; 6 @ 17
'7 1@ 16 1; 1: 14 10 1* 1' 11 L(B-+>>+)H->(
ircuito buer de protección del pic, utili"ando el circuito integrado ;0ls'04 que es un buer de un byte ampliicamos la corriente y el voltaje que nos envía el )I así mismo protegemos al pic por si ocurriera un cortocircuito, este circuito envía se?ales &acia el circuito de potencia y podemos visuali"ar las se?ales en los leds. ;0L/'04
CIRC>ITO DE POTENCIA VENTI+ADOR
>L43.1,
>L4 '>-10-+.'0
N1
72V
5I)*1
VENTI+ADOR
>L43.1,
>L4 '>-10-+.'0 CIRC>ITO PARA +A T SERIA+ DE+ PIC +A PC
N1
.1 PC SERIA+ 2%1
1u
PIC 7%7J
11 1' 17 @
1
*
.1b
.1-
51I9 >1%5 5'I9 >'%5
51%5 >1I9 5'%5 >'I9
*
M+U'*'
.'b 0
8/b 8/.'-
.'
4
BOBINA "ENERA />MEDAD
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ircuit o para la 5= serial del pic a la pc, el pic posee la característica de embiar y recepcionar datos seriales pero antes debe de pasar por un adaptación para la cual necesitamos usar el circuito integrado M+U '*' de esta manera es posible enviar datos serial del pic &acia la ). 1u
(l circuito de potencia es el que nos permite controlar equipo que unciona con voltajes superiores a 48 como 1'v o incluso ''7 8ac eso es posible gracias a los relays y los tip*1 que son para ampliicar las se?ales que vienen de el circuito buer de protección. Bescripción del uncionamiento del &ardCare, describiremos paso a paso el uncionamiento del presente proyecto.
Ja armado el circuito se procede a conectar la alimentación 4 v dc y lo primero que sucede es que en el display nos muestra la temperatura actual que es leído por los sensores lm*4. )osteriormente nos pide un rango de temperaturas, temperatura mínima, y temperatura má=ima para lo cual se usa el teclado y se introduce el rango de temperaturas en el cual se requiere que este el ambiente a ser controlado.
Bespu$s de introducir los datos el circuito empie"a a ejecutar un programa recursivo que consiste en2 1. (l )I lee la temperatura que e=iste en los sensores. '. Muestra los datos de las temperaturas en el display LB.
*. ompra si la temperatura leída por los sensores esta dentro del rango de temperaturas 0. /i la temperatura en los sensor esta por en"ima de el rango de temperaturas entonces activa los ventiladores. 4. /i la temperatura en los sensores esta por debajo de el rango de temperaturas entonces activa bobina que genera &umedad y &ace que la temperatura en el ambiente aumente. :. /i la temperatura en los sensores están dentro del rango de temperaturas entonces el circuito no activa nada. ;. Bespu$s de &acer esas comparaciones el circuito envía datos por el puerto serial del pic &acia el circuito de 5= serial &acia la ) los datos son la temperatura el rango de temperaturas y la dierencia de temperaturas entre ambos sensores. 6. Luego vuelve a empe"ar de nuevo desde el paso 1 &asta que e=ista un reset o la uente sea desconectada.
SO'TGARE2 (l sotCare esta dise?ado en un lenguaje de programación que es 8isual asic :.7, el programa consiste en los siguientes aspectos2
na ves cargado el programa en el sistema ]indoCs se procede2 1. )resionar el botton &abilitar y nos sale un mensaje indicándonos el el puerto serial 3com1 &a sido &abilitado y en la etiqueta que dice )+9(L B( I9%>M+I%9 nos indica si los datos del circuito están llegando al programa cabe recalcar que el programa es solo de recepción y muestreo de datos.
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*. 0. 4. :. ;. 6.
/i la inormación esta llegando al programa inmediatamente este empie"a a graicar y llenar los datos de la temperatura rango de temperatura y &umedad a una base de datos que esta dise?ada en +ccess la cual podemos ver cuando presionamos el botton ver reporte. (stos datos son guardados en la base de datos cada dos segundos. (n la etiqueta 5I(M)% B( M(/5>(% nos da la opción de poder cambiar el tiempo de muestreo de datos en el graicada, este tiempo pude variar de 1 segundo &asta 4 minutos (n la etiqueta (H+ A H%>+ nos muestra los datos de la ec&a actual y la &ora los mismos que son guardados en la base de datos mencionada. (n la etiqueta temperatura actual nos muestra los datos que nos esta llegando del circuito. (n la parte i"quierda abajo nos muestra la graica del porcentaje en que se encuentra la temperatura en un rango de 7-47 grados uando presionamos en el botton salir o des&abilitar el programa nos envía un mensaje de &abido que nos dice que el puerto serial ue des&abilitado y esta dispuesto a cerrar el programa.
Bescripción del uncionamiento del sotCare2 a continuación se describirá el uncionamiento del sotCare paso a paso2 1. argando el programa en ]indoCs el programa espera que se presione el botton &abilitar y desde ese momento es programa empie"a interactuar con el &ardCare '. /i el puerto serial no esta conectado nos sale un mensaje en la etiqueta Inormación indicándonos que no se están recepcionando datos
