2017 ELABORO: JOSE ALFONSO LOPEZ FLORES LEONEL FERNANDEZ DOMINGUEZ HECTOR GABRIEL ORTIZ MEDEL ANA PAOLA HERNANDEZ ROQUE GUSTAVO SANCHEZ JUAREZ MARTIN JESUS ENRIQUEZ TOLEDO JOSE DAVID LUIS HERNANDEZ
PRÁCTICA DE SEMAFORO
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN INDUSTRIAL ING. JOSE FRANK SANDOVAL LOZADA
INGENIERÍA MECÁNICA|
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CIUDAD SERDÁN
PRÁCTICA 1 SEMAFORO INTRODUCCIÓN: Los semaforos son dispositivos electronicos proyectados especialmente para facilitar el control de transito de vehiculos y peatones, mediante indicaciones visuales de luces de colores universalmente aceptados, como lo son el verde, amarillo y rojo. Esto a permitido establecer estrategias para el control del transito a lo largo de las diferentes horas del dia a traves de programas especificos para programas especificos para periodos de maxima y minima demanda. Con el PlC (controlador logico programable) es mas sencilla la utilizacion de un semaforo, pro que su programacion es mas sencilla y puede utilizarse mas eficazmente, y con la novedad de reemplazar los viejos bombillos por LED’s que tienen bajo consumo, minimo matenimiento , mayor resistencia a un impacto y mejor comodidad al usuario. Sabemos que un semáforo es una herramienta que permite dar tiempo para ceder el paso a un automóvil o un peatón. El funcionamiento de dicho dispositivo está en función de un tiempo determinado en donde este cambia de un estado a otro y mediante identificación visual por medio de lámparas indicadoras advierte a la persona el momento de cruzar cierta calle o el momento de avanzar con el automóvil. Para este caso, el diseño y construcción de un semáforo se necesita emplear sistemas de conteo con respecto a tiempo. Para el funcionamiento del mismo es importante emplear y configurar temporizadores para activación y desactivación en un determinado tiempo (segundos) para realizar el cambio de estado. En la colocación del indicador del paso peatonal y el parpadeo del indicador con luz verde se sincronizan el temporizador de activación-desactivación controlados por un contador, permitiendo señal de parpadeo, posteriormente pasar de un estado a otro generando un ciclo. Las herramientas FluidSIM y Milenium Crouzet 3 ayudan a visualizar el comportamiento del circuito del semáforo y a la vez programar a base de PLC con lenguajes BDF o LADDER. Este software permite simular el estado del sistema mediante PC sincronizando datos al PLC. El circuito del semáforo se llevara a cabo de manera virtual y físico, permitiendo que el alumno aprenda las diferentes conexiones del PLC y monitorear a través de un PC.
PRACTICA 1.1 SEMAFORO SIMPLE OBJETIVO: Realizar un circuito en Millenium 3 que cumpla con las condiciones de apagado y encendido de las luces de un semaforo convencional, a travez de un lenguaje de programacion en PLC.
MATERIAL Y EQUIPO:
Módulo de botones. Fuente de 0 a 24 V. PLC Milenium Crouzet 3 y software. Aplicación FluidSIM FESTO. Computadora personal (PC). 20 Cables de conexión tipo banana con punta recubierta.
DESARROLLO DE LA PRACTICA: Primeramente se hizo el circuito en el programa FluidSIM FESTO y se comprobo que la secuencia de contactos abiertos y cerrados se cumpliera.
Una vez verificado la simulacion se realizo la programacion en BDF utilizando compuertas y temporizadores.
se prosiguió a cargar el programa para probarlo con el módulo de botones, se simulo todo el programa y se fue verificando que se cumplieran las condiciones del semáforo.
El programa repondio muy bien, la funcion de los timers es indispensable para que el circuito corra perfectamente , sin embargo hubo algunas cuantas cosas tecnicas propias del ordenador que al pricipio no respondia para reconocer al PLC, ese fue el unico incombeniente. Pero despues de varios intentos se logro ejecutarlo sin ningun problema.
PRÁCTICA 1.2 SEMAFORO CON DOS CICLOS OBJETIVO: Diseñar un semaforo que cambie de estado en tiempos determinados cumpliendo un ciclo de cambio en las tres fases.
MATERIAL Y EQUIPO:
Módulo de botones. Fuente de 0 a 24 V. PLC Milenium Crouzet 3 y software. Aplicación FluidSIM FESTO. Computadora personal (PC). 20 Cables de conexión tipo banana con punta recubierta.
DESARROLLO DE LA PRACTICA: Primeramente se estableció el circuito cumpliendo con los siguientes requerimientos: Activación de lampara verde por 5 minutos con parpadeo de 5 veces. Activacion de lampara amarilla durante 3 segundos. Activacion de lampara roja durante 4 segundos. Toda funcion del semaforo se establece en un ciclo.
Se realizo el diseño del circuito de semaforo empleando la aplicación de FluidSIM FESTO para su posterior analisis. En la figura se muestra el diagrama del semaforo de dos ciclos, en cada cambio de estado cuya lampara verde conmutada cada medio segundo con respecto al tiempo determinado para establecer el cambio de fase. Elaborar el circuito electrico permite identificar las conexiones y configuraciones de mismo y posteriormente realizar el circuito de manera fisica.
Después de establecer el circuito modelo por el programa antes mencionado se verifico el funcionamiento del mismo mediante el empleo de interruptores, contadores y temporizadores para los cambios de fase. Por medio de simulación
de funcionamiento del circuito en el mismo programa nos dio la seguridad de establecer el circuito en Milenium Crouzet 3 para su posterior programación. Después de establecer el diagrama y comprobado la función de dicho circuito se procedió a realizar el circuito en Crouzet cuyo diagrama por lenguaje BDF se muestra en la figura.
Por consiguiente se simulo el programa analizando el proceso de funcionamiento del semáforo y el comportamiento de entradas y salidas de PLC.
Una vez realizado el circuito en el lenguaje antes mencionado y cargado en el programa de PLC MILENIUM se hizo la construcción del circuito empleando el equipo eléctrico.
El montaje del sistema eléctrico con respecto al diagrama permite visualizar el tipo de conexiones y a la vez el análisis del comportamiento del sistema electrico
Una vez montado el circuito en el panel de trabajo. Se transfirieron detoa del programa mediante el PLC y PC.
Se ilustra el comportamiento del semáforo cumpliendo con los dos ciicos establecidos permitiendo el cambio de fase de cada uno de loa indicadores.
Fase 1
2 ciclos
Fase 2
Fase 3
Finalmente se comprueba que el circuito del semáforo de dos ciclos cumple con los parámetros establecidos al inicio del desarrollo. Al
igual que el sistema eléctrico puede ser controlado y monitoreado desde el propio PLC o desde un PC.
PRÁCTICA 1.3 SEMAFORO CON PASO PEATONAL
OBJETIVOS: Elaborar un semáforo que cumpla con los parámetros de tiempo, empleando herramientas como FluidSIM y Milenium Crouzet, posteriormente emplearlos a los sistemas eléctricos por medio de PLC.
MATERIAL Y EQUIPO:
Módulo de botones. Fuente de 0 a 24 V. PLC Milenium Crouzet 3 y software. Aplicación FluidSIM FESTO. Computadora personal (PC). 20 Cables de conexión tipo banana con punta recubierta.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: Inicialmente se realizo el diseño y construccion del circuito cumpliendo con los parametros establecidos. 2 ciclos y activacion del indicador peatonal. Parpadeo de la lampara verde con rango de 0.5 segundos. Tiempo de lampara verde 5 segundos. Tiempo de lampara verde 3 segundos. Tiempo de lampara roja y lampara peatonal 4 segundos. En el diseño del circuito semaforo en FluidSIM se analizo el principio de funcionamiento de contadores y temporizadores. Cada uno de estos dispositivos estuvieron en funcion de tiempo de activacion y desactivacion. En la figura 1 se muestra el circuito de un semaforo con contadores y temporizadores.
Fig. 1
circuito de un semaforo con temporizadores y contadores por FluidSIM.
El circuito se simulo por el mismo programa para determinar el comportamiento de las lamparas de semaforo, asegurandose de que cumpla con los parametroa antes mencionados.
Fig. 2 principio de funcionamiento del semáforo por FluidSIM
Después de realizar el circuito por FluidSIM se estableció el diagrama en Milenium Crouzet a modo de programación para PLC, usando el lenguaje BDF para su construcción. Para ello se dispuso de la programación entradas y salidas del PLC aplicando compuertas, temporizadores y contadores con respecto al circuito anterior.
Por lo tanto se puso en marcha el programa desde Crouzet para observar el comportamiento de dicho semáforo.
Posteriormente se realizó la instalación del circuito el circuito con el programa PLC de manera física. En la figura 5 muestra el montaje de Controlador Lógico Programable desde un panel de prácticas, al igual que la colocación de los módulos de botones y relevadores alimentados por una fuente de 24V.
Fig. 5 Colocaciones del sistema eléctrico y PLC en el panel
Mediante el diagrama eléctrico se conectaron las entradas y salidas del PLC al sistema de suministro eléctrico. Las salidas se conectaron en el módulo de botones considerados como lámparas del semáforo mostrados en la figura 6 .
Fig. 6 conexión del PLC al sistema electrico.
Después de la instalación se configuro la interfaz del dispositivo y la computadora personal por medio de sincronización de dispositivos del programa Milenium Crouzet 3. Este tipo de conexión también considerado una red industrial lo cual, permite que el usuario ejecute el programa en el PLC controlada desde la computadora o desde el PLC sin tener que exponer al usuario. Mediante una red de conexión del PLC se establece los parámetros anteriores para el funcionamiento del sistema. Las señales del programa establece el algoritmo del programa del semáforo enviados por una red de conexión desde la maquina nhasta el PLC (figura 7) y del PLC hasta los dispositivos de control.
Fig. 7 Redes de conexión PLC-PC.
Después configurar la red del PLC a la computadora se llevó a cabo la marcha del programa. Para llevar a cabo el programa desde el PLC por medio de menú del mismo se puso en MARCHA seguido de MARCHA DEL PROGRAMA cumpliendo con el ciclo del programa del semáforo. Cada paso establecido en el programa se comprobaba con las lámparas del módulo de botones, llegando así la programación del PLC y su funcionamiento en sistemas eléctricos como se muestran en la figura 8.
fig.8 funcionamiento del circuito eléctrico con PLC
Se comprueban los parámetros establecidos desde el programa establecida a computadora y programador lógico programable caracterizando un semáforo mejorado con paso peatonal.
fig. Funcionamiento del semáforo con módulo de botones.
Para finalizar, el programa puede ser monitoreado y operado desde sistemas computacionales y sistemas de redes por PLC dando la facilidad de ejecutar procesos industriales con mayor precisión.
CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES:
Programa Milenium Crouzet solo funciona para Windows 7 debido a la versión. Es indispensable el uso de contadores y temporizadores para el estado de cambio de semáforo. Es posible controlar desde el PLC o desde el PC siempre y cuando el software este instalado en ella.
