PLC: practica 9 Sistemas secuenciales complejos con lógica programada

SISTEMAS SECUENCIALES COMPLEJOS CON LÓGICA PROGRAMADA PRÁCTICA #9
1
MC Saturnino Soria Tello
Laboratorio de Automatización
FIME de la UANL
Año 2014
Nombre del alumno: ___________________________
Matricula: _________________
Hora: ______________
Fecha: _____________
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
PRÁCTICA #9
“SISTEMAS SECUENCIALES
COMPLEJOS CON LÓGICA
PROGRAMADA”
OBJETIVO
El alumno podrá resolver aplicaciones de lógica programada
aplicando el método “Temporizadores en Cascada” y “Memoria
Interna”.

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Año 2014
PRÁCTICA #9
“SISTEMAS SECUENCIALES COMPLEJOS CON LÓGICA
PROGRAMADA”
9.1 OBJETIVO
Aplicara el método “Temporizadores en Cascada” para resolver aplicaciones de sistemas
secuenciales complejos y podrá comprobar la eficacia del método.
Podrá comprobar la utilidad de utilizar métodos analíticos contra el método intuitivo aprendido a
través de la práctica.
Podrá transferir el grupo de ecuaciones lógicas que se obtuvo al aplicar el método
“Temporizadores en Cascada” a un diagrama de lógica cableada para realizar la simulación
correspondiente con el programa FluidSim de Festo y comprobar el funcionamiento.
Después de obtener el diagrama de lógica cableada podrá transferir el circuito a un diagrama de
lógica programada para realizar la implementación física de los proyectos.
9.2 CONCEPTOS PREVIOS
El método “Temporizadores en Cascada” es del tipo gráfico, la figura 9.1 muestra la simbología
del método, las funciones de salida y de tiempo son representadas por un círculo y las funciones de
entrada, suma y multiplicación son representadas por un cuadro, la interconexión entre las funciones
se realiza mediante un conector de enlace.
Figura 9.1.- Simbología del método Temporizadores en Cascada

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9.3 CUADRANTE DE CONTACTOS
Es una de las herramientas fundamentales del método su aplicación es interpretar mediante la
dirección los conectores de enlace como contactos abiertos y cerrados, para aplicarse a una ecuación
lógica. El cuadrante de contactos es mostrado en la figura 9.2, en él se identifican el tipo de contactos
que corresponden a cada uno de los cuadrantes.
Los conectores de enlace son transferidos a una variable lógica identificando de qué función
proviene, siendo ésta la variable que identificará al conector de enlace, se ubica en uno de los
cuadrantes de contactos para identificar si es un contacto normalmente abierto (NA) o un contacto
normalmente cerrado (NC), definiendo con esto si la función es negada o afirmada.
Figura 9.2.- Cuadrante de contactos
Los conectores de enlace son ubicados en el cuadrante de contactos de acuerdo a la dirección
propia del conector, puede tener solo 8 direcciones, éstas son mostradas en la figura 9.3 donde CE1,
CE2 y CE8 son conectores de enlace que dan como resultado contactos normalmente abiertos, en una
ecuación se expresan con valores afirmados, los conectores de enlace CE3, CE4, CE5, CE6 y CE7
son conectores de enlace que dan como resultado un contacto normalmente cerrado en un diagrama
de lógica escalera y en una ecuación es representado por el negado de la función de donde proviene
el conector de enlace.
Figura 9.3.- Cuadrante de contactos

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9.4 LÍMITES DE APLICACIÓN DEL MÉTODO
Como cualquier método es conveniente reconocer los límites de aplicación. El método está
basado en el temporizador con retardo al encendido (TON), la razón es lo sencillo que es operar este
temporizador, su aplicación abarca desde sistemas de lógica cableada, llamado así a los sistemas de
control electromecánicos con relevadores, hasta sistemas de lógica programada, llamado así a los
sistemas basados en un PLC, también llamada programación de lógica escalera, no aplica a sistemas
basados en componentes electrónicos, como circuitos integrados de tiempo o de arreglos lógicos
genéricos (GAL).
9.5 TRABAJO DE LABORATORIO BASADO EN SIMULACIÓN
Esta sección de práctica debe de desarrollarse fuera de horario de la sesión de laboratorio y se
realiza con una computadora personal y el programa FluidSim de Festo. Como reporte de la práctica,
debe de contestar las preguntas realizadas en cada situación mostrada. Enseguida se presentan 2
ejemplos resueltos.
Esta sección está enfocada para desarrollar las siguientes competencias: Uso de programas de
simulación, desarrollar la competencia del uso de ecuaciones lógicas en la solución de circuitos
secuenciales basados en lógica programada y el uso de métodos analíticos.
MATERIAL REQUERIDO
-Computadora personal con programa FluidSim
9.5.1 SITUACIÓN 9.1
El diagrama de temporizadores en cascada mostrado en la figura 9.4 cuenta con cuatro funciones
de salida, cinco funciones de tiempo, formando una línea principal, y una función de entrada llamada
I encargada de encender el sistema, encuentre las ecuaciones lógicas de las funciones de salida y de
tiempo y transfiera las ecuaciones a un diagrama de lógica escalera.
Figura 9.4.- Diagrama de tiempos en cascada del ejemplo 9.1
ECUACIONES LÓGICAS DE LAS FUNCIONES DE SALIDA Y DE TIEMPO
A Las funciones de salida F1, F2, F3 y F4 entran dos condiciones a cada función las ecuaciones
se obtienen aplicando el cuadrante de contactos a los conectores de enlace.
Para obtener la ecuación de F1 se consideran los dos conectores de enlace provenientes de T1 y
T2, el conector de T1 se ubica en el cuarto cuadrante, dando como resultado una función verdadera,
el conector de enlace de T2 es ubicado sobre el eje vertical dando como resultado un conector
negado, la ecuación de la función es el resultado de multiplicar estos dos conectores de enlace, dando
como resultado la siguiente ecuación.
2TI1F 

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322 TTF 
423 TTF 
544 TTF 
51 TIT 
12 TT 
23 TT 
34 TT 
45 TT 
Las ecuaciones son transferidas a un diagrama de lógica programada con el FluidSim, la figura
9.5 muestra el diagrama resultante de la situación propuesta
Figura 9.5.- Diagrama de lógica escalera resultante al transferir las ecuaciones lógicas
9.5.1.1 Reporte de Situación 9.1 (Reporte 1)
1.- Obtenga la simulación paso a paso del circuito de lógica cableada con el simulador
FluidSim de FESTO. (Insértelo como imagen).

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2.- Implemente el diagrama de lógica programada con el PLC Siemens. (Insértelo como
imagen).
*Nota: puede encontrar la solución en el Libro Sistemas Automáticos Industriales de Eventos Discretos
El diagrama mostrado en la figura 9.6 es la representación de un sistema secuencial con dos
subrutinas de tiempo (SUB1 y SUB2). Los tres temporizadores T2,1, T2,2 y T2,3 componen a SUB1 y
dependen del temporizador T2 localizado en la línea principal, los números 1, 2 y 3 muestran el
arreglo monótono ascendente que debe mantenerse aún en los temporizadores que conforman a la
subrutina. Los dos temporizadores T4,1 y T4,2 componen a la subrutina de tiempos SUB2 y depende
del temporizador T4 localizado en la línea principal, los números 1 y 2 también muestran el arreglo
monótono ascendente. Encuentre los siguientes puntos
a).- Ecuaciones lógicas del sistema secuencial
b).- Obtenga los valores preestablecidos de los temporizadores T2 y T4
c).- Obtenga el tiempo de ciclo del sistema
Figura 9.6.- Diagrama de tiempos de un sistema con dos subrutinas

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SOLUCIÓN
a).- ECUACIONES LÓGICAS DEL SISTEMA
Ecuaciones de los temporizadores localizados en la línea principal y funciones de salida
dependientes de estos temporizadores.
41 TIT 
12 TT 
23 TT 
34 TT 
211 TTF 
322 TTF 
Las ecuaciones de los temporizadores localizados en la subrutina 1 (SUB1) son dependientes de
los conectores de enlace de T1 y T2, ambos conectores están presentes en las tres ecuaciones.
3,2211,2 TTTT 
1,2212,2 TTTT 
2,2213,2 TTTT 
Al ser parte de la subrutina 2 (SUB2) los temporizadores T4,1 y T4,2 son condicionados por los
conectores de enlace provenientes de los temporizadores T3 y T4 localizados en la línea principal,
dando como resultado las siguientes ecuaciones.
2,4431,4 TTTT 
1,4432,4 TTTT 
b).- VALORES PREESTABLECIDOS DE LOS TEMPORIZADORES T2 Y T4
Para calcular el valor preestablecido de los temporizadores T2 y T4 se debe de conocer el valor
preestablecido de los temporizadores que componen la subrutina de tiempos y el número de ciclos de
la subrutina.
CÁLCULO DE PT2 Y PT4
Para calcular el valor preestablecido de PT2 se consideran los siguientes valores k1=2, 3z y 2t ,
aplicando la ecuación 3 se obtiene el valor preestablecido de T2 localizado en la línea principal.


n
z
zTtTt PkP
1
, (Ec. 3)
ssssPPPPP TTT
z
zTtT 110)153010(2)(22 3,22,21,2
3
1
,2  
sssPPPP TT
z
zTtT 75)1510(3)(33 2,41,4
2
1
,4  
c).- TIEMPO DE CICLO DEL SISTEMA
El tiempo de ciclo del sistema se obtiene con la ecuación 1.


n
it
TtCiclo PT (Ec. 1)


4
1
4321 245753011030
t
TTTTTtCiclo sssssPPPPPT

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1.- Obtenga el diagrama de lógica cableada con el simulador FluidSim de Festo y obtenga la
simulación paso a paso. (Insértelo como imagen).
2.- Implemente el diagrama de lógica programada con el PLC Siemens. (Insértelo como
imagen).

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Año 2014
9.6 TRABAJO DE LABORATORIO BASADO EN IMPLEMENTACIÓN FÍSICA
Esta sección está enfocada a realizar la implementación física de las situaciones mostradas.
MATERIAL REQUERIDO
1 PLC Siemens
1 TD200
1 Computadora con programa MicroWin para PLC S7200
1 Interfaz para PLC Siemens
Varios (botones y cables)
1 Compresor
Una estación de prueba de calidad está construida por una banda transportadora controlada por un
motor trifásico de CA, en esta estación se realizan pruebas de desgaste a dos tamaños de llantas,
llanta pequeña y grande, la banda es áspera, ambas llantas deben de cumplir 2000 ciclos, las pruebas
en ambas llantas difieren en la secuencia, enseguida se explica la secuencia que debe de seguir cada
tamaño de llanta.
El sistema se habilita con una transición negativa de la función de inicio y la entrada llamada tipo
de prueba es un interruptor de llave. El diagrama de temporizadores en cascada se muestra en la
figura 9.7
a).- Obtenga las ecuaciones del sistema
b).- Diagrama de lógica de contactos para el PLC Siemens
El sistema cuenta con dos entradas y cuatro salidas, la señal de inicio es conectada en la entrada
I0.0 y la señal de Tipo de prueba es conectada en la entrada I0.1, la salida D, de rotación derecha, es
conectada en Q0.0, la salida I, rotación izquierda, es conectada en Q0.1, la lámpara L1 es conectada
en la salida Q0.2, indicando que el sistema está trabajando con la prueba de la llanta pequeña, y la
lámpara L2 conectada en la salida Q0.3, indica que esta en operación la prueba de llanta grande.
El sistema se habilita con una transición negativa de la función de inicio (I0.0) y la entrada
llamada tipo de prueba (I0.1) es un interruptor de llave.
Figura 9.7.- Diagrama de temporizadores en cascada para la estación de prueba de calidad

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DIAGRAMA DE LÓGICA PROGRAMADA
El diagrama de lógica de contactos mostrado en la figura 9.8 es el resultado de las ecuaciones
obtenidas.
Figura 9.8.- Diagrama de temporizadores en cascada para la estación de prueba de calidad
DESPLEGADO DE MENSAJES
Se desplegarán dos mensajes uno de bienvenida y el otro mensaje mostrará el número de ciclos
acumulados de la prueba realizada, los mensajes son mostrados en la figura 9.9
Figura 9.9.- Mensajes a desplegar en la pantalla TD200

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DIAGRAMA DE LÓGICA PROGRAMADA PARA MOSTRAR LSO DOS MENSAJES
El diagrama de lógica de contactos para mostrar los dos mensajes se muestra en la figura 9.10,
para mostrar el número de conteos de C1 se utiliza la función MOV_W, esta función mueve el valor
de C1 a la dirección de memoria VW96, es importante que esta función sea colocada en el escalón
inmediato anterior al escalón donde está ubicado el contador, esto al realizar la implementación con
el PLC Siemens.
Figura 9.10.- Diagrama de lógica de contactos para mostrar los dos mensajes y el valor de C1 en la TD200
1.- Obtenga las ecuaciones del sistema.
2- La secuencia de operación del equipo.
Bibliografía
Capítulo 9 del libro “Sistemas Automáticos Industriales de Eventos Discretos”
Autor: Saturnino Soria Tello
Editorial: Alfaomega
Canal de Youtube labautofime

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