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 INTRODUCCIÓN.

 
 

















La división de Productos y Sistemas de la empresa Siemens, convocó en el mes de octubre de 1.999, el II Concurso de Prototipos de Automatización y Accionamientos, dirigido a todos los centros de formación profesional, ocupacional o universitaria, tanto de grado medio y/o superior, ubicados en España y que dentro de sus planes de estudios se encuentre la Automatización industrial y los Accionamientos.

Los temas del concurso han sido: 

  • Sistemas de regulación y Control en la automatización Industrial
  • Sistemas inteligentes para la automatización de viviendas y edificios (domótica)
Los alumnos del Dto. de Electrididad del IES "Río Cuerpo de Hombre" de Béjar participaron, en el tema de "sistemas de regualción y control" con le proyecto denominado "Manipulador de piezas" y han conseguido el TERCER PREMIO en dicha categoria.

El Tribunal calificador ha estado compuesto por: tres docentes del centro de formación de Siemens, y tres profesores de Centros de formación ajenos.

Aprovecho para felicitar a los ganadores del 1º y 2º premio del concurso en nuestra categoría y a los finalistas para el tema "Sistemas inteligentes para la automatización de viviendas y edificios (domótica)". Realmente sus trabajos eran muy buenos.
¡¡Felicidades a todos!!

Lo mostrado en esta página es una parte proyecto presentado por el Dto de Electricidad de IES "Río Cuerpo de Hombre"

Premios otorgados --->

Fotos de la entrega de premios --->

Noticia de la prensa local  ---->
"Béjar en Madrid"

Noticia de la prensa local 2 ---->
"La Gaceta de Béjar"

Noticia en prensa especializada --->


 
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 JUSTIFICACIÓN

 

Los alumnos participantes, pertenecientes al grupo 3ºFPII de la rama electricidad, han desarrollado prácticas de automatismos cableados en cursos anteriores, principalmente para el arranque de máquinas de corriente alterna y corriente continua. Durante el presente año escolar, se pretende que estos alumnos conozcan los automatismos programados con autómatas programables, para resolver diferentes problemas de procesos industriales y domésticos.

Inicialmente se ha utilizado el LOGO! como herramienta de estudio de la lógica combinacional y secuencial, implementando ecuaciones lógicas al lenguaje de funciones utilizado por LogoSoft. Actualmente se está trabajando con los autómatas S7-214 para aplicaciones industriales en la que intervienen dispositivos electroneumáticos. 

La participación en el presente concurso, ha servido como actividad motivadora para el perfeccionamiento de los contenidos indicados en la programación anual de la asignatura de "Prácticas de Taller". Dichos contenidos son los siguientes:
 

  • Sistemas combinacionales.
  • Programación de automatismos secuenciales.
  • Programación estructurada.
  • GRAFCET.
  • Implementación de GRAFCET a lenguaje KOP
  • Montaje de autómatas en cuadros de automatismo.

 
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 DESCRIPCION DEL PROTOTIPO.

 
 
 
Elementos del programa de construcción FISCHERTECHNIK



La estructura y los dispositivos del prototipo, se realizará con ayuda de  los elementos que constituyen el programa de construcción "FISCHERTECHNIK", y estará formado de los siguientes elementos:

- La estructura básica, de apoyo y sujeción que soportará la carga de todos los dispositivos estará constituida por columnas de plástico y de metal, se puede distinguir en el croquis, del resto de los elementos por su color gris.

- Los movimientos se realizaran por medio de motores de corriente continua, que soportaran una tensión en bornes de 6 a 9 voltios, cuyo color distintivo en el cróquis es el rojo, y cuyo movimiento giratorio se transformará, por medio de unos engranajes, a movimiento lineal. Estos engranajes, de color naranja, producirá una reducción transmitida a un piñón que se apoyará en una cremallera para realizar movimientos seguros y fiables, estas cremalleras se representan en color violeta.

- Los elementos interruptores son del tipo conmutador con tres bornes, uno de los cuales será común, y en los distintos estados de dichos interruptores, obtendremos el paso de la corriente por uno o por otro borne de los dos restantes. Su constitución exterior tendrá el aspecto y finalidad semejante a la de un final de carrera. El color distintivo de estos elementos es el verde, y estarán situados en los extremos de las cremalleras anteriormente mencionadas.

- Debido a la imposibilidad de integración de barreras fotoeléctricas industriales, se ha decidido construir dichos dispositivos con los componentes electrónicos adecuados:

  •  Emisor : Constituido por una pequeña bombilla de tensión nominal próxima a los 9 voltios, que estará encapsulada para mejorar su direccionabilidad.
  •  Receptor : Consta de un diodo fotoeléctrico, también encapsulado para captar correctamente la luz emitida por la bombilla mencionada anteriormente. Este diodo estará conectado por medio de una resistencia a un transistor de tipo npn y gobernará un relé con su correspondiente contacto de tipo conmutado.
  •  Tanto el emisor como el receptor se puede observar claramente en el cróquis por su color amarillo.
- El dispositivo que efectuará la correspondiente recogida de la pieza, será un electroimán que soportará una tensión de 6 a 9 voltios aproximadamente, por lo que recogerá dicha pieza sin problemas de sobrecarga. Su color correspondiente en el mencionado croquis será el azul.

- El gobierno de los motores y el electroimán se realizará con contactores alimentados a 220v desde las salidas del autómata.

Ver fotos:

  • Foto 1
  • Foto 2
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     CROQUIS DEL PROTOTIPO.


    Gráfico del alumno José Yuste Vicente

     
     
     

    Ver fotografías del prototipo:

    Foto 1             Foto 2

     


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     FUNCIONAMIENTO.

     
     

    Software Microwin


    Autómata S7-214


    Visualizador  TD-200


    Contactores


    Máquina

















    El principal objetivo del prototipo, consiste en sacar las piezas metálicas que caen sobre dos tapices, uno principal y otro secundario, hasta el punto de descarga D. 

    Si la pieza se encuentra en el tapiz principal, la pieza es recogida directamente por el electroimán una vez que ha sido detectado por las barreras fotoeléctricas.
    Si por el contrario la pieza cae en el tapiz secundario, que se encuentra fuera del alcance de la barrera fotoeléctrica I0.1, ésta es arrastrada hasta el principal para posteriormente ser recogida por el electroimán.

    De forma general, se puede decir que se ha dotado a la máquina de cierta "inteligencia", con la que es capaz de tomar decisiones ante los diferentes cambios de situación de la pieza incluso cuando el proceso está en marcha. 

    El objetivo de la máquina es sacar la pieza de los tapices en cualquiera de las situaciones que esta se encuentre.

    El número de casos posibles en los que se puede encontrar la pieza, y es transportada al punto de descarga, es elevado, creemos haber resuelto cada uno de ellos, pero ante la imposibilidad de describirlos todos, se analizarán los más característicos.

    1º - Sin pieza en el tapiz
    - En reposo, el electroimán se encuentra en la esquina superior derecha, correspondiente al punto de inicio.
    - Cuando el pulsador de marcha es accionado, el motor 1 y el motor 2 se desplazan hacia la izquierda y adelante respectivamente. Si las barreras fotoeléctricas no encuentran ninguna pieza en el tapiz, el electroimán es llevado hasta el punto de descarga..
    - Una vez allí son accionados los finales de carrera de los extremos, haciendo que regrese al punto de partida.

    2º - Con pieza en el tapiz principal.
    - Estando el electroimán en  el punto I y con una pieza metálica en el tapiz principal, si es accionado el pulsador de marcha, los motores 1 y 2 se desplazan hacia delante y la izquierda respectivamente.
    - Cuando el objeto interrumpe ambas barreras fotoeléctricas, los motores 1 y 2 se detienen. 
    - El electroimán baja hasta coger la pieza, elevándola posteriormente.
    - Los motores 1 y 2 se ponen en marcha nuevamente hasta llegar al punto D, donde  la pieza es bajada y depositada sobre el tapiz.
    - M1 y M2 invierten su sentido de giro y llevan el electroimán hasta el punto I, posición inicial.

    3º - Pieza encontrada en el tapiz principal en el retroceso.
    - Si el electroimán regresa al punto de partida I, desde D, y una pieza es colocada sobre el tapiz principal posteriormente, las barreras fotoeléctricas la detectan haciendo que el electroimán la lleve de nuevo a la zona de descarga.

    4ª - Pieza en el tapiz secundario.
    - Debido a las características constructivas de la máquina, una de las barreras fotoeléctricas, la situada en horizontal, detecta las piezas que están situadas fuera del tapiz cuando la vertical no lo hace. Si se produce esta situación, como el electroimán no puede llegar hasta el objeto, el brazo horizontal empuja la pieza hasta introducirla en el tapiz principal. Una vez que está en él el proceso es similar al indicado en los puntos anteriores.
    - La pieza situada fuera del tapiz principal puede ser detectada tanto en el avance como en el retroceso de la máquina. En ambos caso el comportamiento del manipulador es idéntico a lo descrito anteriormente: arrastre de la pieza hasta el tapiz principal y posterior recogida con el electroimán hasta el punto de descarga.

    5º - Retirada de la pieza una vez que ha sido detectada en el tapiz principal.
    - Si la pieza es retirada manualmente del campo de acción de las barreras fotoeléctricas una vez que esta ha sido detectada, el electroimán la buscara insistentemente hasta encontrarla de nuevo, recogerla y llevarla a la zona de descarga. Esto se producirá tanto en el avance como en el retroceso.
    - Sí la pieza es retirada del tapiz una vez detectada , el manipulador regresa al punto de partida.

    6º - Caída de la pieza al tapiz cuando se encuentra elevada por el electroimán.
    - Para simular esta acción, se ha colocado un interruptor en serie con la alimentación del electroimán. De esta forma se puede efectuar la caída de la pieza en cualquier momento del proceso.
    - Si esto se produce, el manipulador repite lo comentado en el punto 5 hasta recoger nuevamente la pieza.
    - Se ha observado que si la retirada de la pieza del electroimán se realiza en el momento que la máquina está avanzando, el electroimán se desplaza unos milímetros respecto a la vertical entre éste y la pieza, por simple inercia. No presentando esto ninguna situación preocupante ya que el electroimán hace varios intentos hasta colocarla correctamente en su radio de acción, recogiéndola nuevamente. 

    7º - Pulsador de emergencia.
    - Se ha dotado al dispositivo de un pulsador de emergencia, que se encarga de llevar la máquina a su posición de reposo se encuentre en la situación que se encuentre.
    - Si se produce el caso de ser accionado el pulsador de emergencia en el momento que el electroimán está elevando la pieza, éste vuelve a bajar depositándola sobre el tapiz nuevamente.
    - Si el electroimán está bajando para recoger la pieza y es activada la emergencia, se elevara de nuevo sin recogerla.

    8º - Visualizadora TD200
    - Este periférico tiene una misión  doble en el dispositivo:
    a- Por un lado informar con mensajes de lo que está ocurriendo en el proceso: "buscando pieza", "avanzando", "Elevando pieza", etc..
    b- Y por otro, permitir  el control de la máquina desde su teclado:
    - Si se acciona F1 el manipulador se pone en marcha.
    - Si se acciona F2 se lanza la parada de emergencia.

    9º - Choque del carro horizontal con la pieza en el tapiz secundario.
    - Por diseño de la máquina, puede ocurrir que si una pieza está en el tapiz secundario, el carro horizontal choque con ella provocando alguna situación inesperada. Para solucionar este hecho se ha colocado un "palpador", autoconstruido, en la parte inferior de dicho carro, de forma que cuando sea accionado el carro salga del tapiz, rodeando la pieza, para posteriormente introducirla en el tapiz principal.

    10º - Pieza encontrada en el tapiz secundario en el retroceso.
    - Si esto se produce,  la barrera fotoeléctrica I0.0 es interrumpida haciendo que el carro desplace la pieza hasta el tapiz secundario para posteriormente sea recogida por el electroimán.

    11º - Retirada manual de la pieza una vez ha sido detectada su presencia en los tapices.
    - Si la pieza es retirada de los tapices una vez que ha sido detectada, los carros al llegar a sus extremos, retornan al punto de partida sin intentar depositarla en el punto de descarga.


     
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     EL PROGRAMA.


    Uno de los primeros borradores
    del GRAFCET

    (El diseño del prototipo inicial
    era totalmente distinto al que 
    se ha presentado al concurso)

    El programa del autómata se ha eleborado en S7, con el software Microwin 2.1.

    Se ha tomado como base el GRAFCET de funcionamiento, el cual se ha implementado en los lenguajes KOP y AWL.

    Para facilitar la programación se ha elegido el direccionamiento simbólico basado en los "símbolos" indicados en el gráfico secuencial.

     El GRAFCET se ha dividido en tres zonas principales:

    1- Zona de inicialización, encargada de activar la etapa 0 al poner en RUN el autómata.

    2- Zona Secuencial, donde se especifica la secuencia de funcionamiento del automatismo.

    3- Zona de acciones, donde se ejecutan las diferentes acciones sobre los actuadores.

    Además en esta zona se han representado los diferentes eventos del visualizador TD200.

    Aspecto del GRAFCET final:


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     PARTICIPANTES.

     
     
     

    Tutor:
    Juan Carlos Martín Castillo

    Alumnos Participantes:
    David Muñoz Martín
    Eduardo Nieto Muñoz
    José Yuste Vicente
    Marcelino Moral Muñoz
    Cesar Pinchete

    Centro:
    Dto. Electricidad
    IES Río Cuerpo de Hombre
    37700 Béjar (Salamanca)
    TLf. 923 40 07 50


     
    Esta página fue actualizada el 22-10-2006