Desarrollo cognitivo y del lenguaje, Desarrollo integral y Escuelas.
05 Desarrollo Del Software
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DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN PROTOTIPO CON SISTEMA SCADA APLICADO AL CONTROL DEL MICRO CLIM A Y DOSIFICACIN DEL PRODUCTO ALMACENADO EN S ILOS
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CAPTULO V
DESARROLLO DEL SOFTWARE SCADA Y PROGRAMACIN DEL PLC
INTRODUCCIN:
En este capitulo se desarrollar un sistema que permitir controlar y supervisar el
micro clima en silos, capaz de actuar automticamente sobre la temperatura, as
como tambin permitir realizar dosificacin (mezcla) de los productos almacenados.
Al inicio del captulo se desarrollar el software de los procesos cliente servidor, y
cliente web, posteriormente se realizar la programacin del PLC, protocolo e
interfase de comunicacin entre PLC y la PC, control de temperatura, dosificacin y
se finalizar con la simulacin del proceso.
El sistema est compuesto de: computador (PC) que posee el Software SCADA
InTouch con las pantallas necesarias para la supervisin y operacin del proceso, est
conectada a travs de una red Modbus RS-232 a un PLC TRILOGIC TD100 2424,
que permiten el arranque de los ventiladores, la apertura de los solenoides, control de
los tornillos dosificadores, la visualizacin de valores de variables, la configuracin
de parmetros del controlador, el reporte de alarmas y la visualizacin de histricos.
5.1. SISTEMA SCADA
Este sistema se ha realizado con la herramienta Intouch 8.0 donde se implementar laInterfase Hombre Mquina (HMI), las funciones bsicas mas importantes que realiza
el sistema de supervisin son las siguientes:
Visualizacin en tiempo real del estado de la planta.
Dosificacin (Mezcla) del producto almacenado.
Realizacin de ficheros histricos con los valores de las temperaturas.
Elaboracin de reportes.
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Control de acceso y registro de eventos en una base de datos.
Gestin del mantenimiento configurable por el usuario.
Al iniciar el Sistema primero se visualizar la pantalla principal identificando losdatos principales del proyecto y la empresa para la que fue desarrollada, en este caso
nos muestra informacin de la tesis y la Universidad en la que se est creando. Esta
pantalla de la Figura N 5.1 se denomina CARTULA.
Figura N. 5.1 Cartula
En la parte inferior derecha de la cartula se presenta el botn CONTINUAR, el
cual al ser presionado pasa a la siguiente ventana denominada IDENTIFICACIN
DEL OPERADOR DEL SCADA.Figura N. 5.2
Figura 5.2 Identificacin del Operador del Scada
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En esta pantalla tenemos dos botones identificados como IDENTIFICARSE y el
botn SALIR.
Programacin para el botn IDENTIFICARSELOGIN=PostLogonDialog();
Show "ACCESO";
IF $AccessLevel = 100 THEN
Show "INGRESO";
Hide "ACCESO";
ELSE
Show "CARATULA";
ENDIF;
ELSE
Show "INGRESO";
Hide "ACCESO";
ENDIF;
Al hacer clic en el botn IDENTIFICARSE aparece la pantallaque se muestra en
la Figura N. 5.3, en donde el usuario debe ingresar su nombre y clave con el cual
acceder al sistema.
Figura 5.3 Ingreso de nombre y clave
Esta pantalla nos da el mismo software INTOUCH para identificacin de usuarios.
Al ingresar el nombre y clave del usuario nos llevar a la pantalla cartula en donde
al hacer clic en el botn inferior derecho CONTINUARaparece la pantalla
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IDENTIFICACIN DEL OPERADOR DEL SCADA pero con el botn entrar
activado para acceder al sistema.
Esta pantalla tiene 3 botones, Cambiar Usuario, Entrar, y Salir, como se
muestra en la Figura N. 5.4.
Figura 5.4 Identificacin del Operador Scada
Programacin para el botn CAMBIAR USUARIO
LOGIN=PostLogonDialog();
Al hacer clic en el botn ENTRAR aparece la pantalla principal del sistema el
mismo que contiene: (Figura N. 5.5)
Zona de identificacin de alarmas y mantenimiento
Hora y fecha
Men Horizontal Men Vertical
Programacin para el botn CAMBIAR ENTRAR
IF $AccessLevel >= 100 THEN
Show "PRINCIPAL";
Show "GENERAL";
ENDIF;
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Programacin para el botn CAMBIAR USUARIO
WWControl(InfoAppTitle("View"), "Close");
Figura N. 5.5 Pantalla Principal
5.1.1 Zona de Identificacin de alarmas y mantenimiento
Se encuentra en la parte superior izquierda la cual contiene dos iconos:
Indica que existe algun servicio de mantenimiento pendiente.
Identifica que existe actualmente alguna alarma.
- Zona de identificacin de alarmas y
mantenimiento- Hora y fecha
- MenVertical
- Men Horizontal
AREA DEVISUALIZACION DE
PANTALLAS
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Estos iconos se presentan en todas las pantallas y comienzan a parpadear en caso que
se presente cualquiera de las condiciones anteriormente mencionadas, dando un clic
en cualquiera de ellos se dirige hacia la pantalla de mantenimiento o alarmasrespectivamente.
5.1.2 IDENTIFICACIN DE ALARMAS
Al hacer clic en el icono parpadeante de Alarmas abre la pantalla de alarma, que se
muestra en la Figura N. 5.6, especificando el problema generado. Este no se oculta
mientras no se acepte la alarma.
Figura N. 5.6 Pantalla con alarma identificada.
Otra informacin que podemos visualizar es la fecha y hora, la misma que se
mostrar en todas las pantallas durante todo el tiempo que est activo el programa.
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5.1.3 MEN HORIZONTAL
Este men contiene seis botones los cuales permiten acceder a seis paneles que son:(Figura N. 5.7)
Cartula
Vista General
Silos
Dosificador
Formulas Salir.
Figura N. 5.7 Men Horizontal
5.1.4 BOTN CARTULA.
Al hacer clic en este Botn nos lleva a la Cartula del Sistema, al cual para que el
usuario pueda volver a ingresar debe identificarse como ya fue sealado.
Programacin para el botn CARATULA
IF $AccessLevel >= 100 THEN
Show "PRINCIPAL";
Show "GENERAL";
ENDIF;
En vez de programar el Botn Cartula como se seala se puede escoger entre las
opciones que facilita el mismo sistema como las pantallas que se indican en la Figura
N. 5.8.
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Figura N. 5.8 Tipos de Objetos para el Botn Cartula del Men Horizontal
5.1.4 BOTN VISTA GENERAL.
Al hacer clic en este botn aparece la pantalla donde se muestra todo el proceso
para el cual se desarrolla el Sistema Scada. (Figura N. 5.9)
Figura N. 5.9 Vista General del Sistema.
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Programacin para el botn CARATULA
IF $AccessLevel >= 100 THENShow "PRINCIPAL";
Show "GENERAL";
ENDIF;
Igual que el anterior se puede escoger entre las opciones que facilita el mismo
sistema como las pantallas que se indican a continuacin. (Figura N. 5.10)
Figura N. 5.10 Movimientos de pantallas
5.1.5 BOTN SILOS.
Este botn nos muestra la pantalla donde se encuentran los silos en el cual se
almacenarn los diferentes tipos de productos. (Figura N. 5.11)
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Figura N. 5.11 Ingreso y Almacenamiento del Producto en Silos
Esta pantalla tiene tres botones, los mismos que controlaran el ingreso del producto a
los silos, almacenamiento y la parada.
Programacin para el botn INGRESO DE PRODUCTO
Por medio de este botn podemos escoger el grano, la cantidad y en el silo se va a
almacenar.
IF $AccessLevel >= 100 THEN
Show "PRINCIPAL";
Show "GENERAL";
ENDIF;
Programacin para el botn ALMACENAR PRODUCTO
Por medio de la accin de este botn inicial la secuencia de almacenamiento del
producto.
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IF "SILO A" == SILO_SELEC THEN
IF producto1 == ingreso_producto_s1 THEN
ALMACENAJE = 1;ELSE
ALMACENAJE = 0;
Show "MENSAJE PRODUCTO";
ENDIF;
ENDIF;
IF "SILO B" == SILO_SELEC THEN
IF producto2 == ingreso_producto_s2 THEN
ALMACENAJE = 1;
ELSE
ALMACENAJE = 0;
Show "MENSAJE PRODUCTO";
ENDIF;
ENDIF;
Programacin para el botn STOP
Este botn permite el proceso de almacenamiento en cualquier instante.
SILO_CONT = 0;
ALMACENAJE = 0;
ALMACENAJE_1 = 0;
silo1 = 0;
silo2 = 0;
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5.1.5 BOTN INGRESO DE PRODUCTO
Al hacer clic en este botn aparece una pantalla como se muestra en la Figura N.5.12, donde escogeremos el producto a almacenar, la cantidad en gramos y en qu
silo se lo va a hacer.
Figura N. 5.12 Ingreso de Producto
Programacin de la pantalla ingreso producto
La pantalla se carga con este programa:
SILO_CONT = 0;
ALMACENAJE_1=0;
ALMACENAJE=0;
IF producto1 == "" THEN
producto1 = ingreso_producto_s1;
ELSE
producto1= producto1;
ENDIF;
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IF producto2 == "" THEN
producto2 = ingreso_producto_s2;
ELSE
producto2= producto2;ENDIF;
Cuando est activa la pantalla ejecuta el siguiente programa:
IF 1 == P_SILO.Value THEN
ingreso_producto_s1 = TIPO_PRODUCTO;
ingreso_silo_a = CANTIDAD_PRODUCTO;SILO_SELEC = "SILO A";
FLECHA = 1;
FLECHA_P = 1;
ELSE
FLECHA = 0;
ENDIF;
IF 2 == P_SILO.Value THEN
ingreso_producto_s2 = TIPO_PRODUCTO;
ingreso_silo_b = CANTIDAD_PRODUCTO;
SILO_SELEC = "SILO B";
FLECHA_B = 1;
FLECHA_P = 1;
ELSE
FLECHA_B = 0;
ENDIF;
SILO_CONT = 0;
ALMACENAJE_1=0;
ALMACENAJE=0;
Cuando se cierra esta pantalla ejecuta el siguiente programa:
SILO_CONT = 0;
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ALMACENAJE_1=0;
ALMACENAJE=0;
IF producto1 == "" THENproducto1 = ingreso_producto_s1;
ELSE
producto1= producto1;
ENDIF;
IF producto2 == "" THEN
producto2 = ingreso_producto_s2;
ELSE
producto2= producto2;
ENDIF;
Luego de escoger el primer producto hacemos clic en el botn almacenar producto
para que el sistema simule el almacenamiento del producto en el silo de acuerdo a las
caractersticas que se especificaron. (Figura N. 5.13)
Figura N. 5.13 Proceso de Almacenaje del Producto
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Programacin de la pantalla silos
IF ALMACENAJE == 1 THENALMACENAJE_1=1;
ENDIF;
IF ALMACENAJE_1 == 1 THEN
IF SILO_CONT == 400 THEN
SILO_CONT = 400;
ELSE
SILO_CONT=SILO_CONT+1;
ENDIF;
ENDIF;
IF ventilador_s1 == 1 THEN
IF ventilado1 == 100 THEN
ventilado1 = 0;
ELSE
ventilado1 = ventilado1+10;
ENDIF;
ENDIF;
IF ventilador_s2 == 1 THEN
IF ventilador2 == 100 THEN
ventilador2 = 0;
ELSE
ventilador2 = ventilador2+10;
ENDIF;
ENDIF;
Cuando se ingresa el producto 1 aparece una ventana de alerta indicando que el Silo
escogido est vaci, se hace clic en aceptar y este procede a llenarse. (Figura N.
5.14a)
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Figura N. 5.14a Alerta indicando que el silo donde se almacenar el producto est vaci.
Tambin puede aparecer otro tipo de alerta como la que se muestra en la Figura N.
5.14b, la cual notifica que el silo est casi vaci, esto es cuando el producto en el silo
esta en un 10%
Figura N. 5.14b Alerta de Silo Casi Vaco (10% del Producto)
Luego se procede a almacenar el siguiente producto siguiendo los pasos que se
mostraron anteriormente. (Figura N. 5.15)
Figura N. 5.15. Almacenaje Producto 2
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En el caso de escoger un producto nuevo y se intenta almacenar en un silo que ya
estuvo almacenado aparece el un mensaje de error. (Figura N. 5.16)
Figura N.5.16 Mensaje de error indicando que el silo debe ser llenado con el mismo producto
o que debe escoger un silo vaco para almacenar el nuevo producto
La Figura 5.17 muestra el producto 2 almacenndose en el Silo 2 que se escogi.
Figura 5.17 Almacenaje del Producto 2 en el Silo B
De la misma manera antes de que el silo empiece a llenar aparecen los mensajes de
Alerta que se mostraron en el almacenamiento del producto1
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5.1.6 BOTN RECETAS.
Antes de proceder a Dosificar el producto se debe ingresar una frmula la cual indicael producto y la cantidad que se va a dosificar.
Se puede acceder a frmulas predeterminadas por el usuario, o se puede crear una
frmula nueva de acuerdo al requerimiento del mismo, la pantalla se muestra en la
Figura N. 5.18.
Figura N. 5.18. Pantalla de Edicin de Frmulas para la Dosificacin
En la seccin marcada con fondo amarillo se hace clic en el Botn VER
FORMULA al cual con los botones + y - podemos revisar las frmulas
existentes para la Dosificacin de los productos. Si en ella no existiera la que se
necesita se procede a crear una nueva haciendo clic en el botn Nueva Frmula,
para lo cual en la parte superior marcada con fondo azul se encuentra un panel donde
se ingresa los productos almacenados y se procede a crear una nueva frmula en base
a los mismos.
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De igual manera, si se desea modificar una frmula se la busca y haciendo clic en el
botn Modificar Frmula se puede crear nuevos porcentajes para la dosificacin.
Programacin para el botn VER FORMULA
RecipeLoad("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Formulas.csv",
"Formula","Formula_1");
Programacin para el botn MODIFICAR FORMULA
RecipeSave("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Formulas.csv", "Formula",
nombre_formula);
Programacin para el botn BORRAR FORMULA
RecipeDelete("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Formulas.csv",
nombre_formula);
Programacin para el botn NUEVA FORMULA
nombre_formula = " ";
numero_de_formula = 0;
producto_formula1 = " ";
producto_formula2 = " ";
cantidad_producto1= 0;
cantidad_producto2= 0;
Programacin para el botn Grabar Frmula en el PLC
IF producto1 == producto_formula1 THEN
cantidad_producto1 = form_cant_producto1;
cantidad_producto2 = form_cant_producto2;
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Show "MENSAJE DOSIFICACION";
error_dosificacion = "SIMULACION";
ELSEShow "MENSAJE DOSIFICACION";
error_dosificacion = "EL PRODUCTO NO ESTA ALMACENADO
EN EL SILO 1";
ENDIF;
IF producto2 == producto_formula2 THEN
cantidad_producto1 = form_cant_producto1;
cantidad_producto2 = form_cant_producto2;
Show "MENSAJE DOSIFICACION";
error_dosificacion = "SIMULACION";
ELSE
Show "MENSAJE DOSIFICACION";
error_dosificacion = "EL PRODUCTO NO ESTA ALMACENADO
EN EL SILO 2";
ENDIF;
Programacin para el botn +
RecipeSelectNextRecipe("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Formulas.csv",
nombre_formula, 131);
Programacin para el botn -
RecipeSelectPreviousRecipe("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Formulas.csv",
nombre_formula, 131);
RecipeLoad("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Formulas.csv",
"Formula",nombre_formula);
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5.1.7 BOTN DOSIFICADOR.
Al hacer clic en este Botn nos lleva a la pantalla donde se mostrar el proceso dedosificacin de los dos productos que se almacenaron en los silos correspondientes
como se muestra en la Figura N. 5.18.
Figura N. 5.18 Pantalla que muestra el Botn DOSIFICADOR
Esta pantalla tiene cuatro botones que son:
INGRESO PRODUCTO A.
INGRESO PRODUCTO B.
SALIDA BASCULA.
STOP
Luego de ingresar la frmula se procede a pesar los productos de acuerdo a las
especificaciones determinadas en el paso anterior, luego de lo cual empieza la
dosificacin del mismo y el almacenamiento final.
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Programacin para el botn SALIDA BASCULA
BASCULA1 = BASCULA ;
Programacin para el botn STOP
ING_PROD_A = 0;
ING_PROD_B= 0;
ING_PROD_B_PUL = 0;
ING_PROD_A_PUL = 0;
DOSI_CONT = 0;
SALIDA_BASCULA = 0;
TORNILLO_MEZ = 80;
PROD_SILO1 = 0;
PROD_SILO2 = 0;
BASCULA = 0;
SALIDA_BASCULA1 = 0;
PRUEBA = 0;
BASCULA1 = 0;
5.1.8 MEN VERTICAL.
Este men contiene cinco botones los cuales acceden a cinco paneles que son:
(Figura N. 5.19)
Alarmas
Histricos
Mantenimiento
Informes
Servicio Tcnico
Figura N. 5.19 Men Vertical
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5.1.9 BOTN ALARMAS
Al hacer clic en este botn aparece una pantalla que consta de dos partes, la superiordonde nos indica con una seal la mquina que est fallando o tiene algn tipo de
problema, la parte inferior nos indica los eventos y alarmas en modo informativo que
se activan en este proceso. (Figura 5.20).
Figura N. 5.20 Pantalla indicadora de Alarmas.
Programacin de la pantalla Alarmas
IF F_BASCULA OR F_COMPENSADOR OR F_MEZCLADOR ORF_MOT_ELEV OR F_VAL_PRO_S_1 OR F_VAL_PRO_S_2 OR
F_VAL_S_1 OR F_VAL_S_2 THEN
ALARMA1 = 1;
ELSE
ALARMA1=0;
ENDIF;
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5.1.10 BOTN HISTRICO
Al hacer clic en este botn del men indicar un histrico de la variacin de latemperatura generada durante el almacenamiento y dosificacin de los silos tal como
se muestra en la Figura N. 5.21
Figura N. 5.21 Pantalla Histricos.
Al hacer clic en este botn histrico ya sea Silo A o Silo B aparece una pantalla de
histricos donde visualizaremos la variacin de la temperatura generada durante el
almacenamiento en los silos en un determinado intervalo de tiempo, como se muestra
en la Figura N. 5.22
Figura N. 5.22 Pantalla de histricos de temperatura en los Silos A y Silo B
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5.1.11 BOTN MANTENIMIENTO
Al hacer clic en el botn MANTENIMIENTO aparece una pantalla donde seprogramar las fechas y horas en la que se realizar los respectivos mantenimiento a
cada una de las mquinas que intervienen en el desarrollo de este Sistema Scada.
(Figura N. 5.23)
Para Programar las fechas y horas se hace clic en la tecla F1, el cual visualizar una
pantalla Figura N. 5.24, donde se hace clic en el botn Horas para escoger las fechas
y horas para realizar el mantenimiento de cada mquina. (Figura N. 5.25)
Figura N. 5.23 Pantalla de Mantenimiento de las Mquinas
Programacin de la pantalla Mantenimiento
IF mantenieminto_bascula == 0 THEN
M_I_BASCULA = 1;
ELSE
M_I_BASCULA = 0;
ENDIF;
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IF mantenieminto_compensador_silo1 == 0 THEN
M_I_COMP_SILO1 = 1;
ELSEM_I_COMP_SILO1 = 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_compensador_silo2 == 0 THEN
M_I_COMP_SILO2 = 1;
ELSE
M_I_COMP_SILO2 = 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_mezclador == 0 THEN
M_I_MEZCLADOR = 1;
ELSE
M_I_MEZCLADOR = 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_sensro_temp_silo1 == 0 THEN
M_S_T_SILO1 = 1;
ELSE
M_S_T_SILO1 = 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_sensor_temp_silo2 == 0 THEN
M_S_T_SILO2 = 1;
ELSE
M_S_T_SILO2 = 0;
ENDIF;
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IF mantenieminto_valvula_prop_silo1== 0 THEN
M_V_P_SILO1 = 1;
ELSEM_V_P_SILO1 = 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_valvula_prop_silo2 == 0 THEN
M_V_P_SILO2 = 1;
ELSE
M_V_P_SILO2 = 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_valvula_silo1 == 0 THEN
M_V_SILO1 = 1;
ELSE
M_V_SILO1 = 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_valvula_silo2 == 0 THEN
M_V_SILO2 = 1;
ELSE
M_V_SILO2 = 0;
ENDIF;
IF mantenimiento_motor_elevador == 0 THEN
M_M_ELEVADOR = 1;
ELSE
M_M_ELEVADOR = 0;
ENDIF;
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IF mantenieminto_sensro_temp_ambie == 0 THEN
M_S_T_AMBIENTE= 1;
ELSEM_S_T_AMBIENTE= 0;
ENDIF;
IF mantenieminto_general == 0 THEN
M_I_GENERAL = 1;
ELSE
M_I_GENERAL = 0;
ENDIF;
IF M_S_T_AMBIENTE == 1 OR M_M_ELEVADOR == 1 OR
M_V_SILO2 == 1 OR M_V_SILO1 == 1 OR M_V_P_SILO2 == 1 OR
M_V_P_SILO1 == 1 OR M_S_T_SILO2 == 1 OR M_S_T_SILO1 == 1
OR M_I_MEZCLADOR == 1 OR M_I_COMP_SILO2 == 1 OR
M_I_COMP_SILO1 == 1 OR M_I_BASCULA == 1 OR
M_I_GENERAL == 1 THEN
mantenimiento1 = 1;
ELSE
mantenimiento1 = 0;
ENDIF;
Figura N. 5.24 Se hace clic en el Botn horas para pasar a la pantalla donde se configurarn las
mismas.
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Figura N. 5.25 Configuracin de Fechas y Horas para el mantenimiento
En esta pantalla en la parte inferior se programar la fecha en que se realizar elmantenimiento, la cual se grabar para todas las mquinas, si se desea hacer cada una
en momentos diferentes se configura mquina por mquina.
5.1.12 BOTN INFORMES
Al hacer clic en este botn nos lleva a la pantalla donde se acceder a la Base de
Datos para generar reportes e informes de cada uno de los procedimientos yfuncionamiento del sistema. (Figura N. 5.26).
Figura N. 5.26 Pantalla para genera informes y reportes (Conexin a la base de datos).
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5.1.13 BOTN SERVICIO TCNICO
Al hacer clic en este botn aparece una pantalla para ingresar la clave deidentificacin del usuario que dar el servicio tcnico al sistema. Podr notarse que el
Botn SERVICIO TCNICO se encuentra desactivado hasta que el usuario ingrese
su clave de acceso, esta pantalla se muestra en la Figura N. 5.27.
Figura N. 5.27 Ingreso a Servicio Tcnico.
Programacin para el botn IDENTIFICARSE
LOGIN=PostLogonDialog();
Luego de ingresar la clave el botn SERVICIO TCNICOse activa y se ingresa a
la pantalla donde se realizar modificaciones a varias opciones que se indican en la
Figura N. 5.28.
Figura N. 5.28 Servicio Tcnico
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Programacin para el botn INGRESE NUEVO USUARIO
Para programar damos un clic en discrete value y se presenta la pantalla que semuestra en la Figura N. 5.29 donde enlazamos con el tagname $ConfigureUsers.
Figura N.5.29 programacin para ingreso de nuevo usuario.
Al hacer clic en el Botn para ingreso de nuevos usuariosaparecer una pantalla
donde se personalizarn los usuarios que accedern al Sistema. (Figura N. 5.30)
Figura N. 5.30 Ingreso de nuevos usuarios.
En esta pantalla se podr aadir los nuevos usuarios que tendrn acceso al sistema.
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Para cambio de claves de los usuarios se hace clic en el Botn Editar Usuarios,
donde aparecer una pantalla donde solicitar la clave anterior y dos veces la nueva
contrasea para su seguridad. (Figura N. 5.31)
Figura N. 5.31 Cambio de contrasea del usuario
Si se hace clic en el botn Eliminar Usuarioseste nos lleva a una pantalla donde se
seleccionara el usuario que ya no tendr acceso al sistema y se proceder a eliminar a
travs del Botn Delete. (Figura 5.32)
Figura 5.32 Anulacin de usuario.
Al hacer clic en el Botn Caractersticas del Productoalmacenadodespliega una
pantalla donde se ingresan las caractersticas del producto que se va a almacenar
como las temperaturas mxima y mnima. (Figura N. 5.33)
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Figura N. 5.33 Ingreso del Producto y sus caractersticas.
Programacin Ingreso de producto y caracteristicas
wcLoadList("ListBox_2", "C:\Tesis_Silos_Simulacin\Producto.txt");
En esta pantalla tenemos tres opciones que son:
Ver producto.-aqu se puede ver el producto que se tiene programado con sus
caractersticas.
Programacin para el botn VER PRODUCTO
TIPO_PRODUCTO = ING_PRODUCTO_LISTA;
RecipeLoad("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Productos.csv",
"Unit1",TIPO_PRODUCTO);
Grabar producto.-una vez ingresado el producto como tambin las condiciones
de la temperatura mnima y mxima procedemos dar un clic en grabar y ste
almacena esta informacin.
Programacin para el botn GRABAR PRODUCTO
wcAddItem("ListBox_2", TIPO_PRODUCTO);
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RecipeSave("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Productos.csv","Unit1",
TIPO_PRODUCTO);
wcSaveList ( "ListBox_2", "C:\Tesis_Silos_Simulacin\Producto.txt" );
Eliminar producto.- Escogemos el producto que se desea eliminar en el cuadro
de escoger el producto y luego presionamos el botn eliminar, el cual lo
borra del registro.
Programacin para el botn ELIMINAR PRODUCTO
RecipeDelete("C:\Tesis_Silos_Simulacin\Productos.csv",
TIPO_PRODUCTO);
wcDeleteSelection("ListBox_2");
wcSaveList ( "ListBox_2", "C:\Tesis_Silos_Simulacin\Producto.txt" );
5.2 CONFIGURACIN DE LA ARQUITECTURA SERVIDOR-CLIENTE
InTouch nos permite configurar de diversas maneras la arquitectura de red a utilizar
segn la necesidad de la aplicacin.
Puesto que tiene varias opciones tales como:
5.2.1 Aplicacin Independiente1. Se definen como aquellas con una interfase
nica para el operador por cada proceso supervisado. Estas normalmente consisten
de una computadora personal (PC) que no est en red y que funciona como la
interfase principal del operador (OI). Esta computadora se encuentra conectada al
proceso industrial a travs de una conexin directa, como un cable serial.
Ventajas
Fcil de mantener
1Gua del usuario, Wonderware Corporation, Revisin B, Enero, 1997
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Desventajas
Limitadas a un nodo nico
5.2.2Arquitectura basada en cliente 2. Es la primera de las arquitecturas en red.
Esta arquitectura proporciona una copia nica de la aplicacin InTouch para cada
computadora que ejecuta WindowViewer y NetDDE (nodo de visualizacin). Esta
aplicacin se puede instalar en el disco duro de cada nodo o en una ubicacin nica
en el servidor de la red.
La arquitectura basada en cliente tiene varias compensaciones en lo que se refiere almantenimiento de aplicaciones. Debido a que cada nodo tiene su propia copia de la
aplicacin, el nodo de desarrollo tiene capacidad de edicin no restringida para esa
aplicacin. Se pueden realizar las modificaciones y pruebas en ese nodo, sin afectar
el proceso de ejecucin.
Ventajas
Desarrollo sin restricciones de la aplicacin.
La redundancia inherente ya que cada nodo puede ser autosuficiente.
El nmero de nodos de visualizacin que puede usar no tiene lmite.
Desventajas
La distribucin de aplicaciones es difcil.
Todos los nodos tienen acceso idntico a las mismas fuentes de datos.
5.2.3 Arquitectura basada en servidor 3. La arquitectura basada en servidor
permite que varios nodos de visualizacin compartan una aplicacin comn de
InTouch. Cada nodo de visualizacin tambin debe tener registrada la aplicacin
compartida con el programa de InTouch.
2Op. Cit. Pg. # 10-33Op. Cit. Pag # 10-4
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Ventajas
Mantenimiento de una aplicacin nica.
Los nodos de visualizacin se actualizan automticamente cuando cambiala aplicacin.
Desventajas
Se restringe el desarrollo de las aplicaciones.
Si la estacin de desarrollo deja de operar, no existe redundancia.
Todos los nodos tienen la misma resolucin de pantalla.
5.2.4Arquitectura maestra/esclava 4. La arquitectura maestra/esclava se desarroll
para eliminar algunas de las desventajas de las arquitecturas basadas en cliente y en
servidor. An permitiendo que se configuren los nodos de visualizacin en una
arquitectura de tipo cliente o servidor, no es necesario que todos tengan las mismas
fuentes de datos.
La arquitectura define un nodo como nodo "maestro" (normalmente la computadora
conectada al proceso industrial). Este nodo acta como un servidor a los nodos de
visualizacin remotos o "esclavos" que se encuentran en ejecucin en la misma
aplicacin.
El desarrollo de una aplicacin maestra/esclava requiere de cierta planificacin
preliminar, debido a que todas las etiquetas deben ser del tipo DDE.
Ventajas
Evita que los nodos saturen las redes al pasar todas las comunicaciones en
embudo a travs de una fuente (nodo maestro).
Proporciona notificacin automtica de los cambios de aplicacin por
medio de $ApplicationVersion.
4Op. Cit. Pag # 10-5
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Desventajas
La distribucin de aplicaciones es difcil.
Una nica fuente de aplicacin: no hay redundancia si deja de operar elnodo maestro.
5.2.5 Arquitectura Desarrollo de aplicacin en red (NAD) 5. Se mantiene una
copia maestra de una aplicacin en una ubicacin de red central. Cada nodo de
visualizacin carga esa aplicacin de red como lo hara una arquitectura basada en
servidor, pero en lugar de ejecutar la aplicacin desde el servidor, se copia la
aplicacin y se ejecuta desde la ubicacin definida por el usuario.
Esto proporciona la ventaja de redundancia que ofrece la arquitectura basada en
cliente.
Cuando un nodo de visualizacin copia y ejecuta una aplicacin maestra, el mismo
supervisa automticamente los cambios en la copia maestra. Estos cambios se
indican por medio de una sealizacin en el directorio de la aplicacin maestra.
Ventajas
Mantenimiento de una aplicacin nica.
Los nodos de visualizacin son notificados automticamente cuando
cambia la aplicacin.
Cada nodo de visualizacin tiene una accin que se puede definir por el
usuario para las actualizaciones de aplicacin.
Desarrollo de la aplicacin sin restricciones.
Desventajas
Cuando distribuye una aplicacin grande y compleja a distintos nodos,
puede notarse un retardo en el tiempo de respuesta del sistema en la
descarga inicial, aunque se optimizan las actualizaciones.
5Op. Cit. Pag # 10-6
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Limita la flexibilidad de tener varias aplicaciones ejecutndose en los
distintos nodos.
El cambio de la aplicacin y notificacin a los clientes suspendermomentneamente todos los nodos de visualizacin mientras se
transfiere la aplicacin. Cuanto ms grande sea la aplicacin, mayor ser
el tiempo necesario para copiarla.
La transferencia de aplicaciones puede ser un problema para las redes
lentas o cuando se utilicen conexiones seriales.
5.3 ARQUITECTURA A UTILIZAR:
De lo descrito anteriormente de las diferentes arquitecturas se ha podido determinar
que NAD es una arquitectura que combina lo mejor de las arquitecturas basadas en
cliente y basadas en servidor.
Puesto que esta NAD proporciona una notificacin automtica de los cambios de
aplicacin y una distribucin automtica de las aplicaciones actualizadas a los nodos
de visualizacin. NAD tambin se puede utilizar para distribuir automticamente las
aplicaciones maestra/esclava.
Por estas consideraciones la arquitectura a implementar en este sistema es NAD.
5.3.1 CONFIGURACIN DEL SISTEMA EN ARQUITECTURA NAD 6
Para configurar el sistema en arquitectura NAD se realiza los siguientes pasos:
1. Inicie el programa InTouch.
Aparecer la siguiente ventana de programa de InTouch: (Figura N 5.34)
6Op. Cit. Pag # 10-7
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Figura N 5.34 Pantalla de aplicacin manager
Nota: Especificar la ubicacin de la aplicacin original desarrollada.
Si este es un nodo de desarrollo, podra ser una va de acceso de directorio local, tal
como c:\intouch\newapp.
Este tambin puede ser una va de acceso remota en red usando, tal como
\\node\share\path. Si este es un nodo del cliente (nicamente ejecucin).
2. Haga clic en el icono para acceder al cuadro de dilogo Configuracin de
nodo.
El cuadro de dilogo Configuracin de nodo consta de dos pginas de propiedad.
La primera de las cuales es Desarrollo de aplicaciones, como se muestran en la
Figura N 5.35.
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Figura N 5.35 Configuracin del nodo
3. Configuracin de nodo: pgina de propiedad Desarrollo de aplicaciones
Habilite el desarrollo de aplicacin de red
Introduzca el directorio en el que WindowViewer debe copiar la aplicacin
maestra. Puede ser una va de acceso local (por ejemplo, C:\Scada\Apps) o unava de acceso de red (por ejemplo,\\Nodo\Recurso\Apl).
Seleccione la accin que WindowViewer realizar al cambiar la aplicacin
maestra.
http://nodo/Recurso/Aplhttp://nodo/Recurso/Apl -
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5.3.2 PERSONALIZAR LA FUNCIN DE ACTUALIZACIN NAD
Adems de las opciones de actualizacin descritas en la pantalla Configuracin denodo. Estas herramientas son:
La etiqueta del sistema $ApplicationChanged que seala el cambio en una
aplicacin maestra.
La funcin script RestartWindowViewer() que automticamente cierra
WindowViewer en el nodo, copia la aplicacin maestra actualizada (si estconfigurado para hacerlo) y luego reinicia WindowViewer.
5.3.3 CONTROL SERVIDOR
Servidor es una aplicacin informtica o programa que realiza algunas tareas en
beneficio de otras aplicaciones llamadas clientes.
Algunos servicios habituales son los servicios de archivos, que permiten a los
usuarios almacenar y acceder a los archivos de un ordenador y los servicios de
aplicaciones, que realizan tareas en beneficio directo del usuario final.
Este es el significado original del trmino. Es posible que un ordenador cumpla
simultneamente las funciones de cliente y de servidor.
El Servidor es un Computador (PC), al cual esta conectado el cable de
comunicacin del Controlador Lgico Programable (PLC) al puerto serial de la PC,
por lo que el Drive de Comunicacin deber residir en este PC. Adems en el PC
Servidor se encontrar el sistema, la base de datos.
El Servidor SCADA esta desarrollado en Intouch 8.0 e implementada en la PC
servidor, la cual se comunica con el PLC a travs del Protocolo de Comunicacin.
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De la arquitectura NAD implementada en este sistema nos indica las funciones del
servidor SCADA que es atender las peticiones del Proceso Cliente, que se
encuentran en la intranet (red interna de la empresa), como tambin el ServidorSCADA podr utilizar como Interfase Hombre Mquina (HMI) amistoso.
5.3.4 CONTROL CLIENTE
El clienterecibe los servicios que ofrece un servidor. Este servidor se encuentra en
un computador (PC) que se comunica con la PC Servidor por medio de la intranet.
Al igual que del servidor la aplicacin del cliente esta desarrollada en Intuoch 8.0, la
Interfase Hombre Mquina (HMI) que se ha desarrollado para el Cliente SCADA,
consta con las mismas pantallas del servidor con limitacin de accesos de acuerdo a
la necesidad del tipo del cliente.
5.4. PROGRAMACIN DEL PLC
Hoy la tecnologa nos ofrece PLCs acordes con las necesidades de cada usuario y
cada aplicacin.
Para el control y monitoreo del micro clima y dosificacin del producto almacenado
en los silos utilizamos el PLC Trilogic T100D+ 2424, la programacin del PLC fue
explicado en el Capitulo I.
El PLC debe realizar las siguientes condiciones indicadas en el flujograma N. 5.1, a
continuacin explicamos el flujograma
Al arrancar el PLC este ingresa a Master, el cual realiza la siguiente secuencia:
1. Cada segundo obtiene por medio de las entradas anlogas la temperatura de los
silos y la temperatura ambiente.
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2. Cada hora salta a la subrutina de homogenizacin de la temperatura de los silos,
activado en forma alternada el ventilador extractor y luego el ventilador inyector
de aire.3. Si el sistema scada entrega la seal (condicin 1) de ingreso de grano, este salta a
la subrutina Ingreso Grano, que su funcin es encender la tolva de elevacin del
grano, activa la entrada del silo a almacenar, la programacin de esta subrutina se
muestra en la Figura N. 5.
4. Si la temperatura medida en los silos A o B son mayores a la temperaturas
programas en el sistema, salta a la subrutina control del micro clima del silo.
5. Si el sistema enva la seal de comienzo a dosificar (condicin 3), este salta a la
subrutina de dosificacin.
6. Regresa al inicio continuando la secuencia.
7. Fin del procedimiento.
El programa del PLC se adjunta en el Anexo E
INICIO
MIDE TEMPERATURA:SILO A, SILO B
AMBIENTE
MASTER
T = 1Seg
HOMOGENIZAR TEMPERATURAEN LOS SILOS
CONTROL DEL MICROCLIMA SILOS
DOSIFICACION
CONDICIN 2
CONDICIN 3
T = 1Hora
INGRESO DEGRANO
CONDICIN 1
FIN
SI
SI
SI
SI
SI
NO
NO
NO
NO
NO
CONDICIN 1:Seal Ingreso de Grano
CONDICIN 2:SI LA TEMPERATURA SILO A > TEMPERATURA PROGRAMADA ASI LA TEMPERATURA SILO B > TEMPERATURA PROGRAMADA B
CONDICIN 3:Seal Comienzo de dosificacin
Flujograma N 5.1
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5.5 PROTOCOLO E INTERFASE DE COMUNICACIN ENTRE PLC Y LA
PC
El protocolo que utiliza el PLC para comunicarse con el software Intouch es Modbus
ASCII, la comunicacin es directa puesto que no hace falta ms que programar el
PLC para que escoja automticamente el protocolo a utilizar:
SETPROTOCOL (1, 0)
SETPROTOCOL (Ch, mode)7
Ch = puerto del PLC a comunicar 1 Com
Mode = 0modo automatico
1modo Rtu
2modo EMIT
3modo Modbus ASCII
4modo MORN C20H
El protocolo Modbus ASCII8que utiliza el PLC tiene la siguiente codificacin:
INICIO Direccin Funcin Dato LCR CRLF
: 2 2 . 2 2
Funciones que puede realizar esta trama:
01/02 Lee Entradas/salidas tipo bit
03/04 Lee Entradas/salidas tipo palabra registro05 Forza Entradas/salidas tipo bit
06 Prefije palabra registro simple
16 Prefije palabra de registro mltiple
5.5.1 Interfase PLC - PC
7Ladder + Basic Trilogic manual Pg. # 11-258T100MD+ Manual Super Programble Controllers Pg. # 5-1
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La interfase que se utiliza para comunicacin con el PLC y la PC es serial RS 232C.
El puerto serial debe estar configurado con los siguientes valores:
Bits por minuto: 38400 Bits de datos: 8
Paridad: ninguna
Bits de parada: 1
Control de flujo: ninguno
5.5.2 CONFIGURACIN DE LOS I/O SERVER.
Para comunicarse con el PLC Trilogic T100MD+ se debe instalar el I/O Server
Modbus de Modicon.
5.5.3 CONFIGURACIN DEL I/O SERVER.
Una vez ejecutado el I/O Server se presenta la siguiente Pantalla N. 5.36
Figura N. 5.36
Para configurar el I/O server se realizan los siguientes pasos:
1. En el men configuracin, se dirige a Configurara el Puerto Com (com port
setings) se presenta la siguiente Pantalla N. 5.37, en esta pantalla se configura el
puerto, ingresando los valores de bits por segundo, paridad, bits de parada, bits de
datos, y el protocolo a utilizar, pueden ser Protocolo ASCII o RTU.
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Figura N. 5.37 Configuracin del puerto Com
2. En el men configuracin, escogemos definicin de tpicos (Topic definition)
presentndose la siguiente Pantalla N. 5.38, donde se define el nombre a enlazar
este I/O Server con Intouch, se da en clic en nuevo.
Figura N. 5.38 Topic definition
3. Una vez dado clic en nuevo o en modificar si existe ya configurado el Topic se
presenta la siguiente Pantalla N. 5.39, se procede a definir los siguientes puntos:
Tepic Name: ingresamos el nombre del Topic este puede ser el del
protocolo que se utiliza ejemplo: modbus.
Com Port: escogemos el puerto que se va utilizar Com 1.
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Slave ID: indicamos el nmero de esclavo de PLC que se va utilizar.
Block I/O size: se define el tamao del bloque de salida del protocoloejemplo: se define el valor mximo de 96 datos.
Figura N. 5.39 Modbus Topic definition
Una vez definidos el topic aceptamos, luego se configura el acceso Name dentro del
Intouch, hacemos un clic en el men special, Access Name se presenta la siguiente
Pantalla N. 5.40 en esta pantalla creamos o modificamos el acceso a la
comunicacin.
Figura N. 5.40 Access Name
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Al dar un clic en aadir o modificar se presenta la Pantalla N. 5. en esta se define el
protocolo anteriormente configurado, definimos el nombre del acceso, el nombre de
la aplicacin y el nombre del topic, tal como se muestra en la Pantalla N. 5.41.
Figura N. 5.41 Modify Access Name
Por ultimo en lazamos cada TagName que se necesite comunicar con el PLC, para
esto damos clic en el men spacial, Tagname Dictionary, se presenta la siguiente
Pantalla N. 5.42, en esta escogemos el tipo de variable de entrada y salida.
Figura N. 5.42 pantalla Tagname
Se asigna la variable como entrada o salida del PLC mediante el item poniendo el
espacio de memoria que utiliza esa entrada o salida en el PLC tal como se muestra en
la Pantalla N. 5.43.
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Figura N. 5.42 pantalla Tagname activado enlace de comunicacin.
5.5.4 MEDIO FSICO
El cable utilizado para la comunicacin esta elaborado de acuerdo a las normas RS
232.
5.6 CONTROL DE TEMPERATURA
Para controlar el micro clima en los silos se debe cumplir las siguientes condiciones:
1. el PLC servira para monitorear la temperatura de lo silos y actuara segn como lo
indique el sistema Scada (PID).
2. Un control PID de la temperatura con salida tipo ON/OFF.
3. El Set Point depender del promedio del rango de variacin de la temperatura del
grano almacenado.
4. si la temperatura ambiente es mayor que el Set Point se trabajar como el nuevo
Set Point siendo la temperatura ambiente.
Mediante un Flujograma N. 5.2, se describe el funcionamiento del control del micro
clima en los silos, a continuacin explicaremos el diagrama de flujo:
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Para controlar el micro clima en el silo se ha programado en Labview la
funcin PID con salida tipo On/Off para el control del encendido/apagado del
vestidor extractor, mediante el monitoreo de la temperatura en los silos. La CONDICIN 1 nos permite verificar si la temperatura programada en el
Set Point es igual a la temperatura ambiente podremos trabajar con ella caso
contrario se trabajara con la temperatura ambiente siempre no sobrepase la
temperatura mxima del grano almacenado.
Con los datos del Set Point y la variable monitoreada se ingresa al control
PID, el cual nos entrega salida ON/Off proporcional de acuerdo al
comportamiento de la variable. Si la CONDICIN 2 esta condicin es de respaldo, en caso el control PID de
la temperatura no lo pueda controlar a la variable, esta enciende el ventilador
inyector de aire.
Fin del procedimiento.
MICRO CLIMA
INICIO
SI
SI
SI
NO
NO
NO
CONDICIN 1:
TEMP PROGRAMADA >= TEMP AMBIENTE
CONDICIN 2SI TEMP DE LOS SILOS > SET POINT +2
ADQUISICIN DEDATOS
PID (SALIDATIPO ON/OFF)
VENTILADOREXTRACTOR (ON)
CONDICIN 2
CONDICIN 1SET POINT =
TEMP AMBIENTE
VENTILADORINYECTOR (ON)
END
Flujograma N. 5.2 Control de la Temperatura en el silo
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5.7 DOSIFICACIN.
Para entender de mejor maneja el funcionamiento del dosificador mediante unFlujograma N. 5.3 a continuacin explicaremos el diagrama de flujo:
Si el sistema indica el comienzo a dosificar o a realizar la mezcla del
producto activa inicio.
Si la CONDICIN DOSI 1 pregunta con que Silo desea comenzar a
dosificar, que cantidad, esta condicin viene del sistema.
Si es el Silo A se carga la cantidad a pesar.
Luego abre la vlvula y comienza a caer el grano.
Verificamos la cantidad que viene adjunta a la condicin 1 si es falso
realimenta este circuito verificando constantemente.
Si es falso cierra la vlvula.
Pasa de la bscula de pesaje hacia el mezclador.
Esto se repite para el Silo B.
Si ya ingresaron los dos granos pasa a mezclar o caso contrario se regresa a
condicin 1.
Por ultimo despus de la mezcla sale el producto listo.
Fin del procedimiento.
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DOSIFICACIN
INICIO
CONDICINDOSI 1
FIN
CONDICIN DOSI 1:ESCOJA EL SILO A PESAR
ABRIR VALVULA
SILO ACANDIDAD gr.
VERIFICARCONDICIN 1
SILO BSILO A
ABRIR VALVULA
SILO ACANDIDAD gr.
VERIFICARCONDICIN 1
MEZCLADOR
INGRESO ELGRANO
SISI
SI
NONO
NO
SALIDA DELPRODUCTO
Flujograma N. 5.3 Dosificacin
5.8 SIMULACIN DEL PROCESO
La simulacin del proceso es una forma de representar el funcionamiento del sistema
sin tener desarrollado el prototipo y sin la necesidad de programar el PLC.
El desarrollo del mismo se encuentra identificado al inicio del Captulo actual el cual
se explica en cada uno de sus procesos.
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5.8.1 ELABORACIN DE LAS ETAPAS DE CONTROL CLIMTICO Y
DOSIFICACIN.
Al igual que la etapa anterior se desarrolla sin necesidad de tener el prototipo y la
programacin del PLC, la cual controlar el clima y la dosificacin de los productos.
Programacin de la Simulacin del Control Climtico
IF CONT_TEMP_1 == 360 THEN
CONT_TEMP_1 = 0;
ELSE
CONT_TEMP_1 = CONT_TEMP_1 + 1;
ENDIF;
IF AUTO_TEMP == 1 THEN
TEMPERATURA_SILO_1 = Abs( 50*Sin( CONT_TEMP_1 ) );
TEMPERATURA_SILO_2 = Abs( 50*Cos( CONT_TEMP_1) );
TEMPERATURA_AMBIENTE = Abs( 50*Tan( CONT_TEMP_1 ));
ENDIF;
Programacin de la Simulacin de la dosificacin.
IF SALIDA_BASCULA1 == 1 THEN
IF DOSI_CONT== 500 THEN
DOSI_CONT = 500;
SALIDA_BASCULA = 0;
SALIDA_BASCULA1 = 0;
ELSE
DOSI_CONT=DOSI_CONT+1;
ENDIF;
ENDIF;
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IF SILO_CONT >= 300 AND FLECHA == 1 THEN
IF ingreso_silo_a == 0 THEN
silo1 = silo1;ELSE
ingreso_silo_a = ingreso_silo_a - 1;
silo1 = silo1 + 1;
ENDIF;
ENDIF;
IF SILO_CONT >= 300 AND FLECHA_B == 1 THEN
IF ingreso_silo_b == 0 THEN
silo2 = silo2;
ELSE
ingreso_silo_b = ingreso_silo_b - 1;
silo2= silo2 + 1;
ENDIF;
ENDIF;
IF silo1 > 0 AND silo2 > 0 AND SALIDA_BASCULA == 0 THEN
BASCULA = PROD_SILO1 + PROD_SILO2;
ELSE
IF silo1 == 1 THEN
Show "MENSAJE DOSIFICACION";
error_dosificacion = "SILO 1 VACIO" ;
ENDIF;
IF silo2 == 1 THEN
Show "MENSAJE DOSIFICACION";
error_dosificacion = "SILO 2 VACIO" ;
ENDIF;
ENDIF;