Memoria Banco de Pruebas Edgar
151
INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO “CARLOS CISNEROS” ESCUELA DE ELECTRÒNICA MEMORIA DE TRABAJO DE GRADO BANCO DE PRUEBAS PARA SENSORES Y ACTUADORES CONTROLADOS POR PLC SIEMENS S7 200 PROGRAMADO POR PC AUTORES: DARÍO FERNANDO MEJÍA LARA JORGE ANDRÉS VINUEZA OÑATE EDGAR FABIÁN SUÁREZ MONTERO ASESORER: Dr. Hector Barriga 0
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Descripción de banco de pruebas con actuadores eléctricos.
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INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO “CARLOS CISNEROS”
ESCUELA DE ELECTRÒNICA
MEMORIA DE TRABAJO DE GRADO
BANCO DE PRUEBAS PARA SENSORES Y
ACTUADORES CONTROLADOS POR PLC SIEMENS S7
200 PROGRAMADO POR PC
AUTORES:
DARÍO FERNANDO MEJÍA LARAJORGE ANDRÉS VINUEZA OÑATE
EDGAR FABIÁN SUÁREZ MONTERO
ASESORER:Dr. Hector Barriga
Riobamba – Ecuador
2011
0
INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO“CARLOS CISNEROS”
ESCUELA DE ELECTRÓNICA
CERTIFICACIÓN
CERTIFICO, que el trabajo final de graduación titulado “Banco de pruebas para
sensores y actuadores controlados por plc siemens s7 200 programado por pc“, cuyos
autores son Mejía Lara Darío Fernando, Suárez Montero Edgar Fabián, Vinueza Oñate
Jorge Andrés, ha sido revisado en forma minuciosa y en el mismo constan todos los
aspectos contemplados en el proyecto y normas que el Instituto establece para el efecto,
por lo tanto AUTORIZO su presentación para que se dé el trámite respectivo.
Riobamba,
Dr. Héctor BarrigaASESOR DEL PROYECTO
1
DEDICATORIA
Este trabajo se lo dedico a mi familia que me han apoyado en todos mis estudios, a mi mama que me ha sabido guiar y enseñar en toda mi vida, a mi padre que me mira desde el cielo, y a mis hermanos que me han enseñado que la vida es dura pero hay que luchar para suavizarla, y por eso seguiré luchando hasta conseguir mis metas. Edwin G Freire V.
El presente trabajo está dedicado a la memoria de mi padre que con su apoyo incondicional dejo inculcado valores de fortaleza y pasión por la vida hoy desde el cielo terminare y cumpliré la promesa de ser un aporte en el desarrollo de este país, también dedico el trabajo a toda mi familia que está conmigo en todo momento en especial a mi madre que me guía en todo momento y está pendiente de no dar un paso en falso.
Edgar G. Macas G.
2
3
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a Dios por la vida que nos ha
dado, y la fortaleza que nos dio para superar
las adversidades y llegar a culminar nuestra
carrera.
Nuestro más grande agradecimiento a las
personas y profesores que nos apoyaron en
nuestra vida estudiantil, ya que a mas de ser
nuestros maestros también fueron nuestros
amigos y nos enseñaron que lo más
importante no es ser inteligente, sino tener
sabiduría para razonar y entender los
problemas cotidianos, y que por mas difícil
que lo sean, tienen solución.
Y muestro mayor agradecimiento al Dr.
Mauro Vallejo, ya que con sus enseñanzas el
nos ha ayudado a desarrollar este proyecto y
solucionar los problemas que hemos tenido.
Edgar Macas
Edwin Freire
INDICE
CERTIFICACIÓN..............................................................................................................................1
DEDICATORIA..................................................................................................................................2
AGRADECIMIENTO..................................................................................................................3
INDICE...............................................................................................................................................4
RESUMEN.........................................................................................................................................6
CAPITULO I......................................................................................................................................9
1) GENERALIDADES.......................................................................................................................9
1.1) INTRODUCCIÓN................................................................................................................9
1.2) TEMA..................................................................................................................................10
1.3) PROBLEMA..................................................................................................................10
1.4) ANTECEDENTES.............................................................................................................10
1.5 ) JUSTIFICACIÓN......................................................................................................11
1.6) OBJETIVOS GENERALES........................................................................................12
1.7) OBJETIVOS ESPECÍFICOS......................................................................................12
CAPITULO II...................................................................................................................................13
2) MARCO TEORICO................................................................................................................13
2.1 AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL......................................................................................13
2.1.1 INTRODUCCIÓN.............................................................................................................13
2.1.2 QUE ES LA AUTOMATIZACIÓN?..............................................................................13
2.1.3 LA AUTOMATIZACIÓN EN LA INDUSTRIA...........................................................14
2.1.4 LA AUTOMATIZACIÓN Y LA SOCIEDAD MUNDIAL..........................................14
2.1.5 EMPLEO...........................................................................................................................14
2.1.6 COMIENZOS DE LA AUTOMATIZACIÓN...............................................................14
2.2 CONTROL INDUSTRIAL.................................................................................................15
2.2.1 INTRODUCCIÓN............................................................................................................15
2.2.2 QUE ES CONTROL INDUSTRIAL?.........................................................................16
2.2.3 FUNCION DEL CONTROL AUTOMATICO..........................................................16
2.2.4 CLASIFICACIÓN DE LOS SITEMAS DE CONTROL..........................................17
2.2.5 EL LAZO REALIMENTADO....................................................................................18
2.2.6 EL ACTUADOR FINAL..............................................................................................19
2.2.7 EL PROCESO...............................................................................................................19
2.2.8 EL CONTROL AUTOMÁTICO.................................................................................19
2.2.9 EL CONTROL AUTOMÁTICO INDUSTRIAL.......................................................21
2.2.10 SISTEMAS DE CONTROL....................................................................................22
2.2.11 CONTROLANDO EL PROCESO..........................................................................24
2.2.12 SELECCIÓN DE LA ACCIÓN DEL CONTROLADOR....................................25
2.2.13 VARIACIONES........................................................................................................26
2.2.14 CARACTERISTICAS DEL PROCESO Y CONTROLABILIDAD...................26
2.2.15 TIPOS DE RESPUESTAS DE CONTROLADOR...............................................27
2.2.16 EL CONTROL SI/NO..............................................................................................28
2.2.17 ACCIÓN PROPORCIONAL..................................................................................29
2.2.18 ACCIÓN INTEGRAL (RESET).............................................................................31
2.2.19 ACCIÓN DERIVATIVA.........................................................................................33
2.3 PROGRAMA LABVIEW.........................................................................................................35
2.3.1 INTRODUCCIÓN............................................................................................................35
2.3.2 QUE ES LABVIEW?.......................................................................................................35
2.3.3 APLICACIONES CON EL SOFTWARE LABVIEW?............................................36
2.3.4 REQUERIMIENTOS BÁSICOS PARA INSTALAR LABVIEW?........................36
2.3.5 PROGRAMACIÓN GRAFICA CON LABVIEW?..................................................36
2.3.6 ENTORNO DE LABVIEW..........................................................................................37
2.3.7 QUE ES LA PROGRAMACIÓN GRAFICA?.........................................................38
2.3.8 MANEJO DE DATOS EN UN VI...............................................................................38
2.3.9 MATRICES...................................................................................................................39
2.3.10 ENTORNO DE LABVIEW.....................................................................................40
2.3.11 AÑADIENDO UN CONTROL AL PANEL FRONTAL......................................42
2.4 INSTRUMENTACIÓN VIRTUAL....................................................................................45
2.4.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................45
2.4.2 ENTORNO INDUSTRIAL..........................................................................................46
2.4.3 ENTORNO DE LABORATORIO..............................................................................46
2.4.4 EL SOFTWARE...........................................................................................................47
2.4.5 PROGRAMACION BASICA......................................................................................48
2.5 SIMULACION DE CIRCUITOS DE POTENCIA Y SOFTWARE CADESIMU............49
2.5.1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................49
2.5.2 QUE ES UN SIMULADOR?.........................................................................................50
2.5.3 QUE ES SOFWARE DE SIMULACION CADESIMU?..........................................51
3.1 SIMULACIÓN DE CIRCUITOS DE POTENCIA POR MEDIO DEL PROGRAMA
CADESIMU Y APLIACIÓN DE LOS SIMULADORES EN LA ACTUALIDAD.......................53
3.1.1 TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE.....................................54
3.1.1.1 TIPOS DE SIMULADORES...................................................................................54
3.1.1.1.1 SOTWARE CIRCUIT MAKER.........................................................................54
3.1.1.1.2 SOTWARE PROTEUS........................................................................................54
3.1.1.1.3 SOTWARE MULTISIM.....................................................................................55
3.1.1.1.4 SOTWARE WORKBENCH...............................................................................55
3.1.1.1.5 IMPORTANCIA DE LOS SIMULADORES ELECTRÓNICOS...................56
3.1.1.1.6 REQUERIMIENTOS DEL PROGRAMA CADESIMU.................................57
3.2 CONTROL AUTOMATIZADO POR PC, TARJETA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
NACIONAL INSTRUMENTS NI USB-6009 Y SOFTWARE LABVIEW DEL PUESTO DE
TRABAJO NO: 1 DEL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA DEL ITES
CARLOS CISNEROS......................................................................................................................67
3.2.1 Instalando tarjeta USB 6009.............................................................................................68
3.2.2 COMPROBANDO LA INSTALACIÓN ADECUADA DE LA DAQ USB 6009.......70
3.2.3 EJERCICIO PRÁCTICO DAQ 6009.............................................................................73
RESUMEN
Este proyecto fue ideado por la falta y necesidad de un banco de pruebas
para sensores y actuadores controlados por el plc S7200 programado por pc.
Dicho proyecto nos ayudara para el conocimiento de los procesos
industriales en forma práctica, ya que la mayoría del empresas manejan el
control de procesos con este método, con esto podemos ayudar a un mejor
aprendizaje de alumnos.
Sabiendo que la tecnología no se detiene y avanza de la mano con los
nuevos modelos de seguridad y control, es por eso que con nuestro proyecto
esperamos ayudar en el aprendizaje de la automatización industrial.
En este proyecto usaremos una computadora como interfaz para
comunicarnos con el Plc con lo cual se podrá controlar todos los
componentes del banco de pruebas para realizar varias simulaciones del
proceso industrial en escala obteniendo el máximo de provecho al proyecto.
SUMMARY
This project was devised by the lack and necessity of a bank of tests for
sensors and actuadores controlled by the plc S7200 programmed by pc.
This project helped us for the knowledge of the industrial processes in form
practice, since most of the companies manage the control of processes with
this method, therewith we can help to a better learning of students.
Knowing that the technology doesn't stop and it advances of the hand with
the new safe-deposit models and control, it is for that reason that with our
project we hope to help in the learning of the industrial automation.
In this project we will use a computer like interface to communicate with
the Plc with that which one will be able to control all the components of the
bank of tests to carry out several simulations of the industrial process in
scale obtaining the maximum of profit to the project.
CAPITULO I
1) GENERALIDADES
1.1) INTRODUCCIÓN
El proyecto que detallamos a continuación está relacionado en su totalidad en la
importancia para los estudiantes que desean aprender sobre el control
computarizado el cual también lleva el nombre de automatización, ya que en el
tiempo actual los operarios ya no manejan manualmente las maquinas y
herramientas, estas son manejadas a través de paneles de control o Pc`s
comunicados con plcs que facilitan el control de procesos y a su vez dan más
seguridad al operario y a la producción, ya que en caso de un accidente el operario
puede parar el proceso en una maquina desde su puesto de trabajo sin la necesidad
de movilizarse hacia ella, evitando que se dañe la producción o un accidente de
trabajo con consecuencias nefastas.
Al interactuar con la automatización tendremos una visión mucho más amplia de
lo que puede ayudar a una empresa ya que se va a dar un proceso de mecanizado
de las actividades industriales para reducir el tiempo de proceso, simplificar el
trabajo para que las maquinas realicen las operaciones de manera automática; lo
cual nos da un proceso más rápido y eficiente.
Al darse una mayor eficiencia en el sector de maquinaria, se logrará que la
empresa disminuya la producción defectuosa, lo cual aumenta la calidad en los
productos que se logra mediante la exactitud de las maquinas automatizadas. Todo
esto ayudará que la empresa mediante la utilización de inversiones tecnológicas
aumente toda su competitividad en un porcentaje considerable con respecto a toda
su competencia, pero al quedarse fuera de las innovaciones, la empresa puede
sufrir el riesgo de un retraso en la eficiencia y competitividad.
1.2) TEMA
“BANCO DE PRUEBAS PARA SENSORES Y ACTUADORES
CONTROLADOS POR PLC SIEMENS S7 200 PROGRAMADO POR PC”
1.3) PROBLEMA
Debido al crecimiento agigantado de los diferentes sistemas de control y al no
contar con el material adecuado en el laboratorio de Control Computarizado,
estamos en la obligación de crear un banco de pruebas para sensores y actuadores
para el buen aprendizaje del estudiante, con la finalidad de familiarizarlos con los
diferentes dispositivos que se utilizara en la vida profesional.
Las automatizaciones y el control de procesos se basan en circuitos inteligentes
controlados por computadoras o PLC`S por eso en el Instituto Tecnológico
Superior “Carlos Cisneros” uno de los mejores de la Provincia y del país necesita
que sus nuevos y futuros estudiantes conozcan sobre como programar, utilizar y
puedan ver su funcionamiento no solo en forma teórica sino también en forma
práctica, ya que en las empresas se maneja estos mismos controles, con lo cual los
procesos se llevan a cabo de forma automatizada.
Con este proyecto los estudiantes podrán manejar y simular los circuitos de
control de forma segura y además enriquecer sus conocimientos acerca de los
procesos industriales automatizados, teniendo así una mejor adaptabilidad al
puesto de trabajo e incluso un mejor manejo de herramientas informáticas.
¿Se podría controlar programar de forma automática el puesto de trabajo del
laboratorio de control computarizado a través del PLC controlado por PC y a la
vez poder simular estos circuitos en la PC?
1.4) ANTECEDENTES
Podemos decir que la automatización surgió por la necesidad de mejorar los
tiempos de producción, realizar trabajos hasta cierto punto tediosos para el
hombre como, trabajos repetitivos, esfuerzos físicos, los cuales daban como
resultado; efectos negativos para la salud de los empleados, falta de calidad en los
productos, perdida de materia prima, etc.
La automatización industrial ha tenido una gran funcionalidad dentro de procesos
de producción masiva, por la facilidad de contar con diferentes tipos de sensores
y actuadores eléctricos y electrónicos, que realizan trabajos más precisos y
complejos en lapsos cortos de tiempo, lo cual favorece a un trabajo efectivo
dentro de la industria.
Lo relevante del tema es que se acerca a la realidad del momento. Los diferentes
tipos de automatización que se han ingeniado son pensados en base a su
productividad.
Hace algunos años atrás conocimos los autómatas programables que fue una de
las primeras formas diferentes de automatizar, pero su velocidad de comunicación
era demasiada lenta lo cual provocaba errores, además su consumo de energía era
demasiado alto, su estructura física era desastrosa la cual llenaba los espacios en
los cuartos de control de forma exagerada,
Con el pasar de los años y el avance tecnológico en crecimiento, se ha creado uno
de los mejores dispositivos, el que es capaz de realizar diferentes procesos de
manera instantánea, llamado PLC, el cual tiene una forma amigable y fácil de
programar, que nos ayuda a crear y solucionar los problemas que se nos presentan
a diario.
Las ventajas que nos brinda el PLC son grandes, por el fácil acople de los
distintos dispositivos que se quieren controlar, su fácil programación, en el caso
de los PLC su lenguaje de programación es universal, es decir todas las personas
que tengan un conocimiento básico de lo que son funciones BDF, (función de
diagramas booleano) o LADDER (programación de tipo escalera), están aptas
para programar.
Sin duda el PLC se convirtió en un dispositivo electrónico valioso dentro de la
industria, es muy versátil y sus aplicaciones son infinitas, desde controlar un
simple encendido de cualquier actuador hasta llevar una empresa a su
funcionamiento total.
1.5) JUSTIFICACIÓN
El sistema de automatización de procesos mediante PLC, ha revolucionado de
una manera muy enfática la industria, tanto así, que ha permitido reducir no solo
el espacio físico que ocupa el controlar un sistema de procesos, sino también
reducir el número de operadores que desempeñan diferentes actividades dentro
de un automatismo.
El presente proyecto de tesis está elaborado para uso principal del INSTITUTO
SUPERIOR TECNOLÓGICO CARLOS CISNEROS, principalmente para las
generaciones futuras de la escuela de Electrónica Industrial que se verán
beneficiadas al contar con un banco de pruebas para sensores y actuadores que
pueda semejarse a un campo ocupacional real. Al utilizar elementos que
encontramos en la industria que están presentes en este proyecto de tesis.
Nos familiarizaremos con estos dispositivos y elementos autómatas que ayudarán
a un mejor entendimiento y ejecución de un proceso automatizado que hoy en día
forma parte primordial de la evolución industrial.
Básicamente el banco de pruebas para sensores y actuadores, va a procesar la
información que se transferirá del computador, esta programación la ejecutara el
PLC, obteniendo los múltiples estados para su correcto funcionamiento mediante
los dispositivos que se encuentran en interacción.
Al acceder a este banco se va a observar varias formas de conectar o ensamblar
aplicaciones controladas por el PLC, ya que en el banco práctico para sensores y
actuadores, sus conexiones se podrán retirar o acoplar, sin presentar ningún tipo
de inconveniente al adecuado funcionamiento de la práctica. Además de
interpretar un manejo adecuado del control de procesos mediante este banco,
también es posible interconectarlo con accesorios complementarios y otros
periféricos de salida tales como motores, contactores, temporizadores, etc. Que
existen en el laboratorio de control computarizado; para, visualizar el correcto
funcionamiento del PLC y su programación.
1.6) OBJETIVOS GENERALES
Desarrollar un banco de pruebas para sensores y actuadores controlado
por PLC siemens s7-200 y programado por PC para ser utilizado en el
laboratorio de Control Computarizado
1.7) OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer los diferentes dispositivos de entrada y salida que podrán
interactuar con un PLC para un proceso sistemático.
Identificar parámetros y características técnicas de los elementos
conformantes del banco práctico.
Realizar prácticas de Simulación en los dispositivos de entrada, salida
y conocer el funcionamiento de cada uno de ellos.
Estructurar y crear sistemas con procesos de producción a pequeña
escala.
Enriquecer el conocimiento sobre el lenguaje de programación.
CAPITULO II
2) MARCO TEORICO
2.1 CONTROL AUTOMATICO
2.1.1 INTRODUCCIÓN
El control automático de procesos es parte del progreso industrial desarrollado
durante lo que ahora se conoce como la segunda revolución industrial. El uso
intensivo de la ciencia de control automático es producto de una evolución que es
consecuencia del uso difundido de las técnicas de medición y control .Su estudio
intensivo ha contribuido al reconocimiento universal de sus ventajas.
El control automático de procesos se usa fundamentalmente porque reduce el
costo de los procesos industriales, lo que compensa con creces la inversión en
equipo de control. Además hay muchas ganancias intangibles, como por ejemplo
la eliminación de mano de obra pasiva, la cual provoca una demanda equivalente
de trabajo especializado. La eliminación de errores es otra contribución positiva
del uso del control automático.
El principio del control automático o sea el empleo de una realimentación o
medición para accionar un mecanismo de control, es muy simple. El mismo
principio del control automático se usa en diversos campos, como control de
procesos químicos y del petróleo, control de hornos en la fabricación del acero,
control de máquinas herramientas, y en el control y trayectoria de un proyectil.
El uso de las computadoras analógicas y digitales ha posibilitado la aplicación de
ideas de control automático a sistemas físicos que hace apenas pocos años eran
imposibles de analizar o controlar.
Es necesaria la comprensión del principio del control automático en la ingeniería
moderna, por ser su uso tan común como el uso de los principios de electricidad o
termodinámica, siendo por lo tanto, una parte de primordial importancia dentro de
la esfera del conocimiento de ingeniería. También son tema de estudio los
aparatos para control automático, los cuales emplean el principio de
realimentación para mejorar su funcionamiento.
2.1.2 ¿QUE ES CONTROL AUTOMATICO?
El control automático es el mantenimiento de un valor deseado dentro de una
cantidad o condición, midiendo el valor existente, comparándolo con el valor
deseado, y utilizando la diferencia para proceder a reducirla. En consecuencia, el
control automático exige un lazo cerrado de acción y reacción que funcione sin
intervención humana.
El elemento más importante de cualquier sistema de control automático es lazo de
control realimentado básico. El concepto de la realimentación no es nuevo, el
primer lazo de realimentación fue usado en 1774 por James Watt para el control
de la velocidad de cualquier máquina de vapor.
A pesar de conocerse el concepto del funcionamiento, los lazos se desarrollaron
lentamente hasta que los primeros sistemas de transmisión neumática comenzaron
a volverse comunes en los años 1940s, los años pasados han visto un extenso
estudio y desarrollo en la teoría y aplicación de los lazos realimentados de control.
En la actualidad los lazos de control son un elemento esencial para la manufactura
económica y prospera de virtualmente cualquier producto, desde el acero hasta los
productos alimenticios.
A pesar de todo, este lazo de control que es tan importante para la industria está
basado en algunos principios fácilmente entendibles y fáciles. Este artículo trata
éste lazo de control, sus elementos básicos, y los principios básicos de su
aplicación.
2.1.3 FUNCION DEL CONTROL AUTOMATICO
La idea básica de lazo realimentado de control es mas fácilmente entendida
imaginando qué es lo que un operador tendría que hacer si el control automático
no existiera.
Figura 1.
La figura 1 muestra una aplicación común del control automático encontrada en
muchas plantas industriales, un intercambiador de calor que usa calor para
calentar agua fría. En operación manual, la cantidad de vapor que ingresa al
intercambiador de calor depende de la presión de aire hacia la válvula que regula
el paso de vapor. Para controlar la temperatura manualmente, el operador
observaría la temperatura indicada, y al compararla con el valor de temperatura
deseado, abriría o cerraría la válvula para admitir más o menos vapor.
Cuando la temperatura ha alcanzado el valor deseado, el operador simplemente
mantendría esa regulación en la válvula para mantener la temperatura constante.
Bajo el control automático, el controlador de temperatura lleva a cabo la misma
función. La señal de medición hacia el controlador desde el transmisor de
temperatura (o sea el sensor que mide la temperatura) es continuamente
comparada con el valor de consigna (set-point en Inglés) ingresado al controlador.
Basándose en una comparación de señales, el controlador automático puede decir
si la señal de medición está por arriba o por debajo del valor de consigna y mueve
la válvula de acuerdo a ésta diferencia hasta que la medición (temperatura )
alcance su valor final.
2.1.4 EL CONTROL AUTOMÁTICO
El último elemento del lazo es el controlador automático, su trabajo es controlar la
medición. “Controlar” significa mantener la medición dentro de límites
aceptables. En éste artículo, los mecanismos dentro del controlador automático no
serán considerados. Por lo tanto, los principios a ser tratados pueden ser aplicados
igualmente tanto para los controladores neumáticos como para los electrónicos y a
controladores de todos los fabricantes. Todos los controladores automáticos usan
las mismas respuestas generales, a pesar de que los mecanismos internos y las
definiciones dadas para estas respuestas pueden ser ligeramente diferentes de un
fabricante al otro.
Un concepto básico es que para que el control realimentado automático exista, es
que el lazo de realimentación esté cerrado. Esto significa que la información debe
ser continuamente transmitida dentro del lazo. El controlador debe poder mover a
la válvula, la válvula debe poder afectar a la medición, y la señal de medición
debe ser reportada al controlador. Si la conexión se rompe en cualquier punto, se
dice que el lazo está abierto. Tan pronto como el lazo se abre, como ejemplo,
cuando el controlador automático es colocado en modo manual, la unidad
automática del controlador queda imposibilitada de mover la válvula. Así las
señales desde el controlador en respuesta a las condiciones cambiantes de la
medición no afectan a la válvula y el control automático no existe.
Control automático en la industria. Un poco de historia, aspectos generales.
La aplicación del principio de realimentación tiene sus comienzos en máquinas e
instrumentos muy sencillos, algunos de los cuales se remontan a 2000 años atrás.
El aparato más primitivo que emplea el principio de control por realimentación
fue desarrollado por un griego llamado Ktsibios aproximadamente 300 años A.C.
Se trataba de un reloj de agua como el mostrado en la figura el cual medía el
pasaje del tiempo por medio de un pequeño chorro de agua que fluía a velocidad
constante dentro de un recipiente. El mismo poseía un flotante que subía a medida
que el tiempo transcurría. Ktsibios resolvió el problema del mantenimiento del
caudal constante de agua inventando un aparato semejante al usado en los
carburadores de los motores modernos. Entre el suministro de agua y el tanque
colector había una regulación de caudal de agua por medio de una válvula flotante
que mantenía el nivel constante. Si el nivel se elevaba (como resultado de un
incremento en la presión de suministro por ejemplo), el flotante se elevaba
restringiendo el caudal de agua en el recipiente regulador hasta que el flotante
volvía al nivel específico.
Figura 2.
En el siglo IX el regulador de nivel a flotante es reinventado en Arabia. En este
caso se usaba para mantener el nivel constante en los bebederos de agua. En el
siglo XVI, en Inglaterra se usaba el principio de realimentación para mantener
automáticamente las paletas de los molinos de viento en una posición normal a la
dirección del viento. En el siglo XVII, en Inglaterra se inventaba el termostato que
se aplicaba para mantener la temperatura constante de una incubadora.
2.1.5 EL CONTROL AUTOMÁTICO INDUSTRIAL
El primer uso del control automático en la industria parece haber sido el regulador
centrífugo de la máquina de vapor de Watt en el año 1775 aproximadamente. Este
aparato fue utilizado para regular la velocidad de la máquina manipulando el
caudal de vapor por medio de una válvula. Por lo tanto, están presentes todos los
elementos de realimentación. Aún cuando el principio de control por
realimentación desde muchos años en la antigüedad, su estudio teórico aparece
muy tarde en el desarrollo de la tecnología y la ciencia.
El primer análisis de control automático es la explicación matemática del
regulador centrífugo por James Clerk Maxwell en 1868. Más tarde la técnica del
regulador se adjudicó a otras máquinas y turbinas y a principio del siglo XX
comenzó la aplicación de reguladores y servomecanismos en reguladores de
energía térmica al gobierno de buques. La primera teoría general sobre control
automático, pertenece a Nyquist en el famoso artículo “Teoría de la regeneración
“. Este estudio sentó las bases para la determinación de la estabilidad de sistemas
sin necesidad de resolver totalmente las ecuaciones diferenciales. Otros
desarrollos en servomecanismos y amplificadores eléctricos dieron origen a
muchas técnicas de frecuencia y lugar geométrico que se usan hoy en día. Las
aplicaciones generales al control de procesos no comenzaron hasta la década del
’30. Las técnicas de control se consagraron rápidamente, tal es así que ya en los
años ’40 funcionaban redes de control relativamente complejas.
En casi todas las fases de procesos industriales se utilizan aparatos de control
automático. Se usan corrientemente en:
1. Industrias de procesamiento como la del petróleo, química, acero, energía
y alimentación para el control de la temperatura, presión, caudal y
variables similares.
2. Manufactura de artículos como repuestos o partes de automóviles,
heladeras y radio, para el control del ensamble, producción, tratamiento
térmico y operaciones similares.
3. Sistemas de transporte, como ferrocarriles, aviones, proyectiles y buques.
4. Máquinas herramientas, compresores y bombas, máquinas generadoras de
energía eléctrica para el control de posición, velocidad y potencia.
Algunas de las muchas ventajas del control automático, ya muy difundido, son las
siguientes:
Aumento en la cantidad o número de productos.
Mejora de la calidad de los productos.
Economía de materiales.
Economía de energía o potencia.
Economía de equipos industriales.
Reducción de inversión en mano de obra en tareas no especializadas.
Estos factores generalmente contribuyen a aumentar la productividad. La difusión
de la aplicación del control automático en la industria ha creado la necesidad de
elevar el nivel de la educación de un sector de obreros semi-especializados,
capacitándolos para desempeñar tareas de mayor responsabilidad, el manejo y
mantenimiento de equipos e instrumentos de control.
Estudio de la teoría de comunicación e información.
Estudio de la teoría de control y realimentación.
Las leyes importantes de comunicación y control tratan de la información
concerniente al estado y comportamiento de los sistemas y no se ocupan de la
energía o de la transferencia de energía dentro del sistema. El uso de la energía es
del orden secundario para el propósito principal de control o comunicación.
La teoría de la comunicación e información se basa en el concepto de que todas
las ideas pueden expresarse en mensajes traducibles al lenguaje común. La
cantidad de información puede ser definida y por lo tanto se puede medir, y en
consecuencia, se puede enunciar que gobierna la transmisión de la información.
La tecnología de la medición, telemetría, televisión, estructura del lenguaje,
sistemas numéricos y computación automática, emplean las ideas básicas de
información y manejo y procesamiento de datos.
El campo del control automático desde el punto de vista práctico se puede dividir
en tres secciones:
Control de procesos que involucran cambios químicos y de estado.
Control de manufactura que involucra cambio de forma.
Control de posición fundamentalmente, con niveles de potencia por
encima de unos pocos Watt.
2.1.6 SISTEMAS DE CONTROL
Definición de sistema:
Un “sistema” es un ordenamiento, conjunto o colección de cosas conectadas o
relacionadas de manera que constituyan un todo.
Un “sistema” es un ordenamiento, conjunto o colección de cosas
conectadas o relacionadas de manera que constituyan un todo.
Un “sistema” es un ordenamiento de componentes físicos conectados o
relacionados de manera que formen una unidad completa para que pueda
actuar como tal.
La palabra “control” generalmente se usa para designar “regulación”, dirección o
“comando”. Al combinar las definiciones anteriores se tiene:
Un sistema de control es un ordenamiento de componentes físicos conectados de
tal manera que el mismo pueda comandar, dirigir o regularse a sí mismo o a otro
sistema.
En el sentido más abstracto es posible considerar cada objeto físico como un
sistema de control. Cada cosa altera su medio ambiente de alguna manera, activa o
positivamente.
El caso de un espejo que dirige un haz de luz que incide sobre él puede
considerarse como un sistema elemental de control, que controla el haz de luz de
acuerdo con la relación “el ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia”.
En la ingeniería y en la ciencia se restringe el significado de sistemas de control al
aplicarlo a los sistemas cuya función principal es comandar, dirigir, regular
dinámica o activamente.
Figura 3.
El sistema ilustrado en la figura a la derecha, que consiste en un espejo pivoteado
en uno de sus extremos y que se puede mover hacia arriba o hacia abajo por
medio de un tornillo en el otro extremo, se denomina propiamente un sistema de
control. En ángulo de la luz reflejada se regula por medio del tornillo.
Ejemplos de sistemas de control.
Los sistemas de control abundan en el medio ambiente del hombre. Antes de
mostrar esto, se definirán los términos entrada y salida que ayudarán a identificar
o definir al sistema de control.
La entrada es el estímulo o la excitación que se aplica a un sistema de control
desde una fuente de energía externa, generalmente con el fin de producir de parte
del sistema de control, una respuesta especificada.
La salida es la respuesta obtenida del sistema de control. Puede no ser igual a la
respuesta especificada que la entrada implica. El objetivo del sistema de control
generalmente identifica a define la entrada y la salida. Dadas éstas es posible
determinar o definir la naturaleza de los componentes del sistema.
Los sistemas de control pueden tener más de una entrada o salida. Existen tres
tipos básicos de sistemas de control:
1. Sistemas de control hechos por el hombre.
2. Sistemas de control naturales, incluyendo sistemas biológicos.
3. Sistemas de control cuyos componentes están unos hechos por el hombre y
los otros son naturales.
Ejemplo 1.
Un conmutador eléctrico es un sistema de control (uno de los más rudimentarios)
hecho por el hombre, que controla al flujo de electricidad. Por definición, el
aparato o la persona que actúa sobre el conmutador no forma parte de este sistema
de control. La entrada la constituye la conmutación del dispositivo tanto hacia el
estado de conducción como hacia el de corte. La salida la constituye la presencia o
ausencia del flujo (dos estados) de electricidad.
Ejemplo 2.
Un calentador o calefactor controlado por medio de un termostato que regula
automáticamente la temperatura de un recinto. La entrada de este sistema es una
temperatura de referencia, (generalmente se especifica graduando el termostato
convenientemente). La salida es la temperatura del recinto. Cuando el termostato
detecta que la salida es menor que la entrada, el calefactor produce calor hasta que
la temperatura del recinto sea igual a la entrada de referencia. Entonces, el
calefactor se desconecta automáticamente.
Ejemplo 3.
La indicación de un objeto con un dedo requiere de un sistema de control
biológico constituido principalmente por los ojos, el brazo, la mano, el dedo y el
cerebro de un hombre. La entrada es la dirección precisa del objeto (en
movimiento o no) con respecto a una referencia, y la salida es la dirección que se
indica con respecto a la misma referencia.
2.1.7 COMIENZOS DE LA AUTOMATIZACIÓN
La fabricación automatizada surgió de la íntima relación entre fuerzas
económicas e innovaciones técnicas como la división del trabajo, la transferencia
de energía y la mecanización de las fábricas, y el desarrollo de las máquinas de
transferencia y sistemas de realimentación, como se explica a continuación.
La división del trabajo (esto es, la reducción de un proceso de fabricación o de
prestación de servicios a sus fases independientes más pequeñas) se desarrolló en
la segunda mitad del siglo XVIII, y fue analizada por primera vez por el
economista británico Adam Smith en su libro Investigación sobre la naturaleza y
causas de la riqueza de las naciones (1776). En la fabricación, la división del
trabajo permitió incrementar la producción y reducir el nivel de especialización de
los obreros.
La mecanización fue la siguiente etapa necesaria para la evolución hacia la
automatización. La simplificación del trabajo permitida por la división del
trabajo también posibilitó el diseño y construcción de máquinas que reproducían
los movimientos del trabajador. A medida que evolucionó la tecnología de
transferencia de energía, estas máquinas especializadas se motorizaron,
aumentando así su eficacia productiva. El desarrollo de la tecnología energética
también dio lugar al surgimiento del sistema fabril de producción, ya que todos
los trabajadores y máquinas debían estar situados junto a la fuente de energía.
La máquina de transferencia es un dispositivo utilizado para mover la pieza que
se está trabajando desde una máquina herramienta especializada hasta otra,
colocándola de forma adecuada para la siguiente operación de maquinado. Los
robots industriales, diseñados en un principio para realizar tareas sencillas en
entornos peligrosos para los trabajadores, son hoy extremadamente hábiles y se
utilizan para trasladar, manipular y situar piezas ligeras y pesadas, realizando así
todas las funciones de una máquina de transferencia. En realidad, se trata de varias
máquinas separadas que están integradas en lo que a simple vista podría
considerarse una sola.
2.1.8 CONTROLANDO EL PROCESO
Al llevar a cabo la función de control, el controlador automático usa la diferencia
entre el valor de consigna y las señales de medición para obtener la señal de salida
hacia la válvula. La precisión y capacidad de respuesta de estas señales es la
limitación básica en la habilidad del controlador para controlar correctamente la
medición. Si el transmisor no envía una señal precisa, o si existe un retraso en la
medición de la señal, la habilidad del controlador para manipular el proceso será
degradada. Al mismo tiempo, el controlador debe recibir una señal de valor de
consigna precisa (set-point).
En controladores que usan señales de valor de consigna neumática o electrónica
generadas dentro del controlador, una falla de calibración del transmisor de valor
de consigna resultará necesariamente en que la unidad de control automático
llevará a la medición a un valor erróneo. La habilidad del controlador para
posicionar correctamente la válvula es también otra limitación. Si existe fricción
en la válvula, el controlador puede no estar en condiciones de mover la misma a
una posición de vástago específica para producir un caudal determinado y esto
aparecerá como una diferencia entre la medición y el valor de consigna.
Intentos repetidos para posicionar la válvula exactamente pueden llevar a una
oscilación en la válvula y en la medición, o si el controlador puede sólo mover la
válvula muy lentamente, la habilidad del controlador para controlar el proceso
será degradada. Una manera de mejorar la respuesta de las válvulas de control es
el uso de posicionadores de válvulas, que actúan como un controlador de
realimentación para posicionar la válvula en la posición exacta correspondiente a
la señal de salida del controlador. Los poscicionadores, sin embargo, deberían ser
evitados a favor de los elevadores de volumen en lazos de respuesta rápida como
es el caso de caudal de líquidos a presión. Para controlar el proceso, el cambio de
salida del controlador debe estar en una dirección que se oponga a cualquier
cambio en el valor de medición.
Figura 4.
La figura 4 muestra una válvula directa conectada a un control de nivel en un
tanque a media escala. A medida que el nivel del tanque se eleva, el flotador es
accionado para reducir el caudal entrante, así, cuanto más alto sea el nivel del
líquido mayor será el cierre del ingreso de caudal. De la misma manera, medida
que el nivel cae, el flotante abrirá la válvula para agregar más líquido al tanque.
La respuesta de éste sistema es mostrada gráficamente.
Figura 5.
A medida que el nivel va desde el 0% al 100%, la válvula se desplaza desde la
apertura total hasta totalmente cerrada. La función del controlador automático es
producir este tipo de respuesta opuesta sobre rangos variables, como agregado,
otras respuestas están disponibles para una mayor eficiencia del control del
proceso.
2.2 CONTROL LOGICO PROGRAMABLE
2.2.1 GENERALIDADES DE LOS PLC
Comentario preliminar.
La presión existente por bajar los costos, la complejidad y los tiempos en los
procesos de control y producción hace que los PLC estén cada vez más difundidos
en las aplicaciones de automatización. También la rápida evolución de la industria
es un factor que requiere de estos dispositivos para resolver las tareas de
automatización.
Justamente el PLC que se maneja en éste trabajo (SIEMENS S7-200) conquista
cada vez más campos de aplicación, puesto que es muy potente, su precio es
sumamente atractivo y es fácil de usar.
2.2.2 ¿QUÉ ES UN PLC?
El PLC (controlador lógico programable) también llamado autómata programable
es un dispositivo electrónico programable, utilizado para cumplir funciones de
automatismos lógicos y control de procesos de manufactura en ambiente industrial
y tiempo real.
Anteriormente muchas de las tareas de control se solucionaban mediante relés y
contactores. Esto con frecuencia era bastante engorroso y se denominaba control
mediante lógica cableada. Se tenían que diseñar los diagramas de circuito,
especificar e instalar los componentes eléctricos, y crear listas de cableado.
Entonces se debía cablear los componentes necesarios para realizar una tarea
específica. Si se cometía un error, los cables tenían que volver a conectarse
correctamente. Un cambio en su función o una ampliación del sistema requería
grandes cambios en los componentes y su recableado.
Lo mismo, además de tareas más complejas, se puede hacer con un PLC. El
cableado entre dispositivos y los contactos entre relés se hacen en un programa
que se almacena en el la memoria del PLC. Aunque todavía se requiere el
cableado para conectar los dispositivos actuadores, sensores y demás, éste es
menos intensivo. La modificación de la aplicación y la corrección de errores son
más fáciles de realizar. Es más fácil crear y cambiar un programa en un PLC que
cablear y recablear un circuito.
Como controlador digital, es capaz de tomar decisiones lógicas, realizar funciones
combinatorias y secuénciales, contar, llevar control de tiempo, ejecutar
operaciones con operandos de uno o más bits, convertir códigos, comparar y
transferir información de diferentes tipos, etc.
Como controlador analógico, puede controlar procesos de una o más variables
siguiendo algoritmos de control clásico o de diseño especial, puede procesar
variables analógicas de entrada y de salida y puede realizar control no lineal.
Como dispositivo de interface el PLC permite capturar información del mundo
real discreto y análogo, y devolver señales de ambas características.
Como sistema de adquisición de datos, el PLC puede llegar a recoger gran
cantidad de datos del mundo real, almacenándolos y procesándolos para ser
utilizados en los procesos de control y gestión.
Como parte de un sistema de comunicaciones el PLC se puede comunicar con
otros a su vez mediante el empleo de redes locales.
Como elemento de un sistema de inteligencia artificial se puede ver a un PLC
fácilmente detectando fallas y generando diagnóstico.
2.2.3 FUNCIONAMIENTO BÁSICO.
Un controlador lógico programable consiste en módulos de entradas, una CPU o
procesador y módulos de salidas.
Una entrada acepta una gran variedad de señales analógicas o digitales de diversos
dispositivos como sensores, pulsadores entre otros, y los convierte en una señal
lógica que puede usar la CPU, la cuál toma las decisiones y ejecuta las
instrucciones de control basadas en las instrucciones del programa de la memoria
en la cual se almacena. Los módulos de salida convierten las instrucciones de
control de la CPU en una señal digital o analógica (dependiendo del módulo de
salida) que se puede usar para controlar diversos dispositivos como contactores,
pilotos y muchos actuadores más. Estas instrucciones especifican lo que debe
hacer el PLC según una entrada especifica.
A continuación se puede visualizar la estructura básica de un PLC mediante
diagramas de bloque:
Figura 6. Estructura básica de un PLC.
En la figura 6 visualizamos un ejemplo más práctico en el cuál los pulsadores,
conectados a las entradas del PLC, pueden usarse para arrancar y parar un motor
conectado a través de un actuador a la salida, en este caso un contactor.
Figura 7. Muestra cómo se lleva a cabo un proceso en un PLC. Extraído de
Sistemas de automatización S7 – 200(Edición española).
El PLC lee el estado de las entradas (Pulsadores).
El programa almacenado en el PLC utiliza las entradas para evaluar la
lógica. Durante la ejecución del programa, el PLC actualiza los datos.
El PLC escribe los datos en las salidas y arranca el motor mediante el
contactor.
2.2.4 ESTRUCTURA INTERNA.
Al igual que la mayoría de los sistemas que se basan en procesadores, los PLC
cuentan con elementos internos similares como lo son: Procesador o CPU,
memorias internas, memorias de programas, interfaces de entrada y salida, buses
de direccionamiento y de datos, puertos, periféricos y fuente.
El secuenciador en este caso estará conformado por las interfaces tanto de entrada
como de salida, al igual que por la CPU o procesador.
En el siguiente diagrama se muestra de forma mas detallada cada una de las partes
constitutivas de un PLC.
Figura 8. Constitución interna de un PLC. Extraído de Sistemas de
automatización S7 – 200(Edición española).
La CPU realiza operaciones de tiempo (ya sea trabajando con retardos o
temporizando), de secuencia, de combinación, de automantenimiento y
retención.
Interfaces de entrada y salida que establecen la comunicación entre la CPU
y el proceso, cumpliendo funciones tales como: filtrado, adaptación y
codificación de las señales de entrada, decodificación y amplificación de
las señales de salida que se han generado durante la ejecución del
programa.
La Memoria que permite el almacenamiento de datos del programa
(RAM), el sistema operativo (ROM), el programa de usuario (RAM no
volátil o EEPROM), configuración de PLC (ROM o RAM no volátil para
parámetros configurables), rutinas de arranque (ROM) y rutinas de
chequeo (ROM).
El programador es el dispositivo mediante el cual es posible introducir al
PLC el programa previamente ya elaborado con el fin de controlar el
proceso o los procesos elegidos. Este es interfase entre el procesador y el
usuario. Está constituido principalmente por un display, un teclado con
comandos lógicos y de servicio.
Los periféricos en un PLC son empleados para hacer una supervisión del
proceso, ninguno de estos forma parte del circuito interno del PLC;
algunos de estos son: monitor de vídeo, impresora, unidad de disco, leds,
teclados; etc.
2.2.5 ALGUNAS VENTAJAS BRINDADAS POR EL PLC.
Menor tamaño físico que las soluciones de cableado.
La realización de cambios es más fácil y más rápida.
Los autómatas llevan integradas funciones de diagnóstico.
2.3 PROGRAMACIÓN DEL PLC.
2.3.1 ELEMENTOS NECESARIOS
Para una correcta y eficaz programación del PLC se debe contar con una
computadora medianamente moderna, de un software especial que depende de la
marca y del modelo de cada PLC o en su defecto de una programadora manual, la
cual es similar a una calculadora. También se requiere que estos elementos estén
conectados físicamente a través de un cable (PPI) que se conectan a los puertos de
comunicaciones de cada elemento.
Figura 9. Elementos necesarios para programar un PLC. Extraído de
Sistemas de automatización S7 – 200(Edición española).
2.3.2 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN.
Los lenguajes empleados en la programación de los PLC son distintos y variados;
luego, la norma IEC 1131 los estableció en cinco lenguajes específicos, los cuales
son:
Diagrama de funciones secuénciales (FBD).
Diagrama de bloques.
Diagramas de escalera (LD).
Lenguajes estructurados.
Lista de instrucciones.
Siendo dentro de estos los más comunes y utilizados actualmente (los que se
utilizaran en el laboratorio):
AWL (Lista de instrucciones). Similar a Assembler.
KOP (Esquema de contactos). Editor LD (Diagrama de escalera)
FUP (Diagrama de funciones) Editor FBD (Diagrama de bloques
funcionales)
2.3.3 EDITOR AWL (LISTA DE INSTRUCCIONES).
El editor AWL (Lista de instrucciones) permite crear programas de control
introduciendo la nemotécnica de las operaciones. Por lo general, el editor AWL se
adecua especialmente para los programadores expertos ya familiarizados con los
sistemas de automatización y con la programación lógica. El editor AWL también
permite crear ciertos programas que, de otra forma, no se podrían programar con
los editores KOP ni FUP. Ello se debe a que AWL es el lenguaje nativo de la
CPU, a diferencia de los editores gráficos en los que son aplicables ciertas
restricciones para poder dibujar los diagramas correctamente.
A continuación se muestra un ejemplo de un programa AWL.
NETWORK
LD I0.0
LD I0.1
LD I2.0
A I2.1
OLD
ALD
= Q5.0
Como podemos observar, este lenguaje es similar a assembler.
A continuación se indican los aspectos principales a considerar cuando se desee
utilizar el editor AWL:
El lenguaje AWL es más apropiado para los programadores expertos.
En algunos casos, AWL permite solucionar problemas que no se podrían
resolver muy fácilmente con los editores KOP o FUP.
2.3.4 EDITOR KOP (ESQUEMA DE CONTACTOS).
El editor KOP (Esquema de contactos) permite crear programas con componentes
similares a los elementos de un esquema de circuitos. KOP es probablemente el
lenguaje predilecto de numerosos programadores y encargados del mantenimiento
de sistemas de automatización. Básicamente, los programas KOP hacen que la
CPU emule la circulación de corriente eléctrica desde una fuente de alimentación,
a través de una serie de condiciones lógicas de entrada que, a su vez, habilitan
condiciones lógicas de salida. Por lo general, la lógica se divide en unidades
pequeñas y de fácil comprensión llamadas “segmentos” o “networks”. El
programa se ejecuta segmento por segmento, de izquierda a derecha y luego de
arriba a abajo. Tras alcanzar la CPU el final del programa, comienza nuevamente
en la primera operación del mismo.
Figura 10. Esquema de programación en KOP. Extraído del Manual del
sistema de automatización del SIMATIC S7 - 200 SIEMENS.
Las operaciones se representan mediante símbolos gráficos que incluyen tres
formas básicas. Como muestra la figura 5, se pueden conectar en serie incluso
varias operaciones de cuadros.
Contactos: representan condiciones lógicas de “entrada” tales como
interruptores, botones, condiciones internas, etc.
Bobinas: representan condiciones lógicas de “salida” tales como lámparas,
contactores, relés interpuestos, condiciones internas de salida, etc.
Cuadros: representan operaciones adicionales tales como temporizadores,
contadores u operaciones aritméticas.
A continuación se indican los aspectos principales a considerar cuando se desee
utilizar el editor KOP:
El lenguaje KOP les facilita el trabajo a los programadores principiantes.
La representación gráfica es a menudo fácil de comprender, siendo popular
en el mundo entero.
2.3.5 EDITOR FUP (DIAGRAMA DE FUNCIONES).
El editor FUP (Diagrama de funciones) permite visualizar las operaciones en
forma de cuadros lógicos similares a los circuitos de puertas lógicas. En FUP no
existen contactos ni bobinas como en el editor KOP, pero sí hay operaciones
equivalentes que se representan en forma de cuadros. La lógica del programa se
deriva de las conexiones entre dichas operaciones de cuadro.
La figura 11 muestra un ejemplo de un programa creado con el editor FUP.
Figura 11. Programa en FUP. Extraído del Manual del sistema deautomatización del SIMATIC S7 - 200 SIEMENS
A continuación se indican los aspectos principales a considerar cuando se desee
utilizar el editor FUP:
El estilo de representación en forma de puertas gráficas se adecua
especialmente para observar el flujo del programa.
El editor FUP se puede utilizar con los juegos de operaciones IEC 1131.
2.4 GUÍA PRELIMINAR PARA EL LABORATORIO DE PLC
2.4.1 PLC SIEMENS S7 – 200.
La gama S7-200 comprende diversos sistemas de automatización pequeños
(Micro-PLC´s) que se pueden utilizar para numerosas tareas. La figura 12 muestra
un Micro-PLC S7-200.
Figura 12. PLC SIEMENS S7- 200. Extraído de Sistemas de automatización
S7– 200(Edición española).
Gracias a su diseño compacto, su capacidad de ampliación, su bajo costo y su
amplio juego de operaciones, los Micro-PLC´s S7-200 son especialmente
apropiados para solucionar tareas de automatización sencillas.
Además, los diversos tamaños y fuentes de alimentación de las CPU´s ofrecen la
flexibilidad necesaria para solucionar las tareas de automatización.
El PLC a utilizar en el laboratorio el S7 – 200 CPU 226, el cual consta de 24
entradas y 16 salidas digitales con posibilidad de adaptar módulos de ampliación
para entradas y salidas análogas.
2.4.2 SOFTWARE.
El software utilizado para la elaboración de programas y programación del PLC es
el STEP 7-Micro/WIN 32 el cual es un programa de fácil manipulación y
versatilidad a la hora de usarlo. STEP 7-Micro/WIN cuenta con un sistema de
ayuda online muy efectivo, tal como ya se conoce de otras aplicaciones Windows.
Mediante el menú Ayuda recibe informaciones entre otras sobre el Contenido o
los Juegos de operaciones de STEP 7-Micro/WIN.
Si se dispone de acceso a Internet, en la opción S7-200 en el Web del menú
Ayuda podrá consultar y descargar a través de Internet informaciones, datos de
catálogo, ejemplos y consejos.
2.4.3 AJUSTAR LA VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN.
El cable PC/PPI conecta el PC con el PLC S7-200.
En el PC, utilizar la interfase serie por ejemplo COM2.
El S7-200 emite y recibe datos a una velocidad de 9600 bits/s. Hacer el
juste de la velocidad de transmisión en el cable PC/PPI de acuerdo a la
figura 13. A continuación, conectar el cable PC/PPI en el PC y el PLC
Para alimentar el PC y el PLC utilizar la misma fase, para evitar así
diferencias de potencial. Conectar el PLC (luce el LED STOP o RUN).
Figura 13. Ajuste de la velocidad de transmisión. Extraído de la Guía del
usuario de Step 7 SIEMENS.
2.4.4 ¿CÓMO ESTABLECER LA COMUNICACIÓN CON LA CPU S7-
200?
Tras haber instalado el software STEP 7-Micro/WIN 32 en el PC y determinado
los ajustes de comunicación del cable PC/PPI, podrá establecer un enlace con la
PU S7-200. Para establecer la comunicación con la CPU S7-200, siga los
siguientes pasos:
En la pantalla de STEP 7-Micro/WIN 32 haga clic en el icono
"Comunicación” o elija el comando de menú Ver > Comunicación.
aparecerá el cuadro de diálogo "Configurar comunicación” donde se indica
que no hay ninguna CPU conectada.
En el cuadro de diálogo "Configurar comunicación”, haga doble clic en el
icono "Actualizar”. STEP 7-Micro/WIN 32 comprueba si hay CPU´s S7-
200 (estaciones) conectadas. Por cada estación conectada aparecerá un
icono de CPU en el cuadro de diálogo "Configurar Comunicación” (ver
figura 14).
Haga doble clic en la estación con la que desea establecer la
comunicación. Como podrá apreciar, los parámetros de comunicación
visualizados en el cuadro de diálogo corresponden a la estación
seleccionada.
Así queda establecido el enlace con la CPU S7-200.
Figura 14. Cuadro de diálogo "Configurar comunicación”. Extraído de la
Guía del usuario de Step 7 SIEMENS.
2.4.5 ¿CÓMO CAMBIAR LOS PARÁMETROS DE COMUNICACIÓN DE
LA CPU?
Tras haber establecido un enlace con la CPU S7-200 puede verificar o cambiar los
parámetros de comunicación de la CPU. Para cambiar los parámetros de
comunicación, establezca los siguientes pasos:
1. Haga clic sobre el icono de comunicación en la barra de navegación.
2. Compruebe los valores de configuración ajustados para la comunicación:
Dirección: 0
Velocidad de transferencia: 9.6 kb/s
Puerto COM: 2
3. Haga doble clic en el campo destinado a actualizar la comunicación. Con
ello, la CPU conectada debería reconocerse y registrarse automáticamente.
4. Si la CPU no se reconoce o aparece una información relativa a que no es
posible establecer la comunicación, haga doble clic en el campo Cable
PPI.
5. En la opción Puerto PG/PC, seleccione Cable PC/PPI y sus propiedades.
6. En la ventana PPI ajuste la dirección de CPU a 2 y una velocidad de 9,6
kbits/s. En la ventana Conexión local seleccione el puerto (interface) en el
que ha conectado el cable PC/PPI. Confirme cada ventana pulsando en
Aceptar.
7. En la ventana Enlaces de comunicación, haga de nuevo doble clic en el
campo destinado a actualizar la comunicación. Con ello la CPU se
reconoce y registra de forma automática. Esta operación puede durar
algunos segundos. Cierre seguidamente la ventana de los enlaces de
comunicación.
2.4.6 PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO.
1. Pase el selector de modo de operación del PLC a la posición TERM o
RUN. Dicho selector se encuentra bajo una pequeña tapa en el lado frontal
de la CPU. El estado operativo (RUN o STOP) sólo puede cambiarse
desde el PC/PG si el selector está en la posición TERM o RUN.
2. Ponga el S7-200 desde el PC en estado operativo STOP y vuelva a ponerlo
en RUN según la siguiente figura
Figura 15. Cambiar los modos de operación. Extraído de la Guía del usuario
de Step 7 SIEMENS.
En el estado operativo RUN luce el LED verde RUN. En el estado operativo
STOP luce el LED amarillo STOP en el PLC. Si puede conmutar los estados
operativos desde el PC esto significa que la conexión entre el PC y el PLC está
bien instalada. Si no puede apreciar cambio de estado operativo, compruebe las
conexiones del cable, el ajuste de la velocidad de transmisión en el cable PC/PPI
así como, en el menú Ver > Comunicación..., si ha seleccionado el interface
correcto.
INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO“CARLOS CISNEROS”
ESCUELA DE ELECTRÓNICA.
MEMORIA DE TRABAJO DE GRADO
“AMPLIACIÓN DE AUTOMATIZACIÓN EN EL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA DEL ITES “CARLOS CISNEROS”
POR MEDIO DE PC”
AUTOR:
Edwin Gustavo Freire Villacís
TEMA:
3.1 SIMULACIÓN DE CIRCUITOS DE POTENCIA POR MEDIO DEL PROGRAMA CADESIMU Y APLIACIÓN DE LOS
SIMULADORES EN LA ACTUALIDAD.
ASESOR:
Dr. Mauro Vallejo
Riobamba – Ecuador
20093.1.1 TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE
3.1.1.1 TIPOS DE SIMULADORES 3.1.1.1.1 SOTWARE CIRCUIT MAKER
Circuit Maker es el más poderoso y fácil programa de simulación esquemática usando las capacidades esquemáticas avanzadas de Circuit Maker, usted puede diseñar circuitos electrónicos. Usted también puede realizar rápidamente, simulaciones exactas de circuitos digitales, analógicos y mixtos que usan Circuit Maker.
El Software Circuit Maker permite de una manera ágil, sencilla y agradable la comprensión de los conceptos electrónicos.
Consiste en un pequeño laboratorio en pantalla para realizar ejercicios prácticos con los componentes básicos y complejos.
Para el profesor ofrece la posibilidad de diseñar macros que ayuden al alumno a comprender el funcionamiento de los diferentes componentes.
El software Circuit Maker incorpora componentes esenciales para el estudio de la electrónica tales como lámparas, baterías, motores, interruptores, pulsadores, nudos de conexión y conmutadores.
También dispondremos de bobinas, resistencias, Instrumentos como: fuentes de alimentación, voltímetros, amperímetros, óhmetros, multímetros de C.A., generadores de señales, osciloscopios y analizadores de señales.
Se incluyen en sus librerías de trabajo: resistencias, diodos, LEDs, transistores, puertas lógicas, biestables e incluso circuitos integrados, que pueden ser deslizados hasta la placa de trabajo.
Adicionalmente tiene herramientas de diseño para TraxMaker y otro PCB.
3.1.1.1.2 SOTWARE PROTEUS
El software de diseño y simulación Proteus VSM es una herramienta útil para estudiantes y profesionales que desean acelerar y mejorar sus habilidades para el desarrollo de aplicaciones analógicas y digitales.
Este permite el diseño de circuitos empleando un entorno gráfico en el cual es posible colocar los símbolos representativos de los componentes y realizar la simulación de su funcionamiento sin el riesgo de ocasionar daños a los circuitos.
La simulación puede incluir instrumentos de medición y la inclusión de gráficas que representan las señales obtenidas en la simulación.
Lo que más interés ha despertado es la capacidad de simular adecuadamente el funcionamiento de los microcontroladores más populares (PICS, ATMEL-AVR, MOTOROLA, 8051, etc.)
También tiene la capacidad de pasar el diseño a un programa integrado llamado ARES en el cual se puede llevar a cabo el desarrollo de placas de circuitos impresos.
3.1.1.1.3 SOTWARE MULTISIM
Multisim es un simulador interactivo de circuitos electrónicos que permite al usuario diseñar esquemáticos en poco tiempo. Combina el diseño de circuitos con la simulación en un ambiente completamente de laboratorio para PC.
Multisim tiene una gran lista de funcionalidades únicas como lo son los instrumentos virtuales, cosimulación patentada y el único simulador interactivo con “change-onthe-fly” (cambios al vuelo). También incluye una versión completamente integrada de MultiCap para la captura de diseño y simulación.
3.1.1.1.4 SOTWARE WORKBENCH
Electronics Workbench o Banco de Trabajo de Electrónica, que en lo sucesivo denominaremos EWB, es un programa de simulación de circuitos desarrollado por INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES LTD. Este programa cuenta con un completo laboratorio virtual que contiene los instrumentos más comunes utilizados en la mayoría de los laboratorios de diseño electrónico y lógico.
A diferencia de otros simuladores la gran ventaja que tiene utilizar EWB es su gran facilidad de manejo. El programa tiene una interfaz gráfica con el usuario que lo hace muy intuitivo, cómodo de usar y rápido de trabajar, lo que permite ahorrar tiempo. En general, la creación del esquema y su simulación precisan menos tiempo que el montaje real del circuito.
¿Por qué utilizar Electronics WorkBench?
EWB nos proporciona una herramienta con prestaciones comparables a las de un laboratorio, permite simular todos los componentes e instrumentos necesarios para analizar, diseñar y verificar circuitos en reemplazo de los componentes e instrumentos reales. Alguna de las razones por las que utilizar WEWB conlleva interesantes ventajas como las siguientes:
Creación de esquemas: WEWB permite capturar el esquema del circuito que posteriormente será simulado. Además, está la posibilidad de utilizar circuitos como parte de otros circuitos más complejos, convirtiéndolos previamente con la opción Subcircuito.
Preconstrucción, diseño y ensayos: Con EWB resulta muy sencillo desarrollar diseños y verificar circuitos antes de construirlos y probarlos físicamente. Los problemas pueden resolverse previamente en el ordenador con la ventaja de que más tarde, los circuitos pueden construirse para que trabajen tal y como estaba previsto.
Presentaciones dinámicas: Tanto los principios de electrónica, de la lógica, como los circuitos prácticos, pueden demostrarse rápida y fácilmente con EWB. El programa es capaz de presentar los resultados de la simulación en los instrumentos de medida, que son similares a los utilizados en los laboratorios profesionales y esto le confiere un toque de realismo.
Copias impresas: Obtener una copia impresa del esquema, de los resultados de la simulación, lista de componentes, instrumentos de medida, etc., es sencillo con EWB. Si bien los circuitos construidos pueden ser tanto digitales como analógicos o una mezcla de ambos, para los objetivos de la asignatura que nos ocupa, nuestro interés se centrará únicamente en los primeros.
3.1.1.1.5 IMPORTANCIA DE LOS SIMULADORES ELECTRÓNICOS
Los simuladores de circuitos eléctricos y electrónicos son imprescindibles para conocer el comportamiento de un circuito que hemos diseñado y adaptarlo así a los requerimientos que necesitamos.
En el campo de la electricidad existen múltiples maneras de analizar circuitos eléctricos, pero todos ellos son muy laboriosos y requieren resolver muchas ecuaciones si el esquema montado es amplio, es por eso que resulta mucho más sencillo dibujar el circuito en el ordenador y analizarlo para que nos den los datos de las tensiones e intensidades en
cada línea y nodo con respecto al tiempo de simulación que hayamos definido.
En el campo de la electrónica el uso de simuladores se hace todavía más imprescindible. La variedad de componentes que podemos añadirle al circuito y la complejidad de este, nos obliga a hacer simulaciones y diseñar el circuito desde el propio ordenador para ajustar los requerimientos en las entradas y salidas antes de programar ese circuito en un chip programable
(PLD) o montarlo en una plaza de conexiones. También existen lenguajes de programación (HDL: Lenguajes de descripción de circuitos digitales) de más alto nivel
para crear circuitos de forma más rápida y sin tener que pensar mucho en la lógica combinacional.
3.1.1.1.6 REQUERIMIENTOS DEL PROGRAMA CADESIMU
CADE-SIMU es un programa de edición y simulación de esquemas de automatismos eléctricos y electrónicos, este programa no posee un instalador, se trata de un archivo de win.zip, que se debe descargar en cualquier carpeta y ejecutar el programa. Los archivos se guardan por defecto son la extensión .CAD.
PARA ACCEDER AL PROGRAMA SEGUIREMOS LOS SIGUIENTES PASOS:
El programa tiene una clave de acceso que se proporciona por correo electrónico a través de la Web del programa. Si no se introduce esta clave no se podrá guardar los esquemas realizados.
Adecuar el área de trabajo
Componentes que posee para poder simular, pasando el cursor por encima de cada componente nos aparecerá una descripción del mismo.
Símbolos de los componentes Para agregar un componente solo basta con hacerle un clic sobre el componente
y arrástralo hacia el área de trabajo.
Configurando el programa
Con el Menú de Edición podemos editar las pociones del cajetin.
Vamos a realizar el esquema de un arranque directo para explicar el funcionamiento del programa, como este programa simula los esquemas sera necesario alimentar y conectar correctamente todos los componentes para que la simulación funcione correctamente.
Necesitaremos la alimentación eléctrica, las protecciones (guardamotor), el contactor y el motor.
Seleccionamos cada componente y lo situamos el el lugar donde lo bajos a insertar.
Alimentación de banda
Como girar los componentes
Identificado los componentes de mando, para esto damos doble clic sobre el componente de mando y lo asociamos con el componente a controlar.
Ahora cableamos las conexiones trifásicas y el sistema de mando teniendo en cuenta que si esta mal conectado es circuito no funcionara.
Simulando
Al activar la simulación los cables de tensión, tendrán un color mas vivo, mientras que los demás se muestran difuminados. Según se vayan activando los mecanismos se activaran mas líneas de tension.
INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO“CARLOS CISNEROS”
ESCUELA DE ELECTRÓNICA.
MEMORIA DE TRABAJO DE GRADO
“AMPLIACIÓN DE AUTOMATIZACIÓN EN EL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA DEL ITES “CARLOS CISNEROS”
POR MEDIO DE PC”
AUTOR:
Edgar Geovanny Macas Guamán
TEMA:
3.2 CONTROL AUTOMATIZADO POR PC, TARJETA DE ADQUISICIÓN DE DATOS NACIONAL INSTRUMENTS NI USB-6009 Y SOFTWARE LABVIEW DEL PUESTO DE TRABAJO NO: 1
DEL LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA DEL ITES CARLOS CISNEROS.
ASESOR:
Dr. Mauro Vallejo
Riobamba – Ecuador
2009
3.2.1 Instalando tarjeta USB 6009
3.2.1.1 VISIÓN GENERAL
En esta sección se describe la forma correcta y apropiada de configurar la tarjeta USB 6009 que se ha adquirido para la manipulación de señales analógicas y digitales.
3.2.1.2 REQUERIMIENTOS NECESARIOS
HARDWARE
Tarjeta DAQ USB 6009 ó 6008
Cable de conexión USB
Computadora con al menos un puerto USB
Conecta las terminales de tornillo a las terminales de la DAQ y pegue las etiquetas necesarias en la tarjeta. Encienda su computadora y permita que cargue su sistema operativo.
SOFTWARE
LabView versión 7.x o Superior
NI – DAQmx
3.2.1.3 INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN
Una vez instalado Ni LAVBIEW procederemos a la instalación de la tarjeta NI-DAQ USB 6009 cuya pantalla principal en el disco ½ es la siguiente
Asegúrese de que la computadora tenga instalado Labview. Si no es así, instálelo insertando los discos de LabView y siguiendo las instrucciones. Inserte los discos de NI
DAQ mx que acompañan a la tarjeta DAQ USB 6009 en la computadora. Siga los pasos de instalación para los controladores de la tarjeta y del programa.
PANTALLAS DE INSTALACIÓN.
Para la instalación de la tarjeta siga los siguientes pasos mostrados en los gráficos siguientes.
Seleccionar el directorio de instalación que viene predefinido.
Clicar en el botón NEXT de la siguiente pantalla y proseguir.
Cuando haya finalizado, conecte la tarjeta DAQ al cable USB y este a algún puerto USB de la computadora. Aparecerá un globo de diálogo en la barra de tareas como el siguiente:
Posteriormente aparecerá la pantalla de selección de aplicaciones de la tarjeta de adquisición de datos. En donde podremos seleccionar iconos para realizar aplicaciones, mediciones configuraciones y análisis con este dispositivo.
3.2.2 COMPROBANDO LA INSTALACIÓN ADECUADA DE LA DAQ USB 6009
Desde el escritorio o menú de inicio de Windows seleccione el ícono Measurements and Automation Explorer (MAX) que se muestra en la figura siguiente y ejecútelo.
Una vez abierto, revise en la sección de configuración y extienda la ramificación Devices and Interfaces >> NI DAQ-mx Devices. Si la instalación fue exitosa, aparecerá un ícono en verde de una tarjeta NI USB-6008/9 y MAX le habrá asignado un nombre a esta del tipo “Dev#”. Tome en cuenta este nombre porque será el identificador de la tarjeta en cualquier programa de National Instruments para acceder a ella. Presione el botón de
“Self-Test” para revisar que la comunicación es efectiva si aparece la ventana “Success”
Al dar clic derecho sobre el icono NI USB-6009: “Dev1” tendremos el siguiente cuadro de diálogo, con los iconos de: self-test, test panels…, reset devices, create task… configure TEDS rename, delete, device pinouts, properties, help y self-calíbrate
He aquí la descripción de algunos de los iconos más relevantes de esta tarjeta.
Al dar un clic sobre el ícono self-test deberá aparecer la ventana de comprobación de que la tarjeta ha sido instalada correctamente dicha ventana tiene el nombre de SUCCES
La pestaña de Test Panels da acceso las terminales del equipo de National Instruments conectadas a la computadora. Con esto se puede comprobar el buen funcionamiento de cada terminal.
Reset Device es útil cuando la tarjeta deja de funcionar correctamente por varias razones.
Por último, al presionar sobre el icono device pinouts, se abrirá la ayuda sobre cada uno de los pines de la DAQ-mx en donde muestra los “Device Pinouts” que es la configuración física de los pines en la tarjeta DAQ y esto aplica para cualquier modelo de DAQ de National Instruments.
Por ejemplo, para la DAQ USB 6008/9 los “Device Pinouts” se encuentran acomodados de tal manera que las entradas y salidas analógicas (AI/AO) se encuentran separadas de las salidas digitales (DI/D0) así:
Una vez que el aparato haya pasado el auto diagnóstico “Self Test” se procede a abrir LabView para hacer adquisición de datos y generación de señales que se encuentra en Menú Inicio >> todos los programas >> National Instruments >> LabView.
En la ventana principal selecciona la opción “More”.
Y en la ventana que aparece repase la adquisición de datos con los ejercicios que se encuentran en la carpeta de DAQ o bien, la generación de señales con los Vis. Del tutorial (Getting Started)
Recuerde que para acceder a las terminales de la DAQ, basta tan solo con colocar un vi express denominado “DAQ ASSISTANT” que se encuentra en funciones >> Measument I/O >> DAQmx – Data Acquisition >> DAQ Assistant.
3.2.3 EJERCICIO PRÁCTICO DAQ 6009
Objetivo: Realizar un programa básico utilizando las entrada/salidas digitales y analógicas de la tarjeta USB 6009
ETAPA DE CONFIGURACIÓN Y PRUEBA.
El “Measurement and Automation Explorer” (MAX), es un software utilizado para configurar tus dispositivos e instrumentos, también es utilizado para probar que el dispositivo funcione correctamente.
1. Abrir el programa “Measurement and Automation Explorer” (MAX) haciendo doble clic sobre el icono del escritorio.
2. Navega hasta el menú “My Sistems>>Devices and Interfaces>>NI-DAQmx Devices”, ahí encontrarás la tarjeta “NI USB-6008 o 6009”. Selecciona la tarjeta haciendo clic derecho y elige la opción “Device Pinouts” para que puedas verificar las conexiones realizadas en la tarjeta.
Verifica que a las entrada/salida Digital 0 del Puerto 0 (P0.0) esté conectado un led hacia GND. Es necesario un cable que una las E/S digitales P0.1 y P1.0; también debe haber una conexión entre la salida AO 0 y la AI 0. En esta ocasión utilizaremos la Entrada Analógica referenciada a tierra, pero se aconseja utilizar de modo diferencial para evitar voltajes en modo común y dañar la entrada de la tarjeta.
3. Realizaremos unas pruebas para verificar la funcionalidad de la tarjeta. En el MAX, selecciona la tarjeta haz clic sobre la opción que dice “Test Panels…”, que se encuentra sobre la venta de descripción de la tarjeta o puedes dar clic derecho sobre la tarjeta y selecciona la opción.
4. En el Tab “Analog Input” seleciona el Canal ai0 y en la opción “Input Configuration” selecciona “RSE”, presiona el botón de Start. Después cambia al Tab “Analog Output” y cambia el valor “Output Value” a 3.5 Volts
aproximadamente. Regresa al Tab de entradas analógicas y verifica que el valor se actualizó.
5. En el Tab “Digital I/O”, primero selecciona el puerto 0 (Port0), Selecciona la dirección de la línea 0 como salida; cambia la salida a estado en alto y presiona el botón de inicio (Start), verifica que el led real esté prendido.
6. Cierra todas las ventanas abiertas, ya terminaste la primera parte del ejercicio.
ETAPA DE PROGRAMACIÓN.
LabVIEW (LV) es un lenguaje de programación gráfico que permite realizar aplicaciones de medición, control y monitoreo, simulación, programación de sistemas embebidos, pruebas, automatización, etc.
7. Haz doble clic sobre el icono de LabVIEW en el escritorio para abrir el programa. O en menú de Windows/todos los programas/national instruments 8.6
8. Abre un nuevo VI (Instrumento Virtual), “File>>New VI”9. Presiona “Ctrl + T” para que el panel frontal (Interfaz de usuario) y el diagrama
a bloques (Parte de programación) se acomoden de manera vertical en la pantalla.
10. Haz clic derecho sobre el panel frontal para que se despliegue la paleta de controles. Pega en el panel frontal una perilla (Knob) que encontraras en “Controls>>Modern>>Numeric”, es importante que ajuste la escala de 0 a 5, de doble clic sobre el número 10 y modificalo; de igual manera un indicador para graficar forma de onda (Waveform Chart) que encontraras en “Controls>>Modern>>Graph”. Por último, inserta un indicador booleano (Round Led) desde “Controls>>Modern>>Boolean” cambia el nombre del indicador a “Entrada Digital P1.0”. Acomoda la interfaz de usuario como se muestra en la siguiente figura.
11. En el diagrama de bloques (parte derecha) será necesario poner un ciclo repetitivo para que la aplicación corra de manera continua (While Loop) es importante que lo hagas del tamaño de la ventana, este lo encuentras dando clic derecho sobre el diagrama a bloques en la ruta “Functions>>Programming>>Structures”.
12. Posicionándote a la izquierda de la condición de paro una vez que salga la herramienta de cableo haz clic derecho y selecciona la opción “Create Control”, para crear un botón de stop para parar la aplicación.
13. En el diagrama a bloques selecciona una Asistente de Adquisición (DAQ Assist) desde “Fuctions>>Measurement I/O>>NI-DAQmx”. Espera a que se abra la venta de configuración y selecciona “Acquire Signals>>Analog Input>>Voltage” y presiona “Next”, selecciona la entrada ai0 de la tarjeta 6008/6009 y presiona “Finish”. En la opción “Acquisition Mode” selecciona “1 Sample (On Demand)”, en la opción “Terminal Configuration” selecciona la opción “RSE” y presiona la tecla “OK”. Cablea la salida “data” del asistente al gráfico (Waveform Chart).
14. Abre nuevamente un Asistente de Adquisición. Ahora selecciona “Generate Signals>>Analog Output>>Voltage” y presiona “Next”, selecciona la salida ao0 de la tarjeta 6008/6009 y presiona “Finish”. En la opción “Generation Mode” selecciona “1 Sample (On Demand)” y presiona la tecla “OK”. Cablea la perilla a la entrada “data” del asistente.
15. Abre un Asistente de Adquisición. Ahora selecciona “Acquire Signals>>Digital Input>>Line Input” y elige la línea “port1/line0”, después presiona la tecla “Finish” seguido de la tecla “OK”. Es necesario conectar la
salida del asistente “data” a la función “Index Array” en la entrada “array” esta función se encuentra en “Functions>>Programming>>Array”, crea una constante en la entrada “Index” con el valor cero (con clic derecho create>>constant) y conecta la salida de la función “element” al indicador digital “Entrada Digital P1.0”.
16. Abre un Asistente de Adquisición. Ahora selecciona “Generate Signals>>Digital Output>>Line Output” y elige la línea “port0/line0” y manteniendo presiona la tecla “Shift” del teclado elige también la línea “port0/line1”, después presiona la tecla “Finish” seguido de la tecla “OK”. Es necesario conectar la entrada del asistente, haz clic derecho y selecciona “Create>>Control”, en el panel frontal reduce el tamaño del arreglo a dos elementos, después con clic derecho sobre el led elija la opción “Replace>>Modern>>Boolean>>Vertical Toggl…” , aumenta el tamaño del interruptor. . NOTA: Para inicializar el arreglo, es necesario cambiar el valor del segundo interruptor.
17. Por último, en el diagrama a bloques pega la función “Wait (ms)” y crea una constante de valor 200.
18.19. Guarda en el escritorio el VI (de instrumento virtual) con el nombre de
“EJERC_1”, sin dejar espacios. El VI debe de quedar similar a la figura que se muestra a continuación.
20. Verifica la funcionalidad del programa. Presionando el botón “Run” o desde el menú “Operate>>Run”. Prende el led real, verifica que el segundo interruptor prenda el led que representa la entrada del puerto 1 (P1.0) y mueve la perilla para que se vea el cambio en la gráfica.
OPCIONAL. Publicación en Web
21. Lanza la herramienta de publicación web desde “Tools>>Web Publishing Tool…”, selecciona tu VI en la opción “VI Name” y verifica que la opción “Star Web Browser” está elegida; presiona la tecla “Next”. Ponle un nombre, encabezado y pie de página al documento. Presiona “Next”, “Save to Disk” y no olvides seleccionar la opción “connect”.
22. Sobre el panel frontal en internet explorer da clic derecho y elige la opción “Request Control of VI”. Verifca la funcionalidad del programa.
CAPITULO IV
TECNOLOGIA DE CONSTRUCCION, MONTAJE Y COSTOS
4.1 INTRODUCCIÓN
A continuación detallamos de una manera lógica y secuencial el diseño
construcción y de el dispositivo de control y el software de simulación.
AMPLIACIÓN DE AUTOMATIZACION EN EL LABORATORIO DE ELECTRONICA DE
POTENCIA DEL ITES “CARLOS CISNEROS” POR MEDIO DE PC
INVESTIGACIÓN, CIENTÍFICA, TECNOLÓGICA Y TÉCNICA
SIMULACION DE CIRCUITOS DE
POTENCIA
CONTROL DE DISPOSITIVOS DE
POTENCIA POR MEDIO DE PC
Investigación de diversos tipos de programas, y
estudio de la importancia de la simulación de
circuitos
Investigación de diversos tipos de programas para control de procesos, y
estudio de dispositivos de control industrial
PROGRAMA DE SIMULACIÓN “CADE-SIMU” 2
1
3
1
APLICACIONES DECADE_SIMU
MANEJO DE CADE_SIMU
Simulación de motores trifásicos, contactores, finales
de carrera, etc.
Instalación del programa, y pruebas de sus
elementos de simulación
Creación de ejemplos prácticos para un manejo
del programa
Creación de interfaz de potencia para el control
y la verificación del simulador, por medio del
programa Labview en forma real.
4.2 COSTOS:
CANTIDAD DETALLE P. UNITARIO P. TOTAL7 Computadoras Pentium IV $750.19 $5251.33
Disco Duro 40GB, 7200RPMMemoria RAM 512MBFax Modem 56 Kbps inalambricaRed 10/100 Sonido 3DVideo AGP 4x hasta 64 MbCD RWMonitor de SVGA 15”Teclado MultimediaMouse ÓpticoRegulador 1000WCobertoresMouse PadMesa Silla
VARIOS
CANTIDAD DETALLE P. UNITARIO P. TOTAL650 Fotocopias 0,03 $ 19.5015 Disquetes 0,4 $ 6.00500 Hojas (A4) 0,01 $ 5.003 CD-RW 1,5 $ 4.505 CD-R 0,6 $ 3.00150 Horas (Alquiler Internet) 0,8 $ 40.00350 Impresiones 0,15 $ 52.502 Anillados (Anteproyecto) 1 $ 2.003 Empastados 10 $ 30.0010 Carpetas de Cartón 0,25 $ 2.501 Corrector 1 $ 1.001 Paquete Esferográficos 5.00 $ 5.003 Portaminas 1 $ 3.003 Cajas de Minas 0,5 $ 1.501 Cuaderno Universitario 1,5 $ 1.501 Caja térmica 10.00 $10.004 Brekers de 20A 4.50 $18.001 Rollo de mangera ½ 40.00 $40.004 Cajetines Hexagonales 0.60 $2.6020 Cajetines Rectangulares 0.60 $12.00½ Volqueta de macadán 20.00 $20.001 Soporte para infocus 40.00 $40.005 Cemento 6.00 $ 30.002 Juego de cortinas 150 $ 150.00
Varios 150 $ 150.00 Sub-Total $1085.60
TOTAL DE GASTOS REALIZADOS EN EL PROYECTO
DETALLE P. TOTALComputador Pentium IV $ 3470.03Computador Pentium IV $ 5251.33Adquisición de Software $ 1000.00Kit de alarma con cámara $ 520.00Varios $ 1085.60TOTAL $ 11326.96
4.4. FINANCIAMIENTO:
El financiamiento para este proyecto será personal, por todos los integrantes
del grupo.
Y cada estudiante que participa en este proyecto tendrá que pagar la suma de
$755.13dólares americanos
NOTA: Las Computadora, El Software de Control y Las Interfaz de Potencia
quedaran como donación para el Instituto los mismos que quedarán a cargo del
área de electrónica del ciclo tecnológico.
Capítulo 2 CAPITULO V
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
5.1 INTRODUCCIÓN.
Antes de poner en funcionamiento al equipo PIC o sistema creado, es
indispensable leer cierta información general para poder operarlo en forma
segura y eficaz, evitando así que existan problemas en el transcurso de la
vigilancia.
Al momento de la operación del equipo se presentan ciertas reglas importantes,
si el usuario o vigilante las sigue responsablemente logrará un optimo trabajo.
En tanto al mantenimiento se dan recomendaciones necesarias al técnico para
este sistema.
5.2 CONFIGURACIÓN DE LA RED
Para crear una red debemos tomar encuentra los siguientes pasos :
1. Colocar la tarjeta de red en el slot del mainboard.
2. Después de haber instalado la tarjeta de red procedemos a instalar el
software y los drivers de la tarjeta.
Acto seguido procedemos a configurar la red .
Para lo que debemos seguir los siguientes pasos:
1. Para lo cual nos vamos al panel de control
2. Nos dirigimos a conexiones de red en donde cogemos la opción del
asistente para crear una nueva red en la que podremos ir paso a paso
configurando una red.
3. En el asistente nos ayudara para que el equipo forme parte de una red en
la que podremos acceder a impresoras archivos y datos etc.
4. Primeramente debemos verificar que estén instalados correctamente drives
de de la tarjeta de red
5. Por consiguiente deberemos seleccionar la tarjeta de red que se va a utilizar
en nuestro caso es una de red inalámbrica
6. Seleccionamos la mejor opción que describa mejor el comportamiento
nuestro equipo en nuestro caso es (OTROS) por que nuestra red no tiene
ninguna conexión a Internet
7. Después damos una descripción del equipo y nombre con el cual se va a
identificar en la red como por ejemplo:
Descripción del equipo: SERVER
Nombre del equipo: SERVER
8. Después especificamos un nombre para el grupo de trabajo para la red para
que puedan tener acceso a la red todos los equipos deben tener el mismo
nombre de grupo de trabajo como por ejemplo:
Nombre de grupo de trabajo: LAB.VIRTUAL
9. Para poder acceder a una impresora o archivo debemos activar el uso de
compartido de impresoras y archivos.
10. Después de acabar con llenar los datos correctamente se procede a la
configuración del equipo a la red lo que puede durar unos pocos minutos.
11. Concluido con la configuración de la red el asistente nos hará la pregunta
de si deseamos configurar otra computadora utilizando el asistente o el cd de
Windows.
12. Una vez terminado el proceso de configuración de la red el asistente le
pedirá que reinicie la computadora para tenga efecto los cambios.
13. Después de haber configurado la red llenando los datos correctamente
procedemos a colocar una dirección IP la cual sirve para que las demás
computadoras le reconozcan como miembro de la red.
Para lo cual nos dirigimos al icono de la red que se encuentra al lado derecho
de la barra de tareas y damos un clic derecho y con un clic izquierdo en abrir
conexiones de red parra ello encontramos el icono de las conexiones de red
inalámbricas en donde damos un clic derecho del Mouse y un clic izquierdo en
propiedades.
14. En las propiedades generales de nos dirigimos con el Mouse a los
protocolos de Internet TCP/IP y damos un clic en propiedades en donde
usaremos una dirección IP designada por nosotros para nuestra red la cual se
debe colocar en cada computador de nuestra red pero cambiando siempre el
ultimo numero de la dirección IP y después automáticamente al dar un tab con
el teclado se colocara automáticamente una mascara de sub red.
5.3 CONFIGURACION DE LA RED INALAMBRICA
En ese momento automáticamente comenzara a detectar la red mas cercana
que se encuentre dentro del alcance para lo cual se debemos Para lo cual nos
dirigimos al icono de la red que se encuentra al lado derecho de la barra de
tareas y damos un clic derecho y con un clic izquierdo en abrir ver redes
inalámbricas disponibles y configurarle para que automáticamente se conecte
la maquina a la red para lo cual seguimos los siguientes pasos:
1. Cambiar el orden de las redes predefinidas.
2. Seleccionamos la red inalámbrica que se detecto y damos un clic en
opciones avanzadas.
3. En opciones avanzadas escogemos la opción de Cualquier red disponible y
conectar automáticamente a redes no preferidas.
5.4 POSIBLES PROBLEMAS DE UNA RED INLAMBRICA
1. Una de los problemas mas fercuentes es la saturacion de la señal .
2. interferncia por los celulares cuando se encuentran cerca del router
3. roptura de las antenas de recepcion de las tarjetas de red inalambrica.
5.5 SOLUCIÓN DE PROBLEMAS EN UNA RED
Nos introducimos en la solución de problemas de una red y le enseña
esrategias para aislar, identificar, priorizar y resolver problemas. Una vez que
se ha diagnosticado los problemas, el siguiente paso es localizar las
herramientas que necesita para arreglarlo. Después, revisaremos las
herramientas que se utilizan para controlar los potenciales problemas de las
redes.
Los problemas de las redes pueden ser complejos y, a veces, tendrá que
car ayuda fuera.
5.6 ANÁLISIS DEL PROBLEMA
Si se enfrenta a un problema de red con un plan, la causa y la solución será
ifácil de encontrar. Aplicaremos un enfoque estructurado para dividir una red
en unidades funcionales para, posteriormente, identificar el problema.
5.7 DIAGNÓSTICO
El diagnóstico y la resolución de problemas quizá sea la tarea más difícil del
yo de los técnicos informáticos. Además de tener que encontrar a raíz del
problema que está afectando a la red, se suma la presión de encontrarlo lo más
posible. Los equipos nunca fallan en el momento apropiado. Los fallos ocurrir
mientras se trabaja, o cuando hay fechas, con lo que inmediatamente la
presión para solucionar el problema.
Una vez que se ha diagnosticado el problema, la localización de recursos
seguimiento de los recursos necesarios para corregir el problema es algo diré
Pero antes de dar el diagnóstico es fundamental aislar la auténtica causa
problema de factores irrelevantes.
La solución de problemas es más un arte que una ciencia exacta. Por lo hay
que atacar el problema de una forma organizada y metódica. Recuerde está
buscando la causa, no sus síntomas. A menudo los problemas se ven por
síntomas, pero no son la causa auténtica. Como un experto en la solución
problemas, necesita aprender a eliminar rápidamente la mayor cantidad de
hipótesis posibles. Esto le permitirá centrarse en las cosas que pueden ser la
causa problema. Para hacer esto, puede tomar un enfoque sistemático.
El proceso para la solución de un problema en una red se puede dividir
cinco pasos:
PASO 1: DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
El primer paso es el más importante, aunque a menudo queda ignorado,sino
realiza un análisis del problema completo, puede gastar una gran cantídad
tiempo en trabajar en los síntomas sin llegar a la causa. Las únicas
herramientas necesarias para esta fase son una libreta, un bolígrafo y prestar
atención
Prestar atención al cliente o al usuario de la red es la mejor fuente
información. Recuerde que aunque sepa cómo funciona la red y sea capàz de
encontrar los fallos técnicos del problema, aquellos que trabajan diariamente
con la red estaban allí antes y después de que apareciese el problema y,
seguramente recordarán cuáles han sido los eventos que les han llevado al
problema. Vasandose en sus experiencias sobre el problema, puede comenzar
a hacerse una idea posibles causas. Para ayudarle a identificar el problema,
haga una secuencia de eventos, tal y como han ocurrido, antes del fallo. Pued
crear un formulario con estas preguntas (y otras específicas para otra
situacion)para que le ayuden a organizar sus notas.
Algunas preguntas generales podrían ser:
• ¿Cuándo notó el primer problema o error por primera vez?
• ¿Se ha movido el equipo últimamente?
• ¿Han habido últimamente cambios en el software o en el hardware?
• ¿Le ha ocurrido algo a la estación? ¿Se ha caído de su sitio o le a caido algo
encima? ¿Ha caído café o algún refresco sobre el teclado?
Solucion de problemas
Cuándo ocurrió exactamente el problema? ¿Durante un proceso de inicio?
¿Después de comer? ¿Sólo los lunes por la mañana? ¿Después de enviar un
nensaje de correo electrónico?
¿Puede reproducir el problema o el error?
¿Cómo era el problema?
Describa los cambios que advirtió en el equipo (como ruidos, cambios en la
pantalla, luces de actividad del disco).
Los usuarios, aunque tengan poco o ningún conocimiento técnico, pueden
de utilidad para recopilar la información si se les hace buenas preguntas.
puntar a los usuarios qué es lo que el equipo estaba haciendo les hace pensar
la red no funciona correctamente. Las observaciones que pueden servir como
ís para identificar la causa real del problema de la red podrían ser como
«La red funciona muy lentamente».
«No me puedo conectar al servidor».
«Estaba conectado al servidor y perdí mi conexión».
«Una de mis aplicaciones ya no funciona».
«No puedo imprimir».
A medida que siga realizando preguntas, comenzará a acotar el problema,
o se ilustra en la lista siguiente:
Están afectados todos los usuarios o sólo uno? Si sólo está afectado un
usuario,
probablemente la causa esté en la estación del usuario.
Son constantes los síntomas o son intermitentes? Los síntomas intermitentes
con un síntoma de un fallo en el hardware.
Existía el problema antes de la actualización del sistema operativo? Un cambio
del sistema operativo puede causar problemas.
Aparece el problema con todas las aplicaciones o sólo con una? Si sólo
parecen problemas con una aplicación, céntrese en la aplicación.
Es parecido este problema a un problema anterior? Si se ha producido un
error parecido anteriormente, puede tratarse de un problema que se encuentra
en la documentación.
Hay nuevos usuarios en la red? El incremento del tráfico puede causar retrasos
en la conexión y en el proceso.
• ¿Hay nuevos dispositivos en la red? Compruebe que los dispositivos ni
la red han sido configurados correctamente.
• ¿Se instaló una aplicación nueva antes de que apareciera el error? Los
procesos de instalación pueden causar errores en las aplicaciones.
• ¿Se ha movido algún dispositivo de la red recientemente? Puede que el
componente que se haya movido no esté bien conectado a la, red.
• ¿Qué productos están implicados? Algunos fabricantes ofrecen un servicio
telefónico o en línea,
• ¿Hay alguna incompatibilidad conocida entre algunos vendedores ciertos
componentes como tarjetas, hubs, unidades de disco, software y el sistema
operativo de red? Puede haber una solución al problema en la Web del
vendedor.
• ¿Ha intentado alguien solucionar este problema?
Compruebe las reparaciones documentadas y pregunte a quien haya intentado
realizar la reparación.
PASO 2: AISLAR LA CAUSA
El paso siguiente es aislar el problema. Comience eliminando los problemas
más obvios y continúe con los problemas más difíciles. Su intención es acortar
el problema en una o dos categorías.
Asegúrese de ver realmente el problema. Si es posible, haga que alguien le
muestre el error. Si es un problema producido por el operador, es importante
conocer cómo se produce, así como sus resultados.
Los problemas más difíciles de aislar son aquellos que son intermitentes y
que nunca suelen producirse cuando está presente. La única forma de resolver
estos problemas es volver a crear las circunstancias que ocasionaron el error.A
veces, lo mejor que se puede hacer es eliminar las causas que no son el
problema
Este proceso lleva tiempo y paciencia. El usuario también tiene que dar detalles
de lo que estaba haciendo antes y en el momento en que se produjo el error.
Puede ser útil que pida al usuario que no trate de hacer nada con el equipo
cuando se produzca el problema, salvo llamarle. De esta forma, la podra ver en
las «pruebas».
La recopilación de información supone la exploración de la red y la busqueda
de causas obvias del problema. Una exploración rápida debería incluir una
revisiondel historial documentado de la red para determinar si el problema
ocurrido antes, y si es así, dónde se anotó la solución-
PASO 3: PLANIFICACIÓN DE LA REPARACIÓN
Una vez que haya acotado la búsqueda a varias categorías, comienza el
Proceso final de eliminación,
Cree un plan para aislar los problemas basándose en el conocimiento actual.
comience con las soluciones más sencillas y obvias para eliminarlas y continúe
con las más difíciles y complejas. Es importante anotar cada paso del proceso;
Documente cada acción y su resultado.
Una vez que haya creado su plan es importante que lo siga tal y como lo
haya diseñado. Si va saltando de un lado a otro de forma aleatoria puede llegar
a tener problemas. SÍ el primer plan no tiene éxito (siempre existe una
posibilidad),
Creee un nuevo plan basado en lo que haya descubierto en el plan anterior.
Asegúrese de tener en cuenta, volver a examinar y asegurarse de cualquier
suposición que haya realizado en el plan anterior.
Una vez que haya localizado el problema, puede reparar el componente
defectuoso o sustituirlo. Si el problema es de software, asegúrese de registrar
los cambios entre el «antes» y el «después».
PASO 4: CONFIRME LOS RESULTADOS
Ninguna reparación está completa sin confirmación de que el trabajo está
terminado con éxito. Tiene que asegurarse de que el problema ya no existe.
Pida
Al usuario que pruebe la solución y confirme los resultados. También debería
asegurarse de que la reparación no ha generado nuevos problemas.
Asegúrese de que no sólo ha solucionado el problema, sino que su trabajo no
ha tenido un
impacto negativo en la red.
PASO 5: DOCUMENTE LOS RESULTADOS
Por último, documente el problema y la reparación. Recuerde que lo que ha
A prendído puede proporcionarle información de gran valor. No hay ningún
sustituto experiencia en el diagnóstico y resolución de problemas, y cada
problema le presenta una oportunidad para aumentar su experiencia. Si guarda
una copia del procedímíento de reparación en su libro técnico, puede serle de
utilidad cuando vuelva a encontrarse con el mismo problema (u otro parecido).
La documentación del proceso de solución de problemas es una forma de
crear, retener y compartir la experiencia.
Recuerde que cualquier cambio que realice podría afectar a la línea base.
Puede que tenga que actualizar la línea base de la red para anticiparse a
futuros problemas y necesidades.
DIVISIÓN DEL PROBLEMA
Si la revisión inicial de las estadísticas y síntomas de la red no dejan ver un
problema obvio, el siguiente paso en la solución de problemas es la divicion de
la red en partes más pequeñas para aislar la causa. La primera pregunta es si
el
problema tiene su origen en el^Bffdware o en el software. Si el problema
parece
que está relacionado con el hardware, comience observando otro segmento de
la red y fíjese sólo en un tipo de hardware.
Compruebe el hardware y los componentes de la red como:
• Tarjetas de red.
• Cableado y conectores.
• Estaciones cliente.
• Componentes de concctividad como repetidores, bridges, router, brouters y
gateways.
• Hubs.
• Protocolos,
• Servidores.
• Usuarios.
A veces, el aislamiento o la eliminación de una parte de la red le puede
ayudar a recuperar la red a su estado operativo. Si la eliminación de una parte
a resuelto el problema al resto de la red, la búsqueda del problema se puede
sentrar en la parte que ha eliminado.
Los protocolos de red requieren una atención especial debido a que estan
diseñados para intentar ignorar los problemas de la red. La mayoria de los
protocolos utilizan lo que se denomina como «recuperación lógica, en la que el
software mienta recuperar automáticamente un problema. Esto puede derivar
en
una bajada en el rendimiento de la red, ya que se tienen que realizar varios
intentos para tener éxito. Los dispositivos hardware estropeados, como discos
duros y controladoras, utilizarán la recuperación lógica interrumpiendo a la CPU
y necesitando más tiempo para realizar su trabajo.
Cuando esté evaluando los problemas del rendimiento del hardware, utilize
la información obtenida de las líneas base del hardware para compararlas con
los
síntomas y rendimiento actuales.
HERRAMIENTAS SOFTWARE
Las herramientas software son necesarias para monitorizar tendencias e
identificar problemas en el rendimiento de la red. Algunas de las herramientas
más útiles de este tipo son:
MONITORES DE RED
Los monitores de red son herramientas software que analizan el tráfico de la
red o de una parte. Examinan paquetes de datos y recopilan informacion sobre
los tipos de paquetes, errores y tráfico de paquetes desde y hacia cada equipo.
Los monitores de red son muy útiles para establecer parte de la línea base de
la red. Una vez que se ha establecido la línea base, podrá solucionar los
problemas de la red y monitorizar la utilización de la red para determinar
cuándo es el momento de actualizar. Como ejemplo, supongamos que después
de la instalacion red nueva, determina que el tráfico de la red está utilizando un
40% de la capacidad estimada. Al volver a comprobar el tráfico de la red al año
siguiente observa que ahora se está utilizando un 80 por 100, Si ha estado
realizando la monitorización a lo largo de ese tiempo, podría ser capaz de
predecir la tasa de incremento de tráfico y predecir cuándo realizar una
actualización antes de que se produzca un fallo.
ANALIZADORES DE PROTOCOLO
Los analizadores de protocolo, también llamados «analizadores de red>>
realizan análisis del tráfico de la red en tiempo real utilizando captura de
paquetes,decodificación y transmisión de datos. Los administradores de la red
que trabajan con redes de gran tamaño trabajan bastante con el analizador de
protocolos.
Éstas son las herramientas que se suelen utilizar para monitorizar la
interactividad de la red,
Los analizadores de protocolo miran dentro del paquete para identificar un
problema. También pueden generar estadísticas basándose en el tráfico de la
red
para ayudarle a crear una imagen de la red, incluyendo;
Cableado.
Servidores de archivos.
Estaciones de trabajo.
Tarjetas de red.
Los analizadores de protocolo tienen TDR incorporados.
El analizador de protocolos puede proporcionar pistas y detectar problemas
de red como:
Componentes defectuosos en la red.
Errores de configuración o de conexión.
Cuellos de botella en la LAN.
Fluctuaciones en el tráfico.
Problemas con los protocolos.
Aplicaciones que pueden entran en conflicto.
Tráfico no habitual en el servidor.
Monitores de rendimiento
La mayoría de los sistemas operativos de red actuales incluyen una utilidad de
monitorización que ayudará al administrador a analizar el rendimiento del
servidor de la red. Estos monitores pueden ver operaciones en tiempo real o en
diferido para:
Procesadores.
Discos duros.
Memoria.
Utilización de la memoria.
Toda la red.
Estos monitores pueden:
• Guardar los datos de rendimiento.
• Enviar una alerta al administrador de la red.
• Iniciar otro programa que pueda devolver al sistema a unos rangos
aceptables.
Al monitorizar una red, es importante establecer una línea base.Esta
documentación de los valores normales de operación de la red deberían
actualizarse periódicamente a medida que se realizan cambios en la red. La
infomacion de línea base le puede ayudar a identificar y monitorizar cambios
dramáticos y sutiles en el rendimiento de su red.
5.8 POSIBLE SOLUCION
1. Si la red se a desvanecido verificamos que todo este vien conectado y
procedemos a resetear al router
Capítulo 3 5.9 PROGRAMACION DE LA ALARMA
Para ingresar a programación debemos tomar en cuenta que existen dos
códigos maestros pre establecidos desde fabrica el 1 código es 282828 que
nos permitirá ingresar al modo de programación esta sea secuencial, decimal,
o progresivo. El otro código es 474747 que pertenece al código maestro de
usuario. Con este código solamente podremos programar los códigos para
más usuarios, se puede solamente aplicar para activar o desactivar nuestro
sistema e incluso anular zonas.
Para ingresar al método de programación debemos hacer:
Presionar la tecla (entrar) + código maestro
Al momento nos dará un tono de confirmación si es el código adecuado
Sonara “beep”, “beep”, “beep” si no es el código adecuado sonara un solo
“beep” alargado de rechazo. Deacuerdo al modo que necesitemos ingresar
para cambiar o realizar nuevas programaciones detallaremos lo que
necesitábamos programar para nuestro sistema
1.- método de programación para cambiar el código de ingreso a programación
(ENTRAR)+ 282828 + 7 + 00 + NUEVO CODIGO + (ENTRAR)
2.- Seguido vamos a programar la configuración de la central para espload
01 +1 º a 4º digito identificador de la central + (ENTRAR)
Como no necesitamos programar nada mas para comunicación o reportes de
monitoreo salimos de ese tipo de programación solamente digitando la tecla
(ENTRAR), ya estamos en el modo de programación decimal , aquí tenemos
gran variedad de opciones como programar hora de auto armado , reporte de
pruebas a diario (test) tiempo de sirena , tiempos de entrada y salida … etc. .
Se procedió a programar un auto armado para las 11 de la noche en la
dirección:
044 (ingresamos hora de auto armado entre 000 y 023)
045 (ingresamos minutos de auto armado entre 000 y 059 )
Para programar los tiempos de entrada u salida seleccionamos las direcciones
049 (retardo de salida en segundos. Ejemplo 030)
050 (retardo de entrada 1 en segundos)
051 (retardo de entrada 2 en segundos)
Como tenemos una sola entrada debemos programar las direcciones 050 y 051
con el mismo tiempo.
Se programa también el tiempo de corte de sirena , como funciona este
tiempo , cuando se activa cualquier de los sensores de movimiento o
protección de la sirena causando un evento de alarma tenemos un tiempo de
duración en estar sonando nuestras sirenas ese tiempo es el que se programa
en esta sección:.
052 (programación corte de sirena en minutos. ejemplo 004)
Se programo también la PGM para energizar la mini cámara con un tiempo de
30 minutos en la dirección1
056 (tiempo de activación de PGM en segundos ingresar desde 001 a 127 y
para minutos ingresar 128 a 255, se añade 128 a los minutos requeridos
ejemplo128 + 5 = 133 automáticamente reconoce el software de nuestra central
que estamos necesitando que la PGM tenga una activación de 5 minutos)
5.10 MÉTODO DE PROGRAMACION POR SELECCIÓN DE FUNCIONES
1.- Pulsar (ENTRAR) + (CODIGO DE INSTALADOR) dirección adecuada
Seleccionamos la sección
062 para habilitar los códigos para el activado en casa
068 para habilitar los códigos para sistema B ausente / forzado
074 para habilitar códigos para poder anular zonas En este caso habilitamos
dos códigos en cada dirección (062, 068 y074) para activar desactivar y poder
anular cualquier zona. En estas secciones o direcciones debemos tomar en
cuenta que se pueden dar prioridad para los dos sistemas de la alarma
(sistema A y sistema B), recordemos que podemos realizar una partición.
Se aplico también cambios en las direcciones:
086 habilito tecla (5) para que funcione el auto armado.
088 habilita las teclas:
(1) habilita teclas de pánico (1 y 3)
(2) habilita teclas de pánicos (4y6)
(3) habilita teclas de pánicos (7 y 9)
(5) habilita pánico (4 y 6) para ser audible
(6) habilita pánico (7 y 9) para ser audible
(9) habilita el código de acceso y programación de 4 dígitos
(12) habilita tono de teclado en retardo de salida
En la dirección 090 se programo:
(2) para que el auto armado sea normal.
Para lo que es definiciones de zona se tomo en cuenta la siguiente
programación:
La puerta de ingreso tiene un tiempo de entrada y no se la programa, en
ninguno de estas direcciones, por lo cual el software reconocerá
automáticamente que es una zona retardada
Los sensores de movimiento van ha ser programados como de seguimiento
Dirección 108 habilitamos la tecla 2 correspòndiente3 al # de zona.
Dirección 100 habilitamos la tecla 4 correspondiente a las protecciones del
sistema, en la caja de sirena y en el tamper de los sensores de movimiento.
Dirección 116 se habilitaran el número de zonas que estén en funcionamiento
Dirección 120 se habilitaran el número de zonas que estén en funcionamiento
Dirección 124 se habilitaran el número de zonas que estén en funcionamiento.
Para lo que es la programación del PGM utilizaremos esta salida para
habilitar o inhabilitar la alimentación para nuestra cámara de video
5.11 PROGRAMACIÓN VIA SOFTWARE
Con la programación del software espload tenemos las mismas opciones de
programar como queremos nuestro sistema.
Para poder ingresar a la programación se debe hacer una doble llamada (si
tuviéramos una línea telefónica) o simplemente en este caso conectamos a
nuestro computador e identificándonos con el código de espload programado
en la sección 01 de la programación de forma secuencial mediante un
adaptador ADP-1.
CAPITULO VI
6.1 CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES
6.1.1 CONCLUCIONES
Una vez desarrollado este trabajo de diseño, investigación y construcción
llegamos a las siguientes conclusiones.
• Los estudiantes egresados del ITS "Carlos Cisneros" de la Escuela de
Electrónica estamos en la capacidad de enfrentar retos por complicados que
parezcan ya que contamos con las bases necesarias para desarrollar sistemas
o solucionar problemas como el que nos propusimos al inicio del trabajo ya
culminado.
• Hemos comprobado que la dedicación conjuntamente con la investigación,
experimentación/ ingenio y aplicando las bases adquiridas en nuestra
institución podemos llegar a desarrollar un sinnúmero de aplicaciones que
permitirán en un futuro desenvolvernos como exitosos profesionales.
• Adquirimos conocimientos técnicos y tecnológicos que profundizaron
nuestra afición por la Electrónica los mismos que nos sirvieron al momento de
enfrentar dificultades que en base a constancia y esfuerzo gradualmente
fuimos superándolos.
• Los resultados obtenidos han sido muy satisfactorios por que hemos
cumplido con los objetivos planteados en un inicio, ya que implementamos un
laboratorio de esta magnitud y a través de este proyecto queremos incentivar a
las futuras generaciones a que investiguen y complementen este laboratorio
que a la postre servirá para formar a los nuevos profesionales .
6.1.2 RECOMENDACIONES.
A continuación exponemos las siguientes recomendaciones tanto para nuestro
proyecto como también para la institución, con el fin de que se cuente con
mejores oportunidades y se realice de mejor manera futuros proyectos.
PARA EL PROYECTO
Para que nuestro sistema sea más completo deberíamos de obtener
nuestra propia frecuencia para que en futuras instalaciones de redes
inalámbricas en la institución se pueda configurar más rápido y tener
acceso a ellas con facilidad.
Para llevar esta propuesta a la realidad nos encontramos con la
problemática de que por cada computador que no se encuentre en el
rango de la frecuencia de la red deberíamos de utilizar puntos de
acceso para poder amplificar la frecuencia sin temor a que se pierdan
los datos
Este tipo de red que implementamos en el laboratorio es uno de los
primeros en la institución por eso se debe de manejar con mucho
cuidado al implementar mas computadoras por el hecho de que es
muy sensible y si no se maneja con cuidado se podría desconfigurar
la red.
PARA LA INSTITUCION
Estas recomendaciones lo hacemos para que en la Institución se realicen los
cambios necesarios para el bienestar y porvenir de los estudiantes y del
plantel.
Capacitar a los docentes técnicos de la institución sobre nueva
tecnología por medio de seminarios, cursos, etc., y el beneficio que esto
representa para el adelanto del plantel y de sus estudiantes.
Participar en exposiciones y casas abiertas dentro y fuera d3e la la
ciudad ya que con esto se da a conocer a la institución y al mismo
tiempo se brinda mayores oportunidades de trabajo a sus egresados y
profesionales.
Impartir las cátedras de programación y ensamblajes de redes
inalámbricas a los estudiantes de la escuela de electrónica por que es
necesario adquirir conocimientos sobre esta ciencia ya que con la
electrónica están muy ligadas y de esta fusión puede surgir propuestas
muy interesantes que en conjunto con los conocimientos electrónicos
que se imparten en le plantel pueda brindar nuevas oportunidades tanto
a estudiantes como a la institución misma, un claro ejemplo de esto es
nuestro proyecto que abarca a la programación , tecnología inalámbrica
y ala electrónica brindando un gran resultado.
BIBLIOGRAFÌA
SITIOS DE INTERNET
1. www.microsoft.com/windowsxp o www.microsoft.com/latam/windowsxp
1.1 http://standards.ieee.org/wireless/
1.2 www.wlana.org/learn/educate.htm
1.3 ww.unincca.edu.co/boletin/indice.htm
1.4 www.weca.net/OpenSection/pdf/Wi-Fi_Protected_Access_Overview.pdf
1.5 www.intel.com/ebusiness/strategies/wireless/wlan/
standards.htm
1.6 http://www.ciudadfutura.com/mundopc/redes/indred.htm
5 http://www.labcenter.co.uk/
5.1 http://proyectosfie.webcindario.com/proteus.htm
5.2 http://discussions.labcenter-electronics.com/
5.3 http://www.conket.com/
5.4 http://www.Todopic.com
LIBROS Y REVISTAS
1.7 DOCUMENTO IEEE "Redes Híbridas" pag 21-26 1992
1.8 Rui T. Valadas, Adriano C. Moreira, A.M. de Oliveira Duarte.
1.9 DOCUMENTO IEEE "Ruteando con TCP/IP" pag 7-12 1992 IBM T.J.
Watson Reserach Center
1.10 DOCUMENTO IEEE "Características de una Radio LAN" pag 14-19
Charles E. Perkins.
1.11 Revista PC/Tips Byte pag 94-98 articulo: "Redes Inalámbricas"
1.12 Revista PC/Magazine pag 86-97 articulo: "Sin Conexión"
1.13 Computer Networks. Andrew Tanenbaum. Prentice Hall PTR, Third
Edition. 1996.
1.14 Tecnologías de Interconectividad de Redes. Merilee Ford, H. Kim
Lew, Steve
1.15 Spanier, Tim Stevenson. Prentice Hall, Primera Edicion. 1998.
1.16 Internetworking LANs and WANs. Gilbert Held. Wiley Communications
Technology, First Edition. 1995.
1.17 Comunicaciones y Redes de Computadores. William Stalling. Prentice
Hall, Sexta Edicion. 2000.
1.18 Tecnologías Emergentes Para Redes de Computadores. Uyless
Black. Prentice Hall. 2000.
1.19 Apuntes Redes de Computadoras (Teoría y Taller), Emilio
Hernandez
1.20 Apuntes Redes de Datos, Eduardo Rivera,
1.21 Apuntes Redes de Datos, Marcelo Iribarren,
1.22 Apuntes Redes de Datos, Marcelo Maraboli
1.23 Interconexión de Sistemas Abiertos, Jose Nunez
ANEXO 1 CROQUIS DEL SISTEMA DE RED
LAB
LAB 1
LAB 2
LAB 3
LAB 4
LAB 5
LAB 6
SE
RV
ER
impresora laser
Scanner
Router
inalambrico de 15
U.P.S.
Draw a custom shape. Size this shape to match the size of your shape. Copy your shape. Open this group and paste your shape inside. Send text
block at bottom to front. Close group.
PIZARRON
SONORIZACION
SONORIZACION
LAB 7
ANEXO 3 DIAGRAMA MICROCONTROLADOR 16F628A
GRABADOR DE PICS
ANEXO 4 CODIGO FUENTE DEL SOTFWARE QUE CONTROLA AL BRAZO ROBÓTICO.
Option ExplicitDim PortAddress, A As Integer
Private Sub Btautomati_Click()WMP.Visible = FalseWMP.CloseImage1.Visible = TrueIf Timer1 = False Then Timer1.Enabled = TrueEnd If'WMP.Visible = FalseAutomaticoCizquierda.Enabled = FalseCderecha.Enabled = FalseCarriba.Enabled = FalseCabajo.Enabled = FalseCm3arriba.Enabled = FalseCm3abajo.Enabled = FalseCm4Horal.Enabled = FalseCm4antihoral.Enabled = FalseCommand3.Enabled = FalseCommand2.Enabled = FalseEnd Sub
Private Sub Cabajo_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M2 abajo.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 3End Sub
Private Sub Carriba_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M2 arriba.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 4End Sub
Private Sub Cderecha_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M1 derecha.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 2End Sub
Private Sub Cerrar_Click()Unload MeEnd Sub
Private Sub Cizquierda_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M1 izquierda.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 1End Sub
Private Sub Cm3abajo_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M3 abajo.MPG"WMP.Controls.play
Out PortAddress, 6End Sub
Private Sub Cm3arriba_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M3 arriba.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 5End Sub
Private Sub Cm4antihoral_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M4 Antihorario.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 32End Sub
Private Sub Cm4Horal_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M4 Horario.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 16End Sub
Private Sub Command1_Click()Image1.Visible = FalseWMP.Visible = FalseWMP.CloseOut PortAddress, 0Timer1.Enabled = FalseTimer1.Interval = 0A = 0Cizquierda.Enabled = TrueCderecha.Enabled = TrueCarriba.Enabled = TrueCabajo.Enabled = TrueCm3arriba.Enabled = TrueCm3abajo.Enabled = TrueCm4Horal.Enabled = TrueCm4antihoral.Enabled = TrueCommand3.Enabled = TrueCommand2.Enabled = TrueEnd Sub
Private Sub Command2_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M5 Cierra.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 7End Sub
Private Sub Command3_Click()WMP.Visible = TrueWMP.URL = App.Path & "\Videos\M5 Abre.MPG"WMP.Controls.playOut PortAddress, 8End Sub
Private Sub Form_Load()PortAddress = &H378
End Sub
Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer)Out PortAddress, 0End Sub
Private Sub Timer1_Timer()Automatico
End Sub
Private Sub Automatico()If A = 0 Then Out PortAddress, 3 Timer1.Interval = 15000 A = 1 'baja brazoElse If A = 1 Then Out PortAddress, 7 Timer1.Interval = 2100 A = 2 'cierra mano Else If A = 2 Then Out PortAddress, 4 Timer1.Interval = 42000 A = 3 'sube brazo Else If A = 3 Then Out PortAddress, 1 Timer1.Interval = 30000 A = 4 'gira derecha brazo Else If A = 4 Then Out PortAddress, 3 Timer1.Interval = 15000 A = 5 'baja brazo Else If A = 5 Then Out PortAddress, 8 Timer1.Interval = 2100 A = 6 'abre mano Else If A = 6 Then Out PortAddress, 4 Timer1.Interval = 43000 A = 7 'suve brazo Else If A = 7 Then Out PortAddress, 2 Timer1.Interval = 27000 A = 0 End If End If
End If End If End If End If End IfEnd If End Sub
