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manual-de-preparacin-para-olimpiadas-nacionales-de-mecatrnica

  1. 1. 2010Autores:Ing. Carlos A. Mejía SierraIng. Juan C. Álvarez GiraldoIng. Leonardo Rodríguez Ortiz MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA La preparación para Olimpiadas Nacionales de Mecatrónica siempre es importante tanto para los participantes como para los entrenadores, por esta razón se creó este documento, con algunas experiencias, recomendaciones y sobre todo la teoría avanzada que se debe estudiar y preparar.
  2. 2. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez TABLA DE CONTENIDO Pág.ACERCA DE LOS AUTORES. ..................................................................................................... 5INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 6I. GUÍA DE ESTUDIOS Y REFERENCIAS ..................................................................................... 81. NEUMÁTICA Y ELECTRONEUMÁTICA .............................................................................. 8 1.1 Neumática .............................................................................................................. 10 1.1.1. Método Cascada ............................................................................................. 10 1.1.2. Método Paso A Paso (Extendido) ................................................................... 18 1.1.3. Método paso a paso Simplificado .................................................................. 23 1.1.4. Elementos Complementarios de Control ....................................................... 25 1.1.5. Recomendaciones........................................................................................... 33 1.2. Electroneumática ................................................................................................... 35 1.2.1. Método Cascada ............................................................................................. 36 1.2.2. Método Paso a Paso ....................................................................................... 42 1.2.3. Elementos Complementarios de Control ....................................................... 46 1.2.4. Recomendaciones........................................................................................... 50 1.2.5. Fundamentos para la Nomenclatura ISO 1219 .............................................. 532. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES – PLC .................................................... 55 2.1. Temporizadores, Contadores y Multitareas. ......................................................... 56 2.1.1. Módulos de Tiempo ........................................................................................ 56 2.1.2. Modulo de Conteo .......................................................................................... 58 1
  3. 3. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez 2.1.3. Multitareas ..................................................................................................... 62 2.1.4. Ejemplo de Programación .............................................................................. 63 2.2. Programación sin STEP (Banderas) ........................................................................ 65 2.3. Sub-Programas (CMP/CFM) ................................................................................... 66 2.4. Comunicación Serial............................................................................................... 72 2.5. Comunicación Ethernet ......................................................................................... 82 2.5.1. Configuración IP Del Computador .................................................................. 83 2.5.2. Configuración IP del PLC ................................................................................. 84 2.6. Fundamentos de Comunicación y Programación en Microsoft Excel ................... 87 2.6.1. Configuración De La Red Con El IPC_DATA .................................................... 89 2.6.2. Visualización de datos usando Excel: ............................................................. 91 2.6.3. Modificando Operandos Del PLC Con Excel: .................................................. 92 2.7. Sistemas Modulares de Producción – MPS ........................................................... 95 2.7.1. Distributing (Distribución) .............................................................................. 97 2.7.2. Testing (Verificación) .................................................................................... 104 2.7.3. Handling (Manipulación) .............................................................................. 111 2.7.4. Sorting (Clasificación) ................................................................................... 119 2.8. Recomendaciones ................................................................................................ 125II. PRUEBAS TIPO COMPETENCIA ....................................................................................... 129 1. Pruebas Neumáticas. ............................................................................................... 131 1.1. Prueba Número 1. ............................................................................................ 131 1.2. Prueba Número 2. ............................................................................................ 132 1.3. Prueba Número 3. ............................................................................................ 134 2
  4. 4. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez 1.4. Prueba Número 4. ............................................................................................ 136 2. Pruebas Electroneumáticas. .................................................................................... 138 2.1. Prueba Número 1. ............................................................................................ 138 2.2. Prueba Número 2. ............................................................................................ 140 2.3. Prueba Número 3. ............................................................................................ 142 2.4. Prueba Número 4. ............................................................................................ 144 2.5. Prueba Número 5. ............................................................................................ 146 2.6. Prueba Número 6. ............................................................................................ 148 3. Pruebas PLC. ............................................................................................................ 150 3.1. Prueba Numero 1. ............................................................................................ 150 3.2. Prueba Número 2. ........................................................................................... 152 3.3. Prueba Número 3 ............................................................................................ 153 3.4. Prueba Número 4. ........................................................................................... 155 3.5. Prueba Número 5. ........................................................................................... 157 3.6. Prueba Número 6. ........................................................................................... 160III. FORMATOS DE CALIFICACIONES Y SOLUCIONES ........................................................... 163 1. Formatos De Evaluación De Las Pruebas................................................................. 164 1.1. Formatos Neumática. ....................................................................................... 164 1.1.1. Formato Prueba 1. ........................................................................................ 164 1.1.2. Formato Prueba 2. ........................................................................................ 165 1.1.3. Formato Prueba 3 ......................................................................................... 166 1.1.4. Formato Prueba 4 ......................................................................................... 167 1.2. Formatos Electroneumática ............................................................................. 168 3
  5. 5. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez 1.2.1. Formato Prueba 1. ........................................................................................ 168 1.2.2. Formato Prueba 2. ........................................................................................ 169 1.2.3. Formato Prueba 3. ........................................................................................ 170 1.2.4. Formato Prueba 4 ......................................................................................... 171 1.2.5. Formato Prueba 5. ........................................................................................ 172 1.2.6. Formato Prueba 6. ........................................................................................ 173 1.3. Formatos Pruebas De PLC. ................................................................................... 174 1.3.1. Formato Prueba 1. ........................................................................................ 174 1.3.2. Formato Prueba 2. ........................................................................................ 175 1.3.3. Formato Prueba 3. ........................................................................................ 176 1.3.4. Formato Prueba 4. ........................................................................................ 177 1.3.5. Formato Prueba 5. ........................................................................................ 178 1.3.6. Formato Prueba 6. ........................................................................................ 179 2. Solución De Ejercicios. ............................................................................................. 202 2.1. Solución De Ejercicios De Neumática ............................................................... 203 2.1.1. Solución Prueba Número 4. .......................................................................... 203 2.2. Solución De Ejercicios De Electroneumática. ................................................... 204 2.2.1. Solución Prueba Número 6. .......................................................................... 204 2.3. Solución De Ejercicios De PLC. ......................................................................... 205 2.3.1. Solución Prueba Número 1. .......................................................................... 205BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 209 4
  6. 6. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez ACERCA DE LOS AUTORES.Juan Camilo Álvarez Giraldo y Carlos Alberto Mejía Sierra, son Ingenieros Mecatrónicosde la Universidad San Buenaventura sede Bogotá, ambos se han destacado por el buendesempeño de sus labores académicas durante el desarrollo de los estudios de pregrado.Participaron como representantes de esta universidad durante el desarrollo de las VIIIOlimpiadas Nacionales de mecatrónica desarrolladas en Octubre- Noviembre de 2009; allíresultaron campeones luego de superar a diferentes equipos a nivel Regional y Nacional.En Junio de 2010 representaron a Colombia, como país invitado, en las competencias demecatrónica de los Skills USA, realizadas en Kansas City. Allí midieron sus conocimientos yhabilidades con equipos representantes de diferentes estados y equipos mexicanos.Todas estas experiencias sumadas con el largo proceso de preparación, dieron pie pararecopilar los diferentes aspectos que los llevaron hasta este punto en un manual quesirviera como punto de partida para futuros participantes y a su vez permita elevar el nivelde las competencias realizadas.Carlos Alberto se dedica actualmente al desarrollo de labores de investigación al interiorde la Universidad San Buenaventura, mientras que Juan Camilo trabaja para el sectorprivado en el desarrollo y mantenimiento de máquinas industriales.Leonardo Rodríguez Ortiz, Ingeniero Mecatrónico de la Universidad Santo Tomás deBucaramanga, y Magíster en Administración de Empresas de la Universidad San Pablo CEUde Madrid, España. Sus trabajos, capacitaciones e investigaciones se enfocan en granparte en el sector de la Automatización Industrial gracias a la experiencia de 5 añostrabajando para Festo en diferentes áreas, desde el 2008 trabaja para el sector educativodedicado a la enseñanza de temas como programación de PLC, tecnologías para laautomatización, sistemas de visualización, sistemas modulares de producción, entre otros.Se desempeña como docente e Investigador de la Universidad San Buenaventura, allí hadesarrollado proyectos relacionados con la línea de Robótica y Automatización industrial.Acompañó, dirigió y aconsejó a los participantes de las olimpiadas, y así mismo sirviócomo guía para el desarrollo de este manual.Leonardo Trabaja actualmente en el desarrollo del programa de Especialización enAutomatización de Procesos Industriales y así mismo potenciando nuevos trabajosinvestigativos en este mismo campo. Leonardo.rodriguez.ortiz@gmail.com 5
  7. 7. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez INTRODUCCIÓNLa resolución de circuitos neumáticos, electro-neumáticos y sistemas controlados por PLCde una manera eficiente y eficaz, es una habilidad que se adquiere a través delentrenamiento constante, soportados firmemente en la lógica desarrollada durante lamayoría de los ciclos básicos de ingenierías en materias como algoritmos y programación,adquisición de datos, sistemas digitales, micro controladores, entre otras. En este mismosentido, es de vital importancia que la persona interesada que pretenda participar en lasolimpiadas Nacionales de Mecatrónica, posea conocimientos previos en las áreasimplicadas y conozca de manera precisa, los fundamentos de la neumática y la electro-neumática.Siguiendo este orden de ideas, el presente documento no pretende consolidarse comouna guía de estudio para las mencionadas áreas a las que se hacen alusión, ya que paraello, se requieren las bases teóricas adecuadas para profundizar ampliamente en diseño,cálculo, selección, etc. Ahora bien el objetivo principal de este manual es el de brindar alinteresado una guía de la forma en que se deben abordar las competencias desde diversospuntos críticos como son: Trabajar en contra del tiempo, competir contra equipos dediferentes regiones, desarrollo de ejercicios con un determinado número de elementos(restricción de elementos), el trabajo en grupo y las jornadas extenuantes.Este documento se divide en tres grandes capítulos, de modo que inicialmente elinteresado aprenderá métodos rápidos de resolución, elementos especiales que seinvolucran en los problemas, restricciones de diferente índole que se presentan en laspruebas (restricciones de programación y restricciones de elementos disponibles),funciones especiales de los PLC, fundamentos de comunicaciones a través de PLC,fundamentos de la visualización en el computador, entre otros temas que se deben tenerpresentes en las competencias; una segunda fase será la aplicación de lo aprendido através de diferentes pruebas y ejercicios a realizar, los cuales involucran todos los temas 6
  8. 8. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguezvistos en la primera fase pero agregándoles una de las más grandes presiones que setienen: El Tiempo. Este constituye un requisito indispensable, pues las pruebas tienentodas un límite de tiempo para ser completadas y además dan una puntuación extraconsiderable cuando se es el primer grupo en finalizarlas de manera correcta, por estemotivo en la fase 2, que es la de entrenamiento, todas las pruebas tendrán límite detiempo.El tercer capítulo comprenderá un pequeño instructivo para la persona que estará a cargodel entrenamiento de los interesados, dándole recomendaciones acerca de los puntos aevaluar, formas de calificaciones, puntuaciones básicas y extras, soluciones de losejercicios de la fase 2, errores comunes que se cometen, puntos claves a reforzar, yrecomendaciones generales durante la competencias. 7
  9. 9. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez I. GUÍA DE ESTUDIOS Y REFERENCIASEn el presente capitulo se abordarán los temas aplicados en las Olimpiadas, tales comoNeumática, Electroneumática, Controladores Lógicos Programables - PLC y SistemasModulares de Producción – MPS; todo esto con el fin de llegar a obtener un mayorconocimiento y eficiencia durante el desarrollo de pruebas, aquí se describirán los pasospara desarrollar métodos de resolución de problemas, elementos adicionales de control,entre otros ítems.A medida que el capitulo avance, se desarrollarán ejemplos para demostrar losprocedimientos y para lograr un mejor entendimiento, también al finalizar cada tema, sedarán unas recomendaciones para el desarrollo de las pruebas en las Olimpiada tantopara los grupos como para las personas encargadas de la preparación. 1. NEUMÁTICA Y ELECTRONEUMÁTICAPara diseñar e implementar los circuitos neumáticos y electroneumáticos se debe tenerunas bases bien fundamentadas para poder aplicar los métodos de resolución deproblemas que se tratarán en este capítulo; para comenzar, se debe tener en cuenta quetodo circuito neumático y electroneumático están integrados por elementos queintervienen en el proceso como lo son: Elementos de Alimentación, de Entrada, deProcesamiento, de Maniobra, y de trabajo; por esta razón se debe tener un conocimientoprevio acerca de la simbología de dichos elementos, al igual que de la norma ISO 1219;adicional a esto todos los circuitos deben seguir una secuencia funcional que se obtienedel análisis del problema y se presenta como una solución que debe contener todos lospormenores requeridos; la secuencia que deben seguir los circuitos se simbolizangeneralmente con letras y signos, para así identificar el proceso que se esté llevando acabo en cada paso de la secuencia y se describen en un diagrama de funciones que esigualmente evaluado dentro de las pruebas en ciertos casos. 8
  10. 10. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. RodríguezPara diseñar e implementar estos circuitos existen 2 métodos sencillos de aplicar, loscuales son, Método Cascada y Método Paso a Paso, estos métodos sirven para agilizar laresolución de problemas ya que tienen unos pasos sencillos de seguir para llegar a unresultado eficaz y concreto en el menor tiempo posible, pero no basta con aplicar estosmétodos ya que estos están diseñados para resolver problemas que tienen que ver solocon la secuencia, es decir, se requiere un proceso de diseño adicional para incluir dentrodel circuito elementos tales como temporizadores, contadores, presóstatos, reguladoresde caudal y presión, válvulas selectoras entre otras; por tal razón se debe tener un previoentrenamiento con el diseño intuitivo ya que este método aunque es el más prolongadode realizar es el mejor para lograr resolución de problemas con los elementosanteriormente mencionados y el que complementará los métodos que se describirán en elpresente documento. Es recomendable para la persona o grupo de personas que quieranpresentarse a las olimpiadas nacionales de mecatrónica resolver ejercicios solo basándoseen un método intuitivo para poder obtener las destrezas necesarias para aplicar losmétodos. A través del este método se genera una habilidad mental para predecirposibles fallos y soluciones a problemas de la vida real y de tipo competencia a través dela práctica constante. Se recomienda la utilización de la última versión del FuidSim deFesto para complementar el proceso de preparación y para aplicar las explicaciones que seabordarán a continuación, la herramienta permite el acceso a toda la simbología de loselementos tanto neumáticos como electroneumáticos, simulaciones de los circuitosdiseñados, a la aplicación de diagramas de funciones, entre otras cosas. El manual defuncionamiento del software y una versión de demostración puede descargarse demanera gratuita en www.fluidisim.com.En el presente capitulo se explicarán los métodos de Cascada y Paso a Paso para ambossistemas ayudados por ejemplos de situaciones reales, también se implementaránelementos como temporizadores, contadores, presóstatos entre otros, que deben estarimplícitos en la secuencia para poder obtener una solución avanzada en dicha situación. 9
  11. 11. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez1.1 NeumáticaEn este campo de las olimpiadas se pretende evaluar la solución a problemas deautomatización basados completamente en la neumática, en este campo se usanelementos que se accionan o controlan por medio del uso del aire comprimido, por talrazón no se tendrán ningún elemento de tipo electrónico; para resolver problemas deíndole neumática, se pueden implementar diferentes métodos como los ya mencionados,usando válvulas neumáticas, accionamientos manuales (pulsadores, interruptores, etc.),accionamientos físicos (finales de carrera, sensores magnéticos, etc.), accionamientos poraire comprimido (temporizadores, contadores, etc.), entre otros elementos neumáticos.Para solucionar los problemas basados en diseños neumáticos, se debe tener en cuentalas formas de analizar los problemas descritos al inicio del capítulo 1, y desarrollarhabilidad suficiente para ofrecer soluciones con rapidez; en las olimpiadas, se evalúa tantoel funcionamiento del circuito como la ubicación y sentido que tengan los elementosneumáticos como por ejemplo el orden de conexión de las válvulas reguladoras de caudal,así como el diseño preliminar del circuito, el diagrama de funcionamiento y simbología delos elementos en papel (en algunas ocasiones).1.1.1. Método CascadaEste método se basa en la separación por grupos de la secuencia a realizar; los gruposestán compuestos por movimientos de los actuadores (las reglas para división de gruposse explicarán más adelante). Y cada grupo es sostenido por una válvula 5/2 usada comomemoria para poder obtener 2 salidas que alimentan 2 grupos independientemente; cadavez que conectamos una válvula 5/2 a la anterior se obtiene un grupo adicional; laconexión de los grupos con las válvulas se representa en la Figura 1, una rápida observaciónde este esquema permite deducir fácilmente el origen del nombre de este método. 10
  12. 12. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 1: Configuración para grupos en Método Cascada. a) 2 Grupos, b) 3 Grupos.Se pueden lograr configuraciones y conexiones similares para este método, se sugiere allector experimentar diferentes formas y “casarse” con la que le resulte más conveniente,de esta manera podrá afrontar montajes o configuraciones de manera rápida y sencilla.El número de válvulas necesarias para implementar una solución resulta siempre igual alnúmero de grupos menos 1. Para diseñar un circuito neumático basados en el métodocascada, se deben seguir las siguientes instrucciones:1. Analizar el problema y establecer el número de actuadores referenciándolos con letras a cada uno, es decir, para el primer actuador se referenciaría con la letra ‘A’, para el segundo con la letra ‘B’, y así sucesivamente y a su vez identificar los sensores; para estos se usa la letra ‘S’, y para diferenciarlos, se enumeran de manera consecutiva, ‘S0’ para el primer sensor, ‘S1’ para el segundo y así sucesivamente. Por ejemplo para un circuito neumático que contiene 2 cilindros y 4 sensores (Figura 2) se obtiene el siguiente esquema: 11
  13. 13. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 2: Actuadores y Válvulas de Control Neumático.2. Determinar la secuencia correcta a diseñar teniendo en cuenta que para el desplazamiento hacia afuera de los actuadores se simboliza con el signo más (+), y para el retorno de los actuadores se simboliza con el signo menos (-) como se muestra en la Figura 3. Por ejemplo, suponiendo una secuencia para el caso anterior: A+ B+ B- A- Figura 3: Símbolos usados para diseño de circuitos.3. Dividir la secuencia en grupos teniendo en cuenta que: un grupo no puede contener más de un movimiento del mismo actuador (p.e. no se puede tener A+ y A- en el mismo grupo) y además, cada grupo debe contener la mayor cantidad de movimientos de actuadores posible. Para el caso del ejemplo anterior se tendrían 2 grupos. 12
  14. 14. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez4. Identificar cuáles son los sensores que hacen los cambios de grupos y al mismo tiempo generan el primer movimiento del grupo simbolizado con una flecha por debajo con la referencia del sensor correspondiente, y también identificar que sensores generan los movimientos internos del grupo simbolizados con una flecha por arriba con la referencia del sensor adecuado. Así: Nótese en la ecuación que, las señales de cambio de grupo S0 y S3 están debidamente identificadas con líneas en la parte inferior, mientras que las señales que producen movimientos en los grupos S1 , S2 y START están identificadas con líneas en la parte superior de la misma.5. Establecer el número de válvulas de memoria (5/2) que se necesitan para generar los grupos obtenidos con la siguiente fórmula: En donde: es el número de válvulas y es el número de grupos; teniendo que para este caso se tendrá una sola válvula de memoria y su configuración se muestra en Figura 1¡Error! No se encuentra el origen de la referencia..a.6. Ya teniendo el numero de válvulas de memoria y los cambios de movimiento se procede a crear el esquema general de funcionamiento del circuito teniendo en cuenta las siguientes condiciones:  Las válvulas de control se deben alimentar directamente de la red como se muestra en la parte central de la Figura 2. 13
  15. 15. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Los cambios de grupo son generados usando la señal del final de carrera o válvula de entrada correspondiente, tomando la alimentación desde la línea del grupo inmediatamente anterior. Figura 4: Esquema de conexión para cambios de grupos. La señal de pilotaje para el primer movimiento de los grupos se toma directamente de la línea de grupo. Los movimientos subsecuentes del grupo se realizan desde la línea correspondiente y pasando por la señal de entrada previamente identificada En el caso de este ejemplo, para el primer movimiento se utilizará un pulsador “START” alimentado del primer grupo. Figura 5: Primer movimiento de grupos Y por último se conectan los movimientos internos de cada grupo con los finales de carrera alimentados por la línea correspondiente al grupo del movimiento. 14
  16. 16. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 6: Esquema Completo de un Circuito NeumáticoSiguiendo estos pasos y condiciones se debe llegar a obtener un diseño preliminar de lasecuencia principal que debe cumplir el circuito y queda listo para el acople de elementosde control como lo son: válvulas selectoras, temporizadores, contadores, presóstatosentre otros (siempre y cuando el ejercicio lo demande).Ejemplo 1:Se supone un problema donde se necesitan tres (3) cilindros con seis (6) sensores finalesde carrera y que los cilindros cumplan la siguiente secuencia: A+ B+ B- C+ C- A- No de Cilindros = 3 (A, B, C) No de Sensores = 6 (S0, S1, S2, S3, S4, S5) 15
  17. 17. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 7: Actuadores y Válvulas de Control, Ejemplo 1 Grupos = 3 A+ B+ / B- C+ / C- A- I II III Cambios de Grupo y Movimientos = Numero de Válvulas de Memoria = 2 (Figura 1.b) Señales de cambios de Grupo = Figura 8: Señales de Cambio de Grupo, Ejemplo 1 16
  18. 18. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Pilotaje del primer movimiento de los grupos = Figura 9: Señal del Primer Movimiento de Los Grupos Movimientos Secundarios en los Grupos = Figura 10: Configuración Secuencia Principal, Ejemplo 1 17
  19. 19. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. RodríguezYa teniendo la secuencia principal completa, se debe proceder a acoplar en los puntosespecíficos los elementos de control que puedan existir en el proceso.Nota: Se recuerda al lector que existe una amplia teoría respecto a este método pararesolución de problemas neumáticos, y que esta particular manera de representar lasecuaciones, movimientos y designación de elementos han surgido de la experiencia ydebe considerarse como parte del proceso de preparación de las olimpiadas. Este métodoacá explicado está pensado para ofrecer soluciones en el menor tiempo posible y laexplicación no incluye la nomenclatura de elementos de acuerdo a norma ISO 1219.1.1.2. Método Paso A Paso (Extendido)Este método consiste en obtener tantos grupos como movimientos se tenga dentro deuna secuencia, este método ofrece un menor tiempo de respuesta ya que losmovimientos son generados por una válvula 3/2 de memoria alimentada directamente dela red; pero tiene la desventaja de usar mas válvulas de memoria en comparación almétodo cascada y no se puede usar cuando se tengan solo dos movimiento ya que cadasalida debe borrar la anterior y se bloquearían.Para este método se usaran válvulas 3/2 biestables normalmente cerradas como memoriapara los pasos alimentadas directamente de la red como se había mencionadoanteriormente; una válvula de memoria por cada paso como se muestra en la Figura 11, sipor alguna razón no se disponen de esa cantidad de válvulas de tipo 3/2, puede utilizarseuna válvual de tipo 5/2 bloqueando uno de sus terminales (bloquear el terminal 2 paraobtener una válvula 3/2 normalmente Abierta, y el terminal 4 para obtener una válvula3/2 normalmente cerrada) 18
  20. 20. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 11: Configuración para pasos de Método Paso a Paso.Teniendo lo anterior en cuenta, procedemos a diseñar el circuito siguiendo lasinstrucciones descritas a continuación.1. Analizar el problema e identificar el numero de actuadores con su respectiva simbología como se describió en el método cascada, e identificar los sensores igualmente con su respectiva simbología; suponiendo el ejemplo descrito en el método cascada, con dos cilindros y cuatro sensores, se obtiene el mismo esquema de la Figura 2.2. Se deduce la secuencia adecuada a diseñar como se hizo en el segundo paso del método cascada.3. Dividir la secuencia en tantos pasos como movimientos tenga el proceso e identificar que sensor acciona el paso dependiendo del último movimiento y con esto se puede saber el número de válvulas de memoria que es igual al número de pasos; para el ejemplo del método cascada, se simbolizaría así: 19
  21. 21. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez4. Ya teniendo el numero de válvulas de memoria y los cambios de movimiento se procede a crear el esquema general de funcionamiento del circuito teniendo en cuenta las siguientes condiciones:  Las válvulas de control se deben alimentar directamente de la red como se muestra en la Figura 2.  Los pasos son activados usando la señal del final de carrera o válvula de entrada correspondiente, y son alimentados directamente de la red, pero los finales de carrera deben alimentarse de la línea del paso anterior y la válvula de memoria del último paso debe estar normalmente abierta; el pulsador de “START”, debe conectarse en serie con el final de carrera del primer paso. Figura 12: Esquema de conexión para cambios de Pasos  Ya teniendo la señal de pilotaje de cada paso, se procede a conectar a cada paso el movimiento correspondiente generado por la válvula de control de cada cilindro. 20
  22. 22. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 13: Esquema Completo de Circuito Neumático, Método Paso a PasoSiguiendo estos pasos y condiciones se debe llegar a obtener un diseño preliminar de lasecuencia principal que debe cumplir el circuito y queda listo para acoplarle elementos decontrol como lo son: válvulas selectoras, temporizadores, contadores, presóstatos entreotros.Ejemplo 2:Aplicando el Método Paso a Paso a las condiciones del Ejemplo 1, se tendría: No de Cilindros = 3 (A, B, C) No de Sensores = 6 (S0, S1, S2, S3, S4, S5) La configuración de los cilindros, válvulas de control y sensores se puede observar en la Figura 7. Pasos = 6, Cambios de Pasos y Movimientos = 21
  23. 23. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Numero de Válvulas de Memoria = 6 Figura 14: Esquema de conexión para cambio de Pasos, Ejemplo 2 Señales de cambios de Pasos = Figura 15: Señales de Cambio de Pasos, Ejemplo 2 Conexión de Válvulas de Control dependiendo de los pasos: 22
  24. 24. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 16: Configuración Secuencia Principal, Ejemplo 2Ya teniendo la secuencia principal completa, se debe proceder a acoplar en los puntosespecíficos los elementos de control que puedan existir en el proceso.1.1.3. Método paso a paso SimplificadoExiste una posibilidad para la simplificación del método paso a paso recientementeexplicado, y consiste en la combinación de la separación por grupos del método cascadacon el circuito de control del método paso a paso, entonces la solución se reduciría adividir en grupos y considerar cada grupo como un “paso” de la secuencia total. Paralograr una mayor comprensión considérese el siguiente ejemplo.Ejemplo 3:Aplicando el Método Paso a Paso a las condiciones del Ejemplo 1, se tendría: No de Cilindros = 3 (A, B, C) No de Sensores = 6 (S0, S1, S2, S3, S4, S5)La configuración de los cilindros, válvulas de control y sensores se puede observar en laFigura 7. Pasos = 6, Cambios de Pasos y Movimientos = 23
  25. 25. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Numero de Válvulas de Memoria = 3 (Figura 11) Señales de cambios de Pasos = Figura 17: Señales de Cambio de Pasos, Ejemplo 3. Pilotaje del primer movimiento de los grupos = Figura 18: Señal del Primer Movimiento de los Grupos, Ejemplo 3. Movimientos Secundarios en los Grupos = 24
  26. 26. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 19: Configuración Secuencia Principal, Ejemplo 3.Ya teniendo la secuencia principal completa, se debe proceder a acoplar en los puntosespecíficos los elementos de control que puedan existir en el proceso.Nota: Se recuerda al lector que existe una amplia teoría respecto a este método pararesolución de problemas neumáticos, y que esta particular manera de representar lasecuaciones, movimientos y designación de elementos han surgido de la experiencia ydebe considerarse como parte del proceso de preparación de las olimpiadas. Este métodoacá explicado está pensado para ofrecer soluciones en el menor tiempo posible y laexplicación no incluye la nomenclatura de elementos de acuerdo a norma ISO 1219.1.1.4. Elementos Complementarios de ControlLos elementos de control, son aquellos que sirven para realizar tareas adicionalesimportantes dentro de la secuencia, como por ejemplo contar ciclos, retrasar o activardurante cierto tiempo un actuador, seleccionar entre un camino u otro para decidir un 25
  27. 27. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguezciclo, entre otras cosas; normalmente estos elementos ocasionan confusiones a la hora deusarlos, pues en muchos casos se requiere de lógica e intuición para usarlos de maneraeficiente, por esta razón se deben estudiar estos tipos de elementos más a fondo ya queson el complemento que necesitan las secuencias para generar un proceso completo paralas pruebas; los elementos de control que se explicarán aquí serán: Reguladores deCaudal, Válvula Reguladora De Presión, válvulas de secuencia, Temporizadores yContadores. Reguladores de CaudalSon elementos que sirven para regular la velocidad de movimiento de los actuadores parahacer que el actuador se mueva más lento de lo normal para poder obtener un controlmás prolongado de este; se utilizan siempre para regular la salida de aire de un actuador(salvo casos en donde la prueba indique lo contrario); están compuestos por una válvulaunidireccional y una válvula estranguladora de caudal para obtener la regulación en unasola dirección como se muestra en la Figura 20. Figura 20: Válvula Reguladora de Caudal.La dirección de estrangulación de la válvula según la Figura 20 es de izquierda a derecha, yaque la válvula unidireccional no deja pasar el aire, la única opción que queda es a travésde la válvula de estrangulación; pero si se alimenta inversamente, la válvula unidireccionaldejará pasar el aire y no se realizará regulación alguna; si se toma el ejemplo que sedesarrolló durante la explicación del método cascada, y se supone que se necesita regularla salida de ‘A’ y el retorno de ‘B’, se obtendrá el esquema mostrado en la Figura 21. 26
  28. 28. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 21: Ejemplo con Reguladores de Caudal.Nota: Fíjese que se han dispuesto ambas válvulas para que regulen en aire que sale de losactuadores esto asegura un movimiento lento mientras la presión se mantiene. EnFluidSim la válvula se debe girar 270° después de agregarla para que quede configuradacorrectamente. Válvula Reguladora de PresiónLa válvula reguladora de presión, como su nombre lo dice es un elemento que regula lapresión de alimentación de los actuadores cuando requiera que no superen una presiónnominal, estas válvulas normalmente están acompañadas de un manómetro que indica lapresión de salida de las válvulas como se indica en la Figura 22. Para la correcta conexión sedebe conectar la alimentación de la válvula al pin 1, el pin 3 siempre es el escape de laválvula para liberar la presión que excede la regulación, y el pin 2 es el pin de salida de laválvula hacia el actuador. 27
  29. 29. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 22: Válvula de Regulación de Presión.Si se toma el ejemplo que se desarrolló durante la explicación del método cascada, y sesupone que se necesita regular la salida del cilindro ‘B’ para evitar que supere ciertapresión para no romper alguna pieza del proceso, se obtendría el esquema mostrado en laFigura 23. Figura 23: Ejemplo con Regulador de PresiónNota: Para regular adecuadamente la presión de trabajo de estos elementos durante laspruebas de montaje, se sugiere conectar el elemento directamente a la alimentación depresión, y abrir o cerrar completamente la perilla de regulación hasta alcanzar el valor depaso deseado, posteriormente puede integrarse apropiadamente al resto del circuito. 28
  30. 30. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Válvula de SecuenciaLas válvulas de secuencia son un tipo especial de válvulas de presión que permiten realizaruna medición de presión en un punto específico del circuito (generalmente en laalimentación de los actuadores), para permitir o impedir el paso de aire en otro puntoespecífico del circuito. Figura 24: Válvula de Secuencia (Válvula con Presóstato)Para la correcta conexión, deberá conectarse el terminal 12 en el punto en el que se desearealizar la medición de presión, y a través de las terminales 1 y 2 se debe interrumpir elducto del circuito que se requiera, así por ejemplo, si se requiere que un cilindro retrocedasólo después de que ha llegado hasta el fin de su recorrido y ha cumplido don una presiónespecífica durante su avance, se puede plantear la siguiente solución: Figura 25: Circuito de ejemplo Válvula de Secuencia. 29
  31. 31. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. RodríguezNota: Para regular adecuadamente la presión de trabajo de estos elementos durante laspruebas de montaje, se sugiere conectar el elemento directamente a la alimentación depresión, luego cerrar completamente el regulador de la válvula de secuencia, yposteriormente establecer el valor de presión del sistema al valor de regulación adecuado,finalmente se abre el regulador hasta que permita el paso de aire y se integra al circuito. TemporizadoresSon elementos de control que sirven para mantener una señal durante cierto tiempo, opara retrasar el movimiento, a estos temporizadores se les llama: válvulas de tiempomuerto normalmente cerradas, o normalmente abierta, dependiendo del uso que se le 30
  32. 32. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguezquiera dar; para entender esto mejor en la Figura 26 se puede observar mejor elsignificado. Figura 26: Temporizadores, a) Normalmente Cerrado (NC) y b) Normalmente Abierto (NA)En donde el pin número 1 es la entrada de alimentación del temporizador, el número 2 esla salida del temporizador y el número 10 es el pin de activación del temporizador. En laFigura 26 se puede observar que el temporizador consta de una válvula reguladora decaudal, un almacenador de aire comprimido, y una válvula 3/2 con retorno de muelle; ladiferencia entre los dos temporizadores es la condición de la válvula 3/2. Figura 27: Ejemplo con temporizador normalmente cerrado.Para entender el uso de los temporizadores primero se debe tener claro que se necesita,si se necesita retrasar una señal, o mantenerla por cierto tiempo. Suponiendo que en elEjemplo que se desarrollo en la explicación del método cascada, se requiere que despuésque salga el actuador ‘B’, se demore un tiempo determinado antes de volver a entrar; el 31
  33. 33. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodrígueztemporizador que se debe usar es uno normalmente cerrado y ubicado en el punto endonde se genera la señal para retornar el cilindro como se muestra en la Figura 27.Nota: el establecimiento de los tiempos de retarde en neumática, suele ser una cuestiónde prueba y error, si durante el desarrollo de las pruebas se cuenta con un temporizadorque cuenta con un sistema para visualizar el tiempo ajustado entonces se recomiendautilizarlo, de lo contrario se deben realizar pruebas constantes hasta llegar al tiempodeseado. ContadoresSon elementos de control importantes a la hora de conocer el número de ciclos, piezasentre otras cosas, consisten en una válvula que se acciona después de cierto número depulsos generados en uno de los pines de dicha válvula, el símbolo usado es el que semuestra en la Figura 28; y se usa para controlar procesos por determinados ciclos oproducción de piezas. Figura 28: Contador NeumáticoEn donde el pin número 1 es la entrada de alimentación del contador, generalmente sealimenta desde la red neumática, el número 2 es la salida del contador´, el número 12 esel pin de entrada de los pulsos que se necesitan contar y el número 10 es el pin quereinicia el conteo (Reset).Para usar los contadores es necesario saber en qué parte del proceso se necesita contar ytambién saber que se debe controlar después de llegado al límite del conteo del proceso.Suponiendo que en el Ejemplo que se desarrollo en la explicación del método cascada, se 32
  34. 34. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguezrequiere que el proceso sea continuo hasta completar 2 ciclos completos; por esta razón,se debe colocar el pin número 12 en la última señal del ciclo, que debe ser la señal queactiva el retorno del cilindro ‘A’, para así controlar la posición de una válvula 3/2 queayuda a hacer el proceso continuo como lo muestra la Figura 29, y para reiniciar elcontador se conecta la señal de Reset del contador directamente al pulsador “START”para así reiniciar el contador cada vez que se necesite iniciar la secuencia. Figura 29: Ejemplo Contador de ciclos.1.1.5. RecomendacionesA la hora de realizar las pruebas de neumática en las Olimpiadas Nacionales deMecatrónica, hay que tener en cuenta las siguientes recomendaciones: Por lo general las competencias son en parejas, por lo tanto es recomendable dividirse el trabajo para utilizar la menor cantidad de tiempo posible en realizar el diseño y montaje de los circuitos neumáticos. Mientras una persona se dedica al diseño del circuito neumático, la otra puede estar haciendo las conexiones estándares como lo son los actuadores, reguladores de caudales, válvulas de control entre otros. 33
  35. 35. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Siempre tener en cuenta la dirección en que se colocan los elementos como los reguladores de caudal, reguladores de presión entre otros, y la correcta ubicación de estos. Tener siempre presente la regulación de presión que se obtiene de la unidad de mantenimiento del sistema, ya que en muchas pruebas se pide alguna presión de alimentación en la red. Todas las válvulas biestables no siempre están conmutadas de la forma correcta, o como se necesite que estén conmutadas para el proceso ya que estas pueden haber sido utilizadas con anterioridad, por tanto se recomienda conmutar cada válvula al estado que se requiera dependiendo en que parte del proceso se va a utilizar. Empezar el diseño con la secuencia a seguir, para ir verificando que las cosas funcionen, así asegurar puntos vitales en las pruebas. Después de tener la secuencia completa, continuar con los elementos complementarios de control. Para los montajes de estos circuitos se recomienda revisar el estado del funcionamiento de los elementos como sensores, pulsadores, válvulas y mangueras de conexión, ya que estos pueden hacer que el equipo pierda un tiempo valioso a la hora de rectificar el funcionamiento del circuito final, a la hora de revisar posibles errores nunca de por sentado el buen funcionamiento de ningún elemento, de ser posible genere planes de revisión rápidos, centrando cada participante en elementos específicos. Se recomienda rectificar todas las posibles fugas que contenga el circuito, ya que este inconveniente puede hacer perder puntos valiosos. Realizar tantos ejercicios como sea posible antes de presentarse a las pruebas; es recomendable regirse por las pruebas que se presentan en el segundo capítulo de este documento. Para los problemas con restricción de elementos, primero se debe analizar si los elementos cumplen con los requerimientos de algún método especifico, y usar 34
  36. 36. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez siempre todos los elementos que se tengan a la mano a la hora de realizar la prueba, ya que si existe el elemento dentro de los materiales es porque el jurado calificador estará al tanto que no sobre ningún elemento (de todas maneras puede hacer caso omiso de esta recomendación si la prueba indica lo contrario, o si no se especifica que se debe utilizar todo) A la hora de la revisión de las pruebas realizadas, dejar que los jurados realicen todos los movimientos que ellos crean pertinentes para probar el circuito de resultado, no hacer ninguna prueba por cuenta de los participantes, ya que esto puede traer efectos secundarios negativos en el resultado de las pruebas realizadas.1.2. ElectroneumáticaEste pilar de las competencias abarca la solución de secuencias automáticas y manualesbasadas en señales eléctricas de 24 voltios, por este motivo todos los elementos decontrol que se usan pueden ser interpretados como contactos normalmente abiertos ocerrados, los cuales son accionados de manera mecánica (pulsadores, interruptores,selectores, finales de carrera, etc.), de manera eléctrica (relevos, solenoides,temporizadores, contadores, etc.) y por fenómenos físicos (Sensores magnéticos, sensoresinductivos, presóstato, caudalímetro, etc.).Es de gran importancia comprender la forma de comandar las acciones que se pretendenrealizar a través de los enclavamientos y los relevos con memoria pues estos serán losencargados de controlar cada paso de la secuencia, además de que la comprensión delfuncionamiento de ellos será de gran ayuda en las pruebas con controladores lógicosprogramables (PLC).En las competencias, esta parte es evaluada de dos formas diferentes pero siempreteniendo como base los mismos principios, la primera forma es a través del diseño ymontaje de una secuencia, y la segunda es a través del diseño y la simulación en elcomputador de un sistema usando FluidSim. En este orden de ideas se hace estrictamentenecesario que el participante sepa identificar y usar los elementos físicos que se 35
  37. 37. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguezinvolucran en el montaje (Bloque de válvulas, bloque de pulsadores-interruptores-indicadores visuales, sensores de todos los tipos, temporizadores, contadores, y otros,pertenecientes a los equipos de enseñanza de Festo Didactic)1. 1.2.1. Método CascadaEl método Cascada en Electroneumática tiene la misma teoría base que el métodocascada en neumática (la separación de la secuencia en grupos se realiza de la mismamanera); pero para el caso de los circuitos electroneumáticos, se usan relevos para activaro desactivar un grupo.Para diseñar un circuito electroneumático, es necesario realizar los siguientes pasos, parallegar a un resultado óptimo: 1. Analizar el problema e identificar los actuadores y sensores a utilizar en el diseño, con su respectiva simbología descrita en el primer paso del método cascada en neumática. 2. Establecer la secuencia de movimientos de los actuadores, estableciendo los signos de los movimientos como se muestra en la Figura 3. Por ejemplo: A+ B+ B- A- 3. Dividir la secuencia en grupos teniendo en cuenta la teoría explicada para la creación de grupos en neumática.1 Se recomienda a los participantes revisar en la página de festo didactic, (www.festo.com/didactic), por lossistemas de enseñanza para neumática y electroneumática, cuyas referencias son TP101, TP102, TP201 yTP202, de esta manera el grupo puede hacerse una idea de cómo lucen los elementos, y evitar sorpresasdurante las competencias. 36
  38. 38. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez4. Se establece que elemento o sensor es el encargado de hacer el cambio de un movimiento a otro con una flecha por encima indicando el sensor correspondiente, y con una flecha por debajo el encargado de hacer cambio de grupo. Ejemplo:5. Se establece el numero de relevos necesarios para la secuencia básica con la aplicación de la siguiente fórmula:En donde: es el número de relevos y es el número de grupos; teniendo que paraeste caso se tendrá dos 1 relevo.6. Se ponen los actuadores cada uno con su válvula 5/2 activadas electromagnéticamente, se realiza toda la conexión neumática, se ponen los sensores de cada elemento y se identifican los solenoides de las válvulas como se muestra en la Figura 30. Figura 30: Actuadores y Válvulas de Control Electroneumático7. Se comienza a diseñar la secuencia de principio a fin, comenzando por instalar la fuente, y diseñando la alimentación del primer grupo (Primer relevo) con las 37
  39. 39. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez condiciones tomadas de la secuencia de cambios de grupos y teniendo en cuenta que hay que hacer que tenga memoria cada uno de los relevos que se calcularon anteriormente. Posteriormente el segundo grupo se hace el mismo esquema con memoria sin embargo se agrega la condición de cambio de grupo, la memoria debe ser interrumpida en todos los casos por el relevo siguiente. Sin embargo el último debe ser interrumpido por el último sensor de cambio. La configuración para que tengan memoria los relevos es el mostrado en Figura 31: Figura 31: Configuración para obtener Relevos con memoria De modo que al oprimir el pulsador ‘START’ el relevo se energiza y atreves del contacto normalmente abierto quede energizado8. Se Realizan las líneas de alimentación de cada grupo teniendo en cuenta que cada línea va alimentada de la fuente a través de un contacto normalmente abierto del relevo de cada grupo, la última línea de alimentación de grupo está conectada a la fuente a través de contactos normalmente cerrados de todos los relevos involucrados en la selección de grupos. 38
  40. 40. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez9. Se procede a realizar la etapa de conexiones de las electroválvulas de la siguiente manera, el primer movimiento de cada grupo se conecta directamente a la línea de alimentación del respectivo grupo, los siguientes movimientos del grupo se conectan a la línea en serie con el sensor o elemento encargado del cambio de movimiento.Ejemplo 4:Suponiendo el mismo Ejemplo 1 con la misma secuencia (A+ B+ B- C+ C- A-), peroresolviéndolo con el método cascada con electroneumática, se tendría: No. Cilindros = 3 (A, B, C) No de Sensores = 6 (S0, S1, S2, S3, S4, S5) Figura 32: Actuadores y Válvulas de Control, Ejemplo 4. Grupos = 3 A+ B+ / B- C+ / C- A- I II III Cambios de Grupo y Movimientos = Relevos de Cambio de Grupo = 2 39
  41. 41. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Se hace la etapa de control únicamente con dos relevos (K0 y K1) teniendo en cuenta que el cambio de grupo quita la memoria del primer grupo y que la memoria del segundo grupo la des-energiza el sensor del cilindro C afuera, como se muestra en Figura 33. Figura 33: Relevos de Cambio de grupos, Ejemplo 4. Por último se hace la parte de accionamiento de las válvulas, la cual se debe hacer de la siguiente forma:  Se hace una línea para cada grupo, cada línea va unida a la fuente a través de un contacto abierto de cada relevo consecutivamente y la última línea al no tener relevo se una a través de contactos cerrados de cada relevo así: 40
  42. 42. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 34: Cambios de Grupos, Ejemplo 4. El primer movimiento de cada grupo se conecta directamente a la línea de la siguiente forma: Figura 35: Primero Movimiento de los grupos, Ejemplo 3. 41
  43. 43. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez  Los siguientes movimientos se hacen teniendo en cuenta el sensor o el elemento que hace el cambio de movimiento como lo muestra la Figura 36: Figura 36: Configuración Secuencia Principal, Ejemplo 4.Al finalizar estos pasos, se tiene la secuencia completa, y ahora si se podrán acoplar todoslos elementos de control que pueda tener el proceso.1.2.2. Método Paso a PasoAl igual que el método cascada, el método paso a paso tiene la misma teoría base de laaplicada en electroneumática solo que este método para electroneumática es mucho máslargo de realizar que el método cascada, este método consiste en dividir la secuencia porcada movimiento que se genere. Siguiendo los pasos descritos a continuación se debellegar al resultado esperado:1. Analizar el problema e identificar los actuadores y sensores a utilizar en el diseño, con su respectiva simbología descrita en el primer paso del método cascada en neumática.2. Establecer la secuencia de movimientos de los actuadores, estableciendo los signos de los movimientos como se muestra en la Figura 3. Por ejemplo: 42
  44. 44. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez A+ B+ B- A-3. Se calcula el numero de relevos con la siguiente ecuación:En donde: es el número de válvulas y es el número de movimientos; teniendo quepara este caso se tendrán cuatro (cuatro) relevos.4. Se ponen los actuadores cada uno con su válvula 5/2 activadas electromagnéticamente, se realiza toda la conexión neumática, se ponen los sensores de cada elemento y se identifican los solenoides de las válvulas, como se muestra en la Figura 30.5. Se inicia energizando el primer relevo (Primer movimiento) a través del pulsador de inicio y se memoriza la activación del relevo, el encargado de interrumpir la señal de memoria es el relevo del siguiente movimiento. Para los otros movimientos se replica el esquema pero la activación estará dependiendo de los elementos que hacen cambio de movimientos. Es importante tener en cuenta que un paso habilita el siguiente y deshabilita el anterior. Figura 37: Configuración de relevos paso a paso, electroneumática6. Se procede a realizar la etapa de conexión de las electroválvulas, en donde se conecta el respectivo relevo del movimiento al respectivo solenoide de la válvula. 43
  45. 45. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 38: Configuración de pasos y movimientos, electroneumáticaEjemplo 5:Suponiendo el mismo Ejemplo 1 con la misma secuencia (A+ B+ B- C+ C- A-), peroresolviéndolo con el método cascada con electroneumática, se tendría: No. Cilindros = 3 (A, B, C) No de Sensores = 6 (S0, S1, S2, S3, S4, S5) La configuración de los cilindros, válvulas de control y sensores se puede observar en la Figura 32. Pasos = 6, Cambios de Pasos y Movimientos = Numero de relevos = 6 44
  46. 46. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Se hace la etapa de control activando y desactivando cada paso. Figura 39: Configuración Pasos, Ejemplo 5.  Etapa de control de válvulas: Figura 40: Activación y Desactivación de Válvulas de control, Ejemplo 5.  Diseño final: 45
  47. 47. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 41: Configuración Secuencia Principal, Ejemplo 5.Al finalizar estos pasos, se tiene la secuencia completa, y ahora si se podrán acoplar todoslos elementos de control que pueda tener el proceso.1.2.3. Elementos Complementarios de ControlEn la realización de los montajes automático o semiautomático se hacen necesarios enmuchos casos usar elementos que ayudan a controlar variables como el tiempo y númerosde repeticiones. Sin embargo a continuación se tratará del uso de los temporizadores y delos contadores, en donde se mostrarán ejemplos sencillos para comprender su uso yposteriormente se hará un ejercicio de mayor complejidad para entender a que se hacereferencia cuando se dice que se necesita lógica e intuición (se omiten válvulas de presióny otras, pues en el caso de electroneumática estos sensores funcionan de manera similar alos utilizados para la detección de las posición del cilindro y por ende la integración de losmismos al resto del circuito resulta bastante sencilla). TemporizadoresEn electro-neumática la temporización se hace a través de relevos con retardos, paranuestro estudio nos concentraremos en el relevo con retardo a la conexión (on delay ocon desaceleración de arranque) y relevo con retardo a la desconexión (off delay o condesaceleración de caída). Es importante tener presente cual es el modo de operación de 46
  48. 48. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguezcada uno, pues se les puede poner contactos normalmente cerrados o abiertos, es decir,que se pueden usar de muchas formas. Retardo a la conexión: Una vez que el relevo es energizado empieza a correr el tiempo (funciona con flanco de subida), transcurrido éste, los contactos que se encuentren relacionados con el relevo conmutan. Es importante que la señal de alimentación del relevo no se pueda cortar durante el conteo del tiempo pues no se activa, por eso se sugiere usar el método para memorizar la señal de los relevos. Un ejemplo sencillo es el de retardar el tiempo de salida de un cilindro como se muestra en la Figura 42: Figura 42: Configuración del retardo a la conexión en electroneumáticaEn el ejemplo anterior se usó un interruptor para mantener la señal activa, sin embargo,se pudo haber usado un pulsador y memorizarlo. Se sugiere hacer el anterior montajepara ver realmente el funcionamiento de este retardo. Retardo a la desconexión: Una vez que el relevo se energiza lo contactos relacionados a éste conmutan, en el momento que se des energiza comienza a correr el tiempo, y una vez transcurrido los contactos vuelven a su estado normal. En el ejemplo mostrado en la Figura 43 en el momento que se conmute el interruptor el cilindro 47
  49. 49. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez saldrá, cundo se vuelva a conmutar el interruptor pasarán 5 segundos antes que el cilindro retorne a su posición. Figura 43: Configuración del retardo a la desconexión en electroneumática Contadores:Los contadores son normalmente usados para contabilizar el número de repeticiones deun movimiento determinado, en electro-neumática se usa a través de un relevo el cualtiene un indicador que muestra el número de repeticiones, este funciona por flancoascendente y tiene reset para volver a ceros los parámetros. El principal parámetro atener en cuenta en el contador es el set point o denominación de la conexión, esto hacereferencia a el numero de la repetición en la cual los contactos relacionados al relevocontador conmutan.En las competencias se usan de diversas formas, sin embargo la más compleja resultacuando se pide que cierta parte de la secuencia se tenga que realizar un númerodeterminado de veces y después seguir con el resto de la secuencia. 48
  50. 50. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 44: Contadores en electroneumáticaEl contador inicia en el valor seleccionado y con cada flanco ascendente se decrementa enuno el valor, hasta llegar a cero y conmutar los contactos. En este ejemplo se debepresionar el pulsador de “START” 5 veces para sacar el actuador, y después se hacenecesario presionar el Reset para retornar el cilindro.Ejemplo 6: Secuencia necesaria: Se requiere que antes que entre ‘A’ el cilindro ‘B’ debe entrar y salir un número determinado de veces por un contador; cada vez que el cilindro B este afuera debe esperar 5 segundos antes de entrar.La solución a este ejemplo esta mostrada en la Figura 45, y es necesario usar laconfiguración de cilindros y válvulas de control mostrados en la Figura 30. En donde KC es elrelevo del contador y KT es el relevo del temporizador. 49
  51. 51. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 45: Solución ejemplo de elementos de control electroneumáticos1.2.4. RecomendacionesA la hora de realizar las pruebas de electroneumática en las Olimpiadas Nacionales deMecatrónica, hay que tener en cuenta las siguientes recomendaciones: Si se realiza pruebas sobre el simulador, realizar secuencia básica y después de tener la secuencia funcionando proceder a crear nuevo archivo en el cual se copia y se pega lo que se tiene hasta ese punto, con el fin de que todas las modificaciones que se realicen se hagan sobre otro archivo y asegurar en todo momento poder presentar la secuencia básica, que en resumidas cuentas es clave en la puntuación. Tener mucho cuidado con las márgenes de las hojas y conexiones erróneas que existan en la simulación, ya que pueden calificar que no salga ningún error o mensaje en la simulación. Poner unidades de mantenimiento si son necesarias, y ajustar bien las presiones del compresor y las unidades de mantenimiento según lo requerido. 50
  52. 52. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Para agregar una válvula en FluidSim lo más recomendable es acceder al menú: Neumática/Válvulas/Válvulas de vías de uso frecuente/accionadas por solenoides (Activadas Electroneumáticamente). Con esto ahorramos tiempo en la puesta a punto de la válvula (Silenciadores, tipos de accionamiento, muelles, etc). Para los montajes de estos circuitos se recomienda revisar el estado del funcionamiento de los elementos como sensores, pulsadores y electroválvulas y relevos y cables de conexión, ya que estos pueden hacer que el equipo pierda un tiempo valioso a la hora de rectificar el funcionamiento del circuito final. Es importante tener claro la simbología de todos los sensores pues se califica que se haya usado el sensor que se pide, a continuación se mostrarán algunos de los sensores más usados y la forma de incluirlos.  Presóstatos: En FluidSim a la hora de usar los presóstatos se hace necesario incluir una parte mecánica que se encuentra en el pilar de neumática/sensores e instrumentación de medidas, este elemento que se selecciona de este subgrupo es el que se conectara a la parte neumática del sistema. Otra parte se incluye en la parte de control, pero el elemento que se agrega se hace desde los sensores e instrumentos de medidas de componentes eléctricos. Este procedimiento también se debe realizar con caudalímetros y otros sensores de este tipo. Estos elementos siempre se debe tener en cuenta la presión de configuración que deban tener según la función a realizar.  Cuando se habla de finales de carrera, es posible que pidan contactos especiales como contactos Reed, por esta razón una vez que el contacto normalmente abierto se encuentre referenciado al final de carrera se debe hacer doble clic y según como se muestra en la Figura 46 seleccionar el tipo de contacto. 51
  53. 53. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez Figura 46: Configuración de Contactos Reed. Sensor Capacitivo, inductivo, óptico y magnético: Todos estos sensores se conectan de la misma forma, referenciando el sensor a un punto de la carrera del cilindro. Figura 47: Ejemplo de Conexión electroneumática de un Sensor Capacitivo. 52
  54. 54. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez 1.2.5. Fundamentos para la Nomenclatura ISO 1219Aunque existe diferente material respecto a la manera como se debe realizar lanomenclatura de elementos en un circuito neumático, se ofrece la siguiente guía yejemplos a manera de información que puede ser fácilmente trasladada al desarrollo delas pruebas:  La nomenclatura de un circuito neumático debe realizarse a partir de los actuadores, identificándolos primero con un número seguido por la letra A. el número identificará el grupo que comanda dicho actuador, así por ejemplo 2A significa el actuador del grupo dos; si llegado el caso se tiene más de un actuador por grupo se procede como sigue: 2A1, 2A2, etc.  Una vez designados los actuadores se procede a designar aquellas válvulas y sensores que están directamente conectados a este, tenga en cuenta que para el caso de válvulas se utiliza la letra V, para el caso de sensores y otros elementos de entrada se utiliza la letra S, y para otros elementos (grupos de válvulas, temporizadores, válvulas de secuencia, filtros, etc.) se utiliza la letra Z. Entonces, las válvulas que están conectadas al actuador pertenecerán a ese mismo grupo (en nuestro ejemplo el grupo 2) y de allí en adelante con el consecutivo; así por ejemplo, se pueden tener las válvulas 2V1, 2V2, 2V3, etc., y los sensores 1S1, 1S2, 1S3 etc. Procure dentro de lo posible realizar asignar el consecutivo más bajo al elemento que se encuentre más abajo dentro del circuito y aumente el índice a medida que se acerca a los actuadores.  Finalmente se designan aquellos elementos que no están directamente conectados a un actuador en específico, para estos se utilizan las mismas letras de designación ya explicadas y se utiliza el grupo cero 0.Obsérvese la siguiente figura a manera de ejemplo ilustrativo de lo anteriormenteexplicado, se recomienda realizar una revisión de los circuitos de ejemplo que contiene elFluidisim (inclusive en su versión de demostración), para observar diferentes maneras de 53
  55. 55. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguezdesignar los elementos siguiendo estas normas básicas, así mismo y a manera de práctica,se recomienda realizar una nueva nomenclatura de los ejercicios hasta ahora realizados. Figura 48: Circuito Neumático de acuerdo a ISO 1219. 54
  56. 56. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez 2. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES – PLCLos controladores lógicos programables se conocen comúnmente como PLC (por sus siglasen ingles: Programmable Logic Controller) es un dispositivo electrónico capaz de controlardesde procesos simples hasta procesos industriales, por esta razón en las olimpiadas, es elcampo más importante a tener en cuenta, este pilar abarca la solución de problemas deautomatización de procesos usando solo elementos de la programación junto consensores (fines de carrera, magnéticos, inductivos, etc), accionamientos mecánicos(pulsadores, interruptores, etc), y actuadores tanto neumáticos (cilindros) como eléctricos(bombillos, motores eléctricos, etc).Es completamente necesario que se tenga un previo entrenamiento con circuitosneumáticos y electroneumáticos ya que estos son la base para complementar laautomatización con PLC, estos por lo general usan el mismo principio de actuadores yválvulas de control que los circuitos electroneumáticos; para poder avanzar se requiere unprevio conocimiento y entrenamiento de programación usando el lenguaje de códigollamado “statement list” con el programa FST de Festo, y usando la programación básicacon “STEP” para programar las secuencias y pasos a seguir en el proceso; así comoconocer la forma de programar las salidas y las entradas del PLC para cierto proceso.En este capítulo del documento, se abarcarán temas tales como uso de temporizadores,contadores y programas multitareas para asegurar un máximo desempeño del programa,también se explicará la programación avanzada sin “STEP” usando solo banderas, Sub-Programas (Modulos de Función – CFM y Modulos de Programa CMP), también tipos decomunicaciones como la Serial y la Ethernet, programación y comunicación con Excel ypor último los Sistemas Modulares de Producción - MPS (por sus siglas en ingles: ModularProduction System) 55
  57. 57. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez2.1. Temporizadores, Contadores y Multitareas.Para programar un PLC con la mayor eficiencia posible es recomendable trabajar conalgunos elementos internos del PLC como lo son: Temporizadores, Contadores, y ProcesosMultitareas; ya que estos ayudarán a simplificar la programación y analizar mejor elprograma, por tal razón se hará una breve explicación de cada elemento en estedocumento.2.1.1. Módulos de TiempoSon elementos de control de tiempo con los que cuentan los PLC internamente; estosmódulos se pueden representar como se muestra en la Figura 49. Y están compuestos portres conexiones, que son: activación del modulo, definición de tiempo y la salida quedetermina si el modulo esta activo o no; adicional a esto, se puede visualizar el tiempotranscurrido. Figura 49: Modulo de Temporización.Estas entradas y salidas, reciben un nombre en FST así: El modulo de tiempo (Temporizador), es llamado “T”, y existen 256 temporizadores en el FST, teniendo desde ‘T0’ hasta ‘T255’. El tiempo es iniciado configurando el modulo así: SET T# Temporizador WITH #s 56
  58. 58. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez el valor nominal del tiempo configurado se encuentra en el temporizador preseleccionado: TP0… TP255, dependiendo del temporizador que se haya usado. El modulo de tiempo toma un valor de ‘1’ después de iniciado el tiempo, y se convierte en ‘0’ cuando el tiempo configurado se haya terminado. El valor actual del modulo de tiempo, se encuentran en las palabras de tiempo: TW0… TW255 dependiendo del temporizador que se use.Estos elementos se pueden activar o desactivar y dependiendo de su estado y para lo quese necesite pueden traer consecuencias en el proceso, es decir, si se necesita que unproceso se detenga durante un tiempo predeterminado, lo que se hace es activar untemporizador y detener el proceso mientras transcurre el tiempo, al terminarse el tiempo,el temporizador se desactiva y el proceso está listo para continuar. Analizando lo anteriores posible darse cuenta que los temporizadores son variables activas o inactivas, por talrazón se pueden usar para condiciones preguntando si está o no activa la variable detiempo; por ejemplo, si se necesita encender un bombillo durante 3 segundos después dehaber presionado el pulsador estar, se debe programar así:STEP 0 IF START Señal de Entrada del Pulsador THEN SET T1 Temporizador WITH 3s SET BOMBILLO Señal de Salida del BombilloSTEP 1 IF N T1 Temporizador THEN RESET BOMBILLO Señal de Salida del Bombillo JMP TO 0O en caso de que se requiera retener un cilindro en su posición externa durante undeterminado tiempo se debe programar así:STEP 0 IF START Señal de Entrada del Pulsador AND S0 Sensor Cilindro A, Adentro THEN SET Y0 Señal de Salida del Cilindro A RESET Y1 Señal de Retorno del Cilindro ASTEP 1 IF S1 Sensor Cilindro A, Afuera 57
  59. 59. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez THEN SET T1 Temporizador WITH 2sSTEP 2 IF N T1 Temporizador THEN RESET Y0 Señal de Salida del Cilindro SET Y1 Señal de Retorno del Cilindro A JMP TO 02.1.2. Modulo de ConteoSon elementos de control que sirven para llevar un registro de conteo de algún elementofísico, ciclos, entre otras cosas; este modulo se puede visualizar al igual que el modulo detiempo. El modulo de conteo que se muestra en la Figura 50, está compuesto porconexiones como: Incremento, Decremento, Valor Nominal, Reset, Estado, Valor Actual;estas conexiones son las que hacen posible la configuración y funcionamiento del modulo. Figura 50: Modulo de ConteoEstas entradas y salidas, reciben un nombre en FST así: El modulo de conteo (Contador), es llamado “C”, y existen 256 contadores en el FST, teniendo desde ‘C0’ hasta ‘C255’. El contador es iniciado configurando el modulo dependiendo del uso: en Incremento o en Decremento. el valor nominal del conteo configurado se encuentra en el contador preseleccionado: CP0… CP255, dependiendo del contador que se haya usado. El valor actual del modulo de conteo, se encuentran en las palabras de conteo: CW0… CW255 dependiendo del contador que se use. 58
  60. 60. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. RodríguezEn el proceso de conteo se necesita identificar un cambio en una señal ya que si no sedetecta el cambio el modulo contará indeterminadamente, es decir debe existir uncambio de ‘0’ a ‘1’ y después otro cambio a ‘0’ en la señal a contar; el modulo de Conteose puede trabajar de dos formas, en Incremento y en Decremento dependiendo de lautilidad que se le vaya a dar, pero también se puede trabajar usando registros, paraentender mejor cada modulo, se explicará mediante un ejemplo cada uno. Contador en Incremento:El contador en incremento se activa configurando la señal del valor nominal (CP#), lavariable ‘C#’ estará activa mientras el contador este por debajo del valor nominal, se debeusar el comando “INC” para incrementar la señal cada vez que se necesite en el programa;la señal de la variable ‘C#’ se desactivará solo cuando el valor del contador sea mayor oigual al valor nominal; asumiendo que se necesita contar la señal de un sensor de piezasen un proceso cualquiera, y después de que pasen 5 piezas una luz indicadora se debeactivar se debe programar así:STEP 0 IF NOP THEN LOAD V5 TO CP0 Valor Nominal del Contador 0 SET C0 Contador - En IncrementoSTEP 1 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN JMP TO 0 IF PIEZA Sensor de Piezas THEN INC C0 Contador - En IncrementoSTEP 2 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN RESET C1 Contador – En Incremento JMP TO 0 IF N PIEZA Sensor de Piezas AND C0 Contador - En Incremento THEN JMP TO 1 IF N PIEZA Sensor de Piezas AND N C0 Contador - En Incremento THEN SET BOMBILLO Señal de Salida del Bombillo 59
  61. 61. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. RodríguezSTEP 3 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN RESET BOMBILLO Señal de Salida del Bombillo JMP TO 0 Contador en Decremento:El contador en decremento se diferencia del incremento en la forma de configurar elmodulo; este se activa configurando la señal del valor actual (CW#) en vez del nominal, lavariable ‘C#’ estará activa mientras el contador sea mayor a cero (0), y se debe usar elcomando “DEC” para decrementar la señal cada vez que se necesite en el programa; laseñal de la variable ‘C#’ se desactivará solo cuando el valor del contador sea igual a cero;asumiendo que se necesita contar la señal de un sensor de piezas en un procesocualquiera, y después de que pasen 5 piezas una luz indicadora se debe activar se debeprogramar así:STEP 0 IF NOP THEN SET C1 Contador - En Decremento LOAD V5 TO CW1 Valor Actual del Contador 1STEP 1 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN JMP TO 0 IF PIEZA Sensor de Piezas THEN DEC C1 Contador - En DecrementoSTEP 2 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN RESET C1 Contador - En Decremento JMP TO 0 IF N PIEZA Sensor de Piezas AND C1 Contador - En Decremento THEN JMP TO 1 IF N PIEZA Sensor de Piezas AND N C1 Contador - En Decremento THEN SET BOMBILLO Señal de Salida del BombilloSTEP 3 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN RESET BOMBILLO Señal de Salida del Bombillo JMP TO 0 Contador Usando Registros: 60
  62. 62. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. RodríguezLos registros son variables que tiene un PLC para poder guardar información numérica,estos sirve también para contar ya que estos se pueden incrementar o decrementar, perola ventaja es que a estos registros se les pueden aplicar operaciones como suma, resta,multiplicación y división, otra ventaja es que la configuración de estos contadores es mássencilla que usando los contadores normales, ya que solo basta con darle un valor inicial alregistro y después preguntar si es igual, menor o mayor que el valor deseado, y estos si sepueden usar en otros programas como Excel ya que estos se pueden visualizar y loscontadores no; el nombre de las variables de registro son ‘R#’, en donde # es el numerodel registro que se va a usar. Por ejemplo: asumiendo que se necesita contar la señal deun sensor de piezas en un proceso cualquiera, y después de que pasen 5 piezas una luzindicadora se debe activar se debe programar así:STEP 0 IF START Señal de Entrada del Pulsador THEN LOAD V0 TO R1 Registro para el ContadorSTEP 1 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN JMP TO 0 IF PIEZA Sensor de Piezas THEN INC R1 Registro para el ContadorSTEP 2 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN LOAD V0 TO R1 Registro para el Contador JMP TO 0 IF N PIEZA Sensor de Piezas AND ( R1 Registro para el Contador < V5 ) THEN JMP TO 1 IF N PIEZA Sensor de Piezas AND ( R1 Registro para el Contador <= V5 ) THEN SET BOMBILLO Señal de Salida del BombilloSTEP 3 IF REINICIO Pulsador de Reset para el Contador THEN RESET BOMBILLO Señal de Salida del Bombillo JMP TO 0 61
  63. 63. MANUAL DE PREPARACIÓN PARA OLIMPIADAS NACIONALES DE MECATRÓNICA C. Mejía, J. Giraldo, L. Rodríguez2.1.3. MultitareasLa programación usando multitareas es la más eficiente y la más rápida de entender yprogramar ya que utiliza varios programas dentro de la programación del proceso arealizar; FST soporta hasta 64 programas (P0… P63), los cuales trabajan simultáneamente.Al referirse a “simultaneo” es una forma de decir ya que el PLC no cuenta con 64microprocesadores, como consecuencia el único procesador que tiene el PLC intercambiamuy rápidamente entre los programas existentes uno tras del otro; por esta razón sepuede llegar a pensar en el trabajo simultaneo de los programas es decir un procesomultitareas.En todo programa existen entradas y salidas en el inicio y en el final del proceso; lasseñales de estado del proceso son leídas al inicio del proceso, y escritas al final delproceso. El programa que se ejecuta por defecto siempre será ‘P0’, los demás seránactivados o desactivados en ese o en otro programa activo en el momento que se desee.‘P’ es el nombre que se le da a los programas; un programa puede ser activado (SET) odesactivado (RESET), al mismo tiempo se puede preguntar si un programa está activo o nousando IF P# o IF N P# cuando sea requerido. Por ejemplo, se necesita programar un PLCque cumpla con una secuencia específica, pero que también se pueda modificar el numerode ciclos que realice cada vez que se presiones un botón de START, que también tenga unbotón de STOP y un botón de RESET; para esto se pueden usar varios programas parahacer más sencilla la tarea de programarlos, a continuación se mostrará un ejemplo parala programación de ‘P0’ y la activación de los programas alternos. El programa ‘P0’ nuncadejara de estar activo ya que este es el que controla que programa se ejecuta en quémomento.STEP 0 IF START Pulsador de Inicio de Secuencia THEN SET P1 Secuencia a Seguir RESET P3 Programa de Configuración IF CONFIG Botón Configurar Numero de Ciclos THEN RESET P1 Secuencia a Seguir SET P3 Programa de Configuración 62

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