Esta nota de aplicación intenta dar ideas para la integración de sistemas de control y pequeños automatismos, utilizando sensores y componentes sencillos de bajo costo. En la nota siguiente se desarrollara el programa completo en Ladder. Ladder es el lenguaje de programación gráfica utilizado para especificar programas de PLCs por medio de esquemas eléctricos convencionales.
Nuestro proyecto básico será un sistema automático de llenado de envases que corren por un sistema de cinta transportadora. Deberemos controlar el motor de la cinta transportadora, leer un sensor que nos permita determinar que el envase se encuentra posicionado, un actuador que nos permita introducir un sensor para detectar el nivel del liquido. Supondremos que el motor posee un contactor de control con una bobina de 24vcc.
Las entradas del SCME10 son npn , es decir cuando se las conecta a masa el programa interno del PLC asumirá de que la misma se encuentra activa, si la entrada esta flotante asumirá que esta inactiva. Las salidas de este PLC son transistores darlinghton, con capacidad de operar cargas de 1Amper, 24voltios.
M: Corresponde a la bobina del contactor del motor.
V: Corresponde a la bobina de la electrovalvula o un alambre muscular que actúe sobre una válvula convencional.
A: Salida para activación de un alambre muscular AM50HT que actuara para insertar el sistema de medición de nivel.
S1: Corresponde a la entrada que sensara si el recipiente se encuentra en posición.
S2: Corresponde a la entrada del sensor de nivel de líquidos.
Los sensores:
Sensor de nivel de liquido:
El sensor de nivel de líquidos SWF-1 , consiste en un microswitch magnético detector de nivel de fluidos. El sensor posee dos cables de salida, los cuales toman el estado de circuito cerrado cuando el flotante llega al tope de la varilla . Para usos generales este switch podrá actuar como normalmente abierto o cerrado según el sentido en que se lo instale, puede ser utilizado para indicar el ascenso o descenso de líquidos . El recorrido del flotante es de 1.26 cm, el switch tiene una longitud de 5.5 cm y de 1cm de diámetro.
Sensor de posición
El sensor de posición puede ser un simple microswith o un mecanismo que al pasar el recipiente desplace un pequeño pistón, el cual intercepte el as de luz infrarroja de un lector de ranura. estos opto sensores poseen un foto transmisor y un fototransistor, el cual puede ser conectado directamente a la entrada npn del PLC.
R1: 2.2K
Normalmente, el fototransistor del lector de ranura recibirá el as incidente del diodo infrarrojo, por consiguiente el transistor estará en conducción comportándose como un contacto normalmente cerrado. Al interrumpirse el rayo infrarrojo, el transistor pasara a corte poniendo la entrada npn del PLC inactiva. Esta es una buena nota de aplicación para implementar finales de carrera no mecánicos y de bajo costo.
Descripción de los mecanismos y el sistema:
El programa a implementar es muy sencillo, se trata de una maquina secuencial que inicialmente espera a que se active el sensor S1, el cual indicara que el envase se encuentra en posición, detendrá la cinta de transporte, activará el mecanismo que posiciona el switch de nivel de líquidos, abrirá la válvula de llenado y esperara a que el sensor S2 se active para detectar que el que se a llegado al nivel de liquido deseado. luego cerrara la válvula, retirara el sensor y accionara nuevamente la cinta mecánica. Además a este sistema incorporaremos dos botones, uno de arranque y uno de parada, conectados directamente a entradas npn del PLC. De esta menera cuando oprimamos el botón de start la maquina entrara en funcionamiento y se desactivara al oprimir el botón de stop.
Mecanismo posicionador del sensor de nivel de liquido
La forma mas sencilla de implementar un sensor de posicionamiento de sensores, es a través de alambres musculares. En este caso lo único que tenemos que hacer es introducir el switch en el recipiente a través de un simple brazo de palanca. En este brazo de palanca se encontrara montado el sensor. Normalmente el brazo de palanca y el switch se encontraran en una posición de reposo , mantenida por un resorte, que permita pasar sin problemas los recipientes. En sentido contrario a la fuerza ejercida por el resorte, se encontrara montada un alambre muscular, el cual al activarse se contraerá bajando el sensor al nivel adecuado para su operación. Puede obtener mayor información sobre sensores en: www.cybernomo.com/scm/acceso/sensor.htm).
El alambre muscular AM50HT posee una resistencia tipica de 510 ohm por metro y su contracción es del orden del 5%, por consiguiente , dependiendo de la cantidad de movimiento requerido y del punto de palanca que se escoja para que el alambre muscular actúe, se determinara la longitud del alambre. Con esta longitud podremos calcular la resistencia eléctrica del actuador que hemos creado , y la resistencia que deberemos colocar en serie para alimentarlo directamente con los mismos 24 voltios utilizados por el sistema. Puede obtener mayor información sobre alambres musculares en: www.cybernomo.com/scm/acceso/muscular.htm).
Hasta aquí hemos visto como implementar la instalación electromecánica del proyecto. La programación del SCME10 se realiza a través de un PC. Su software de desarrollo le permitirá dibujar el esquemático funcional del sistema. utilizando en la programación elementos sencillos como ser reles, timers, contactos, etc... De esta manera cualquier técnico puede especificar el funcionamiento del sistema sin tener que requerir a lenguajes de programación específicos. Lo bueno, del sistema de desarrollo es que permite simulación y monitoreo del PLC desde el PC. Una vez que hemos desarrollado el programa, este se puede probar en la PC, simulando todos los eventos que se generarían en la realidad. de esta manera nos permitirá chequear el funcionamiento del sistema , ya desde su preingenieria.
Una vez bajado el programa al PLC, podemos instalarlo y monitorearlo desde el PC para verificar los estados internos del mismo mientras esta funcionando. Además podemos forzar algunas entradas , para ver como se comportaría el sistema si por algún motivo se produjera ese evento durante el funcionamiento normal.
