SISTEMAS MECATRONICOS

INDUSTRIALES

CONTROL DE NIVEL ON- OFF

Integrantes: Grupo A

Lima Ramos Nancy

Docente Responsable

Nilton Anchayhua Arestegui

Arequipa – Perú

2015

I. OBJETIVOS

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Tema :Caso de estudio 1

Cesar Vera

Grupo B

- Identificar las principales instrucciones de tratamiento analógico del PLC

- Diseñar e implementar un controlador de temperatura de dos puntos.

- Identificar las características del modo de control de dos puntos.

II. RECURSOS

1. SOFTWARE:a. Siemens Step7

2. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS:a. PC ATX Pentium 4. b. PLC S7-300.c. Módulo de control de temperatura d. Multímetro digital.d. Fuentes de alimentación.e. Conector MPIf. Planta

III. SEGURIDAD EN LA EJECUCIÓN DEL LABORATORIO

Tener cuidado con el tipo de niveles de voltaje que suministra a los equipos.

Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos.

Tener cuidado en la conexión y desconexión de los equipos utilizados.

IV. INFORMACIÓN

Acciones Básicas de Control.

Un controlador automático, compara el valor real de la salida de una planta con la entrada de referencia (el valor deseado), determina la

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desviación y produce una señal de control que reducirá la desviación a cero ó a un valor pequeño. La manera en la cual el controlador automático produce la señal de control se denomina acción de control. Los controladores industriales se clasifican, de acuerdo con sus acciones de control:

Todo o nada (2 posiciones, On – Off ) Proporcional Proporcional + Integral Proporcional + Derivativo Proporcional + Integral + Derivativo (PID)

Configuración de un sistema de control automático en lazo cerrado.

Figura Nª1: Lazo cerrado

Control Dos posiciones (Todo o nada, On – Off, Bang-Bang)

El dispositivo corrector final tiene solamente 2 posiciones o estados de operación. Si la señal de error es positiva, el controlador envía el dispositivo corrector final a una de las 2 posiciones. Si la señal de error es negativa, el controlador envía el dispositivo corrector final a la otra posición.

Figura Nª2: estados de operación

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Figura Nº3: módulo de trabajo

V. PROCEDIMIENTO SE DESEA REALIZAR EL CONTROL ON-OFF DE LA PLANTA DE NIVEL

Leyenda1. Sensor de nivel de líquido de salida (controlada x1 variable) 2. Llenado sensor de nivel (transductor de presión / tensión) con el controlador

de offset y la ganancia 3. Esta manguera se puede quitar para agregar varios tanques para el control

en cascada 4. Tanque con escala de nivel de líquido

5. La válvula de salida V2 6. V1 Válvula de estrangulación del caudal 7. Sensor de caudal 8. Sensor de caudal (transductor flow-rate/voltage) 9. Sensor de caudal de salida (variable x2 indirectamente controlada) 10.Interruptor de bucle abierto o cerrado (control de tasa de flujo secundario

bucle es en interior)

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11. Entrada para el valor de consigna de caudal o variable manipulada para la bomba

12.Toma de medición para la tensión de la bomba 13.Bomba 14.14. Reserva de agua 15.15. La válvula de salida de modelo vacío

Primero se debe crear un proyecto:

Se da en la opción siguiente y luego se escoge el tipo de CPU el cual es el 314C-2DP.

Se escoge el nombre del bloque el cual es el OB35 y luego el tipo de lenguaje el cual es KOP y se da siguiente, se escribe el nombre del proyecto y se da clic en finalizar, se crea la FC1 y FC2

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Programación On - Off del sensor de nivel.a) En el bloque FC1:

Cargamos la entrada analógica PEW 752Usamos ITD para convertirlo a enteroUsamos DTR para convertirlo a real

Con la fórmula de la recta: y=mx+b

m= 9027648

x+10

Cargamos el valor en real y multiplicamos por 90Cargamos el valor y lo dividimos entre 27648Cargamos el valor y lo sumamos con 10Todo esto lo transferimos a una memoria MD 40 “NIVEL ESCALADO”

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b) En el bloque FC2:En el bloque FC2 realizamos la misma programación de escalamiento, Con el segmento 2 para el SET POINT, utilizamos otras memorias para no cruzarlas con las utilizadas en el FC1

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Antes de correr el programa debes verificar y corregir los datos del sistema, en caso se utilizó otro plc. Trabajamos con el PLC 314 C-2PD

Modificamos las entradas analógicas, ya que solo utilizaremos 2 de estas, las demás las desactivaremos. Las cambiamos para que trabajen con un margen de 0 a 10 V, debido a que el control de nivel, su nivel más bajo será 0, ni teniendo valores negativos.

Desde la tabla de variables que insertamos, podremos observar los valores, del nivel de agua expresado en números reales, y notaremos que no son iguales con el voltaje fijado desde la fuente, esto debido a una falta de calibración.

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C) CONEXIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL OCNTROL DE NIVEL

Para realizar el control de nivel de la planta, utilizamos un PLC 314C 2DP, para lo cual solo utilizaremos 2 entradas analógicas, que serán para el set point y para el sensor de nivel.

Utilizamos el modulo del taller, un tanque de agua el cual llenaremos, hasta el nivel indicado a través del set point (la fuente). Aquí se utilizara el control ON-OFF para el encendido y apagado de la bomba, dependiendo del set point indicado.

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Se continuara con la conexión del cableado y utilizaremos una fuente, la cual será nuestro set point, el valor de voltaje marcado en la fuente, será el porcentaje que se llene nuestro tanquecito.

VI. OBSERVACIONES Para realizar el laboratorio con éxito se deberá tener en cuenta las leyes de

la física y Kirchof para realizar las conexiones eléctricas. Los controladores PID mejoran la respuesta de un control ON – OFF, para

ello hay que estimar los parámetros o tener un modelo matemática para obtener los valores así podemos reducir nuestro valor aproximándonos a cero, se debe comprobar el sensor de nivel el cual es de presión a Voltaje al realizar esto se puede hallar los valores de la ecuación de la recta, teniendo los parámetros para el escalamiento.

VII. CONCLUSIONES

Al modificar el valor de Set Point existirá un error al llenar el tanque, para ello realizamos la calibración, esto se puede comprobar al tener vacío el tanque y el sensor este marcando un 5% de nivel, esto se debe a las propiedades físicas del fluido, la capilaridad.

La bomba se enciende cuando la histéresis está por debajo del nivel de escalado y la apagará cuando esté por encima del nivel escalado esto ya depende netamente de la programación que uno necesite para el proceso.

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En las calderas usan este sistema de control On – Off para mantener su nivel de agua en un máximo y un mínimo valor que es de aproximadamente de 5% en máximos y mínimos.