Fluidos Aplicaciones de neumática - PLC Impreso en Canadá ~1~~6~~~el estudiante 1111111111111111111111111111111111111111111111111 3031726020011 Fluidos Aplicaciones de neumática - PLC Impreso en Canadá ~~~~~~~el estudiante m11 1111111111111111111111111111111111111111111 3031726020011 FLUIDOS APLICACIONES DE NEUMÁTICA - PLC por el Personal de Lab-Volt (Quebec) Ud Copyright © 2000 Lab-Volt Ud Todos los derechos reservados. Ninguna parte de esta publica ción puede ser reproducida, en ninguna forma o por ningún medio, sin la previa autorización por escrito de Lab-Volt Quebec Ud. Depósito Legal - Cuarto trimestre del 2000 ISBN 2-89289-496-4 PRIMERA EDICiÓN, NOVIEMBRE DEL 2000 Impreso en Canadá Noviembre del 2000 Prólogo El Programa del Equipo Didáctico de Neumática de Lab-Volt es un acercamiento modularizado al entrenamiento educacional en el campo de la neumática. El Sistema del Equipo Didáctico en Neumática consta de un programa de entrena miento introductorio y uno avanzado. El programa introductorio está basado en dos manuales: Volumen 1, Fundamentos de neumática, cubre los principios básicos en neumática; Volumen 2, Control eléctrico de los sistemas neumáticos, cubre los circuitos eléctricos y diagramas en escalera para aplicaciones de neumática. El programa de entrenamiento avanzado amplía el curso introductorio con aplicaciones de neumática mostrando sensores, servomandos, y autómatas programables (PLC por sus iniciales en inglés). Las aplicaciones cubiertas están basadas en las que se utilizan en la industria. Este manual. Aolicaciones de neumática - PLC, explora el uso de los PLC en los sistemas neumáticos. Muestra qué tipos de sistemas neumáticos son automatiza dos y muestra cómo son los PLC utilizados para controlar los sistemas neumáticos. Los estudiantes empiezan con una revisión de las instrucciones básicas del PLC. Los sistemas neumáticos funcionales controlados por el PLC son entonces estudiados, ensamblados y evaluados. Los estudiantes son invitados a detectar y reparar fallas en un sistema de abrazadera y de trabajo tipo industrial basado en los principio de neumática y PLC. Finalmente, los estudiantes utilizan el conocimiento adquirido para diseñar sus propios sistemas y para simular la operación de aplicaciones típicas industriales. Como requisito previo a este manual, los estudiantes deben haber completado los programas introductorios en neumática y PLC. La Guía del Instructor en Neumática de Lab-Volt (N/P 31290-10) proporciona las respuestas a todas las preguntas de los pasos de los procedimientos y a las preguntas de repaso encontradas en cada ejercicio de este manual. 111 Reconocimientos Deseamos agradecer al Sr. Patrick Quirion, Ingeniero Mecánico, CEFP, MGI, por su participación en la elaboración del curso en neumática. El señor imparte clases de fluídica en Montreal, Canadá. IV Tabla de contenidos Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. VII Ejercicio 1 Repaso del autómata programable ......... ........ 1-1 Revisión de las instrucciones del PLC tipo relé. Introducción y evaluación de un programa que utiliza instrucciones tipo relé para controlar la activación y desactivación de dos luces indicadoras. Ejercicio 2 Instrucciones del temporizador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1 Revisión de las instrucciones del temporizador del PLC. Introduc ción y evaluación de un programa que utiliza instrucciones de temporizador activado para activar tres luces indicadoras en un orden programado y por un período de tiempo definido. Ejercicio 3 Instrucciones del contador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3-1 Revisión de las instrucciones del contador del PLC. Introducción y evaluación de un programa que utiliza dos contadores en cascada para activar una luz indicadora después de que otra luz indicadora se ha activado un número de veces definido. Ejercicio 4 Instrucciones de comparación y de cierre. . . . . . . . . . .. 4-1 Revisión de las instrucciones de comparación y de cierre del PLC. . Introducción y evaluación de un programa que utiliza instrucciones de comparación y de cierre controlado por contador para activar una luz indicadora después de que otra luz indicadora ha destella do un número de veces definido. Ejercicio 5 Control temporizado de los actuadores neumáticos ... 5-1 Conexión y operación de un sistema neumático controlado por PLC que alterna continuamente un cilindro y lo detiene en dos posiciones predeterminadas por un período de tiempo. Ejercicio 6 Conteo de ciclos del actuador neumático . . . . . . . . . . .. 6-1 Conexión y operación de un sistema neumático controlado por PLC que hace a un motor girar 200 vueltas y después alterna un cilindro 5 veces. Ejercicio 7 Control de seguridad de los actuadores neumáticos . . . 7-1 Conexión y operación de un sistema neumático controlado por PLC que utiliza un botón pulsador de PARO/REINICIO, un presostato, y una luz indicadora de alarma para proporcionar el control de seguridad de un cilindro de presión. v Tabla de contenidos (cont.) Ejercicio 8 Sistema de abrazadera y de trabajo controlado por PLC ................ ..... .. .... ..... ........ 8-1 Conexión y operación de un sistema de abrazadera y de trabajo tipo industrial que monitorea la presión aplicada por el cilindro abrazadera para asegurar que la pieza de trabajo permanezca firmemente sujetada mientras está siendo trabajada. Ejercicio 9 Detección y reparación de fallas .................... 9-1 Detección de fallas insertadas por el instructor en las secciones neumática y de control de PLC del sistema de abrazadera y de trabajo estudiado en el Ejercicio 8. Ejercicio 10 Diseño de una máquina de estampado controlada por PLC ..... ............. .. ................... 10-1 Diseño de una máqwna de estampado controlada por PLC que graba hojas delgadas de metal. Ejercicio 11 Diseño de un sistema transportador controlado por PLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-1 Diseño de un sistema transportador controlado por PLC que hace circular piezas manufacturadas y las carga en una máquina de empaque. Ejercicio 12 Diseño de una máquina de moldeado de inyección controlada por PLC .. .. ..... .................... 12-1 Diseño de una máquina de moldeado de inyección controlada por PLC utilizada para producir dados de plástico. Apéndices A Gráfica de utilización del equipo ............. .. A-1 B Cuidado del equipo didáctico de neumática ...... 8-1 C Símbolos gráficos de hidráulica y neumática .... . C-1 D Símbolos gráficos del diagrama en escalera . . . . .. 0-1 E Factores de conversión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. E-1 F Procedimiento de verificación del estado del equipo didáctico ............ ............. F-1 G Procedimientos de detección y reparación de fallas G-1 H Nuevos términos y palabras .. ....... ... ... .. .. H-1 Bibliografía iNosotros valoramos su opinión! VI Introducción Los sistemas neumáticos pueden ser controlados manual o eléctricamente. El control manual es bueno para las funciones del sistema que no requiere repeticio nes constantes, o que implica una serie de eventos interrelacionados. El control eléctrico es más apreciable conforme la complejidad y el número de funciones del sistema aumentan. Con el control eléctrico, la flexibilidad mejora la ejecución, y la seguridad es agregada al sistema. Hoy en día, la mayoría de los sistemas neumáticos son controlados eléctricamente a través del uso de relés electromecáni cos estructurados o un autómata programable (PLC). Con los sistemas del relé electromecánico estructurado, los relés, temporizadores, y los contadores son conectados entre sí para realizar la tarea de control. Estos sistemas, son con frecuencia difíciles en detectar y reparar sus fallas, costosos de mantener, y ocupan mucho espacio. La modificación del sistema requeriría de un nuevo diagrama y un nuevo recableado. En los sistemas controlados por PLC, los relés, temporizadores, y los contadores son remplazados por componentes de estado sólido programables y por instruccio nes programadas. Así como en los sistemas de relé electromecánico estructurado, el PLC utiliza simbología tipo relé para representar el circuito de control. Un programa de escalera del PLC es desarrollado, introducido, y transferido al PLC por medio de una computadora o por programación manual de la terminal. Los relés, temporizadores, contadores y sus contactos asociados están ahora representados por instrucciones programadas. El control del PLC debe ser considerado en lugar del control del relé electromecánico cuando se desea que: • Reduzca la cantidad de espacio requerido en el piso de la planta por grandes bancos del relé; Programe el PLC en lugar de los páneles de control del relé electromecánico; • Elimine la necesidad de recablear y desmontar los páneles de control del relé electromecánico cuando un sistema es cambiado; • Simplifique la detección y reparación de fallas del sistema; • Simplifique el mantenimiento del sistema e incremente la confiabilidad; • Permita la reconfiguración fácil y rápida del sistema; • Permita a una máquina o proceso la habilidad de realizar múltiples tareas reprogramando el PLC; VII