lunes, 11 de marzo de 2013

Relé y Célula flexible SMC


En esta clase se recordaron el relé y la célula flexible SMC.
Relé.
Un relé es un interruptor automático accionado por un electroimán. Un electroimán está formado por una barra de hierro (núcleo), rodeada por una bobina de hilo de cobre. Al pasar una corriente eléctrica por la bobina el núcleo de hierro se magnetiza por efecto del campo magnético producido por la bobina, convirtiéndose en un imán tanto más potente cuanto mayor sea la intensidad de la corriente y el numero de vueltas de la bobina. Su efecto de atracción magnética hace que los contactos auxiliares cambien de posición. 


Al abrir de nuevo el interruptor y dejar de pasar corriente por la bobina, desaparece el campo magnético y el núcleo deja de ser un imán.
Sus aplicaciones más importantes son las siguientes:
1. Automatismos: El elemento que da la orden para que funcionen los motores de la puerta automática, las luces de un semáforo, un ascensor, un secador de manos y multitud de otros sistemas automáticos son los relés.
2.  Control de motores eléctricos industriales: Los relés se utilizan en las fábricas para encender, parar y cambiar el sentido de giro y la velocidad de los motores eléctricos que mueven las máquinas usadas en la fabricación de productos.
3. Los primeros ordenadores funcionaban con relés: Los primeros ordenadores usaron relés como base para realizar cálculos matemáticos. Más adelante fueron sustituidos por válvulas de vacío y más tarde por transistores miniaturizados en un chip de silicio.
Un circuito sería:
   


Los tipos de relé serían:
Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos, de su intensidad admisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activación y desactivación, etc. Cuando controlan grandes potencias se les llama contactores en lugar de relés.
1.     Relés electromecánicos.
a.     Relés de tipo armadura.
b.     Relés de núcleo móvil.
c.     Relés polarizados o biestables.
2.     Relé de estado sólido.
3.     Relé de corriente alterna.
4.     Relé de láminas.
ALGEBRA DE BOOLE
Álgebra de Boole (también llamada Retículas booleanas) en informática y matemática, es una estructura algebraica que esquematiza las operaciones lógicas Y, O , NO y Si (AND,OR,NOT,IF), así como el conjunto de operaciones unión, intersección y complemento.
Se denomina así en honor a George Boole (2 de noviembre de 1815 a 8 de diciembre de 1864), matemático inglés que fue el primero en definirla como parte de un sistema lógico en el año 1854, en su tratado An investigation of the laws of thought on which to found the mathematical theories of logic and probabilities. El álgebra de Boole fue un intento de utilizar las técnicas algebraicas para tratar expresiones de la lógica proposicional. En la actualidad, el álgebra de Boole se aplica de forma generalizada en el ámbito del diseño electrónico. Claude Shannon fue el primero en aplicarla en el diseño de circuitos de conmutación eléctrica biestables, en 1948. Esta logica se puede aplicar a dos campos:
Al análisis, porque es una forma concreta de describir cómo funcionan los circuitos. Al diseño, ya que teniendo una función aplicamos dicha álgebra, para poder desarrollar una implementación de la función.

  
Os muestro un par de vídeos donde podéis ver el funcionamiento  del relé:

Podemos hacer una breve reseña del Álgebra de Boole
 


Célula Flexible SMC. 

Se trata de la célula que utiliza el grupo de automatización de prácitcas. Consta de un transfer (cinta transportadora) y 8 estaciones. Las 8 estaciones son las siguientes:
1. Alimentación de la base
2. Montaje rodamiento
3. Prensa hidráulica
4. Inserción del eje
5. Colocación de la tapa
6. Montaje de tornillos
7. Robot atornillador
8. Almacén conjuntos terminados
 



Autómatas Programables


CLASE: Autómatas programables.
En esta clase se recordaron los autómatas programables.  
1.  Autómatas programable:
Puede definirse como un equipo electrónico programable en lenguaje no informático y diseñado para controlar, en tiempo real y en ambiente industrial, procesos secuenciales.
Un autómata se puede considerar como un sistema basado en un microprocesador, siendo sus partes fundamentales la Unidad Central de Proceso (CPU), la Memoria y el Sistema de Entradas y Salidas (E/S).
La CPU realiza el control interno y externo del autómata y la interpretación de las instrucciones del programa. A partir de las instrucciones almacenadas en la memoria y de los datos que recibe de las entradas, genera las señales de las salidas. La memoria se divide en dos bloques, la memoria de solo lectura (ROM) y la memoria de lectura y escritura (RAM).
El sistema de Entradas y Salidas recoge la información del proceso controlado (entradas) y envía las acciones de control del mismo (salidas).
Los dispositivos de entradas pueden ser: pulsadores, interruptores, finales de carrera, detectores de nivel, detectores de proximidad, etc.
Los dispositivos de salida pueden ser: pilotos indicadores, relés, válvulas, etc.
En general, las entradas y salidas de un autómata pueden ser discretas, analógicas, numéricas o especiales.
A continuación, especificaremos solamente las E/S discretas (comentado en clase) Se caracterizan por presentar dos estados diferenciados: presencia o ausencia de tensión, relé abierto o cerrado, etc. Los dispositivos de salida más frecuentes son relés, transistores y triacs.
En cuanto al funcionamiento de un autómata, cuando se pone en marcha el PLC se realizan una serie de comprobaciones:
- Funcionamiento de las memorias
- Comunicaciones internas y externas
- Elementos de E/S
- Tensiones correctas de la fuente de alimentación
Una vez efectuadas estas comprobaciones y si son correctas, la CPU inicia la exploración del programa.
Arquitectura del PLC: 

-       Es un sistema basado en un microprocesador. 
-       Las entradas opto-acopladas y filtradas, salidas por relé.
-       Alta inmunidad al ruido - gran fiabilidad.
Ejemplo de arquitectura del PLC: 

Funcionamiento autómata programable:
Un autómata programable ejecuta un programa almacenado en memoria, de modo secuencial y cíclico, en base a lo que se suele denominarse ciclo de scan. 
1.     Se actualizan las salidas de autómata con los valores de los registros internos asociados a continuación las entradas se chequean y sus valores se almacenan en los registros asociados a las mismas,
2.     Una vez terminada la tarea i/o, se ejecuta el programa con los datos almacenados en los registros internos.
3.     El tiempo necesario para completar un ciclo de scan se llama tiempo de scan, transcurrido el cual puede haber un periodo de tiempo inactivo idle.
Este proceso se ejecuta de un modo permanente, ciclo tras ciclo y sin fin.
Cableado del PLC: 
Cableado directo: Es el método tradicional, con sensores y actuadores clásicos. Las entradas y salidas se cablean hasta el proceso, lo que causa una gran cantidad de cables. Es posible que surjan errores de transmisión.
Cableado por bus de campo: sensores y actuadores inteligentes. Existe un autómata esclavo en cada proceso. Con este tipo de cableado se consigue un reducido número de cables. Hay posibilidad de usar elementos Wi-Fi.
Programación  en PLC:
Lenta evolución de los lenguajes de control industrial. Los programas se pueden usar en áreas en las que los fallos pueden originar riesgos para la seguridad humana o producir enormes pérdidas económicas. Antes de que una nueva técnica sea aceptada, debe ser probada para verificar que cumple unas severas condiciones de seguridad y fiabilidad. 
Los programas deben ser comprendidos por personas ajenas al programador: técnicos, encargados de planta e ingenieros de proceso. 

Es posible resolver el mismo problema con diferentes lenguajes. El grado de dificultad puede variar.
Lenguajes de programación:
Hemos comentado antes que dependiendo del fabricante podríamos hallar un lenguaje de programación u otro, aunque en realidad tiene relación directa con lenguajes como Ladder o GRAFCET.
A continuación, trataremos de explicar el lenguaje Ladder:
Existen distintos tipos de lenguaje de programación de un PLC, quizás el más común sea la programación tipo escalera (Ladder). Los diagramas de escalera son esquemas de uso común para representar la lógica de control de sistemas industriales. Las principales características del lenguaje Ladder son:
- Instrucciones de entrada se introducen a la izquierda
- Instrucciones de salida se situarán en el derecho
- Los carriles de alimentación son las líneas de suministro de energía L1 y L2 para los circuitos de corriente alterna y 24V y tierra para los circuitos de corriente continua
- La mayoría de los PLC permiten más de una salida por cada renglón (Rung)
- El procesador explora peldaños de escalera de arriba a abajo y de izquierda a derecha.


Las instrucciones de entrada son las condiciones que tiene el circuito para dejar o no dejar pasar la corriente de una línea a la otra. Estas condiciones se manejan comúnmente con contactos normalmente abierto o normalmente cerrados los cuales interpretan las señales de alto o bajo de sensores o interruptores. Si las condiciones son verdaderas la corriente llega a las instrucciones de salida las cuales generan acciones.
Para programar un autómata con Ladder, es necesario conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguaje. A continuación se describen de modo general los más comunes: 
 






domingo, 10 de marzo de 2013

Autómatas y automatización

CLASE
Autómatas y automatización:
En esta clase se recordaron las variables y tipos de datos en programación C.
Las variables son espacios de memoria donde se puede almacenar información, además, esta información puede ser de distintos tipos de datos, por eso antes de definir una variable, se especifica que dato puede guardar, es decir, antes de ser utilizada debe ser declarada, la declaración consiste en una sentencia en la que figura el tipo de dato y el nombre que asignamos a la variable. Una vez declarada se le podrá asignar valores.
Tipo_De_Dato Nombre Variable;
Hay que tener cuidado con las mayúsculas y minúsculas y después de la definición hay que terminar siempre con punto y coma.
Java tiene tres tipos de variables:
Las variables de instancia o miembros dato como veremos más adelante, se usan para guardar los atributos de un objeto particular.
Las variables de clase o miembros dato estáticos son similares a las variables de instancia, con la excepción de que los valores que guardan son los mismos para todos los objetos de una determinada clase. En el siguiente ejemplo, PI es una variable de clase y radio es una variable de instancia. PI guarda el mismo valor para todos los objetos de la clase Circulo, pero el radio de cada círculo puede ser diferente.
class Circulo{ 
static final double PI=3.1416; 
double radio;
//...
}
Las variables locales se utilizan dentro de las funciones miembro o métodos. En el siguiente ejemplo area es una variable local a la función calcularArea en la que se guarda el valor del área de un objeto de la clase Circulo. Una variable local existe desde el momento de su definición hasta el final del bloque en el que se encuentra.
class Circulo{
//...   
double calcularArea(){  
double area=PI*radio*radio;  
return area;   
}
}
En el lenguaje Java, las variables locales se declaran en el momento en el que son necesarias. Es una buena costumbre inicializar las variables en el momento en el que son declaradas. Veamos algunos ejemplos de declaración de algunas variables.
int x=0;
String nombre="Angel"; 
double a=3.5, b=0.0, c=-2.4;
boolean bNuevo=true; 
int[] datos;
 Long
Chart 
Tipos de datos: Definen los métodos de almacenamiento disponibles para representar información, junto con la manera en que dicha informacón ha de ser interpretada. Los tipos de datos son indispensables para la declaración de variables. En C hay diferentes tipos de datos:
·      Tipo int -> Entero:
El tipo int maneja números enteros, podemos guardar en este tipo de variables cualquier número entero entre un rango que depende de la memoria que ocupe el tipo int, que son 4 bytes.
Para crear una variable la declaramos, declarar una variable es decirle al sistema que nos reserve un hueco en la memoria para ella, y la declaramos escribiendo el tipo de dato y luego un nombre que nos inventemos, por ejemplo:
int variable;
De este modo creamos una variable de tipo int que se llama “variable”, y este nombre es el que usaremos para referirnos a ella. Para darle un valor, por ejemplo,
variable = 20;
Así la variable llamada variable tendrá guardado el número 20. No hace falta volver a poner int una vez creada, de hecho si lo pones el compilador interpretará que la quieres crear de nuevo y dará error, de modo que ponemos int solo la primera vez, cuando la declaramos.
·      Tipo char
El tipo char (del inglés character) sirve para almacenar caracteres. Puede tener cualquier número del código ASCII, es decir, entre 0 y 255. Cada variable char puede contener un solo carácter.
·      Tipo float
Este tipo es float o coma flotante, eso quiere decir que podremos meterle números con decimales, no solo enteros como anteriormente.
En float podemos guardar valores de -3.4·10-38 a 3.4·1038. Hay que escribir puntos en vez de comas porque el decimal debe especificarse así, ¡cuidado que las comas darán error!
·      Tipo double
Esto es de doble coma flotante, podremos guardar números en el rango de -1.7·10-307 a 1.7·10308


Automatismo:
Un automatismo es un conjunto de sensores, actuadores y controladores conectados convenientemente por medio de circuitos y/o buses de comunicación un determinado proceso para que funcione con una mínima intervención humana
Un automatismo consta de 4 partes:

Los dispositivos de control de automatismos reciben las señales que proporcionan los periféricos de entrada (pulsadores, interruptores…) y en función de estas señales utilizan los periféricos de salida o actuadores (pilotos, indicadores, relés, válvulas…). Los controles pueden ser manuales, programables e informatizados:
-       Control manual: se utiliza para controlar manualmente los dispositivos de un automatismo cuando varían las condiciones de trabajo.
-       Control automático: funcionan continuamente de la misma manera sin tener en cuenta las variaciones que se puedan producir en su entorno de trabajo.
-       Control programable: dispositivos que modifican los programas de funcionamiento de salida según las variaciones que se producen en las condiciones de su entorno de trabajo. Estas variaciones son detectadas a partir de información que reciben a través de sensores que tienen conectados. Los controles programables utilizados en los procesos industriales son los llamados autómatas programables (PLC).
-       Control informatizado: utilizan una unidad informática para analizar los datos que reciben los periféricos de entrada y dirigir y controlar los periféricos de salida.