Implementación de un sistema de control basado en PLC Siemens S7-1200
Enviado por Julian Eduardo Chacon Tejada • 6 de Mayo de 2024 • Informes • 2.751 Palabras (12 Páginas) • 13 Visitas
Implementación de un sistema de control basado en PLC Siemens S7-1200
La automatización del proceso de mecanizado de piezas se vuelve imperativa debido a la necesidad de optimizar la producción, reducir costos, mejorar la precisión y la seguridad laboral, así como garantizar una trazabilidad completa del proceso. Implementar un sistema controlado por PLC y supervisado por un SCADA permitirá lograr estos objetivos, al tiempo que se adapta a los estándares de la Industria 4.0, asegurando una mayor competitividad en el mercado y una mejora significativa en la eficiencia y la productividad de la empresa.
Condición Actual: El proceso de mecanizado se lleva a cabo manualmente, con operarios humanos realizando las operaciones, lo que conlleva la posibilidad de errores y tiempos de producción variables. Además, la falta de trazabilidad completa del proceso y el riesgo de accidentes laborales son preocupaciones importantes.
Necesidades de Automatización: Para abordar estas preocupaciones, se requiere optimizar el proceso de fabricación, reducir costos y tiempos de producción, mejorar la precisión y consistencia del mecanizado, aumentar la seguridad laboral y garantizar una mayor trazabilidad y control del proceso, así como adaptarse a los estándares de la Industria 4.0.
Objetivos de Automatización: Los objetivos específicos incluyen la implementación de un sistema de control basado en PLC Siemens S7-1200, la automatización del proceso de mecanizado de piezas, el monitoreo y control del proceso mediante un SCADA desarrollado en Matlab, la garantía de seguridad para los trabajadores y la mejora general en la eficiencia y la productividad del proceso.
Beneficios de la Automatización: Los beneficios esperados incluyen una mayor rapidez y eficiencia en el proceso, la reducción de errores y reprocesos, una mejora significativa en la seguridad laboral, una trazabilidad completa del proceso, la adaptación a los estándares de la Industria 4.0 y una mayor competitividad en el mercado.
La solución de automatización se basó en el PLC Siemens S7-1200, específicamente el modelo CPU 1214C AC/DC/Rly, con el software TIA Portal V13 para la programación. Este PLC cuenta con 14 entradas digitales, 10 salidas digitales y 2 entradas analógicas. Además, se utilizó una Signal Board AQ (1x12bit) para agregar una salida analógica.
Para la comunicación entre el PLC y el sistema de supervisión, se implementó un servidor OPC utilizando KEPServerEX versión 5.13. Este servidor permite la comunicación entre diferentes dispositivos y programas, facilitando la interacción entre el PLC y la aplicación de supervisión.
El sistema de supervisión se realizó utilizando MATLAB y la aplicación App Designer. App Designer permite crear interfaces gráficas de usuario de forma intuitiva. En esta aplicación, se diseñó una interfaz visual que proporciona información sobre el proceso de automatización, incluyendo la ubicación de la pieza, el estado de los actuadores y la velocidad del motor, entre otros aspectos.
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| PLC Siemens |----------------| Línea Indexada |
| S7-1200 (CPU | | |
| 1214C AC/DC/Rly)| +-------------------+
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| Motor | |
| (Artitecnic) | |
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| Servidor OPC |----------------| Sistema de |
| (KEPServerEX) | | Supervisión |
| | | (MATLAB con App |
| | | Designer) |
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El PLC se conecta tanto con la maqueta de la línea indexada como con el motor Artitecnic. Además, el PLC se comunica con el servidor OPC a través de la red local. Por otro lado, el sistema de supervisión se conecta al servidor OPC para obtener información en tiempo real sobre el proceso de automatización.
Implementación de un sistema de control para regular la velocidad y posición de motores industriales utilizando el protocolo de comunicación OPC con Allen Bradley
https://www.redalyc.org/journal/5537/553762533015/553762533015.pdf
En el artículo se describe la implementación exitosa del protocolo de comunicación OPC (Object Linking and Embedding for Process Control) para vincular el software matemático MATLAB y la plataforma de programación gráfica LabVIEW con dos controladores lógicos programables (PLC): Siemens S7-300 y Allen Bradley ControlLogix 5566, así como con una estación de trabajo Festo.
El sistema se aplicó para regular la velocidad de un motor AC acoplado a un generador DC y controlar la posición de un servomotor industrial de la marca Rockwell. Tres técnicas de control, incluyendo PID, lógica difusa y LQG, fueron implementadas en cada programa para alcanzar los objetivos de control.
Se abordan las siguientes necesidades, el intercambio eficiente de datos entre componentes industriales, como PLCs y estaciones de trabajo, se logra mediante la implementación del protocolo OPC, lo que facilita la coordinación y control del sistema. Además, la automatización permite regular con precisión la velocidad de un motor AC y controlar la posición de un servomotor industrial, esencial para optimizar la producción y garantizar la calidad del producto final. La aplicación de técnicas avanzadas de control, como PID, lógica difusa y LQG, mejora el rendimiento del sistema al proporcionar respuestas adecuadas frente a perturbaciones y variaciones en las condiciones de operación.
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