SISTEMA PARA LA AUTOMATIZACIÓN Y LA TELE-GESTIÓN DE LA BANDA TRANSPORTADORA DEL LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
Enviado por dohiroy • 4 de Octubre de 2019 • Tareas • 3.074 Palabras (13 Páginas) • 118 Visitas
SISTEMA PARA LA AUTOMATIZACIÓN Y LA TELE-GESTIÓN DE LA BANDA TRANSPORTADORA DEL LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
Roger Alexander García Zarate – Iván David Mardini García
zroger@uninorte.edu.co – imardini@uninorte.edu.co
Asesor MSc. Diego Gómez Cerón – Asesor PhD. Mauricio Pardo González
dgomez@uninrte.edu.co – mpardo@uninorte.edu.co
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
INFORME DE AVANCE
5 de abril del 2019
Universidad del Norte
Barranquilla, Colombia
CUANTIFICACIÓN DEL PORCENTAJE DE LOGRO DE CADA UNO DE LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO:
Objetivo General | Porcentaje Avanzado |
Implementar un sistema de automatización y tele-gestión de una banda transportadora - BT. | 70%, este es el resultado que se aprecia en la figura 4. El objetivo general representa la completa realización de todo el proyecto. |
Objetivos Específicos | |
Diseñar e Implementar un sistema de sensado de la velocidad de la BT. | 100%. |
Diseñar e Implementar un sistema que permita controlar la BT. | 100%. |
Dotar el sistema de una plataforma web para para el sensado y el control remoto de la BT. | 60%, esto se debe a que todavía no se ha implementado la parte de visualización de los datos de sensados en la plataforma web. |
Verificar experimentalmente y documentar el sistema. | Este Objetivo se encuentra avanzado en un 0%, debido a que solo puede realizarse al haber culminado con todas las actividades del Proyecto. |
Tabla 1. Cuantificación de los Objetivos del Proyecto.
- METODOLOGÍAS
Para la realización de este proyecto, es tan importante definir cuáles serán las tecnologías y los dispositivos que se utilizarán, de esta manera, es posible concentrarse en una dirección hacia la solución. Los criterios para elegir tecnologías están restringidos al hardware disponible en nuestro departamento. Sin embargo, existe una gran variedad de hardware, por lo que es necesario identificar cuales pueden proporcionar todos los requisitos para brindar una solución eficiente y efectiva. Las tecnologías elegidas son:
- S7-200 CPU 224: Este Controlador Lógico Programable (PLC) marca SIEMENS permite controlar actuadores y leer datos de sensórica instalada. Este cuenta con un conjunto de interfaces de comunicación como lo son ModBus, USS, PROFIBUS que facilitan las posibles implementaciones para leer y escribir datos.
- Sensor Inductivo XS8C1A1PAL2: Este sensor se utiliza para detectar la velocidad del motor de la Banda Transportadora. Entre otros sensores disponibles, este es el que proporciona el mejor rendimiento, es alimentado con 24V. Cuenta con tres cables, dos se utilizan para la alimentación y el tercero transporta la señal digital, lo que indica la proximidad de un obstáculo metálico.
- Power Meter Schneider PM800: Este dispositivo nos permite leer datos de potencia consumida por el motor mientras este cambia su velocidad o se mantiene estable. Además, tiene una interfaz de comunicación RS485 y protocolo de comunicación ModBus que permite extraer datos a un dispositivo máster.
- Raspberry Pi: Este dispositivo nos permite establecer una comunicación bidireccional entre una base de datos remota y el PLC junto con el PM800. Además, nos brinda una versatilidad en el desarrollo de Software para la comunicación, ya que se puede correr Python en ella.
Este sistema de control y tele-gestión está compuesto por diferentes piezas de hardware que se conectan a través de varios protocolos de comunicación.
En el sector de la automatización industrial, existen diferentes protocolos de comunicación que permiten conectar PLC, sensores, actuadores y HMI, consulte la Figura 1.
[pic 1]
Figura 1. Diagrama de Conexión.
Para este propósito es importante resaltar el protocolo ModBus/RTU para comprender cómo están conectadas estas piezas.
- Protocolo ModBus/RTU: El protocolo Modbus/RTU es un protocolo en serie abierto que se usa ampliamente en los equipos de control y monitoreo industrial de hoy en día. Este protocolo utiliza una interfaz serial RS-232 o RS-485 para las comunicaciones y es compatible con casi todos los programas comerciales de SCADA, HMI, OPC Server y software de adquisición de datos en el mercado. Por lo tanto, es muy fácil integrar el equipo compatible con Modbus en aplicaciones nuevas o existentes de monitoreo y control. El protocolo Modbus/RTU utiliza una técnica Maestro/Esclavo para comunicarse entre dispositivos. Es decir, cualquier aplicación que utilice el protocolo Modbus/RTU tendrá un Modbus Máster y al menos un Modbus Esclavo. Un Modbus Máster suele ser un software de supervisión de host que se comunicará con uno o más dispositivos Modbus Esclavo.
- Raspberry pi: El PLC está conectado a una Raspberry pi que es un ordenador de placa reducida, y se configura su comunicación a través de una librería especial de Python, luego, cuando los datos se extraen del PLC, es posible cargar los datos a la Nube, también es posible descargar los datos de la Nube para ingresar esos datos al PLC.
- Conexión XS8C1A1PAL2 y PLC: El sensor utilizado para lograr la medición correcta de la velocidad de la cinta transportadora fue el XS8C1A1PAL2. El XS8C1A1PAL2 es un sensor inductivo de tres cables, con una estructura PNP (que proporciona una señal de voltaje positiva cuando entra en el rango de detección un objeto conductor). La alimentación del sensor es de 24 voltios CC. En [1] se menciona que una de las ventajas que ofrece un PLC es que estos se diseñan para tener múltiples arreglos de salidas y entradas con una inmunidad a severas condiciones.
- Conexión PLC y MicroMaster 420: Esta conexión se realiza a través de los terminales digitales. Es necesario realizar una configuración del dispositivo MicroMaster (MM420) y el PLC para configurar las comunicaciones por medio de las terminales del MM420. En [2] se menciona como los avances en electrónica de potencia y microprocesadores han permitido la implementación de técnicas modernas de control, como es el caso de la variación de frecuencia, esta técnica es usada por el MM420 para controlar la velocidad del motor de la banda transportadora.
- Alimentar la fuente L+ y 1M del S7-200 con los terminales 8(+) y 9(-) del MM420.
- MM420 seleccionar 2 en P003 (PKW).
- Configurar MM420.
- MM420 seleccionar 2 en P0700.
- MM420 seleccionar 17 en P0701.
- MM420 seleccionar 17 en P0702.
- MM420 seleccionar 17 en P0703.
- MM420 seleccionar 3 en P1000.
La opción usada para controlar el MM420 a través de las terminales es “Ajustador de Frecuencia”. Esta opción permite el uso del método de selección por código binario que es el usado para el establecimiento de los terminales DIN1, DIN2 y DIN3 (5, 6 y 7 respectivamente) representando desde el bit menos significativo hasta el más significativo respectivamente. Cuando se activa alguna de las posibles combinaciones de los bits se enciende el motor y se establece el valor de frecuencia FFX (Veáse en la Figura 2) en el MM420 correspondiente a dicha combinación.
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