UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
“DISEÑO DE PROGRAMAS PARA SIMULAR EL CONTROL
Y FUNCIONAMIENTO DE LOS ASCENSORES POR MEDIO DEL PLC.”
Utilizando ABP
Qué para obtener el título de:
Ingeniero mecánico electricista
Presenta
GARCIA GOMEZ VICTOR ANTONIO
Director del trabajo
M.C. JESUS FAUSTO CORDOVA ESCOBEDO
INDICE
Contenido PAGINAS
Palabras claves. 4
Abreviaturas Resumen.
Introducción. 6
Capítulo I 8
1.1.- Planteamiento del problema 9 1.2 .- Objetivo y justificación del ABP para este trabajo. 10
1.1. Antecedentes. 12
1.3.- Objetivo general. 13
1.4.- Objetivo especifico. 14
1.4.1.- Objetivos específicos con ayuda del ABP
1.5.- Justificación del trabajo. 17 Hipótesis
1.6.- Diseño de aplicación.
1.6.1.- Fases de aplicación del ABP. 19 1.7.- Como se trabajara en el salón de clases. 20 21
Capitulo 2 24
2.1.- Antecedentes del PLC. 26
2.2.- Diagramas de escalera.
2.3.- Tareas de un PLC 27
2.3.1.- Ventajas de un PLC 28
2.4.- Porque nacen resolver problemática 29
2.5.- Logo 33
2.6.- Montaje y cableado de logo 38
2.7.- Bornes de logo! 39
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Capitulo 3 50
3.1.- Antecedentes de ascensor 51 3.2.- Historia
3.3.- Descripción y componentes del ascensor 54 3.4.- Diferentes tipos de ascensor 59 3.5.- Colectiva ascendente y descendente 61 3.6.- Sistema de coordinación 62
3.7.- Simulación 63
3.8- Diseño y aplicación del ABP para automatización. 69
3.9.- Desarrollo. 70
3.9.1.- Fase 1 y 2.
3.9.2.- Análisis de la situación “uso de la memoria”. 70
3.9.3.- Fase 3. 72
3.9.4.- Componentes del ascensor. 73
3.9.5.- Actividad 1. 74
3.9.6.- Fase 4. 77
3.9.7.- Actividad 2.
3.9.8.- Carta de tiempo. 82
3.9.9.- Conceptos del programa. 83
3.10.- Diferentes sistemas de programación 84 3.11.- Sistemas de programación LADDER
3.12.- Timer 88
3.13.- Contadores
3.14.- Control de flujo del programa
3.15.- Módulos especiales 90
Propuesta de mejora 91
Conclusión 92
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PALABRAS CLAVES
ABP, AUTOMATIZACION, APRENDIZAJES SIGNIFICATIVOS, PLC, GM
NOMENCLATURA:
ABP:
Aprendizaje Basado en Problemas.
PLC
Controlador Lógico Programable.
E.E.
Experiencia Educativa.
UV
Universidad Veracruzana.
IME
Ingeniería Mecánica Eléctrica.
PID
Integrador Proporcional Directivo.
GM
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RESUMEN
Teniendo como objetivo el aprendizaje significativo de los estudiantes en la Experiencia educativa automatización, se propone el uso del aprendizaje basado en problemas como estrategia didáctica para aprender a realizar algoritmos a través de la carta de tiempo, simulación de los diagramas de escalera, de bloques lógicos o por instrucciones, hasta realizar una aplicación real a escala.
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eléctrica motivado por resolver el problema planteado, podrá obtener aprendizajes significativos en la construcción de su propio conocimiento, que sin duda le servirá en su desarrollo como profesionista. Entonces en este trabajo se tendrá la oportunidad de realizar una propuesta metodológica y evaluar el ABP para que el alumno sea el constructor de su propio conocimiento y obtenga un aprendizaje significativo de manera autónoma crítica y reflexiva para entender y aplicar el PLC para la solución de problemas de automatización. Esta propuesta metodológica del (ABP), puede enseñar al estudiante aprender a aprender de manera significativa y lograr visualizar todas las aplicaciones que se pueden realizar en los procesos industriales y comerciales con el PLC, para bien de nuestra sociedad y resolver problemas de automatización donde se requiera utilizar , analizar, programar y mejorar procesos con el uso del PLC (como solución).
INTRODUCCION
Actualmente hablar de automatización en ingeniería, en muchos casos se piensa en el PLC, (controlador lógico programable), ya que muchos procesos industriales y comerciales están controlados por este tipo de elementos.
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reflexiva para entender y aplicar el PLC para la solución de problemas de automatización.
El aprendizaje basado en problemas (ABP) es una estrategia didáctica o metodología de enseñanza aprendizaje (innovación educativa) que la puede ser utilizada para alumnos universitarios en especial de la Facultad de ingeniería Mecánica Eléctrica en la EE automatización de la Universidad Veracruzana, campus Coatzacoalcos.
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CAPITULO 1
El PLC y el ABP
8 1.1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
9 1.1.1.- Objetivo y Justificación del ABP para este trabajo:
Una realidad innegable es el cambio educativo que se está presentando en todos los niveles educativos de México y se manifiesta actualmente en las reformas de los nuevos modelos educativos planteados en la mayoría de los subsistemas educación.
La UNESCO recomendó, que este cambio educativo tiene que estimular una educación verdaderamente integral en el estudiante y tomar como base cuatro pilares: aprender a conocer, aprender a hacer, aprender a vivir juntos, aprender a ser. Es decir que el estudiante adquiera conocimiento a partir de sí mismo, que el maestro sea un guía, facilitador o acompañante del proceso de aprendizaje y que lleve al estudiante a ser independiente en la gestión del conocimiento, responsable, crítico, reflexivo, creativo, libre y capaz de vivir en sociedad.
De esta forma el estudiante será autónomo en su aprendizaje, tendrá capacidad de investigar problemas para dar propuestas de solución y será un estudiante activo en la generación de su propio conocimiento. Por otro lado el trabajo del profesor ya no debe consistir únicamente en la transmisión del conocimiento, sino utilizar estrategias de enseñanza aprendizaje centrado en el estudiante.
Las Universidades de educación superior en México no son la excepción a estas reformas educativas y tienen la necesidad de cambiar su enfoque en la enseñanza para ser Universidades con un enfoque de aprendizaje centrado en el estudiante con fundamento en el constructivismo.
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La mayoría de los académicos de la UV que imparten alguna experiencia educativa no aplican estrategias de aprendizajes centradas en el estudiante y el rol del estudiante es de una actitud pasiva, que no favorece el aprendizaje significativo en los estudiantes universitarios.
La UV desea que todos sus académicos realicen un cambio de didáctica conductista o tradicionalista a la visión cognitivista, para que el académico desempeñe un rol de facilitador y el rol del estudiante sea de una persona activa en construcción de su propio aprendizaje, para lograr aprendizajes significativos. Este cambio de enseñanza aprendizaje debe empezar por el profesor, y dejar solo de transmitir conocimientos a la de facilitar el aprendizaje.
Una opción a este cambio puede ser el Aprendizaje Basado en Problemas ABP, técnica didáctica donde los conocimientos se afianzan por completo cuando el estudiante es capaz de explicar a los demás procesos de análisis y solución de problemas. En la enseñanza tradicional los estudiantes normalmente se limitan a recuperar el conocimiento que el profesor ha expuesto. Además el cambio es una variable constante en el futuro y el ABP ofrece a los titulados universitarios destrezas necesarias para adaptarse a un mercado laboral que cambia y abordar incluso los problemas del futuro.
El Aprendizaje Basado en Problemas es uno de los métodos de enseñanza-aprendizaje que ha tomado más arraigo en las instituciones de educación superior en los últimos años y es aplicado en diversas universidades como estrategia curricular en diferentes áreas de formación profesional, técnica didáctica o método de enseñanza-aprendizaje, todo con un enfoque constructivista.
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en el núcleo del proceso educativo, otorgándole autonomía, responsabilidad por el aprendizaje propio a través de la identificación, análisis y propuestas de solución de los problemas reales, capacidad para formular nuevas interrogantes, buscar información para ampliarlas, responderlas y a partir de ahí iniciar con nuevas cuestiones o propuestas de mejora, recomenzar el ciclo del procesos de aprendizaje con cuestionamientos de la realidad, al final del ABP el estudiante adquiere habilidades indispensables en el entorno profesional actual y del futuro.
Este diseño local del ABP propone para el estudiante un aprendizaje auto-dirigido y no como un aprendizaje para resolución de problemas, sino emular lo que encontrara en su realidad profesional, lógicamente cuando el estudiante avance en el programa deberá intervenir y eventualmente resolver problemas así las hipótesis explicativas se convierten en hipótesis diagnosticas.
Dos enfoques importantes a considerar en este trabajo serán:
Enfoque técnico.- El estudiante se adapta a los tiempos, ciertas metodologías, el orden de los materiales y los procedimientos de acuerdo a las referencias del profesor.
Enfoque cognitivo.- El estudiante tendrá la capacidad de aprender procesos mentales implicados en el conocimiento y desarrollar o mejorar cuando asuma una forma activa y se le transfiera responsabilidad sobre su propio aprendizaje, lo que le implicara que asuma un grado significativo de responsabilidad.
Finalmente el ABP en este trabajo será un reto, ya que deberá cumplir con algunas recomendaciones de la UNESCO y objetivos de la 2ª reforma del MEIF o Proyecto Aula de la Universidad Veracruzana, como asegurar que el aprendizaje del estudiante universitario sea autónomo activo y significativo.
1.2 OBJETIVO GENERAL
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mediante la práctica, simulación, el diseño y aplicación del PLC en los eventos que puedan presentarse a lo largo de su vida profesional con ayuda del ABP.
El ser humano tiene la disposición de aprender sólo aquello a lo que le encuentra interés o lógica. Y tiende a rechazar aquello a lo que no le encuentra sentido. El aprendizaje significativo debe tener sentido para no ser un conocimiento solamente mecánico, memorístico, coyuntural: aprendizaje para aprobar un examen, para pasar la materia, etc. El aprendizaje significativo es un aprendizaje relacional. El sentido lo da la relación del nuevo conocimiento con: conocimientos anteriores, con situaciones cotidianas, con la propia experiencia, con situaciones reales etc.
El (ABP) contribuirá a diseñar una técnica o metodología de aprendizaje centrada en el estudiante (aprendizaje significativo).
1.3 OBJETIVO ESPECIFICO.
13 1.4.- OBJETIVOS ESPECIFICOS con ayuda del ABP
El alumno obtendrá aprendizajes significativos sobre los conceptos básicos y de programación de PLC´S de forma autónoma critica y reflexiva.
Realizar el proceso de enseñanza por equipos. Realizar simulaciones con la ayuda del PLC.
Ayudar a la mejora en el nivel académico de los estudiantes de la facultad de ingeniería en la Universidad Veracruzana.
Desarrollar la capacidad de aprender
1.5 JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO.
Actualmente la Universidad Veracruzana tiene como objetivo, que sus maestros rediseñen sus actividades de docencia. Es decir dejar de ser conductuales (tradicionalistas) para ser facilitadores con una visión constructivista, donde el estudiante universitario alcance aprendizajes significativos, sean autónomos críticos y reflexivos en construcción de su propio aprendizaje.
La universidad para lograr lo anterior implemento un proyecto llamado aula .De este forma un maestro que participa en el proyecto aula podrá motivar a sus estudiantes a que desarrollen os sean constructores de su propio conocimiento y alcancen aprendizajes significativos que ayudaran a disminuir los alto índices de reprobación.
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puesto que el mundo actual ha cambiado el punto de vista de las profesiones y uso del PLC. Desde la creación de programas, uso del software, la aplicación y la forma de transmitir los conocimientos del PLC hacia los alumnos de educación superior.
Por esta razón las universidades deben revisar sus procesos educativos, aun que en la realidad son muy pocas las medidas que se toman para analizar los fenómenos que afectan los procesos de educación en el nivel superior, dando aun, menos interés a las orientadas a introducir cambios significativos para poder atender las nuevas necesidades de la educación superior.
Este proyecto pretende en La universidad veracruzana ser la excepción a lo antes mencionado y a implementar un proceso de desarrollo en la formación de sus estudiantes con el Modelo de Educación Integral Flexible (MEIF), este modelo está completamente centrado en el estudiante, donde se realiza una muy intensa promoción de información y comunicación entre el catedrático-alumno y alumno-catedrático.
Los estudiantes de la Universidad Veracruzana con las nuevas propuestas académicas del proyecto llamado AULA y con el uso adecuado del (ABP) podrá definir o corregir el rumbo en su trayectoria escolar, esto los conlleva a ser mas autónomo en su proceso de aprendizaje en la adquisición de conocimientos de manera tal que dicha educación se vuelve más personalizada e individual, lo anterior los provee de nuevas y mejores destrezas para un contexto real, con lo cual también se convertirán en alumnos con una actitud emprendedora.
Por otro lado los profesores (catedráticos) los ayudara a modificar y actualizar su sistema de enseñanza con el fin de lograr los objetivos antes mencionados, también deben cuidar su sistema de evaluación para que con ello se reafirmen los conocimientos obtenidos.
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el aprendizaje está centrado en el estudiante, lo cual permite a este obtener aprendizajes significativos, habilidades y competencias indispensables para el ámbito profesional.
En el presente trabajo se efectúa un diseño local del método Aprendizaje Basado en Problemas ABP, para mejorar el aprendizaje significativo en los estudiantes de la Facultad de Ingeniería Mecánica eléctrica de la Universidad Veracruzana, específicamente en la experiencia educativa Automatización.
Este método de ABP es aplicado por primera vez en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Veracruzana Campus Coatzacoalcos.
El proceso se desarrolla en grupos pequeños de trabajo, que aprenden de manera colaborativa en la búsqueda de resolver un problema planteado y desarrollado por el Profesor. Problemas preelaborados con la filosofía del ABP en este trabajo y que servirán de guía al profesor y los estudiantes, problemas que inicialmente serán sencillos, motívantes y retadores, hasta alcanzar los objetivos de complejidad con la finalidad de desencadenar el aprendizaje autónomo de los estudiantes universitarios, y así obtener aprendizajes significativos. El rol del profesor se convierte en el de un facilitador o mediador del aprendizaje.
Se comprueba la metodología del Aprendizaje Basado en problemas ABP aplicando y evaluando este método a los estudiantes de la experiencia educativa Automatización de la Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica de la Universidad Veracruzana campus Coatzacoalcos en el 2010.
De esta forma los procesos de enseñanza aprendizaje en la EE Automatización podrán ser:
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Permite a la Universidad Veracruzana vincularse con el sector productivo y con la sociedad
Permitirá a la Universidad Veracruzana enfrentase a problemas regionales, nacionales y hasta internacionales y poder darle solución.
contribuirá con el MEIF al ofrecer planes y programas de educación actualizados.
Contribuye con la investigación al realizar prácticas para solucionar problemas reales.
El estudiante aprovecha mas el aprendizaje al ser más autónomo y como resultado de esa autonomía convierte su aprendizaje en algo más significativo.
Hipótesis:
El ABP puede contribuir a que los estudiantes de la facultad de ingeniería de la EE automatización adquieran aprendizajes significativos y las competencias requeridas de manera autónoma, critica y reflexiva en su educación universitaria
1.6.-Diseño Y APLICACIÓN del ABP 1.6.1.- Fases de aplicación del (ABP)
Este método tiene fases de aplicación que permitirán al estudiante aprender de manera significativa y no sólo para pasar un examen como programar y aplicar un PLC.
Este método consta de las siguientes fases, las cuales serán mencionadas y explicada más adelante.
Conocimiento (memoria)
Comprender Espacio del maestro (Dependencia) Aplicar
Analizar
17 Conocimiento.- Es la información que se almacena atravez de la experiencia en el sentido mas amplio de la palabra es poseer múltiples datos que se relacionan, que al ser tomados por si solos carecen de valor cualitativo.
Fase 1.- Memoria.- Es la facultad que tenemos por medio de la cual puede retenerse y recordarse el pasado.
Fase 2.- Comprender.- Se refiere e la facultad, capacidad o perspicacia para entender y retener las cosas.
Fase 3.- Aplicar.- En este punto se refiere al poner en práctica los conocimientos ya adquiridos para poder conseguir un fin determinado.
En estos primeros tres puntos es en los que el maestro puede apoyar al alumno y mostrarle el camino que debe seguir para lograr su objetivo.
Fase 4.- Analizar.- Capacidad que tiene el ser humano que permite estudiar un todo cualquiera, en sus diversas partes que lo componen, en busca de una síntesis o comprensión o de su razón de ser.
Fase 5.- Sintetizar.- Exponer algo limitándose solamente a sus datos esenciales.
Fase 6.- Evaluar.- se refiere calificar los conocimiento adquiridos y a la aplicación de los mismos.
18 1.7.- Como se trabajara en el salón de clase
El (ABP) es un método que propone trabajar de la siguiente forma: I).- Realización de grupos de trabajo (compuesto de 5 integrantes). Ventajas:
Menos carga de trabajo por integrante. Colaboración grupal.
Independencia al realizar la investigación del problema. Compromiso individual. (Responsabilidad).
Contacto con la real dejando a un lado lo teorico.
II).- Presentación de un problema real al grupo de trabajo relacionado con los PLC, para que de esta forma ellos organicen sus ideas, conocimientos previos, con el problema planteado a fin de identificar los puntos más importantes.
Que entiendan como trabaja y sus elementos imaginación y conocimientos previos
En este punto el problema a tratar será el ascensor de tres pisos. Donde se pretenderá que el estudiante elabore la carta de tiempo, que será analizado y explicado un poco más adelante, con esto lograra identificar su funcionamiento, y los elementos de entrada y salida que interviene.
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CAPITULO 2
20 2.1.- Antecedentes del PLC
En el siglo XX específicamente en el año 1960, nace el PLC originalmente para las empresas que se dedicaban únicamente al ramo de la industria automotriz. De esta forma las nuevas tecnologías electrónicas de esa época impactan directamente en el PLC , y este se vuelve una solución real eficiente para reemplazar los sistemas de control basado en circuitos eléctricos con relevadores, interruptores y otros componentes utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional de esa época. Los PLC´S fueron inventados en respuesta a las necesidades de la automatización de la industria automotriz norteamericana por el Ingeniero del mismo país Dick Morley. Antes de los PLC´S el control las secuenciación, y la lógica para la manufactura de automóviles era por medio de relevadores y contactores. El proceso para realizar dichas instalaciones en la industria año tras año era muy costosas, complejas y consumía mucho tiempo en rediseñar los sistemas basados en relevadores, ya que el recableado tenía que ser por especialistas especializados. “
Hay que notar que estos sistemas de relevadores e interruptores a pesar de ya haber pasado 50 años, siguen vigentes en muchas industrias. Aquí cabria la siguiente pregunta de investigación ¿Por qué?
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vendida en 1977, y posteriormente adquirida por la compañía alemana AEG y más tarde por Schneider Electric, el actual dueño.
A continuación se muestra un graficoque muestra todos los elementos de entrada y salida de forma general así como las lógicas de diseño y tipos de control:
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Como anécdota cabe mencionar que uno de los primeros modelos 084 que se construyeron se encuentra mostrado en la sede de Modicon en el norte de Andover Masachusets el cual fue obsequiado a Modicon por GM, cuando la unidad fue retirada tras casi veinte años de servicio ininterrumpido.
La industria automotriz actualmente como Ford, Mitsubishi, Nissan, por mencionar algunas todavía son grandes usuarias de PLC´S hasta llegar a la automatización (robótica), y Modicon todavía numera algunos de sus modelos de controladores con la terminación ochenta y cuatro.
Debido al éxito de Los PLC´S en la industria automotriz estos son utilizados en diferentes industrias y maquinas diversas como de empaquetado y de semiconductores. Algunas marcas con alto prestigio en PLC son ABB Ltd., Koyo, Honeywey, Siemens, Trend controls Shneider Electric, Omron, Rockwell (Allen- Bradley), General Electric, Fraz max, Tesco controls, Panasonic (Matsushita), Mitsubishi e Isi Matrix machines.
Actualmente la industria automotriz sigue utilizando esta tecnología ya que ha podido aprovechar todas las ventajas que este le proporciona y así poder mantenerse al frente del mercado.
Los controladores lógicos programables son dispositivos electrónicos muy usados en la industria petroquímica, industria textil, industria automotriz, de Mexico.
Los PLC´S de última generación además de controlar la lógica de funcionamiento de maquinas, plantas y procesos industriales, pueden también realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores Proporcional Integral Derivativo (PID)
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electricistas, lista de instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes mas intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los informáticos y los electrónicos, es el FDB (por sus siglas en ingles Function Block Diagram) que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre sí.
En la programación se pueden incluir diferentes funciones, los más simples como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas, y operadores matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo De tablas, apuntadores, algoritmos PID Y funciones de comunicación multiprotocolos que le permitirán interconectarse con otros dispositivos
Esto facilita la operación del controlador lógico programable (PLC) sin importar si el operador tiene mucha o poca experiencia en el manejo del controlador haciendo más simples su trabajo.
2.2.- DIAGRAMAS DE ESCALERA.
Los Diagramas de Escalera en los PLC (controladores lógicos programables)
En la mayoría de los procesos industriales se requiere algún tipo de coordinación, supervisión o control. El automatizar estas funciones puede ser realizada en formas diferentes. Anteriormente la práctica consistía en el control de secuencias de operación en base a cuadros de relés en módulos especiales para el control de variables continuas como la temperatura (T), presión, flujo, nivel, por medio de tableros de control normalmente con indicadores luminosos.
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Este problema se soluciono con el uso de la computadora, ya que el software actual permite hacer cambios en la programación sin afectar realmente el hardware.
Lo anterior se puede realizar en cualquier computadora especializada (con el software del PLC requerido) en este tipo de tareas.
La computadora permite cambiar las funciones del control del proceso cambiando o mejorando el programa, respetando los componentes usados como relés auxiliares, temporizadores, etc.
Una forma de representar la lógica de control de los anteriores procesos es por medio de los diagramas de escalera. Los diagramas de escalera normalmente son representados por Contactos y bobinas. Normalmente se representan de la siguiente forma:
Símbolo de los contactos y bobinas tipo LADDER Normalmente abierto (Encendido)
Normalmente cerrado (Cerrado)
Normalmente abiertos ( ) (SI-NO) (Encendido)
Normalmente cerrado ( ) (SI-NO) (Cerrado)
Transición positiva ( ) (No-(Si) (Referencia encendida)
Transición negativa ( ) (Si-No) (Referencia apagada)
Set ( S ) (Si, No) (SI, encendida “R” No sigue igual)
Reset (R) (Si, No) (Si, encendida “S” No sigue igual) Contactos
tipo LADDER
25 2.3.- Tareas de un PLC
El Controlador Lógico Programable recibe señales binarias en su módulo de entradas, las procesa y entrega señales en su módulo de salidas de acuerdo a su programa, por lo anterior es utilizado en muchas clases de equipos para automatización, por ejemplo: sistemas de control industrial en fábricas, equipo de diversión en parques, elevadores, señalización para tráfico, máquinas comerciales, máquinas de CNC, etc.
2.3.1.- Ventajas de un PLC
El utilizar un PLC en un sistema de control nos trae muchas ventajas ya que se puede sustituir en gran medida la utilización de relevadores electromagnéticos, temporizadores, contadores entre otros dispositivos de control tradicionales.
Lo anterior trae como consecuencia que los sistemas de control:
Puedan sufrir modificaciones según las necesidades, más rápido y a un bajo costo (sean más flexibles)
Disminuyan su mantenimiento
Utilicen menos espacio y los tableros de control sean más compactos
Puedan tener mayor comunicación con otros dispositivos de control modernos como son las computadoras
Tengan gran capacidad de memoria y puedan ser expandibles Mejoren su velocidad de respuesta
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Para pensar en la aplicación de un PLC se debe de tomar en cuenta que tal vez su costo inicial sea más alto que los controles tradicionales sin embargo su costo de mantenimiento es considerablemente más bajo y ofrece mayor confiabilidad en el control.
2.3.1.- Ventajas de un PLC
Un PLC está formado de varios componentes electrónicos como: transistores resistores, capacitores, memorias, etc. y principalmente uno o varios microprocesadores que en conjunto forman la unidad central y los módulos de interfaz para las entradas y salidas de datos. La estructura básica de un PLC se muestra en la figura.
Programa
Módulo
de
Entradas
Unidad Central
Procesadora de
datos
Modulo
de
Salidas
Sensores
Fuente de
Actuadores
Energía
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A pesar de que un PLC es un dispositivo electrónico, el usuario no necesariamente debe tener conocimiento acerca de electrónica y en especial de microprocesadores.
Según el sistema en donde se tenga que aplicar, el PLC tendrá que comunicarse y/o tener relación con dispositivos auxiliares como lo son: sensores, actuadores y fuentes externas de alimentación de energía, lo anterior está representado en la figura.
2.4.- Porque nacen resolver problemática
Como sabemos en estos días es necesario movernos de un lugar a otro no importa si es en forma horizontal o vertical con mayor velocidad.
Para nuestro desplazamiento horizontal podemos utilizar un automóvil, pero en este momento esto no es relevante para nosotros ya que nos enfocaremos en el movimiento vertical, para el cual utilizamos lo que comúnmente es llamado ascensor (elevador), normalmente utilizado en edificios de oficinas, departamentos y hasta en centros comerciales por mencionar algunos lugares donde se hace la aplicación del movimiento vertical.
Tal que este proyecto tratara de ejemplificar el funcionamiento de un ascensor y sus posibles mejoras para así poder hacer de la vida del ser humano un poco mas confortable y segura al viajar de un piso a otro en los edificios.
Diseñar una estrategia de aprendizaje (ABP) para que los alumnos obtengan aprendizaje significativo tal que puedan diseñar, simular y aplicar el PLC para la solución de problemas como:
Ascensor
Secuencias de luces Bandas transportadoras Mezcladoras
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Al realizar esto la Universidad Veracruzana podrá cubrir las expectativas que prometen implementarse con el Modelo Educativo Integral Flexible (MEIF) en todas sus áreas de formación desde la iniciación hasta las terminales
A continuación se les proporcionara una breve introducción de lo que es un PLC LOGO el reto de la información está disponible en la plataforma de la Universidad Veracruzana en el apartado llamado EMINUS 2.0 te será cargado de forma automática al tomar la experiencia educativa automatización.
2.5.- LOGO
¿Qué es LOGO!?
LOGO! es el módulo lógico universal de Siemens.
LOGO! lleva integrados
_ Control
_ Unidad de operación y visualización _ Fuente de alimentación
_ Interfaz para módulos de programa y cable de PC
_ Ciertas funciones básicas usuales en la práctica, p.ej. para activación/desactivación retardada y relé de impulsos
_ Reloj temporizador _ Marcas binarias
_ Determinadas entradas y salidas según el tipo del equipo
¿Qué ofrece LOGO!?
Mediante LOGO! se solucionan cometidos en la técnica de instalaciones en edificios (p.ej. alumbrado de escaleras, luz exterior, toldos, persianas, alumbrado de escaparates, etc.), así como en la construcción de armarios de distribución, de máquinas y de aparatos (p.ej. controles de puertas, instalaciones de
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LOGO! puede utilizarse asimismo para los controles especiales de invernaderos o invernáculos, para procesar previamente señales en controles y –mediante la variante.
Así– para el control descentralizado ”in situ” de máquinas y procesos.
Para las aplicaciones en serie en la construcción de máquinas pequeñas, aparatos y armarios de distribución, así como en el sector de instalaciones, se prevén
variantes especiales sin unidad de operación.
¿Qué tipos de equipo existen?
LOGO! se prevé para 12 V c.c., 24 V c.c., 24 V c.a. y 230 V c.a. como
Variante estándar con 6 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm Variante sin display con 6 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55
mm
_ Variante con 8 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm
_ Variante larga con 12 entradas y 8 salidas, integrada en 126 x 90 x 55 mm _ Variante de bus con 12 entradas y 8 salidas, así como conexión de bus
adicional de interfase AS, a través de la que hay disponibles en el sistema bus otras 4 entradas y otras 4 salidas. Todo ello integrado en 126 x 90 x 55 mm.
Todas las variantes incluyen 29 funciones básicas y especiales listas para la redacción de programas.
Ud. tiene la elección
Las distintas variantes permiten la adaptación sumamente flexible a su aplicación especial.
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De la identificación de LOGO! se deducen diferentes características del mismo:
_ 12: Versión de 12 V _ 24: Versión de 24 V
_ 230: Versión de 115/230 V
_ R: Salidas de relé (sin R: salidas de transistor) _ C: Reloj de temporización semanal integrado _ o: Variante sin display
_ L: Cantidad doble de salidas y entradas
_ B11: Esclavo con conexión de bus de interfase AS
En el transcurso restante de esta descripción se utilizan pequeños pictogramas para identificar los tipos de funciones diferentes. Estos pictogramas aparecen cuando las informaciones se refieren sólo a una parte de las variantes de LOGO!: Variante estándar con 6 u 8 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm Variante estándar sin display con 6 u 8 entradas y 4 salidas, integrada en 72 x 90 x 55 mm
Variante ”..L” con 12 entradas y 8 salidas, integrada en 126 x 90 x 55 mm
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*Adicionalmente con estradas analógicas
2.6.- Montaje y cableado de LOGO!
Directrices generales
Al montar y cablear su LOGO! debiera Ud. observar las directrices siguientes:
_ Cerciórese de que durante el cableado de LOGO! Se cumplan todas las normas obligatorias vigentes. Observe las respectivas prescripciones nacionales y regionales durante la instalación y la operación de los equipos. Infórmese en las autoridades competentes sobre las normas y prescripciones vigentes para su caso específico.
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_ No apriete excesivamente los bornes de conexión. Par máximo: 0,5 Nm (vea el apartado 2.2).
_ Los conductores han de tenderse siempre lo más cortos posible. Si se requieren conductores más largos, debiera utilizarse un cable apantallado. Los conductores deberían tenderse a pares: un conductor neutro junto con un conductor de fase o un conductor de señales.
_ El cableado de corriente alterna y el de corriente continua a alta tens ión deberá separarse del cableado de señalización a baja tensión mediante rápidas secuencias de maniobras.
_ Cerciórese de que los conductores poseen el alivio de tracción necesario.
_ Disponga una protección contra sobretensión para los conductores sensibles a las descargas atmosféricas.
_ No conecte una fuente de alimentación externa a una carga de salida en paralelo a una salida de c.c. En la salida podría surgir una corriente inversa si no se prevé en la estructura un diodo o un bloqueo similar.
Montar/desmontar LOGO!
Dimensiones
LOGO! tiene las dimensiones para equipos de instalación estipuladas en DIN 43880.
LOGO! debe encajarse en un perfil soporte de 35 mm de ancho según DIN EN 50022.
Anchura de LOGO!:
_ LOGO!: 72 mm de ancho, equivalente a 4 unidades de división (versión estándar).
_ LOGO!...RCo: 72 mm de ancho, equivalente a 4 unidades de división (versión estándar).
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_ LOGO!...B11: 126 mm de ancho, equivalente a 7 unidades de división.
Montaje
Para montar LOGO! sobre un perfil soporte:
1. Coloque LOGO! sobre el perfil soporte y
2. Enganche LOGO! sobre éste. Debe encajar el pestillo dispuesto en la parte posterior de LOGO!.
Según el tipo de perfil, el mecanismo de encaje puede estar a veces demasiado apretado. Si resultara muy difícil el enganche, es posible hacer retroceder algo el pestillo tal como se describe a continuación.
Desmontaje
Para desmontar LOGO!:
1. Introduzca un destornillador en el orificio del extremoinferior del pestillo (vea la figura) y tire del pestillo hacia abajo
35 Cablear LOGO!
Para cablear LOGO!, utilice un destornillador con ancho de hoja de 3 mm. Para los bornes no se requieren casquillos terminales, pudiendo utilizarse conductores con secciones de hasta:
_ 1 x 2,5 mm2
_ 2 x 1,5 mm2 por cada segundo portabornes
Pares de giro para la conexión: 0,4...0,5 Nm ó 3...4 LBin
Conectar la alimentación
Las variantes de LOGO! 230 son adecuadas para tensiones de red con valor nominal de 115 V c.a. y 230 V c.a. y las variantes de LOGO! 24/12 para tensiones de alimentación de 24 V c.c., 24 V c.a. ó 12 V c.c. Observe a este respecto las indicaciones de conexión en la información de producto adjunta a su aparato, así como los datos técnicos en el anexo A para las tolerancias de tensión, frecuencias de red y consumos de corriente admisibles.
Conexión
36 Primeros pasos con LOGO!
Por programación se entiende aquí la introducción de un circuito. Un programa LOGO! equivale sencillamente a un esquema de circuitos, pero representado de manera algo diferente.
La representación se ha adaptado al display de LOGO!. En el presente capítulo se expone cómo puede Ud. Convertir mediante LOGO! sus aplicaciones en
programas LOGO!. ,
LOGO! 24RCo y LOGO! 230RCo no cuentan con unidad de operación. Las
mismas se prevén principalmente para aplicaciones en serie en la construcción de máquinas pequeñas y aparatos.
Las variantes LOGO!...RCo no se programan en el equipo. En vez de ello, se transfieren al mismo programas del software LOGO! o de los módulos de memoria de otros equipos LOGO!.
En la primera parte del capítulo se describe la manera de operar con LOGO! a base de un pequeño
Bornes
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Las entradas se designan con la letra I y una cifra. Visto LOGO! por delante, los bornes para las entradas aparecen arriba.
Las salidas se designan con la letra Q y una cifra. Los bornes de las salidas se hallan en la parte
Inferior.
2.7.- Bornes de LOGO!
Se entiende por borne a todas las conexiones y estados que encuentran aplicación en LOGO!.
Las entradas y salidas pueden tener el estado ’0’ o el estado
’1’. El estado ’0’ significa que la entrada no lleva aplicada tensión y el estado ’1’ que hay aplicada tensión. Seguramente Ud. ya sabía esto.
Hemos previsto los bornes hi, lo y x para facilitar la introducción del programa. ’hi’ (high) lleva asignado fijamente el estado ’1’ y ’lo’ (low) el estado ’0’.
Si no se desea cablear la entrada de un bloque, debe utilizarse el borne ’x’. En la próxima página se explica qué significa exactamente un bloque.
38 2.7.1.- Bloques y números de bloque
En este apartado se indica cómo puede Ud. generar circuitos complejos mediante los elementos de LOGO! y cómo se vinculan los bloques entre sí y con las
entradas y salidas.
Sírvase consultar también el apartado 3.3. En el mismo se expone la manera de convertir un circuito convecional en un programa LOGO!
Bloques
Un bloque es en LOGO! una función que convierte informaciones de entrada en informaciones de salida. Antes tenía Ud. que cablear los distintos elementos en el armario de distribución o en la caja de conexiones.
En la programación se enlazan bornes con bloques. A tal efecto, basta con elegir la conexión deseada en el menú Co. Este menú lo denominamos Co ateniéndonos al término inglés Connector (borne).
Vinculaciones lógicas
Los bloques más sencillos son vinculaciones lógicas: _ AND (Y)
_ OR (O)
Las entradas I1 e I2 están conectadas aquí al bloque OR. La última entrada del bloque no se utiliza, identi- Q ficándose por ello mediante x.
Bastante más eficientes son las funciones especiales: _ Relé de impulsos
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_ Retardo de activación
En el capítulo 4 del “manual LOGO” aparece una relación completa de las funcionesde LOGO!.
Representación de un bloque en el display de LOGO!
A continuación se muestra una visualización típica en el display de LOGO!. Se ve aquí que cada vez puede representarse un solo bloque. Debido a ello, hemos
previsto números de bloque para ayudarle a Ud. a controlar un circuito en conjunto.
2.8.- Cuatro reglas fundamentales para operar con LOGO!
Regla 1
Pulsación triple
_ Los circuitos se introducen en el modo de servicio”Programación”.
A este modo de servicio se llega pulsando simultáneamente las 3 teclas, y OK. _ Los valores de los tiempos y parámetros se modifican en el modo de
40 Regla 2
Salidas y entradas
_ Cada circuito debe introducirse siempre desde la salida hacia la entrada. _ Es posible enlazar una salida con varias entradas, pero no conectar varias salidas a una entrada.
_ Dentro de una ruta del programa no se puede enlazar una salida con una entrada precedente. Para tales retroacciones internas (recursiones) es necesario intercalar marcas o salidas.
Regla 3
Cursor y posicionamiento del cursor
Para introducir un circuito rige lo siguiente:
_ Si el cursor se representa subrayado, Ud. Puede posicionarlo: – Pulse las teclas , , o para desplazar el cursor dentro del circuito – Cambie a ”elegir borne/bloque” pulsando OK
– Termine la introducción del circuito pulsando ESC
_ Si el cursor se representa enmarcado, deberá Ud. elegir un borne/bloque
_ :
– Pulse las teclas o para elegir un borne o un bloque – Confirme la selección pulsando OK
– Pulse ESC para retroceder un paso
Regla 4
Planificación
41 Lista de funciones básicas – GF
Las funciones básicas son elementos lógicos sencillos del álgebra de Boole. Puede negar entradas de funciones básicas individualmente, de manera que si en una entrada determinada hay una señal “1”, el programa utiliza un “0” y si hay un “0”, utiliza un “1”.
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Todo lo que se marca en las tablas son mejor conocidas como compuertas las cuales se explican a continuación.
AND (Y)
Conexión en serie de varios contactos de cierre en el esquema:
Símbolo en LOGO
La salida de AND sólo ocupa el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas.
43 AND con evaluación de flanco
Símbolo en LOGO!:
La salida de AND con evaluación de flanco sólo ocupa el estado 1 cuando todas
las entradas tienen estado 1 y en el ciclo anterior tenía estado 0 por lo menos
una entrada.
Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 1.
Este es el diagrama de temporización para la función Y con evaluación de flanco
NAND (Y NEGADA)
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La salida de NAND sólo ocupa el estado 0 cuando todas las entradas tienen estado 1, es decir, están cerradas.
Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 1.
Tabla de valores lógicos para la función Y–NEGADA:
NAND con evaluación de flanco
Símbolo en LOGO:
La salida de NAND con evaluación de flanco sólo ocupa el estado 1 cuando por lo menos una entrada tiene estado 0 y en el ciclo anterior tenían estado 1 todas las entradas.
Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 1.
45 Ciclo
OR (O)
Conexión en paralelo de varios contactos de cierre en el esquema:
Símbolo en LOGO:
La salida de OR ocupa el estado 1 cuando por lo menos una entrada tiene estado 1, es decir, está cerrada.
Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 0.
46 NOR (O NEGADA)
Conexión en serie de varios contactos de apertura en el esquema:
Símbolo en LOGO:
La salida de NOR sólo ocupa el estado 1 cuando todas las entradas tienen estado 0, es decir, están desactivadas.
Tan pronto como se active alguna de las entradas (estado 1), se repone a 0 la salida de NOR.
Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 0.
47 XOR (O EXCLUSIVA)
En el esquema, XOR es una conexión en serie de 2 alternadores:
Símbolo en LOGO!:
La salida de XOR ocupa el estado 1 cuando las entradas tienen estados
diferentes.
Si no se utiliza una entrada de este bloque (x), para la entrada se aplica: x = 0.
Tabla de valores lógicos para la función XOR:
NOT (negación, inversor)
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La salida ocupa el estado 1 cuando la entrada tiene estado 0. El bloque NOT invierte el estado en la entrada.
La ventaja del NOT es por ejemplo: para LOGO! ya no es necesario ningún contacto normalmente cerrado pues basta con utilizar un contacto de cierre y convertirlo en uno de apertura mediante NOT.
Tabla de valores lógicos para el bloque NOT:
Nociones básicas sobre las funciones especiales
Las funciones especiales se distinguen a primera vista de las funciones básicas en la denominación diferente de sus entradas. Las funciones especiales contienen funciones de tiempo, remanencia y diferentes posibilidades de parametrización para la adaptación del programa a sus necesidades.
En el presente apartado exponemos una breve vista de conjunto de las
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CAPITULO 3
Conceptos generales
Ascensor
50 Conceptos generales
3.1.-ANTECEDENTES DEL ASCENSOR:
Un ascensor es un sistema que se utiliza como trasporte en forma vertical para de esta forma movilizar personas o algún bien entre diferentes alturas. Es utilizado para ascender o descender en algún edificio o construcción subterránea.
Un ascensor se conforma de partea mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan de manera conjunta para lograr un medio seguro de movilidad.
La idea de cómo elevar un pequeño cuarto (ascensor) es muy sencilla para lo cual se utilizan muchos sistemas el más antigua es el ascensor hidráulico que consiste en un pistón, una barra de acero que gira en un cilindro ajustado, construido en los cimientos del edificio bajo el pozo del ascensor, el ascensor eta montado en el pistón, para poder subir simplemente se bombeaba agua en el fondo del cilindro y para poder bajar se abría una pequeña válvula que permitía que el agua volviera al tanque de depósito.
3.2.- Historia.
Algunos edificios antiguos aun tienen funcionando ascensores hidráulicos. Muchos otros son accionados por un cable de tracción que va del fondo a la parte superior del pozo del ascensor atravez de un agujero en el techo.
El ascensorista que es la persona que se encarga de operar el ascensor podía hacer mover la cuerda hacia arriba o hacia abajo por lo consiguiente abrir o cerrar las válvulas que controlan el agua en el cilindro.
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ascensor hidráulico es que está limitada la velocidad máxima del agua que fluye a través de las válvulas, tubos, etc.
En otras palabras esto equivale a la velocidad de un piso por segundo, lo cual es muy lento para los tiempos modernos y los edificios son cada vez más altos.
Una alternativa es el ascensor eléctrico. En este sistema el carro está suspendido de un conjunto de cables totalmente metálicos estos suben al techo donde se envuelven a una polea de garganta (llamada también roldana) y bajan, un montón de pesas se encargan de equilibrar el peso del carro cuando se encuentra a menos de la mitad de su carga (en promedio la carga de un ascensor es alrededor de un 40%).
La polea está montada en el eje de un motor eléctrico pesado y de movimiento lento, accionado por un generador eléctrico. En este caso la corriente alterna no es recomendable como la corriente continua para regular la velocidad, esta es a rozón por la que un motor de corriente alterna acciona un generador de corriente continua que es el que energiza al motor sustentador de corriente continua. El sistema antes mencionado interpone un suministro de energía eléctrica entre la corriente de línea, el motor sustentador y el control de suministro de energía otorga un medio conveniente para la variación de la velocidad, también en la posición del ascensor.
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El ascensor se desliza sobre motantes que se encuentran colocado en uno de los lados del eje del para que de esta forma se evite la oscilación. Varios enchufes de tipo polea se encuentran añadidos al carro para ser desenganchados cuando el carro se encuentre cerca del nivel del piso determinando usualmente: si el carro toca un enchufe se reduce la velocidad, después, cuando el carro se encuentra muy cerca del punto de parada otro enganche indica la parada al motor ubicado en el techo del edificio.
Los controles en los ascensores son cada ves más complejos. Pero este aparato hizo posible la operación completa por medio de botones.
Un ejemplo: En muchos edificios de oficinas las personas presionan el botón de sus correspondientes pisos, el ascensor se detendrá en cada uno de los pisos para recoger o dejar pasajeros. El botón ya sea el del ascensor o el que se encuentra colocado en el piso indica al ascensor que pare
53 3.3.- Descripción y Comprensión del funcionamiento del ascensor
Un ascensor es un sistema de transporte vertical diseñado para movilizar personas o bienes entre diferentes alturas. Puede ser utilizado ya sea para ascender o descender en un edificio o una construcción subterránea. Se conforma con partes mecánicas, eléctricas y electrónicas que funcionan conjuntamente para lograr un medio seguro de movilidad.
Elementos constitutivos de un ascensor
Cabina
La cabina es el elemento portante del sistema de ascensores. Está formada por dos partes: el bastidor y la caja. En sus extremos inferiores se encuentra el sistema de paracaídas, ya sea instantáneo o progresivo. Este sistema libera unas cuñas contra las quías para frenar la cabina en caso de emergencia.
Grupo tractor en los ascensores electro-dinámicos
54 Maniobras de control
El control de los sistemas de ascensores funciona mediante sistemas electrónicos, encargados de hacer funcionar la dirección de movimiento de la cabina y de seleccionar los pisos en los que esta deba detenerse.
Actualmente, los controles de ascensores funcionan con microprocesadores electrónicos que mediante algoritmos de inteligencia artificial determinan la forma de administrar la respuesta a los pedidos de llamadas coordinando los distintos equipos para trabajar en conjunto.
Dispositivos de Seguridad
La seguridad del sistema es un elemento clave en los ascensores. Para maximizarla se emplean varios dispositivos específicos:
Enclavamiento electromecánico de las puertas
En el acceso a los pisos, que hace imposible la apertura de todas las puertas de acceso excepto la del piso en que se halla detenida la cabina.
55 Paracaídas de rotura o desequilibrio de cables de tracción (a. electro-dinámicos)
Existen instantáneos y también progresivos, para ascensores de alta y media velocidad. Consiste en un sistema de palancas cuyo movimiento acciona unas
cuñas o rodillos que se encuentran en una caja junto a las guías (caja de cuñas). Cuando se da la caída de la cabina o sobrepasa la velocidad nominal , las guías son mordidas por las cuñas o rodillos y se produce la detención de la cabina.
Limitador de velocidad (a. electro-dinámicos)
Lo componen dos poleas, una instalada en el cuarto de máquinas y otra alineada verticalmente con la primera en el fondo del hueco. A través de ambas pasa un cable de acero cuyos extremos se vinculan, uno a un punto fijo del bastidor de la cabina, y otro a un sistema de palancas cuyo extremo se encuentra en la parte superior del bastidor. El cable acompaña a la cabina en todo momento y es absolutamente independiente de los cables de tracción, es decir, no interviene en la sujeción de la cabina y el contrapeso. En la polea superior del limitador se produce la detención brusca del cable cuando la velocidad de dicha polea (y por tanto la de la cabina) supera el 25% de la velocidad nominal. El cable limitador activa el sistema de palancas, llamado paracaídas. Este m ecanismo fue patentado por Elisha Otis en 1853.
Finales de carrera
Interrumpen la alimentación cuando la cabina rebasa los extremos en ascenso o en descenso.
Dispositivo de parada de emergencia
56 Timbre de alarma
Para que lo utilicen los pasajeros en caso de emergencia. En ocasiones está conectado a una línea de teléfono desde la que se puede solicitar asistencia en caso de quedar atrapado.
Luz de emergencia
Ilumina la cabina en caso de que el alumbrado normal sea interrumpido.
Debe existir una fuente de socorro, de recarga automática que sea capaz de alimentar al menos una lámpara de un vatio durante una hora, en el caso de interrupción de la corriente de alimentación del alumbrado normal. El alumbrado de emergencia debe conectarse automáticamente desde que falle el suministro del alumbrado normal.
Mecanismos
La construcción y característica de los grupos tractores y de los motores con que estos van equipados, varían según sea la velocidad nominal del ascensor y del servicio que deben prestar
Ascensor de Tracción Eléctrico
57
El ascensor eléctrico es el más común para transporte de personas a baja y alta velocidad (superior a 0,8 m/s), elevadores con alta exigencia de confort
(hospitales, hoteles) o ascensores que sirven más de 6 pisos.
Unavelocidad
Los grupos tractores con motores de una velocidad, solo se utilizan para ascensores de velocidades no mayores de 0,7 m/s, por lo general eran colocados en ascensores de viviendas de 300 kg y 4 personas.
Su nivel de parada es muy impreciso y varía mucho con la carga, incluso es distinto en subida como en bajada. En muchos países está prohibida su instalación para nuevos ascensores por su imprecisión en la parada.
Dosvelocidades
Los grupos tractores de dos velocidades poseen motores trifásicos de polos conmutables, que funcionan a una velocidad rápida y otra lenta según la conexión de los polos. De esta manera se obtiene con una velocidad de nivelación baja un frenado con el mínimo de error (aproximadamente 10 mm. de error) y un viaje más confortable. Estos grupos tractores en la actualidad están en retirada, ya que consumen demasiada energía y son algo ruidosos.
Variacióndefrecuencia
58 3.4.-Diferentes tipos de ascensores.
Ascensor Hidráulico u Oleodinámico
En los ascensores hidráulicos el accionamiento se logra mediante un motor eléctrico acoplado a una bomba, que impulsa aceite a presión por unas válvulas de maniobra y seguridad, desde un depósito a un cilindro, cuyo pistón sostiene y empuja la cabina, para ascender. En el descenso se deja vaciar el pistón del aceite mediante una válvula con gran pérdida de carga para que se haga suavemente. De este modo el ascensor oleodinámico solamente consume energía en el ascenso. Por el contrario, la energía consumida en el ascenso es cuatro veces superior a la que consume el ascensor electro-mecánico, por lo que el resultado es que, por término medio, consumen más o menos el doble que éstos.
El grupo impulsor realiza las funciones del grupo tractor de los ascensores eléctricos, y el cilindro con su pistón la conversión de la energía del motor en movimiento.
El fluido utilizado como transmisor del movimiento funciona en circuito abierto, por lo que la instalación necesita un depósito de aceite.
La maquinaria y depósito de este tipo de ascensor pueden alojarse en cualquier lugar, situado a una distancia de hasta 12 m del hueco del mismo, con lo cual permite más posibilidades para instalar este ascensor en emplazamientos con limitación de espacio.
Son los más seguros, más lentos y los que más energía consumen, aunque son los más indicados para instalar en edificios sin ascensor.
Ascensor sin cuarto de máquinas
59
tradicional desaparece, y puede ser aprovechada para otros fines. En este tipo de ascensores se utilizan motores gearless de imanes permanentes, situados en la parte superior del hueco sobre una bancada directamente fijada a las guías, que están ancladas a cada forjado. Con ello, las cargas son transferidas al foso en lugar de transmitirse a las paredes del hueco, evitando así vibraciones y molestias a las viviendas adyacentes.
Ascensores Twin (gemelos)
La empresa alemana ThyssenKrupp Elevator es el primer fabricante de ascensores en inventar e implantar un sistema de dos cabinas viajando independientemente en un mismo hueco de ascensor. Gracias a un extraordinario trabajo de ingeniería y un avanzado sistema de control, con un concepto de alta seguridad, es posible que operen las dos cabinas de forma independiente, creándose inmensos beneficios potenciales para su uso en nuevas instalaciones y en modernizaciones de edificios.
El corazón del sistema es un control de selección de destino, capaz de asignar de manera inteligente a cada ascensor las llamadas de los distintos pisos. Cuando un usuario llama a un ascensor desde el pasillo, antes de que el pasajero entre en el ascensor, recoge la información de la planta en la que está y de la planta a la que se dirige y le asigna el ascensor más adecuado para su trayecto.
La principal ventaja de este sistema, es que incrementa la capacidad de transporte de los elevadores del edificio, utilizando un menor volumen de construcción y de espacio.
Algoritmos de Maniobras
60 Colectiva Descendente
Las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen un solo botón.
En subida: El ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina, pero no atiende ninguna llamada de piso, salvo la del piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros. Una vez llegada la cabina al último piso cuya llamada haya sido registrada, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección.
En bajada: El ascensor va deteniéndose en todos los pisos registrados en la cabina y también atiende los pedidos de llamada de los pisos, que supone son de bajada, hasta llegar al piso inferior que tenga un pedido de atención.
3.5.- Colectiva ascendente-descendente
Las botoneras colocadas en los pasillos de los pisos poseen dos botones, uno para pedidos de subida y otro para bajada.
En subida: El ascensor va deteniéndose en todos los pisos marcados desde la cabina y también en los pedidos de piso marcados como subida, pero no los de bajada. Al llegar al piso más alto por encima del último registrado por los pasajeros o desde los rellanos, y pasado un tiempo sin nuevos pedidos, el ascensor cambia de dirección.
61 3.5.- Sistema de Coordinación
Los modernos ascensores disponen de avanzados sistemas de inteligencia artificial con algoritmos lógicos que maximizan el rendimiento de los equipos coordinando las operaciones de cada uno, para lograr acelerar la atención de llamadas y aumentar la capacidad de transporte.
Este modo de funcionamiento, llamado en batería, logra una máxima eficiencia mediante índices que calculan varias veces por segundo las circunstancias de funcionamiento en que se halla cada equipo, decidiendo cual de todos posee una situación más ventajosa frente al conjunto para atender el pedido de llamada.
Los equipos de última generación emplean un microprocesador especialmente para realizar la tarea de coordinación, debido a la gran cantidad de variables y datos en tiempo real que tienen en cuenta los complejos algoritmos.
Ver el video.
Disponible en la página de la universidad la dirección exacta te puede ser proporcionada por tu facilitador o en caso de que quieras aprender a utilizar el PLC antes de cursar las EE como Automatización, Electrónica analógica, Electrónica digital, incluso en la materia de Metrología dependiendo del facilitador que elijas para cursar esa Experiencia Educativa.
62 3.7.- Simulación
Simular el diagrama de escalera
Diagrama de escalera desde: PB, P2, P3, P4, P5, P6.
B2 Ls1 (Mb) Ls2
PB-P2 (Ms)
Ms
B3 Ls1 (Mb) Ls3
(Ms) PB-P3
Ms
B4 Ls1 (Mb) Ls4
PB-P4 (Ms)
Ms
B5 Ls1 (Mb) Ls5
PB-P5 (Ms)
Ms
B6 Ls1 (Mb) Ls6 PB-P6
(Ms)
63
Diagrama de escalera desde: P2-PB, P2, P3, P4, P5, P6.
PB Ls2 (Ms) Ls1
P2-PB (Mb)
Mb
B3 Ls2 (Mb) Ls3
(Ms) P2-P3
Ms
B4 Ls2 (Mb) Ls4
P2-P4 (Ms)
Ms
B5 Ls2 (Mb) Ls5
P2-P5 (Ms)
Ms
B6 Ls6 (Mb) Ls6 P2-P6
(Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P3, PB, P2, P4, P5, P6.
PB Ls3 (Ms) Ls1
64
Mb
B3 Ls3 (Ms) Ls2
(Mb) P3-P2
Mb
B4 Ls3 (Mb) Ls4
P3-P4 (Ms)
Ms
B5 Ls3 (Mb) Ls5
P3-P5 (Ms)
Ms
B6 Ls3 (Mb) Ls6 P3-P6
(Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P4, PB, P2, P3, P5, P6.
PB Ls4 (Ms) Ls1
P4-PB (Mb)
65
B3 Ls4 (Ms) Ls2
(Mb) P4-P2
Mb
B4 Ls4 (Ms) Ls4
P4-P3 (Mb)
Mb
B5 Ls4 (Mb) Ls5
P4-P5 (Ms)
Ms
B6 Ls4 (Mb) Ls6 P4-P6
(Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P5, PB, P2, P3, P4, P6.
PB Ls5 (Ms) Ls1
P5-PB (Mb)
66
B2 Ls5 (Ms) Ls2
(Mb) P5-P2
Mb
B3 Ls5 (Ms) Ls3
P5-P3 (Mb)
Mb
B4 Ls5 (Ms) Ls4
P5-P4 (Mb)
Mb
B6 Ls5 (Mb) Ls6 P5-P6
(Ms)
Ms
Diagrama de escalera desde: P6, PB, P2, P3, P4, P5.
PB Ls6 (Ms) Ls1
P6-PB (Mb)
67
B3 Ls6 (Ms) Ls2
(Mb) P6-P2
Mb
B4 Ls6 (Ms) Ls3
P6-P3 (Mb)
Mb
B5 Ls6 (Ms) Ls4
P6-P4 (Mb)
Mb
B6 Ls6 (Ms) Ls5 P6-P5
(Mb)
68 3.8.- “DISEÑO Y APLICACIÓN DEL
ABP PARA AUTOMATIZACIÓN DE ASCENSORES CON PLC”
Propuestas metodológicas para lograr las competencias de educación universitaria en la EE. Automatización.”
Competencias o destrezas que se desean adquirir con esta metodología de ABP.
El estudiante aplica los principios, técnicas y metodologías de la programación por bloques o diagramas de escaleras para lograr la solución de problemas de automatización.
Subcompetencia 1.- El estudiante crea y plantea diagramas de escalera o diagramas de bloques así como la carta de tiempo apoyados por un software de PLC.
Subcompetencia 2.- El estudiante creara cartas de tiempo y planteara diagramas de escalera o diagramas de bloques con la simulación de problemas reales de ingeniería referentes a la automatización por medio de PLC.
69 3.9.- DESARROLLO
1.9.1.- FASE I Y 2
PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA Y ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN PROBLEMÁTICA.
Como fase inicial de la metodología del ABP se plantea la situación problemática a los estudiantes previamente integrados por equipos de 3 a 5 estudiantes utilizando como plataforma la pagina de la universidad como es EMINUS 2.0para involucrar a los estudiantes en el entorno del problema.
Cada uno de los integrantes del equipo de estudiantes al termino del curso será capaz de simular con un PLC el control y funcionamiento de un ascensor explicando con una perspectiva de ABP, enfocada en la autonomía del alumno. En esta parte del trabajo el alumno se apoyara con un video que fue grabado en las instalaciones del Hotel Playa Varadero y que les será proporcionado por el facilitador de la EE.
3.9.2.- “Análisis de la situación “uso de la memoria”
El objeto de estudio se encuentra ubicado en el malecón costero de la ciudad de Coatzacoalcos, es un ascensor para el desplazamiento de 6 pisos, construido con la finalidad de ser un mirador al mismo tiempo de ser el transporte entre cada uno de los pisos del edificio.
Sus componentes fueron construidas por la Mitsubishi.
Breve descripción del objeto de estudios.-
70
Uso de la memoria.- un ascensor funciona como un medio de transporte en un edificio para facilitar el desplazamiento de las personas de manera tal que ahorren tiempo y esfuerzo en su movimiento.
Conocer el objeto de estudios.- para lograr cubrir el siguiente paso es necesario que te traslades al lugar donde está ubicado el ascensor antes mencionado.
71 3.9.3.- FASE 3
ANALISIS DE LA SITUACIÓN PROBLEMÁTICA
El desplazamiento de las personas en un edificio de un determinado número de pisos, este fenómeno causa una gran eficiencia en el ahorro de tiempo durante el movimiento del huésped en el interior del Hotel Playa Varadero.
