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3º INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL, ESPECIALIDAD MECÁNICA

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

PRÁCTICA 10

CONTROL DE UN MOTOR DC MEDIANTE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE (PLC)

Automatización Industrial. Práctica 10

1. EQUIPO DE CONTROL A UTILIZAR
Para el control del servomotor se utilizará en este caso un autómata programable S7-200 de Siemens, como los utilizados en prácticas previas de laasignatura.

Dado que el control del servomotor requiere el manejo de señales analógicas de tensión (tanto las tensiones a aplicar al motor como las medidas de los sensores), se utilizarán autómatas dotados del módulo analógico EM235. Este módulo se añade al autómata tal y como muestra la figura siguiente:

2. SISTEMA A CONTROLAR
El sistema a controlar es el conjunto motor eléctrico-freno conocido deotras prácticas:
freno

motor

Se realizarán experimentos de control de posición y de control de velocidad:

2

Automatización Industrial. Práctica 10

Control de posición: • Variable a controlar: ángulo girado por el motor • Señal de control: tensión aplicada al motor

θREF(s)
+ _ PLC

E(s)
control

V(s)

K s(1 + τs)

θ (s)

En el esquema, E(s) representa la señal deerror y es la diferencia entre la velocidad de giro deseada (referencia) y la velocidad real del motor. La zona marcada con línea discontinua representa el autómata programable, en el que se encuentra el sistema de control (PID) y desde el que se genera la señal de referencia.

Control de velocidad: • Variable a controlar: velocidad de giro del motor • Señal de control: tensión aplicada al motorωREF(s)
+ _

E(s)
control

V(s)

K 1 + τs

ω (s)

PLC En este caso, E(s) representa la señal de error y es la diferencia entre la velocidad deseada (referencia) y la velocidad real del motor. La zona marcada con línea discontinua representa de nuevo el autómata programable, con las mismas funcionalidades que en el caso anterior.

3. EL MÓDULO ANALÓGICO EM-235
De acuerdo con locomentado anteriormente, el autómata necesitará manejar señales analógicas para realizar el control PID del servomotor. Estas señales serán: Señal de tensión proporcinal a la posición del eje motor (ángulo girado por el mismo). Proviene de un potenciómetro y tomará valores entre -10V y +10V. Señal de tensión proporcinal a la velocidad angular del eje motor. Proviene de un tacogenerador y tambiéntomará valores entre +10 y -10V. Tensión a aplicar al motor: se trata de un motor de corriente continua que se alimenta con una tensión variable entre -10 y 10V o entre 0 y 10V según los experimentos.

El módulo analógico del que disponen los autómatas del laboratorio es el Em-235, con 1 salida analógica y 4 entradas analógicas; que se pueden configurar para funcionar en los rangos -10V a +10V (modobipolar) o 0 a 10V (modo unipolar). Dado que en esta práctica sólo se utilizará el modo bipolar, es necesario comprobar que el módulo EM235 esté configurado adecuadamente: los switches accesibles en la parte inferior del módulo deben tener la siguiente combinación de valores: OFF/OFF/ON/OFF/OFF/OFF (sólo el tercer switch activado).

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Automatización Industrial. Práctica 10

Para acceder alas entradas/sdalidas analógicas, se pueden utilizar los borneros presentes en el entrenador o bien utilizar directamente las regletas de conexiones de los propios autómatas (hileras inferior y superior). La forma de acceder a cada entrada/salida analógicas se muestra en la tabla siguiente: Señal Entrada 0 Entrada 1 Entrada 2 Entrada 3 Salida Conectores en el entrenador (+ / -) AIW0+ / AIW0AIW2+/ AIW2AIW4+ / AIW4AIW6+ / AIW6AQW0+ / AQW0Conectores en la regleta del autómata (+ / -) A+ / AB+ / BC+ / CD+ / DV0 / M0

4. ESTABLECIMIENTO DE LA COMUNICACIÓN ENTRE EL AUTÓMATA Y EL PC
Como paso previo a la programación del autómata, deberá establecerse la comunicación entre el mismo y el PC desde el cual será programado. Se recuerda que caben dos posibilidades: • • A través del puerto serie...
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