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Control Proporcional de nivel con FactoryIO_Parte 1 - Contenido educativo
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Vamos a realizar un control de nivel.
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Para ello vamos a emplear la estrategia más sencilla de control, un control proporcional.
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Bien, nosotros meteremos un setpoint, una consigna, y obtendremos un determinado nivel.
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Ese nivel querremos que sea exactamente el que me marca la consigna.
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Para ello vamos a emplear el simulador de Factory.
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Si abrimos Factory, el elemento que vamos a utilizar es el tanque. ¿Dónde está el tanque? Pues nos vamos a la parte inferior y aquí lo tenemos, llamado tanque. ¿Qué más elementos vamos a emplear? Pues poco más. Vamos a emplear la columna y el armario. La columna donde se va a sujetar el armario. Perfecto.
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además vamos a emplear una serie de pulsadores, dos displays y un potenciómetro como veremos dentro de un momentito
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vamos a explicar brevemente los elementos de lo que consta el tanque
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el tanque consta de dos válvulas, dos válvulas de control, los veis, una y dos
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una que está colocada de modo vertical, otro de modo horizontal
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un sensor de nivel que me va a proporcionar el nivel de llenado del tanque o depósito
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y por último un sensor de caudal que en esta práctica no lo vamos a utilizar
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porque no vamos a realizar ningún control de caudal.
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Empezaremos por explicar qué es una válvula de control, una válvula utilizada en control.
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Bueno, pues estas válvulas son un poquito complejas, realmente tienen un funcionamiento electroneumático.
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¿En qué consiste ese funcionamiento? Pues tal como veis aquí es una válvula
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con el que ahora mismo estaría totalmente cerrada porque sé que está totalmente cerrada este vástago
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está en la parte inferior al estar en la parte inferior la válvula está totalmente cerrada bien
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esta válvula se llama válvula de diafragma porque realmente aquí tiene una membrana o diafragma y
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aquí tiene una conexión aunque no la vemos una conexión neumática esa conexión neumática
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proporcionará aire en cantidad variable realmente es una señal analógica neumática de tal modo que
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en función del aire moverá esta este diafragma una cantidad determinada si sube totalmente pues
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entonces el vástago que se ha arrastrado por la membrana sube totalmente y la válvula deja pasar
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totalmente el caudal si la cantidad de aire que entra no es tan grande pues esta válvula se curva
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perdón este diafragma se curva menos entonces el vástago no sube totalmente sino que sube una
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cantidad determinada y la válvula no se abre totalmente ese sería el sistema bien volvamos
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a la vista completa, la válvula que tenemos arriba es exactamente igual. El funcionamiento
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es exactamente igual. De hecho, si nos acercamos a ella, aquí la tenemos. Funcionaría exactamente
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igual. La entrada de aire la tendría aquí. En función de la cantidad de aire se moverá el
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vástago y abrirá o cerrará más la válvula. Ahora mismo, tal como podéis comprobar, la válvula está
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totalmente cerrada. ¿Esta válvula qué es lo que gobierna? Pues esta válvula va a gobernar la
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entrada de agua aquí entraría el agua si no tuviese este tapón aquí conectaríamos la tubería
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y entraría el agua el agua entraría por aquí si la válvula está no está cerrada estuviese abierta
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dejaría pasar el agua que circularía por aquí y entraría por la parte superior del depósito la
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válvula que hemos visto antes qué es lo que gobierna pues gobierna justamente el desagüe
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gobierna el vaciado del depósito en función de que esté más abierta o más cerrada saldrá más o menos
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agua que más elementos tenemos pues tenemos este elemento de aquí que realmente es una sonda de
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nivel que me va a proporcionar una señal de nivel una señal de nivel que será una señal analógica
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entre 0 y 10 0 y 10 voltios y me quedaría en la parte inferior al lado de la válvula de desagüe
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tenemos un sensor de caudal, un sensor diferencial, es un diferencial de presión de caudal que ya lo explicaremos posteriormente su funcionamiento.
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Ahora mismo, como no lo vamos a utilizar, no voy a comentar nada de él.
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En el cuadro eléctrico, ¿qué es lo que tenemos? Pues en el cuadro eléctrico tendremos un pulsador de marcha, un pulsador de paro
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Y para configurar el setpoint, la consigna tendremos un pulsador que irá, según voy pulsando sobre él, irá aumentando la cantidad de centímetros de agua que se va a llenar el depósito, si lo pulso una vez un centímetro, dos centímetros, tres, cuatro, cinco y así sucesivamente, hasta el máximo que es de 300.
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Si nos fijamos, tenemos una escala graduada, tendríamos ahora mismo el máximo que sería 300, así que la consigna puede ir desde 0 hasta 300.
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¿Qué más elementos tenemos en el armario? Pues en el armario, aparte del pulsador más para aumentar la consigna, tenemos también el menos,
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o sea, dándole al más irá aumentando de uno en uno, dándole al menos irá reduciéndose de uno en uno.
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Tenemos el display donde me va a marcar lo que quiero de consigna, al darle aquí irá 1, 2, 3, me irá visualizando lo que voy a configurar como consigna. En este otro display lo que tendré es el nivel, lo que el sensor de nivel me vaya dando en centímetros, así que aquí tendré de 0 hasta 300 como máximo.
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Y en la parte inferior tengo un potenciómetro con el que voy a regular la válvula de vaciado. De tal modo que si yo le doy al potenciómetro, esta válvula irá abriéndose en función.
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El potenciómetro me va a proporcionar, bueno se puede comprobar que lo tengo configurado entre 0 y 10 voltios, me va a proporcionar una señal entre 0 y 10 voltios y la válvula me va a coger esa señal y en función de si vale 0 pues estará totalmente cerrada, si vale 10 estará totalmente abierta y en medio cualquier otro valor.
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O sea, podré regular la apertura de esta válvula con este potenciómetro.
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Bien, pues vamos a hacer una pequeña simulación del funcionamiento.
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Vamos a visualizar los sensores que tenemos ahora mismo visualizados.
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Vemos aquí el sensor de nivel, el sensor de caudal también lo voy a visualizar.
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Tenemos el sensor de nivel, el sensor de caudal, los nombres ya los he modificado.
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aparecerían en inglés por defecto vamos a visualizar también los actuadores en este
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caso la válvula de llenado para que se vea y la válvula de vaciado veamos cómo funciona
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básicamente forzando las válvulas en el momento en que yo esfuerzo la válvula de llenado si lo
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pongo a tope pues se va llenando como veis el chorro es totalmente a tope sería 10
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o le puedo hacer que solamente vaya a la mitad o menos de la mitad así que la cantidad de llenado
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por otro lado vamos a hacer que se llene poquito la válvula de descarga veis el sensor de nivel
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me está diciendo cómo está de lleno a continuación claro el sensor de nivel me da una señal entre 0
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y 10 voltios a continuación la válvula de descarga la válvula de descarga puedo activarla más o menos
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si la activo a tope veis a pesar de que se está llenando la válvula de descarga tiene una apertura
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más grande que la capacidad de lo que se está llenando y de hecho se está vaciando no sé si se
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ve creo que sí se vacía de hecho si yo lleno menos todavía lleno un chorrito pequeño se vaciará más
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rápido o directamente si no lleno nada el vaciado es total o puedo hacer que el vaciado sea más
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pequeño el sensor de caudal me está dando la cantidad de vaciado vamos a proceder al vaciado
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total del depósito para ello no lleno nada y vacío totalmente lo que sería el depósito veis el nivel
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va cayendo hasta que prácticamente se hace bien pues este sería el funcionamiento básico de modo
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manual. Vamos a ver la configuración del driver. Archivo, drivers. Primero vamos a utilizar el
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simulador ya que no tenemos el equipo físico por tanto Siemen S7 PLC SIM. A continuación nos vamos
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a la configuración del driver. Establecemos porque siempre me gusta establecer autoconexión de modo
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por defecto, vamos a utilizar un S7500 y yo voy a utilizar la 14. Vosotros tendréis
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que utilizar la 15. En función de lo que utilicéis, pues tendréis que utilizar una
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plantilla u otra. En mi caso tendréis que utilizar, tal como lo tenéis aquí, la plantilla
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para un 1500 y versión 14. Vosotros si lo hacéis con la 15, pues tendréis que utilizar
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un S7500 versión 15. Lo voy a configurar en Word y he puesto aquí 10 entradas digitales,
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10 salidas digitales, 4 entradas analógicas y 4 salidas analógicas. Son demasiadas entradas
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y salidas digitales, pero bueno, aunque sobren, pues da un poco igual. Las podríamos utilizar
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después para otras cosas y luego dentro de las entradas digitales tal como aconseja el fabricante
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empiezo no en la 0 la salida así que empiezo en la 0 en el byte 0 sin embargo las entradas
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digitales no empiezo en el byte 0 sino que empiezo en el 10 tal como aconseja el fabricante bien me
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voy a la configuración he hecho esta configuración vosotros podéis hacer esta misma u otra el sensor
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de nivel lo he colocado en la iw 30 el de caudal en el iw 32 y el potenciómetro con la que voy a
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regular la salida de agua del tanque pues en el W34. La válvula de llenado en la QW30, la de
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descarga o vaciado en la QW32, el sensor, perdón, el setpoint, la señal de setpoint que voy a utilizar
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para visualizar el display del setpoint lo voy a colocar en el QW34 y el display del nivel lo voy
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colocar en el QW36. Bien, pues lo referente a la escena ya está totalmente configurado.
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Vayamos a la programación. Para ello nos tenemos que ir a TIA Portal.
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- Materias:
- Electricidad, Electrónica
- Niveles educativos:
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- Formación Profesional
- Ciclo formativo de grado medio
- Primer Curso
- Segundo Curso
- Ciclo formativo de grado superior
- Primer Curso
- Segundo Curso
- Autor/es:
- Ángel García
- Subido por:
- Ángel G.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
- Visualizaciones:
- 146
- Fecha:
- 24 de abril de 2020 - 19:39
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ANTONIO MACHADO
- Duración:
- 12′ 42″
- Relación de aspecto:
- 16:9 Es el estándar usado por la televisión de alta definición y en varias pantallas, es ancho y normalmente se le suele llamar panorámico o widescreen, aunque todas las relaciones (a excepción de la 1:1) son widescreen. El ángulo de la diagonal es de 29,36°.
- Resolución:
- 1024x578 píxeles
- Tamaño:
- 28.48 MBytes
