1.3. Procedimiento para la comunicación entre PLCSim – Simulador 3D.

A continuación se relaciona el procedimiento a seguir para poder conseguir con éxito la comunicación entre el PLCSim y el Simulador 3D para poder comprobar el funcionamiento del programa.

a)    Iniciar la aplicación del simulador de TIA Portal, PLCSim.

b)    Cargamos el programa de TIA Portal en el PLCSim

c)     Asegurarnos de pasar d’STOP a RUN el modo de funcionamiento del simulador PLCSim.

d)    Ejecutar el Simulador 3D.

Este Simulador 3D puede hacerse girar en todos los sentidos, si fijamos el ratón en un punto y lo giramos en cualquier sentido, se podrán obtener múltiples vistas del proceso simulado.

También se podrá realizar zoom para acercar o alejar el proceso, por eso sólo es necesario fijar un punto con el ratón y desplazando la rueda de éste hacia delante haremos zoom (-) o alejar y hacia atrás haremos zoom (+) o acercar.

 En esta propuesta de programa se pueden trabajar diferentes conceptos de programación como es:

o Configuración de bloques de función parametrizados (plantillas).

o  Llamadas a bloques de programa.

o  Instrucciones de SET i RESET.

o  Instrucciones de temporización.

o  Instrucciones de contadores y comparadores.

o  Instrucciones matemáticas.

o  Elementos internos como las marcas de sistema y de ciclo. 

Al arrancar el simulador 3D tendremos el proceso en la posición inicial preparada para poder iniciar el funcionamiento, por lo tanto tendremos:

o  Cinta de piezas parada.

o  Cargaremos piezas en el almacén o cargaremos piezas en la cinta.

o  El eje vertical estará abajo en posición de homming.

o  El eje horizontal estará en la izquierda en posición de homming.

Además hace falta que para iniciar un proceso desde su inicio hemos de hacer lo siguiente:

o  Rearmar el disyuntor del motor de la cinta transportadora de cajas.

o  Dependiendo si hemos cargado piezas en el almacén o en la cinta, activaremos o no el selector de "COGER" O "DEJAR".

o  Asegurarse que el “SELECTOR AUT/MAN” se encuentre en la posición de reposo que corresponde al funcionamiento AUTOMÁTICO.

Aunque le podemos dar el funcionamiento que queramos, a continuación damos un enunciado con unas condiciones de un posible funcionamiento, tanto en modo automático como en modo manual:

2.1.              Funcionamiento automático:

Con el proceso en su posición inicial:

Posición inicial de la maqueta para poder iniciar el funcionamiento automático ya sea en carga de piezas al almacén o descarga de las piezas del almacén sobre la cinta.

• No ha de haber pieza en zona de detección.

• El brazo de giro está sobre la cinta.

• El brazo vertical está arriba.

• La pinza del brazo de giro está abierta.

• El brazo horizontal está atrás.

• La pinza del brazo horizontal esta abierta.

• El disyuntor del motor está rearmado.

2.1.1     Funcionamiento automático carga de piezas de la cinta hacia el almacén:

• En este caso lo primero que hemos de hacer es poner piezas obre la cinta según el proceso indicado anteriormente.

• Mediante el funcionamiento del proceso, se realizará la carga de piezas en el almacén de la siguiente manera:

     o Fila 1 se pondrán piezas amarillas.

     o Fila 2 se pondrán piezas rojas.

     o Fila 3, se pondrán piezas azules.

     o Fila 4 se pondrán piezas verdes.

• Una vez que esté llena una fila, si en la zona de detección llega una pieza del color de una fila que ya está llena, se pondrá en marcha de nuevo la cinta hasta que llegue una nueva pieza a la zona de detección.

• Cuando estén llenas todas las filas, lo indicará un piloto y el proceso se quedará parado.

• El desplazamiento de los ejes horizontal y vertical se hará de forma simultánea a una frecuencia de 50 Hz, 200 mm antes que cada eje llegue a su destino, su frecuencia bajara a 10 hz.

Estando en la etapa inicial, funcionara:

• El piloto de marcha en funcionamiento intermitente si NO se dan todas las condiciones iniciales. En el caso de que estén todos los elementos en su sitio, el piloto funcionara de forma fija.

• Si la maqueta está en posición inicial:

  o Al accionar el pulsador de marcha se pondrá en marcha la cinta transportadora.

  o Cuando llegue la caja al detector de cajas, la cinta se parara.

  o Al cabo de un segundo de que esta esté parada, bajara el cilindro vertical.

  o Al llegar el cilindro vertical abajo, es cerrara la pinza del brazo de giro y se memorizará el tipo de pieza que está en la zona de detección.

  o Un vez cerrada la pinza, el cilindre vertical subirá.

  o Al llegar el cilindro vertical arriba, el brazo de giro ira sobre la descarga.

  o Al llegar el brazo de giro sobre la descarga, el cilindre vertical bajará.

  o Al llegar el cilindro vertical abajo, se abrirá la pinza del brazo de giro.

  o Una vez abierta la pinza, el cilindro vertical subirá.

  o Al llegar el cilindro vertical arriba, el brazo de giro ira sobre la cinta y se cargará la posición de recogida de la pieza.

  o Cuando el brazo de giro este sobre la cinta, se desplazará el eje horizontal y el eje vertical a la posición de recogida de pieza.

  o Cuando los ejes horizontal y vertical estén en la zona de recogida de piezas, se cerrara la pinza del brazo horizontal y se cargará la posición de almacenaje de esta pieza.

  o Cuando la pinza del brazo horizontal este cerrada, se desplazará el eje horizontal y el eje vertical a la posición de almacenamiento de la pieza.

  o Al llegar a la posición de almacenamiento de la pieza, saldrá el brazo horizontal.

  o Cuando el brazo horizontal este fuera, se abrirá la pinza del brazo horizontal, realizará el contaje de la pieza dejada en el almacén y pondrá a 0 la memoria de tipo de pieza.

  o Cuando la pinza del brazo horizontal este abierta, retrocederá el brazo horizontal.

  o Cuando el brazo horizontal este atrás:

       -Si el almacén NO está lleno, se activará la etapa 1 y repetirá el proceso.

       -Si el almacén está lleno, se activará un piloto de forma intermitente.

     -Si accionamos el pulsador de reset, se pondrán a 0 los registros que indican el llenado de cada color en almacén y se activará la etapa inicial para seguir el procedimiento  para cargar de nuevo las piezas en la cinta y empezar el proceso desde 0.

• Si en cualquier momento accionamos el pulsador de paro, el grafcet se inicializará  y el motor se parara.

2.1.2     Funcionamiento automático carga de piezas del almacén hacia la cinta:

Carga de piezas del almacén hacia la cinta.

  • Para preparar el proceso, podemos actuar de dos formas:

      o Partir del almacén de piezas habiendo hecho el proceso de carga.

      o Poner piezas sobre el almacén según el proceso que está indicado anteriormente.

   • En este caso, cada vez que queramos hacer una carga del almacén hacia la cinta, antes de empezar el proceso, se seleccionara en que fila y en que columna se encuentra la pieza que queremos poner sobre la cinta.

  • Esta pieza será colocada sobre la cinta transportadora, se contara de que color es y será desplazada 5 segundos dejando espacio en la cinta para la siguiente pieza. Una vez acabado el proceso, deberemos de volver a seleccionar de nuevo fila y columna de la siguiente pieza a descargar sobre la cinta.

  • Cuando este vacío todo el almacén, lo indicara un piloto y el proceso quedara parado.

  • El desplazamiento de los ejes horizontal y vertical se hará de forma simultánea a una frecuencia de 50 Hz, 200 mm antes de que cada eje llegue a su destino, su frecuencia bajara a 10 hz.

Estando en la etapa inicial, funcionará:

 • El piloto de marcha en funcionamiento intermitente si NO se dan todas las condiciones iniciales o si no hay definida la fila y la columna de la pieza a descargar. En el caso que estén todos los elementos en su sitio y se haya definido la fila y la columna, el piloto funcionará de forma fija.

 • Si la maqueta está en posición inicial:

    o Al accionar el pulsador de marcha, se cargaran los valores de destino de los ejes horizontal y vertical correspondientes a la pieza.

   o Al cabo de un segundo se activará de forma simultanea los ejes horizontal y vertical.

   o Según vaya llegando a su destino un eje u otro, este se ira parando.

   o Cuando estén los dos ejes parados, saldrá el brazo horizontal.

   o Cuando el brazo horizontal este fuera, se cerrara la pinza del brazo horizontal.

   o Cuando esté cerrada la pinza, retrocederá el brazo horizontal y se cargaran los valores de la posición de descarga de la pieza de los ejes horizontal que será 908 mm y vertical que será 0 mm.

   o Cuando el brazo horizontal este atrás, se pondrán en marcha de forma simultanea los ejes horizontal y vertical hacia la posición de descarga de la pieza.

   o Según vaya llegando a su destino un eje u otro, este se ira parando.

  o Cuando estén los dos ejes parados, se abrirá la pinza del brazo horizontal y se cargara el valor 750 mm como destino del eje horizontal.

   o Cuando la pinza este abierta, se pondrá en marcha el eje horizontal.

   o Cuando el eje horizontal llegue a su posición de destino, el brazo de giro ira hacia la descarga.

   o Cuando el brazo de giro haya llegado a la zona de descarga, bajara el brazo vertical.

   o Cuando el brazo vertical este abajo, se cerrara la pinza del brazo vertical.

   o Cuando la pinza del brazo vertical este cerrada, subirá el brazo vertical.

   o Cuando el brazo vertical este arriba, el brazo de giro se desplazara hacia la cinta.

   o Al llegar el brazo de giro hacia la cinta, bajara el brazo vertical.

   o Cuando el brazo vertical este abajo, se abrirá la pinza del brazo vertical.

   o Cuando la pinza del brazo vertical este abierta, subirá el brazo vertical y se realizara el contaje del color de la pieza descargada..

   o Cuando el brazo vertical este arriba, se pondrá en marcha el motor de la cinta.

   o Cuando la cinta lleve  5 segundos funcionando, se parara la cinta y entonces puede pasar:

        -Si el almacén no está vacío, se activara la etapa 0 y seleccionaremos de nuevo fila y columna de la nueva pieza a descargar.

      -Si el almacén está vacío, se activara un piloto de forma intermitente y si accionamos el pulsador de reset, se pondrán a 0 los registros que indican el número de piezas descargadas de cada color y se activara la etapa inicial. Después se ha de seguir el procedimiento para cargar de nuevo al almacén y comenzar el proceso de nuevo.

• Si en cualquier momento accionamos el pulsador de paro, el grafcet se inicializara y el motor se parara.

2.2.  Funcionamiento manual.

• Podremos mover manualmente cada uno de los cilindros y de los dos ejes mediante pulsadores:

  o Los ejes tanto el horizontal como el vertical, solo podrán funcionar si el brazo horizontal esta atrás.

  o El eje horizontal se podrá desplazar:

      -Si el brazo de giro está en la posición de descarga, se podrá desplazar como máximo hasta la posición de 750 mm.

     -Si el brazo de giro está sobre la cinta, el eje vertical está en la posición 0 mm y la pinza del brazo horizontal está abierta, se podrá desplazar hasta el final del recorrido de la derecha.

  o La velocidad de los ejes la controlaran los potenciómetros que tenemos en el control manual.

  o El brazo horizontal solo podrá salir si los ejes están parados y si el eje horizontal está en una posición menor de 750 mm.

  o El brazo de giro solo podrá girar hacia la carga o hacia la descarga si el brazo vertical está arriba.

  o El brazo vertical solo podrá bajar si el brazo de giro está en la posición de descarga o si está en la posición de cinta.

  o El motor de la cinta para poder funcionar, ha de tener rearmado el disyuntor.

• Cuando entramos en el funcionamiento manual, se hará la inicialización del grafcet de automático de carga y del de descarga.

Antes de poder realizar el programa es necesario hacer una relación de las diferentes variables que intervienen en el proceso, de forma que mediante una Tabla de variables en TIA Portal queden reflejadas, y en el momento de realizar el programa poder identificarlas correctamente.

3.1. Relación de variables de entradas.

A continuación se relacionan las variables de entrada al PLC que son: 

o  Pulsadores de control.

o  Detectores magnéticos de los cilindros.

o  Detectores de identificación de las piezas.

o  Selectores de control manual del proceso.

3.2. Relación de variables de salidas.

A continuación se relacionan las variables de salida al PLC que son:

o  Electroválvulas de control de posición de los cilindres.

o  Pilotos de señalización.

3.3.              Relación de marcas internas.

A continuación se relacionan las variables relacionadas con marcas internas del PLC que son:

o  Les marcas asociadas a las etapas del Grafcet.

3.4.  Relación de registros de contaje y auxiliares.

A continuación se relacionan las variables relacionadas con marcas internas del PLC que actuaran de registros de contaje y auxiliares:

Se han diseñado dos Grafcets para poder respetar las condiciones del programa, estos son:

• Grafcet de Funcionamiento automático de carga

• Grafcet de Funcionamiento automático de descarga

4.1 Grafcet de Funcionamiento automático de carga. Grafcet G01

A continuación se presenta el Grafcet del control automático de la carga de piezas.

4.2.  Grafcet de Funcionamiento automático de descarga. Grafcet G02

A continuación se presenta el Grafcet de producción automático de descarga de piezas.

El proyecto de TIA Portal se ha estructurado en diferentes bloques de programa como son:

o  OB30 Cyclic interrupt: Este bloque de programa es el que realiza la comunicación entre el PLCSim y el Simulador 3D del proceso, para eso es muy importante no modificar ninguno de los valores e instrucciones programadas.

o OB100 Startup: Este bloque contiene la programación de inicialización de los diferentes Grafcet’s que contiene el proyecte.

o OB1 Main: Este bloque contiene la organización de llamadas a la resta de bloques que forman el programa del proceso.

oFC1 Automático Mode G01 cargar almacén: Este bloque contiene el programa que da respuesta al funcionamiento automático del proceso de cargar el almacén de piezas y que refleja el diseño del Grafcet G01.

oFC2 Automático Mode G02 descargar almacén: Este bloque contiene el programa que da respuesta al funcionamiento automático del proceso de descargar el almacén de piezas y que refleja el diseño del Grafcet G02.

o FC3 Manual Mode: Este bloque contiene el programa que da respuesta al funcionamiento manual del proceso.

o FC4 Escalado: Este bloque contiene los diferentes escalados utilizados en el programa. 

o FC5 Posiciones de carga: Este bloque contiene las diferentes funciones para indicar la posición actual donde han de parar los ejes vertical y horizontal para dejar la pieza al sitio indicado. 

o FC6 Posiciones de descarga: Este bloque contiene las diferentes funciones para indicar la posición actual donde han de parar los ejes vertical y horizontal para coger la pieza a descargar.

o FC7 Cambio de velocidad : Este bloque contiene las diferentes funciones para cargar en el variador de velocidad la velocidad indicada en cada momento.

o FC20 Circuitos generales : Este bloque contiene la programación de la marca de posición inicial que nos dice que el proceso está en la posición inicial y por lo tanto preparado para empezar el proceso.

 Por lo tanto, el proyecto en TIA Portal tendrá la siguiente estructura: