639474740-Informe-Laboratorio-2-Automatizacion-Industrial-IND9-1-1-Grupo-4-Docx-1

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Facultad de Ingeniería y Computación
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
“GUÍA LABORATORIO 1”
LÓGICA CABLEADA
INTEGRANTES:
● Alfaro Gonzalez Samuel Elias
● Eguren Chino Michell Yenli
● Manchego Huamaní Pamela Alexandra
Profesor: Nilton Anchayhua Arestegui
SEMESTRE IX
2023-01
“Los alumnos declaran haber realizado el presente trabajo de
acuerdo a las normas de la Universidad Católica San Pablo”
1. Lógica cableada
1.1. Conceptos
La lógica cableada, también conocida como lógica de contactos, es una técnica
de control que se utiliza en la automatización industrial para realizar
operaciones lógicas simples. Esta técnica se basa en la utilización de
dispositivos eléctricos, tales como botones, interruptores, sensores y
presostatos, que se conectan entre sí mediante cables para realizar operaciones
de control.
Según Zeid, la lógica cableada es una técnica de control que se utiliza
comúnmente en la automatización industrial debido a su simplicidad y bajo
costo (Zeid, 2011). En la lógica cableada, los dispositivos eléctricos se conectan
a contactores o relés auxiliares, que actúan como interruptores controlados por
un circuito eléctrico. Estos contactores o relés auxiliares pueden estar asociados
a temporizadores y contadores para realizar operaciones lógicas más complejas
(Groover, 2016).
Aunque la lógica cableada ha sido ampliamente utilizada en la automatización
industrial, ha sido reemplazada en gran medida por otras técnicas de control
más avanzadas, como la lógica programable y los controladores lógicos
programables (PLC). Estas técnicas permiten una mayor flexibilidad y control
en los procesos de automatización industrial (Ogata, 2010).
Imagen 1. Cableado
Fuente: Guía de laboratorio de Automatización Industrial
1.2. Componentes y materiales a usar
Una implementación física de este tipo se realiza generalmente en tableros
eléctricos con los interruptores, pulsadores e indicadores en la parte externa del
tablero y los contactos y otros dispositivos eléctricos en la parte interna tal
como se ve en la siguiente imagen.
1.3. Simbología
Alimentación
+
Alimentación - Pulsador
NA
Pulsador
NC
Interruptor
NA
Interruptor
NC
Contacto
NA
Contacto NC
2. Actividades realizadas en laboratorio:
2.1. Medición de la potencia de la planta
A continuación, observamos la planta de la cual se quería medir la potencia
total que tenía.
Imagen 2. Circuito de la planta neumática
Fuente: Foto realizada por el grupo del circuito del laboratorio
Para medir la potencia total de la planta, hay que tener en cuenta que se
calcula con la siguiente fórmula: P=I x V, es por eso que primero se realizaron
las siguientes mediciones, para de esta manera tener los datos
correspondientes.
2.1.1. Actividad N°1: Medición del voltaje
a. Tema: Medición del voltaje.
b. Objetivo: Medir el voltaje del circuito paralelo; por teoría se
conoce que en un circuito paralelo, el voltaje es igual para cada
punto, por lo que bastará medir en un punto el voltaje para por
deducción conocer el valor del mismo en los demás puntos.
c. Materiales Usados:
● Módulo de neumática (perforador)
● Módulo de interruptores, pulsadores y lámparas
● Multímetro
● Fuente de poder regulada a 24 voltios conectada al PLC
d. Procedimientos:
● Conectar el multímetro en corriente continua para medir el
voltaje.
● Realizar las conexiones correspondientes para medir el
voltaje de la planta.
Diagrama 1. Circuito seguido para la medición del voltaje
Fuente: Elaboración propia
Imagen 3. Toma de voltaje en el circuito del laboratorio
Fuente: Elaboración propia
e. Resultados:
● Se midió el voltaje de la planta con un multímetro en
corriente continua, obteniendo un total de 23.99 Voltios,
el cual se redondeó a 24 Voltios.
● Con el valor del voltaje medido, se utilizará la fórmula P=I
x V para calcular la potencia total de la planta en una
actividad posterior.
2.1.2. Actividad N°2: Medición de la corriente de la lámpara H1
a. Tema: Medición de la intensidad de corriente eléctrica de la
lámpara H1.
b. Objetivo: Medir la intensidad de corriente eléctrica que circula
por la lámpara H1.
c. Materiales Usados:
● Módulo de neumática (perforador)
● Módulo de interruptores, pulsadores y lámparas
● Multímetro
● Fuente de poder regulada a 24 voltios conectada al PLC
d. Procedimientos:
● Realizar las conexiones correspondientes para medir la
corriente de la lámpara H1.
● Utilizar el multímetro en corriente continua para medir la
intensidad de corriente eléctrica de la lámpara H1.
e. Resultados:
● Se midió la intensidad de corriente eléctrica que circula
por la lámpara H1 utilizando el multímetro, obteniendo un
valor de 11.92 mA, que es equivalente a 0.01192
Amperios.
Imagen 4. Medición de la corriente en lámpara H1
Fuente: Elaboración propia
● Para calcular la potencia de la lámpara H1 se utilizó la
fórmula P=IxV, donde I es la corriente eléctrica y V es el
voltaje medido en la actividad anterior (24 V).
● Al reemplazar los valores obtenidos se obtuvo una
potencia de 0.28608 Watts.
2.1.3. Actividad N°3: Medición de la corriente del motor M1
a. Tema: Medición de la intensidad de corriente eléctrica del motor
M1.
b. Objetivo: Medir la intensidad de corriente eléctrica que circula
por el motor M1.
c. Materiales Usados:
● Módulo de neumática (perforador)
● Módulo de interruptores, pulsadores y lámparas
● Multímetro
● Fuente de poder regulada a 24 voltios conectada al PLC
d. Procedimientos:
● Realizar las conexiones correspondientes para medir la
corriente eléctrica del motor M1.
● Utilizar el multímetro en corriente continua para medir la
intensidad de corriente eléctrica del motor M1.
e. Resultados:
● Se midió la intensidad de corriente eléctrica que circula
por el motor M1 utilizando el multímetro, obteniendo un
valor de 170.9 mA, que es equivalente a 0.1709 Amperios.
Imagen 5. Medición de la corriente en motor M1
Fuente: Elaboración propia
● Para calcular la potencia del motor M1 se utilizó la
fórmula P=IxV, donde I es la corriente eléctrica y V es el
voltaje medido en la actividad anterior (24 V).
● Al reemplazar los valores obtenidos se obtuvo una
potencia de 4.1016 Watts.
2.1.4. Actividad N°4: Medición de la corriente V1
a. Tema: Medición de la corriente eléctrica de V1 en una planta.
b. Objetivo: Obtener la medición de la intensidad de corriente
eléctrica que fluye por V1 en la planta.
c. Materiales Usados:
● Módulo de neumática (perforador) que viene en la planta.
● Módulo de interruptores, pulsadores y lámparas.
● Multímetro.
● Fuente de poder regulada a 24 voltios conectada al PLC.
d. Procedimientos:
● Conectar las herramientas necesarias para medir la
corriente eléctrica de V1.
● Realizar la medición de la intensidad de corriente eléctrica
de V1.
e. Resultados:
● Intensidad de corriente eléctrica de V1: 194.00 mA (0.194
Amperios).
Imagen 6. Medición de la corriente en V1
Fuente: Elaboración propia
● Potencia eléctrica de V1: 4.656 Watts, obtenida mediante
la fórmula P=IxV, donde I es la intensidad de corriente
eléctrica medida y V es el voltaje de la planta (24V).
2.1.5. Actividad N°5: Medición de la corriente V2
a. Tema: Medición de la corriente eléctrica de V2
b. Objetivo: Medir la intensidad de corriente eléctrica de V2 y
calcular la potencia correspondiente.
c. Materiales Usados: Módulo de neumática (perforador), módulo
de interruptores, pulsadores y lámparas, multímetro y Fuente de
poder regulada a 24 voltios conectada al PLC.
d. Procedimientos: Se conectó el multímetro al circuito eléctrico de
V2 y se midió la intensidad de corriente eléctrica. Luego se
utilizó la fórmula P=IxV para calcular la potencia
correspondiente.
e. Resultados: La medición de la intensidad de corriente eléctrica de
V2 dio como resultado 196.2 mA, que es igual a 0.1962
Amperios. La potencia correspondiente se calculó mediante la
fórmula P=IxV y dio como resultado 4.7088 Watts.
Imagen 7. Mediciónde la corriente en V2
Fuente: Elaboración propia
2.1.6. Actividad N°6: Medición de la corriente V3
a. Tema: Medición de la corriente eléctrica de V3 y cálculo de la
potencia.
b. Objetivo: Medir la corriente eléctrica que circula por el circuito
V3 y calcular la potencia eléctrica que se está consumiendo.
c. Materiales usados:
● Módulo de neumática (perforador)
● Módulo de interruptores, pulsadores y lámparas
● Multímetro
● Fuente de poder regulada a 24 voltios conectada al PLC
d. Procedimientos:
● Conectar el multímetro en serie en el circuito V3.
● Encender el circuito V3 y tomar la medida de la corriente
eléctrica que circula por él con el multímetro.
● Anotar el valor obtenido en Amperios.
● Aplicar la fórmula P=IxV para calcular la potencia
eléctrica que se está consumiendo.
● Anotar el valor obtenido en Watts.
e. Resultados:
● Corriente eléctrica de V3 medida: 198.5 mA (0.1985 A).
Imagen 8. Medición de la corriente en V3
Fuente: Elaboración propia
● Potencia eléctrica consumida en V3: 4.764 Watts.
2.1.7. Actividad N°7: Cálculo de la potencia total de la planta
a. Resultados:
● Medición de la corriente de la lámpara H1: 11.92 mA =
0.01192 A
○ Potencia de la lámpara H1: 0.01192 A x 24 V = 0.28608
W.
● Medición de la corriente del motor M1: 170.9 mA = 0.1709
A.
○ Potencia del motor M1: 0.1709 A x 24 V = 4.1016 W.
● Medición de la corriente V1: 194.00 mA = 0.194 A.
○ Potencia de V1: 0.194 A x 24 V = 4.656 W.
● Medición de la corriente V2: 196.2 mA = 0.1962 A.
○ Potencia de V2: 0.1962 A x 24 V = 4.7088 W.
● Medición de la corriente V3: 198.5 mA = 0.1985 A.
○ Potencia de V3: 0.1985 A x 24 V = 4.764 W.
● Potencia total del circuito: 18.51648 W.
Cada medición y cálculo de potencia se realizó de manera independiente,
utilizando los mismos materiales y procedimientos en cada caso. Al final
se obtuvo la potencia total del circuito sumando las potencias obtenidas
en cada componente.
2.2. Actividad N°2: Uso del programa Factory IO
a. Tema: Utilización del programa Factory IO para simulación de una faja
transportadora y clasificación de cajas.
b. Objetivo: Aprender a utilizar el programa Factory IO para simular una
faja transportadora y clasificar cajas según su tamaño.
c. Materiales Usados:
● Computadora con el programa Factory IO instalado.
● Escenario de simulación Sorting By Height (Basic).
d. Procedimientos:
● Abrir el programa Factory IO.
● Abrir el escenario de simulación Sorting By Height (Basic).
● Seleccionar la opción "File", luego "Drivers" y después "Control
IO".
● Obtener SOURCES, TAGS, MEMORIES, FUNCTION
BLOCKS, UTILS y SETTINGS.
● Simular el avance de las cajas por la faja transportadora.
● Utilizar sensores para detectar el tamaño de las cajas.
● Clasificar las cajas pequeñas a la izquierda y las grandes a la
derecha.
e. Resultados:
● Se logró simular el avance de las cajas por la faja transportadora.
● Se utilizaron sensores para detectar el tamaño de las cajas.
● Se logró clasificar las cajas pequeñas a la izquierda y las grandes
a la derecha.
3. Dificultades
● Durante el desarrollo del laboratorio, se presentaron algunas dificultades en la
realización de las actividades. En la actividad N°1, se encontró dificultad al
momento de diagramar el circuito, ya que se tenía que tener en cuenta la
ubicación de los interruptores, pulsadores, lámparas y la fuente de poder
regulada a 24 voltios, lo cual generaba dudas sobre si debían ubicarse en
paralelo o en serie. No obstante, al consultar al profesor, se logró tener una
visión más clara y se pudo continuar con la actividad. Con la ayuda del
multímetro, se pudo hallar las potencias de las demás sub-actividades y
finalmente se obtuvo la potencia total de la planta.
● Por otro lado, en la actividad N°2, surgieron varias dudas acerca de las
herramientas disponibles en el programa Factory IO. El objetivo era
transportar las cajas en fajas, separándolas por tamaño: las cajas grandes a la
derecha y las pequeñas a la izquierda. A pesar de ello, se logró transportar la
primera caja sin problemas, pero al momento de transportar la segunda, ésta
se quedaba atascada en la faja y no avanzaba. Esto se debía a que no se sabía
cómo bajar el sensor. Se trabajó en la solución de esta dificultad para
continuar con la actividad.
4. Conclusiones
● En conclusión, la actividad N°1 nos permitió hallar la potencia total de una
máquina de pistones, utilizando herramientas como interruptores, pulsadores,
lámparas, y un PLC, además de un multímetro para medir la corriente
eléctrica. Aunque el resultado obtenido de 18.51648 watts es mucho menor a
la fuerza de un caballo, es importante destacar el conocimiento de cuánto es 1
HP en la realidad para entender de manera realista qué tan potente o fuerte es
la máquina que estamos operando.
● Por otra parte, en la actividad N°2 empezamos a familiarizarnos con la
simulación en el software Factory IO, el cual nos permite controlar procesos
industriales y simularlos en tiempo real. A pesar de presentar dificultades en
la comprensión de algunas herramientas, logramos transportar objetos a
través de pulsadores y sensores para realizar el procedimiento de clasificación
por tamaño. En general, se puede afirmar que esta herramienta será útil para
el desarrollo de procesos industriales y la formación de profesionales en el
área.
5. Recomendaciones
● Como grupo, es importante mantenerse en constante repaso de conceptos de
física para poder aplicarlos con mayor facilidad en las actividades del
laboratorio y no cometer errores básicos. Es recomendable repasar temas
teóricos sobre la electricidad, el cómo se comportan el voltaje y la corriente
en un circuito paralelo y en uno en serie, entendiendo las fórmulas y
ecuaciones pertinentes para hallar la potencia, así como la graficación de
sistemas de conexión con pulsadores, lámparas e interruptores. Estos son
temas que ya se han visto en semestres anteriores, pero que es importante
tener frescos en nuestra mente para poder aplicarlos con mayor eficiencia en
el laboratorio.
● Es recomendable aprender más acerca del sistema de simulación Factory IO
para tener una mayor comprensión de las herramientas disponibles en el
sistema. De esta forma, podremos resolver cualquier simulación que el
profesor nos proponga en clase con mayor facilidad y rapidez. Se puede
buscar información adicional en línea o solicitar al profesor que nos brinde
más información al respecto.