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CONVERSIÓN DEL PAPEL Y PLC siemens

Asignatura: AUTÓMATAS Y CONTROLADORES INDUSTRIALES Sección: 777 Nombre del docente: Jonathan Opazo Flores Nombre de los integrantes del grupo: Brandon Collio – Juan Montecino- Jonathan Vera.

Fecha de entrega 03/04/2019

Índice I. Introducción.............................................................................................................................................................3 II.

Desarrollo.................................................................................................................................................................3

III. DESENRROLLADOR...................................................................................................................................................3 IV. UNIDAD DE LAMINACIÓN.........................................................................................................................................4 V.

CONJUNTO DE GOFRADORES...................................................................................................................................5

VI. REBOBINADORA.......................................................................................................................................................6 VII. ACUMULADOR.........................................................................................................................................................6 VIII. CORTADORA.............................................................................................................................................................8 IX. CONTROL DE DIAMETRO PRENSA............................................................................................................................8 X.

Controlador Lógico Programable (PLC).....................................................................................................................8

XI. PLC siemens (SIMATIC S7- 1200)..............................................................................................................................9 XII. Características generales:.......................................................................................................................................10 Tabla especificaciones técnicas................................................................................................................................11 XIII. Estructura interna y externa de un PLC..................................................................................................................12 Estructura interna....................................................................................................................................................12 Estructura externa...................................................................................................................................................13 Diseño compacto:............................................................................................................................13 Diseño modular:...............................................................................................................................13 Memorias:.........................................................................................................................................13 Buses de campo.........................................................................................................................................................14 Tipo de comunicación.................................................................................................................................................14 XIV. Lenguaje de comunicación:....................................................................................................................................15 Software....................................................................................................................................................................... 15 Paneles......................................................................................................................................................................... 16 Memoria........................................................................................................................................................................ 17 Puertos comunicación Ethernet:...............................................................................................................................17 Periferia integrada:......................................................................................................................................................17 XV. Conclusiones..........................................................................................................................................................18 XVI. Referencias bibliográficas.......................................................................................................................................19

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I. Introducción EN EL SIGUIENTE INFORME EXPONDREMOS EL PROCESO DE CONVERSION DEL PAPEL BASANDONOS EN UNA LINEA DE PRODUCCIÓN REAL, EXPLICANDO DE FORMA BREVE Y CONSISA SUS COMPONENTES JUNTO A SU FUNCION, ADEMAS DETALLAREMOS UNO DE LOS LAZOS DE CONTROL DE LA LINEA DE PRODUCCION. ACONTINUACION EXPLICAREMOS TAMBIEN LAS CARACTERISTICAS DEL PLC SIEMENS, SUS APLICACIONES, SU ESTRUCTURA, SOFTWARE, ETC.

II. Desarrollo PARA EXPLICAR MEJOR EL PROCESO HEMOS USADO DE MAQUETA UNA LINEA DE PRODUCCION SINCRO 4.0 DE FABIO PERINI DIVIDIREMOS ESTE PROCESO EN 5 PARTES 1-DESENRROLLADOR 2-UNIDAD DE LAMINACIÓN 3-REBOBINADORA 4-ACUMULADOR 5-CORTADORA

III. DESENRROLLADOR EN ESTA PARTE BASICAMENTE SE DESENRROLLA UNA BOBINA DE 800KLS APROX. A TRAVES DE CORREAS PLANA ACCIONADAS POR UNA POLEA QUE ES TRACCIONADA DE FORMA DIRECTA POR UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA.

BOBINA

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IV. UNIDAD DE LAMINACIÓN ESTA ESTAPA SE DIVIDE EN 2 PARTES 1-LAMINACIÓN: AQUÍ BASICAMENTE SE REALIZA UNA TRANSFERENCIA DE ADHESIVO A UNA CAPA DEL PAPEL (TISÚ 1) YA GOFRADO, A TRAVES DE RODILLLOS.

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V. CONJUNTO DE GOFRADORES AQUÍ SE LE REALIZA A CADA CAPA DEL PAPEL, UN RELIEVE UNIFORME Y ADEMAS UNE LAS CAPAS DE PAPEL CON EL ADHESIVO PROPORCIOINADO POR LA LAMINACION, PERO LAS UNE DE TAL FORMA QUE SOLO QUEDAN JUSTAS LAS PUNTAS DE LOS RELIEVES Y DEJA PEQUEÑAS BURBUJAS DE AIRE, DE ESTE MODO SE GENERA UNA MAYOR ABSORCIÓN Y VOLUMEN AL PAPEL LAMINADO.

PAPEL LAMINADO

RODILLO GOFRADOR DE GOMA

RODILLO GOFRADOR DE ACERO

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VI.REBOBINADORA AQUÍ BASICAMENTE SE REBOBINA EL PAPEL YA LAMINADO EN UN NUCLEO DE CARTON, PARA OBTENER EL TIPICO PAPEL HIGIENICO DEL DIAMETTRO REQUERIDO (LOG), PERO DEL ANCHO DE LA BOBINA MADRE.

Papel laminado

GRUPO DE PRESIÓN DE ARRASTE ESTE GRUPO TIENE QUE ARRASTRAR EL PAPEL Y QUITAR LA TENSIÓN EN LA ZONA DE PERFORACIÓN

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VII.

ACUMULADOR

COMO EL NOMBRE LO DICE ES AQUÍ DONDE SE ACUMULAN LOS LOG LUEGO DE LA REBOBINADORA, PARA GENERAR UN PULMON Y NO AFECTAR LA PRODUCCIÓN EN CASO DE FALLA O CAMBIO DE BOBINA .

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VIII. CORTADORA LUEGO DEL ACUMULADOR LOS LOG PASAN A LA CORTADORA PARA DEJARLOS DEL LARGO REQUERIDO.

IX.

CONTROL DE DIAMETRO PRENSA

SEÑAL SET POINT

SEÑAL SALIDA

SEÑAL ERROR

VALVULA IP

PLC

SEÑAL DE REALIMENTACIÓN

ENCODER

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X. Controlador Lógico Programable (PLC) Equipo electrónico inteligente diseñado en base a microprocesadores, que consta de unidades o módulos que cumplen funciones específicas, tales como, una unidad central de procesamiento que se encarga de casi todo el control del sistema, módulos que permiten recibir información de todos los sensores y comandar todos los actuadores del sistema. El PLC es utilizado para automatizar sistemas eléctricos, electrónicos, neumáticos e hidráulicos de control discreto y análogo. Posee la capacidad para integrarse con otros equipos a través de redes de comunicación.

XI. PLC siemens (SIMATIC S7- 1200) Proporciona la potencia y flexibilidad para controlar una amplia variedad de dispositivos de apoyo a sus necesidades de automatización. El diseño compacto, configuración flexible y potente conjunto de flexible y potente conjunto de instrucciones se combinan para hacer que el S7-1200 sea la solución perfecta para el control de una amplia variedad de aplicaciones.

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XII.

Características generales:



Alta capacidad de procesamiento. Cálculo de 64 bits.



Interfaz Ethernet / PROFINET integrado.



Entradas analógicas integradas.



Bloques de función para control de ejes conforme a PLC open.



Programación mediante la herramienta de software STEP 7 Basic v13 para la configuración y programación no sólo del S7-1200, sino de manera integrada los paneles de la gama Simatic Basic Panels.

El sistema S7-1200 desarrollado viene equipado con cinco modelos diferentes de CPU (CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C, CPU 1215C y CPU 1217C) que se podrán expandir a las necesidades y requerimientos de las máquinas. Signal Board (Tablero de señales): Puede añadirse en la parte frontal de cualquiera de las CPUs de manera que se pueden expandir fácilmente las señales digitales y analógicas sin afectar al tamaño físico del controlador. Módulos de señal: A la derecha de la CPU (a excepción de la CPU1211C) pueden colocarse los módulos de ampliación de E/S digitales y analógicos. La CPU 1212C está capacitada para aceptar hasta dos módulos, la CPU 1214C, CPU 1215C y CPU 1217C hasta un total de ocho módulos de señal.

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Tabla especificaciones técnicas

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XIII. Estructura interna y externa de un PLC. Estructura interna. Para poder interpretar el funcionamiento de un PLC presentamos la siguiente figura, donde se muestra un esquema de su estructura interna. En este caso podemos distinguir cinco bloques en la estructura interna de los Autómatas programables:

Compuesta de dispositivos electrónicos para poder alojar las instrucciones básicas del funcionamiento del PLC, así como las unidades para procesar instrucciones de un programa precargado y realizar las tareas especificadas en él.  Bloque de entrada: En él se reciben las señales que proceden de los sensores. Estas son adaptadas y codificadas de forma tal que sean comprendidas por la CPU. También tiene misión proteger los circuitos electrónicos internos del PLC, realizando una separación eléctrica entre estos y los sensores.  Bloque de salida: Trabaja de forma inversa al anterior. Este interpreta las órdenes de la CPU, las descodifica y las amplifica para enviarlas a los actuadores. También tiene una interfaz para aislar la salida de los circuitos internos.  Unidad Central de Procesamiento CPU: En ella reside la inteligencia del sistema. En función de las instrucciones del usuario (programa) y los valores de las entradas, activa las salidas.  Fuente de Alimentación: Su emisión es adaptar la tensión de red (120V/60Hz) a los valores necesarios para los dispositivos electrónicos internos (generalmente 24Vcc y 5Vcc)  Interfaces: Son los canales de comunicación con el exterior. Por ejemplo:  Los equipos de programación.  Otros autómatas. CONVERSIÓN DEL PAPEL

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

Computadoras

Estructura externa. Diseño compacto: En un solo bloque residen todos sus elementos (fuente, CPU, entrada/salida, interfaces, etc.). tienen la ventaja de ser generalmente más baratos y su principal desventaja es que no siempre es posible ampliarlos. Diseño modular: Los distintos elementos se presentan en módulos con grandes posibilidades de configuración de acuerdo con las necesidades del usuario. Una estructura muy popular es tener en un bloque la CPU, la memoria, interfaces y la fuente. En bloques separados las unidades de entradas/salidas que pueden ser ampliadas según necesidades. Memorias: llamamos memorias a cualquier dispositivo que nos permita guardar las instrucciones escritas por el programador. Su capacidad de almacenamiento se mide en Kbyte o en Mbyte y está relacionada con el tamaño máximo de programa que podemos escribir. En la mayoría de los casos están diseñadas con elementos electrónicos. Se distinguen varios tipos.

 PROM (programmable Read Only Memory): Memorias para ser leídas únicamente. Permiten ser programadas una sola vez. Normalmente se usan para automatismo de equipos fabricados en serie. Ante una falta de energía mantienen su contenido.  EPROM (Erasable Prog): Son iguales a las anteriores, pero está permitido borrar su contenido para reprogramarlas. El borrado se realiza por la aplicación de luz ultravioleta, a través de una ventanilla de cuarzo en su encapsulado.  EEPROM (Electrical Erasebel). Iguales a las anteriores pero el borrado se realiza por la aplicación de señales eléctricas.  RAM (Random Access Memory). O memorias de acceso aleatorio. Está permitido escribirlas y borrarlas eléctricamente. Su lectura y escritura son muy veloces. Antes una falta de energía su contenido se pierde, por lo que deben ser alimentadas con pilas de Litio (duración de la pila más o menos 5 años). Estas dos últimas son las más usadas en la actualidad. Unidades de Entradas: Son los dispositivos básicos por donde llega la información de los sensores. Vienen con distintas posibilidades.  Analógicas: Se deben usar cuando la entrada corresponde a una medida se por ejemplo: temperatura, presión, etc. En su interior tienen un dispositivo que convierte la señal analógica a digital (conversor A/D). vienen en distintos rangos de tensión e intensidad. (por ejemplo 0 a 10V, 0 a +10V, 4 a 20 mA, etc.). la resolución puede ser de 8 o 12 bits.  Digitales: Son las más utilizadas y corresponde a señales todo/nada. O sea, la presencia o no de una tensión (por ejemplo, de fines de carrera, termostatos, pulsadores, etc.). esta tensión puede ser alterna (0 – 220V, 0 – 110) o continua (generalmente 0 - 24).

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Unidades de salida: Son el bloque básico que excitaran los actuadores. Al igual que las entradas pueden ser analógicas o digitales.  Analógica: Se deben usar cuando el actuador que se debe activar es analógico (por ejemplo, una válvula modulante, un variador de velocidad; etc.). en este caso se dispone de un dispositivo interno que realiza el proceso inverso al de las entradas analógicas, un conversor D/A.  Digitales: Vienen de tres tipos. Con salida triac, a relé o a transistor. En el primer c aso es exclusivamente para corriente alterna. En el segundo puede ser para continua o alterna. En el caso se salida a transistor es exclusivamente para continua. Soportan en todos los casos corrientes entre 0.5 y 2 (A) Buses de campo. Mediante la conexión de los nuevos módulos al bus de comunicación del S7-1200, el controlador se puede intercambiar datos E / S como maestro Profibus y / o esclavo Profibus con otros nodos Profibus. Los módulos estándar Profibus DPV1 cumplen y satisfacen las altas exigencias con respecto a la robustez y la seguridad del sistema de bus de campo más utilizados en todo el mundo. El CM 1243-5 también soporta la conexión de dispositivos de programación y de los paneles, así como el intercambio de datos acíclico. CM 1242-5 El módulo de comunicación CM 1242-5 se utiliza para conectar un esclavo SIMATIC S7-1200 como Profibus DP y se caracteriza por las siguientes características:  Profibus DPV1 esclavo  Señales LED claramente dispuestos para el diagnóstico rápido y sencillo  Voltaje de suministro se realiza directamente desde el S7-1200, sin cableado adicional requerido  Soporta todas las velocidades de transmisión común de 9,6 kBit / s hasta 12 Mbit / s  Carcasa compacta industrial en S7-1200 de diseño para la instalación en el riel de perfil estándar  Puesta en marcha rápida debido a la configuración simple, con Step 7 V11 básica / Profesional  Integración del sistema completo (sin necesidad de programación adicional)

Tipo de comunicación. La familia S7-1200 ofrece una variedad de opciones de comunicación para satisfacer todas sus necesidades de satisfacer todas sus necesidades de red.  PROFINET  PROFIBUS Maestro/esclavo  Punto a Punto (PtP) Communication  Universal Serial Interface (USS)  Modbus RTU (Modbus TCP/IP en proceso)  Comunicación Telecontrol CONVERSIÓN DEL PAPEL

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 

XIV.

Comunicación GPRS AS-i y más sistemas Fieldbus Lenguaje

de comunicación:

Son las reglas por las cuales se le escribe el programa al PLC. Es más bien una característica del dispositivo programador. Existen diferentes lenguajes que el usuario puede elegir de acuerdo con su gusto o experiencia.  Listado de instrucciones: Como su nombre lo indica se trata de introducir una lista de instrucciones que debe cumplir el autómata.  Como símbolo lógico: La programación se realiza usando símbolos similares a los que vimos para las compuertas lógicas.

 Con símbolos de contactos: Es el más popular y la programación se lleva a cabo usando redes de contactos (Ladder). Equipos o unidades de programación: son los dispositivos que nos permitirán entrar el programa. Por lo tanto, estos son tres tipos;

 Tipo calculadora: Constan de un teclado y un visor (como si fuera una calculadora). En el visor se puede ver una o dos líneas del programa. Son muy útiles para realizar modificaciones o ajustes a la par de la máquina.  Consola: Son un tipo intermedio entra los anteriores y las PC. Permite ver hasta 20 o 30 líneas de programa.  PC: Normalmente cualquier computadora PC, con el software correspondiente y la interfaz adecuada permite la programación de los PLC. Su utilidad es mayor cuando se trabaja con grandes autómatas programándolos en las oficinas de programación.  Tamaño del PLC: El tamaño se determina generalmente por la cantidad de entradas y salidas disponibles. Pudiendo variar entre 10 E/S hasta varios miles. Las denominaciones son: nano autómatas, micro autómatas, etc. Software. El sistema de ingeniería totalmente integrado Simatic Step 7 Basic on Simatic WinCC Basic está orientado a la tarea, es inteligente y ofrece editores intuitivos y táctiles de usar para una configuración eficiente de Simatic HMI Basic Panels. Simatic Step 7 Basic se inspira en un marco común de ingeniería para la configuración de componentes hardware y red, esquemas de diagnóstico y mucho más. La funcionalidad de este sistema es el elemento central que otorga esta gran potencia a la interacción de controlador y HMI.

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El software optimiza todos sus procedimientos de procesamiento, operación de máquinas y planificación. Con su intuitiva interfaz de usuario, la sencillez de sus funciones y la completa transparencia de datos es increíblemente fácil de utilizar. Los datos y proyectos preexistentes pueden integrarse sin ningún esfuerzo, lo cual asegura su inversión a largo plazo. Paneles.

En muchos casos, es posible mejorar aún más el funcionamiento de máquinas o aplicaciones sencillas, recurriendo a elementos adicionales para la visualización. Los paneles de Siemens de la gama SIMATIC HMI Basic Panels y su funcionalidad básica permiten obtener un potencial de rentabilidad que abre las puertas a nuevas posibilidades para soluciones de automatización creativas. Además, ofrecen pantallas táctiles gráficas de alto contraste, con teclas de funciones táctiles, funcionalidad básica de red y comunicación homogénea, características que los hacen perfectos para aplicaciones del nuevo Simatic S7-1200. iDevice Comenzando con la versión de firmware 4.0, todas las CPUs del SIMATIC S7-1200 también se pueden utilizar como un PROFINET iDevice y, en consecuencia, permiten:  Una conexión sencilla de los controladores IO.  Comunicación en tiempo real entre controladores IO.  Carga reducida en el controlador IO a través de la distribución de la carga de procesamiento a los iDevices (dispositivos inteligentes).  Proyectos más fáciles de manejar gracias al procesamiento de subtareas en proyectos de STEP 7 independientes. Representación gráfica (Trace) Para una localización más rápida de los errores de programación y/o para la optimización sencilla de algoritmos. Protección de acceso ampliada Teniendo ahora 4 niveles de autorización, se ha mejorado la protección de acceso ante cambios en la configuración no autorizados. Actualización del firmware a través de la red El firmware ya se puede actualizar también sobre el TIA Portal además de con el servidor web. Nuevos bloques de organización CONVERSIÓN DEL PAPEL

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Con alarmas y niveles de prioridad diferentes.

Función "Carga en RUN" Ya se pueden cargar en el sistema de destino hasta 20 bloques en el modo de funcionamiento RUN. Las variables (tags) también se pueden añadir, modificarse en los bloques de datos y bloques de función ya existentes y cargarse en el sistema de destino en el modo de funcionamiento RUN. Visualización de las páginas web en un dispositivo móvil El servidor web ya permite la visualización de las páginas web por defecto y de las páginas web definidas por el usuario en un dispositivo móvil, así como en un PC. Asignación de periferia libremente seleccionable del contador de alta velocidad y de las salidas de pulsos La asignación de las entradas y salidas para HSC y PTO, así como para PWM se puede seleccionar de forma libre. Memoria En cuanto a la memoria, la nueva gama de 1200 ha incrementado. Los 100kB de memoria de la CPU 1215C son ideales para aplicaciones que requieren mayor área de memoria de programa, en cambio en la CPU 1217C la memoria de programa aumenta hasta los 125 kB. Ambas CPUs pueden tener 4MB de datos en la memoria de carga. y sus 85 µs de velocidad de proceso en operaciones hacen que sean las mejores en su clase. Puertos comunicación Ethernet: Las dos nuevas CPU pasan a tener dos puertos de controladores PROFINET integrados. Periferia integrada: En ambas existen 2 salidas analógicas integradas que sus predecesoras no incorporaban.

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XV.

Conclusiones

DENTRO DEL INFORME CONCLUIMOS QUE EL PROCESO DEL PAPEL TIENE DIFERENTES ETAPAS Y CADA UNA TIENE UN LAZO CERRADO DIFERENTE PERO QUE AL MISMO TIEMPO VA DE LA MANO. DENTRO DE LAS INDUSTRIAS LOS LAZOS DE CONTROL ESTAN SIENDO ADMINISTRADOS POR LOS PLC YA QUE CADA VEZ ESTAN SIENDO MAS REQUERIDOS PARA LA AUTOMATIZACION DE LOS PROCESOS EN LAS INDUSTRIAS. TAMBIEN SE DIO A CONOCER QUE LOS PLC SIAMENS OTORGAN TANTO MEJOR FLEXIBILIDAD A LOS PROCESOS INDUSTRIALES, HAY UNA GRAN MEJORA PARA LAS INDUSTRIAS TANTO EN PROCESOS COMO EN EFICIENCIA. CREEMOS QUE MAS QUE UNA MEJORA ES UNA INVERSION A FUTURO.

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XVI. Referencias bibliográficas https://w5.siemens.com/spain/web/es/industry/automatizacion/simatic/controladores_modul ares/controlador_basico_s71200/pages/s7-1200.aspx# HTTPS :// CL.RSDELIVERS .COM /PRODUCT /SIEMENS /6 ES7214-1 BG 40-0 XB0/CPU -PARA -PLC-SIEMENS S7-1200- DIGITAL -REL%C3%A9- MEMORIA /8624477 HTTPS :// CL.RSDELIVERS .COM /PRODUCT /SIEMENS /6 ES7214-1 BG 40-0 XB0/CPU -PARA -PLC-SIEMENS S7-1200- DIGITAL -REL%C3%A9- MEMORIA /8624477 HTTPS :// ES.PDFCOKE .COM /DOCUMENT /214900218/64426264-E STRUCTURA -E XTERNA -E-I NTERNA DE -L OS -PLC HTTPS :// W5.SIEMENS .COM /SPAIN /WEB /ES/INDUSTRY /AUTOMATIZACION /SCE_ EDUCACION /DOCUMEN TACION -D IDACTICA /D OCUMENTS /SIMATIC%20S71200R. PDF HTTPS :// ES.PDFCOKE .COM /DOCUMENT /214900218/64426264-E STRUCTURA -E XTERNA -E-I NTERNA DE -L OS -PLC HTTPS :// W5.SIEMENS .COM /SPAIN /WEB /ES/INDUSTRY /AUTOMATIZACION /SIMATIC /CONTROLADORES _ MODULARES /CONTROLADOR _ BASICO _ S71200/ PAGES /S7-1200. ASPX

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