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UNIVERSIDAD DE MAGALLANESFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD

DISEÑO DE PANEL DE CONTROL Y VIGILANCIA PARA VARADERO EN PLANTA INDUSTRIAL DE ASMAR MAGALLANES

BASADO EN EL USO DE PLC MODICON Y SOFTWARE LABVIEW.

MIGUEL ANGEL PRIETO QUEZADA -2008-

UNIVERSIDAD DE MAGALLANESFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD

DISEÑO DE PANEL DE CONTROL Y VIGILANCIA PARA VARADERO EN PLANTA INDUSTRIAL DE ASMAR MAGALLANES

BASADO EN EL USO DE PLC MODICON Y SOFTWARE LABVIEW

“Trabajo de titulación presentado en conformidad a los

requisitos para obtener el Título de: Ingeniero de

Ejecución en Electricidad mención Electrónica

Industrial”

MIGUEL ANGEL PRIETO QUEZADA-2008-

AGRADECIMIENTOS i

Para quien en las largas jornadas de estudio y sin claudicar su apoyo estuvo

fielmente a mi lado, brindándome constantemente su amor y una voz firme y serena que

me hacía ver de lo que realmente podría lograr. Es para ti, amada Elizabeth que van mis

sinceros agradecimientos y te dedico este trabajo que sin lugar a dudas también es parte

de tu esfuerzo como esposa abnegada que siempre me apoyó y confió en mí.

También agradezco a mi profesor guía Sr. Jorge Naguelquin por el apoyo prestado

y su voluntad para poder resolver todas mis dudas.

Como también agradezco a la Gerencia de la Planta Industrial de Asmar

Magallanes por la confianza depositada en mí y de esta forma poder llevar acabo el

desarrollo del presente proyecto y a todos mis compañeros de trabajo que me apoyaron y

brindaron su ayuda en todo momento.

RESUMEN ii

Para el desarrollo del presente proyecto se ha generado la idea de poder optimizar

las faenas de maniobras de varada y desvarada de naves y embarcaciones que realizan

reparaciones en el Astillero de Asmar Magallanes, mediante la implementación de un

sistema de monitoreo que sirva de control y vigilancia, prestando apoyo a las

coordinaciones e instrucciones que se imparten durante el desarrollo de dichas

maniobras.

En la actualidad, no se cuenta con ningún dispositivo o sistema que realice estos

monitoreos y solo se ejecutan en forma manual y mediante un sistema de comunicaciones

por HF. El astillero ocupa gran cantidad de tiempo en el desarrollo de estas maniobras y

esta actividad es su fuente principal de ingresos, pues es la razón de ser de todo dique, el

de subir a varadero naves para sus reparaciones en seco.

Por tal motivo la idea es instalar 4 sensores tipo interloock en las camadas un

sensor fotoeléctrico en la parte superior del carro y un anemómetro cuyas señales se

canalizarán por medio de un cable blindado y acondicionado para ambiente submarino.

Posteriormente estas señales serán recepcionadas por el software LabVIEW que nos

permitirán monitorear los dispositivos que en el hemos dispuesto en terreno, también se

instalará un monitor de TV con señal HF que nos permita ver en tiempo real los

movimientos del carro de varada y de las naves que se disponen a subir a varadero.

Debido a que el objetivo es poder controlar en forma remota 4 winches neumáticos, los

cuales cumplen la función de ubicar y posicionar las naves al interior del carro de varada.

Para esto se construirá una consola de operación mediante 4 pulsadores que controlen en

forma remota las 4 electroválvulas. Estas señales también serán canalizadas por el

multiconductor que traslada las señales de los sensores. Dicho control de los winches se

realizará utilizando el PLC Modicon.

INDICE GENERAL iii

CAPITULO PRIMERO: INTRODUCCION PAGINA

1.1 ASPECTOS GENERALES…………………………………………….. 1

1.2 HISTORIA REGIONAL…………………………………………………. 2

1.3 OBJETIVO GENERAL DE LA MEMORIA……………………………. 4

CAPITULO SEGUNDO: CONCEPTOS GENERALES DEL CARRO DE VARADA

2.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO…………………………………. 5

CAPITULO TERCERO: PROPUESTA DE SOLUCION PARA AUTOMATIZACION

3.1 DESARROLLO DE L PROYECTO………………………….…….... 12

3.2 PANEL FRONTAL DE MONITOREO………………………………. 15

3.3 TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS PCI 6025 E……………. 16

CAPITULO CUARTO: GENERALIDADES PLC MODICON E 984-265

4.1 BREVE DESCRIPCION DE LOS MODULOS PLC E984-265…….. 18

4.2 CARACTERISTICAS CONTROLADOR E984………………………. 19

4.2.1 EL CONTROLADOR E 984……………………………………. 19

4.2.2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO…………………………. 21

4.2.3 MEMORIA Y PROGRAMACION DEL SISTEMA……………. 22

4.2.4 SISTEMA DE ENTRADAS Y SALIDAS I/O………………….. 23

4.2.5 COMUNICACIONES……………………………………………. 24

4.2.6 CONFIGURACION DE NUESTRO PROYECTO……………. 25

4.2.7 DIAGRAMA ESCALERA……………………………………….. 27

4.3 LABORATORIO................................................................................ 28

4.3.1 IMPLEMENTACION EN LABORATORIO……………………. 28

4.3.2 PLC Y MODULOS………………………………………………. 29

4.3.3 MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA………………………… 30

4.3.4 CONSOLA DE MANDOS………………………………………. 31

INDICE GENERAL iv

CAPITULO QUINTO: DESCRIPCION GENERAL DEL PROGRAMA CONCEPT

5.1 INTRODUCCION……………………………………………………….. 32

5.2 PROGRAMACION DE NUESTRO PROYECTO…………………….. 34

5.2.1 ASIGNACION DE ENTRADAS Y SALIDAS…………………. 35

5.2.2 ASIGNACION DE POSICION DE MODULOS………………. 36

5.2.3 EDITOR DE VARIABLES………………………………………. 37

5.3 IMPLEMENTACION EN LABORATORIO…………………………….. 38

5.3.1 CONEXION DEL PROGRAMA AL PLC………………………. 38

CAPITULO SEXTO: IMPLEMENTACION GENERAL

6.1 CONSOLAS DE OPERACION GENERAL…………………………… 43

6.2 SALA DE CONTROL…………………………………………………… 44

6.3 MODO DE OPERACION………………………………………………. 45

CAPITULO SEPTIMO: EVALUACION ECONOMICA

7.1 INTRODUCCION………………………………………………… 46

7.2 CUADRO DE GASTOS…………………………………………………. 47

7.3 PLC MODICON………………………………………………………….. 48

7.4 TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS…………………………… 49

7.5 SENSOR DE POSICIONAMIENTO…………………………………… 50

7.6 SENSORES DE CONTACTO………………………………………….. 51

7.7 ANEMOMETRO…………………………………………………………. 52

7.8 CAMARA DE VIGILANCIA……………………………………………... 53

7.9 CABLE MULTICONDUCTOR………………………………………….. 54

7.10 MOTOREDUCTOR……………………………………………………… 55

7.11 ELECTROVALVULA……………………………………………………. 56

7.12 MANO DE OBRA……………………………………………………….. 57

CAPITULO OCTAVO: CONCLUSIONES…………………………………………… 59

CAPITULO NOVENO: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………… 60

INDICE GENERAL v

APENDICE A: BREVE REFERENCIA TECNICA DEL CARRO DE VARADA…. 61

APENDICE B: IMAGENES DE UNA SECUENCIA DE VARADA……………….. 62

APENDICE C: BREVE DESCRIPCION DE MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA DEL

PLC MODICON E984 – 265………………………………………... 65

APENDICE D: BREVE DESCRIPCION TECNICAS DE:.....……….…………….. 67

D.1 SENSORES…………………………………………………….. 62

D.2 ANEMOMETRO………………………………………………… 63

D.3 MOTOREDUCTORES………………………………………… 64

D.4 CABLE DE CONTROL...……………………………………. 65

D.5 TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS………………….. 66

D.6 PLC MODICON………………………………………………… 67

D.7 ELECTROVALVULA…………………………………………. 68

APENDICE E: BREVE DESCRIPCION TECNICA DE SOFTWARE LABVIEW… 69

APENDICE F: COTIZACIONES……………………………………………………… 75

APENDICE G: IMAGENES DE LABORATORIO………………………………… 82

APENDICE H: PLANO ESQUEMATICO……………………………………………. 87

CAPITULO PRIMERO

INTRODUCCION

CAPITULO PRIMERO: INTRODUCCION 1

1.1 ASPECTOS GENERALES

Para poder dar una idea más amplia del tema a exponer, conviene señalar que el

principal objetivo que motivó el desarrollo del presente proyecto no es otro que sustentar

la idea de poder potenciar a la planta industrial de Asmar Magallanes, que posee el título

del Astillero “MAS AUSTRAL DEL MUNDO” en la cual, su administración gerencial a

nivel corporativo están proyectando la idea y la necesidad de poder contar con un

varadero de mayor longitud, en donde podamos recibir y aparcar una mayor cantidad de

naves. Por tal motivo, he querido aportar a la idea de la empresa de contar con un

Astillero más moderno, autónomo y versátil incorporando un sistema de control y

vigilancia a las maniobras de varada y desvarada.

Uno de los objetivos será poder simular en laboratorios los distintos sensores que

se utilizarán para nuestro proyecto. También por otra parte es necesario hacer un catastro

de materiales y mano de obra utilizada para llevar acabo el proyecto de manera de poder

plantear la viabilidad y beneficio que implicaría dicha modernización.

Para darle un enfoque más realista es conveniente mencionar que en la actualidad

el estrecho de Magallanes es un paso marítimo internacional, casi obligatorio para la

mayoría de las embarcaciones que transitan por estas aguas, y por las cuales se aprecia

un gran flujo de naves y que en más de alguna ocasión nos han demandado trabajo a

gran escala.

En el escenario de una eventual mantención al canal de Panamá nuestro Estrecho

de Magallanes pasaría a ser un paso obligatorio para la mayoría de las naves, lo cual, sin

lugar a dudas traería innegablemente un mayor requerimiento por los servicios de nuestro

Astillero.


1.2 HISTORIA REGIONAL

La historia de los apostaderos navales en la región data desde 1892 en cuya fecha

la Armada comienza a desarrollar la actividad naviera en la zona. Prestando servicios a

las islas y lugares apartados en el estrecho.

En dicha época eran los hermanos Bónacic los únicos que prestaban servicios para

varadas de buques de hasta 1000 Toneladas. Y realizaban carenas y maestranza en

general. En esta sociedad con los hermanos Bónacic participaron también los armadores

Braun y Blanchard, los cuales luego de varias décadas de fusión toman el control absoluto

de los astilleros y pasaron a ser un establecimiento en su género como el más grande

montado en la costa sur del pacífico.

Luego en 1941 la compañía Interoceánica adquiere a Braun y Blanchard además

del varadero Miraflores ubicado en la Av. 21 de Mayo con Miraflores, 8 años más tarde

arrienda los mismos emplazamientos a la Compañía Marítima de Punta Arenas S.A.

(COMAPA). Este ambicioso proyecto duró muy poco, pues por mala administración y falta

de carga de trabajo el gobierno autoriza a la Armada de Chile a la expropiación de ambas

instalaciones. Y es así como nace en 1953 Asmar Magallanes en los terrenos que hoy se

conocen como Asmar 21 de Mayo frente al hogar del niño de Miraflores.

En marzo de 1983 Asmar adquiere terrenos pertenecientes a la Fuerza Aérea de

Chile en Bahía Catalina con el propósito de instalar un Astillero. Para tal efecto requería

de un socio nacional o extranjero. Y fue así como el 21 de septiembre de 1983 se contrajo

sociedad con “SANDOCK AUSTRAL LTDA.” Compañía Sudafricana con la cual se

construiría un Astillero para Naves superior a 1000 ton. Esta sociedad llevaría el nombre

de Sociedad Astilleros de Magallanes Ltda. (SAEM)

Con dicha sociedad se dio la prioridad a la construcción de un elevador marino de

4000 toneladas de levante diseñada por la firma norteamericana Crandall.

En el año 1992 Asmar absorbe a SAEM y se transforma así en un segundo astillero

de la planta industrial de Asmar (M) el cual operó con el nombre de Astillero Bahía

Catalina a contar de 1993.


Posteriormente en los años 2002-2003 se inicia el traslado de las instalaciones de

Asmar 21 de Mayo para concentrar todas la faenas de maestranza, carena y reparaciones

de naves en el Astillero de Bahía Catalina en donde hasta la fecha se desarrollan las

actividades como Astilleros y Maestranzas de la Armada ASMAR MAGALLANES.


1.3 OBJETIVO DE LA MEMORIA

El objetivo principal de la presente memoria, es elaborar un sistemas de control y

vigilancia que sirva de apoyo a las maniobras de varada y desvarada que se ejecutan en

el Astillero de ASMAR MAGALLANES, utilizando sensores que aporten registros reales e

instantáneos que puedan ser transmitidos a una sala de control, y desde ese punto poder

coordinar de mejor manera las maniobras de forma rápida y segura.

Otro objetivo esencial es poder disminuir la cantidad de personal que participa en

estas maniobras, con lo cual, se puede ahorrar un considerable costo en horas hombre

(HH) y recursos. También se puede reducir sustancialmente el tiempo empleado para la

ejecución de las maniobras de varadas y desvaradas incidiendo fuertemente en el costo

de recursos monetarios.

Con el propósito de poder cumplir con estos objetivos, se cuenta con dos

herramientas para el desarrollo del presente proyecto, una que es fundamental y guarda

relación con la utilización del PLC y sus aplicaciones y la otra que se refiere al uso del

software LabVIEW como una herramienta de apoyo hacia la presentación del presente

proyecto.

Además en este proyecto se irán incorporando conceptos y términos náuticos de

las maniobras utilizadas en la actualidad para el desarrollo de dichos trabajos.

CAPITULO SEGUNDO

CONCEPTOS GENERALES DEL CARRO DE VARADA

CAPITULO SEGUNDO: CONCEPTOS GENERALES DEL CARRO DE VARADA 5

2.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El varadero de la planta Industrial de Asmar Magallanes Fig. 2.1 cuenta con un carro

principal de 145 m. de longitud por 32 m. de ancho y en sus bases se pueden posar naves

de hasta 3575 toneladas. Dicho carro es introducido mar adentro mediante un riel marino,

hasta una distancia desde la orilla de playa de 300 m., en donde se recepcionan las naves

que se aprestan a subir a varadero.

También en la línea del carro de varada, se cuenta con una vía de extensión de 150

m. en donde se encuentra otro carro, pero esta vez de transferencia, el cual, es el

encargado de tomar la nave que se ha traído desde el mar y desplazarla por esta vía

hasta su extremo final y así poder disponer nuevamente del carro de varada para poder

ejecutar una nueva maniobra.

La longitud total del carro de varada más su vía de extensión alcanza los 295 m.

Ante lo cual en ocasiones se ha podido atender hasta 5 naves de diversas esloras y

tonelajes.

FIG. 2.1: CARRO DE VARADA VISTA LATERAL

CAPITULO SEGUNDO: CONCEPTOS GENERALES DEL CARRO DE VARADA 6

Para llevar acabo una maniobra de varada o desvarada es importante mencionar

los procedimientos que allí se ejecutan, por tal motivo se detallarán a continuación dichos

procedimientos:

• Reunión de coordinación para maniobra (1 día antes de la varada o

desvarada). Confección de camadas.

• Cálculo de tonelaje y desplazamiento de nave que será reparada.

• Verificación de condiciones climáticas y de mareas para el día y hora

señalada de la maniobra.

• En el día de la maniobra, la distribución del personal sobre pasarelas en el

carro de varada, que por lo general son entre 10 a 12 personas.

• Disposición de personal de buzos, los que irán indicando la ubicación de la

nave en el carro.

• Se dispone a bordo de la nave que será subida al carro o en el caso

contrario botada al mar, de un jefe de maniobras y el Ingeniero naval.

• En tierra y con el control general de la maniobra se dispone el gerente de

producción del Astillero.

En grandes rasgos el desarrollo de esta actividad, consiste en establecer

comunicaciones entre el jefe de maniobras a bordo de la nave, y el jefe de la maniobra

general en tierra, el cual observa desde otro plano las actividades que se realizan. Las

comunicaciones son efectuadas por equipos HF. En el caso de una maniobra de varada el

jefe de maniobras en la nave se comunica por medio de señales establecidas con el

personal de buzos, los que le indican la posición de la nave al interior del carro y cuanto

falta para que esta se pose sobre sus camadas.

Cuando la nave se encuentra en posición y afirmada al carro, este se procede a

izar lentamente para que la nave a medida que el carro sube esta baje y se descanse

correctamente sobre sus camadas y es en este punto en donde los buzos cumplen un rol

fundamental ya que son ellos los que disponen la posición final de la nave sobre sus

camadas.

CAPITULO TERCERO

PROPUESTA DE SOLUCION PARA AUTOMATIZACION

CAPITULO TERCERO: PROPUESTA DE SOLUCION PARA AUTOMATIZACION 7

3.1 DESARROLLO DE NUESTRO PROYECTO

Para la interpretación más acotada conviene describir y graficar los sensores

requeridos para nuestro proyecto.

En la actualidad las maniobras de varada y desvarada se realizan en forma manual

y con el apoyo de los buzos, los cuales son los encargados de posicionar las naves en sus

camadas y de esta forma emergen a la superficie y van dando indicaciones de cómo

mover los winches mecánicos para posicionar correctamente la nave.

La propuesta para el desarrollo del proyecto de automatización y control se base

en la instalación de 4 sensores del tipo interlock acondicionados para ambiente

submarino y bajas temperaturas cuyas características se detallan en APENCICE D, los

que se instalarán en las camadas de las naves. También se requieren sensores

fotoeléctricos tipo láser, que de igual forma estén acondicionado para ambientes salinos y

bajas temperaturas cuyas características se detalla en el APENDICE D, el que se instalará

su parte emisora en la pasarela del carro de varada y su parte receptora en la posición

central de la nave que se apresta a subir a varadero. Según Fig. 3.1 se grafican los

puntos que deseamos censar.

FIG.: 3.1 SENSORES DE POSICION


Continuando con el planteamiento antes señalado, dichos sensores se dispondrán

sobre las camadas (bases de madera) en donde se posa la nave cuando deja de flotar al

momento que se traslada hacia tierra y también en un costado de la pasarela sobre la

cual transitan los trabajadores que realizan las maniobras. La disposición de los sensores

se muestra en las Figuras 3.2 y 3.3

FIG.: 3.2 DISPOSICION DE SENSORES

FIG.: 3.3 POSICION SWITCH DE POPA


También falta indicar los sensores que se utilizan al costado de las embarcaciones

y los que se disponen en proa ,Fig. 3.4.

Por otra parte, se cuenta con una señal analógica de un anemómetro, la que nos

indica la velocidad y dirección del viento. Esta y todas las otras señales eléctricas

provenientes de los sensores serán transportadas hacia tierra por medio de un cable

multiconductor submarino apantallado de 9 x 22 AWG que se ira enrollando en un carrete

dispuesto en el costado derecho carro como se aprecia en la Fig. 3.5

FIG.3.4 POSICION SWITCH COSTADO BABOR

FIG.3.5 UBICACION DEL CARRETE


3.2 PANEL FRONTAL DE MONITOREO

Fig. 3.6 PANEL DE MONITOREO

Para la recopilación de la información de sensores de campo se utiliza el software

LabView del cual se detallan sus bondades y aplicaciones en el APENDICE E. Como es

conocido este software es muy amigable y de fácil programación, por tal motivo que no se

profundizara mayormente en este tema y se adhiere como una herramienta de apoyo al

proyecto.

Para tener una idea general de cómo será el panel de control, en la figura 3.6 se

aprecian los sensores que irán dispuestos en las camadas (proa, popa, babor y estribor),

como también el sensor de posición, por otra parte contaremos con instrumentos virtuales

con los cuales controlaremos las señales de velocidad y dirección del viento y la distancia

de nuestro carro cuando este se introduce en el mar y por último parámetros de corriente

que consume el motor eléctrico del carro de varada y presión de aire en el circuito

principal para la operación de nuestros winches neumáticos.

CAPITULO TERCERO: GENERALIDADES DEL SOFTWARE LABVIEW 11

3.3 TARJETA ADQUISICION DE DATOS PCI 6025 E

A continuación en la Fig. 3.7 se muestra un diagrama en bloque de la PCI 6025E

FIG. 3.7 DIAGRAMA EN BLOQUE PCI 6025E

Por otra parte también es importante mencionar que dichas placas en las entradas

tienen un aporte bipolar que cambia de acuerdo a la ganancia seleccionada. Cada canal

puede ser programado con una ganancia única 0.5, 1.0, 10, 100 según Fig. 3.8

FIG. 3.8 CUADRO DE GANANCIAS


En la Fig. 3.9 se muestran los pines de conexión para la PCI 6025 E.

FIG. 3.9 REGLETA DE CONEXION

CAPITULO CUARTO

GENERALIDADES DEL PLC MODICON E 984-265

CAPITULO CUARTO: GENERALIDADES PLC MODICON E984-265 13

4.1 BREVE DESCRIPCION DE LOS MODULOS PLC E984-265

Una de las claves del éxito de los autómatas programables frente a los equipos de

relés o incluso frente a los equipos construidos a base de circuitos integrados, ha sido la

posibilidad de realizar funciones muy diversas con un mismo equipo y cambiando

únicamente un programa.

De acuerdo a este criterio, los sistemas de control se clasifican en dos grupos:

sistemas cableados y sistemas programables. Los primeros realizan una función de

control fija, que depende de los componentes que la forman y de la forma que se han

interconectado. Por lo tanto, la única forma de alterar la función de control es modificando

sus componentes o la forma de interconectarlos. Los sistemas programables, en cambio,

pueden realizar distintas funciones de control sin alterar su configuración física, sino sólo

cambiando el programa de control.

Dentro de la clasificación de sistema de control, el PLC pertenece a la familia de los

Autómatas Programables Industriales (API). Desde el punto de vista de su papel en el

sistema de control, el autómata programable es la unidad de control, incluyendo total o

parcialmente las interfaces con la señal del sistema. Por otro parte, se trata de un sistema

con hardware estándar, con capacidad de conexión directa a las señales de campo

(niveles de tensión y corrientes industriales, transductores y periféricos electrónicos) y

programables por el usuario.

Al conjunto de señales de consigna y de realimentación que entran en un autómata

se le denomina genéricamente entradas y al conjunto de señales de control obtenidas,

salidas, pudiendo ser ambas analógicas o digitales. El concepto de hardware estándar

que se ha indicado para el autómata se complementa con el de modalidad, entendiendo

como tal el hecho de que este hardware está fragmentado en partes interconexionables

que permiten configurar un sistema a la medida de las necesidades. El funcionamiento del

PLC depende de la información y el estado de sus entradas. El usuario ingresa un

programa (generalmente vía software) y se obtienen los resultados esperados que son las

salidas.


4.2 CARACTERISTICAS CONTROLADOR E984

4.2.1 EL CONTROLADOR E 984

Los controladores programables Modicon Compact brindan un alto desempeño,

flexibilidad de aplicación y compatibilidad con otros sistemas de control mediante su oferta

de protocolos. Como otros controladores en la familia 984, los Compact implementan un

set común de instrucciones para desarrollar una lógica de usuario además de la

capacidad de comunicación mediante modbus estándar y opcional Modbus Plus.

Los controladores Compact comparten la siguiente estructura de procesamiento con

todos los otros controladores de la familia 984. Fig., 4.1

• Una sección que almacena la lógica del usuario, RAM de estado (SRAM).

• Una sección de CPU que resuelve el programa de la lógica de usuario basado en

los valores de corrientes de entrada en SRAM y que a su vez actualiza los valores

de salida.

• Una sección de procesamiento I/O que dirige el flujo de señales desde los

módulos de entrada a la SRAM y provee una ruta sobre las cuales las señales de

salida son resueltas a nivel de lógica en la CPU y son enviados a los módulos de

salida.

• Una sección de comunicaciones que entrega uno o más puertos de interfaces.

Estas interfaces permiten al controlador comunicarse con paneles programables,

computadores anfitriones, herramientas de diagnóstico y otros dispositivos

maestros, así como con controladores adicionales y otros nodos en una red

Modbus o Modbus Plus.

Esta consistencia en la arquitectura permite a los controladores Compact tener

compatibilidad con otros controladores de la familia. Esto válida que las secuencias de

lógica de usuario creadas en controladores de mediano y alto desempeño, tales como


el 984 B o él 985-685 sea relocalizado en un Compact y que la lógica de usuario creada

para un controlador pequeño sea compatible con la de un controlador más

depurado. Esto también significa que un Compact puede ser fácilmente integrado en una

red de multicontroladores.

El Modicon Compact, es un producto que permite la integración de sistemas

pequeños dentro de un entorno global de la industria, siendo usado como estación de

control propiamente tal o como RTU para sistemas que requieran la integración de “islas”

mediante enlaces de telemetría.

FIG. 4.1 ARQUITECTURA DEL CONTROLADOR 984


4.2.2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Cada sistema de control 984 consiste de un PLC relacionando módulos de entrada y

salida. Estos módulos de E/S están conectados a sensores de campo y dispositivos del

interruptor etc., relacionados directamente a la aplicación en curso.

Los módulos de entrada aceptan señales eléctricas, por ejemplo de dispositivos

sensores de campo, y las convierten en niveles aceptables de tensión para el

procesamiento en la CPU. Los módulos de salida reciben señales eléctricas desde la CPU

y las convierten en niveles de tensión o corriente necesarias para activar dispositivos

electrónicos. Fig. 4.2

La unidad central de procesamiento del 984 resuelve la lógica de usuario muy

rápidamente, a intervalos regulares, haciendo al control predictible. La lógica determina

las acciones a seguir, basado en la recepción de datos desde los módulos de entrada. Los

cambios resultantes en los estados de la salida son enviados a terreno.

FIG. 4.2: SECUENCIA DE EVENTOS PARA CONTROLADOR 984

ENTRADA AL PROCESADOR

MODULO DE ENTRADA

COMUNICACIÓN AL PROCESADOR

MODULO DE SALIDA

SALIDA DEL PROCESADOR

CONTROLADOR

PROCESO BAJO CONTROL


4.2.3 MEMORIA Y PROGRAMACION DEL SISTEMA

Toda la memoria de la familia 984 está basada en la tecnología CMOS con backup

de batería para mantener integridad durante la pérdida de energía eléctrica. Un interruptor

de protección de memoria previene de alteraciones no autorizadas del programa del

usuario. Baterías de Litio de larga duración soportan toda la memoria por más de un año

en caso de pérdida de energía.

Un sistema 984 tiene dos tipos de memoria: una del tipo de memoria permanente o

ejecutiva y otra del tipo de memoria lógica del usuario. La memoria permanente o

ejecutiva reside en la memoria no-volátil. La lógica de usuario, la configuración de datos y

el estado (status) del sistema de datos residen en la RAM volátil respaldada por baterías.

Se usa la configuración de datos para definir el nivel de grabado inicial del sistema, reside

en una tabla de datos.

El estado de entradas y salidas se almacena en la RAM de estado (status RAM).

Esta representación del estado de las corrientes eléctricas, por ejemplo, los dispositivos

de entrada y salida (I/O), es actualizada cada vez que el PLC escanea la lógica del

usuario. Fig., 4.3

Todos los PLC de la familia 984 pueden ser programados con lógica escalera: una

simple, intuitiva y gráfica técnica de programación. Modicon adhiere más funcionalidades

a su programa en la forma de bloques de función especiales. Estos bloques toman parte

en muchas de las rutinas complejas de programación requerida para una aplicación,

incluida las operaciones aritméticas, de transferencia de datos, matriciales de lógica

booleana, etc.


FIG. 4.3: MEMORIA DEL SISTEMA

4.2.4 SISTEMA DE ENTRADA Y SALIDA I/O

La lógica de la aplicación que es almacenada y resuelta por el PLC es implementada

hacia la planta por los módulos de entrada y salida. Estos módulos de I/O están cableados

hacia sensores u otros dispositivos electrónicos y enlazados al PLC mediante un bus I/O

para crear un sistema de control total.

Los subsistemas I/O pueden ser localizados junto con o en proximidad del PLC,

localizados a distancias de 4.5 Km. del PLC, dependiendo del tipo de cable. Las

comunicaciones remotas se efectúan a través de una interfaz I/O remota para cada

locación I/O.

Suministro de poder

Procesador

Memoria ejecutable

Memoria de uso

Unidad procesadora ppal.

Estados de memoria I/O

Información desde y hacia vías e interfaces

Información desde el módulo de entrada

Información a módulos de salida


4.2.5 COMUNICACIONES

Los dispositivos periféricos, tales como paneles de programación o computadores

anfitriones, se conectan directamente a un PLC 984 a través de los puertos Modbus,

estandarizados en cada 984.

Modbus es un protocolo basado en comunicaciones RS 232 usado para adquisición

de datos, edición de programas y operación de archivos.

Muchos 984 incluyen puertos de comunicación a Modbus Plus. Modbus Plus utiliza

tecnología puerto – puerto en la cual un controlador puede iniciar transiciones con

otros controladores, esto es, un controlador puede actuar como esclavo o como maestro

en transacciones separadas. Múltiples rutas internas son frecuentemente provistas para

permitir procesamiento concurrente de transacciones de maestros y esclavos. La red

Modbus Plus puede alcanzar una velocidad de 1 Mbit/s. Además soporta aplicaciones de

datos y operaciones de aplicaciones. Muchos PLC de la familia tienen puertos para

soportar comunicaciones ASII.


4.2.6 CONFIGURACION DEL PROYECTO

Para simular el funcionamiento del sistema, confeccionaremos una consola con 4

pulsadores de dos posiciones con retorno central los que mediante el PLC Modicon

controlarán las 4 electroválvulas de sus respectivos winches neumáticos, los cuales serán

instalados en el carro de varada para posicionar las naves en su interior. La importancia

que reviste el uso del PLC está reflejada en una condicionante que será introducida en la

configuración del PLC y tiene relación de que los winches podrán actuar en forma

individual o ambos de una banda en forma simultánea, pero nunca se podrán accionar de

manera que las fuerzas de cada banda se contrapongan. Como se observa el diagrama

de la Fig. 4.4 el winche 1 y 3 son los de la banda de estribor y los winches 2 y 4 los de la

banda de babor. Por tal motivo para situar la nave al interior del carro se podrán usar los 4

winches en forma simultanea e independientes entre sí o los winches de una banda ya

sea 1 y 3 ó 2 y 4, pero nunca podrán ser accionados a la vez los winches 1 y 2 ó 2 y 4

para así evitar que las fuerzas se contrapongan y eliminar un eventual riesgo para los

operadores que se encuentran a bordo del carro.

FIG. 4.4 ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO WINCHES NEUMATICOS


Para comprender el funcionamiento del sistema, definimos los pulsadores de

acuerdo a la posición de los winches en el carro de varada y para su accionamiento los

pulsadores se designaron como: 1Eb; 1Bb, 2Eb; 2Bb, 3Eb; 3Bb y 4Eb:4Bb esto debido a

que los winches giran en ambos sentidos de acuerdo al requerimiento de ubicación de la

nave.

Por ejemplo, una vez que la nave está dentro del carro, y se desea mover hacia la

izquierda debemos accionar los pulsadores 2Eb y 4Eb para entregar espías y 1Eb y 3Eb

para moverlo hacia la izquierda del operador lo que representa hacia estribor de la nave.

También podemos desplazarlo hacia la derecha del operador lo que significa moverlo a

babor de la nave para lo cual debemos de accionar los pulsadores 1Bb y 3Bb para

entregar espías y 2Bb y 4Bb para moverlo hacia la derecha del operador.

Otra maniobra que se puede realizar es que la nave se mueva en torno a su eje,

con lo cual la proa de la nave se logra desplazar hacia la derecha y la popa hacia la

izquierda o viceversa. Para poder realizar este movimiento se deben de accionar los

pulsadores 1Eb y 4Bb para girar la proa de la nave hacia la izquierda del operador y la

popa hacia la derecha del operador y en forma simultánea se deben de accionar los

pulsadores 2Eb y 3Bb para entregar espías.

Lo importante es que nunca se contrapongan las fuerzas ejercidas por los winches

1 y 2 ó 3 y 4 y si por error del operador se accionaran los pulsadores 1Eb y 2Bb o 3Eb y

4Bb el PLC inhabilita esta acción de acuerdo a la programación realizada y de esta forma

evitamos riesgos a personal y materiales.

Los pulsadores para relacionarlos con la programación interna del PLC se

designaron de la siguiente forma:

1Eb. = Uno_Izq. 3Eb.= Tres_Izq.

1Bb. = Uno_Der. 3Bb. = Tres_Der.

2Eb. = Dos_Izq. 4Eb. = Cuatro_Izq.

2Bb = Dos_Der. 4Bb. = Cuatro_Der.


4.2.7 DIAGRAMA ESCALERA

A continuación se efectuará la programación y configuración del PLC Modicon para

el uso de nuestro proyecto.

FIG. 4.5 DIAGRAMA ESCALERA

Debemos considerar antes de cualquier programación cuales serán las

restricciones que tendrá nuestro programa. En la Fig. 4.5 se representa el diagrama y

como el objetivo es controlar 4 electroválvulas que comanden 4 winches neumáticos. Lo

primero es dar la libertad de operación en forma independiente a cada uno o en forma

cruzada, pero nunca se podrán operar los winches en oposición, esto quiere decir, que si

por algún motivo el operador se equivoco en la manipulación y por error activó los winches

de tal forma que las fuerzas se opongan, el PLC inhabilita esta acción y por ende se

protege de que las espías se corten por ejercer fuerzas en sentido opuesto.

Nuestro diagrama además cuenta con 2 comparadores 1.13 y 1.31 los cuales

dentro de su lógica ven que si se pulsan simultáneamente (1Bb.) el cual está designado

en la programación del PLC como Uno_Izq. y (2Eb.) el cual está designado en la

programación del PLC como Dos_Der. o Tres_Izq. y Cuatro_Der. estos para la lógica de

programación del PLC significa = 1 y se activan las restricción 1 y 2 de los comparadores

1.13 y 1.31 las cuales abren los contactos N/C e interrumpen el circuito hacia las electro

válvulas que en este caso están representadas por 4 motores eléctricos.


4.3 LABORATORIO

4.3.1 IMPLEMENTACION EN LABORATORIO.

PLC

MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA

CONSOLA FUENTES DE PODER MOTORES

FIG. 4.6 IMPLEMENTACION EN LABORATORIO

En laboratorio se dispuso del PLC Modicon con sus módulos de entrada y salidas

discretas, para lo cual usamos una consola de comandos 2 fuentes de poder de 24VDC

y 5 VDC y una maqueta que representa el carro de varada con sus 4 Winches

neumáticos. El principio de funcionamiento es “PODER CONTROLAR” los 4 winches

neumáticos del carro para poder acomodar a las naves al interior del mismo que se

disponen a subir a varadero y mediante el uso del PLC, haciendo uso de sus bondades se

introducirán las restricciones necesarias a su programación objeto poder realizar estas

maniobras.


4.3.2 PLC MODICON Y MODULOS

FIG. 4.7 PLC Y MODULOS

Podemos apreciar el PLC Modicon en el Nº 1 alimentado con 24 V desde una

fuente al costado derecho que transforma 220 V a los 24 VDC requeridos por el PLC. Los

zócalos en donde se disponen los módulos y el PLC están definidos por Software. El PLC

está en la posición 1-1, la fuente de poder en la posición 1-2, las posiciones 1-3 y 1-4

están disponibles, la posición 1-5 sirve de conexión hacia los módulos de entradas y

salidas discretas y analógicas. La posición 2-1 está el modulo DEP 208, las posición 2-2 y

2-3 están ocupadas por los módulos de entradas y salidas analógicas DAU 202 y ADU

205, en la posición 2-4 está el módulo de salida DAP 208 y la posición 2-5 está disponible.

31

21


4.3.3 MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA

FIG. 4.8 CONEXION DE MODULOS

El módulo DEP 208 tiene la capacidad de recibir hasta 8 entradas binarias y detecta

señales de los dispositivos de detección de campo como ser botones pulsadores

conmutadores y que para nuestro caso provienen de los pulsadores 1,2,3 y 4 de la

consola de mando que representa los movimientos de los motores eléctricos en sentido

horario y en sentido antihorario. Este módulo esta alimentado con señales 220 VAC. Y las

señales de campo también con 220 VAC.

Los led dispuestos en oposición a cada entrada nos indican el correcto

funcionamiento de los dispositivos de campo.

El módulo de salida discreta ADU 208 es un dispositivo que cuenta con 8 salidas de

relé y utiliza una fuente externa para poder activar dichos relés y también cuenta con leds

indicadores a las salidas de relé para verificar su correcto funcionamiento.


4.3.4 CONSOLA DE MANDOS

FIG. 4.9 CONSOLA DE MANDO

En esta consola, Fig. 4.9, se disponen los pulsadores de control a distancia de los

motores eléctricos que para este caso y de acuerdo a la actividad desarrollada en el

astillero se identificaron como motor 1 BB y EB, motor 2 BB y EB, motor 3 BB y EB y

motor 4 BB y EB. Esto debido a que una vez en el interior del carro la nave se debe

desplazar hacia las bandas, de acuerdo a esto es que se disponen de los términos

náuticos de babor y estribor. Esta consola esta alimentada con 220 VAC. para los

pulsadores de control y de 8 relés de 24 VDC que son los encargados de alimentar los

motores eléctricos dispuestos en el carro de varada. Que para efecto de demostración en

el laboratorio utilizamos motores eléctricos en miniaturas de 5 VDC.

Estos motores en miniatura representan los winches neumáticos del carro de

varada y como mencionamos que estos winches pueden girar en ambos sentidos son los

pulsadores los que le dan estos movimientos. 1Eb hacia la izquierda, 1Bb hacia la

derecha, el mismo caso para todos los pulsadores y las combinaciones son diversas

exceptuando las restricciones antes mencionadas.

CAPITULO QUINTO

DESCRIPCION GENERAL DEL PROGRAMA CONCEPT

CAPITULO QUINTO: DESCRIPCION GENERAL DEL PROGRAMA CONCEPT 27

5.1 INTRODUCCION

Concept es un set de herramientas de programación bajo tecnología Microsoft-

Windows que entrega un ambiente de desarrollo singular para todos los programas en el

sistema a controlar. Usando editores familiares estandarizados reunidos en una sola

aplicación, se puede crear, integrar y mantener programas para controladores lógicamente

programables, comunicaciones y diagnósticos con la misma base de datos. La idea

esencial de Concept es simplificar el software de control. Provee a las familias Modicon,

Telemecanique, Momentum, Compact, Atrium y Quantum de aplicaciones a velocidades

más rápidas.

En los años recientes, los costos del hardware ha disminuido drásticamente, mientras

que el software ha llegado a ser una de las partes más caras de los sistemas de control. Y

eso se debe al motivo de requerir mucho tiempo para desarrollar, documentar, mantener y

expandir los sistemas de software. Concept está ligado a estándares Microsoft Windows

Gráfico usando interfase (GUI) y a estándar internacional IEC 1131 para controladores

lógicamente programable, haciendo sus aplicaciones comunes a los usuarios y simples de

utilizar. Concept alcanzó un nivel de certificación más alto en Abril de 1998 al incluir lista

de instrucciones (instrucción list) y texto estructurado (ST). Concept simplifica el estado

del programa con funciones que permiten descubrir errores e identificar variables sin uso.

Funcionalidad adicional incluye una estructura jerárquica para Concept que simplifica

programas complejos y otorga supervisión “fácil de leer “al usuario. También se puede

enriquecer la parte gráfica con textos, algo que reduce los errores y hace a los programas

fácilmente legibles. Por ejemplo, cuando se conecta una función de bloques, el editor

automáticamente chequea que las entradas y salidas sean adecuadas y que la conexión

es válida.


Concept posee un simulador que permite ejecutar el programa IEC y chequear los

errores, además de herramientas de diagnóstico como libro de datos de errores que

automáticamente detecta el error y apunta al área del problema. También posee

documentación de errores y un mapeo para encontrar la solución. Como datos

adicionales, se puede decir que posee ayuda en línea (On- line Help), que posee

extensible documentación imprimible y además provee un poderoso monitoreo en línea

que incluye a Power Flow para diagramas en escalera, Activity Flow para carta de

funciones secuenciales (SFC) y data flow para funciones en diagramas de bloques, textos

estructurados y lista de instrucciones.

Concept permite a los usuarios importar o exportar programas del tipo estructurado

o lista de instrucciones ASCII bajo estándar IEC 1131, siendo capaz ,mientras se ejecuta

la importación, de renombrar símbolos, bloques de funciones y secciones. El sistema

supervisor tiene la facultad de asignar múltiples niveles de seguridad con clave

(passwords) y reduce la alternativa para cambios no autorizados a las aplicaciones. Los

rótulos para cada elemento de programación (tagnames) pueden ser directamente

accesados por la herramienta de la industria. Esta herramienta provee el acceso directo a

la base de datos para todo tipo de datos de Concept (localizable o no, elementales o

estructurados). Así se pueden escribir datos de control mediante los soportes de

aplicación de software OLE/OPC (base de datos, aplicaciones de Visual Basic etc.) y las

aplicaciones de clientes en OPC (HMI, SCADA, MES, ERP…)

La reutilización es lo poderoso de Concept. Cuando una función o un bloque de

funciones son diseñados y probados pueden ser utilizadas en otras aplicaciones en el

futuro como un bloque ya construido.


5.2 PROGRAMACION DE NUESTRO PROYECTO

FIG.5.1 SELECION DEL PLC

Lo primero que debemos realizar es seleccionar nuestro PLC y que para este caso

es el PLC Compact PC- E 984-265. Este es el primer paso de la programación y los datos

vienen dados por fabricante y están impresos en un costado del PLC. El La Fig. 5.1 se

muestra la pantalla que aparece al inicio de la programación y si seleccionamos la

ventana de “Selección del PLC” , nos aparece la segunda pantalla Selección del PLC en

donde definimos nuestro tipo a usar.


5.2.1 ASIGNACION DE E/S

FIG. 5.2 ASIGNACION DE ENTRADAS Y SALIDAS

En este cuadro definiremos las entradas y salidas de nuestras variables. En el

menú principal aparece una ventana que se identifica como “Asignación de E/S”, al

seleccionar esta ventana se abre una segunda pantalla que dice “Asignación de E/S” y en

la ventana de edición se entra para la configuración correspondiente. Fig. 5.2 muestra la

secuencia de estas pantallas.


5.2.1 ASIGNACION DE POSICION DE MODULOS

FIG. 5.3 ASIGNACION DE POSICION DE MODULOS

Podemos apreciar que el PLC dispone de bastantes ranuras de expansión las

cuales están limitadas de acuerdo al tipo de PLC. Para nuestro caso utilizaremos las

posiciones 1-1 para el PLC, la posición 1-2 para la Fuente de poder, la posición 2-1 para

el módulo DEP 208 y la posición 2-4 para el módulo DAP 208. En la Fig. 5.3 podemos

apreciar la nomenclatura de los dispositivos instalados en sus respectivas posiciones

como también el tipo de entrada y salida.


5.2.3 EDITOR DE VARIABLES

FIG. 5.4 EDITOR DE VARIABLES

Para este caso definimos las señales de los pulsadores como Uno_Izq. O Uno_

Der. Y los motores de las misma forma Motor 1_Der. Motor 2_Izq. En la Fig. 5.4 también

se puede apreciar el tipo de dato y su dirección asociada


5.3 IMPLEMENTACION EN LABORATORIO

5.3.1 CONEXION DEL PROGRAMA AL PLC

FIG. 5.5 CONEXION DEL PROGRAMA AL PLC

En la Fig. 5.5. Las líneas verdes representan el poder presente en los circuitos y

las líneas rojas representan a los circuitos que están listos para ser accionados por el

operador.


En esta secuencia se puede apreciar que se ha activado el pulsador Uno_Izq. quien

a su vez energizó el Motor1_Izq. haciendo girar el winche en sentido antihorario.



En la Fig. 5.6. Se ha activado Uno_Der. Y se ha energizado Motor1_Der.

haciéndolo girar en sentido horario.


En esta secuencia se puede apreciar que se ha activado el pulsador Dos_Izq. quien

a su vez energizo el Motor2_Izq., haciendo girar el winche en sentido antiohorario.



En la Fig. 5.9 Podemos apreciar otra acción ejecutada por el operado en la cual

acciona los cuatro pulsadores 1,2,3 y 4 a la vez lo cual no representa ningún peligro pues

en estas condiciones los winches estarían entregando espías y eso no reviste mayor

problema.

FIG. 5.10 CONEXIÓN DEL PROGRAMA AL PLC

En esta secuencia se puede apreciar que se ha activado el pulsador Dos_Izq. quien

a su vez energizo el Motor2_Izq. haciendo girar el winche en sentido antihorario. Y el

pulsador Cuatro_Izq. quien hace mover al Motor4_Izq. Y nos podemos dar cuenta que

también se pueden utilizar en forma diagonal o sea winches 1 y 4 como winches 2 y 3.



En la Fig. 5.11 Podemos apreciar nuestra primera restricción, pues como se

mencionó los winches pueden operar en forma independiente y simultánea siempre y

cuando las fuerzas ejercidas por los mismos no se opongan, lo cual podría provocar serios

daños a personas y materiales. Por lo tanto cuando se acciona por error los pulsadores

Uno_Izq. y Dos_Der. Lo que haría que los winches operaran en sentidos contrarios, es

que se acciona la restricción 1 la cual es activada por el comparador 1.13 el cual a su vez

activa la bobina del contacto normalmente cerrado y lo habré de tal forma de interrumpir el

paso de energía hacia Motor1_Izq. y Motor2_Der.



En la Fig. 5.12 se puede apreciar la segunda restricción tal como en la anterior

en donde se menciona los problemas que tendría al accionar estos en sentido opuesto es

que al activarse los pulsadores Tres_Izq. y Cuatro_Der. Se activarían las restricciones 2

accionadas por el comparador 1.31 el cual a su vez activa la bobina del contacto

normalmente cerrado y lo habré de tal forma de interrumpir el paso de energía hacia

Motor3_Izq. y Motor4_Der.

CAPITULO SEXTO

IMPLEMENTACION GENERAL

CAPITULO SEXTO: IMPLEMENTACION GENERAL 38

6.1 CONSOLAS DE OPERACION GENERAL

Para poder complementar de mejor forma nuestro proyecto, es que se ha decidido

la incorporación de winches neumáticos para mejorar las maniobras al interior del carro

de varada. Dichos winches serán controlados por electroválvulas, las cuales serán

comandadas y controladas a distancia por el PLC Modicon. Como se describió en el

capítulo cuarto.

En la estación del pilar box , que en la actualidad es la sala de control del winche

principal del carro de varada se implementará una sala de control en donde se instalarán

nuestros monitores uno con el software LabVIEW y el otro con la señal de VHF

proveniente de la cámara de video instalada en el carro, además una consola de control

para las electroválvulas de los winches neumáticos, Fig. 6.1. El objetivo de estos winches

será posicionar a la nave dentro del carro de varada lo más próximo a su posición final,

para así posteriormente en dicha posición afirmarlo al carro a través de las espías e ir

subiéndolo lentamente hasta que se pose sobre sus camadas.

También como los winches se controlarán por un operador que se encuentra

situado en la sala de control (pilar box), la cual estará distante del desarrollo de la

maniobra, y es aquí en donde se instalará un monitor de TV con una señal de VHF, la cual

transmitirá en directo a través de una cámara vía cable RG 59 la maniobra en tiempo real

y así dicho operador podrá ver en todo momento el desarrollo de la maniobra e ir

observando en su monitor los movimientos que ejecutan los winches que él está

comandando. La cámara será instalada en el carro, de forma tal, que se puedan apreciar

a ambos costados.

Nuestra consola cuenta con 4 pulsadores de dos posiciones con retorno central ,

los cuales le darán las señales al PLC para que este a su vez controle las electroválvulas

de cada winche y así de esta forma poder operar recogiendo o entregando a las espías

que afirman la nave, según las instrucciones impartidas por el jefe de maniobras. Para

este efecto los operadores de esta consola deberán estar permanentemente comunicados

con el jefe de maniobras mediante equipos VHF.


6.2 SALA DE CONTROL

CONSOLA DE WINCHES MONITOR CARRO MONITOR LABVIEW

Fig. 6.1 CONSOLA DE MONITOREO CONTROL Y VIGILANCIA

La figura 6.1 muestra como quedará la sala de control en el pilar box. Se tendrá la

consola de mando de los winches neumáticos compuesta por los 4 pulsadores, también

un monitor que será el encargado de reproducir las filmaciones de las maniobras de

varada y desvarada de naves para que el operador pueda apreciar y acomodar

correctamente la nave al interior del carro y por último un según monitor en el cual estará

representado el software LabVIEW y mediante este software se recopilará la información

provenientes de los dispositivos de campo. Como ser la de los sensores de

posicionamiento, sensores de contacto, las señales del anemómetro, las señales

intensidad de corriente del motor del winche principal y sensor de presión de aire del

circuito principal.

PLC CAMARA DAQ

WINCHE


6.3 MODO DE OPERACION

Lo fundamental es poder comprender y retomar la idea inicial del proyecto, el cual,

en su génesis plantea ser un sistema de apoyo a las maniobras que se ejecutan en las

labores de varada y desvarada, por lo cual en nuestra sala de control se tendrán dos

monitores, uno que envía una señal de VHF de una filmación en vivo y que representa las

actividades de varada y el otro monitor registrará los sensores que tenemos en el campo

mediante el software LabVIEW. Por último se cuenta con un panel de pulsadores, los que

controlan las electroválvulas de los winches neumáticos a través del PLC Modicon.

Por lo tanto, al iniciarse una maniobra de varada se constituye el operador, el cual,

verificará que todos los dispositivos y sensores estén funcionando adecuadamente para

dar inicio a la maniobra. Se determinará la profundidad a la cual se deberá bajar el carro,

de acuerdo al desplazamiento de la nave que será llevada a varadero y teniendo en

cuenta las condiciones de tiempo reinante y verificando los consumos de corriente y

presión de aire en el circuito.

Al entrar la nave al interior del carro y cuando el sensor de posicionamiento lo

indique, la nave será detenida y afirmada al carro, ahora en este paso entra la operación

de los winches neumáticos, para lo cual, el operador deberá de observar su monitor

permanentemente e ir acomodando la nave al interior del carro, para luego subir éste y

confirmar que los interruptores de presión en las camadas comiencen a encenderse, con

lo cual le indicarán que la nave ya se encuentra posada sobre sus camadas y podrá seguir

subiendo el carro con mayor seguridad.

CAPITULO SEPTIMO

EVALUACION ECONOMICA

CAPITULO SEPTIMO: EVALUACION ECONOMICA 41

7.1 INTRODUCCION

Para poder realizar una evaluación lo más acertada posible es que se considerarán

varios factores en la línea de producción y sus procesos asociados, de forma tal de incluir

en ellos índices de optimización de recursos en el ámbito de materiales y horas hombre

(HH), por otra parte, también se deben de considerar los aspectos de seguridad y

modernización y el valor agregado que adquiere el astillero con esta implementación de

nueva tecnología. Estos costos de la nueva tecnología serán reflejados en la compra de

los siguientes implementos:

• PLC MODICON.

• SOFTWARE.

• TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS.

• PC.

• SENSORES.

• ANEMOMETRO.

• WINCHES NEUMATICOS.

• CABLE MULTICONDUCTOR.

• CONSOLA Y MICELANEOS.

• CAMARA Y MONITOR DE TV.

• ELECTROVALVULAS.

• MANO DE OBRA.

• NOTA: SE CUENTA CON COMPUTADOR PARA CARGAR SOFTWARE

A continuación haremos un análisis financiero del costo que significa el subir una

nave de 2500 ton. de desplazamiento, para lo cual se considera el costo en horas

hombre(HH), materiales, gastos y consumos asociados.

El tiempo requerido para ejecutar dicha maniobra, si las condiciones

meteorológicas son normales, o sea mar plana y vientos de 4 a 12 nudos, es de

aproximadamente 3 horas con 40 minutos. Y si las condiciones no son tan favorables se

podría incrementar hasta 4 horas con 25 minutos.


7.2 CUADRO DE GASTOS.Centro de

costoCantidad

De HHServicios Materiales Apoyos

371Maniobras

184 Grúas y Horquilla Madera, clavos Remolcador Panga

320Ingeniería

24 Cálculos de

desplazamiento

Papel

200Producción

4 Control Gral.

370Mantención

24 Electricidad Petróleo

Total 236 216.000 350.450 175.250

FIG.7.1 CUADRO DE GASTOS

Para el cálculo final se debe de considerar las horas hombre (HH) empleadas en la

maniobra a un costo de $ 5.325 más la corrección económica que se realiza al término

de la tarea y de acuerdo al tiempo utilizado en dicha maniobra cuyo factor puede ser de

1.2 a 1.5 dependiendo del desplazamiento de la nave a subir, lo cual al final nos da una

suma equivalente y aproximada de $ 2.398.080.

Que se deduce de las 236 HH multiplicadas por $ 5.325 más los servicios

$216.000, materiales $ 350.450 y los apoyos $ 175.250 y el total multiplicado por el

mínimo factor de 1.2 por ser una nave menor.

Lo más trascendental de nuestro proyecto es poder incidir fuertemente en el

concepto de ahorro de horas hombre (HH) utilizadas en las maniobras, para lo cual

implementando este nuevo sistema de monitoreo reduciríamos entre un 15 a 20 % el

personal que participa en las maniobras y de esta forma poder sustentar la idea que entre

el mediano a largo plazo la modernización se logrará pagar por si sola ya que por varada

se considera un ahorro 45 horas hombre (HH) promedio a un costo de $ 5.325 tenemos

un ahorro neto de $ 239.625 eso al multiplicarlo por 2 nos da un monto de $ 479.250 que

representa una maniobra completa de varada y desvarada de una unidad de 2.500 Ton. Y

si promedio al año se realizan unas 11 varadas tendríamos un no menos despreciable

ahorro de $ 11.981.250 ante lo cual se podría plantear la viabilidad de nuestro proyecto,

pues este se lograría pagar al cabo de 3 años. Ya que al cuantificar todos los materiales

requeridos para nuestro proyecto más la mano de obra e insumos varios la suma total de

$ 31.341.024


7.3 PLC MODICON

Para el control de los winches neumáticos dispuestos en el carro de varada y cuyo

objetivo es posicionar a las naves al interior del carro es que utilizaremos el PLC Modicon

el cual tiene un costo de acuerdo a cotización Schneider Nº 90058822 que se adjunta en

APENDICE F de:

• PLC MODICON Y ACCESORIOS …………………$ 4.377.710 .-

Fig. 7.2 PLC MODICON


7.4 TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS

Para el control de los diversos dispositivos que hemos dispuesto en el campo es

que mediante el software LabVIEW controlaremos estas señales y a través de la tarjeta de

adquisición de datos PCI 6025E que tiene un valor según cotización Nº ETT- CO

-1268_2007 que se adjunta en APENDICE F de:

• TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS PCI 6025E …………………$ 1.263.024 .-

Fig. 7.3 TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS


7.5 SENSOR DE POSICIONAMIENTO

Para la detección de la nave al interior del carro ocuparemos un sensor fotoeléctrico

con un reflector el que serviría de ayuda para indicar el momento exacto que la nave esté

en correcta posición Fig. 7.4. Dicho sensor tiene un costo de acuerdo a cotización RS Nº

FCG134151-48887 que se adjunta en APENDICE F de:

• SENSOR DE POSICIONAMIENTO…………………$ 286.650.-

Fig. 7.4 SENSOR DE POSICIONAMIENTO


7.6 SENSORES DE CONTACTO

También para poder detectar el instante en que la nave toca las camadas se

dispondrán de 4 interruptores del tipo interlock sellados y acondicionados para ambientes

acuáticos salinos Fig. 7.5 con un costo de acuerdo a cotización RS Nº FCG134151-48887

que se adjunta en APENDICE F de:

• 4 SENSORES DE PRESION………………..$ 319.824.-

Fig. 7.5 SWITCH DE CONTACTO


47

7.7 ANEMOMETRO

Para poder medir las condiciones imperantes de viento es que requerimos de un

instrumento que pueda realizar la lectura de intensidad y dirección del viento, por tal

motivo hemos seleccionado un anemómetro que cumple estas funciones Fig. 7.6 y 7.6.1

con un costo de acuerdo a cotización TRANSMARINE Nº E377/07 la que se adjunta en

APENDICE F de:

• ANEMÓMETRO………………………………. $ 880.900.-

Fig. 7.6 INDICADOR DE VELOCIDAD Fig. 7.7 TRANSDUCTOR


48

7.8 CAMARA DE VIGILANCIA

Para poder monitorear constantemente los movimientos de la nave al interior del

carro contaremos con un circuito de vigilancia, por medio de una cámara la que se

instalará en el carro y transmitirá en directo la maniobra, Fig. 7.7 y 7.7.1 dicho sistema

tiene un costo de acuerdo a cotización RS Nº FCG134267-48887 la que se adjunta en

APENDICE F de:

• SISTEMA DE VIGILANCIA…………………..$ 252.350 .-

Fig. 7.8 CAMARA DE VIGILANCIA

Fig. 7.9 MONITOR


7.9 CABLE MULTICONDUCTOR

Para poder transmitir todas nuestras señales provenientes desde el carro

utilizaremos 250 MT. de un multiconductor de características apropiadas a ambientes

salinos Fig. 7.8 con un costo de acuerdo a cotización RS Nº FCG134151-48887 la que se

adjunta en APENDICE F de:

• MULTIPAR 9 X 0.25MM……………………………..$ 821.766.-

Fig. 7.10 MULTICONDUCTOR


50

7.10 MOTOREDUCTOR

Para poder realizar los ajustes necesarios de posición de las naves al interior del

carro se requiere winches neumáticos controlados por medio de electro válvulas, para tal

efecto utilizaremos moto reductores Fig. 7.9 los que cumplirán la función de winches y

tienen un costo de acuerdo a cotización VIGNOLA Nº 163381 que se adjunta en

APENDICE F de:

• MOTOREDUCTOR GASP 3.2 HP…………………..$ 13.860.000 .-

Fig. 7.11 MOTOREDUCTOR


51

7.11 ELECTRO VALVULA

Para poder operar los motoreductores es necesarios contar con mecanismos de

corte y admisión de aire para lo cual se instalaran electroválvulas a cada motoreductor.

Fig. 7.10 con un costo de acuerdo a cotización VIGNOLA Nº 164541 que se adjunta en

APENDICE F de:

• ELECTRO VALVULA…………………..$ 1.918.800 .-

Fig. 7.12 ELECTROVALVULA


52

7.12 MANO DE OBRAPara la implementación del proyecto en cuestión se requiere contar con personal

del área eléctrica y neumática considerando que se necesita instalar PLC más software y

canalización del cable multiconductor hacia los distintos dispositivos de campo, como

también requerimos la instalación de los dispositivos sensores, además de la regulación y

montaje del los winches neumáticos. Esto considerando que se cuentan con todos los

implementos para realizar dicho montaje se considera un plazo de montaje y pruebas

finales de 25 días hábiles, para lo cual requerimos del siguiente personal.

• 1 Ingeniero de ejecución eléctrico.

• 2 Técnicos de nivel superior electricistas.

• 2 Técnicos de nivel superior en mecánica subespecialidad de neumática.

• 1 Técnico nivel medio soldador.

Ahora cuantificaremos las horas estimadas en la implementación del proyecto y

aplicaremos dichos valores a cada especialidad que interviene en la obra. Como se

considera trabajar desde las 08:00 hasta las 17:00 de lunes a viernes. Esto arroja un total

de 40 horas semanales y 120 horas el proyecto total.

Ingeniero eléctrico:

Presentación de planos creación del proyecto y supervisión de la obra. Lo cual lo hace

partícipe desde el inicio al final de la obra por lo tanto serán 120 horas y una hora de

Ingeniería cuesta $ 22.000 lo cual suma un total de $2.640.000 .-

Electricistas.

Participaran también durante toda la obra serán los encargados de canalizar el cable

multiconductor, además de instalar los distintos dispositivos de campo a medir como la

implementación de la consola y el software LabVIEW por lo tanto son 2 técnicos que

estarán 120 c/u durante el desarrollo de la obra. Y una hora de un técnico electricista

cuesta $ 14.000 por tal motivo los dos técnicos suman un valor de $ 3.360.000.


53

Mecánicos:En este caso sólo intervendrán en el último proceso y que implica el montaje de los

4 winches neumáticos y la regulación de los mismos, por tal motivo se considera una

semana laboral el tiempo que implica en desarrollo de esta actividad. Por tal motivo se

consideran 40 Hrs. por cada especialista en mecánica y cada hora de esta especialidad

tiene un valor de $ 13.750 lo cual suma un valor total de $ 550.000 y por dos

mecánicos $ 1.100.000.

Soldador:

Este especialista sólo será requerido para realizar apoyo del montaje de winches y

bases para sensores y dispositivos. Por tal motivo se considera un apoyo y para

cuantificarlo se le asignaron 20 Hrs. Y cada hora de esta especialidad tiene un valor de

$ 13.000, lo cual tiene un valor total de $ 260.000.

En resumen tenemos un costo de mano de obra total de: $ 7.360.000.-

Por lo tanto al realizar un balance general de los gastos que involucra el proyecto

tenemos lo siguiente:

• Costo en materiales …………………………….$ 23.981.024

• Costo de la mano de obra………………………$ 7.360.000

Costo Total de Proyecto………………………….$ 31.341.024

CAPITULO OCTAVO

CONCLUSIONES

CAP ITULO OCTAVO: CONCLUSIONES 54

En consideración de la tecnología actual en uso, nuestro astillero cuenta con un

sistema de control eléctrico que data de los años 80 y en el cual nunca se ha considerado

modernización alguna a su sistema, esto producto de su confiabilidad que ha demostrado

a lo largo de su vida útil, lo cual, no impide en poder realizar alguna mejora al proceso

que involucra el desarrollo de estas maniobras y de esta forma sin intervenir su actual

sistema de control poder incorporar un sistema de monitoreo que sirva de apoyo a las

maniobras de varada y desvaradas.

Por tal motivo y luego de un análisis financiero como se detalló en el capítulo

séptimo queda reflejada la viabilidad de poder ejecutar un proyecto de modernización de

estas características. Y demostrado el uso sencillo pero no menos importante del PLC

Modicon con su lógica de programación nos brinda un alto nivel de seguridad y confianza

al desarrollo de las maniobras. Al darle al PLC Modicon la importancia que reviste en

nuestro proyecto, queda reflejada que ante cualquier implementación de automatización o

la incorporación de nueva tecnología ante la necesidad visible y tangible de un problema

el uso de estos controladores lógicos programables PLC pueden ser de gran aporte desde

sus más simples funciones hasta las más complejas.

La cual considerando su futura prolongación vendrá a apoyar aun más la idea de

darle un mayor valor agregado a nuestro astillero.

Los sistemas de control y vigilancia en todo aspecto son siempre un factor de

ayuda para poder prevenir y proteger las vidas humanas y los bienes materiales. Todo

proceso, que se pueda decir contar con un sistema de monitoreo en línea, sin lugar a

dudas que el producto final de ese proceso se verá beneficiado al contar con un sistema

de monitoreo, control y vigilancia logrando con ello poder aumentar el nivel de producción

y otorgarle un mayor valor agregado al producto final y un reconocido prestigio para la

empresa.

CAPITULO NOVENO

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

CAPITULO NOVENO: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

55

• ASMAR: SU CONTRIBUCIÓN A LA INDUSTRIA NAVAL EN CHILE Autor: Carlos MARTIN Fritz

www.asmar.cl

• NATIONAL INSTRUMENT. Manual de Uso DAQ PCI 623E-624E-625E

www.natinst.com

http://www.natinst.com/

http://www.asmar.cl/

• TUTORIAL LABVIEW POR NATIONAL INSTRUMENT.

www.natinst.com

• CATALOGO RS 2006 - 2007.

www.rschile.cl

• Vignola S.A

www.vignola.cl

• CONTROL MULTIVARIABLE MEDIANTE REALIMENTACIÓN DE ESTADO USANDO PLC MODICON.

Autor: Alfredo SIMMONS Núñez.Ubicación: Biblioteca Central UMAG. Colección: Trabajo de titulación.Clasificación: T S 592c 2005

www.sid.umag.cl

• EQUIPAMIENTO ELECTRÓNICO PARA NAVEGACION RAYMARINE

www.raymarine.com

http://www.raymarine.com/

http://www.sid.umag.cl/

http://www.vignola.cl/

http://www.rschile.cl/

http://www.natinst.com/

APENDICE ABREVE DESCRIPCION TECNICA DEL CARRO DE VARADA

APENDICE A: DESCRIPCION TECNICA DEL CARRO DE VARADA 56

El Astillero de Amar (M) emplazado en la actualidad en Bahía Catalina, cuenta con un carro varadero que data del año 1986, el cual fue construido por una empresa Sudafricana en conjunto con la Armada de Chile y de la cual nació la empresa (SAEM).

Dicha fusión canalizó todos sus esfuerzos para realizar la construcción de esta estructura, la cual se hizo pensando en satisfacer la necesidad que el rubro naviero demandaba en dicha época, que de acuerdo a estadísticas comerciales no era menor y fue así como en el año 2000 la Armada de Chile adquiere para si la totalidad de dicho Astillero y se termina la sociedad con la empresa Sudafricana. Y desde esa fecha pasa a cumplir funciones estratégicas para la defensa nacional y también como apoyo a las necesidades de empresas navieras nacionales y extranjeras. Tomando el nombre de Asmar Magallanes.

Este varadero cuenta con un riel marino para varar buques de hasta 3575 toneladas, el carro de varada tiene una longitud total de 145 m, y cuenta con un carro de transferencia de 150 m.

El carro de varada es introducido mar adentro hasta una distancia máxima de 300 m.

Por otra parte el carro de varada tiene otra particularidad la cual hace posible dividirlo en 2 secciones para así poder utilizar una de ellas con embarcaciones de menor tonelaje sin ser necesario desplazar todo el carro hacia el mar. Y poder realizar desvaradas y varadas simultaneas independientes. Es decir si se tienen 2 naves al interior del carro de varada es posible bajar una nave realizando la división del carro y la otra nave podría continuar en reparaciones. El carro de varada es tractado por un motor eléctrico de las siguientes características : 380 V., 385 HP, 504 AMP., y 50 Hz. de la General Electric con intercalaciones de velocidad más un freno magnético.

APENDICE B IMAGENES DE UNA SECUENCIA DE VARADA

APENDICE B: IMAGENES DE UNA SECUENCIA DE VARADA 57

CARRO EN POSICION INICIAL

FIG. B1 CARRO EN POSICION INICIAL DESPLAZAMIENTO DEL CARRO HACIA EL MAR

FIG. B2 CARRO EN DESPLAZAMIENTO HACIA EL MAR


CARRO EN POSICION FINAL PARA RECEPCION DE NAVE

FIG. B3 CARRO EN POSICION FINAL EN EL MAR

INGRESO DE NAVE AL INTERIOR DEL CARRO

FIG. B4 INGRESO DE LA NAVE AL CARRO


CARRO CON NAVE FUERA DEL AGUA Y LISTA A SER TRANSFERIDA

FIG. B5 CARRO EN POSICION FINAL FUERA DEL MAR

APENDICE CBREVE DESCRIPCION DE MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA

DEL PLC MODICON

APENDICE C 60

C.1 MODULOS PARA EL PLC E984-265 BREVE DESCRIPCION.

El DEP 208 es un módulo de entradas binarias con ocho circuitos de entradas de 230 VCA independientes. Detecta las señales de entradas de los dispositivos de detección

de campo como botones pulsadores, conmutadores de límites o proximidad y otras fuentes de entrada de CA, y convierten dichas señales en niveles de tensión que puede utilizar el PLC en una exploración lógica.Las señales están cableadas en campo en un grupo de ocho entradas. Cada entrada está opto aislada del bus E/S.

LED

El DAP 208 tiene nueve LED. Un led verde en oposición al borne 1 señala la presencia de 5 V del bus de E/S. Ocho led rojos en oposición a los bornes 3, 5, 7, 9, 14, 16, 18 y 20 señalan la presencia de tensión en las entradas 1 a 8 , respectivamente.

DIAGRAMA DE CABLEADO Y ESQUEMA SIMPLIFICADO DEL DEP 208

FIG. C.1 DIAGRAMA DE CABLEADO

APENDICE C 61

C.2 VISTA GENERAL DEL MODULO DE SALIDA DEL DAP 208-258

El DAP 208/258 es un módulo de salida de 8 puntos de salidas de relé. Utiliza señales lógicas del controlador para activar ocho contactos de relee normalmente abiertos

y aislados individualmente. La tensión de alimentación para cualquier carga de salida debe ser igual a 24 a 154 VCC o 24 a 250 VAC.LED

El DAP 208/258 tiene nueve LED. Un LED verde en oposición al borne 1 señala la presencia de tensión en la bobina de relee cuando está ENCENDIDO Ocho LED rojos en oposición a los bornes 3, 5, 7, 9, 14, 16, 18 y 20 señalan cuando están ENCENDIDOS que las bobinas de relee están alimentadas en las salidas 1 a 8, respectivamente y señala que los contactos están cerrados y las cargas alimentadas. Estos LED están en paralelo con las bobinas y no con la carga.

El cableado de campo para cada salida se conecta a un borne doble. Este módulo requiere una alimentación de 24 VCC externa para soportar el accionador de relé (incluso si todas las salidas utilizan alimentación CA.). El DAP 258 funciona igual que el DAP 208, salvo que el DAP 258 opera en un rango de temperatura más amplio.El módulo DAP 258 está disponible con revestimiento conforme. El modelo con revestimiento conforme es el DAP 258C, que cumple con la Norma de ferrocarriles EN 50 155.

Cableado simplificado módulo de salida DAP 208/258

FIG. C.2 DIAGRAMA DE CABLEADO

APENDICE D

BREVE DESCRIPCION TECNICA DE SENSORES, ANEMOMETRO, MOTOREDUCTORES, CABLE DE CONTROL, TARJETA DE ADQUISICION DE

DATOS, PLC MODICON Y ELECTROVALVULA

APENDICE D 62

D.1 SENSOR DE POSICIONAMIENTO

FIG. D.1 SENSOR DE POSICIONSMIENTO

• Compuesto por deflector fotoeléctrico y reflector.• Carcaza de plástico.• Avisador acústico integrado.• Led de ayuda al ajuste.• Led de indicación visual.• Conexión por terminal roscado.• Voltaje de alimentación 20-264 VAC/DC• Dimensiones(mm) 70x18x45 y 85x27x61.• Distancia de detección 9m.• Temperatura de funcionamiento de -20ºC a + 55ºC.• Código RS 281-1717

APENDICE D 63

D2 ANEMOMETRO

FIG. D.2.1 TABLA DE ESPECIFICACIONES FIG. D.2.2 DIMENCIONES

FIG. D.2.3 DISPLAY DEL ANEMOMETRO

APENDICE D 64

D3 MOTOREDUCTORES

FIG. D.3 MOTOREDUCTOR

• Revoluciones de giro 20: 1• Base montable• Presión de trabajo máxima 163 lbs.

FIG. D.3.1 TABLA TORQUE/VELOCIDAD

• Entre 80 y 100 PSI que sería la presión del circuito principal en el astillero y de acuerdo a la curva de torque V/S velocidad , tenemos un torque nominal en libras por pulgada de aproximadamente 4000 lb. X pulgada. Con una velocidad nominal de aproximadamente 75 revoluciones por minuto.

APENDICE D 65

D4 MULTICONDUCTOR

FIG. D.4 DIAGRAMA DE CABLEADO

• Cable multiconductor de comunicación y control con apantallamiento individua de 22 awg.

• Tensión nominal de 300 V.• Temperatura de funcionamiento de -20ºC a + 60ºC

APENDICE D 66

D5 TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS

Tarjeta de adquisición de datos PCI 6025E cuyas características más relevantes es que cuenta con 18 canales de los cuales 8 son diferenciales de entrada analógica con dos canales de salidas analógicas y un terminal de conexiones de 100 pines y 32 líneas de I/O digitales.

Esta tarjeta cuenta con sistemas de control de tiempo los cuales constan de tres grupos los cuales son entradas análogas, salidas análogas y un contador de propósito general. Estos grupos son un total de 7 en 24 BIT y 3 en 16 BIT. Con una máxima resolución de 50 nS.

Esta placa suministra 2 canales de voltaje para salidas analógicas al conector I/O. Con un rango de +-10 V.

También poseen 8 líneas digitales de I/O (0…7) para uso general.

FIG. D.5 REGLETA DE CONEXIONES PCI -6025E

APENDICE D 67

D6 PLC MODICON

FIG.D.6 CARACTERISTICAS DEL PLC MODICON

FIG.D.6.1 FUENTE DE PODER EXTERNA PARA MODULOS DE I/O

DATOS DE PLACA

PLC MODICONTSX COMPACTPC- E984-265CPU 8 K LOGIC 16 KINTEGRATED PS 24 VOL DC, 1 AMP.60 º C OPERACION

APENDICE D 68

D7 ELECTROVALVULA

FIG.D.7 ELECTOVALVULA

APENDICE E

BREVE DESCRIPCION TECNICA DE SOFTWARE LABVIEW

APENDICE E: 69

E1 BREVE DESCRIPCION DEL SOFTWARE

LabVIEW constituye un revolucionario sistema de programación para aplicaciones

que involucren adquisición, control, análisis y presentación de datos. Las ventajas que

podemos mencionar son las siguientes:

• Reduce el tiempo de desarrollo en las aplicaciones al menos de 4 a 10 veces

debido a que es muy intuitivo y fácil de aprender.

• Dota de gran flexibilidad al sistema permitiendo cambios y actualizaciones tanto en

el software como hardware.

• Da la posibilidad a los usuarios de crear soluciones completas y complejas.

• Con un único sistema de desarrollo se integran las funciones de adquisición,

análisis y presentación de datos.

• El sistema está dotado de un compilador gráfico para lograr la máxima velocidad

de ejecución posible.

• Tiene la posibilidad de incorporar aplicaciones escritas en otros lenguajes.

LabVIEW es un entorno de programación destinado al desarrollo de aplicaciones,

similares a los sistemas de desarrollo comerciales que utilizan el lenguaje en C o Basic.

Sin embargo, LabVIEW se diferencia de dichos programas en un importante aspecto: los

citados lenguajes de programación se basan en líneas de textos para crear el código de

fuente del programa, mientras que LabVIEW emplea la programación gráfica o lenguaje

en C para crear programas basados en diagramas de bloques.

Para el empleo de LabVIEW no se requiere de gran experiencia en programación,

ya que se emplean icono, términos e ideas familiares a científicos e ingenieros y se apoya

sobre símbolos gráficos en lugar de lenguaje escrito para construir las aplicaciones. Por

ello resulta mucho más intuitivo que el resto de lenguaje de programación convencional.

APENDICE E 70

LabVIEW posee extensas librerías de funciones y subrutinas. Además de funciones

básicas de todo lenguaje de programación, LabVIEW incluye librerías específicas para la

adquisición de datos, control de instrumentación VXI, GPIB y comunicación serie, análisis

presentación y almacenamiento de datos.

LabVIEW también proporciona potentes herramientas que facilitan la depuración de

los programas.

Los programas desarrollados mediante LabVIEW se denominan Instrumentos

virtuales (VIS), porque su apariencia y funcionamiento imitan los de un instrumento real.

Sin embargo son análogos a las funciones creadas con los lenguajes de programación

convencionales. Los VIS tienen una parte interactiva con el usuario y otra parte de código

de fuente, y aceptan parámetros procedentes de otros VI.

Todos los VIS tienen un panel frontal y un diagrama de bloques. Las paletas

contienen las opciones que se emplean para crear y modificar los VI.

El panel frontal es la interfaz gráfica del VI con el usuario. Recoge las entradas

procedentes del usuario y representa las salidas proporcionadas por el programa.

FIG. E1: PANEL FRONTAL

APENDICE E 71

El diagrama de bloques constituye el código de fuente del VI. En el diagrama de

bloques es donde se realiza la implementación del programa del VI para controlar o

realizar cualquier procedimiento de las entradas y salidas que se crearon en el panel

frontal.

El diagrama de bloque incluye funciones y estructuras integradas en las librerías

que incorpora LabVIEW.

FIG. E2 DIAGRAMA DE BLOQUES

(a) Función de generación aleatoria utilizada para generar valores al azar.

(b) Terminales (control e indicador) que representan los dispositivos a conectar.

(c) Estructura simple de acuerdo a ciclo que se desea crear.

El diagrama en bloques se construye conectando los distintos objetos entre sí,

como si de un circuito se tratara. Los cables unen terminales de entrada y salida con los

objetos correspondientes y por ellos fluyen los datos.

Controles llamados paletas son utilizados para crear y modificar tanto en el panel

frontal como en el panel de diagrama de bloques.

FIG. E3 PALETA DE COMANDOS

APENDICE E 72

Estos controladores contiene las herramientas necesarias para editar y depurar los

objetos del panel frontal como del diagrama de bloques.

FIG. E4 PALETA DE CONTROLES

La paleta de control se utiliza únicamente en el panel frontal. Contiene todos los

controles e indicadores que se emplearán para crear la interfaz del VI con el usuario.

La paleta de funciones se emplea en el diseño del diagrama de bloques. La paleta

de funciones contiene todos los objetos que se emplean en la implementación del

programa del VI, ya sean funciones aritméticas, de entrada / salida de señales, entrada /

salida de datos a fichero, adquisición de señales, temporización de la ejecución del

programa.

FIG. E5 PALETA DE FUNCIONES

APENDICE E 73

E2 PROGRAMACION EN LABVIEW

Con el entorno Gráfico de programación de LabVIEW se comienza a programar a

partir del panel frontal.

En primer lugar se definirán y seleccionarán de la paleta de controles todos los

controles (entradas que dará el usuario) e indicadores (salidas que representarán en

pantalla los resultados).

Una vez colocados en la ventana correspondiente al panel frontal todos los objetos

necesarios, en ella se encuentran los terminales correspondientes a los objetos situados

en el panel frontal, dispuestos automáticamente por LabVIEW.

Se deben ir situando las funciones, estructuras, etc. que se requieren para el

desarrollo de programa, las cuales se unen a los terminales mediante cables.

Para facilitar la tarea de conexión de todos los terminales, en el menú “Help” puede

elegirse la opción “Show Help”, con lo que al colocar el cursor del ratón sobre un elemento

aparece una ventana con información relativa a éste (parámetros de entrada y salida).

Además, si se tiene seleccionado el cursor de cableado, al situar éste sobre un elemento

se muestran los terminales de forma intermitente.

Ahora para el desarrollo de nuestro VI es necesario definir los sensores que

deseamos utilizar y cual es la variable a medir, objeto poder acotar al máximo las

necesidades anteriormente planteadas y poder llevar a cabo nuestro proyecto.

Se recuerda que se utilizarán sensores del tipo interlock los cuales al cambiar de

estado (N/A a N/C) enviarán sus señales a través del multiconductor para ser

acondicionados y posteriormente recepcionados por la tarjeta de adquisición de datos que

transformará esta señal al lenguaje del software LabVIEW.

También mediante el multiconductor se transmitirán señales digitales provenientes

de los sensores de posición y que se transmitirán de la misma forma para ser visualizados

en pantalla por el software LabVIEW. Como también serán transmitidas las señales

analógicas para medir corriente del motor eléctrico, velocidad y dirección del viento,

presión en el circuito de aire y distancia recorrida por el carro

APENDICE E 74

E3 LABVIEW

A través de los años el software LabVIEW se ha ido perfeccionando y para aquellos que se iniciaron con la versión 6.0 se les comunica que la National Instrument ya ha elaborado una versión más sofisticada y con mayores recursos y por supuesto mucho más amigable de lo que ya es el software y están en la versión 8.1.

Como se ha definido este software es sin lugar a dudas un revolucionario sistema para graficar aplicaciones que involucren adquisición, control, análisis y presentación de datos.

Ahora podemos encontrar en la Web un gran soporte para poder adquirir información de cursos o tutorías los cuales son de fácil comprensión y la mayoría de las dudas se pueden aclarar pues la National Instrument cuenta con profesionales a los cuales se les puede consultar mediante correo referente a alguna aplicación o algún proyecto por ejecutar y entregan toda la información necesaria como para poder ir desarrollando y mejorando la idea planteada.

LINK DE CONECCION

LabVIEW Edición de Estudiantes www.ni.com.labviewse

Recursos Web www.ni.com

Zona de Desarrollo NI www.zone.ni.com

Notas de Aplicaciones Grupo de noticias LabVIEW www.info-labview.org

Instrument Driver Library www.ni.com/idnet

http://www.ni.com/idnet

http://www.info-labview.org/

http://www.zone.ni.com/

http://www.ni.com/

http://www.ni.com.labviewse/

APENDICE F

COTIZACIONES

APENDICE F 75

F1 PLC

APENDICE F 76

F2 TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS

APENDICE F 77

F3 WINCHES NEUMATICOS

Señores: ASMAR Fecha: 04/09/2007Rut : 1-9 -Local: 00 Fax :Dirección: Fono:Ciudad : TALCAHUANOAt.Sr(a): MIGUEL PRIETO C O T I Z A C I O N [163381]Referencia:mapriq@gmail.com--------------------------------------------------------------------------------ITEM DIGITO UNID CANT. D E S C R I P C I O N UNIT. $ TOTAL $--------------------------------------------------------------------------------001 02110644 CU 1,00 MOTOREDUCTOR GAST 3,2HP 3.465.000,00 3.465.000 CAT: 16AM-13-HB20 15-5 RPM GIRO REVERSIBLE EJE 1 7/8", REVERSIBLE GAST MANUFACTUR U.S.A.

FORMA DE PAGO:

--------------------------------------------------------------------------------VALORES NETOS MAS I.V.A., VALIDEZ DE LA OFERTA 15 DIASSTOCK PARA ENTREGA INMEDIATA, SUJETO A VENTA PREVIA.MATERIAL PUESTO EN NUESTRAS BODEGAS: SANTIAGO, VALPARAISO, TALCAHUANO, ANTOFAGASTA Y/O PUERTO MONTTCONSULTE POR AMPLIACION DE STOCK EN PRODUCTOS VICKERS Y MOTORES CHAR-LYNN--------------------------------------------------------------------------------NOTA:

Esperando que la presente cotización sea de su interés, Saluda Atte.

MAURICIO PEZOVendedor Técnicompezo@vignola.cl--------------------------------------------------------------------------------- Valparaíso Santiago Talcahuano Antofagasta Puerto Montt 32-351111 02-7758385 41-588858 55-453030 65-350150 w w w. v i g n o l a. c l

APENDICE F 78

F4 SENSORES

APENDICE F 79

F5 ANEMOMETRO

APENDICE F 80

F6 CAMARA Y MONITOR

APENDICE F 81

F7 ELECTROVALVULA

Señores :ASMAR Fecha: 16/10/2007Rut : 1-9 -Local : 00 Fax :Direccion: Fono :Ciudad :TALCAHUANOAt.Sr(a).:MIGUEL PRIETO C O T I Z A C I O N [164541]Referencia:mapriq@gmail.com--------------------------------------------------------------------------------ITEM DIGITO UNID CANT. D E S C R I P C I O N UNIT. $ TOTAL $--------------------------------------------------------------------------------001 02053152 UN 1,00 VALVULA SEGURIDAD 1" NORGREN 469.700,00 469.700 CAT:16-001-060# 0-125 PSI. AIRE 480 P.C.M. NORGREN CO U.S.A.002 02143003 CU 1,00 VALV. POPPET 3V/2P N.CERRADA 446.600,00 446.600 CAT:D1036C-00-P1 CONEX. 1" NPT 110 V 50 HZ

NORGREN VALVULA U.S.A

FORMA DE PAGO:

--------------------------------------------------------------------------------VALORES NETOS MAS I.V.A., VALIDEZ DE LA OFERTA 15 DIASSTOCK PARA ENTREGA INMEDIATA, SUJETO A VENTA PREVIA.MATERIAL PUESTO EN NUESTRAS BODEGAS : SANTIAGO, VALPARAISO, TALCAHUANO, ANTOFAGASTA Y/O PUERTO MONTTCONSULTE POR AMPLIACION DE STOCK EN PRODUCTOS VICKERS Y MOTORES CHAR-LYNN--------------------------------------------------------------------------------NOTA :

Esperando que la presente cotización sea de su interés, Saluda Atte.

MAURICIO PEZOVendedor Técnicompezo@vignola.cl--------------------------------------------------------------------------------- Valparaíso Santiago Talcahuano Antofagasta Puerto Montt 32-351111 02-7758385 41-588858 55-453030 65-350150 w w w . v i g n o l a . c l

APENDICE G IMAGENES DE LABORATORIO

APENDICE G 82

G1 VISTA GENERAL DEL PROYECTO PLC, MODULOS, CONSOLA, FUENTES DE PODER Y MAQUETA DEL CARRO

FIG. G.1 IMPLEMENTACION EN LABORATORIO

PLC MODICON

MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA DISCRETA

CONSOLA DE PULSADORES

FUENTES DE PODER

MAQUETA

APENDICE G 83

G2 MAQUETA DEL CARRO CON SUS 4 WINCHES REPRESENTADO POR MOTORES ELECTRICOS

FIG. G.2 MAQUETA DEL CARRO DE VARADA

WINCHE Nº1

CARRO DE VARADA

WINCHE Nº2

WINCHE Nº3

APENDICE G 84

G3 MAQUETA CON SUS 4 MOTORES ELECTRICOS

FIG. G.3 REPRESENTACION DE WINCHES

WINCHE Nº1 WINCHE Nº3 WINCHE Nº2 WINCHE Nº4

APENDICE G 85

G4 CONSOLA FUNTE DE PODER Y MAQUETA

FIG. G.4 CONSOLA Y FUENTE DE PODER

CONSOLA FUENTE DE PODER

MAQUETA DE CARRO DE VARADA

APENDICE G 86

G5 PLC Y MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA

FIG. G.5 PLC Y SUS MODULOS DE ENTRADA Y SALIDA

PLC MODICON FUENTE DE PODER EXTERNA

MODULO DE ENTRADA DISCRETA

MODULO DE SALIDA DISCRETA

APENDICE H PLANO ESQUEMATICO

APENDICE H 87

H1 PLANO ESQUEMATICO

FIG. H.1 PLANO ESQUEMATICO

En el presente esquema se muestra la red de aire del astillero la cual está existente y se acoplará a nuestro carro de varada. La presión de aire en el circuito es de 100 PSI.

Las líneas de control de las electrovalvulas más los sensores de presión y el sensor de posicionamiento serán trasladadas por nuestro cable multiconductor hasta la sala de control pilar box.

En la sala de control Pilar Box se realizará el monitoreo y dirección de nuestro proyecto de control y vigilancia al carro de varada.

RED DE AIRE EXISTENTE

RED DE 110VAC. EXISTENTE

SALA DE CONTROLPILAR BOX

WINCHES NEUMATICOS

ELECTOVALVULAS

SENSORES DE PRESION

SENSOR DE POSICIONAMIENTO

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