Manual kumagai

CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACIÓN DOCENTE

C N A D

MANUAL DE PRÁCTICAS

KUMAGAI

M. C. José Felipe Camarena García


Contenido

PRÁCTICA 1: ARRANQUE Y PARO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE.............4

OBJETIVO:........................................................................................................................................................4MATERIAL Y EQUIPO:..........................................................................................................................................4PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..........................................................................................................................4INSTRUCCIONES.................................................................................................................................................4DIAGRAMA DE FLUJO..........................................................................................................................................5ENTRADAS Y SALIDAS DEL SISTEMA........................................................................................................................5NEMÓNICO:.....................................................................................................................................................6EVIDENCIAS......................................................................................................................................................6CONCLUSIONES:................................................................................................................................................7

PRÁCTICA 2: ARRANQUE/PARO Y CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE............................................................................................................................................... 8

OBJETIVO:........................................................................................................................................................8MATERIAL Y EQUIPO:..........................................................................................................................................8PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..........................................................................................................................8INSTRUCCIONES.................................................................................................................................................8DIAGRAMA DE FLUJO..........................................................................................................................................9ENTRADAS Y SALIDAS DEL SISTEMA......................................................................................................................10NEMÓNICO:...................................................................................................................................................10EVIDENCIAS....................................................................................................................................................11CONCLUSIONES:..............................................................................................................................................12

PRÁCTICA 3: ARRANQUE/PARO Y CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE............................................................................................................................................. 13

OBJETIVO:......................................................................................................................................................13MATERIAL Y EQUIPO:........................................................................................................................................13PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................................................................13INSTRUCCIONES...............................................................................................................................................13DIAGRAMA DE FLUJO........................................................................................................................................14ENTRADAS Y SALIDAS DEL SISTEMA......................................................................................................................15NEMÓNICO:...................................................................................................................................................15EVIDENCIAS....................................................................................................................................................16CONCLUSIONES:..............................................................................................................................................17

PRÁCTICA 3B: ARRANQUE/PARO Y CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE............................................................................................................................................. 18

OBJETIVO:......................................................................................................................................................18MATERIAL Y EQUIPO:........................................................................................................................................18PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................................................................18INSTRUCCIONES...............................................................................................................................................19DIAGRAMA DE FLUJO........................................................................................................................................19ENTRADAS Y SALIDAS DEL SISTEMA......................................................................................................................20NEMÓNICO:...................................................................................................................................................21

M. C. José Felipe Camarena García 2


EVIDENCIAS....................................................................................................................................................21CONCLUSIONES:..............................................................................................................................................22

PRÁCTICA 4: CONTROL DE UN MOTOR A PASOS.......................................................................................23


PRÁCTICA 5: CONTROL DE UNA CELDA MECATRONICA.............................................................................28




PRÁCTICA 1: ARRANQUE Y PARO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE.

Objetivo: Diseñar y construir un sistema de control de arranque y paro de un motor reversible mediante el uso de un PLC CMQ1, CPU21, marca OMRON, utilizando el software de aplicación CX- ONEPROGRAMER.

Material y equipo:

Cantidad

Equipo

1 PLC SYSMAC OMRON, CQM1, CPU 211 Computadora Personal con el Software CX

ONEProgrammer1 Consola de entrenamiento1 Motor reversible 100 VCA, 50/60 Hz, 25 W

Conectores de bananaTabla 1. Materia y equipo utilizado para la práctica 1.

Planteamiento del problemaControlar el encendido/apagado de un motor eléctrico reversible que cumpla con las siguientes condiciones:

Al pulsar el BP1, el motor gira en sentido CW y éste se detenga al pulsar el BP2.

Instrucciones. 1. Diseñe el correspondiente circuito de control que se requiere para dar

solución a la problemática planteada.2. Incluir el correspondiente diagrama de flujo, de escalera y el nemónico

para programar el PLC.3. Determinar las entradas y salidas del circuito.



Diagrama de flujo

Entradas y salidas del sistema.

ENTRADAS SALIDASElemento Dirección Elemento DirecciónArranque BP1 00000 Motor 10000Paro BP2 00001

Tabla 2. Entradas y salidas del sistema de arranque y paro de un motor reversible.


Fig. 1 Diagrama de Flujo del sistema de arranque y paro de un motor.


Diagrama de escalera

Fig. 2 Diagrama de escalera del Arranque y paro de un motor.

Nemónico:1. LD BP12. OR R13. ANDNOT 12.014. ANDNOT 12.065. OUT R16. LD BP27. OUT 12.01

Evidencias

Fig. 3 Arranque y paro de un motor reversible mediante un PLC.

Conclusiones:Un motor eléctrico es una máquina capaz de transformar la energía eléctrica en energía mecánica, aunque existen motores que también pueden transformar


P.L.C.

Motor CA, reversible

Entrenador.


energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores, llamándose motores eléctricos reversibles.



PRÁCTICA 2: ARRANQUE/PARO Y CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE.

Objetivo: Diseñar y construir un sistema de control para el arranque, paro y cambio de giro de un motor reversible mediante el uso de un PLC CMQ1, CPU21, marca OMRON, utilizando el software de aplicación CX- ONEPROGRAMER.

Material y equipo:

Cantidad

Equipo


ONEProgrammer1 Consola de entrenamiento1 Motor reversible 100 VCA, 50/60 Hz, 25 W


Planteamiento del problemaControlar el encendido/apagado de un motor eléctrico reversible que cumpla con las siguientes condiciones:

Se implementará un botón de arranque y uno de paro (BP1 Y BP2) respectivamente. También tendrá un botón de giro CW (BP3) y uno de giro CCW (BP4) alternando entre ambas direcciones de giro, Asimismo de considerarse un botón de paro para cambio de giro (BP5)






Diagrama de flujo





ENTRADAS SALIDASElemento Dirección Elemento DirecciónArranque BP1 00000 Motor 10000Paro de emergencia BP2 00001CW BP 3 00002CCW BP4 00003Paro para cambio de giro 00004

Tabla 4. Entradas y salidas del sistema de arranque y paro de un motor reversible.


Fig. 5 Diagrama de escalera del Arranque/paro y cambio de giro de un motor.

Nemónico:1. LD 0.002. OR 12.003. ANDNOT 12.014. OUT 12.005. LD 0.016. OUT 12.01



7. LD 0.028. OR 12.029. AND 12.0010.ANDNOT 12.0411.ANDNOT 12.0312.OUT 12.0213.LD 0.0314.OR 12.0315.AND 12.0016.ANDNOT 12.0417.ANDNOT 12.0218.OUT 12.0319.LD 0.0420.OUT 12.0421.LD 12.0222.OUT 100.0023.LD 12.0324.OUT 100.01

Evidencias

Fig. 6 Arranque/paro y cambio de giro de un motor reversible mediante un PLC.


P.L.C.

Motor CA, reversible

Entrenador.


Conclusiones:Un motor eléctrico es una máquina capaz de transformar la energía eléctrica en energía mecánica, aunque existen motores que también pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores, llamándose motores eléctricos reversibles. Para poder cambiar el sentido de giro de un motor de CA únicamente es necesario conmutar la energización de sus bobinas.



PRÁCTICA 3: ARRANQUE/PARO Y CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE.

Objetivo:

Diseñar y construir un sistema de control para una banda transportadora que traslada una carga de un punto “A” a un Punto “B” y espera tres segundos para posteriormente regresar a su punto de inicio, mediante un PLC CMQ1, CPU21, marca OMRON, utilizando el software de aplicación CX- ONEPROGRAMER.

Material y equipo:

Cantidad

Equipo


ONEProgrammer1 Consola de entrenamiento1 Motor reversible 100 VCA, 50/60 Hz, 25 W1 Banda Transportadora2 Sensor Foto eléctrico2 Amplificadores para Sensor foto eléctrico E3C-A


Planteamiento del problemaControlar el traslado de una pieza por una banda de una posición A hasta una posición B, al llegar a la posición B detenga la banda y espere 3 segundos. Cumpliéndose el tiempo de espera regrese la pieza a la posición inicial y al llegar a dicha posición detenga el proceso.






Fig. 7 Planteamiento del problema

Diagrama de flujo



Sensor Fotoeléctrico 2


Motor



ENTRADAS SALIDASElemento Dirección Elemento DirecciónArranque BP1 00000 Motor 10000Paro de emergencia BP2 00001Sensor Fotoeléctrico 1 00002Sensor Fotoeléctrico 2 00003

Tabla 6. Entradas y salidas del sistema de control de la banda transportadora.


Fig. 9 Diagrama de escalera para controlar la banda transportadora.

Nemónico:1. LD 0.002. OR 12.003. ANDNOT 12.014. ANDNOT 12.03



5. OUT 12.006. LD 0.017. OUT 12.018. LD 0.029. OR 12.0210.AND 12.0011.ANDNOT 0.0312.OUT 12.0213.LD 0.0314.AND 12.0015.TIM 000 #3016.LD TIM00017.OR 12.0318.ANDNOT 0.0219.OUT 12.0320.LD 12.0221.OUT 100.0022.LD 12.0323.OUT 100.01

Evidencias

Fig. 10 Banda transportadora.



Conclusiones:Una banda transportadora es un sistema de transporte continuo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores.

Se usan principalmente para transportar materiales granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales, etcétera, aunque también se pueden usar para transportar personas en recintos cerrados (por ejemplo, en grandes hospitales y ciudades sanitarias). A menudo para cargar o descargar buques cargueros o camiones.



PRÁCTICA 3B: ARRANQUE/PARO Y CAMBIO DE GIRO DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA REVERSIBLE.

Objetivo: Diseñar y construir un sistema de control para una banda transportadora, que traslada una carga de manera cíclica de un punto “A” a un Punto “B” y en cada punto espera 3 segundos, haciendo uso de un PLC CMQ1, CPU21, marca OMRON y el software de aplicación CX- ONEPROGRAMER.

Material y equipo:

Cantidad

Equipo


ONEProgrammer1 Consola de entrenamiento1 Motor reversible 100 VCA, 50/60 Hz, 25 W1 Banda Transportadora2 Sensor Foto eléctrico2 Amplificadores para Sensor foto eléctrico E3C-A

Conectores de bananaTabla 7. Materia y equipo utilizado para la práctica 3b.

Planteamiento del problemaControlar el traslado de una pieza por una banda de una posición A hasta una posición B, al llegar a la posición B detenga la banda y espere 3 segundos. Cumpliéndose el tiempo de espera regrese la pieza a la posición inicial y espere otros tres segundo, realizando el proceso de manera cíclica.

Fig. 11 Planteamiento del problema




Motor


Instrucciones. 10.Diseñe el correspondiente circuito de control que se requiere para dar


para programar el PLC.12.Determinar las entradas y salidas del circuito.

Diagrama de flujo






Tabla 8. Entradas y salidas del sistema de control de la banda transportadora cíclica.


Fig. 13 Diagrama de escalera para controlar la banda transportadora cíclica.



Nemónico:1. OR 12.002. ANDNOT 12.013. OUT 12.004. LD 0.015. OUT 12.016. LD 0.027. AND 12.008. TIM 001 #309. LD TIM00110.OR 12.0211.ANDNOT 0.0312.OUT 12.0213.LD 0.0314.TIM 000 #3015.LD TIM00016.OR 12.0317.ANDNOT 0.0218.OUT 12.0319.LD 12.0220.OUT 100.0021.LD 12.0322.OUT 100.01

Evidencias

Fig. 14 b) Banda transportadora.



Conclusiones:Una banda transportadora es un sistema de transporte continuo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores.

Se usan principalmente para transportar materiales granulados, agrícolas e industriales, tales como cereales, carbón, minerales, etcétera, aunque también se pueden usar para transportar personas en recintos cerrados (por ejemplo, en grandes hospitales y ciudades sanitarias). A menudo para cargar o descargar buques cargueros o camiones.

Para que este sistema de transporte de carga se vuelva automático, solo basta controlar el sentido de giro del motor reversible mediante dos temporizadores.



PRÁCTICA 4: CONTROL DE UN MOTOR A PASOS.

Objetivo: Diseñar y construir un sistema de control para el arranque, paro y cambio de giro de un motor a pasos, mediante el uso de un PLC CMQ1, CPU21, marca OMRON, utilizando el software de aplicación CX- ONEPROGRAMER.

Material y equipo:

Cantidad

Equipo


ONEProgrammer1 Consola de entrenamiento1 Motor a pasos de 5 fases 100 VC unipolar

Conectores de bananaTabla 9. Material y equipo utilizado para la práctica 4.

Planteamiento del problemaControlar un motor a pasos con las siguientes condiciones:

Diseñar el cableado del circuito eléctrico y el circuito de control que permita girar un motor en dos sentidos, CW y CCW para tal efecto usar botones que permitan ejecutar las diversas acciones, entre ellas cambiar de sentido de giro previamente indicando al sistema un paro y posteriormente elegir con el pulso de un botón el sentido de giro.

Considerar:

1. Botón de inicio2. Botón de Paro de Emergencia



Fig. 15 Planteamiento del Problema






Diagrama de flujo



Tabla 10. Entradas y salidas del sistema de control del motor a pasos.





Fig. 17 Diagrama de escalera para controlar un motor a pasos.

Nemónico:1. LD 0.002. OR 12.003. ANDNOT 12.014. OUT 12.005. LD 0.016. OUT 12.017. LD 0.028. OR 12.029. AND 12.0010.ANDNOT 12.0311.ANDNOT 100.02



12.OUT 12.0213.LD 0.0314.OR 12.0315.AND 12.0016.ANDNOT 12.0217.ANDNOT 100.0218.OUT 12.0319.LD 0.0420.OR 12.0421.ANDNOT 0.0322.ANDNOT 0.0223.OUT 12.0424.LD 12.0225.AND P_0_02s26.OUT 12.0527.LD 12.0328.AND P_0_02s29.OUT 12.0630.LD 12.0431.OUT 100.0232.LD 12.0533.OUT 100.0034.LD 12.0635.OUT 100.01

Evidencias

Fig. 18 Motor a pasos.



Conclusiones:A diferencia de un motor DC, que solo tiene una bobina y que empieza a girar apenas se le conecta la alimentación, con una velocidad que varía de acuerdo con el voltaje aplicado; los motores de pasos tienen cuatro bobinas y avanzan o retroceden solo un pequeño ángulo de giro, llamado ángulo de paso, por cada combinación de voltaje aplicada en sus boninas. Para mantener la marcha del motor es necesario cambiar periódicamente la combinación de voltajes en sus terminales.

Con 4 bobinas un puede presentar hasta 8 terminales, 2 por cada bobina. Los terminales se pueden unir interna o externamente dando lugar a dos tipos de: los unipolares y los bipolares. Observa que si tienes un motor unipolar de 8 ó 6 terminales, lo puedes convertir en un motor bipolar; pero no es posible arreglar un motor bipolar para que trabaje como unipolar, a menos que separes sus bobinas internamente.



PRÁCTICA 5: CONTROL DE UNA CELDA MECATRONICA.

Objetivo: Diseñar y construir un sistema de control para una celda mecatrónica que consta de dos bandas transportadoras y dos robots, cuyo proceso es una carga de la banda uno a la banda dos, y este a su vez lo deposita en una mesa giratoria, mediante el uso de un PLC CMQ1, CPU21, marca OMRON, utilizando el software de aplicación CX- ONEPROGRAMER.

Material y equipo:

Cantidad Equipo1 PLC SYSMAC OMRON, CQM1, CPU 211 Computadora Personal con el Software CX ONEProgrammer2 Consola de entrenamiento2 Motor a pasos de 5 fases 100 VC unipolar2 Motor reversibles 25 100 V y frecuencia 50/60 Hz, MM_A3201 Motor de ROBOT para el eje Z 1W, 100V, 50/60 Hz.

Conectores de banana1 Mesa giratoria, MM-M3301 Mesa de movimiento lineal, MM_M3101 Robot tipo giratorio, MM-R1801 Mecanismo manivela, biela, corredera, MM-M2302 Bandas transportadoras MM-M3202 Sensores Fotoeléctrico omron1 ManiFul2 Amplificadores para switch foto eléctrico, E3C-A

Tabla 11. Material y equipo utilizado para la práctica 5.

Planteamiento del problemaControlar una celda mecatrónica que consta de dos bandas transportadoras, dos robots, y una mesa giratoria, mediante las siguientes condiciones:

Diseñar el cableado y el circuito de control que permita mover una carga de la banda 1 a la banda dos a través del robot 1 y por último de la banda dos a la mesa giratoria a través del robot 2 y que dicho proceso sea cíclico.

Considerar:

3. Botón de inicio.4. Botón de Paro de Emergencia.5. Dos segundos para que arranque la banda dos, después que el robot uno

deja la pieza en dicha banda.6. El robot uno regresa a su estado inicial.7. Dos segundo para tomar la pieza de banda dos por medio del robot 2.



8. Dos segundos para que inicie el proceso de nuevo el proceso, una vez que el robot 1 regresa a su estado inicial.

Fig. 20 Celda mecatrónica


Banda 1

Banda 2

Robot 1

Robot 2

Mesa Giratoria



Motor 1

Motor 2

Motor 3

Motor 4

Motor 5

Ventosa 1

Ventosa 2

Cilindro de simple efecto

Fig. 19Diagrama esquemático de la celda mecatrónica





Diagrama de flujo





ENTRADASElementos Abreviatura DirecciónArranque PB1 00000Paro PB2 00001Sensor Fotoeléctrico 1 SF1B1 00002Sensor de límite mecánico1 del motor del robot 1 LS1MR1 00003Sensor de límite mecánico 2 del motor del robot 1 LS2MR1 00004Sensor de límite mecánico1 del mecanismos manivela biela corredera

LS1MBC 00005

Sensor magnético 2 de la mesa de movimiento lineal SM2MML 00006Sensor Fotoeléctrico 2 SF2B2 00007Sensor magnético1 de inicio de carrera del cilindro neumático del Robot 2

SM1CR2 00008

Sensor magnético2 de fin de carrera del cilindro neumático del Robot 2

SM2CR2 00009

Sensor de límite mecánico1 del Robot 2 LS1R2 00010Sensor de límite mecánico 2 del Robot 2 LS2R2 00011

Tabla 12 Entradas del sistema de control de una celda mecatrónica.

SALIDASElementos Abreviatura DirecciónMotor reversible de la Banda 1 M1B1 10000Motor para el eje Z del Robot 1 M2R1 10001Solenoide 1 de la electroválvula para activar una ventosa del Robot 1

Z1R1 10002

Motor a pasos del mecanismo manivela biela corredera

M3MBC 10003

Motor reversible de la Banda 2 M4B2 10004Solenoide 1 de la electroválvula para activar un cilindro de simple efecto del Robot 2

Z1R2 10006

Solenoide 2 de la electroválvula para activar una ventosa del Robot 2

Z2R2 10007

Motor a Pasos giro en sentido horario M5CWR2 10005Motor a Pasos giro en sentido anti horario M5CCWR2 10008

Tabla 13 Salidas del sistema de control de una celda mecatrónica.










Fig. 22 Diagrama de escalera para controlar una celda mecatrónica.

Nemónico:1. ' ARRANQUE2. LD 0.003. OR 12.004. ANDNOT 12.015. OR TIM0086. OUT 12.007. ' PARO8. LD 0.019. OR TIM00710.ANDNOT TIM008



11.OUT 12.0112. ' CONTROL13.LD 12.0014.ANDNOT 0.0215.ANDNOT 12.0616.OUT 12.0217. // MOTOR DE LA BANDA 118.LD 0.0219.OR 12.0620.AND 12.0021.OUT 12.0622. // STOP B123.LD 0.0224.OR 12.0925.ANDNOT 0.0426.AND 12.0027.ANDNOT TIM00128.OUT 12.0329. // MOTOR DOWN1 DEL R130.LD 0.0331.OR 12.0432.AND 12.0033.AND 12.0634.ANDNOT TIM00135.OUT 12.0436. // SELENOIDE DE VENTOSA R137.LD 12.0438.ANDNOT 12.0939.OR TIM00140.ANDNOT 0.0341.OUT 12.0542. // MOTOR UP DEL R143.LD 12.0544.OR 12.0745.AND 12.0046.ANDNOT 0.0647.OUT 12.0748.LD 12.0749.TIM 000 #2050.LD TIM00051.ANDNOT 0.0652.LD 12.1053.ANDNOT 0.0554.ORLD55.OUT 12.0856. // MOTOR A PASOS DE MBC57.LD 0.06



58.OR 12.0959.AND 12.0060.OUT 12.0961. // ACTIVA DOWN 2 DEL MR162.LD 12.0963.TIM 001 #2064.LD TIM00165.OR 12.1066.AND 12.0067.OUT 12.1068.LD 12.1069.TIM 002 #2070.LD TIM00271.ANDNOT 0.0772.AND 12.0073.ANDNOT 20.0174.OUT 12.1175. // ACTIVA BANDA276.LD 12.1377.OR 20.0178.AND 12.0079.OUT 20.0180.LD 0.0781.TIM 004 #2082.LD TIM00483.ANDNOT TIM00384.LD TIM00585.ANDNOT TIM00686.ORLD87.AND 12.0088.OUT 12.1289. // PISTON EXTENDIDO90.LD 0.0991.OR 12.1392.AND 12.0093.ANDNOT TIM00694.OUT 12.1395. // VENTOSAACTIVADA96.LD 12.1397.TIM 003 #2098.LD 0.0899.AND 12.13100. ANDNOT 0.10101. OUT 12.15102. // MOTOR A PASOS DE R2103. LD 0.10104. AND 12.00



105. OUT 20.00106. LD 20.00107. TIM 005 #20108. LD TIM005109. TIM 006 #20110. LD TIM006111. OR 20.02112. AND 0.08113. ANDNOT 0.11114. AND 12.00115. OUT 20.02116. // MOTOR A PASOS R2117. LD 20.02118. OR 20.03119. OUT 20.03120. ' SISTEMAAUTOMÀTICO121. LD 0.11122. AND 0.08123. AND 20.03124. OUT 20.04125. LD 20.04126. ANDNOT 0.01127. TIM 007 #20128. LD TIM007129. ANDNOT 0.01130. TIM 008 #20131. ' SALIDAS132. LD 12.02133. OUT 100.00134. LD 12.03135. OR 12.05136. OUT 100.01137. LD 12.04138. OUT 100.02139. LD 12.08140. AND P_0_02s141. OUT 100.03142. LD 12.11143. OUT 100.04144. LD 12.12145. OUT 100.06146. LD 12.13147. OUT 100.07148. LD 12.15149. AND P_0_02s150. OUT 100.05151. LD 20.02



152. AND P_0_02s153. OUT 100.08

Evidencias

Fig. 23 Banda 1 Fig. 24 Robot 1

Fig. 25 Robot 2 y banda 2



Fig. 26 Mesa Giratoria.

Conclusiones:Para poder controlar esta celda mecatrónica es necesario organizar de manera adecuada el circuito de control con el circuito de potencia, además el realizar comentarios ayuda a identificar cada elemento en el diagrama de escalera, lo cual facilita la modificación del sistema de control y corrección de errores.


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