Prac2 Diseno Mct Diseno Hmi Bandas Transportadoras

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  • DEPARTAMENTO DE ENERGA Y MECNICA

    PRCTICAS DE DISEO MECATRNICO

    PRCTICA 2

    DISEO DEL SISTEMA HMI DE BANDA TRANSPORTADORA

    APLICACIN DE INGENIERA INVERSA

    Responsable de la Prctica Ing. Marco Singaa

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    TEMA: DISEO DEL SISTEMA HMI DE BANDA TRANSPORTADORA_

    APLICACIN DE INGENIERA INVERSA

    1.- OBJETIVOS:

    Aplicar Ingeniera Inversa para disear el sistema HMI de control de la banda

    transportadora bajo diferentes condiciones de funcionamiento.

    2.- EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR

    Banda transportadora

    PLC XINJE de la serie XCM-32T-E de control de banda transportadora

    Touch Panel TP760-T

    PC con software XC Series Program Tool

    3.-TRABAJO PREVIO

    Determinar las caractersticas tcnicas del Touch Panel TP760-T

    Verificar instrucciones de control de velocidad, posicin y aceleracin, del PLC

    XINJE.

    4.- CONOCIMIENTOS PREVIOS NECESARIOS1

    INTERFACE HUMANO MQUINA - HMI

    Un Interfaz Humano-Mquina, HMI, es un mecanismo que permite a un operador

    humano interactuar con una mquina o proceso y determinar el estado

    (prendido/apagado) o magnitud de los dispositivos y/o variables fsicas que estn

    presentes en una planta o proceso industrial.

    La interfaz de un HMI, puede ser tan simple como una lmpara indicadora del estado

    de un aparato, hasta una o varias pantallas desarrolladas en una computadora que

    llegan a mostrar representaciones esquemticas de todo el proceso bajo supervisin,

    incluyendo valores reales de las variables presentes en ese momento en la planta.

    Figura 1: Interfaz de un HMI

    Las funciones principales y necesarias que un HMI debe cumplir son:

    Monitoreo.- Obtener y mostrar datos de la planta en tiempo real.

    1 Gallo Vernica, Sa Fernando. Diseo e implementacin de una celda de manufactura con brazo robtico centralizado y control de calidad con visin artificial en el Laboratorio de Robtica Industrial de la ESPE-L. Tesis presentada como requisito previo a la obtencin del grado de Ingeniero en Mecatrnica. Ao 2013. Pg. 126-141, 145-147, 177.

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    Supervisin.- Permite junto con el monitoreo la posibilidad de ajustar las condiciones

    de trabajo del proceso.

    Generacin de alarmas.- Reconocer eventos excepcionales dentro del proceso y

    reportarlo estos eventos.

    Control.- Aplicar algoritmos que ajustan los valores del proceso y as mantener estos

    valores dentro de ciertos lmites.

    Generacin de histricos.- Muestrear y almacenar en archivos, datos del proceso a

    una determinada frecuencia.

    Al momento de realizar un HMI, el software debe ser fcil de programar, pudiendo as

    permitir:

    Una comunicacin con dispositivos de campo.

    Actualizar una base de datos "dinmica" con las variables del proceso.

    Visualizar las variables mediante pantallas con objetos animados.

    Que el operador pueda enviar seales al proceso, mediante botones, controles

    ON/OFF, ajustes continuos con el mouse o teclado.

    Supervisar niveles de alarma y alertar/actuar en caso de que las variables excedan

    los limites nominales.

    Almacenar los valores de las variables para anlisis estadstico y/o control.

    Controlar en forma limitada ciertas variables de proceso.

    Programas como InTouch de Wonderware, Lookout de National Instruments,

    TouchWin de Xinje; constituyen plataformas de desarrollo que facilitan el diseo de

    HMI en computadoras.

    TOUCH PANEL

    La banda transportadora marca TechDesign consta de un TouchPanel TP760-T, que

    es usada para el HMI de control de la banda: encendido/apagado, control de velocidad,

    monitoreo de los distintos sensores, mensajes de informacin del proceso y registro de

    nmero de materia prima.

    Figura 2: Touch Panel TP760-T

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    SOFTWARE TOUCHWIN

    Se utiliza el software TouchWin Edit Tool para programar el panel de operador

    TouchPanel TP760-T, del HMI del proceso.

    Figura 3: Software TouchWin Edit Tool.

    COMANDOS PRINCIPALES DEL SOFTWARE

    En la Tabla 1, se describe las funciones de los comandos utilizados en la

    programacin del HMI.

    Tabla 1: Barra de herramientas

    Grfico Nombre Funcin

    Texto Entrada de texto esttico.

    Texto Dinmico

    Muestra el texto de acuerdo con el valor del registro, apoya 16 textos, establece el valor del registro como 0 ~ 15.

    Texto Variacional

    Muestra el texto de acuerdo con el valor del registro, establece el valor del registro como el usuario necesite.

    Lmpara Muestra el estado ON / OFF del interruptor

    Botn ON / OFF del elemento de bit.

    Lmpara botn Combina la funcin de la lmpara y el botn.

    Salto de Pantalla Ir a la pantalla de objeto.

    Entrada Digital Introducir los datos en el registro.

    Entrada de texto Caracteres de entrada en el registro.

    Teclado Digital Teclado de entrada digital

    Llama a una

    ventana Llama a una ventana de acuerdo con el valor en la bobina o registro.

    Botn de ventana Controlar el cierre abierto, de la ventana

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    Lnea Dibuja lneas.

    Arco Dibuja arcos.

    Rectngulo Dibuja rectngulos.

    Mapa Aadir imgenes JPG o BMP.

    Borrar Borrar la imagen actual.

    Descargar Descargue el proyecto en el TH.

    Cargar Cargar el proyecto de TH para PC.

    Depurar descarga Depurar descarga.

    5.- PROCEDIMIENTO PRCTICO

    PROGRAMACIN DEL HMI.

    Los siguientes pasos se deben seguir para crear el HMI que permitir controlar y

    visualizar el proceso de la banda transportadora:

    Abrir el software TouchWin y elegir el modelo del panel de operador (Touch Panel),

    tipo de PLC y equipo.

    Figura 4: Seleccin del Touch Panel y PLC.

    Ingresar el nombre con el que se guardar el archivo. Es opcional ingresar el

    nombre de los autores y una descripcin para el proyecto.

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    Figura 5: Datos del archivo

    Crear las siguientes ventanas:

    o Introduccin

    o HMI

    o Registro

    Figura 6: Ventanas principales.

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    Programacin de la ventana Introduccin. Insertar los grficos deseados por

    medio del comando Map del software.

    Figura 7: Comando Map para grficos

    Insertar el tema del proyecto y nombre de los autores, a travs del comando Text.

    Figura 8: Comando Text para textos

    Insertar un salto de pgina para el HMI. Por seguridad, definir una clave de 4

    dgitos, utilizando la opcin Screen Jump.

    Figura 9: Comando Screen Jump

    Programacin de la ventana HMI. Ingresar dos pulsadores para el encendido y

    apagado del proceso, a travs del comando Lamp Button.

    Figura 10: Comando Lamp Button

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    Para el monitoreo del proceso, implementar luces indicadoras en cada una de las

    bandas por medio del comando Lamp.

    Figura 11: Comando Lamp.

    Configuracin de cuadro de mensajes. Insertar un cuadro de informacin para

    indicar por mensajes el avance del proceso o si existe algn problema en el mismo;

    para lo cual se debe utilizar el comando Real Time Event.

    Figura 12: Comando Real Time Event

    Control de la banda transportadora con HMI. Se debe utilizar las direcciones de las

    entradas digitales de la banda transportadora, desde donde se controlar la

    velocidad de la banda. Se utiliza el comando Digital Input.

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    Figura 13: Comando Digital Input para el control de velocidad

    Programacin de la ventana Registro. En la ventana Registro, se colocarn 2

    contadores que determinarn la cantidad de piezas de materia prima, que inician el

    proceso y que llegan al extremo final, esto se realiza por medio del comando Digital

    Display.

    Figura 14: Comando Digital Display para contadores

    Por ltimo, descargar el programa a travs del cable serial y el cable de

    comunicacin de Touch Panel. El HMI est listo para ser utilizado.

    Figura 15: Programa descargado

    6.- ANLISIS DE RESULTADOS

    Explique la operacin de la banda transportadora controlada desde el sistema HMI.

    7.- CUESTIONARIO

    7.1 Describir la operacin de la banda transportadora, controlada desde el panel de

    operador; con control de variables de velocidad, posicin y aceleracin.

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    ANEXO para la ejecucin de la aplicacin

    Clculos de velocidad y desplazamiento de la banda transportadora

    Para conocer la velocidad lineal y desplazamiento la banda transportadora, mediante

    pulsos, se realiza los siguientes clculos:

    Clculo de la velocidad lineal.- La velocidad nominal del servomotor es 2000

    rpm, expresada en radianes es:

    (Ec. 1)

    Como el servomotor est acoplado a la banda transportadora a travs de un

    reductor 25:1, la velocidad angular del reductor es la siguiente:

    (Ec. 2)

    Se obtiene la velocidad lineal de la banda mediante la ecuacin:

    (Ec. 3)

    Clculo del desplazamiento: Se conoce que el servomotor da 25 rpm con

    250,000 pulsos por lo tanto el reductor va a dar 1 rpm; el radio del eje es 0.03 m y

    el espesor de la banda es 0.001 m, los clculos son:

    (Ec. 4)

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    8.- COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

    Comente los aspectos que Usted considere ms significativos como conclusin del

    desarrollo de la prctica.

    9.- RECOMENDACIONES

    Mencione los aspectos para el mejor desarrollo de la prctica, ya sea modificando el o

    los procedimientos, o s