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LABORATORIO CONTROL INDUSTRIAL
COLOQUIOS PRACTICOS DEL SEGUNDO BIMESTRE
MEZCLA DE DOS INGREDIENTES Y LAVADO DE UN TANQUE.
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
CONTROL Y SIMULADA TANQUE
MEZCLA Y LAVADO
CUADRO DE VARIABLES
HORNO DE RESISTENCIAS
a) Utilizando el lenguaje FBD, realice el programa para controlar el funcionamiento de un horno de resistencias,
que debe conectarse mediante un contactor (K1) en un tiempo, entre 0 y 10 segundos, proporcional a la
diferencia entre el “setpoint” (120 ºC) y la temperatura del horno, tiempo que se calcula y actualiza cada 10
segundos.
b) Así por ejemplo, si la temperatura del horno está en 80 ºC, la diferencia con el “setpoint” será de 40 ºC, valor
que representa una fracción de 0.33 respecto “setpoint” (40/120); en este caso las resistencias calefactoras
estarán conectadas 3.3 segundos y desconectadas 6.7 segundos.
c) Si la temperatura del horno está sobre los 125 ºC, un ventilador, accionado por el contactor K2, inyectará aire
fresco al horno y se apagará cuando la temperatura descienda del “setpoint”. Para cumplir esta condición de
control utilice el bloque de función HYST_REAL.
d) Una luz intermitente se activará cuando la temperatura sea menor que 100 ºC o superior a 130 ºC. Para este
caso utilice el bloque de función LIMIT_IND_REAL y una función OR_BOOL.
e) Utilice un interruptor de entrada para activar o desactivar el circuito.
f) Para simular la variación de temperatura, cree una variable tipo real (Temperatura) y mediante pulsadores
externos (subir, bajar) varíela en pasos de 5 ºC, entre 20 ºC y 150 ºC. Para esta sección de programa, se sugiere
utilizar las funciones LT, GT, ADD, SUB y R_TRIG.
Presente el diagrama de conexiones de entradas y salidas guardando coherencia entre el nombre de las
variables
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
CIRCUITO DE CONTROL FBD
CUADRO DE VARIABLES

ELABORACIÓN DEL CHOCOLATE
Diseñe el circuito de control para comandar el proceso de elaboración del chocolate.
El proceso inicia con la selección de materia prima, la cual una vez descascarillada ingresa a la
tolva de carga donde se tiene un sensor de nivel de sólidos tipo capacitivo, calibrado entre 0100% de la capacidad total de la tolva. Una vez que se ha detectado que la tolva está llena (>90%)
se abre una electroválvula (EV1) que permite el paso del cacao para ser tostado. Cuando se ha
detectado que la tolva de carga está vacía (<10%) se enciende un horno (HR1) durante 15 minutos
y en ese momento se cierra (EV1).
Pasado los 15 min el horno se apaga y por medio de una electroválvula (EV2) se permite el paso
del producto para ser triturado, en donde se acciona un motor trifásico (M1) durante 20 min. Una
vez que se ha apagado M1 automáticamente se cierra (EV2) y se abre una electroválvula (EV3).
Cinco min. después de abierta (EV3) se abre (EV4) para permitir el ingreso de otros aditivos y
simultáneamente se enciende (M2) durante 30 min en sentido horario y 30 minutos en sentido
anti horario para continuar con la fase de mezclado y conchado.
Cuando M2 ha terminado su función se cierra (EV3) y (EV4). Finalmente el paso del chocolate a
la etapa de moldeado se lo controla por medio de una electroválvula (EV5) que se abre y deja
pasar el producto hasta que ha alcanzado un peso igual a 50 gramos en donde se cierra, en ese
momento se acciona una banda transportadora (BT) y se detiene cuando (SP) ha detectado el
paso de un chocolate; en ese mismo instante se vuelve a abrir (EV5) para continuar el proceso.
Cuando el número de chocolates que están en los moldes es 25 chocolates se enciende una luz.
Para verificar el funcionamiento del sensor de nivel de sólidos 0-100% se debe usar la entrada
analógica 3:1 y para el sensor de peso 0 – 100 gramos se debe utilizar la entrada analógica 3:2 del
PLC virtual. En ambos casos hacer la transformación de las variables tipo WORD a REAL.
Incluir un pulsador (PG) para detener el proceso en caso de emergencia.
Nota: Considerar las protecciones para cada motor.
Se pide:



Diagrama de entradas y salidas.
Diagrama de Fuerza
Circuito de control
CIRCUITO DE FUERZA.
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
CIRCUITO DE CONTROL
PROCESO
TIEMPOS
CUADRO DE VARIABLES
MEZCLA / LAVADO CON ARRANQUE Y DELTA PARA AGITADOR
Modificar el informe de la práctica No 10 considerando lo siguiente:
1. En el motor mezcla cuando se inicia el ingreso del primer ingrediente (A) se enciende un niquelina la misma
que se apaga cuando se inicia el vaciado del tanque.
2. Anadir un sistema de arranque Y- delta para el motor del agitador en todos los casos en que le toque
funcionar.
Presentar:
1. Diagrama de fuerza todos los elementos del sistema.
2. Diagrama de conexiones de entradas y salidas del PLC.
3. Circuito de simulación en CONCEPT funcionando en el computador.
DIAGRAMA DE FUERZA
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
DECLARACION DE VARIABLES
DIAGRAMA DE CONTROL
OPERACIÓN DE UN TANQUE DE CENTRIFUGADO
Realice el programa para controlar la operación de un tanque de centrifugado de 10 litros de capacidad, que dispone
un motor trifásico de inducción accionado por un variador de velocidad cuyo rango de frecuencia de salida es de 0 a
60 Hz, proporcional a la entrada de control del variador de 0 a 10 Vdc. El variador posee además dos entradas
digitales que cuando se opera hacen que el motor reciba la alimentación para funcionar en sentido horario (GH) u
anti horario (GAH).
Para el control se requiere las siguientes condiciones:
a. Mediante un selector de tres posiciones se escoge el sentido de giro para el motor o que se detenga cuando
el selector se coloca en modo OFF.(3.1), da una señal que indica la variación del volumen del tanque entre 0
y 10 litros.
b. Este sensor se simula calibrando la entrada analógica del PLC virtual como variable real entre 0 y 12 litros.
c. Cuando el nivel se encuentre entre 1 y hasta 5 litros, mediante un pulsador P1 se ordena que el variador
arranque el motor, en el sentido de giro escogido, a una frecuencia de 30 Hz y funcione durante un tiempo
calibrado por el usuario mediante pulsantes exteriores. Luego de este tiempo el motor pasara a una
frecuencia de 45 Hz y se detendrá al cabo de 15 segundos.
d. Cuando el nivel sea superior a 5 litros, mediante el mismo pulsador P1 se ordena que el variador arranque el
motor, en sentido de giro escogido, a una frecuencia de 50 Hz y funcione durante un tiempo calibrado por el
usuario mediante los mismos pulsantes exteriores del literal d. luego de este tiempo el motor pasara a una
frecuencia de 60 Hz y se detendrá al cabo de 15 segundos.
e. El proceso de centrifugado termina luego de completarse el ciclo correspondiente o cuando se coloque el
selector en modo OFF.
f. La salida de frecuencia se debe mostrar en el PLC virtual en la salida 4:1 y en forma opcional el tiempo
calibrado en la salida 4:3.
DIAGRAMA DE FUERZA
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
DECLARACION DE VARIABLES
CIRCUITO DE CONTROL
MODIFICACIÓN PRÁCTICA 11
Modificar el informe de la práctica No 11 considerando lo siguiente:
1. En lugar de utilizar una entrada analógica 3:1 para simular el nivel del tanque, utilizar la subrutina subaja
para llenar o vaciar el tanque y mostrar el nivel en la salida 4:3 del PIC virtual.
2. El tanque se llena mediante una válvula V1 controlada manualmente con dos pulsantes, P1 para inicial el
llenado abriendo la válvula y P2 para cerrar la válvula cuando el operador considera que los litros
ingresados son los requeridos.
3. El tanque se vacía con una válvula 2, la misma que se abre cuando se ha terminado el ciclo de centrifugado.
4. No se puede ordenar que se abra la válvula de llenado V1 si no han transcurrido al menos 15 segundos desde
que se vacío el tanque.
5. El proceso se detiene usando se ha terminado cualquiera de los ciclos y el tanque esta vacio o mediante un
pulsante de paro.
DIAGRAMA DE FUERZA
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
DECLARACION DE VARIABLES
DIAGRAMA DE CONTROL
ELABORACIÓN DE PAPEL
Diseñe el circuito de control para comandar el proceso de elaboración del papel
El proceso inicia con el astillado de la madera, la materia prima ingresa a la tolva de carga donde se tiene
dos detectores de presencia (DP1) y (DP2) como se indica en la figura. Una vez que se ha detectado que
la tolva está llena inicia el proceso accionando un motor (M1) y al mismo tiempo se abre una compuerta
(C1) que permite el paso de la madera triturada a una banda transportadora, el motor M1 deja de
funcionar cuando se detecta un nivel de madera bajo en la tolva de carga y en ese momento se cierra la
compuerta C1. La banda transportadora en cambio inicia su operación mediante un motor (M2) desde
que se abre la compuerta C1 hasta que se cierra la misma.
A través de la banda transportadora se envía la madera triturada a la fase de cocido, en donde se
enciende un horno (HR1) durante 15 minutos y al mismo tiempo automáticamente por medio de una
electroválvula (EV1) se permite el ingreso de productos químicos durante 10 minutos. Pasado este
tiempo mediante una electroválvula (EV2) se permite el paso del producto por medio de filtros para
separar residuos de gran tamaño y se inicia con el proceso de homogenización en donde se mezcla el
producto obtenido utilizando un motor (M3) el cual es controlado por medio de un variador de
velocidad. Inicialmente el motor gira en sentido horario a 30 RPM durante 10 minutos, pasado este
tiempo se invierte el sentido de giro y funciona 10 min más, luego aumenta la velocidad a 80 RPM
girando en sentido horario por 15 min. Después de ese tiempo se apaga M3 se cierra EV2.
Finalmente mediante una electroválvula (EV3) se lleva la mezcla a un horno (HR2) en donde se tiene un
control de temperatura de secado, el horno se enciende cuando la temperatura es menor a 30 ºC el
cual se apaga cuando es mayor a 130 ºC y además se cierra EV3. Para finalmente enrollar el papel
obtenido. Para verificar el funcionamiento del sensor de temperatura 0-200ºC se debe usar la entrada
analógica 3:1 del PLC virtual. El variador de velocidad usado puede hacer funcionar el motor en los dos
sentidos de giro para lo cual dispone de dos entradas digitales que operan: uno lógico en IN1 arranca el
motor y funciona en sentido horario, para cambiar de sentido se debe quitar el uno lógico en IN1 y
colocar un uno lógico en IN2. Para modificar la frecuencia se debe colocar un voltaje de entre 0 a 10V
en una entrada analógica del variador, en la simulación se usará la salida 4:1. En ambos casos hacer la
transformación de las variables tipo WORD a REAL.
Incluir un pulsador (PG) para detener el proceso en caso de emergencia.
Nota: Considerar las protecciones para cada motor.
Se pide:



Diagrama de entradas y salidas.
Diagrama de Fuerza
Circuito de control
CIRCUITO DE FUERZA.
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
CUADRO DE VARIABLES
CIRCUITO DE CONTROL
TEMPERATURA
PROCESO
PROCESO DE CENTRIFUGADO
Tomando como referencia la siguiente figura, diseñe el programa de control, en SFC, para la dosificación,
mezcla y lavado de un tanque de proceso, de la siguiente manera:
A.
El proceso empieza eligiendo la
operación deseada mediante un
selector de tres posiciones: Mezcla –
Paro – Lavado.
Válvula 4
M
B.
Para dar inicio a la opción escogida, se
debe presionar el pulsador Pmarcha.
C.
En la opción “Mezcla” y luego de
presionar Pmarcha, se inicia el proceso
abriendo la válvula 1, la cual se cierra
cuando el ingrediente A llega al nivel
que detecta el sensor 1 (medio)




Agua
Válvula 1
Sensor 2
Válvula 2
Ingred. A
Ingred. B
Sensor 1
1
Sensor 0
Una vez cerrada la válvula 1
Válvula 3
funciona un agitador (motor)
durante 60 segundos
Inmediatamente se abre la válvula 2, la misma que se cierra cuando el ingrediente B llega al nivel
que detecta el sensor 2 (lleno)
Una vez ingresados los dos ingredientes, el agitador (motor) funciona durante 60 segundos,
transcurrido ese tiempo se detiene y se abre la válvula 3 para evacuar la mezcla.
Cuando el sensor 0 (vacío) detecte tanque vacío el proceso vuelve al paso inicial.
D.
En la opción “Lavado” y luego de presionar Pmarcha, se abre la válvula 4 (ingreso de agua) y se cierra
cuando el nivel de agua es detectado por el sensor 2 (lleno). Luego funciona el agitador en sentido
horario durante 15 segundos; transcurrido este tiempo se abre la válvula 3, para vaciar el tanque.
Esta operación de lavado se repite por segunda ocasión automáticamente.
E.
En el segundo ciclo de lavado, al terminar de vaciar el tanque, el agitador vuelve a funcionar con la
válvula 3 abierta, 10 segundos en sentido horario y 10 segundos en sentido antihorario, luego de lo
cual se cierra la válvula y se pasa a condiciones iniciales.
g.
En el modo mezcla, en caso de sobrecarga del motor, si esta se presenta en la primera agitación se
ordena que se abra la válvula 3 para vaciar el tanque y el proceso vuelva al paso inicial. Si la sobrecarga
se presenta en la agitación con el tanque lleno, se ordena que el motor se detenga hasta que se
ordene reiniciar mediante el pulsante de marcha.
j.
Si la sobrecarga se presenta en el modo lavado el motor se detendrá inmediatamente y se ordenará
la apertura de la válvula tres para vaciar el tanque y que el proceso vuelva al paso inicial.
k.
En cualquier caso que se presente una sobrecarga se encenderá una lámpara en forma intermitente.
Utilizar la subrutina SUBAJA para simular el llenado y vaciado del taque, construyendo una variable NIVEL
TANQUE. Utilizar comparadores para simular los sensores de nivel, a fin de facilitar la simulación del proceso.
Mostrar la variable nivel tanque en la salida 4:1
CIRCUITO DE FUERZA
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
CUADRO DE VARIABLES
CIRCUITO DE CONTROL
ALGORITMOS PARA CONTROL, TANQUE SIMULADO Y TIEMPOS.
PROCESO DE CENTRIFUGADO: CIRCUITO DE CONTROL SFC.
DOS LIQUIDOS
En la siguiente figura, en la que se ilustra un proceso de mezcla y centrifugado de dos ingredientes. Realizar el diagrama SFC para
que el proceso funcione de la siguiente manera:
a. En condición inicial el tanque está vacío, las 3 válvulas cerradas, el motor de la centrífuga apagado y los contactos de los 3
sensores indicando tanque vacío.
b. Mediante un selector de tres posiciones se puede seleccionar
el ingreso de DOS LÍQUIDOS; PARO; UN LÍQUIDO. En modo dos
líquidos primero se abre la válvula 1 para el primer líquido y
luego la válvula 2 para el segundo líquido; en el modo un líquido
solo se abre la válvula 1 hasta llenar el tanque.
c. En el modo DOS LÍQUIDOS, mediante un pulsador se inicia el
proceso abriendo la válvula 1, la cual se cierra cuando el
ingrediente A llega al nivel que detecta el sensor 1 (medio)
d. Inmediatamente se abre la válvula 2, la misma que se cierra
cuando el ingrediente B llega al nivel que detecta el sensor 2
(lleno)
e. Una vez ingresados los dos ingredientes, el motor de la
centrífuga funciona durante 60 segundos en sentido horario y se
detiene.
M
Válvula
1
Sensor
2
Válvula
2
Ingred.
A
Ingred.
B
Sensor
11
Sensor 0
Válvula
3
f. El motor descansa 30 segundos y se inicia el centrifugado en sentido antihorario durante 60 segundos.
g. Una vez que se detiene el motor se abre la válvula 3 para evacuar la mezcla y cuando el sensor 0 (vacío) detecte tanque vacío
el proceso vuelve al paso inicial.
h. En el modo UN LÍQUIDO se abre la válvula 1 hasta que el tanque se haya llenado y se ordena el funcionamiento de la
centrífuga en sentido antihorario durante 60 segundos transcurrido dicho tiempo se abre la vávula 3 para vaciar el tanque y el
proceso regresa al paso incial.
i. El proceso se interrumpe en cualquier momento, si se coloca el selector en modo PARO, o si se presiona un pulsante de
emergencia o actúa el relé térmico de protección por sobrecarga. Si se ha ordenado la interrupción, se abre la válvula 3 para
vaciar el tanque y se regresa al paso inicial.
DIAGRAMA DE FUERZA.
DIAGRAMA DE ENTRADAS Y SALIDAS
DECLARACIÓN DE VARIABLES
DIAGRAMAS DE CONTROL