Control remoto de un sistema de bombeo

Universidad Tecnològica
de Querètaro
Firmado digitalmente por Universidad Tecnològica de Querètaro
Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad Tecnològica
de Querètaro, o=UTEQ, ou=UTEQ, [email protected],
c=MX
Fecha: 2014.05.07 15:00:44 -05'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO
Nombre del proyecto
“Control remoto de un sistema de bombeo mediante la activación
de la salida de un PLC”
EMPRESA:
ASEI INGENIERIA.
Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de:
INGENIERO EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
Presenta:
GONZÁLEZ HERNÁNDEZ NOÉ.
Asesor de la UTEQ:
Asesor de la Organización:
Dr. Rubén Velázquez Hernández.
Ing. Arturo Ruiz Núñez.
Santiago de Querétaro, Qro. 07 de Mayo de 2014.
Resumen
La razón principal de llevar a cabo este proyecto es de crear el control para el
encendido y apagado de un sistema de bombeo a distancia que está ubicado en
la comunidad de CHAVARRIAS por parte de la Comisión Estatal de Aguas de
Querétaro. Para ello se realizó una integración de telemetría que consiste en el
control de encendido y apagado del sistema de bombeo. La tecnología de las
telecomunicaciones puede enlazar una red gsm con un plc. Se realizó un tablero
de control donde se instaló un PLC ZELIO SR3B101BD, un módulo de
comunicación y un modem gsm. Se hizo una automatización del sistema de
bombeo para tener control de las salidas del plc. Al igual se instalo un modem
gsm para mandar y recibir mensajes sms. Este proyecto de control por telemetría
se podrá aplicar en los sistemas de bombeo similares que tiene la CEA.
(Palabras clave: Control, sistema, integración, telemetría, telecomunicación, plc,
automatización, modem gsm, sms).
1
Summary
During my internship, I worked with this project that consisted on creating the
control for power on and off for a remote pumping system located in the
community of chavarrías by Comisión Estatal de Aguas de Querétaro. In order to
reach the goal, a telemetry integration was done; through the technology of
telecommunications such as a network gsm. The most important procedures were
making a control panel where a Zelio SR3B101BD plc, a modem of
communication and a gsm modem, to send and receive sms messages, were
installed. Besides, an automation of the pumping system was made; with it you
can take control by plc. For me, it was a great experience because I could learn
that a telemetry control may be applied in similar pumping systems at CEA. Also,
the amelioration is important in all sectors; nowadays a globalized world leads us
to use new technologies and we must use these tools to facilitate processes and
procedures.
2
Agradecimientos
Agradecido a dios por permitirme terminar con este proceso de mi vida.
Orgulloso de mi familia por haberme apoyado durante todo este tiempo, gracias a
mi madre Juana Hernández Escamilla y a todos mi hermanos.
Agradezco a mis profesores por haberme formado, a mis amigos quienes me
dieron su apoyo en los proyectos realizados.
3
Índice
Página
Resumen
1
Summary
2
Agradecimientos
3
Índice
I.
INTRODUCCIÓN
4
5
II.
ANTECEDENTES
6
III.
JUSTIFICACIÓN
8
IV.
OBJETIVOS
9
V.
ALCANCE
9
VI.
ANÁLISIS DE RIESGOS
10
VII.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
11
VIII.
PLAN DE ACTIVIDADES
23
IX.
RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS
24
X.
DESARROLLO DEL PROYECTO
25
XI.
RESULTADOS OBTENIDOS
42
XII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
44
XIII.
ANEXOS
XIV. BIBLIOGRAFÍA
4
I. Introducción
Más de mil millones de personas en todo el mundo carecen de acceso al agua
potable.
La Comisión Estatal de Aguas es la encargada de llevar agua potable a la toda
población. La población de la comunidad de CHAVARRIAS ESTA ubicada en el
municipio de Cadereyta de montes Querétaro tiene algunas dificultades con el
abastecimiento del agua puesto que en ocasiones la comunidad se ha quedado
sin servicio, debido a que el pozo donde está el sistema de bombeo es de difícil
acceso.
La CEA de Querétaro tiene la necesidad de que sus sistemas de bombeo sean
controlados a distancia para así poder bombear agua a los pozos que tiene
distribuidos en el estado para abastecer el consumo de la población.
Los sistemas de bombeo son controlados remotamente mediante equipos de
tecnología red gsm. El objetivo es de controlar el encendido o apagado
remotamente mediante el envió de un sms desde un teléfono móvil para activar o
desactivar salidas de un plc.
5
II. Antecedentes
ASEI Ingeniería es una empresa de servicios de ingeniería integral que brinda
soluciones a sistema de procesos industriales como la integración de maquinas,
diseño de planos eléctricos, maquila de tableros electrónicos, arrancadores,
instalación y programación de variadores de velocidad, integración de sistemas
automatizados y de telemetría.
La Comisión Estatal de Aguas (CEA) ha contratado los servicios de ASEI
Ingeniería para el desarrollo del proyecto de telemetría de un sistema de bombeo.
El cual consiste en la integración de equipos para control remoto de estaciones de
bombeo de agua éstas se encuentran en la localidad de chavarrías, municipio de
Cadereyta de Montes, las bombas de agua abastecen al municipio de Cadereyta
de Montes.
La CEA tiene designada a una persona para que encienda las bombas
manualmente, el encendido de las bombas tiene un periodo de 1 hora pero con el
incremento de la población en la zona, la demanda de agua ha incrementado en
un 40 % (Ver figura 1) por lo que ahora se tienen que encender las bombas dos
veces por día y esto le genera a la CEA un incremento del 200% por gastos
personal y transporte.
(Tomado de http://www3.inegi.org.mx/sistemas/mexicocifras/?e=22&mun=4)
Figura 1 Estadística del INEGI de la población total de Cadereyta de Montes en el
año 2010.
6
Lo primero que se necesita para desarrollar este proyecto es saber que significa
control remoto y automatización. Control remoto se refiere a un sistema que
permite una acción en un área para ser controlada de una locación separada.
Automatización se refiere a un sistema que puede operar parcial o totalmente sin
el control o la supervisión de un humano. La meta de ambos es similar, la idea es
reducir el esfuerzo humano.
Casi cualquier cosa puede ser candidato para un control remoto o sistema de
automatización. La teoría del control moderno nos dice que se tiene que construir
y describir el sistema del proyecto exactamente, sin embargo si se usa la
imaginación y los pensamientos del humano se tendrán diferentes aplicación pero
se tendrá que cumplir el objetivo principal.
Algunas aplicaciones de control remoto y automatización son las siguientes:
 Encendido y apagado de luces exteriores
 Nivel de descarga
 Alarmas contra incendios y ladrones
 Sistemas de intercomunicación
 Encendido y apagado de TV
 Abrir y cerrar la puerta de la entrada de la casa
 Abrir y cerrar ventanas
 Encendido y apagado de bomba de un pozo
Una de las aplicaciones más comunes del control de manera remota es la de
tomar el mando de una PC desde otra PC, Smartphone y tablet. Sus principales
funciones son soporte técnico, asistencia, compartimiento de archivos como:
fotos, documentos. Para esto existe varios procedimiento por ejemplo, la creación
de una red VPN (Servidor de acceso remoto), Programas como Teamviewer,
LogMeIn, UltraVNC, etc.
7
ASEI Ingeniería ha propuesto realizar el control para encender y/o apagar el
sistema de bombeo remotamente enviando un sms con un código a un modem
gsm éste se comunicara vía serial al plc para activar y/o desactivar las salidas
(Ver figura 2).
Figura 2 Estructura de la telemetría integrada.
8
III. Justificación
Derivado al tiempo que se emplea el operador para llegar al sistema de bombeo y
el costo por transporte la CEA ha optado por el control de un sistema de bombeo
sea remoto, esto permitirá que el control sea automático y los beneficios
obtenidos serán ahorro de gastos por transporte, tiempo hombre de traslado del
operador, disponibilidad del control para el encendido y apagado de la bomba
durante cualquier hora del día, monitoreo de sus sistemas de bombeo desde el
celular mediante la recepción de alarmas. Además la CEA desea tener un control
de todos sus sistemas de bombeo desde la oficina y con la integración de
telemetría esto se podrá realizar en un futuro próximo. Las competencias que
deberá desarrollar son las de automatización y control, control eléctrico, redes
industrial esto le permitirá al integrador aplicar y ampliar los conocimientos.
9
IV. Objetivo
Elaborar el control de un sistema de bombeo para el encendido y/o apagado
mediante la implementación de una integración de telemetría.
Objetivos Específicos
 Desarrollar propuesta de integración de acuerdo a las necesidades del
proyecto.
 Realizar pruebas preliminares del sistema de telemetría.
 Validar el sistema de telemetría.
10
V. Alcance
Primera etapa: Consiste en realizar una propuesta de integración de telemetría
para el control remoto del sistema de bombeo ubicado en la localidad de
chavarrías, Cadereyta de montes, Querétaro. El tiempo estimado para esta etapa
es de un mes.
Segunda etapa: Se debe proceder a realizar la integración de equipos, en esta
etapa también se llevara la instalación de los equipos y no deberá sobrepasar un
tiempo de un mes.
Tercera etapa: El integrador debe configurar y programar los equipos, también se
realizaran pruebas y se deberá validar el sistema de telemetría, para esta etapa
se dispone de un tiempo de 15 días.
Este proyecto se puede considerar para los sistemas de bombeo que tiene la CEA
en la zona del semidesierto del estado de Querétaro, donde las distancias a
recorrer para el encendido y/o pagado de sistemas de bombeo excedan los 10km
de la oficina al centro de bombeo. Solo personal autorizado (Jefe de producción y
potabilización) tendrá el mando del teléfono móvil que mandara encender y
apagar el sistema de bombeo.
11
VI. Análisis de Riesgos
El principal factor por los que cuales no se lleva a cabo un proyecto es por la falta
de presupuesto, la mayoría de las empresas siempre buscan lo más asequible y
que se les ofrezca servicio de calidad.
Algunos factores por los cuales no se podría llevar a cabo este proyecto son los
siguientes:
 Falta de interés por los altos mandos.- Muchas de las veces los altos
mandos no están interesados en proyectos pequeños y no se des da la
importancia que se desea, ellos prefieren resolver problemas de mayor
conjetura o que exige una mayor urgencia.
 El costo por el servicio sea muy alto.- Algunas empresas integradoras
exceden los costos de utilidad que desean ganar y por ello no obtienen los
proyectos cotizados.
 Falta de conocimiento en el software.- La empresa integradora deberá
tener los conocimientos y herramientas necesarias para llevar a cabo el
proyecto, algunas de las veces la empresa integradora no tiene personal
con conocimientos en el software y se tiene que subcontratar a otra
empresa para poder realizar el proyecto y los tiempos de entrega pueden
excederse.
.
 Equipos no disponibles.- Algunos de los clientes son muy específicos en
las marcas y números de parte, en ocasiones no están disponibles los
equipos o ya están descontinuados.
12
 Acceso a los sistemas de bombeo y control remoto (Teléfono Móvil).Se deberá tener control del equipo móvil y de los sistemas de bombeo no
cualquier persona puede tener acceso a ellos porque podrían hacer uso
indebido del sistema.
13
VII. Fundamentación Teórica
7.1 Bomba
Las bombas son los elementos destinados a elevar un fluido desde un nivel
determinado a otro más alto, o bien, a convertir la energía mecánica en hidráulica.
Actualmente las bombas son los aparatos más utilizados después del motor
eléctrico, y existe una gran variedad de bombas para traslado de líquidos y gases,
y para presurizar o crear vacío en aplicaciones industriales. Genéricamente las
bombas pueden dividirse en dos tipos: de desplazamiento no positivo
(hidrodinámicas), y de desplazamiento positivo (hidrostáticas). Las primeras se
emplean para traslado de fluidos y las segundas para la transmisión de energía.
Bomba de Desplazamiento No Positivo
En estas bombas, generalmente empleadas para traslado de fluidos, la energía
cedida al fluido es cinética, y funciona generalmente mediante una fuerza de
rotación, por la cual el fluido entra en la bomba por el eje de la misma y es
expulsado hacia el exterior por medio de un elemento (paletas, lóbulos, turbina)
que gira a gran velocidad como se muestra en la figura 3.
(Tomado de ROCA, Felip. Oleohidraulica Básica. Grupo Editorial Alfa Omega S.A. pág. 22)
Figura 3 Bomba de paletas.
Una bomba hidrodinámica no dispone de sistemas de estanqueidad entre los
orificios de entrada y salida; por ello produce un caudal que variará en función de
la contrapresión que encuentre el fluido a su salida. Si se bloquea totalmente el
orificio de salida de una bomba de desplazamiento no positivo aumentará la
presión y disminuirá el caudal hasta cero, a pesar de que el elemento impulsor
14
siga moviéndose; esto se debe a que el rotor y la carcasa de la bomba generan
una conexión entre la cámara de succión y descarga de la bomba, como se
muestra en la figura 4.
(Tomado de ROCA, Felip. Oleohidraulica Básica. Grupo Editorial Alfa Omega S.A. pág. 22)
Figura 4 Bomba de paletas (Estanquidad entre rotor y carcasa).
El caudal suministrado por la bomba no tiene suficiente fuerza para vencer la
presión que encuentra en la salida, y al no existir estanqueidad entre ésta y la
entrada, el fluido fuga interiormente de un orificio a otro y disminuye el caudal a
medida que aumenta la presión, según la gráfica de la figura 5.
(Tomado de ROCA, Felip. Oleohidraulica Básica. Grupo Editorial Alfa Omega S.A. pág. 22)
Figura 5 Rendimiento de una bomba centrifuga.
Las bombas hidrodinámicas o de desplazamiento no positivo tal como los tipos
centrífugos o de turbina, se usan principalmente para transferir fluidos donde la
única resistencia que se encuentra es la creada por el peso del mismo fluido y el
rozamiento. Aunque estas bombas suministran un caudal uniforme y continuo, su
desplazamiento disminuye cuando aumenta la resistencia.
15
Bombas Centrifugas
Una bomba centrifuga es un dispositivo constituido por un conjunto de paletas
rotatorias perfectamente encajadas dentro de una cubierta metálica (voluta), de
manera que son capaces de impulsar al líquido que esté contenido dentro de la
cubierta, gracias a la fuerza centrifuga que se genera cuando giran las paletas del
rodete.
(Tomado de http://1.bp.blogspot.com/_54l7SpvV_Os/TFLd9Z9n8ZI/AAAAAAAAASY/DJh1SM6DV3A/s1600/bomba+c
entrifuga.jpg).
Figura 6 Partes de una bomba centrifuga.
16
7.2 Teléfono Móvil GSM
La telefonía móvil GSM o Sistema Global para Comunicación Móvil, es una
tecnología de segunda generación, desde la cual se puede mirar atrás a
tecnología anteriores y examinar las futuras. El primer estándar celular digital
(GSM) fue lanzado en 1991 y para el 2002 las redes TDMA de América se
cambian hacia las redes GSM.
Figura 7 Equipo teléfono móvil.
La tecnología de transmisión para GSM se basa en una combinación de TDMA
(Acceso Múltiple por División de Tiempo) y de FDMA (Acceso Múltiple por División
de Frecuencia).
GSM proporciona un estándar común, además proporciona servicios de usuario
como comunicación de datos a alta velocidad, servicio de mensajería breve (SMS)
y Red Inteligente como las Redes Privadas Virtuales (MVPNs).
Las especificaciones técnicas GSM fueron diseñadas para trabajar con otros
estándares, o sea posee especificaciones abiertas. GSM fue diseñado para ser
una plataforma independiente. Las cuatros bandas de frecuencia en las que opera
el GSM son: 800MHz, 900MHz, 1800MHz y 1900MHz.
17
(Tomado de http://www.worldtimezone.com/gsm.html)
Figura 8 Frecuencia de la red GSM.
Tarjeta SIM
Una tarjeta SIM es un pequeño chip o circuito integrado dentro de tu teléfono
móvil que sirve para identificar tu número telefónico y poder conectarte a la red.
Esta tarjeta contiene tu IMSI (Identidad de Suscriptor Móvil Internacional), y es la
encargada de cifrar, codificar y mantener segura tu línea de teléfono móvil.
La capacidad de almacenamiento de una tarjeta SIM va desde 2Kb hasta 1Gb,
aunque las más comunes son las de 16 y 32 Kb.
Figura 9 Tarjeta SIM
18
7.3 Módem GSM
Un módem convierte las señales digitales a señales analógicas para poder
transmitir datos a través del canal telefónico. Un módem GSM es una terminal
celular que se asemeja a un teléfono móvil sólo que sin pantalla ni teclado.
Figura 9 WAVECOM Fastrack M1306B.
Funcionamiento y Características
Un módem GSM dado que se comporta como un teléfono móvil se puede utilizar
para enviar información desde una ubicación remota a otra haciendo uso de la
plataforma de telefonía GSM. La información se puede enviar como un mensaje
de texto, o a una dirección IP, a un correo electrónico o haciendo una llamada
telefónica.
Figura 10 Aplicación envió de mensajes sms.
19
El módem GSM cuenta con un conector de comunicación RS-232 que es del tipo
DB-15 (de tres filas de pines), que le permite conectarse a dispositivos por medio
del puerto de comunicación serie. Una conexión comúnmente usada es la de
módem GSM a la PC. El módem también cuenta con un dispositivo para colocar
una tarjeta SIM, un conector tipo SMA para conectar la antena, así como
conectores para la alimentación del mismo. Ver figura 11.
Figura 11 Modem gsm y sus componentes.
El módem que se utilizó es el WAVECOM Fastrack M1306B, el cual soporta una
tasa de transmisión que va desde los 300bits/s hasta los 115200bits/s, por lo tanto
se puede comunicar con un microcontrolador perfectamente. Cuenta con catalogo
de comandos AT para su programación, puede trabajar con GSM 900MHz o GSM
1800MHz.
Figura 12 Parámetros de modem y comando AT.
20
7.4 SR2COM01
En que aplicaciones podemos utilizar el modem.
 Pilotar a distancia su aplicación.
 Advertencia automática en caso de alarma por SMS (únicamente para los
módems GSM) /correo electrónico o en PC.
 Descarga, modificación y envío del programa Zelio soft
 Consulta y mando a distancia del estado de las entradas, las salidas y
todos los valores de sus programas
 2 tipos de módems pre-configurados y listos para utilizar :
- Módem RTC para red de transmisión por cable
- Módem GSM que permite la comunicación inalámbrica
Figura 13 Modulo de interface comunicación con zelio.
21
7.5 PLC
PLC (Programmable Logic Controller) que traducido resulta Controlador Lógico
Programable. También se usa para nombrar a estos dispositivos el término
Autómatas Programables.
Figura 14 Autómata programable.
Estructura del PLC
 Bloque de Entradas. En él se reciben las señales que proceden de los
sensores. Estas son adaptadas y codificadas de forma tal que sean
comprendidas por la CPU. También tiene como misión proteger los
circuitos electrónicos internos del PLC, realizando una separación eléctrica
entre éstos y los sensores.
 Bloque de Salidas: Trabaja de forma inversa al anterior. Interpreta las
órdenes de la CPU, las descodifica y las amplifica para enviarlas a los
actuadores. También tiene una interface para aislar la salida de los
circuitos internos.
 Unidad Central de Procesamiento CPU): En ella reside la inteligencia del
sistema. En función de las instrucciones del usuario (programa) y los
valores de las entradas, activa las salidas.
 Fuente de Alimentación: Su misión es adaptar la tensión de red
(220V/50Hz) a los valores necesarios para los dispositivos electrónicos
internos (generalmente 24Vcc y 5Vcc).
 Interfaces: Son los canales de comunicación con el exterior.
22
 Memorias: Llamamos memoria a cualquier dispositivo que nos permita
guardar las instrucciones escritas por el programador. Su capacidad de
almacenamiento se mide en Kbyte o en Mbyte y está relacionada con el
tamaño máximo de programa que podemos escribir.
 Lenguajes de Programación. Son las reglas por las cuáles se le escribe el
programa al PLC. Es más bien una característica del dispositivo
programador.
Figura 15 Arquitectura de un plc.
23
Lenguajes de Programación
Existen diferentes lenguajes que el usuario puede elegir:
 Listado de instrucciones. Como su nombre lo indica se trata de introducir
una lista de instrucciones que debe cumplir el autómata.
 Con símbolos lógicos. La programación se realiza usando símbolos
similares a los que vimos para las compuertas lógicas.
 Con símbolos de contactos. Es el más popular y la programación se lleva a
cabo usando redes de contactos (ladder).
Figura 16 Lenguaje de programación.
24
Software de Programación
El zelio soft utiliza el software de Schneider Electric para PC, el cual es un
completo sistema de desarrollo que permite la programación del controlador,
simulación, monitoreo y supervisión. De esta manera se puede realizar un
programa desde la PC sin tener el controlador y se puede simular para comprobar
si realmente cumple con los requerimientos del proyecto.
Figura 17 Modo de simulación y edición.
Zelio soft utiliza un sistema de programación totalmente gráfico. Es un sistema
muy fácil de utilizar que, mediante el uso de bloques con funciones y contactos,
permite realizar todo tipo de automatismos por más complejos que éstos sean. El
controlador permite utilizar 12 funciones pre-programadas para el conteo, la
temporización, la comparación, el multiplexado, la programación horaria y la
visualización.
Figura 18 Lenguaje de programación.
Figura 19 Funciones de programación.
25
VIII. Plan de Actividades
Tabla 1 Lista de plan de actividades.
26
IX. Recursos Materiales y Humanos
RECURSOS MAQUINARIA, EQUIPO, HERRAMIENTA Y HUMANOS.
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD
1
Controlador lógico programable SR3B101BD
1
Modem de comunicación SR2COM01
1
Modem GSM WAVECOM
1
Interruptor
1
Cable SR2CBL07
1
Software Zelio Soft
1
Cable de trasferencia SR2CBL01
1
Fuente de alimentación
1
Laptop
1
Toma corriente
1
Desarmador 3 mm
10 mts
Cable calibre 16
1
Teléfono móvil
3 mts
Canaleta
1
Tarjeta SIM
1
Ingeniero de Automatización
1
Practicante de automatización
Tabla 2 Lista de materiales y recursos humanos.
27
X. Desarrollo del Proyecto
La Comisión estatal de aguas ha contratado a ASEI Ingeniería para realizar el
control remoto para un sistema de bombeo, para llevar a cabo este proyecto se
debe seleccionar los equipos, realizar un tablero de control, programar el PLC,
configurar el modem gsm e interconectarlos para que se comuniquen entre sí.
Después que se tenga seleccionado el material un paso importante seria
programar el PLC y hacer simulaciones antes de transferir el programa.
Enseguida se configura el modem gsm para que se comunique con el modulo de
interface del plc. Para finalizar el proyecto se debe realizar un tablero de control y
transferir el programa.
10.1 Programación de PLC
 Abrir programa Zelio Soft 2, Seleccionar crear nuevo programa.
 Seleccionar Tipo de Modulo.
 Seleccionar la extensión de comunicación SR2COM01 y añadir.
 Seleccionar tipo de programación en escalera (es posible también en BDF).
Figura 20 Configuración de modulo.
28
El modulo se selecciona de acuerdo a las necesidades del proyecto para ello
selecciono el modulo SR3B101BD, que tiene dos entradas digitales y cuatro
entradas analógicas.
El modulo de comunicación SR3COM01 es el encargado de hacer la interface de
comunicación entre el plc zelio logic 2 y el modem gsm.
El lenguaje de programación seleccionado es el de lenguaje escale (ladder) ya
que es el más utilizado en todos los plc´s para programación.
10.2 Libretas de Direcciones
Una vez que se ha configurado el modulo y seleccionado el lenguaje en el que se
va a trabajar, aparecerá una ventana
para iniciar la programación antes de
empezar la programación se debe dar de alta la estación remota a comandar y los
destinatarios que recibirán mensajes de alarmas, modificación de variables.
Libretas de Direcciones Remotas
Dar clic en libreta de direcciones, seleccionar libreta de direcciones remotas para
dar de alta y configurar la estación de se desea controlar a distancia y crear.
Figura 21 Libreta de direcciones remotas.
La libreta de direcciones remotas contiene la base de datos de los números
telefónicos disponibles para que residan en la tarjeta SIM del MODEM GSM, solo
uno a la vez.
29
Figura 22 Configuración de dirección remota.
1.- Nombre para la tarjeta SIM que va a estar en el MODEM
2.- Número telefónico de la Tarjeta SIM, tal como se marcaría de celular a celular
3.- Seleccionar el tipo de MODEM GSM en este nuestro caso es SR2MOD02
4.- Aquí va el número del centro de mensajes de la tarjeta SIM, por ejemplo para
telcel tenemos que ingresar +5294100001410
Después de haber terminado la configuración de la estación remota dar clic en
aceptar y aparecerá una ventana donde se muestra la lista de direcciones
remotas.
Figura 23 Lista de direcciones remotas.
30
Libreta de Direcciones de Programa
Dar clic en libreta de direcciones, seleccionar libreta de direcciones programa para
dar de alta y configurar los destinatarios que recibirán los mensajes de alarmas y
podrán modificar las variables
Figura 24 Libreta de direcciones de programa.
Esta Libreta de direcciones del programa contiene el listado de los teléfonos
móviles de los destinatarios.
Figura 25 Configuración de direcciones de programa.
1.- Se selecciona el tipo de destinatario en este caso seleccionar Teléfono Móvil
2.- Nombre del teléfono móvil.
3.- Ingreso de número telefónico
4.- Intentos para realizar la conexión, depende de la fiabilidad del proveedor de la
red GSM.
31
5.- Se habilita solo si se requiere que este usuario tenga control sobre el Zelio, de
lo contrario solo recibirá mensajes de alarma.
Figura 26 Lista de direcciones de programa.
10.3 Programación del Modulo Zelio Logic 2 Ladder
Introducir de la línea para envío de mensaje, utilizar las teclas Z1 y Z4 por simular
unas entradas, pueden ser Físicas o derivadas de una lógica. Es lógica “and” por
lo que para enviar el mensaje hay que oprimir los 2 botones al mismo tiempo.
Recordar que la Z1 y Z4 son las teclas del display del Zelio Logic 2.
Ir al icono de mensajes seleccionar la bobina T del renglón 01 arrastrar para cerrar
la línea 001.
Figura 27 Línea para envió de mensaje.
32
Dar doble clic sobre la bobina creada TS1, aparecerá la siguiente pantalla:
Contiene
3
pestañas.-
Comentarios:
para
administración
del
mejor
proyecto.
Tipo: si el bloque solo va ser de
alarma, se permite modificación
de variables, o ambas. (En este
caso seleccionar solo alarma).
Figura 28 Ventana de alarma.
Parámetros: Aquí se dan de alta los destinatarios y el mensaje que recibirán. Este
bloque se activa y mandara un mensaje cada que Z1 y Z4 se opriman al mismo
tiempo. Clic en el icono puntero para seleccionar a los destinatarios que recibirán
el mensaje de alarma.
Figura 29 Ventana de configuración de parámetros.
Se puede seleccionar a los destinatarios necesarios, pueden ser varios, mientras
más usuarios sean toma más tiempo en desocuparse el MODEM, para que el
modem esté disponible de recibir mensajes no saturar con demasiados
destinatarios. Terminada la selección Clic OK
33
Figura 30 Selección de destinarios de mensaje.
1.- Aparecerán los contactos de destino.
2.- Se pueden incluir los estados de E/S en el mensaje.
3.- Asunto del mensaje
4.- Escribir mensaje deseado
5.- Se tiene la opción de que se active de flanco ascendente o descendente.
Figura 31 Estructura para el envío de mensaje.
34
Para poder enviar un mensaje desde un celular hacia el modulo para activar una
salida relé se requiere del siguiente procedimiento:
1.- Crear la línea 002 con una entrada que habilita un segundo bloque función
TS2.
2.- Crear la línea 003 Con el contacto de la salida deseada ligada al set de esa
misma salida
3.- Crear la línea 004 con un contacto cerrado de la salida deseada ligada al reset
de esa misma salida.
4.- Dar doble Clic al Bloque TS2 de la línea 002.
Figura 32 Diagrama de programación.
El TS2 tiene las mismas pestañas, ahora seleccionamos en Tipo Modificación de
variables.
Clic en el icono puntero para Seleccionar el los contacto(s) que van a poder
activar la salida, agregar los contactos y una vez agregados hacer doble clic sobre
el nombre y aparecerá una ventana de propiedades elegir modificación, lo que le
permite a este usuario poder modificar la salida.
Figura 33 Selección de destinatarios direcciones de programa.
35
En el siguiente recuadro, se van a asignar las variables a activar, solo aparecerán
aquellas que estén en el programa.
1.- Clic Icono punteado.
2.- Seleccionar Q1 Contacto.
3.- Seleccionar renglón Q1 Contacto, hacer doble Clic.
4.- Habilitar la opción de Leído y modificable.
Nota: Aparece el sobrenombre de la variable así como su nombre, el
sobrenombre se utilizara en la sintaxis que se enviara del celular, por lo que se
sugiere que no sean muy largos, en este caso se cambiara a Q1
Figura 34 Configuración de contactos y selección de variable.
36
Dar clic en aceptar (ok) en las ventanas, ahora se guardara el programa creado, le
podremos dar el nombre que uno desee
Figura 35 Guardar programa.
10.4 Instalación Modem
El módem requiere un chip SIM para funcionar en la red GSM, se puede utilizar un
chip tomado de su propio celular ó ir a su compañía para adquirir uno. Oprimir el
botón amarillo con la punta de una pluma, extraer el pequeño contenedor negro
de plástico. Coloque el chip (SIM) e insertarlo de nuevo en el compartimento.
Figura 36 Modem gsm.
37
Una vez insertado el compartimiento en el modem con el chip dentro se debe de
atornillar la antena, conectar el cable de eliminador para su alimentación. El led
rojo de enfrente debe de encender indicando que el modem está listo para usarse.
Figura 37 Instalación de modem.
Conectar el cable serial DB15-DB9 en la parte posterior del modem. Para realizar
la programación del modem se debe de conectar a 24V corriente directa. Además
se debe de conectar el cable USB-DB9 al modem para su programación.
Figura 38 Conector DB15-DB9-USB
38
Parámetros de Modem
Debido a que los fabricantes de módems entregan sus equipos con una
configuración de 115200 bps, 8 bits de par, sin paridad (en general), y el Zelio 2
COM utiliza una configuración de 115200 bps, 7 bits par, paridad par (una
configuración no muy común) es necesario configurar el modem a los parámetros
del Zelio.
Para hacer la configuración el modem se tiene que conectar con el cable serial
DB15-DB9-USB y conectarlo a un puerto usb disponible en la computadora como
se muestra en la figura 40.
El programa utilizado para cambiar la configuración es el de hyperterminal. Se
debe tener un sistema operativo de Windows XP puesto que en las versiones
siguientes de Windows este programa ya no existe.
Abrir Windows XP ir al menú inicio desplegar la barra de todos los programas, dar
clic en accesorios, seleccionar comunicaciones y dar doble clic en hyperterminal.
Figura 39 Abrir hyperterminal.
39
Ya que se haya abierto el programa de hyperterminal, dar en nuevo proyecto. Lo
primero que se tiene que realizar es darle un nombre al nuevo proyecto enseguida
se configura el puerto por el cual se va a comunicar la computadora y el modem.
Después se configura el puerto de comunicación: se deben de introducir los
parámetro de fabrica: 115200 bps, 8 bits de par, sin paridad.
Figura 40 Abrir proyecto y configuración de modem.
Introducir los caracteres AT&V para ver los parámetros del modem, para cambiar
los parámetros a los requeridos por el Zelio2Com se debe ingresar los comandos:
AT+ICF=5, 1; +IPR=115200; E0; &S0; &W; ATS0=2; +IFC=0, 0
Hacer enter, va aparecer el mensaje NO CARRIER esto porque hemos cambiado
los parámetros y ya no detecta la comunicación, nos desconectamos del modem y
cerramos el programa.
Figura 41 Ver parámetros de modem.
40
Abrir de nuevo hyperterminal, crear un nuevo proyecto y seleccionar el modem de
comunicación, ahora en los parámetros del puerto de comunicación se
introducirán: 115200 bps, 7 bits par, paridad par 1.
Figura 42 Configuración de parámetros de zelio logic 2.
Conectarse al modem e introducir los comandos AT&V y aparecerán los nuevos
parámetros y un OK que nos dice que el modem está listo y con su nueva
configuración.
Figura 43 Configuración de parámetros de modem.
41
10.5 Tablero de Control
Tabla 3 Fabricación de tablero de control.
42
10.6 Transferencia de Programa
Para transferir el programa primero se debe de seleccionar el puerto de
comunicación por el cual se va a transferir el programa, sino se tiene ningún
puerto asignado, asignarle uno.
Figura 44 Verificación de comunicación.
Seleccionar el menú transferir, dar clic en transferir programa, seleccionar PCMODULO, aparecera una ventana ahí habilitar el modo run y aceptar. Se cargara
el programa en el modulo.
Figura 45 Transferencia de programa.
43
10.7 Recepción y Envío de Mensajes
Para realizar que la Salida Q1 se cierre se deberá ingresar el Comando:
00000000! Q1=1, ahora para que la bobina se cierre de deberá introducir
00000000! Q1=0, si queremos saber el estado de la bobina enviaremos el
comando 00000000! Q1=?.
Figura 46 Comando de modificación de variable.
44
XI. Resultados Obtenidos
Programación del PLC
Se realizó la configuración del modulo del PLC para el control de un sistema de
bombeo, donde se dio de alta y se configuro con los parámetros necesarios la
estación remota en la libreta de direcciones, se configuraron los destinatarios que
podrán mandar encender la bomba mediante la modificación de varias, se realizó
un programa en lenguaje escalera para el control de la bomba, se transfirió el
programa que controla el sistema de bombeo (figura 49).
Figura 47 Configuración, programación, transferencia del PLC.
Instalación y Configuración de Modem GSM.
En instalación del modem se colocaron los
siguientes componentes, la antena solo se
atornillo, la tarjeta SIM es muy fácil de insertar,
el
eliminador
y
el
cable
DB15-DB9
se
conectaron. La mayoría de los componentes
tiene un poka-yoke esto para que el personal
que instalara el dispositivo no tenga errores al
conectar algún elemento. La configuración del
modem se realizó por hyperterminal con los
siguientes parámetros: velocidad 115200 bps,
datos 7 bits más un 1 bit de paro, paridad par.
Figura 48 Instalación de modem.
45
Creación de Tablero de Control.
Se realizó el tablero de control. Los equipos del tablero son: interruptor, fuente de
alimentación, plc zelio, interface de comunicación, modem GSM. En el tablero de
control se tuvieron que distribuir los elementos de tal manera que se pueda
acceder fácilmente a las conexiones, en cableado del tablero es muy importante
identificar los cables que vienen de cada equipo ya que se puede confundir al
conectarlos.
Figura 49 Tablero de control para el sistema de bombeo.
46
XII. Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones
Las conclusiones más significativas del presente proyecto son las
siguientes:
 La integración de un tablero de control mediante telemetría permite
la activación de un sistema de bombeo a través de la salida de un
plc.
 Los drivers de comunicación permiten enlazar un plc y con un
teléfono móvil para activar una salía, el no contar con el driver
adecuado impide que la comunicación entre los equipos se lleve a
cabo. Para que exista una comunicación se requiere conseguir un
driver, sin embargo el costo de estos es elevado por lo que en
determinado proyectos es complicado.
Recomendaciones.
Al tablero de control se le podría agregar una pantalla HIM o un sistema SCADA
para el monitoreo de variables, esto se podrá monitorear mediante red Ethernet
realizando la comunican con radio transmisores de señal.
Un punto importante es el análisis de los drivers que se necesitaran para los
proyectos que se realicen.
47
XIII. Anexos
Anexo A.- Hoja de datos del Interface de comunicación
48
49
Anexo B.- Hoja de datos del cable de comunicación
50
Anexo C.- Guía del Modem GSM
51
52
XIV. Bibliografía
 Manual Autómatas programables(PLC), Implementación I.
Recuperado el 3 de marzo de:
http://www.herrera.unt.edu.ar/eiipc/material/apuntes/Automatas%20
Programables.pdf
 Manual de Bombas hidráulicas. Recuperado el 20 de febrero de:
http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1045/6/3.CAPITULO
%20I.pdf
 Manual del Estudiante 2002, Brasil: Ericsson Telecom S.A.
Telefónica móvil pág. 11. Recuperado el 19 de marzo en:
http://bibliodigital.itcr.ac.cr/xmlui/bitstream/handle/2238/395/Docume
nto%20Final.pdf?sequence=1
 Manual Zelio logic SR2COM0 data sheet. Recuperado el 31 de
marzo de:
http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/mx/
 ROCA, Felip. Oleohidraulica Básica. Grupo Editorial Alfa Omega
S.A.
 Tarjeta
SIM.
Recuperado
el
25
http://www.masadelante.com/faqs/tarjeta-sim
53
de
marzo
en: