Implementación de GRAFCET enriquecido en lenguaje de programación gráfica para simulación y ejecución de automatismos

El objetivo de un automatismo es ejercer control sobre cualquier tipo de proceso con la mínima intervención humana [12]. Existen varias formas de programar un automatismo, tipos de programación que en la actualidad se encuentran estandarizados y que sólo algunos son de amplia implementación. El estándar IEC 61131-3, fue creado con el fin de unificar los más comunes modelos de programación de automatismos y permitir crear lo que se conoce como sistemas abiertos. La IEEE define como sistema abierto aquel que proporciona la capacidad de poder implementar aplicaciones que puedan ser ejecutadas en diferentes plataformas de dife rentes proveedores, dando la posibilidad de operar internamente con otras aplicaciones, además de presentar de manera consistente la interacción con el usuario [10]. El estándar reúne cinco lenguajes de programación, allí se encuentran incluidos el común lenguaje en escalera (Ladder Diagram - LD), que se construye en base a contactores y relés. Ladder se encuentra dentro de los más comunes lenguajes de programación gracias a su fácil implementación en PLCs, pero con la evolución de los procesos industriales, este lenguaje en ciertas ocasiones presenta problemas en la realización de tareas complejas y versatilidad en los diseños, algunos fabricantes de PLCs utilizan además de Ladder, algunos otros de los lenguajes del estándar, con el fin de solucionar este tipo de problemas en diseños complejos.PregradoIngeniero(a) ElectricistaÍndice general INTRODUCCIÓN 13 1. GRAFCET: DIAGRAMA FUNCIONAL SECUENCIAL 15 1.1. Dinámica de evolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.2. Funciones de Activación - Desactivación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3. Redes Inseguras e Inalcanzables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.4. Características Adicionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.4.1. Condicional de acciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.4.2. Transiciones tipo sumidero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.4.3. Grafcet Forzado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.5. Módulo secuenciador de Etapa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2. MODOS DE MARCHA EN AUTOMATISMOS 36 3. IMPLEMENTACIÓN DE GRAFCET 40 3.1. Modelo general del módulo secuenciador de etapa . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.2. Módulo secuenciador en LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.3. Desarrollo de Grafcet en LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.3.1. Etapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.3.2. Etapas iniciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 6 3.3.3. Divergencia AND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.3.4. Divergencia OR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.3.5. Convergencia AND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3.3.6. Convergencia OR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.3.7. Creación y control de variables en Divergencias - Convergencias . . . 76 3.3.8. VI de información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3.4. Implementación de forzado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 3.5. Calificadores básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.5.1. Temporizador en retardo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.5.2. Set - Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.5.3. Modos de marcha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4. APLICACIÓN Y CONFIABILIDAD 97 4.1. Secuencia A - BC - D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.2. Control proceso industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 4.3. Red asimétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4.4. Ejemplos y elementos instalados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 CONCLUSIONES 109 BIBLIOGRAFÍA 112 ANEXOS 11