Recinto Universitario “Simón Bolívar”

Facultad de Electrotecnia y Computación

REPORTE DE LABORATORIO # 5

Asignatura: Sistemas de control

Grupo: Grupo 4T2-Eo.

Carrera: Ingeniería Electrónica.

Integrantes:

 Ramsly Alexander Centeno Flores 2019 – 0119 U

Docente:

 Ing. Alvaro Antonio Gaitán

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Práctica de Laboratorio # 5
INTRODUCCIÓN A LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Sistemas de Control Septiembre

2022 Introducción
A finales de la década de los 60 aparecieron los primeros tipos de autómatas programables, con
características muy sencillas y una vida útil muy larga. Se buscaba conseguir la automatización
industrial, donde el uso de dispositivos electrónicos aliviara la carga de tareas repetitivas en las
fábricas. Así se produjo una evolución laboral donde, el profesional dejaba de realizar el trabajo
y comenzaba a vigilar que la máquina funcionara de forma correcta.

En 1982 se vendió el primer PLC comercializado de forma estandarizada por más de un millón
de dólares. Sin embargo, ahora este tipo de tecnología está disponible desde los 49 dólares.

Cuando aún la historia estaba comprendiendo qué es un PLC, se incorporaron los

microprocesadores a su composición. Se crearon, así, PLCs con capacidad de comunicarse entre
ellos y controlar los procesadores de forma telemática. Se implementaron, además, mejoras
tecnológicas que mejoraran los datos obtenidos.

En los años 80 se estandarizó el protocolo de programación y comunicaciones, realizando

mejoras en el sistema de programación para que se pudiera realizar, en lugar de con terminales
de programación, con ordenadores personales. Además, se implementaron otras mejoras de
diseño que mejoraron sus prestaciones.

A partir de los años 90, y hasta ahora, se modernizaron las características físicas de los
dispositivos y los módulos de programación, abriendo las posibilidades de programación,
control y los canales de comunicación.

Objetivos
● Elaborar códigos de programas sencillos de PLCs utilizando la lógica de escalera y
simulándolos mediante el software CADE_Simu.

Equipos e Instrumentos
❏ Computadora.
❏ CADE_Simu

Trabajo Previo
Responda las siguientes preguntas:

¿Cuáles son los objetivos de la automatización?

 Buscar los costos más bajos en la mano de obra, material y energía.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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 Supresión de trabajos peligrosos o pesados. Mejoría de las condiciones de trabajo.

 Mejor calidad y uniformidad del producto, limitando el factor humano y utilizando

controles automáticos y procesos repetitivos.

 Realización de operaciones imposibles de controlar manual o intelectualmente. Como lo

serian, ensamblajes miniatura, operaciones muy rápidas, coordinaciones complejas.

 Minimizar el esfuerzo y los tiempos de producción.

 Mejorar la productividad reduciendo los costos de manufactura mediante un mejor

control de la producción.

 Ahorrar área en la planta haciendo más eficiente: el arreglo de las máquinas y el flujo
del material.

 Aumentar la seguridad del personal.

Explique brevemente el funcionamiento de un PLC.

La función que tiene un PLC es detectar diversos tipos de señales del proceso, y elaborar y
enviar acciones de acuerdo a lo que se ha programado. Además, recibe configuraciones de
los operadores (programadores) y da reporte a los mismos, aceptando modificaciones de
programación cuando son necesarias.

Liste los lenguajes de programación de un PLC.

 Los lenguajes de programación más populares para programar un PLC son:

 Diagramas de escalera (KOP).
 Diagrama de funciones (FUB).
 Lista de instrucciones (FIL).
 Lenguaje de control estructurado (SCL).
Desarrollo de la Práctica
Ejercicio Nro. 1: Elabore el código de programa para un sistema de control de arranque de un
motor AC. -S1 es el pulsador de marcha, -S2 es el pulsador de paro, Simule con CADE_Simu
dicho sistema cuyo esquema de fuerza se muestra en la Figura Nro. 1(a) y su esquema de
mando en la Figura Nro. 1(b).

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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(a) Diagrama de fuerza

(b) Diagrama de mando

Figura 1. Automatismo eléctrico del ejercicio Nro. 1.

Simulación del Diagrama con CADE_SIMU:

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #1

Funcionamiento del Sistema de Control (Explicación):

El funcionamiento consiste en encender un motor trifásico AC, al pulsar “S1”. Luego aunque el
pulsador vuelva a su posición original, el motor seguirá conectado, porque está enclavado con un
contacto NO (Normalmente Abierto) del contactor “KM1”, es decir, el contactor está
realimentado. Ahora, si accionamos el pulsador NC (Normalmente Cerrado) “S2”, el motor se
parará.

Nota: A como podemos observar en la figura de la simulación, el circuito extra en la parte

superior derecha es la manera en que está programado el módulo lógico del circuito de mando.

Funcionamiento del Sistema de Control (Simulación):

Fig.1. En la figura se muestra el accionamiento de “S1”, que provocó el encendido y

enllavamiento del motor. Además, podemos observar cómo es que funciona la programación del
módulo lógico en su pantalla.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #2

Fig.2. En la figura se muestra el resultado cuando “S2” es accionado. En este caso, el motor se
desenclava y para su marcha. Además, podemos observar cómo es que funciona nuevamente la
programación del módulo lógico en su pantalla.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #3

Ejercicio Nro. 2: Elabore el código de programa de un sistema de control de inversión de giro de

un motor AC. -S1 es el pulsador de selección de giro antihorario, -S2 es el pulsador de selección
de giro horario, -S3 es el pulsador de paro. Simule con CADE_Simu el dicho sistema cuyo
esquema de fuerza se muestra en la Figura Nro. 2(a) y su esquema de mando en la Figura Nro.
2(b).

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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(a) Diagrama de fuerza (b) Diagrama de mando

Figura 2. Automatismo eléctrico del ejercicio Nro. 2.

Simulación del Diagrama con CADE_SIMU:

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #1

Funcionamiento del Sistema de Control (Explicación):

El funcionamiento consiste en hacer trabajar un motor en giro horario y en giro antihorario. Al

pulsar “S1” se activa el contactor “KM1”, haciendo que el motor trabaje en sentido horario.
Luego, si pulsamos “S2” el contactor “KM2” se activará, haciendo así que el motor trabaje en
giro anti-horario. Por último, si pulsamos el pulsador NC (normalmente cerrado) “S3”, el motor
detendrá la marcha en ambos casos.

Nota: A como podemos observar en la figura de la simulación, el circuito extra en la parte

superior derecha es la manera en que está programado el módulo lógico del circuito de mando.

Funcionamiento del Sistema de Control (Simulación):

Fig.1. En la figura se muestra el funcionamiento del motor en giro horario, esto sucede cuando se
pulsa “S1” y se activa el contactor “KM1”. Además, podemos observar cómo es que funciona la
programación del módulo lógico en su pantalla.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #2

Fig.2. En la figura se muestra el funcionamiento del motor en giro anti-horario, esto sucede
cuando se pulsa “S2” y se activa “KM2”. Recordemos que al activarse “KM2” se debe
desactivar “KM1”, para eso presionamos “S3”, el cuál reiniciará ambos contactores y nos
permitirá seleccionar si queremos que trabaje normal o inverso el motor, de lo contrario
ocasionará un cortocircuito al activar ambos contactores a la vez. Además, nuevamente podemos
observar cómo es que funciona la programación del módulo lógico en su pantalla.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #3

Fig.3. Se muestra el accionamiento del pulsador “S3”, que desactiva el funcionamiento del
motor, independientemente del modo de operación en el que esté.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #4

Ejercicio Nro. 3: Elabore el código de programa para un sistema de control de arranque de

motor AC en configuración estrella-delta. -S1 es el pulsador de marcha, -S2 es el pulsador de
paro. Simule con CADE_Simu dicho sistema cuyo esquema de fuerza se muestra en la Figura
Nro. 3(a) y su esquema de mando en la Figura Nro. 3(b).

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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(d) Diagrama de mando

(c) Diagrama de fuerza|
Figura 3: Automatismo eléctrico del ejercicio nro.3.

Simulación del Diagrama con CADE_SIMU:

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #1

Funcionamiento del Sistema de Control (Explicación):

El funcionamiento consiste en hacer el arranque estrella-triángulo de un motor trifásico. Este tipo

de arranque se utiliza para vencer la inercia del motor cuando está totalmente detenido.
Primeramente, el motor se arranca en estrella mandando un voltaje menor al nominal en sus
bornes de conexión (230V) y cuando ya el motor está en movimiento, se pasa a la conexión en
triangulo (400V) que es a como normalmente trabaja en la marcha.

Nota: A como podemos observar en la figura de la simulación, el circuito extra en la parte

superior derecha es la manera en que está programado el módulo lógico del circuito de mando.

Funcionamiento del Sistema de Control (Simulación):

Fig.1. En la figura se muestra el funcionamiento cuando pulsamos “S1”, en este caso se arranca
el motor con el contactor “KM1” y “KM2”, los cuales son responsables de la conexión en
estrella, utilizada para vencer la inercia del motor. Mientras tanto, el temporizador “T1” y “T2”,
irán contando los segundos para realizar el cambio a la conexión en triángulo.
De manera explicativa, el circuito que se ve en la esquina superior derecha demuestra el
comportamiento interno del PLC. Este una vez que acciona “S1” activará las salidas “Q1” y
“Q2” durante 10 segundos gracias al temporizador “T1”, luego las memorias que se observan
junto al temporizador “T2”, son los encargados de almacenar cierta información de los procesos
y finalizar el cambio de estrella a triangulo, dejando un tiempo muerto de 1 segundo en dicha
acción para que no haya un corto circuito.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #2

Fig.2. En la figura se muestra cuando ya pasó el segundo del delay “T2”, por ende, ya la
conexión que se muestra es la conexión en triangulo, que es con la que normalmente trabaja el
motor. De modo que, en este momento solo quedan activados los contactores “KM1” y “KM3”,
mientras que, “KM2” se desconecta.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #3

Fig.3. Por último, en la figura se muestra cuando presionamos “S2”, el cual desactiva la marcha
del motor.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #4

Ejercicio Nro. 4: Elabore el código de programa para un sistema de control de arranque

secuencial de 3 motores AC. -S1 es el pulsador de marcha, -S2 es el pulsador de paro. Simule
con CADE_Simu dicho sistema cuyo esquema de fuerza se muestra en la Figura
Nro. 4(a) y su esquema de mando en la Figura Nro. 4(b).

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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(d) Diagrama de mando

Figura 4. Automatismo eléctrico del ejercicio Nro. 4.

Simulación del Diagrama con CADE_SIMU:

Fig. #1

Funcionamiento del Sistema de Control (Explicación):

El funcionamiento consiste en realizar el arranque secuencial temporizado de 3 motores

trifásicos, por tanto, si presionamos el pulsador “S1”, mandará un pulso el cual se enclavará con
la memoria “M1”, luego los 3 motores tendrán voltaje a la entrada lo que dará inicio al conteo de
cada uno de sus temporizadores a la conexión (T1, T2, T3). Finalmente, transcurrido 5 segundos
encendería el Motor “M1”, transcurrido 10 segundos encendería el Motor “M2” y a los 15
segundos encendería el último Motor “M3”. De este modo, se logra un arranque secuencial
programado y además, si presionamos “S2”, se apagarán todos los motores.

Nota: A como podemos observar en la figura de la simulación, el circuito extra en la parte

superior derecha es la manera en que está programado el módulo lógico del circuito de mando.

Funcionamiento del Sistema de Control (Simulación):

(c) Diagrama de fuerza

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan
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Fig.1. En la figura se muestra cuando se presiona “S1”, de modo que, el contactor “KM1” se
activó y el motor “M1” está en marcha. Esto sucede a los 5 segundos, cuando se activa “T1” en
la programación del PLC.

Fig. #2

Fig.2. En la figura se muestra cuando el conteo de “T2” ya terminó, por ende, el contactor
“KM2” está activado y el motor “M2” está en marcha, esto sucede a los 10 segundos, cuando se
activa “T2” en la programación del PLC. Finalmente, en este momento cabe aclarar, que ya se
encuentran trabajando 2 motores a la vez.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #3

Fig.3. En la figura se muestra cuando el conteo de “T3” ya terminó, por ende, el contactor
“KM3” está activado y el motor “M3” está en marcha, esto sucede a los 15 segundos, cuando se
activa “T3” en la programación del PLC. Finalmente, en este momento cabe aclarar, que ya se
encuentran trabajando los 3 motores a la vez.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #4

Fig.4. En la figura se muestra la desactivación de los 3 motores. Esto sucede cuando se presiona
“S2”.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan

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Fig. #5

En conclusión.

Como concluimos, la práctica fue muy interesante, fue muy interesante ver cómo funcionan
estos casos prácticos especiales usando motores trifásicos, y este nuevo software es muy útil,
sus simulaciones me ayudan a entender el circuito de operación de una manera más intuitiva
(fuerza y mando). Finalmente, este nuevo conocimiento de programación de operaciones de
PLC les permite realizar las mismas tareas que la práctica N.4, lo que solidifica la comprensión
de los sistemas de control. Poner en práctica estos conocimientos nos resulta muy beneficioso
ya que tiene sus usos y aplicaciones en la vida laboral.

Reporte
De forma individual publique en la plataforma EVA su reporte de laboratorio más tardar 7 días
después de realizada la práctica. El reporte debe contener lo solicitado en esta guía de
laboratorio y las conclusiones de la práctica.

Elaborado por: Ing Alvaro Antonio Gaitan