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# System prepended metadata

title: Automatització programada.
tags: [' Automatismes', ' PLCs', IEA]

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title: Automatització programada.
tags: IEA, Automatismes, PLCs
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<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/"><img alt="Llicència de Creative Commons" style="border-width:0" src="https://i.creativecommons.org/l/by-sa/4.0/88x31.png" /></a><br />Aquesta obra està subjecta a una llicència de <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">Reconeixement-CompartirIgual 4.0 Internacional de Creative Commons</a>




# 0232: Automatismes industrials. Sistemes automàtics amb control programable (RA 9).
Resultados de aprendizaje y criterios de evaluación.
>> Extret de: [REAL DECRETO 177/2008, de 8 de febrero, por el que se establece el título de Técnico en Instalaciones Eléctricas y Automáticas y se fijan sus enseñanzas mínimas.](https://xtec.gencat.cat/web/.content/alfresco/d/d/workspace/SpacesStore/0084/cbf95252-8d35-4f68-852e-83efaca7c7c2/T_inst_electriques_i_automat.pdf)
1. Determina el proceso a seguir en las operaciones de mecanizado interpretando planos y utilizando documentación técnica.
Criterios de evaluación:
a) Se han identificado la simbología y especificaciones técnicas en los planos.
b) Se han identificado las diferentes vistas, secciones, cortes y detalles.
c) Se han identificado materiales (perfiles, envolventes y cuadros).
d) Se han definido las fases y las operaciones del proceso.
e) Se ha realizado un plan de montaje.
f) Se han analizado herramientas, medios técnicos y de seguridad según requerimiento de cada intervención.
g) Se han tenido en cuenta los tiempos previstos para los procesos.
2. Dibuja elementos básicos y conjuntos aplicando la normalización.
Criterios de evaluación:
a) Se han representado a mano alzada vistas y cortes.
b) Se han dibujado croquis de perfiles, envolventes, cuadros y demás componentes.
c) Se han reflejado las cotas.
d) Se han dibujado los esquemas y planos según normalización y convencionalismos.
e) Se ha utilizado la simbología normalizada.
f) Se han tenido en cuenta las representaciones de piezas y conjuntos, atendiendo a las escalas establecidas.
g) Se han tenido en cuenta la distribución de los elementos y su dimensionado en las representaciones realizadas.
h) Se han utilizado programas informáticos de CAD electrotécnico.
i) Se han respetado los criterios de calidad establecidos.
3. Ejecuta operaciones de mecanizado aplicando técnicas de medición y marcado y utilizando máquinas y herramientas.
Criterios de evaluación:
a) Se ha determinado el plan de mecanizado.
b) Se han seleccionado los equipos, herramientas, medios técnicos y de seguridad.
c) Se han realizado mediciones con la precisión exigida.
d) Se han ejecutado operaciones de distribución, trazado y marcado.
e) Se ha operado con las herramientas y equipos de trabajo característicos.
f) Se han ejecutado las operaciones de mecanizado en perfiles, envolventes, cuadros y canalizaciones.
g) Se han resuelto las contingencias surgidas.
h) Se ha elaborado un informe del proceso de mecanizado.
i) Se han tenido en cuenta los tiempos previstos para el proceso.
j) Se han respetado los criterios de calidad.
4. Configura circuitos básicos de mando y potencia, seleccionando sus elementos y elaborando esquemas.
Criterios de evaluación:
a) Se han descrito los circuitos de arranque, inversión y regulación de velocidad de motores eléctricos trifásicos y monofásicos.
b) Se han descrito los principios de funcionamiento y características de mecanismos (de accionamiento, control, protección y señalización), receptores y motores.
c) Se han calculado las características técnicas de los componentes de la instalación.
d) Se han utilizado catálogos de fabricantes para la selección de materiales.
e) Se han elaborado esquemas de mando y potencia, con la simbología normalizada.
f) Se han utilizado programas informáticos de CAD electrotécnico.
g) Se ha aplicado la normativa electrotécnica y convencionalismos de automatismos.
h) Se han tenido en cuenta los tiempos previstos para el proceso.
i) Se han respetado los criterios de calidad.
5. Monta circuitos de automatismos para maniobras de pequeños motores interpretando esquemas y verificando su funcionamiento.
Criterios de evaluación:
a) Se han interpretado los esquemas de mando y potencia.
b) Se ha relacionado cada elemento con su función de conjunto.
c) Se han montado circuitos de mando y potencia.
d) Se han conexionado los motores eléctricos al circuito de potencia.
e) Se han realizado maniobras con motores.
f) Se han aplicado los criterios de calidad establecidos.
g) Se ha operado con autonomía en las actividades propuestas.
h) Se han tenido en cuenta los tiempos estimados en las actividades.
6. Monta cuadros y sistemas eléctricos asociados, interpretando documentación técnica y verificando su funcionamiento.
Criterios de evaluación:
a) Se han interpretado los croquis y esquemas de cuadros y sistemas eléctricos.
b) Se ha relacionado cada elemento con su función de conjunto.
c) Se han seleccionado componentes, herramientas, medios técnicos y de seguridad.
d) Se han distribuido los componentes en los cuadros.
e) Se han mecanizado la placa de montaje, perfiles, envolventes y canalizaciones.
f) Se han montado los mecanismos del cuadro y los elementos de la instalación.
g) Se han conexionado los equipos y elementos de la instalación.
h) Se ha comprobado el funcionamiento de la instalación.
i) Se han establecido criterios de calidad.
j) Se han tenido en cuenta los tiempos estimados para cada actividad.
7. Localiza averías y disfunciones en la instalación, analizando los síntomas e identificando las causas que las
producen.
Criterios de evaluación:
a) Se ha elaborado un plan de intervención.
b) Se han realizado medidas y verificaciones para la localización de averías.
c) Se han identificado disfunciones de la instalación mediante comprobación funcional.
d) Se ha identificado la causa de la avería.
e) Se ha operado con autonomía y destreza en la manipulación de elementos, equipos y herramientas.
f) Se ha realizado la intervención en el tiempo requerido.
g) Se han aplicado las normas de calidad.
8. Repara averías y disfunciones en la instalación, ajustando o sustituyendo los elementos defectuosos.
Criterios de evaluación:
a) Se ha elaborado un plan de intervención correctiva y preventiva.
b) Se ha reparado la avería sustituyendo elementos.
c) Se han ajustado las protecciones de acuerdo con las características de los receptores.
d) Se ha verificado la compatibilidad del nuevo elemento instalado.
e) Se han registrado datos para la elaboración del informe de reparación y factura.
f) Se han restablecido las condiciones de normal funcionamiento.
g) Se ha operado con autonomía y destreza en la manipulación de elementos, equipos y herramientas.
h) Se ha realizado la intervención en el tiempo requerido.
i) Se han aplicado las normas de calidad.
9. **Monta y mantiene sistemas automáticos con control programable interpretando documentación técnica y
verificando su funcionamiento.**
Criterios de evaluación:
a) Se han identificado las entradas, salidas (analógicas y digitales) y el referenciado de las mismas.
b) Se han conectado los equipos y elementos periféricos del sistema.
c) Se ha establecido la comunicación del software con el dispositivo programable.
d) Se han realizado circuitos de control básicos con autómatas programables.
e) Se ha realizado control de motores asíncronos con convertidores de frecuencia.
f) Se ha verificado el funcionamiento del sistema.
g) Se han localizado y solucionado disfunciones en circuitos automáticos básicos con autómatas.
h) Se han realizado las actividades en el tiempo requerido.
i) Se han aplicado las normas de calidad en las intervenciones.
10. Cumple las normas de prevención de riesgos
laborales y de protección ambiental, identificando los riesgos asociados, las medidas y equipos para prevenirlos.
Criterios de evaluación:
a) Se han identificado los riesgos y el nivel de peligrosidad que suponen la manipulación de los materiales,
herramientas, útiles, máquinas y medios de transporte.
b) Se han operado las máquinas respetando las normas de seguridad.
c) Se han identificado las causas más frecuentes de
accidentes en la manipulación de materiales, herramientas, máquinas de corte y conformado, entre otras.
d) Se han descrito los elementos de seguridad (protecciones, alarmas, pasos de emergencia, entre otros) de las máquinas y los equipos de protección individual (calzado, protección ocular, indumentaria, entre otros) que se
deben emplear en las distintas operaciones de mecanizado.
e) Se ha relacionado la manipulación de materiales, herramientas y máquinas con las medidas de seguridad y protección personal requeridos.
f) Se han determinado las medidas de seguridad y de protección personal que se deben adoptar en la preparación y ejecución de las operaciones de montaje y mantenimiento de automatismos industriales y sus instalaciones asociadas.
g) Se han identificado las posibles fuentes de contaminación del entorno ambiental.
h) Se han clasificado los residuos generados para su retirada selectiva.
i) Se ha valorado el orden y la limpieza de instalaciones y equipos como primer factor de prevención de riesgos.
# Sistemes automàtics amb control programable (RA 9).

## Introducció a la lògica programada.
Anomenem lògica programada al sistema que permet automatitzar processos a partir d'instruccións i regles que poden canviar sense haver de canviar cap element físic de la instal·lació.
És la base dels sistemes automàtics actuals i permet un control eficient de processos i dispositius.
En entorns industrials, l'element de control és habitualment un PLC (Controlador Lògic Programable).

### Components bàsics:
  - **Sensors**: Són els elements que permeten obtenir informació de l'exterior del sistema. <img width="15%" src="https://hackmd.io/_uploads/SkqUm7a8kl.jpg" />
  - **Actuadors**: Són aquells dispositius que permeten manipular l'entorn, com per exemple els motors i els cilindres pneumàtics. ![Sin título](https://hackmd.io/_uploads/SJHqrXTIJx.jpg)
  - **Controlador lògic**: És 'el cervell' :brain: del sistema, interpreta els senyals dels sensors a traves de les seves 'entrades' i controla l'activació dels actuadors a través de les seves sortides. 
![Sin título](https://hackmd.io/_uploads/B1csLQp8kg.jpg)

### Avantatges de l'ús de la lògica programada vs lògica cablejada

1. Cost de muntatge.
2. Cost de materials.
3. Facilitat a l'hora de trobar averies.
4. Flexibilitat.
5. Versatilitat.
6. Opcions de comunicacions.

En sistemes automàtics industrials, des de fa molts anys, tots els projectes s'implementen amb lògica programada; ningú es planteja la realització de sistemes automàtics basats en lògica cablejada.

## El GRAFCET (Graphe Fonctionnel de Commande Étape/Transition)

El Grafcet és un mètode de representació de procesos, __no és un llenguatge de programació__.
Permet definir la seqüència d'operacions d'un procés, permetent la comunicació eficient entre enginyers i dissenyadors i documentant el procés.

### Estructura d'un Grafcet
Els grafcets es composen de:
1. Pasos o etapes: Representen els diferents estats pels que passa el procès. Es representen amb rectangles.
2. Transicions: Connecten els diferents passos i defineixen les condicions de transició. Es representen amb línies.
3. Accions: Estan associades als passos i defineixen que s'ha de fer en cada pas.

![imagen](https://hackmd.io/_uploads/SJzQzrGwkx.png)

```mermaid
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title: Exemple de GRAFCET de comandament d'una porta de parking.
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flowchart TD
    P000[Pas 0: Espera a començar. Espera ordre arrencada.]
    P000 -- " Arriba ordre comandament a distància
    No detectem porta oberta" --> P001
    P001[Pas 1: Obrir la porta . Activa KM1]
    P001 -- Detecció de porta oberta --> P002
    P002[Pas 2: Espera entrada de vehicle. Desactiva KM1]
    P002 -- Detecció de vehicle --> P003
    P003[Pas 3: Espera vehicle fora de cami de porta. Espera.]
    P003 -- "No detecció de vehicle
    No detecció de porta tancada
    No detecció d'ordre de comandament a distància." --> P004 
    P004[Pas 4: Tanca porta. Activa KM2]
    P004 -- Detecció de porta tancada --> P005 
    P005[Pas 5: Fi de seqüència. Desactiva KM2]
```

## La unitat bàsica de memòria. El circuit de realimentació.

![imagen](https://hackmd.io/_uploads/ByUFcRN5yg.png)

El circuit amb realimentació de la sortida, que és el mateix circuit que fins ara ens permetia fer que un motor continués funcionant després de pitxar un pulsador, és la base sobre la que construirem la solució a tots els problemes de lògica programada seqüencial que trobarem en aquest curs.
Constitueix una estructura molt potent, ja que ens allibera de les limitacions de la lògica combinacional i ens permet realitzar programaes on l'estat de les sortides no depèn només de l'estat de les entrades, també depèn de que ha passat prèviament al sistema. En altres paraules, dota de memòria als nostres circuits si utilitzem lògica cablejada o als nostres programes.

## Temporitzadors.
En una primera aproximació a la lògica programada podem integrar els elements que normalment utilitzavem en lògica cablejada. Un dispositiu molt utilitzat en automatització són els relés temporitzats que tenen el seu equivalent a gairabé tots els PLCs del mercat.

### Tipus de relés temporitzats:
1. **Temporitzadors de retard a la connexió**: Són dispositius amb un cronograma similar al de la figura:
![Diagrama-de-tiempo-temporizador-a-la-conexion](https://hackmd.io/_uploads/HyMCBAV9kx.jpg)
En aquests tipus de relés, el contacte s'activa un temps (parametritzable) després d'haver activat el trigger o la bobina del relé.
En diagrames elèctrics es representa amb la següent simbolgia:


<div><img alt="simbol bobina" src="https://hackmd.io/_uploads/H1EVU0EqJe.jpg" /><img alt="simbol contacte" src="https://hackmd.io/_uploads/B1iVvANqJg.jpg" /></div>
     
Un exemple d'ús molt típic pot ser el de l'arrencada d'un motor en configuració estrella-triangle.

2. **Temporitzador de retard a la desconnexió**: Són dispositius amb un cronograma similar al de la figura:
![Diagrama-de-tiempo-temporizador-a-la-desconexion](https://hackmd.io/_uploads/rkKOvAEcke.jpg)

En aquests tipus de relés, el contacte s'activa al mateix temps que el trigger o la bobina del relé i es desactiva un temps (parametritzable) més tard.
En diagrames elèctrics es representa amb la següent simbolgia:

<div><img alt="simbol bobina" src="https://hackmd.io/_uploads/BkW-ORN91x.jpg" /><img alt="simbol contacte" src="https://hackmd.io/_uploads/H1tWuC4qkx.jpg" /></div>

Un exemple d'ús el podem trobar en l'accionament del ventilador de ventilació forçada d'un lavabo, que funciona a partir del moment en que engeguem el llum i continúa funcionant un temps desprès d'apagar-la.

## Entrades i sortides analògiques.
Fins ara hem après a utilitzar entrades i sortides digitals, que com tots sabem, només admeten dos valors possibles: o estan excitades o en repòs. 
Les entrades i sortides digitals són excel·lents quan la informació que necessitem de l'entorn del PLC o les accions que volem executar només consten de dos estats, per exemple, si volem que un motor que està connectat a un contactor comenci a girar hem d'aplicar 24 volts entre els terminals A1 i A2 de la bobina i deixar d'aplicar tensió quan volguem aturar el motor, però no té sentit parlar d'activar el contactor al 30%. D'altra banda si tenim un sensor inductiu que s'activa quan una porta de garatge està totalment oberta, si s'activa l'entrada corresponent podrem assegurar que la porta està totalment oberta, però no podrem dir que la porta està mig oberta o que està oberta a un 70% de la seva apertura màxima.
En aquells casos que necessitem un valor quantitatiu i no tinguem prou amb una informació tipus SI/NO (que és la que ens proporcionen les entrades digitals) haurem d'usar entrades analògiques i el mateix es pot aplicar en el cas de les sortides.

### Tipus d'E/S analògiques.
La funció de les E/S analògiques és comunicar un valor continu (en oposició a discret) entre dos dispositius diferents, al nostre cas entre un PLC i un altre dispositiu.
Podem diferenciar entre dos tipus d'E/S analògiques segons la magnitud elèctrica utilitzada per realitzar la comunicació, d'aquesta forma tenim E/S que funcionen per tensió i d'altras que funcionan per corrent.
L'interval més utilitzat per a les E/S que funcionen per tensió és entre 0 i 10 volts i per les E/S que funcionen amb corrent és entre 4 i 20 mili ampers.


### Exemples d'ús d'entrades i sortides analògiques.

* **Control de la velocitat de gir d'un motor trifàsic de gàbia d'esquirol mitjançant un variador de freqüència:** La velocitat de gir dels motors asíncrons amb rótor en curtcircuit, els que habitualment diem de gàbia d'esquirol, es pot controlar emprant uns dispositius electrònics que s'anomenen variadors de freqüència. La manera d'establir la consigna de velocitat del motor pot variar segons la configuració del variador, però una de les formes més senzilles de fer que un PLC pugui variar aquesta consigna de velocitat és mitjançant una sortida analògica; el PLC estableix un valor de tensió entre 0 i 10 volts a la sortida i el variador estableix la velocitat del motor de manera proporcional a aquesta tensió.
* **Lectura d'una magnitud física, per exemple la temperatura**: si volem conèixer quina temperatura està llegint un sensor dins d'un rang determinat, podem utilitzar una entrada analògica.

![imagen](https://hackmd.io/_uploads/rkCL75l31l.png)

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