T E S I S...MÉXICO D.F. MAYO DEL 2013 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE...

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

“IMPLEMENTAR UNA RED DEVICENET PARA LA AUTOMATIZACIÓN DE UN SISTEMA DE BANDAS

TRANSPORTADORAS”

T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

P R E S E N T A N

JONATHAN ISRAEL GARCÍA RUÍZ JORDI ALEJANDRO LORENZANA SÁNCHEZ

RAÚL RICARDO SALINAS JUÁREZ

A S E S O R E S

M. EN C. PEDRO FRANCISCO HUERTA GONZÁLEZ ING. JOSÉ LUIS AGUILAR JUÁREZ

MÉXICO D.F. MAYO DEL 2013

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LÓPEZ MATEOS"

TEMA DE TESIS

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

POR LA OPCIÓN DE TITULACIÓN TESIS COLECTIVA Y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL

DEBERA(N) DESARROLLAR C. JONATHAN ISRAEL GARCÍA RUÍZ C. JORDI ALEJANDRO LORENZANA SÁNCHEZ C. RAÚL RICARDO SALINAS JUÁREZ

"IMPLEMENTAR UNA RED DEVICENET PARA LA AUTOMATIZACIÓN DE UN SISTEMA DE BANDAS TRANSPORTADORAS"

IMPLEMENTAR UNA RED DE COMUNICACIÓN DEVICENET PARA LA AUTOMATIZACIÓN DE DOS BANDAS ' TRANSPORTADORAS PARA USARSE EN EL LABORATORIO DE COMUNICACIONES INDUSTRIALES.

~ INTRÓDUCCIÓN.

~ MARCO TEÓRICO.

~ INTEGRACIÓN DEL SISTEMA.

~ CONFIGURACIÓN Y PROGRAMACIÓN DEL SISTEMA.

~ CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

MÉXICO D.F., 10 DE FEBRERO DE 2014.

ASESORES

, \\\\it M I!.?{l.:, M. EN C. PEDRO RANCISCO HUERTA GONZALEZ ~~~? '. ""_•.. c.......~_,~ ILARJUÁREZ

;J ~

(]v J ~5 p'~-ar

DRA. LANCA MA'A:RITA

JE ~DEL DEPARTAMENTO .r1"'.r1.&1.LJu ..... '" DE IN . NIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN.

Página I

RESUMEN.

En el presente trabajo de tesis, se estudia, se diseña, se integra y se realiza la

puesta en marcha de una red DeviceNet para la automatización de un par de

bandas transportadoras del laboratorio B08 de laboratorios pesados de I.C.A. de la

ESIME unidad Zacatenco, con el fin de tener un prototipo experimental enfocado a

apoyar el aprendizaje de los alumnos de la carrera, brindándoles una visión

práctica sobre el funcionamiento de una red industrial, tomando como ejemplo el

protocolo mencionado.

En el desarrollo de esta tesis, se abordan por separado, los aspectos teóricos

referentes a la topología de red DeviceNet, teoría acerca de controladores

autómatas programables (PAC´s), características y funcionamiento de sensores

inductivos, fotoeléctricos y de final de carrera, variadores de frecuencia ajustable y

la forma en que estos manipulan motores de inducción de C.A., con los cuáles se

mueven las bandas transportadoras.

En lo referente al diseño, se analizan las cargas de los dispositivos con el fin de

poder dimensionar adecuadamente la alimentación para la red, tomando en

cuenta las recomendaciones que plantean los manuales de planificación e

instalación de redes DeviceNet, también se considera la longitud del troncal y de

las líneas de derivación, para definir adecuadamente las velocidades de

transmisión de datos en las cuáles puede funcionar la red.

Posteriormente se realiza la programación en diagrama de escalera del PAC, se

crean dos distintas rutinas para la puesta en marcha del prototipo, se configuran

los parámetros de cada nodo, y se realizan pruebas de funcionamiento para

finalmente llegar a la obtención de resultados y presentación de recomendaciones.

Página II

Contenido RESUMEN. .............................................................................................................. I

INDICE DE FIGURAS ............................................................................................ IV

INDICE DE TABLAS .............................................................................................. VI

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN .............................................................................. 1

1.1 INTRODUCCION Y GENERALIDADES .............................................................................................. 2

1.2 OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 3

1.3 JUSTIFICACIÓN............................................................................................................................... 4

1.4 ANTECEDENTES. ............................................................................................................................ 4

CAPÍTULO 2 MARCO TEÓRICO ........................................................................... 6

2.1 PAC ................................................................................................................................................ 7

2.1.1 ELEMENTOS DE HARDWARE DE UN PAC ............................................................................ 7

A) FUENTE DE ALIMENTACIÓN .................................................................................................... 7

B) UNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (CPU) ....................................................................... 8

C) MÓDULOS O INTERFACES DE ENTRADAS Y SALIDAS .............................................................. 8

2.1.2 UNIDAD DE PROGRAMACIÓN PARA UN PAC ..................................................................... 8

2.1.3 TÉCNICAS DE PROGRAMACIÓN DEL CONTROLADOR ......................................................... 9

2.2 BUS DE CAMPO ............................................................................................................................. 9

2.2.1 BUSES DE ALTA VELOCIDAD Y FUNCIONALIDAD MEDIA .................................................. 11

2.3 PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN DEVICENET .................................................................... 11

2.4 MOTOR ELÉCTRICO ..................................................................................................................... 12

2.4.1 MOTOR DE INDUCCIÓN .................................................................................................... 13

2.4.2 MOTOR DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA ................................................................ 14

2.5 VARIACIÓN DE VELOCIDAD DE MOTORES DE INDUCCIÓN ................................................. 14

2.5.1 VARIACIÓN DE VELOCIDAD MEDIANTE RELACIÓN VOLTAJE/FRECUENCIA ..................... 14

2.5.2VARIADORES DE VELOCIDAD PARA MOTORES DE C.A. ..................................................... 16

2.6 VARIADORES DE FRECUENCIA ............................................................................................. 16

2.7 BANDAS TRANSPORTADORAS ..................................................................................................... 17

2.8 SENSORES .................................................................................................................................... 18

2.8.1 SENSORES FOTOELÉCTRICOS ............................................................................................ 18

2.8.2 SENSORES INDUCTIVOS .................................................................................................... 18

2.8.3 SENSORES DE FINAL DE CARRERA MECÁNICOS ............................................................... 19

CAPÍTULO 3 INTEGRACIÓN DEL SISTEMA ...................................................... 20

3.1 TOPOLOGIA TIPO BUS UTILIZADA EN LA RED DEVICENET .......................................................... 21

3.2 DISEÑO DE LA TOPOLOGIA DE RED ............................................................................................. 22

3.2.1 LONGITUD MÁXIMA DE LA LÍNEA TRONCAL .................................................................... 23

3.2.2 LONGITUD ACUMULATIVA DE LA LÍNEA DE DERIVACIÓN ................................................ 24

3.2.3 SELECCIÓN DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN ..................................................................... 25

A) CORRIENTE DE ALIMENTACIÓN REQUERIDA ........................................................................ 25

B) INFORMACIÓN SOBRE LAS CAPACIDADES DE ALIMENTACIÓN ............................................ 26

C) CONEXIÓN DE LA RED A TIERRA ............................................................................................ 27

Página III

3.3 CABLES Y CONECTORES UTILIZADOS PARA LA COMUNICACIÓN DE LA RED ............................... 28

3.3.1 POWER TAP ...................................................................................................................... 29

3.3.2 TERMINACIONES EN LA RED............................................................................................. 30

3.3.4 CONECTORES CON AISLAMIENTO DESPLAZABLE (IDC) KWIKLINK. .................................. 30

3.3.5 CONECTORES. ................................................................................................................... 30

3.4 DESCRIPCION DE LOS DISPOSITIVOS DEL SISTEMA ..................................................................... 31

3.4.1 ESPECIFICACIONES DEL PAC CONTROLLOGIX 1756 SERIES .............................................. 31

A) CHASIS 1756-A7 B ................................................................................................................. 33

B) MÓDULO 1756-DNB/C DEVICENET ESCÁNER (NODO 0) ....................................................... 34

C) MÓDULO 1756-ENBT/A RED ETHERNET/IP ........................................................................... 36

D) MÓDULOS DE ENTRADAS/SALIDAS, DIGITALES/ANALÓGICAS ............................................. 38

3.4.2 VARIADOR DE VELOCIDAD DE C.A. DE FRECUENCIA AJUSTABLE POWERFLEX 40 (NODO 1)

................................................................................................................................................... 38

A) BLOQUE DE TERMINALES DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA. ................................................... 39

3.4.3 VARIADOR DE VELOCIDAD DE C.A. DE FRECUENCIA AJUSTABLE POWERFLEX 4 (NODO 8)

................................................................................................................................................... 40

A) BLOQUE DE TERMINALES DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA. ................................................... 40

B) TECLADO INTEGRAL DE LOS VARIADORES DE VELOCIDAD POWERFLEX .............................. 41

3.4.4 ADAPTADOR DEVICENET 22-COMM-D ............................................................................. 43

A) CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL ADAPTADOR 22-COMM-D .......................................... 43

B) MENSAJERÍA DE E/S .............................................................................................................. 43

C) MENSAJERÍA EXPLICITA ......................................................................................................... 44

3.4.5 DSI KIT EXTERNO DE COMUNICACIÓN ............................................................................ 44

3.4.6 SENSORES DE LA RED ....................................................................................................... 46

3.4.7 RIGHTSIGHT DEVICENET (NODO 5,6) ............................................................................... 46

A) ESPECIFICACIONES ................................................................................................................ 46

3.4.8 SENSOR 871TM DEVICENET (NODO 4) ............................................................................. 48

3.4.9 SENSOR 802DN (NODO 3) ................................................................................................ 49

3.4.10 ESTACIÓN DE BOTONES 800E DEVICENET (NODO 7) ..................................................... 50

3.4.11 DESCRIPCION DE LAS BANDAS TRANSPORTADORAS ..................................................... 51

CAPÍTULO 4 CONFIGURACIÓN Y PROGRAMACIÓN ....................................... 59

4.1 COMUNICACIÓN DEL PAC CON LA PC POR MEDIO DE ETHERNET .............................................. 60

4.2 CONFIGURACIÓN DEL PAC EN EL SOFTWARE RSLOGIX 5000 ..................................................... 63

4.3 CONFIGURACION DE LA RED POR SOFTWARE “RSNETWORX FOR DEVICENET” ........................ 69

4.4 GENERACIÓN DE TAGS CON EL SOFTWARE DEVICENET TAG GENERATOR ................................ 78

4.5 CONFIGURACION DE LOS NODOS Y PROGRAMACION DEL PAC ................................................. 84

4.6 DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA ................................................................................................... 90

4.6.1 PROGRAMA PRINCIPAL. ................................................................................................... 90

4.6.2 SUBRUTINA 1 .................................................................................................................... 92

4.6.3 SUBRUTINA 2 .................................................................................................................... 95

4.6.4 TAGS UTILIZADOS PARA LA CREACION DEL PROGRAMA ................................................. 99

CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................ 100

Página IV

5.1 CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 101

5.2 RECOMENDACIONES ................................................................................................................. 101

5.3 REFERENCIAS ............................................................................................................................. 102

INDICE DE FIGURAS FIGURA 2.1 RELACIÓN ENTRE EL PAC Y EL DISPOSITIVO DE PROGRAMACIÓN ....................................................................... 8

FIGURA 2.2 CURVA PAR-VELOCIDAD DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN DE C.A. [11] .............................................................. 13

FIGURA 2.3 CURVAS PAR-VELOCIDAD PARA VELOCIDADES POR DEBAJO DE LA VELOCIDAD BASE [12] ...................................... 15

FIGURA 2.4 CURVAS CARACTERÍSTICAS PAR-VELOCIDAD PARA TODAS LAS FRECUENCIAS.[12] ............................................... 16

FIGURA 2.5 ESTRUCTURA DEL VARIADOR DE FRECUENCIA. [13] ...................................................................................... 17

FIGURA 3.1 INTEGRACIÓN DE LA RED DEVICENET. ....................................................................................................... 21

FIGURA 3.2 TOPOLOGÍA DE BUS. .............................................................................................................................. 23

FIGURA 3.3 ALIMENTACIÓN DE LA SEÑAL DE POTENCIA. ................................................................................................ 27

FIGURA 3.4 PUESTA A TIERRA DE LA RED. ................................................................................................................... 28

FIGURA 3.5 CABLE PLANO KWIKLINK ......................................................................................................................... 29

FIGURA 3.6 CARACTERÍSTICAS DEL CONECTOR POWER TAP. ........................................................................................... 29

FIGURA 3.7 RESISTENCIAS DE TERMINACIÓN DE CABLE PLANO. ....................................................................................... 30

FIGURA 3.8 CONECTORES CON AISLAMIENTO DESPLAZABLE. .......................................................................................... 30

FIGURA 3.9 CONFIGURACIÓN DE CONECTORES. ........................................................................................................... 31

FIGURA 3.10 DIMENSIONES DEL CONTROLLOGIX 1756. ............................................................................................... 34

FIGURA 3.11 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL MÓDULO DEVICENET [20] ........................................................................... 35

FIGURA 3.12 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL MÓDULO ETHERNET [22] ............................................................................. 37

FIGURA 3.13 BORNES DE CONEXIÓN DEL POWERFLEX 40. ............................................................................................ 39

FIGURA 3.14 BORNES DE CONEXIÓN DEL POWERFLEX 4 ............................................................................................... 40

FIGURA 3.15 TECLADO INTEGRAL DEL VARIADOR Y MENÚS DE ACCESO. ............................................................................ 41

FIGURA3.16 IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPONENTES .................................................................................................... 45

FIGURA 3.17 MODO DE DETECCIÓN DEL SENSOR FOTOELÉCTRICO ................................................................................... 48

FIGURA. 3.18 INTERRUPTORES GIRATORIOS DE LA BOTONERA 800E ............................................................................... 50

FIGURA 3.19 DIMENSIONES PRINCIPALES DE LAS BANDAS TRANSPORTADORAS .................................................................. 51

FIGURA 3.20 VISTA SUPERIOR DE LAS BANDAS TRANSPORTADORAS. ................................................................................ 52

FIGURA 3.22 DISTRIBUCIÓN DE LOS TABLEROS DEL SISTEMA .......................................................................................... 56

FIGURA 3.23 RESULTADO DE LA COLOCACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DEL SISTEMA. .............................................................. 58

FIGURA 4.1 ASIGNACIÓN DE MASCARA DE SUBRED. ...................................................................................................... 60

FIGURA 4.2 ASIGNACIÓN DE IP AL PAC ..................................................................................................................... 61

FIGURA 4.3 ELECCIÓN DEL DRIVER ETHERNET/IP ........................................................................................................ 62

FIGURA 4.4 RECONOCIMIENTO DE LA IP DE LA PC ....................................................................................................... 62

FIGURA 4.5 VERIFICACIÓN DE UNA CORRECTA COMUNICACIÓN ENTRE LA PC Y EL PAC ....................................................... 63

FIGURA 4.6 SELECCIÓN DE CPU Y CHASIS. .................................................................................................................. 64

FIGURA 4.7 ÁRBOL DE PROYECTO. ............................................................................................................................ 64

FIGURA 4.18 SELECCIÓN DE LOS MÓDULOS DEL PAC. .................................................................................................. 65

FIGURA 4.9 SELECCIÓN DEL ESCÁNER DEVICENET. ....................................................................................................... 65

FIGURA 4.10 ASIGNACIÓN DE NOMBRE Y NÚMERO DE RANURA AL ESCÁNER. .................................................................... 66

FIGURA 4.11 SELECCIÓN DEL MÓDULO ETHERNET. ...................................................................................................... 67

FIGURA 4.12 RECONOCIMIENTO DE LOS MÓDULOS EN EL ÁRBOL DE PROYECTO .................................................................. 68

FIGURA 4.13 DESCARGAR EL PROYECTO A LA CPU. ...................................................................................................... 68

Página V

FIGURA 4.14 CREAR ARCHIVO DE CONFIGURACIÓN. ..................................................................................................... 69

FIGURA 4.15 SELECCIONAR ESCÁNER DEVICENET ........................................................................................................ 70

FIGURA 4.16 SELECCIONAR VARIADOR DE VELOCIDAD POWERFLEX 40. ........................................................................... 70

FIGURA 4.17 SELECCIÓN DE RELÉ DE SOBRECARGA ....................................................................................................... 71

FIGURA 4.18 SELECCIÓN DEL SENSOR FINAL DE CARRERA. .............................................................................................. 71

FIGURA 4.19 SELECCIÓN DEL SENSOR INDUCTIVO. ....................................................................................................... 72

FIGURA 4.20 SELECCIÓN DEL SENSOR FOTOELÉCTRICO. ................................................................................................. 72

FIGURA 4.21 SELECCIÓN DE LA ESTACIÓN DE BOTONES ................................................................................................. 73

FIGURA 4.22 SELECCIÓN DEL VARIADOR DE VELOCIDAD POWERFLEX 4. ........................................................................... 73

FIGURA 4.23 IR LÍNEA CON LOS DISPOSITIVOS. ............................................................................................................ 74

FIGURA 4.24 SELECCIÓN DE COMUNICACIÓN POR DEVICENET. ....................................................................................... 74

FIGURA 4.25 DETECCIÓN DE ERRORES EN LOS DISPOSITIVOS. ......................................................................................... 75

FIGURA 4.26 CARGAR INFORMACIÓN DE DISPOSITIVOS. ................................................................................................ 76

FIGURA 4.27 ACTUALIZAR INFORMACIÓN DEL ESCÁNER. ............................................................................................... 76

FIGURA 4.28 DESCARGAR PARÁMETROS DESDE LOS DISPOSITIVOS................................................................................... 77

FIGURA 4.29 CAMBIO DE DIRECCIÓN DE NODO. .......................................................................................................... 77

FIGURA 4.30 SELECCIONAR DISPOSITIVO PARA CAMBIO DE NODO. .................................................................................. 78

FIGURA 4.31 CARGAR PROYECTO PARA LA GENERACIÓN DE ETIQUETAS. ........................................................................... 79

FIGURA 4.32 PASO 2, SELECCIONAR ESCÁNER. ............................................................................................................ 79

FIGURA 4.33 PASO 3, SELECCIONAR PROYECTO EN RSNETWORX. .................................................................................. 80

FIGURA 4.34 PASO 4, SELECCIONAR EL NODO DEL ESCÁNER. .......................................................................................... 80

FIGURA 4.35 PASO 5, CONFIRMACIÓN DE LA GENERACIÓN DE ETIQUETAS. ........................................................................ 81

FIGURA 4.36 VISTA DE ERRORES EN LA GENERACIÓN DE TAGS. ....................................................................................... 81

FIGURA 4.37 ETIQUETAS GENERADAS........................................................................................................................ 82

FIGURA 4.38 BIT DE START PF40 EN RSNETWORX. .................................................................................................... 83

FIGURA 4.39 ETIQUETA ASIGNADA AL BIT DE START PF40 EN RSLOGIX 5000. ................................................................. 83

FIGURA 4.40 CONFIGURACIÓN DEL POWERFLEX 40, .................................................................................................... 84

FIGURA 4.41 CONFIGURACIÓN DE LA FRECUENCIA INTERNA DEL POWERFLEX 40 ............................................................... 85

FIGURA 4.42 DESCARGA DE LA CONFIGURACIÓN AL DISPOSITIVO. ................................................................................... 85

FIGURA 4.43 CONFIGURACIÓN DEL POWERFLEX 4. ...................................................................................................... 86

FIGURA 4.44 CONFIGURACIÓN DE LA FRECUENCIA INTERNA DEL POWERFLEX 4. ................................................................ 87

FIGURA 4.45 CONFIGURACIÓN DE NODO 5, SENSOR FOTOELÉCTRICO. ............................................................................. 87

FIGURA 4.46 CONFIGURACIÓN DE NODO 6, SENSOR FOTOELÉCTRICO. ............................................................................. 88

FIGURA 4.47 CONFIGURACIÓN DE NODO 7, ESTACIÓN DE BOTONES. ............................................................................... 88

FIGURA 4.48 CONFIGURACIÓN DE NODO 3, INTERRUPTOR DE LÍMITE. .............................................................................. 89

FIGURA 4.49 CONFIGURACIÓN DE NODO 4, SENSOR INDUCTIVO. .................................................................................... 89

FIGURA 4.50 SELECCIÓN DE LA OPCIÓN “DISABLE KEYING”. ........................................................................................... 90

FIGURA4.51 PROGRAMA PRINCIPAL, LLAMADA A SUBRUTINAS. ...................................................................................... 91

FIGURA4.52 (A),(B),(C) DIAGRAMA DE ESCALERA, SUBRUTINA 1. ................................................................................... 95

FIGURA 4.53 DIAGRAMA DE ESCALERA, SUBRUTINA 2 (A)(B)(C). .................................................................................... 98

FIGURA 4.54 PONER AL ESCÁNER EN RUN. ................................................................................................................. 98

FIGURA 4.55 TAGS UTILIZADOS PARA LA PROGRAMACIÓN ............................................................................................. 99

Página VI

INDICE DE TABLAS TABLA 2.1 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE DEVICENET ............................................................................................. 12

TABLA 3.1 DISPOSITIVOS DE LA RED .......................................................................................................................... 21

TABLA 3.2 VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN EN RELACIÓN A LA LONGITUD DEL CABLE. [27] ...................................................... 24

TABLA 3.3 LONGITUD ACUMULATIVA DE LA LÍNEA DE DERIVACIÓN. [27] .......................................................................... 24

TABLA 3.4 VALORES DE CORRIENTE DE CONSUMO DE CADA ELEMENTO. ............................................................................ 25

TABLA 3.5 CORRIENTE MÁXIMA DE LA LÍNEA DE DERIVACIÓN. ......................................................................................... 26

TABLA 3.6 CABLES UTILIZADOS EN LA RED. [27] .......................................................................................................... 28

TABLA 3.7 CABLE DE DERIVACIÓN. ............................................................................................................................ 29

TABLA 3.8 CLASIFICACIÓN DE CONECTORES. ............................................................................................................... 31

TABLA 3.9 CARACTERÍSTICAS DEL PAC CONTROLLOGIX 1756-L61. [18] ........................................................................ 32

TABLA 3.10 MÓDULOS DE ENTRADAS/SALIDAS DEL PAC. [18] ...................................................................................... 32

TABLA 3.11 MÓDULOS DE COMUNICACIÓN DEL PAC. .................................................................................................. 33

TABLA 3.12 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL CHASIS. ............................................................................................... 33

TABLA 3.13 DATOS TÉCNICOS DEL MÓDULO 1756-DNB [20] ....................................................................................... 36

TABLA 3.14 ESPECIFICACIONES DEL MÓDULO 1756-ENBT [22] .................................................................................... 37

TABLA 3.15 VARIADOR DE FRECUENCIA AJUSTABLE. [28] .............................................................................................. 39

TABLA 3.16 REFERENCIA DE LOS BORNES DE CONEXIÓN. [28] ........................................................................................ 39

TABLA 3.17 VARIADOR DE FRECUENCIA AJUSTABLE POWERFLEX 4. [30] .......................................................................... 40

TABLA 3.18 ESTADO DE LOS LED´S INDICADORES. [28] ................................................................................................ 41

TABLA 3.19 COMPARACIÓN ENTRE VARIADORES ......................................................................................................... 42

TABLA 3.20 ESPECIFICACIONES, ADAPTADOR DEVICENET 22-COMM-D. ........................................................................ 44

TABLA 3.21 ESPECIFICACIONES DEL ADAPTADOR DSI. .................................................................................................. 45

TABLA 3.22 IDENTIFICACIÓN DE LOS COMPONENTES. ................................................................................................... 45

TABLA 3.23 ESPECIFICACIONES ÓPTICAS DEL SENSOR FOTOELÉCTRICO [33] ....................................................................... 46

TABLA 3.24 ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS DEL SENSOR FOTOELÉCTRICO .......................................................................... 47

TABLA 3.25 ESPECIFICACIONES DE COMUNICACIÓN DEL SENSOR FOTOELÉCTRICO ............................................................... 47

TABLA 3.26 ESPECIACIONES DE INTERFACE DE USUARIO DEL SENSOR FOTOELÉCTRICO ......................................................... 47

TABLA 3.27 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL SENSOR 871TM DEVICENET [34] ............................................................... 48

TABLA 3.28 INDICADORES DE ESTADO ....................................................................................................................... 49

TABLA 3.29 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS SENSOR FINAL DE CARRERA .................................................................................. 50

TABLA 3.30 ALIMENTACIÓN DE LA ESTACIÓN DE BOTONES............................................................................................. 51

TABLA 3.31 ESPECIFICACIONES DE ENTRADA EXTERNA .................................................................................................. 51

TABLA 3.32 ESPECIFICACIONES DE SALIDA EXTERNA. .................................................................................................... 51

TABLA 3.33 PLACA DE DATOS DE LOS MOTORES DE INDUCCIÓN. ..................................................................................... 52

TABLA 3.34 PLACA DE DATOS DE LA CAJA REDUCTORA .................................................................................................. 53

TABLA 3.35 LISTA DE DISPOSITIVOS DEL SISTEMA. ........................................................................................................ 57

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN

En este capítulo se establecen tanto el objetivo general como los objetivos

específicos del presente trabajo, se aborda la justificación para su realización, y

se hace mención en antecedentes relacionados con la implementación de redes

similares y generalidades del tema, con el fin de tener claro el desarrollo y los

resultados que se pretenden obtener.

1.1 INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES

El protocolo de comunicación DeviceNet originalmente fue desarrollado por

Rockwell Automation (Allen-Bradley), una organización que proporciona

soluciones de control e información de automatización industrial, en el año de

1993, DeviceNet es una de las redes de dispositivos más populares y de mayor

penetración en el mercado americano, cubriendo en EUA cerca del 60% de las

redes de su tipo, encontrándose en las más diversas aplicaciones en la industria

nacional, desde la gran minería hasta la industria salmonera y alimenticia, sin

olvidar la importancia en la industria de la celulosa.

En México, está presente en las industrias, principalmente en las americanas,

debido a la cercanía y relación con EUA, de esto no existe gran información pero

en experiencias laborales, en el país existen fabricantes y vendedores de esta red

de campo como industrias que lo adquieren, empresas como Schneider Electric,

Omron, General Electric, ABB, Emerson Electric Company, Allen Bradley son

ejemplo de algunas empresas que distribuyen soluciones con este protocolo de

comunicación a empresas como PEMEX, CFE, Grupo Modelo, Fabricas de Jabón

la Corona, Holcim Apasco, por mencionar algunas.

Esta plataforma fue adoptada por la Open DeviceNet Vendor Association, OVDA,

una organización no lucrativa fundada en 1995 para apoyar mundialmente la

evolución de sus especificaciones, agrupando a más de 300 proveedores de

dispositivos de control para automatización de plantas. Su misión es la de

promover la normalización de este protocolo en todo el mundo y propiciar la

mejoría de las funcionalidades de la norma con el fin de satisfacer las necesidades

de conectividad de la planta moderna basándose en tecnologías del CIP (Common

Industrial Protocol). [1]

La red DeviceNet es un protocolo de comunicación que proporciona conexión en

red de control e información abierta a nivel de dispositivo para dispositivos

industriales simples. Admite la comunicación entre sensores, actuadores y

dispositivos como controladores programables y computadoras. Tiene la ventaja

que mediante un sólo cable con 4 hilos es posible establecer alimentación

eléctrica y el envío de señales a los dispositivos involucrados en la red, admite

aplicaciones estándar y de seguridad en el cable referido. Ofrece opciones de

cableado simples y rentables. [2]

DeviceNet supone soluciones rentables para conectar distintos tipos de

dispositivos y a su vez permitir la conexión en puente así como el encaminamiento

e intercambio de datos entre EtherNet, ControlNet y otras redes CIP. Además de

reducir el tiempo improductivo, con la detección temprana de problemas de

rendimiento del sistema. [3]

Esta red se desarrolló a fin de satisfacer las necesidades de la industria de contar

con un medio de comunicación que fuera aceptado universalmente y que tuviera la

capacidad de aceptar la mayoría de los dispositivos empleados a nivel campo.

Además de leer el estado de los dispositivos conectados a la red, tiene la

capacidad de reportar distintos tipos de información, por ejemplo temperaturas,

leer la corriente de carga en un arrancador de motor, cambiar la velocidad del

impulsor de un motor o contar el número de envases que han pasado en una

banda transportadora. Esta red es comúnmente utilizada en la industria para

aplicaciones como ensamblado de piezas, máquinas de soldadura, captaciones de

sensores distribuidos, sensores inteligentes, válvulas neumáticas, lectores de

códigos de barras, interfaces de operador, etc.

1.2 OBJETIVOS

El objetivo general del presente trabajo de tesis es:

Implementar una red de comunicación DeviceNet para la automatización de

dos bandas transportadoras para usarse en el laboratorio de

comunicaciónes industriales en el área de laboratorios pesados 1 de la

ESIME unidad Zacatenco.

En lo particular, el presente trabajo, busca satisfacer los objetivos específicos que se plantean a continuación.

Integrar un sistema de dos bandas transportadoras cuyo movimiento será

manipulado por motores de inducción mediante variadores de velocidad.

Implementar la red DeviceNet para comunicar a los dispositivos de campo

como son los sensores, variadores y el PAC.

Configurar los elementos del sistema por medio de software y establecer la

programación del PAC para la puesta en marcha del prototipo.

1.3 JUSTIFICACIÓN

A fin de recalar la importancia que tienen las redes tipo bus dentro de la industria y

en especifico para la automatización de procesos y la integración de dispositivos

de gran variedad, se lleva a cabo la integración, implementación, programación y

puesta en marcha de un prototipo experimental encaminado a la automatización

de un sistema de bandas transportadoras por medio de una red DeviceNet, que

es, como se explica más adelante una opción económica, fácil de implementar y a

la cual se tiene acceso por las características de los dispositivos con los que

cuenta el laboratorio de PAC´s.

En este prototipo experimental, es posible comprobar el enlace e intercambio de

información que se logra entre sensores, variadores de velocidad, PAC´s,

botoneras, también se realiza la programación de algunas rutinas para comprobar

el correcto funcionamiento de la red de campo.

1.4 ANTECEDENTES.

En el año 2007, en la Universidad Austral de Chile, en la facultad de Ciencias de la

Ingeniería, de la Escuela de Electricidad y Electrónica, se realizo un trabajo de

tesis, enfocado al estudio de aplicación de los estándares DeviceNet y ControlNet

como solución a comunicaciónes industriales de redes de campo y proceso en

plantas industriales.

En dicho trabajo se resalta el auge y rápido desarrollo de este tipo de redes en la

década de los 80´s dado como solución para aplicaciones de control dentro de la

industria automotriz en el cual se buscaba la interconexión entre una amplia gama

de dispositivos sencillos o de bajo nivel (sensores por ejemplo) y de alto nivel

(controladores) para el intercambio de datos entre cada uno de ellos y una

interoperación entre los dispositivos de varios fabricantes. [4]

En el trabajo de tesis se llego a la conclusión que tras la implementación de una

red DeviceNet en una planta, existen beneficios como reducción en gastos de

instalación, es menor el tiempo de la habilitación y puesta en marcha, además que

ofrece resultados en reducción de tiempo improductivo de producción en

comparación a lo que podían ofrecer la instalación de otro tipo de redes.

Otros puntos a los cuales se llego, es que siguiendo correctamente las

recomendaciones de los desarrolladores, es casi seguro que no habrá fallas en el

diseño de esta red de campo lo que permite cierta velocidad de transmisión de

datos, un sistema de alimentación adecuado y una correcta puesta a tierra.

También se concluyó que de las aplicaciones de una red DeviceNet, la principal es

referente a redes de variadores de velocidad (dispositivos para el control de

motores) debido a la inmunidad al ruido eléctrico con que cuenta, aunado a un

costo razonable, es una efectiva solución de comunicación a nivel industrial.

Por lo tanto, este trabajo da pauta hacia el análisis, integración y puesta en

marcha de una red de este tipo, objeto del presente trabajo de tesis.

En agosto de 2010, en Quito, Ecuador, en la Escuela Politécnica Nacional se

presentó una tesis que plantea la construcción de un módulo didáctico para una

red DeviceNet como apoyo para la asignatura de comunicaciónes industriales, su

fin era controlar motores a través de variadores de velocidad conectados como

esclavos, controlados por medio de un PLC con módulo escáner DeviceNet.

Parten de la necesidad existente en la industria de que los procesos de producción no pueden estar aislados de los procesos de planificación y gestión dentro de cualquier organización, las empresas hoy en día buscan implementar sistemas integrados de manufactura (CIM) con el fin de mejorar niveles de calidad y optimizar en todo aspecto los procesos, desde que ingresa la materia prima hasta que se comercializa el producto, por tanto, es necesario obtener la mayor información en tiempo real del estado de los procesos, que es en donde intervienen los buses de campo y donde se muestra la importancia que tienen. [5]

Se concluye en dicho trabajo que frente a otras redes, DeviceNet se presenta como la primera opción para el desarrollo de sistemas de automatización, debido a su bajo costo y gran cantidad de dispositivos disponibles por ser un protocolo de comunicación abierto para el cual distintos fabricantes se han sumado al desarrollo de dispositivos y elementos.

La instalación y puesta en marcha de una red DeviceNet es rápida comparada con la de redes similares, tienen una velocidad aceptable de transmisión de datos.

En septiembre de 2010, en Latacunga, Ecuador, en la escuela Politécnica del Ejército, se presentó un trabajo de tesis enfocado al diseño e implementación de un sistema de supervisión utilizando una red DeviceNet donde analizan el continuo avance en la industria con respecto al control y monitoreo de los procesos para obtener mejoras en cuanto a administración de la producción, lo que conlleva a la necesidad de instalar herramientas necesarias como una red DeviceNet para la supervisión cuidadosa y sistemática de la información. [6]

El protocolo de comunicación DeviceNet resulta una solución adecuada para distintos tipos de aplicaciones a nivel de dispositivos (sensores, actuadores), es de fácil y rápida instalación, su costo es accesible, por lo que la relación costo-beneficio es adecuada para proyectos en la industria.

CAPÍTULO 2 MARCO TEÓRICO

En este capítulo se describe brevemente el concepto y características de funcionamiento de cada dispositivo para la implementación de la red de campo para la automatización de las bandas transportadoras, tales como el controlador de automatización programable, las redes de campo y el protocolo de comunicación DeviceNet, además de motores de inducción, variadores de velocidad, bandas transportadoras y sensores.

2.1 PAC

Un controlador de automatización programable (PAC) es un equipo electrónico

basado en un microprocesador o microcontrolador, que tiene generalmente una

configuración modular, puede programarse en lenguaje no informático y está

diseñado para controlar de una manera rápida y en ambiente industrial procesos

que presentan un desarrollo secuencial, es una tecnología industrial orientada al

control automático de procesos, sistemas o maquinas. [7]

El PAC surge con la propuesta de incluir procesadores rápidos, baratos, y tener

una herramienta de programación potente. Las organizaciones pretendían un

mejor manejo de datos y la posibilidad de crear redes con mayor facilidad así

como contar con mayor opción para la comunicación con distintos dispositivos e

intercambiar datos. Así nació el PAC, en los 90´s con mayor apertura, con mayor

capacidad de comunicación, varios idiomas, permitiendo aplicaciones multi tarea

en comparación a los PLC´s que hasta el momento se utilizaban. [10]

El PAC se refiere al conjunto formado por un controlador, módulos de entradas y

salidas, y uno o múltiples buses de datos que interconectan diferentes tipos de

dispositivos. Este controlador combina eficientemente la fiabilidad de control de un

controlador lógico programable o PLC junto a la flexibilidad de monitorización y

cálculo de una PC. A veces incluso se le une la velocidad y personalización de la

microelectrónica. Los PAC´s son típicamente utilizados en el ámbito industrial,

para control de máquinas y procesos. [7]

Los PAC´s se comunican usando los protocolos de red abiertos como TCP/IP,

OPC, SMTP, puerto serie (con Modbus por ejemplo), etc., y es compatible con los

privados (CAN, Profibus, etc.).

2.1.1 ELEMENTOS DE HARDWARE DE UN PAC

La estructura en cuanto a hardware de un PAC, es la siguiente:

A) FUENTE DE ALIMENTACIÓN

Su función es suministrar energía eléctrica a la CPU y demás tarjetas según esté

configurado el PAC, normalmente, se encuentra dentro del chasis y es

dimensionada de acuerdo a la demanda de cada módulo que se encuentre

conectado.

B) UNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (CPU)

Es el elemento más complejo e imprescindible del PAC, está diseñada a base de

microprocesadores y memorias, contiene una unidad de control, su función es leer

los estados de las señales de entradas, ejecutar el programa de control y gobernar

las salidas, el procesamiento es permanente y a una gran velocidad, esto,

dependiendo de las características del CPU con que se cuente.

C) MÓDULOS O INTERFACES DE ENTRADAS Y SALIDAS

Son los elementos que proporcionan el vínculo entre la CPU del PAC y los

dispositivos de campo. A través de ellos se origina el intercambio de información,

ya sea para la adquisición de datos o la del mando para el control de los

dispositivos pertenecientes al proceso. Debido a la existencia de una gran

variedad de dispositivos externos (sensores, actuadores), es posible utilizar para

un PAC distintos tipos de módulos de entradas y salidas para manejar cierto tipo

de señal, a determinados valores de tensión o corriente en C.D. o C.A. Estos

módulos pueden ser:

Módulos de entradas/salidas analógicas.

Módulos de entradas/salidas digitales.

2.1.2 UNIDAD DE PROGRAMACIÓN PARA UN PAC

Es el medio de comunicación entre el hombre y el PAC, típicamente utiliza una

computadora, que se conecta al controlador por medio de una interfaz, para el

intercambio de datos.

La figura 2.1 muestra la relación de los elementos que componen a un controlador

de automatización programable y el ciclo que atraviesa la información entre la

unidad de programación y el controlador.

Figura 2.1 Relación entre el PAC y el dispositivo de programación

2.1.3 TÉCNICAS DE PROGRAMACIÓN DEL CONTROLADOR

El dispositivo de programación, permite mediante las instrucciones del PAC,

desarrollar el programa de usuario; posteriormente se transfiere a la memoria de

programa de usuario. Una memoria típica permite almacenar miles de

instrucciones con datos de bit, y es del tipo lectura/escritura, permitiendo la

modificación del programa tantas veces como sea necesario, además el módulo

del procesador, cuenta con una batería para mantener a salvo la programación si

no se cuenta con alimentación de la red eléctrica. [7], [9]

La programación consiste en el establecimiento de una sucesión ordenada de

instrucciones que están disponibles en el software de programación y que

resuelven el control sobre un proceso determinado. No existe una descripción

única para cada lenguaje, sino que cada fabricante utiliza una denominación

particular para las diferentes instrucciones y una configuración también particular

para representar las distintas variables externas o internas.

Para el desarrollo de este trabajo, se utiliza el lenguaje de programación en

escalera, el cual es un lenguaje gráfico, derivado del lenguaje de relevadores, que

mediante símbolos, representa contactos, solenoides, etc. Para las funciones

lógicas más complejas (módulos de programación) como temporizadores,

contadores, registros de desplazamiento, etc. Se emplea el formato de bloques.

Estos no están normalizados, aunque guardan una gran similitud entre sí para

distintos fabricantes. Su principal ventaja es que los símbolos básicos están

normalizados según normas NEMA y son empleados por todos los fabricantes.

Dichos símbolos se representan entre dos líneas verticales que simbolizan las

líneas de alimentación.

También existen otros lenguajes de programación que en este trabajo no son

utilizados, sin embargo se mencionan a continuación:

Lenguaje en lista de instrucciones

Diagrama a bloques

Estructurado

Grafcet

2.2 BUS DE CAMPO

Un bus de campo es un sistema de transmisión de información (datos) que

simplifica la instalación y operación de máquinas y equipos industriales utilizados

en procesos de producción. El objetivo de un bus de campo es sustituir las

conexiones punto a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a

través del tradicional bucle de corriente de 4-20mA. Un bus de campo es una red

digital, bidireccional, multipunto, montada sobre un bus serie, que conecta

dispositivos de campo como PLC’s, transductores, actuadores y sensores. Cada

dispositivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso, que lo convierte en

un dispositivo inteligente, manteniendo siempre un bajo costo. Cada uno de estos

elementos es capaz de ejecutar funciones simples de diagnóstico, control o

mantenimiento y comunicarse bidireccionalmente a través del bus. [8]

El objetivo de un bus de campo es reemplazar los sistemas de control

centralizados por redes de control distribuido mediante el cual permita mejorar la

calidad del producto, reducir los costos y mejorar la eficiencia de los procesos.

Para ello se basa en que la información que envían y/o reciben los dispositivos de

campo es digital, lo que resulta mucho más preciso que si se recurre a métodos

analógicos. Cada nodo de la red puede informar en caso de fallo del dispositivo

asociado, y en general sobre cualquier anomalía asociada al dispositivo. Esta

monitorización permite aumentar la eficiencia del sistema y reducir la cantidad de

horas de mantenimiento necesarias.

Las principales ventajas de utilizar un bus de campo a diferencia de una red de

comunicación punto a punto son las siguientes:

La reducción de costos.

El ahorro proviene fundamentalmente de tres fuentes: ahorro en costo de

instalación, ahorro en el costo de mantenimiento y ahorros derivados de la mejora

del funcionamiento del sistema. Una de las principales características de los buses

de campo es su significativa reducción en el cableado necesario para el control de

una instalación. Cada componente sólo requiere un cable para la conexión de los

diversos nodos. Se estima que puede ofrecer una reducción de 5 a 1 en los

costos de cableado, dispone de herramientas de administración que permiten la

reducción del número de horas necesarias para la instalación y puesta en marcha.

Administración de la información

Las prestaciones del sistema mejoran con el uso de la tecnología de los buses de

campo debido a la simplificación en la forma de obtener información de la planta

desde los distintos sensores. Las mediciones de los distintos elementos de la red

están disponibles para todos los demás dispositivos. La simplificación en la

obtención de datos permitirá el diseño de sistemas de control más eficientes. [8]

Comunicación entre todos los elementos

Con la tecnología de los buses de campo, se permite la comunicación

bidireccional entre los dispositivos de campo y el controlador, pero también entre

los propios dispositivos de campo.

2.2.1 BUSES DE ALTA VELOCIDAD Y FUNCIONALIDAD MEDIA

Se basan en el diseño de una capa de enlace para el envío eficiente de bloques

de datos de tamaño medio. Estos mensajes permiten que el dispositivo tenga

mayor funcionalidad de modo que permite incluir aspectos como la configuración,

calibración o programación del dispositivo. Son buses capaces de controlar

dispositivos de campo complejos, de forma eficiente y a bajo costo. Normalmente

incluyen la especificación completa de la capa de aplicación, lo que significa que

se dispone de funciones utilizables desde programas basados en ordenadores

para acceder, cambiar y controlar los diversos dispositivos que constituyen el

sistema. Algunos incluyen funciones estándar para distintos tipos de dispositivos

que facilitan la interoperabilidad de dispositivos de distintos fabricantes. Algunos

ejemplos de este tipo de redes son:

DeviceNet: Desarrollado por Allen-Bradley, utiliza como base el bus CAN, e

incorpora una capa de aplicación orientada a objetos.

LONWorks: Red desarrollada por Echelon.

BitBus: Red desarrollada por INTEL.

DIN MessBus: Estándar alemán de bus de instrumentación, basado en

comunicación RS-232.

InterBus-S: Bus de campo alemán de uso común en aplicaciones medias.

Como se menciona, DeviceNet es un bus de alta velocidad y funcionalidad media.

2.3 PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN DEVICENET

Bus basado en el protocolo CAN. Su capa física y capa de enlace se basan en

ISO 11898, y en la especificación de Bosch 2.0. DeviceNet define una de las más

sofisticadas capas de aplicaciones industriales sobre bus CAN.

DeviceNet fue desarrollado por Allen-Bradley a mediados de los noventa,

posteriormente pasó a ser una especificación abierta soportada en la ODVA (Open

DeviceNet Vendor Association), Cualquier fabricante puede asociarse a esta

organización y obtener especificaciones, homologar productos, etc.

Es posible la conexión de hasta 64 nodos con velocidades de 125 Kbps a 500

Kbps en distancias de 100 a 500 m.

Utiliza una definición basada en orientación a objetos para modelar los servicios

de comunicación y el comportamiento externo de los nodos. Define mensajes y

conexiones para funcionamiento maestro-esclavo, interrogación cíclica, "strobing"

o lanzamiento de interrogación general de dispositivos, mensajes espontáneos de

cambio de estado, comunicación uno-uno, modelo productor-consumidor, carga y

descarga de bloques de datos y ficheros etc.

DeviceNet ha conseguido una significativa cuota de mercado. Existen más de 300

productos homologados y se indica que el número de nodos instalados superaba

los 300.000 en 1998, Está soportado por numerosos fabricantes: Allen-Bradley,

ABB, Danfoss, Crouzet, Bosch, Control Techniques, Festo, Omron, .etc. en la

tabla 2.1 se muestra un resumen de las principales características de la red.

Tabla 2.1 Principales características de DeviceNet

Tamaño de la red 64 nodos

Longitud de la red 500 metros a 125 kbps 250 metros a 250 kbps 100 metros a 500 kbps

Medio físico Línea troncal y derivaciones con 4 hilos

Paquetes de datos 0 a 8 bytes

Método de intercambio de

información

Maestro/Esclavo.

Multi maestro

2.4 MOTOR ELÉCTRICO

Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en

energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los

motores eléctricos pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica

funcionando como generadores. Todo motor tiene que estar formado con polos

alternados entre el estator y el rotor, ya que los polos magnéticos iguales se

repelen, y polos magnéticos diferentes se atraen, produciendo así el movimiento

de rotación.

Un motor eléctrico opera primordialmente con base a dos principios: El de

inducción, descubierto por Michael Faraday en 1831; que señala, que si un

conductor se mueve a través de un campo magnético o está situado en las

proximidades de otro conductor por el que circula una corriente de intensidad

variable, se induce una corriente eléctrica en el primer conductor. Y el principio

que André Ampére observó en 1820, en el que establece: que si una corriente

pasa a través de un conductor situado en el interior de un campo magnético, éste

ejerce una fuerza mecánica o f.e.m. (fuerza electromotriz), sobre el conductor.

Los motores de C.A. se dividen en general en los siguientes tipos: motores de

inducción, motores de conmutación de series, motores síncronos, motores de

estator o rotor alimentados y motores de polos conmutables. Los motores con los

que cuentan las bandas transportadoras del presente trabajo, son motores de

inducción de jaula de ardilla, por lo que se explica a continuación su

funcionamiento y características. [12]

2.4.1 MOTOR DE INDUCCIÓN

El motor de inducción basa su funcionamiento en la acción de un flujo giratorio

producido en el estator (bobinado primario). Éste flujo corta los conductores del

bobinado del rotor (bobinado secundario) e induce fuerzas electromotrices, dando

origen a corrientes en los conductores del rotor.

Es el más extensamente usado en maquinas de C.A. en aplicaciones de

suministro eléctrico. Operan desde suministros multi-fase, este tipo de motores

son robustos en su construcción y proporcionan características de par útil, un

ejemplo de estos se muestra en la figura 2.2 haciendo esto eminentemente

adecuado para un amplio rango de aplicaciones. [11]

Es usado como un componente de sistemas de velocidad variable, está limitado

por el rendimiento fundamental de la maquina; como la velocidad de operación

depende de la frecuencia suministrada, con el fin de emplear motores de inducción

en aplicaciones que requieren velocidad variable es necesario alimentar el motor

con alguna forma de frecuencia variable o emplear algún medio para cambiar el

equilibrio de tensión interna.

Figura 2.2 Curva Par-Velocidad de un motor de inducción de C.A. [11]

2.4.2 MOTOR DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA

Como el nombre implica el devanado del rotor de una máquina de jaula está

construida a partir de conductores a base de barras de cobre, aluminio u otras

aleaciones dispuestas alrededor del rotor en la forma de una jaula.

No hay conexión eléctrica entre el estator y el rotor, la corriente que fluye en el

rotor no puede ser cambiada arbitrariamente desde afuera del motor. Por lo tanto

es posible alterar la velocidad por el cambio de frecuencia, por cambio en el

número de polos, por deslizamiento, por la variación en tensión o corriente.

2.5 VARIACIÓN DE VELOCIDAD DE MOTORES DE INDUCCIÓN

Existen sólo dos técnicas para variar la velocidad de un motor de inducción, una

de las cuales consiste en variar la velocidad síncrona (velocidad de los campos

magnéticos del rotor y estator) la cual está dada por la ecuación 1. La otra técnica

consiste en variar el deslizamiento del motor para una carga dada. [11]

La velocidad síncrona de un motor de inducción está dada por:

Ecuación No. 1

Donde:

nsinc = numero de revoluciones por minuto.

fe= frecuencia de línea.

P= número de polos.

Por tanto las únicas formas en que se puede variar la velocidad síncrona de la

máquina son: cambiando la frecuencia eléctrica y cambiando el número de polos

de la máquina.

2.5.1 VARIACIÓN DE VELOCIDAD MEDIANTE RELACIÓN

VOLTAJE/FRECUENCIA

El método Escalar, también llamado voltaje/frecuencia (V/f) es el más sencillo

para variar la velocidad de un motor de inducción respecto al método de cambio

de polos. Cuando se opera a velocidades inferiores a la velocidad base del motor

(velocidad del motor en condiciones nominales) es necesario reducir el voltaje

aplicado a las terminales del estator para obtener una operación adecuada.

El voltaje aplicado a las terminales del estator deberá disminuir linealmente con la

disminución de la frecuencia en él. Este proceso se llama degradación. Si esto no

se hace, se saturará el acero del núcleo del motor de inducción y fluirán corrientes

de magnetización excesivas en la máquina. Si la frecuencia eléctrica aplicada al

estator disminuye en 10% mientras que la magnitud del voltaje aplicado al estator

permanece constante, el constante del flujo en el núcleo del motor se

incrementará cerca del 10%, al igual que la corriente de magnetización. [12]

La figura 2.3 muestra una familia de curvas características par velocidad del motor

de inducción para velocidades menores a la nominal, suponiendo que la magnitud

del voltaje del estator varía linealmente con la frecuencia.

Figura 2.3 Curvas par-velocidad para velocidades por debajo de la velocidad

base [12]

Cuando el voltaje aplicado a un motor de inducción varía linealmente con la

frecuencia por debajo de la velocidad nominal, el flujo de campo magnético en el

motor permanece aproximadamente constante.

La figura 2.4 muestra una familia de curvas características par velocidad del motor

de inducción a velocidades por encima de la nominal, si el voltaje del estator se

mantiene constante.

Figura 2.4 Curvas características par-velocidad para todas las

frecuencias.[12]

2.5.2VARIADORES DE VELOCIDAD PARA MOTORES DE C.A.

Los motores eléctricos generalmente operan a velocidad constante, y con valores

que dependen de la alimentación y de las características propias del motor, los

cuales no se pueden modificar fácilmente. Para lograr regular la velocidad de los

motores, se emplea un controlador especial que recibe el nombre de variador de

velocidad. Los variadores de velocidad se emplean en una amplia gama de

aplicaciones industriales, como en ventiladores y equipo de aire acondicionado,

equipo de bombeo, bandas transportadoras, elevadores, llenadoras, tornos y

fresadoras, etc. Un variador de velocidad puede consistir en la combinación de un

motor eléctrico y el controlador que se emplea para regular la velocidad del

mismo. [12]

El control de procesos y el ahorro de la energía son dos de las principales razones

para el empleo de variadores de velocidad.

2.6 VARIADORES DE FRECUENCIA

Al ser el motor asíncrono una máquina donde la velocidad depende de la frecuencia, al modificar ésta, se consigue variar la velocidad. Los sistemas electrónicos que transforman la frecuencia de la red en otra frecuencia variable en el motor, se denominan sistemas inversores. Éstos están formados por:

Un rectificador que transforma la corriente alterna en corriente continua. Un filtro formado por bobinas y condensadores, que tienen como finalidad

proporcionar a la entrada del inversor una tensión prácticamente continua, sin rizado.

Un inversor que transforma tensión C.D. Obtenida a la salida del bloque rectificador en tensión alterna, de frecuencia diferente a la de la red.

El circuito de control, es un circuito electrónico que se encarga de generar las tensiones de control y de referencia y, en función de éstas, abrir y cerrar los tiristores al ritmo que impone la frecuencia de la tensión de referencia. Este sistema permite obtener una amplia gama de frecuencias y niveles de tensión en el motor, y por tanto diferentes velocidades.

Los variadores de velocidad de motores asíncronos se presentan comercialmente

en módulos, adaptables para diferentes campos de aplicación y entornos

industriales. [13]

Están provistos de elementos de diálogo, pantallas de cristal líquido y teclado,

Para visualizar las magnitudes de funcionamiento del motor; estado del variador y

configuración del variador según la aplicación (frecuencia de trabajo, límites de

velocidad, modos de parada, selección de ajustes). Se muestra la estructura

interna de un variador de velocidad en la figura 2.5

Figura 2.5 Estructura del variador de frecuencia. [13]

2.7 BANDAS TRANSPORTADORAS

Las bandas transportadoras consisten en una superficie móvil que se desplaza

sobre una estructura fija que proporciona soporte y forma a la trayectoria que ha

de seguir dicha superficie.

Existen varios tipos de bandas transportadoras de acuerdo al material que se

requiere movilizar, así pues se pueden encontrar bandas transportadoras de

mercancías terminadas o en proceso dentro de una línea de producción como el

ensamble de componentes automotrices o embotelladoras y empacadoras,

también hay trayectorias curvas como las de reclamo de equipaje utilizadas en los

aeropuertos. [14]

2.8 SENSORES

Un sensor es un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del

exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que pueda ser

cuantificada y manipulada.

Podemos encontrar interruptores, pulsadores accionados de forma mecánica o

manual contactos auxiliares de contactores activados por la bobina de un

contador; contactos auxiliares de relés térmicos, relés tipo reed, colocados sobre

las camisas de los cilindros neumáticos y activados por el embolo magnético del

cilindro; finales de carrera activados por desplazamiento de piezas móviles, etc. [7]

Los sensores que se utilizan en este trabajo, son descritos a continuación.

2.8.1 SENSORES FOTOELÉCTRICOS

El funcionamiento de los sensores fotoeléctricos está basado en la generación de

un haz luminoso por parte de un fotodiodo emisor, que se proyecta bien sobre un

foto receptor, o bien sobre un dispositivo reflectante.

La interrupción o reflexión del haz por parte del objeto a detectar, provoca el

cambio de estado de la salida de la fotocélula. [8], [15], [16],

2.8.2 SENSORES INDUCTIVOS

Los sensores inductivos son interruptores electrónicos que trabajan sin contacto.

Estos sensores no sólo proporcionan una señal ON/OFF (Detector), sino también

una señal análoga proporcional a la distancia. [15], [16]

Este sensor genera un campo magnético cambiante de alta frecuencia mediante

una bobina, la cual forma parte de un circuito en resonancia. Si una pieza de metal

entra en la zona del campo magnético cambiante, se generan pérdidas por

corrientes circulantes en la pieza esto hace que el circuito en resonancia se altere.

2.8.3 SENSORES DE FINAL DE CARRERA MECÁNICOS

Estos sensores tienen dos tipos de funcionamiento: NO (normalmente abiertos) y

NC (normalmente cerrado). la función de estos elementos o sensores es cortar o

abrir paso de la corriente eléctrica ya que estos son utilizados para el control de

elementos móviles; cuando este es accionado en su vástago internamente hace el

cambio de posición.

Si este se encuentra conectado NO, cuando el vástago es accionado internamente

permite el cambio y pasa a ser NC, permitiendo el flujo de corriente.

Si este se encuentra conectado NC, y el vástago es accionado este permite el

cambio internamente y pasa hacer un contacto NO el cual corta el flujo de

corriente.

Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde

se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es

muy diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un

movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas

que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores,

montacargas, robots, bandas transportadoras, etc. [17]

CAPÍTULO 3 INTEGRACIÓN DEL SISTEMA

En este capítulo se muestra la integración del sistema a automatizar, comenzando por los tableros en los cuales son colocados los dispositivos seleccionados en el laboratorio B08 del área de laboratorios pesados 1 de ICA de la ESIME unidad Zacatenco, el bus de la red DeviceNet, las conexiones de alimentación eléctrica, se plantean los diagramas de conexión con base a las reglas definidas por el protocolo de comunicación, se muestra el cálculo para el dimensionamiento de las fuentes de alimentación, finalmente la manera en que son colocados los sensores en las bandas transportadoras.

3.1 TOPOLOGIA TIPO BUS UTILIZADA EN LA RED DEVICENET

Para la integración del sistema para la automatización de las bandas

transportadoras, se muestra en la figura 3.1 un diagrama en el cual se pretende

representar como son conectados los dispositivos al bus de campo DeviceNet y

este a su vez al escáner del PAC, que es el elemento encargado de mantener la

comunicación de la red, además la interfaz Ethernet existente entre el PAC y la PC

para la programación, puesta en marcha y pruebas del funcionamiento del

sistema. Posteriormente en la tabla 3.1 se nombra el dispositivo al cual pertenece

cada nodo

Figura 3.1 Integración de la red DeviceNet.

Tabla 3.1 Dispositivos de la red

NODO DISPOSITIVO

Nodo 00 Escáner DeviceNet

Nodo 01 PowerFlex 40

Nodo 02 Relevador de Sobrecarga

Nodo 03 Sensor final de carrera mecánico

Nodo 04 Sensor inductivo

Nodo 05 Sensor Fotoeléctrico 1

Nodo 06 Sensor Fotoeléctrico 2

Nodo 07 Estación de Botones DeviceNet

Nodo 08 PowerFlex 4

Las características de cada uno de los dispositivos son descritas en este

capítulo más adelante.

Como se aprecia en la figura 3.1 el nodo 00 es el escáner, que se encuentra

instalado como parte del PAC, los nodos del 01 al 08 son los demás elementos

de la red, que se encuentran conectados directamente al bus de campo por

medio de cables de derivación y conectores que son descritos más adelante.

También se observa que en el uso de esta topología es necesario colocar

resistencias de terminación (RT) en ambos extremos del troncal de 120 Ohms.

El enlace entre la PC y el PAC está dado por medio de un módulo de

comunicación Ethernet conectado al PAC junto con el módulo de DeviceNet con

su respectiva interfaz.

Los demás elementos mostrados en la figura 3.1 son el CPU del PAC

ControlLogix y la fuente de alimentación con que este cuenta, son importantes

en la integración de la red de campo, porque en el CPU se efectúan cada una de

las operaciones que se programan y la fuente se encarga de alimentar a los

distintos módulos para que estos operen de manera correcta y funcione la red.

3.2 DISEÑO DE LA TOPOLOGIA DE RED

El siguiente paso para la integración del sistema, es diseñar la topología de red,

como se indica en los manuales de instalación y planificación. En la figura 3.2 se

muestra cómo está distribuida la red de campo de acuerdo a la topología,

también, se indican las distancias y los consumos de corriente de cada

dispositivo para usar estos datos en el dimensionamiento de la fuente, el

establecimiento de la velocidad de transmisión de datos, etc.

Figura 3.2 Topología de bus.

3.2.1 LONGITUD MÁXIMA DE LA LÍNEA TRONCAL

Para el cálculo de la longitud máxima de la línea troncal se toma la distancia que hay entre la toma de derivación (3) al último dispositivo (10) porque es mayor que la distancia entre la toma de derivación (3) a la resistencia de terminación (8). Este mismo planteamiento se toma en cuenta para la última toma de derivación del lado derecho al último dispositivo (13). [27] La longitud de la línea troncal se muestra en la figura 3.2. Conforme a las distancias mostradas en dicha figura, la longitud máxima es igual a la suma de todas las distancias. Queda de la siguiente manera.

Ecuación No.2

De acuerdo con el valor obtenido de la longitud máxima de la línea troncal es

posible utilizar cualquier valor respecto a la velocidad transmisión específica

contenidos en la tabla 3.2

Tabla 3.2 Velocidad de transmisión en relación a la longitud del cable. [27]

Velocidad de transmisión de datos

Longitud máxima (cable plano)

125 kbps 420 m (1.378 pies)

250 kbps 200 m (656 pies)

500 kbps 75 m (246 pies)

La velocidad de transmisión específica seleccionada es de 125 kbps.

3.2.2 LONGITUD ACUMULATIVA DE LA LÍNEA DE DERIVACIÓN

Se refiere a la suma de todas las líneas de derivación, del sistema de cables,

respecto a las medidas especificadas en la figura 3.2 se determina la longitud

acumulativa de la línea de derivación de la siguiente manera.

Se considera que el recorrido máximo del cable desde cualquier dispositivo en una

línea de derivación a la línea troncal es 6 m (20 pies). [27]

Ecuación No. 3

Con base al resultado obtenido de la longitud acumulativa de la línea de derivación

es posible determinar si esta dentro del límite en función a la velocidad de

transmisión de datos elegida, se referencia a la tabla 3.3 que muestra la longitud

acumulativa máxima en función a la velocidad de transmisión,

Tabla 3.3 Longitud acumulativa de la línea de derivación. [27]

Velocidad de transmisión de datos

Longitud acumulativa de la línea de derivación

125 kbps 156 m (512 pies)

250 kbps 78 m (256 pies)

500 kbps 39 m (128 pies)

El valor de la longitud acumulativa obtenida esta dentro del la longitud máxima

acumulativa mostrada en la tabal anterior, por tanto, la velocidad de transmisión es

125 kbps.

3.2.3 SELECCIÓN DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN

Se considera sólo una fuente de alimentación que suministrara la tensión de 24

VCD y corriente necesaria en la parte de comunicación debido a la longitud

máxima de la red y a la suma total de la corriente de consumo de todos los

dispositivos conectados a la línea troncal, se parte del hecho de que el cable plano

del troncal es de clase 1 y soporta una corriente máxima de 8A. [27]

A) CORRIENTE DE ALIMENTACIÓN REQUERIDA

Para efectuar este cálculo se considera la tabla de valores 3.4 Tabla 3.4 valores de corriente de consumo de cada elemento.

No. Dispositivos Dispositivo Corriente de consumo

2 RightSight (sensor fotoeléctrico) 65mA

1 802DN (final de carrera) 60mA

1 Botonera 800E 930mA

1 22B-A5P0N114 (PoweFlex 40) 60mA

1 871tm (sensor inductivo) 60mA

1 193-EC2AB (sobre carga) 60mA

1 1756-DNB/DeviceNet escáner 60mA

1 22 A-B012N104 (PowerFlex 4 DSI) 60mA

Ecuación No. 4

Se considera un 10 % adicional a este total para prever sobretensiones de

corriente.

Ecuación No. 5

Con base al resultado de la corriente total de consumo por los dispositivos que

integran el sistema se considera una fuente de alimentación a nivel comunicación

de 24VCD a 2A.

B) INFORMACIÓN SOBRE LAS CAPACIDADES DE ALIMENTACIÓN

Las líneas de derivación, sean gruesas o delgadas, tienen una capacidad nominal

máxima de 3 A, dependiendo de la longitud. La corriente máxima disminuye a

medida que aumenta la longitud de la línea de derivación, esta relación se aprecia

en la tabla 3.5.

Tabla 3.5 Corriente máxima de la línea de derivación.

Longitud de línea de derivación Corriente permitida

1.5 m (5 pies) 3 A

2 m (6.6 pies) 2 A

3 m (10 pies) 1.5 A

4.5 m (15 pies) 1 A

6 m (20 pies) 0.75 A

La corriente para las líneas de derivación esta dentro del rango de 1.5A a 3A.

Los variadores de velocidad, son alimentados de la señal de potencia, trifásica o

bifásica de C.A. a 220 VCA o 120 VCA para su funcionamiento y para ser

conectado a la red se requiere una señal de comunicación mediante el adaptador

DSI ó kit externo DSI (elementos que son descritos más adelante en este

capítulo). La figura 3.3 muestra la alimentación de la señal de potencia.

Figura 3.3 Alimentación de la señal de potencia.

C) CONEXIÓN DE LA RED A TIERRA

La puesta a tierra de un elemento, máquina o sistema resulta indispensable desde

el enfoque de la seguridad en los equipos y usuarios, la función que desempeña

es evitar el paso de la corriente debido al fallo en el sistema de aislamiento de los

conductores activos. Consiste en una pieza metálica conocida como electrodo en

este caso conectado a la parte metálica (riel din) del tablero, se encuentra

distribuido en la instalación por medio de un cable de aislante de color verde y

amarillo que debe acompañar todas las derivaciones y debe llegar a través de los

enchufes a cualquier dispositivo.

La conexión a tierra de la red se conecta desde la fuente de alimentación

previamente dimensionada, para ello la parte V- de la fuente de alimentación es

conectada a tierra tal como se muestra en la figura 3.4

Figura 3.4 Puesta a tierra de la red.

3.3 CABLES Y CONECTORES UTILIZADOS PARA LA COMUNICACIÓN DE LA

RED

En este trabajo de tesis los componentes son conectados mediante dos opciones

de cable. En la tabla 3.6 se aprecian los diferentes tipos de cables utilizados.

Tabla 3.6 Cables utilizados en la red. [27]

Cable Para

Plano KwikLink

La línea troncal de la red DeviceNet, con dimensiones de 19.3 mm x 5.3 mm (0.76 pulg. x 0.21 pulg.). Es posible colocar conexiones libremente donde se necesitan.

Cable de derivación KwikLink Este es un cable de derivación de 4 conductores no blindado para uso exclusivo en sistemas KwikLink.

El cable plano contiene cuatro conductores: un par (rojo y negro) para

alimentación de corriente directa (C.D.) de 24 V.; un par (azul y blanco) para señal,

estas características se muestran en la figura 3.5

Figura 3.5 Cable plano KwikLink

En la tabla 3.7 se muestra la configuración del cable de derivación.

Tabla 3.7 Cable de derivación.

Color de cable Identidad del cable Uso del cable plano

Blanco CAN_H Señal

Azul CAN_L Señal

Sin forro Tierra N/A

Negro V- Alimentación

Rojo V+ Alimentación

3.3.1 POWER TAP

Se utiliza un conector con aislamiento desplazable o (IDC) de clase 1 con cable

redondo para interconectar la fuente de alimentación para el cable plano, es

mostrado en la figura 3.6

Figura 3.6 Características del conector Power Tap.

3.3.2 TERMINACIONES EN LA RED

En ambos extremos de la línea troncal se tienen resistencias de terminación de

120 Ohms, 1/4 W en cada extremo conectadas directamente a través de los

conductores azul y blanco del cable DeviceNet mostrado en la tabla 3.12 la

finalidad de las resistencias de terminación es reducir las reflexiones de las

señales de comunicación en la red. [27]

Debido a que se utiliza cable plano, la resistencia de 120 Ohms está contenida en

una cubierta encajable para el conector base KwikLink. Se muestra en la figura 3.7

Figura 3.7 Resistencias de terminación de cable plano.

3.3.4 CONECTORES CON AISLAMIENTO DESPLAZABLE (IDC) KWIKLINK.

Los conectores con aislamiento desplazable (IDC) KwikLink interconectan cables

de derivación y dispositivos a la línea troncal de cable plano, mostradas en la

figura 3.8.

Figura 3.8 Conectores con aislamiento desplazable.

3.3.5 CONECTORES.

Los conectores conectan cables a dispositivos y otros componentes del sistema

de cables DeviceNet. Las conexiones instalables en el campo se realizan con

conectores sellados mostrados en la tabla 3.8

Tabla 3.8 Clasificación de conectores.

Conector Descripción

Sellado

Tipo mini: se conecta a tomas y a cable grueso y delgado. Tipo micro: se conecta únicamente a cable delgado – tiene una capacidad nominal de corriente reducida

Conectores (sólo medio redondo) Mini/Micro instalables en el campo de

desconexión rápida (sellado). La figura 3.9 muestra la configuración de los pines

de los tipos de conectores.

Figura 3.9 Configuración de conectores.

3.4 DESCRIPCION DE LOS DISPOSITIVOS DEL SISTEMA

3.4.1 ESPECIFICACIONES DEL PAC CONTROLLOGIX 1756 SERIES

En el aula B08 del área de laboratorios pesados 1 de I.C.A de la ESIME unidad

Zacatenco se cuenta con un PAC ControlLogix 1756 series para el desarrollo del

sistema. El cuál tiene sus respectivos módulos de entradas, salidas, CPU, tarjetas

de red, fuente y demás dispositivos, que son señalados a continuación. Para

posteriormente describir cada uno de ellos.

Las principales características del Controlador de Automatización Programable

son mencionadas en la tabla 3.9:

Tabla 3.9 Características del PAC ControlLogix 1756-L61. [18]

ControlLogix 1756-L61

Característica 1756-L61

Memoria de usuario 2 MB

Tarjeta de memoria Compact Flash

Puertos incorporado 1 puerto RS-232 serial

Opciones de comunicación EtherNet/IP

DeviceNet

Conexiones de controlador 250 serial

Panel

o…60°C

Lenguajes de programación Escalera

Estructurado

Diagrama a Bloques

Grafico Funcional Secuencial

Referente a los módulos que se encuentran conectados en el controlador, la tabla

3.10 muestra los módulos de entradas y salidas y la tabla 3.11 muestra los

módulos de comunicación así como sus principales características.

Tabla 3.10 Módulos de entradas/salidas del PAC. [18]

Módulos de Entradas/Salidas del ControlLogix 1756-L61

Módulo No. De

Catalogo Descripción Categoría de Tensión

Rango de V. de

Operación

Entradas Digitales

1756-IB16I

16 Entradas aisladas individualmente

12/24 CD sink/source 10…30 VCD

Salidas 1756- 16 Salidas aisladas 12/24 CD 10…30 VCD

Digitales OB16I individualmente sink/source

Combinación Entradas/ Salidas Analógicas

1756-IF4FX0F2F

4 Entradas diferenciales, alta velocidad, Input: ± 10.5 V.

submilisegundos 0-21 mA 2 Salidas de Tensión o corriente de

Output: ± 10.4 V.

alta velocidad 0-21 mA

Tabla 3.11 Módulos de comunicación del PAC.

Módulos de comunicación del ControlLogix 1756-L61

Módulo No. De Catalogo Descripción

Velocidad de Com.

Con. TCP/IP

Con. Lógicas Nodos

EtherNet/IP

1756-ENBT

EtherNet/IP Puente, Cobre

10/100 Mbps 64 128

ControlNet 1756-CNB

ControlNet Puente, Redundancia 5 Mbps 64 99

DeviceNet 1756-DNB DeviceNet Puente

125 Kbps (500 m) 64

250 kbps (250 m)

500 Kbps (100 m)

Para el presente trabajo de tesis, solo se describen a detalle en este capítulo los

elementos necesarios para la integración de la red.

A) CHASIS 1756-A7 B

El ControlLogix es un sistema modular que requiere de un chasis clase 1756-A7,

el cual cuenta con lugares para colocar cada módulo en su propia ranura. En su

parte posterior está provisto de una pista de comunicación de alta velocidad entre

los módulos, así como una distribución de alimentación para cada módulo dentro

del mismo. El chasis está diseñado de manera horizontal para ser montado en

panel, existen dos tipos de configuración del chasis, estándar o extendida, el

chasis del controlador con que contamos, se encuentra en forma estándar. El

chasis del controlador permite una comunicación de alta velocidad entre los

módulos y una distribución de alimentación para cada módulo dentro del mismo.

Sus principales características son mostradas en la tabla 3.12 a continuación. [18]

Tabla 3.12 Características principales del chasis.

Tabla de Especificaciones Técnicas ControlLogix

Atributo 1756-A7

Pérdida de potencia máxima 4.5 W.

Ranuras 7

Tamaño del gabinete 50.8 x 60.9 x 20.3 cm.

Peso aproximado 1.10 Kg.

Instalación Panel

Temperatura de operación o…60°C

La figura 3.10 muestra las dimensiones del chasis del ControlLogix, al igual que la

correcta distribución y espacio entre cada uno de sus módulos, además de

considerar la fuente de alimentación, estos datos resultan sumamente importantes

para su considerarlos al momento de su instalación y montaje en panel.

Figura 3.10 Dimensiones del ControlLogix 1756.

El chasis de este ControlLogix suele contar con una fuente de suministro eléctrico

de 24 VCD directamente instalada en la parte posterior. Su número de catalogo es

el 1756-PA72, la cual debe ser alimentada en un rango de 120/220 VCA.

B) MÓDULO 1756-DNB/C DEVICENET ESCÁNER (NODO 0)

El escáner DeviceNet sirve como interfaz entre los dispositivos conectados a la

red y el CPU del controlador. Mediante este módulo es posible conectar de dos

formas distintas la red DeviceNet.

Los datos que son generados por los disposit

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