Sistemas físicos

 

Maqueta 4-tanques

Maquetas enlace
 

Maqueta 4-variables

Maquetas enlace
 

Planta Piloto

Planta Piloto enlace
 

Célula Robotizada

Robot enlace
 

Control por PLC's

PLC Enlace
 

Variadores

Variador enlace
 

Electroneumática

Neumatica enlace
 

Panel Domótico

Domotica enlace
 

Feedback MS-150

Feedback enlace
 

Gestión En. Eléctrica

Gestion Energia enlace
 

Gest. Edif. Schneider

Armario enlace
 

SSE Schneider

Armario enlace

Maqueta 4-tanques

La maqueta industrial de 4 tanques implementa el problema de control propuesto por Karl Henrik Johansson (The Quadruple-Tank Process. A multivariable laboratory process with an adjustable zero. PDF. IEEE Transaction on Control Systems Technology. 2000). La característica principal de este modelo a escala es su realización mediante elementos de tipo industrial.
El laboratorio remoto de Automática de la ULE proporciona un sistema de acceso remoto, a través de internet a esta maqueta.
Maqueta 4 Tanques

Los depositos, tuberías, instrumentos, accionamientos y armario de control van montados sobre un bastidor de acero inoxidable de 2mx2m, y en su diseño se ha pretendido que la dinámica de funcionamiento sea rápida, tanto para sistemas SISO como para sistemas MIMO. Los accionamientos de las válvulas de 3 vías son neumáticos, mientras que los de las bombas de impulsión son a frecuencia variable. Dispone de 4 electroválvulas, una por cada deposito, que permiten introducir perturbaciones en cualquier instante de su funcionamiento. El armario de control está diseñado de manera que se puedan conectar para su utilización tanto sistemas basados en PLC's como sistemas basados en DCS's, e incorpora una serie de enclavamientos y seguridades que garantizan su integridad y funcionamiento cuando son manejadas tanto en modo local como en modo remoto.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema. También se tienen réplicas disponibles en las Universidades de: UNED (Madrid), Almeria y Oviedo

Contenido

El diseño de las maquetas se ha realizado en base a los siguientes objetivos:

  1. Portabilidad: Las maquetas pueden ser instaladas en cualquier ubicación, pues disponen de un bastidor dotado de ruedas. Todos los elementos son eléctricos y únicamente demandan una toma de fluido de proceso, un desagüe, una toma de red Ethernet y alimentación eléctrica. El fluido en este caso es agua.
  2. Flexibilidad en el control: El diseño contempla la posibilidad de ser controladas mediante PLC, DCS, PC o SCADA.
  3. Acceso remoto vía internet: Para ello se les ha dotado de los enclavamientos cableados que permiten una operación remota segura.
  4. Amplio espectro de operación: Las maquetas se pueden configurar para establecer experiencias de control básico o control avanzado multivariable debido a las interacciones que se pueden establecer entre las diferentes variables de regulación. También se contempla la operación en batch de la planta mediante aplicaciones específicas.

Ficha Técnica

TAG DESCRIPCIÓN TIPO SEÑAL E/S
 
LT01 Nivel D01 Analógica 4-20 mA Entrada
LT02 Nivel D02 Analógica 4-20 mA Entrada
LT03 Nivel D03 Analógica 4-20 mA Entrada
LT04 Nivel D04 Analógica 4-20 mA Entrada
LV05 Válvula Nivel D01-D04 Analógica 4-20 mA Salida
LV06 Válvula Nivel D02-D03 Analógica 4-20 mA Salida
SZ01 Convertidor Bomba P01 Analógica 0-10 Vdc Salida
SZ02 Convertidor Bomba P02 Analógica 0-10 Vdc Salida
ES01 Confirmación bomba ON P01 Digital 24 Vdc Entrada
ES02 Confirmación bomba ON P02 Digital 24 Vdc Entrada
ES03 Fallo bomba P01 Digital 24 Vdc Entrada
ES04 Fallo bomba P02 Digital 24 Vdc Entrada
ES05 Presencia de tensión 24 Vdc Digital 24 Vdc Entrada
ES06 Presencia de tensión 220 Vac Digital 24 Vdc Entrada
FY01 On/Off Bomba P01 Digital 24 Vdc Salida
FY02 On/Off Bomba P02 Digital 24 Vdc Salida
LY01 Electroválvula D01 Digital 24 Vdc Salida
LY02 Electroválvula D02 Digital 24 Vdc Salida
LY03 Electroválvula D03 Digital 24 Vdc Salida
LY04 Electroválvula D04 Digital 24 Vdc Salida

Zona Interactiva

Maqueta 4 Variables

El Grupo de Investigación SUPPRESS ha diseñado y construido maquetas didácticas de control de procesos que se encuentran en el Aula E2 del Edificio Tecnológico II (Universidad de León). Se trata de células de ensayo de estrategias de control dotadas de instrumentación industrial inteligente para medida y control de caudal, nivel, presión y temperatura. El laboratorio remoto de Automática de la ULE proporciona un sistema de acceso remoto, a través de internet, a estas maquetas industriales.
Maqueta 4 Tanques

Los depositos, tuberías, instrumentos, accionamiento y armarios de control van montados sobre un bastidor de acero inoxidable de 2mx2m, y en su diseño se ha pretendido que la dinámica de funcionamiento sea rápida, tanto para sistemas SISO como para sistemas MIMO. Los accionamientos de todas las válvulas son eléctricos, mientras que los de las bombas de impulsión son a frecuencia variable. Dispone de 3 electroválvulas con accionamiento variable y 1 de ellas es todo-nada. La electroválvula todo-nada se utiliza para controlar el porcentaje de desagüe del depósito de proceso; las otras 3 electroválvulas disponen de accionamientos variables y se utilizan para: regular el aporte de fluido de proceso, regular el aporte de fluido caliente y regular el aporte de fluido frío.También dispone de 2 bombas de impulsión, una para impulsar el fluido del depósito de calentamiento y otra para impulsar el fluido de proceso. La utilizada para el fluido caliente dispone de un inversor de frecuencia de 3 posiciones para controlarla por medio de una señal analógica. La utilizada para impulsar el fluido de proceso dispone de un inversor de frecuencia (Micromaster Vector de Siemens) para controlar el caudal de bombeo (junto con la electroválvula correspondiente) al circuito de proceso.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

El diseño de las maquetas se ha realizado en base a los siguientes objetivos:

  1. Portabilidad: Las maquetas pueden ser instaladas en cualquier ubicación, pues disponen de un bastidor dotado de ruedas. Todos los elementos son eléctricos y únicamente demandan una toma de fluido de proceso, un desagüe, una toma de red Ethernet y alimentación eléctrica. El fluido en este caso es agua.
  2. Flexibilidad en el control: El diseño contempla la posibilidad de ser controladas mediante PLC, DCS, PC o SCADA.
  3. Acceso remoto vía internet: Para ello se les ha dotado de los enclavamientos cableados que permiten una operación remota segura.
  4. 4. Amplio espectro de operación: Las maquetas se pueden configurar para establecer experiencias de control básico o control avanzado multivariable debido a las interacciones que se pueden establecer entre las diferentes variables de regulación. También se contempla la operación en batch de la planta mediante aplicaciones específicas.

Cada maqueta dispone de los siguientes Circuitos:

  1. Circuito de proceso: Incluye las variables de presión, caudal, temperatura y nivel.
  2. Circuito de agua caliente: Incluye los elementos necesarios para la generación de agua caliente.
  3. Circuito de enfriamiento: Intercambia frío con el circuito de proceso.

Ficha Técnica

  • CONTROL DE PRESIÓN
    • Medida: Transmisor de Presión inteligente 4-20mA+HART.
    • Salida: Accionamiento a convertidor de frecuencia vectorial sobre bomba centrífuga.
    • Algoritmo de regulación básico PID.
    • Se establecen tres modos de operación: MANUAL, AUTO y REMOTO.
    • La variable a indicar/registrar es Barg.
  • CONTROL DE CAUDAL
    • Medida: Transmisor de caudal electromagnético inteligente 4-20mA+HART.
    • Salida: Válvula de control eléctrica 2 vías con posicionador.
    • Algoritmo de regulación básico PID.
    • Se establecen tres modos de operación: MANUAL, AUTO y REMOTO.
    • La variable a indicar/registrar es l/h.
  • CONTROL DE NIVEL
    • Medida: Transmisor de nivel ultrasónico inteligente 4-20mA+HART.
    • Salida: electroválvula 2 vías.
    • Algoritmo de regulación básico PID.
    • Se establecen tres modos de operación: MANUAL, AUTO y REMOTO.
    • La variable a indicar/registrar es %.
  • CONTROL DE LA TEMPERATURA DE AGUA CALIENTE
    • Medida: Transmisor de Tª inteligente 4-20mA+HART sobre sonda PT-100.v
    • Salida: Accionamiento variable estático sobre resistencia calefactora.
    • Algoritmo de regulación básico PID.
    • Se establecen tres modos de operación: MANUAL, AUTO y REMOTO.
    • La variable a indicar/registrar es ºC.
  • CONTROL DE LA TEMPERATURA DE PROCESO
    • Medida: Transmisor de Tª inteligente 4-20mA+HART sobre sonda PT-100.
    • Salida: en rango partido sobre dos válvulas de control eléctricas de 2/3 vías con posicionador.
    • Algoritmo de regulación básico PID.
    • Se establecen tres modos de operación: MANUAL, AUTO y REMOTO.
    • La variable a indicar/registrar es ºC.

Zona Interactiva

Galería de imágenes




BOMBA RECIRCULACIÓN AGUA CALIENTE
Bomba SEDICAL TF 110 equipada con inversor de frecuencia de 3 posiciones para controlarla por medio de una señal analógica(min-1450 l/min, medio-2000 l/min, max-2100 l/min). Esta bomba se utiliza para conseguir un calentamiento homogéneo en el fluido que se encuentra en el depósito de calentamiento.

BOMBA PROCESO
Bomba SEDICAL alimentada a través de inversor de frecuencia (Micromaster Vector de Siemens) para controlarla por medio de señal analógica. Esta bomba ofrece un caudal de 3200 l/h para una altura piezométrica de 5,5 m. Su potencia es de 0,5 Hp y los valores de tensión e intensidad son de 230-400 V y 1,2-0,7 A respectivamente.

CAUDALIMETRO
Caudalímetro electromagnético SITRANS FM de Siemens. En el sensor se encuentran unas bobinas que generan un campo magnético estable. El líquido que fluye por el sensor induce una tensión proporcional a la velocidad del fluido.

TANQUE DE LIQUIDO
Esta maqueta dispone de 2 tanques de líquido: uno se utiliza para almacenar el líquido de proceso cuando todo el sistema se encuentre en reposo y el otro tanque se utiliza para controlar el nivel del mismo.

DEPOSITO DE CALENTAMIENTO
Tanque de acero inoxidable utilizado para el calentamiento del fluído de proceso. En él se encuentran instalados un termostato y resistencias de calentamiento.

ELECTROVALVULA DIGITAL
Electroválvula digital SMC a 24VDC ubicada en el tanque de líquido de proceso. Se utiliza para controlar el caudal de desagüe de dicho depósito y generar perturbaciones en el llenado y vaciado del mismo siempre que se desee.

ELECTROVALVULA DE PROCESO
Válvulas Samson 3226-3760 con posicionador Samsom 3760 que permite la regulación de la apertura mediante una señal externa. Está valvulas se encargan de distribuir el flujo a través de los tanques. En caso de fallo, retornan a la posición de cero.

INTERCAMBIADOR
Intercambiadores de placas que permiten el intercambio entre el fluido de proceso y el fluido que se calienta y con el fin de modificar la temperatura del fluído de proceso y poder realizar control de la misma.

SENSOR DE NIVEL
Sensor de ultrasonidos PROBE a 24 Vdc utilizado para medir el nivel (0-100 %) en el tanque de líquido de proceso.

SENSOR DE PRESION
Sensor de presión SIEMENS utilizado para medir a presión del fluído de proceso y poder realizar control sobre la misma.

SENSOR DE TEMPERATURA
Sondas de temperatura que permiten realizar la medición de la temperatura del fluído de proceso, del fluido de calentamiento y la temperatura en el intercambiador.

MAQUETA GLOBAL
Una vista global de la maqueta.


Planta Piloto

La planta piloto modeliza los lazos de control más habituales en la industria, proporcionando un medio para el estudio y aprendizaje de estos sistemas
Planta Piloto

El Instituto de Automática y Fabricación (IAF) ha diseñado y construido una planta piloto industrial para realizar ensayos sobre un reactor de 50 litros. En ella se pueden realizar tanto estrategias avanzadas de control como de supervisión y de diagnostico de fallos trabajando sobre las variables físicas: presión, nivel, temperatura, pH y conductividad.
El Laboratorio Remoto de Automática de la Universidad de León proporciona un sistema de supervisión online de la planta piloto basado en Minería de Datos Visual con Mapas Topológicos Auto-Organizados.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

La planta piloto está dotada de un circuito de proceso con recirculación forzada mediante bomba con accionamiento de frecuencia variable en el que se encuentra un reactor de 50 litros y dos circuitos de utilities asociados a la variable temperatura.

El proceso que se ha implementado en la planta piloto es el control de las variables físicas presión, temperatura, nivel, pH, caudal y conductividad mediante 8 lazos de control. Estos lazos están diseñados para presentar, de acuerdo a las necesidades del experimento, interacciones entre ellos con el fin de estudiar el comportamiento de estrategias diferentes de regulación desde control básico a control multivariable.

Ficha técnica

TAG DESCRIPCIÓN TIPO SEÑAL I/O
Control Nivel
P01 Bomba Recirculación Digital 5 V Salida
CF01 Frecuencia Motor Analógica 4-20 mA Salida
FT01 Flujo Caudalimetro Magnético Analógica 4-20 mA Entrada
FV01 Válvula Aporte Caudalimetro Magnético Analógica 4-20 mA Salida
FT02 Flujo Caudalímetro Másico Analógica 4-20 mA Entrada
FV02 Válvula Aporte Caudalimetro Másico Analógica 4-20 mA Salida
LT01 Nivel Reactor Analógica 4-20 mA Entrada
LV01 Válvula Drenaje Digital 5 V Salida
Control Presión
PT01 Presión Reactor Analógica 4-20 mA Entrada
PV01  Válvula Presión Digital 5 V Salida
Control Temperatura
TT01 Temperatura Reactor Analógica 4-20 mA Entrada
Circuito Agua Subenfriada
TV01A Válvula 3-Vías Circuito Agua Subenfriada Analógica 4-20 mA Salida
P03 Marcha/Paro Bomba Circuito Agua Subenfriada Digital 5 V Salida
FS01 Flujostato Digital 10 V Entrada
Circuito Agua Caliente
TT02 Temperatura Agua Caliente Analógica 4-20 mA Entrada
TV01B Válvula 3-Vías Circuito Agua Caliente Analógica 4-20 mA Salida
TS01 Termostato Digital 10 V Entrada
P02 Marcha/Paro Bomba Circuito Agua Caliente Digital 5 V Salida
R1 Resistencia Calentamiento 1 Digital 5 V Salida
R2 Resistencia Calentamiento 2 Digital 5 V Salida
R3 Resistencia Calentamiento 3 Digital 5 V Salida

Zona Interactiva

Robot

En el laboratorio de Robótica del edificio tecnológico II (Aula A4) se dispone de un Robot ABB con seis grados de libertad con una tarjeta Ethernet. Cualquier usuario registrado será capaz de definir la trayectoria a seguir por el Robot y programar tareas de ejecución (carga y ejecución de programas RAPID, posicionamiento del punto de control TCP con traslación y rotación, cambio del sistema de referencia de la pinza, apertura/cierre de pinza neumática, etc.).
Robot

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León.

PLC's

PLCs en Red. Redes Industrial Ethernet y Profibus

Maqueta 4 Tanques

El LRA-ULE suministra una herramienta de configuración y programación vía Internet de Autómatas Programables. El manejo de esta herramienta permitirá a un usuario registrado comprobar el correcto funcionamiento de sus programas sobre un PLC real, no simulado. El sistema de control se enlaza a las maquetas industriales de procesos si el usuario dispone de los privilegios adecuados.

El grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

Los Sistemas de control disponibles son los siguientes: PLCs Premium TSX P57 de Schneider, PLCs Simatic S7 314 2DP de Siemens, PLCs XC-CPU201 de Moeller y DCS SNAP LCM4 de Opto22.

Estos sistemas de control se enlazan a través de OPC (Ole for Process Control) con el sistema de adquisición de datos de las maquetas de 4 tanques y de 4 variables.

Ficha Técnica

  • Schneider
    • Procesador: Premium TSX P57 254
    • Módulo de 32 entradas digitales: TSX DEY 32D2K
    • Módulo de 32 salidas digitales: TSX DSY 32T2K
    • Módulo de comunicación Ethernet: TSX WMY 100
  • Siemens
    • Fuente de Alimentación: PS 307 2ª (307-1BA00-0AA0)
    • Unidad Central CPU: 314C-2DP (314-6CF00-0AB0)
    • Módulo de comunicación de protocolo Industrial Ethernet CP: 343-1GX11-0XE0
    • Módulo de Entradas Analógicas y Digitales.
    • Módulo de Salidas Analógicas y Digitales.
  • Moeller
    • Procesador: XC-CPU201
    • Módulo de comunicación Ethernet.
    • Módulo de Entradas.
    • Módulo de Salidas.
    • Programación del Autómata: Lenguaje de la norma IEC-61131.

Zona Interactiva

Galeria de Imágenes


Contenidos Docentes Interactivos


Overview


  • Descripción del Software de intercambio OPC

Schneider


  • Práctica con autómata de Schneider Link


  • Estrategia Base (Unity Pro)


  • Práctica 0: Configuración del PLC


  • Práctica 1: Programación del PLC


  • Práctica 2: Control PID


  • Práctica 3: Lenguajes de Programación Estructurada (ST)


  • Práctica 4: Grafcet (SFC)


  • Práctica 5: Pantallas de Operador


  • Manuales:

    • Manual de Referencia Unity Pro

    • Guía Rápida Unity Pro

    • Tutorial Unity Pro

Siemens


  • Práctica con autómata de Siemens. Link


  • Manuales:

    • Simatic S7 300: Manual de Funciones

    • Simatic S7 300: Manual de Especificaciones

    • Simatic S7 300: Tutorial de Programación (Español)

Opto 22


  • Práctica con autómata de Opto22. Link


  • Manuales:

    • Opto 22: Manual de Usiario SNAP LCM4

    • Opto 22: Manual de Programación

Moeller


  • Práctica con autómata de Moeller. Link


    • Manuales:

      • Moeller: Manual de Usuario Easy 412/600

      • Moeller: Manual de Usuario Easy 500/700

Variadores

Control Remoto y Monitorización de Motores

En el Laboratorio Remoto de Automática se dispone de un equipo formado por un variador controlado por un autómata mediante red Profibus manejable a través de la red Ethernet. Cualquier usuario registrado será capaz de actuar sobre el variador (arrancándolo, parándolo, especificando el tiempo de aceleración, invirtiendo el sentido de giro del motor, etc.).
Maqueta 4 Tanques

Se ha implementado una configuración que permite el control de un variador de frecuencia a través de un autómata que recibe órdenes por Internet de una interfaz remota. Para ello se ha configurado el variador, programado el autómata para el control del variador, la red de comunicación entre ambos (Profibus), y la red entre el autómata y la intefaz remota (Ethernet).

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

El sistema de control del motor consta de dos partes bien definidas:

  1. PLC: Comunica con la interfaz remota vía Ethernet y traduce las instrucciones de la interfaz al variador vía Profibus.
  2. VARIADOR DE FRECUENCIA: Recibe instrucciones del PLC vía Profibus y actúa sobre el motor para realizar las operaciones indicadas según la interfaz remota.

Las posibles operaciones a realizar en la interfaz remota son:

  1. Arranque/Paro del motor
  2. Cambio de sentido de giro del motor
  3. Incremento/Decremento de la velocidad de giro del motor
  4. Selección del tiempo de rampa
  5. Habilitación/Deshabilitación de la inyección de corriente continua para actuar como carga
  6. Porcentaje de corriente continua inyectada (par resistivo aplicado al motor)

Ficha Técnica

I. PLC S7-300

Está formado por una CPU compacta con MPI, 24/16 E/S digitales, 5/2 E/S analógicas, 4 contadores de alta velocidad (60 kHz), puerto Profibus DP y 48 kB de memoria operativa.

I.I. Módulo CP 343-1

Módulo de comunicación Siemens. Conexión Ethernet Industrial 10/100 Mbits/s. Autosensing. Se puede configurar una dirección IP para acceder remotamente a la CPU del PLC. El servidor FTP puede ser usado para alojar páginas web.

II. Variador Siemens MICROMASTER 440

Variador de frecuencia con un encoder de 1024 pulsos, un módulo de tarjeta Profibus y un módulo de tarjeta para el encoder. Tiene dos modos de control principal, un control vectorial y un control tensión/frecuencia.

III. Motor Siemens

El motor está incorporado en el variador. Es un motor de Siemens con las siguientes características, Voltaje nominal: 230/400 V. Potencia: 0.37 kW. Velocidad de giro: 1370 r.p.m.

IV. Red Profibus

La comunicación entre el PLC y el MM440 se realiza mediante una red Profibus a una velocidad de 1.5 Mbit/s (Vmax: 12 Mbit/s).

V. Red Ethernet

La comunicación entre el PLC y la interfaz usuario remota se lleva a cabo mediante una red Ethernet.

Zona Interactiva

Panel Domótico

Maqueta 4 Tanques

El Laboratorio Remoto de Automática de la Universidad de León dispone de un panel Domótico diseñado y desarrollado por el grupo GENIA del Área de Sistemas y Automática de la Universidad de Oviedo al que se ha añadido la potencialidad de configuración, parametrización y actuación remota vía Internet.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León junto con el grupo GENIA de la Universidad de Oviedo diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

El panel domótico está constituido por una serie de sensores, actuadores y componentes de control, fijados a un soporte rectangular y distribuidos de forma que las conexiones se puedan realizar con facilidad. Mediante este panel se puede llegar a simular la automatización de viviendas.

Ficha Técnica

  • Control
    • MicroPLC: SIEMENS LOGO 230RC
    • Fuente de alimentación: SIEMENS 5WG1 121-1A01
    • Filtro: ABB 9681
    • Comunicaciones: SIEMENS 5WG1 148 1AB02
    • Autómata programable: PREMIUM TSX P57
    • DCS: OPTO 22 BRAIN ENET
  • Actuadores
    • Ventilador: LINDA SF23092A PIN2092HST
    • Electroválvula: CEME 688874NN012S, 4A7
    • Timbre: DINUY TI ZBI 000 110/240
    • Lámparas: DELECSA
    • Salida binaria de 4 Canales: JUNG SCHALTAKTOR 4 FACH.23116 REG
  • Sensores
    • Detector de inundación: SIMON 81860-39
    • Sonda de inundación: AGUILERA ELEC. AE98/IN220
    • Termostato: GRÄSSLIN THERMIO 102
    • Sensor de presencia: MSQB10A
    • Entrada binaria de 4 Canales: SIEMENS 5WG1 260-1AB01
    • Interfaz de pulsadores: ABB EIB KNX US/4 4.2

Zona Interactiva

Galeria de Imágenes



DETECTOR DE INUNDACIÓN
Detector de inundación SIMON 81860-39 compuesto por una sonda (elemento sensor), y por un detector dotado de un circuito que analiza la señal procedente de la sonda y determina el estado de alarma (inundación o reposo). El detector también dispone de alarma acústica y de leds independientes para la indicación de los estados de funcionamiento.


SENSOR DE PRESENCIA
Sensor de presencia MSQB10A encargado de verificar la presencia de personas en un espacio determinado y, si se produce la detección, activar una señal de alarma u otra acción prefijada. Los detectores de presencia están basados en la utilización de radiación infrarroja, midiendo la temperatura ambiente y captando el cambio brusco que se produce por la presencia de un cuerpo más caliente.


ELECTROVÁLVULA DE AGUA
Electroválvula CEME, cuya función es incrementar el grado de seguridad en la vivienda ordenando cerrar la entrada principal de agua y neutralizando las posibles fugas que pudieran producirse. El control de la electroválvula se comunica a través de la instalación eléctrica monofásica de 230 V con los detectores domóticos de fugas de agua.


VENTILADOR
Ventilador LINDA MINIAUTURE encargado de renovar el aire de un recinto cerrado, o de poner el aire en movimiento cuando hace calor.


TERMOSTATO
Termostato GRÄSSLIN THERMIO 102 que consta esencialmente de dos órganos: Un elemento termométrico que se basa en la dilatación de un líquido o un gas o en la deformación de un metal, y un órgano de mando eléctrico. El sistema se regula para una temperatura determinada, de forma que se apague el manantial de calor cuando sea rebasada y vuelva a encenderse cuando la temperatura caiga por debajo del valor de regulación tomado.


MICRO PLC SIEMENS LOGO
MicroPLC SIEMENS LOGO 230RC encargado del control del panel domótico y constituido por los siguientes componentes: Fuente de alimentación, Unidad de operación y visualización, Circuitos internos de control, Interface para módulos de programa (tarjeta) y cable de conexión al PC. La programación de este autómata puede efectuarse directamente sobre el mismo, o a través del Pc.


Feedback

Supervisión y Parametrización Remota de Equipos Feedback

Maqueta 4 Tanques

El grupo SUPPRESS de la Universidad de León ha desarrollado un conjunto de simulaciones interactivas de los diferentes módulos del equipo Feedback-MS150, un equipo de laboratorio ampliamente utilizado para el estudio de métodos de control con motores eléctricos. Adicionalmente, se ha implementado un sistema de acceso remoto al equipo modular a través del cual un usuario registrado puede identificar el sistema a partir de datos reales de la posición y/o velocidad del eje del motor en cadena abierta; sintonizar un PID cuyas acciones de control proporcional, derivativa e integral se configuran a través de Internet, analizar su comportamiento a través de una webcam con video ralentizado e históricos, etc.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Introducción Feedback

Maqueta 4 Tanques

El grupo SUPPRESS de la Universidad de León ha desarrollado un conjunto de simulaciones interactivas de los diferentes módulos del equipo Feedback-MS150, un equipo de laboratorio ampliamente utilizado para el estudio de métodos de control con motores eléctricos. Adicionalmente, se ha implementado un sistema de acceso remoto al equipo modular a través del cual un usuario registrado puede identificar el sistema a partir de datos reales de la posición y/o velocidad del eje del motor en cadena abierta; sintonizar un PID cuyas acciones de control proporcional, derivativa e integral se configuran a través de Internet, analizar su comportamiento a través de una webcam con video ralentizado e históricos, etc.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

El objetivo marco de esta experiencia ha sido desarrollar una herramienta educacional para su utilización en cursos introductorios de ingeniería de control:

  • Construyendo un conjunto de modelos de simulación sencillos, utilizando EJS (Easy Java Simulations), que describen cada uno de los módulos del equipo didáctico Feedback MS-150.
  • Creando simulaciones globales enlazando estos modelos sencillos.
  • Realizando un conjunto de prácticas, de menor a mayor complejidad, en las que se incorporen las simulaciones, para que el alumno pueda realizarlas de forma secuencial afianzando de esta manera sus conocimientos relativos al control de motores.
  • Haciendo el sistema accesible de forma remota, a través de internet, poniendo a disposición de los usuarios un laboratorio virtual/remoto para el aprendizaje de la teoría de control.

Ficha Tecnica

  • DCM150F
    • Motor permanentemente magnetizado. El eje del motor está extendido para montaje directo de freno magnético y discos de inercia.
  • PS150E
    • Unidad de alimentación con alimentación de 220V, 50Hz, 40VA. Salida 24V d.c, 2A sin regular, conectada directamente al servo amplificador. Estabilizada d.c. a ±, 150mA.
  • SA150D
    • Servo amplificador que controla la alimentación del motor.
  • IP150H
    • Potenciómetro de control de entrada, montado y ajustado con indicadores de posición calibrados.
  • OP150K
    • Potenciómetro de control de salida. Tiene un eje extensor para montarlo directamente con la unidad tacogeneradora.
  • GT150
    • Tacogenererador, contiene un sistema reductor 30/1. Un panel superior indica la velocidad en r.p.m. y una salida externa de d.c.

Galeria de Imagenes

AMPLIFICADOR OA150A
Es un amplificador de continua de ganancia elevada y negativa diseñado para ser independiente de las variaciones de la tensión de alimentación. Tiene tres entradas y una salida. La realiementación puede escogerse entre tres lazos mediante el potenciómetro situado en la parte superior derecha del módulo.

ATENUADOR AU150B
Contiene dos potenciómetros de 10 Kohmios. La proporción de la resistencia tomada se indica por un dial graduado de 0 a 10. Puede usarse para suministrar una tensión de referencia cuando se conecta a una fuente de C.C. que lo polarice, así como para realizar un control de ganancia cuando se conecta a la salida de un amplificador operacional.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN PS150E
Esta unidad suministra una corriente continua de 24 voltios y 2 amperios, a través de un conector de 8 pines, al servo-amplificador que controla el motor. Tiene dos conjuntos de terminales que dan tensiones continuas de +15 y -15 voltios, 50 mA, para la alimentación de otras unidades y tensiones de referencia. Con el fin de evitar sobrecargas, la fuente incorpora un amperímetro y unas protecciones.

MOTOR DCM150F
Consta de los siguientes elementos: Un motor de C.C., con un eje extendido sobre el que se puede fijar el freno magnético o el disco de inercia. Un taco-generador de C.C. que resgistra la velocidad de giro con salida en la parte superior. Un eje de baja velocidad arrastrado por una caja de reducción 30:1.

PID 150Y
Módulo que implementa un controlador PID. Este algoritmo está considerado como el PID estándar por la ISA (Instrument Society of America).

PREAMPLIFICADOR PA150C
Este dispositivo provee la señal correcta para manejar el servo-amplificador. Suministra las señales adecuadas para excitar el servo-amplificador SA150D. Las dos entradas se suman, pudiendo así aplicarse dos señales, p.e., una tensión de referencia y la tensión del tacogenerador.

SERVOAMPLIFICADOR SA150D
En esta unidad se encuentran los transistores de conmutación que permiten el control de las dos mitades del devanado del motor de manera que pueda cambiar su sentido de giro. Sobre el panel frontal se realizan las conexiones correspondientes para el control del motor, bien por inducido o bien por inductor.

TACOGENERADOR GT150X
Esta unidad contiene una reductora con una razón de reducción de velocidad de 30/1 y un tacogenerador conectado al eje de mayor velocidad. En un sistema de control de posición esta unidad puede ser empleada como elemento intermedio entre el eje del motor, conectado a su eje de mayor velocidad, y el potenciómetro de salida, conectado al eje de menor velocidad.

POTENCIOMETRO DE ENTRADA IP150H Y SALIDA OP150K
Los potenciómetros de entrada y de salida son transductores electromecánicos giratorios que dan una señal eléctrica proporcional al ángulo de giro. El potenciómetro de entrada IP 150H, se utiliza para fijar los valores de los ángulos de entrada de referencia en los sistemas de control de la posición. Tiene una zona de trabajo de 300°. El potenciómetro de salida OP 150K, se utiliza como captador de la posición del eje del motor. No tiene limitación en su ángulo de giro.

UNIDAD DE RELÉ SR150G
El modulo de relé permite la implementación de acciones de control no lineal. Tiene tres posibles configuraciones: relé básico todo/nada, relé con histéresis y relé con zona muerta. Su diseño se basa en un circuito realizado mediante amplificadores operacionales, esto le confiere la capacidad de tener diferentes modos de funcionamiento y le dota de flexibilidad en cuanto al ajuste de sus parámetros.

Zona Interactiva

Contenidos Docentes Interactivos


Overview


  • Acceso Remoto Feedback Link

Servosistemas

Celula de Clasificación

La celula de clasificación del Instituto de Automatica y Fabricación, a través de la interacción entre el robot ABB IRB1400, el manipulador cartesiano y sistemas neumaticos, permite la clasificación de piezas según su forma y color. La característica principal de este modelo a escala es su realización mediante elementos de tipo industrial.
Maqueta 4 Tanques

Las estructuras que componen el manipulador, la cinta de transporte y la rampa de clasificación están diseñados expresamente para esta aplicación y estan construidos con perfiles de aluminio. La celula se completa con un robot industrial y sistemas neumático, sensorial y de visión computacional.
La clasificación de los diferentes tipos de piezas se puede llevar a cabo a través de dos sistemas: bien utilizando la información de los diferentes sensores con los que esta equipada la celula, o bien mediante el sistema de visión computacional desarrollado para esta aplicación. La manipulación de las piezas por parte del robot se lleva a cabo con una pinza neumática o una ventosa de succión. El panel de control está diseñado de manera que se puedan conectar para su utilización tanto sistemas basados en PLC's como sistemas basados en DCS's, e incorpora una serie de enclavamientos y seguridades que garantizan su integridad y funcionamiento cuando son manejadas tanto en modo local como en modo remoto.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

La maqueta creada se compone de una serie bloques de componentes:

  • Celula Robótica de la marca ABB con su correspondiente controlador. Consta de 2 partes bien definidas: el brazo robot y el armario de control.
    • El brazo robot o manipulador. En el cual se encuentran instaladas dos sistemas de agarre para las piezas: una pinza neumática y una ventosa de succión. Presenta la posibilidad de moverse en tres sistemas de coordenadas:
      1. Sistema global de coordenadas.
      2. Sistema de coordenadas de la herramienta.
      3. Sistema de coordenadas del actuador.
    • El armario de control. Es el encargado de controlar todos los movimientos del manipulador. Está formado por:
      • Panel de control. Comprende: el controlador principal, controlador de entradas/salidas, canales RS232, Tarjetas de entradas/salidas, unidad de rectificación, unidad serie de medida, transformador.
      • Unidad de programación con las funciones de control del robot y los sistemas de comprobación.
      • Disco de almacenamiento masivo
      • Unidad Floppy disk
  • Cinta transportadora en la que se encuentran instalada:
    • Cilindros de doble efecto
    • Sensores fotoeléctricos
    • Camara web para vision computacional
  • Manipulador neumático
  • Rampa de clasificación con 3 carriles para 3 tipos de piezas. Se ha diseñado con vistas a implementar un sistema de control de colas.

Ficha técnica

Fichas Técnicas de los Dispositivos:

 Componentes ABB.
       Robot IRB 1400.
 Componentes Schneider Electic. 
       Variador de Velocidad Telemecanique Altivar 71. 
       PLC Telemecanique Modicon M340 para Utilities.
       PLC TSX57 premium para Control.
       Periferia descentralizada Advantys STB.
       Modulos E/S periferia descentralizada.
 Actuadores
      Actuador rotativo y lineal combinado: MRQBS32-10CB
      Actuador rotativo doble cremallera-piñón: MSQB10A
      Pinzas de apertura paralela: MHL2-100
      Cilindro de doble efecto: CD85N25-100C-B
 Componentes SMC.
       Cilindros neumáticos de doble efecto.
       Bloque 10 electroválvulas
       Generador de Vacio.
       Sensores magnéticos para cilindros.
       Válvula General de apertura progresiva.
       Válvula General de circuito.
       Sensores de presión.
 Componentes Omron.
       Sensores Inductivos
       Sensores fotoeléctricos.

Zona Interactiva

Galeria de Imágenes



VISTA GENERAL
Vista General del Robot ABB que hay en el laboratorio A4 del Instituto de Automática y Fabricación (IAF).


SISTEMA PINZA-VENTOSA
El Robot ABB ha sido dotado de un conjunto de herramientas formado por una ventosa de succión conectada a un generador de vacío y una pinza neumática de apertura paralela de la compañía SMC. Ambos componentes se han montado para una recogida eficaz de las piezas que van a ser manipuladas.


VÁLVULAS
Las herramientas del Robot ABB pueden ser utilizadas gracias a la instalación de un grupo de válvulas de control que se encargan de abrir/cerrar la pinza, y encender/apagar el vacío de la ventosa. En la imagen se puede apreciar los tubos que transportan el aire (color verde), los cables de señal que van del sistema de control al bornero del PLC (color naranja), y los que van a cada elemento electroneumático (color azul).


SISTEMA DE CONTROL
Sistema de control del Robot ABB con sus diferentes partes: El Panel de Control y el Mando de Programación.


PANEL DE CONTROL
En el panel de control nos encontramos con alguna de las medidas de seguridad del Robot, tales como el paro de emergencia y los modos de funcionamiento, representados por un selector con una llave.


MANDO DE PROGRAMACIÓN
La unidad de programación permite programar el brazo robot para que ejecute las órdenes que nos interesan. Está compuesta por un conjunto de teclas, una pantalla de visualización, una palanca de mando, un dispositivo de habilitación y un botón de paro de emergencia al igual que tenia el panel de control.



EJE 1 DEL ROBOT ABB



EJE 2 DEL ROBOT ABB



EJE 3 DEL ROBOT ABB



EJE 4 DEL ROBOT ABB



EJE 5 DEL ROBOT ABB



EJE 6 DEL ROBOT ABB


Gestión de la Energía Eléctrica

Sistema de Gestión de la Energía Eléctrica de la Universidad de León

Maqueta 4 Tanques

El Instituto de Automática y Fabricación (ULE) ha desarrollado un modelo para la Gestión de la Energía Eléctrica de la Universidad de León, que permite analizar de forma gráfica el consumo para cualquier periodo horario.

El objetivo fundamental de este proyecto es la realización de una minería de datos de los consumos energéticos de la Universidad de León, aunque también se pretende el estudio de la arquitectura eléctrica de la red y de los medidores eléctricos instalados, la comparación de las mediciones realizadas por la compañía suministradora y los medidores propios de la Universidad de León, el estudio de la tarificación energética de la Universidad de León y la supervisión de los consumos energéticos.

El Grupo de Investigación SUPPRESS © de la Universidad de León diseñó, desarrolló e implementó este sistema.

Contenido

La red de supervisión y control de los consumos eléctricos de la Universidad de León está compuesta por equipos de diversas marcas que conviven en la misma red, esta red tiene dos protocolos de comunicación: modbus y TCP/IP. Los tipos de equipos instalados en esta red son:

  • Medidores eléctricos: están orientados a la facturación, obtiene mediciones de Voltaje, Corriente, Potencia; Frecuencia, Energía, THD, etc.
  • Analizadores de redes: son equipos de control de calidad de la energía eléctrica que pueden tomar medidas eléctricas que les diferencian de los medidores eléctricos. Algunas de estas medidas son: Fluctuaciones de Frecuencia, Fluctuaciones de Tensión (Lentas), Fluctuaciones de Tensión (Rápidas), Parpadeo (‘Flicker’), Desbalance de Suministro de Tensión, Magnitud Armónica, Hundimientos de Tensión (‘DIPs’), Interrupciones de Tensión (Corta Duración). Interrupciones de Tensión (Larga Duración), etc.
  • Pasarelas modbus-TCP/IP: Permiten acceder a las redes modbus desde redes TCP/IP. Estas pueden estar incluidas dentro te los analizadores de redes o medidores o ser externas a estos.

Ficha Técnica

  • Analizadores de Redes
    • CM400 (Schneider Electric)
    • ION 7650 (Schneider Electric)
    • Nexus 1252 (Electro Industries)
  • Medidores de Energía
    • PM820 (Schneider Electric)
    • PM850 (Schneider Electric)
    • Shark 100 (Electro Industries)
    • Shark 100-S (Electro Industries)
  • Pasarelas
    • EGX300 (Schneider Electric)
    • ECC21 (Schneider Electric)

Zona Interactiva

Galería de Imágenes



PowerLogic CM4000
Analizador de redes ideal para usuarios de energía grandes y potentes. El CM4000 puede detectar y registrar las tensiones de transitorios que superan la resistencia de tensión de los equipos sensibles.


Power Logic ION 7650
Analizador de redes diseñado para la supervisión de la calidad de la energía. Sus aplicaciones resultan especialmente adecuadas para redes de alta, media y baja tensión y para redes de distribución, e instalaciones industriales y terciarias. Power Logic ION 7650 es programable y de alta precisión (Clase 0.2S) y cumple con las normas UNE 50160. Este producto es de clase A según 61000-4-30 y tiene múltiples opciones de comunicación.


NEXUS 1252
Analizador de calidad de la energía y registrador de forma de onda con análisis de flicker y medida de armónicos e interarmónicos. Dispone de grandes posibilidades de protocolos de comunicación, ethernet, fibra óptica, módem, RS-485, etc.


Power Logic PM820
Los PowerLogic PM820 ofrecen las capacidades de medición necesarias para supervisar una instalación eléctrica en una unidad compacta de 96 x 96 mm. La pantalla del potenciómetro permite ver las tres fases y el neutro al mismo tiempo, además incluyen un puerto de comunicación RS-485, entrada digital, salida digital, medición de THD y alarmas. También, ofrecen un registro personalizado y unas lecturas de armónicos de corriente y tensión individuales.


Shark 100
Es un equipo orientado a la facturación, obtiene mediciones de Voltaje, Corriente, Potencia; Frecuencia, Energía, THD, etc. Además incluye alarmas que son útiles cuando se supuran los límites establecidos. Se coloca en ranuras ANSI y DIN lo cual facilita la instalación en cualquier armario eléctrico. Tiene comunicación ModBus RS485


PASARELA EGX300
El EGX300 es un dispositivoe que proporciona una interfaz transparente entre las redes basadas en Ethernet y los dispositivos de campo. Los dispositivos de campo incluyen medidores, monitores, relés de protección, autómatas programables, unidades de disparo, los controles del motor y otros dispositivos que se comunican mediante Modbus, JBUS, o protocolo PowerLogic.



NEXUS y SHARKS



GRUPO DE SHARKS FUNCIONANDO



CUADRO ELÉCTRICO DE MANDO