Control productivo basado en microcontroladores para la industria
Intentamos adaptar nuestros conocimientos a un campo para nosotros conocido.
Los dos estamos trabajando en el sector de la industria.
Introducción
Realizamos un TCP (Terminal de Control de Producción) que nos servirá para recoger señales del plc y enviarlas al pc central para poder realizar los informes.
De esta manera se hacen informes para la mejora continua del proceso, encontrar el mejor sistema de trabajo, etc. Nos basamos en el sistema TPM (mantenimiento productivo total).
Conexión de distintas máquinas a un ordenador central para poder controlar las incidencias y las producciones.
Sistema propuesto (I)
Terminal de Control de Producción TCP
Máquina/herramienta
Conexión TCP- Concentrador. Se utilizará RS 485 si hay mas de una máquina RS 232 si solo hay una
Conexión plc – Terminal de Control de producción. Normalmente conexionado en cobre
Conexión concentrador – PC. Puede ser con RJ 45 o con RS 485
plc
Concentrador de RS 485
TCP
Conexión máquina/herramienta – plc. Normalmente conexionado en cobre
plc
Máquina/herramienta
PC central
TCP
Máquina/herramienta
Sistema propuesto (II) plc
Bloque 1. El simulador del autómata programable.
Bloque 2. El Terminal de Control de Producción.
Bloque 3. La aplicación en el PC.
Bloque 4. Montaje del prototipo.
Hemos dividido el TFC en diferentes bloques que explicaremos cronológicamente:
Diferentes bloques del TFC
Con este circuito queremos simular el comportamiento de una máquina.
El simulador se realiza con un PIC 16F84.
Para que el TCP nos cuente las piezas que provienen del plc hemos realizado un simulador de autómata.
El simulador del autómata programable
para realizar el Terminal de Control de Producción necesitamos como mínimo cuatro puertos de entradas/salidas. La escuela tiene licencia del programa HI-TECH PICC-LITE Compiler para este microcontrolador y como hemos querido programarlo en C y no en ensamblador, este compilador nos venía muy bien. Hemos utilizado el periférico USART que viene en el PIC para la conexión serie con el PC.
Se realiza con el PIC 16F877:
El Terminal de Control de Producción (I)
La señal del plc Códigos del teclado
Mensajes al LCD Datos enviados al pc.
Salidas del sistema:
Entradas al sistema :
El Terminal de Control de Producción (II)
Códigos de teclado
Para el diseño del TCP también lo dividimos por bloques para poder estudiar por separado cada bloque. el microcontrolador PIC 16F877 Un teclado para poder introducir incidencias Una pantalla LCD para poder consultar las incidencias que hemos introducido y tener control de las piezas que llevamos en la máquina. Una fuente de alimentación para poder alimentar a toda la placa Un bloque para el puerto serie para conexión con el pc Un bloque para adaptar las señales que nos vienen del plc. Un bloque para poder programar nuevas aplicaciones y actualizaciones al microcontrolador sin tener que sacarlo de la placa (ICSP).
El Terminal de Control de Producción (III)
El Terminal de Control de Producción (IV)
El Terminal de Control de Producción (V) (teclado)
El Terminal de Control de Producción (VI) (puerto serie)
El Terminal de Control de Producción (VII) (icsp)
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Los plc’s trabajan a 12V o 24V. Necesitamos un circuito que nos regenere la señal y la adapte a la tensión que trabaja el PIC.
El adaptador de señales:
El Terminal de Control de Producción (VIII) (adaptador)
El Terminal de Control de Producción (IX) (f.a.)
El Terminal de Control de Producción (X) (diagrama de flujo)
En el ordenador central se dispone de dos aplicaciones de consola que nos permitirá recoger los datos recibidos del TCP y realizar informe de datos.
La aplicación de recogida de datos
Se estaña el circuito del simulador del plc.
Se monta en un entrenador el circuito del TCP.
Se hace el layout de la placa del TCP.
Se realiza la simulación por ordenador.
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (I)
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (II) (simulación)
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (III) (layout de la placa)
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (IV) (placa del simulador de plc estañada)
Montaje del prototipo. Verificación y simulación (V) (pruebas con el entrenador)
Ampliación de mensajes de incidencia.
Aplicaciones serie e informes.
Ampliación de los informes.
Comunicaciones móviles
Comunicación serie y control de mayor número de máquinas.
Líneas futuras
Nos ha servido para ganar conocimientos en la programación de microcontroladores con un lenguaje de alto nivel. Practicamos con el Visual C# 2005 para la comunicación serie. También practicamos en la grabación de microcontroladores de 18 y 40 patillas. Soldamos una pequeña placa para el simulador de plc. Con el entrenador montamos la placa del TCP. También nos ha servido para conocer mas a fondo sistemas de control de producción y su implementación en máquinas.