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ESCUELAUNIVERSITARIADEINGENIERÍATÉCNICAINDUSTRIALDEBILBAODEPARTAMENTODEINGENIERÍADESISTEMASYAUTOMÁTICA

AUTOMATISMOSYCONTROL(11‐07‐2012)

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1er APELLIDO: ...................................................................................................................................

2º APELLIDO: ...................................................................................................................................

NOMBRE: ................................................................... GRUPO: ..................................................

ESPECIALIDAD: ..................................................................

(*En laspreguntastipotest (tambiénen lapregunta14),sedeberámarcar laopcióncorrecta.Cadaunadeestas

preguntasvale1pto.descontándose0,5ptos.porcadarespuestaincorrecta.Laspreguntasquesedejenenblanco

noconllevarándescuento*)

TEORIA (40%)

1.¿Qué dispositivo emplearías para medir el nivel de un depósito de ácido sulfúrico? Sonda inductiva Galga extensiométrica Sensor ultrasónico 2. Si queremos detectar la presencia de un objeto plástico a poca distancia, ¿Qué tipo de sensor sería el más apropiado? Capacitivo Inductivo Ultrasónico 3.Razona brevemente la respuesta: _____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

4. En un GRAFCET dos transiciones pueden estar unidas directamente (sin etapa entre ellas) Sólo si son excluyentes entre si, de forma que nunca puedan cumplirse las dos al mismo tiempo. Sólo si no son excluyentes, de forma que el sistema pueda evolucionar por ambas al mismo tiempo. Dos etapas nunca pueden estar unidas directamente entre ellas. 5. ¿Qué sensor utilizarías para detectar si una botella de leche está totalmente llena? Capacitivo Inductivo Ultrasónico 6. ¿Qué sensor de proximidad utilizarías para detectar si un hilo está roto? Laser. Inductivo. Ultrasónico. Óptico.



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7. ¿Qué tipo de actuador necesitamos para controlar un cilindro de doble efecto? Válvula neumática 1/2 Contactor Válvula neumática 4/2 8. Si tuviese que contar las vueltas que da un motor a gran velocidad utilizaría… un encoder absoluto conectado a la entrada de un PLC que tuviese un contador de alta frecuencia. un encoder incremental conectado a la entrada de un PLC que tuviese un contador estándar. un encoder incremental conectado a la entrada de un PLC que tuviese un contador de alta

frecuencia. 9. ¿Qué tipo de controlador hace que aumente el rebose? Proporcional Integral Derivativo 10. En un regulador PI… El término integral mejora el transitorio de la respuesta del sistema y el término proporcional

permite eliminar el error en régimen permanente. El término integral mejora la respuesta ante ruidos y el término proporcional empeora el

transitorio. El término integral permite eliminar el error en régimen permanente y el término proporcional

aumenta la rapidez del sistema. El término integral permite eliminar el error en régimen permanente y el término proporcional filtra

el ruido de alta frecuencia. 11. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

V F El inductosyn se utiliza para medir desplazamientos lineales. Un contactor es a un motor eléctrico lo que una electroválvula es a un cilindro neumático. Una galga extensiométrica se emplea para medir temperatura con gran precisión. Los contactos auxiliares de un contactor manejan altas potencias. El funcionamiento periódico de un programa de autómata consiste en encadenar los ciclos de la tarea maestra (MAST) uno tras otro.

Los relés separan eléctricamente los circuitos de mando y de potencia. El principio de funcionamiento de un sensor piezoelectrico se basa en que las superficies de algunos cristales se cargan bajo la acción mecánica.

Este símbolo equivale a la función NOT.

Un líquido opaco puede ser detectado por un sensor capacitivo a gran distancia. El seccionador eléctrico es un dispositivo mecánico capaz de mantener aislada una instalación eléctrica de su red de alimentación.



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12. El automatismo cableado de la figura sirve para invertir el giro de un motor trifásico. Pon nombre a cada uno de los componentes:

QM2

FR1

SB1

SB2

KM1,KM2 (11 12)

KM1,KM2 (13 14)

KM1,KM2 (A1 A2)

HL1,HL2,HL3

13. En la figura anterior, ¿cuál es la función de KM1 (11 12) y de KM1 (13 14)?

‐KM1 (11 12):_________________________________________________________________

_________________________________________________________________ ‐KM1 (13 14):_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

14. En las siguientes figuras se representan las respuestas de un mismo sistema con diferentes reguladores (P,PI,PDyPID)frente a una entrada escalón. Indica que tipo de regulador se ha acoplado en cada caso.



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15. Supongamos que queremos sustituir el esquema cableado de la figura por un PLC y su programa de contactos utilizandoSetyReset. Dibuja dicho programa e indica en una tabla cuales serían las entradas y cuales las salidas.



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PROBLEMA (60%)

ObjetivosAutomatización del reactor químico que se indica.DescripcióngeneralA continuación se muestra el listado de elementos que constituyen el sistema a automatizar:

PRES Sensor máxima presión TEMP Sensor máxima temperatura H3 Sensor de nivel H3 H2 Sensor de nivel H2 H1 Sensor de nivel H1 AGIT Agitador RES Resistencia calentamiento V_ESC Válvula de escape V_ACID Válvula ácido V_ALCA Válvula Alcalino V_FAIL Válvula salida defectuosa V_NORM Válvula salida normal PM Pulsador de marcha (NA) PS Pulsador de paro (NA) SE Seta de emergencia (NC) PR Pulsador de rearme (NA) LV Luz verde LR Luz roja

Descripciónfuncional

Cuando el operario accione el pulsador de marcha (PM) y siempre y cuando no se encuentre accionada la seta de emergencia, el sistema realizará una marcha de verificación en la que se asegurará de que el tanque principal contiene una cantidad de mezcla inferior a H1. En caso de que no fuera así, se deberá abrir la válvula de salida defectuosa, arrancar el agitador (para facilitar la expulsión) y esperar hasta que el nivel de mezcla llegue a H1, momento en el cual se cerrará la válvula de salida. Durante este proceso de verificación la luz verde permanecerá apagada y la luz roja encendida.

Finalizado el proceso de verificación, se apagará la luz roja, se encenderá la luz verde y el sistema pasará a modo automático. En este modo el funcionamiento será el siguiente:

Se introduce reactivo alcalino hasta alcanzar el nivel H2. A partir de aquí, se vierte reactivo ácido hasta alcanzar el nivel H3. Mientras se introducen los dos componentes de la mezcla, la válvula de escape debe permanecer abierta para permitir la evacuación de los gases producidos.

Una vez alcanzado el nivel de mezcla, se cerrará la válvula de escape y comenzará el proceso de calentamiento de la mezcla (activar resistencia de calentamiento) hasta que el sensor de temperatura indique que se ha alcanzado la temperatura prefijada. Mientras se calienta la mezcla, el motor agitador se encontrará en funcionamiento.

Una vez alcanzada la temperatura deseada, se interrumpirá la agitación y el calentamiento y se abrirán las válvulas de escape y de salida normal.

Cuando el nivel del tanque este por debajo de H1, se cerrará la válvula de salida y comenzará un nuevo ciclo (a no ser que mientras se encontraba en el cicla anterior, se haya pulsado el pulsador de paro).

Finalizado el proceso, si el sistema continúa en modo automático, se repetirá el proceso.

En caso de actuar sobre el pulsador de paro, el reactor seguirá los pasos del proceso en el modo de funcionamiento automático hasta finalizar la etapa de vaciado, pero no se reiniciará un nuevo ciclo.

Si en algún momento se activa el sensor de máxima presión, se encenderá la luz roja, se abrirá la válvula de escape, se vaciará el depósito a través de la salida defectuosa hasta que el líquido baje por debajo del nivel H1 y el sistema irá a su situación inicial quedando listo para ser reiniciado.

En caso de pulsarse la seta de emergencia, el sistema se detendrá inmediatamente, todas las válvulas se cerrarán, el agitador y la resistencia se desactivarán y la luz roja se encenderá. El sistema permanecerá en este estado hasta que se actúe sobre el pulsador de rearme momento en el cual, el sistema volverá a su estado inicial.



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Diagramadelsistema

Sepide:

1. Tabla de identificación de entradas y salidas (2 tablas) con asignación a las mismas de direcciones del PLC.

2. Grafcets de nivel II. (Se deberá dividir, al menos, en cuatro grafcets). 3. Programa en contactos (ladder) de la parte combinacional.



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