Diseño e implementación de una arquitectura para monitoreo inalámbrico de procesos industriales
El proyecto consistió en la configuración y puesta en marcha de una arquitectura para monitoreo inalámbrico de procesos industriales utilizando el módulo E/S ILX34 – AENWG y el hotspot RLXIB – IHW en conjunto con un PLC Allen Bradley 1756 – L61. En el presente trabajo se estudian cada uno de los com...
- Autores:
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Gómez Torres, Joan Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2014
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
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El proyecto consistió en la configuración y puesta en marcha de una arquitectura para monitoreo inalámbrico de procesos industriales utilizando el módulo E/S ILX34 – AENWG y el hotspot RLXIB – IHW en conjunto con un PLC Allen Bradley 1756 – L61. En el presente trabajo se estudian cada uno de los componentes necesarios para lograr la correcta implementación de la arquitectura propuesta (PLC, panel HMI, par de módulos Prosoft para la comunicación inalámbrica, entre otros), en conjunto con la explicación del funcionamiento de las herramientas computacionales proporcionadas por Rockwell Automation para el manejo de sus PLC, ofreciéndole al lector los conocimientos requeridos para replicar el proyecto o usarlo como punto de partida para desarrollar nuevas aplicaciones. Como prueba de funcionamiento se optó por estudiar el algoritmo PID suministrado por el software RS Logix 5000, evaluando su efectividad al implementarse en un control de presión por medio de una válvula proporcional acoplada a un motor DC. |
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Gómez Torres, Joan Camilo (2014). Diseño e implementación de una arquitectura para monitoreo inalámbrico de procesos industriales. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB [1]. GARCÍA ALANIS, Antonio. Sistemas de automatización, mando y control de máquinas. [2]. FILIO CRUZ, Ricardo. GARDUÑO MARTINEZ, Daniel. Comunicación entre PLC’s utilizando conexión inalámbrica con el protocolo Ethernet. México D.F. 2012, 81h. Trabajo de grado (Ingeniero en comunicaciones y electrónica).Instituto politécnico nacional. Escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica. [3]. HERRERA, Gallo L. Diseño e implementación de una red industrial utilizando protocolo MODBUS y comunicación inalámbrica con tecnología Allen Bradley para monitoreo y control local y remoto de las estaciones de nivel, flujo y presión en el laboratorio de redes industriales y control de procesos de la ESPE extensión Latacunga. Departamento de eléctrica y electrónica. Universidad de las fuerzas armadas ESPE extensión Latacunga. [4]. DURÁN ACEVEDO, Cristhian M. CASTRO MIRANDA, Reynaldo A. Comunicación inalámbrica basada en tecnología Bluetooth para la automatización de procesos industriales. Pamplona, 2012. Universidad de Pamplona. Facultad de ingeniería y de arquitectura. [5]. ERAZO PRADO, Carlos. ARANA MONDRAGON, Juan M. MEZA MEJÍA, Iselin. PEREZ CORELLA, Sinhué E. Implantación de calidad de servicio (QoS) en redes inalámbricas Wi-Fi. México D.F. 2009, 259 hojas. Trabajo de grado (Ingeniero en comunicaciones y electrónica). Instituto politécnico nacional. Escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica. [6]. LEE, Jin-Shyan. SU, Yu-Wei. SHEN, Chung-Chou. A comparative study of Wireless protocols: Bluetooth, UWB, ZigBee, and Wi-Fi. En: ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE (33°: 2007: Taipei). p. 46 – 51 [7]. SIMATIC S7 – 300. Manual del producto. Siemens AG. Alemania. 2013 [8]. RadioLinx RLXIB – IHW User manual. Prosoft Technology INC. USA. 2013. [9]. inRAX ILX34 – AENWG User manual. Prosoft Technology INC. USA. 2013. [10]. Point I/O 4 Channel High Density Current Input Module. Rockwell Automation. 2012. [11]. Point I/O 4 Channel Analog Current Output Module. Rockwell Automation. 2010. [12]. Point I/O Input Modules. Rockwell Automation. 2013 [13]. Point I/O Digital and Analog Modules and point Block I/O Modules. Rockwell Automation. 2013. [14]. FactoryTalk View Machine Edition and PanelView Plus – Project Skills. 2012. [15]. CASTRO ACUÑA, Jerson. Control automático de velocidad y posición para unos motores de inducción trifásica con el banco de pruebas Rockwell Automation. 2013. Universidad Autónoma de Bucaramanga. Faculta de ingenierías físico-mecánicas. |
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En el presente trabajo se estudian cada uno de los componentes necesarios para lograr la correcta implementación de la arquitectura propuesta (PLC, panel HMI, par de módulos Prosoft para la comunicación inalámbrica, entre otros), en conjunto con la explicación del funcionamiento de las herramientas computacionales proporcionadas por Rockwell Automation para el manejo de sus PLC, ofreciéndole al lector los conocimientos requeridos para replicar el proyecto o usarlo como punto de partida para desarrollar nuevas aplicaciones. Como prueba de funcionamiento se optó por estudiar el algoritmo PID suministrado por el software RS Logix 5000, evaluando su efectividad al implementarse en un control de presión por medio de una válvula proporcional acoplada a un motor DC.RESÚMEN ............................................................................................................ 15 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 16 CAPITULO 1. OBJETIVOS Y JUSTIFICACIÓN ................................................... 17 1.1. OBJETIVO GENERAL: ................................................................................... 17 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ......................................................................... 17 1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACIÓN: ............................ 17 CAPÍTULO 2. ESTADO DEL ARTE ..................................................................... 19 CAPÍTULO 3. MARCO TEÓRICO ........................................................................ 21 3.1. PLC ................................................................................................................ 21 3.1.1. Ventajas ................................................................................................... 21 3.1.2. Inconvenientes ......................................................................................... 22 3.1.3. Marcas líderes de PLC ............................................................................. 22 3.1.4. Ventajas en el uso del PLC Allen Bradley ................................................ 22 3.2. LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN LADDER: ............................................... 23 3.3. HMI ................................................................................................................. 24 3.3.1. Tipos de HMI ............................................................................................ 24 3.3.2. Funciones del software HMI ..................................................................... 24 3.4. COMUNICACIÓN INALÁMBRICA .................................................................. 25 3.5. ONDAS DE RADIOFRECUENCIA ................................................................. 26 3.6. HOTSPOT ...................................................................................................... 27 3.7. DIRECCIONAMIENTO IPV4: ......................................................................... 27 CAPÍTULO 4. DISEÑO METODOLÓGICO........................................................... 28 4.1. REVISIÓN DE LA LITERATURA .................................................................... 28 4.2. LECTURA DE LOS MANUALES DE CONFIGURACIÓN PERTINENTES ..... 29 4.3. ENTENDIMIENTO DE LA HERRAMIENTA COMPUTACIONAL ................... 29 4.4. REALIZACIÓN DE PRUEBAS DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA ........... 29 4.5. CREACIÓN DE LA INTERFAZ HUMANO MÁQUINA (HMI) .......................... 29 4.6. REALIZACIÓN DE MANUAL DE PRUEBAS Y FUNCIONAMIENTO ............. 30 CAPÍTULO 5. DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS DE HARDWARE UTILIZADOS ......................................................................................................... 31 5.1. PLC ALLEN BRADLEY REF. 1756 – L61/B LOGIX 5561: ............................. 31 5.2. MÓDULO ETHERNET/IP REF. 1756 – EN2T: ............................................... 32 5.3. ADAPTADOR INALÁMBRICO I/O REF. ILX34 – AENWG: ............................ 32 5.4. HOTSPOT INDUSTRIAL REF. RLXIB – IHW: ............................................... 36 5.5. PANTALLA HMI PANELVIEW PLUS 700: ..................................................... 36 CAPÍTULO 6. CONFIGURACIÓN DE LOS MÓDULOS DE TRANSMISIÓN INALÁMBRICA: .................................................................................................... 37 6.1. CONFIGURACIÓN DEL HOTSPOT INDUSTRIAL RLXIB - IHW ................... 37 6.2. CONFIGURACIÓN DE ADAPTADOR INALÁMBRICO E/S ILX34 – AENWG 43 CAPÍTULO 7. CONFIGURACIÓN DEL PLC ALLEN BRADLEY ......................... 49 7.1. USO DE RSLINX CLASSIC Y CREACIÓN DE LA RED DE COMUNICACIÓN .............................................................................................................................. 49 .2. CREACIÓN DE UN NUEVO PROYECTO EN RSLOGIX 5000 ...................... 54 CAPÍTULO 8. PROGRAMACIÓN DEL PLC ALLEN BRADLEY ......................... 65 8.1. INTRODUCCIÓN AL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN “LADDER” ............ 66 8.2. USO DEL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN LADDER EN RSLOGIX 5000 66 8.2.1. USO DE UNA NUEVA RUTINA ............................................................... 66 8.2.2. CREACIÓN Y ASIGNACIÓN DE VARIABLES (TAGS) ........................... 68 8.2.3. COMPROBACIÓN DE LA RUTINA CREADA .......................................... 70 8.2.4. CARGAR Y DESCARGAR LA RUTINA EN EL PLC ................................ 70 CAPITULO 9. CREACIÓN DE REGULADOR PD PARA CONTROL DE PRESIÓN POR VÁLVULA PROPORCIONAL ...................................................................... 72 9.1. IDENTIFICACIÓN DEL SISTEMA .................................................................. 72 9.2. DISEÑO DEL CIRCUITO DE TRANSFORMACIÓN DE CORRIENTE A VOLTAJE .............................................................................................................. 76 9.3. DISEÑO DEL REGULADOR PD .................................................................... 77 9.3.1. USO DEL BLOQUE PID EN RSLOGIX 5000 ........................................... 80 9.3.2. RUTINA COMPLETA PARA EL CONTROL DE PRESIÓN...................... 85 CAPITULO 10. CREACIÓN DE LA INTERFAZ GRÁFICA .................................. 87 CAPITULO 11. RESULTADOS .......................................................................... 108 CONCLUSIONES ............................................................................................... 109 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 111PregradoThe project consisted of the configuration and commissioning of an architecture for wireless monitoring of industrial processes using the ILX34 - AENWG I / O module and the RLXIB - IHW hotspot in conjunction with an Allen Bradley 1756 - L61 PLC. In this work, each of the components necessary to achieve the correct implementation of the proposed architecture (PLC, HMI panel, pair of Prosoft modules for wireless communication, among others) are studied, together with an explanation of the operation of the tools. provided by Rockwell Automation for managing its PLCs, offering the reader the knowledge required to replicate the project or use it as a starting point to develop new applications. As a performance test, it was decided to study the PID algorithm supplied by the RS Logix 5000 software, evaluating its effectiveness when implemented in a pressure control by means of a proportional valve coupled to a DC motor.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDiseño e implementación de una arquitectura para monitoreo inalámbrico de procesos industrialesDesign and implementation of an architecture for wireless monitoring of industrial processesIngeniero MecatrónicoBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronic EngineeringIndustrial process controlAutomatic controlInvestigationsAnalysisWireless monitoringPID algorithmDigital signalsIngeniería mecatrónicaControl de procesos industrialesControl automáticoInvestigacionesAnálisisMonitoreo inalámbricoAlgoritmo PIDSeñales digitalesGómez Torres, Joan Camilo (2014). Diseño e implementación de una arquitectura para monitoreo inalámbrico de procesos industriales. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB[1]. GARCÍA ALANIS, Antonio. Sistemas de automatización, mando y control de máquinas.[2]. FILIO CRUZ, Ricardo. GARDUÑO MARTINEZ, Daniel. Comunicación entre PLC’s utilizando conexión inalámbrica con el protocolo Ethernet. México D.F. 2012, 81h. Trabajo de grado (Ingeniero en comunicaciones y electrónica).Instituto politécnico nacional. Escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica.[3]. HERRERA, Gallo L. Diseño e implementación de una red industrial utilizando protocolo MODBUS y comunicación inalámbrica con tecnología Allen Bradley para monitoreo y control local y remoto de las estaciones de nivel, flujo y presión en el laboratorio de redes industriales y control de procesos de la ESPE extensión Latacunga. Departamento de eléctrica y electrónica. Universidad de las fuerzas armadas ESPE extensión Latacunga.[4]. DURÁN ACEVEDO, Cristhian M. CASTRO MIRANDA, Reynaldo A. Comunicación inalámbrica basada en tecnología Bluetooth para la automatización de procesos industriales. Pamplona, 2012. Universidad de Pamplona. Facultad de ingeniería y de arquitectura.[5]. ERAZO PRADO, Carlos. ARANA MONDRAGON, Juan M. MEZA MEJÍA, Iselin. PEREZ CORELLA, Sinhué E. Implantación de calidad de servicio (QoS) en redes inalámbricas Wi-Fi. México D.F. 2009, 259 hojas. Trabajo de grado (Ingeniero en comunicaciones y electrónica). Instituto politécnico nacional. Escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica.[6]. LEE, Jin-Shyan. SU, Yu-Wei. SHEN, Chung-Chou. A comparative study of Wireless protocols: Bluetooth, UWB, ZigBee, and Wi-Fi. En: ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE (33°: 2007: Taipei). p. 46 – 51[7]. SIMATIC S7 – 300. Manual del producto. Siemens AG. Alemania. 2013[8]. RadioLinx RLXIB – IHW User manual. Prosoft Technology INC. USA. 2013.[9]. inRAX ILX34 – AENWG User manual. Prosoft Technology INC. 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Faculta de ingenierías físico-mecánicas.ORIGINAL2014_Tesis_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf2014_Tesis_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdfTesisapplication/pdf3732058https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/1/2014_Tesis_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf7f5a5da420aaf1f5e9b255dd67ec36aaMD51open access2014_Presentacion_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf2014_Presentacion_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdfPresentaciónapplication/pdf2343063https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/2/2014_Presentacion_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf71c746268146788967bee556c19388aeMD52open access2014_Matlab_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zip2014_Matlab_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zipMatlabapplication/octet-stream128357https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/3/2014_Matlab_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zipb57b0646001a45708fe7adf936181ff1MD53open access2014_Circuito_electronicos_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zip2014_Circuito_electronicos_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zipCircuito electrónicoapplication/octet-stream16579https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/4/2014_Circuito_electronicos_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zipc442ab2c1832d20091121afbdffce191MD54open access2014_Archivos_EDS_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zip2014_Archivos_EDS_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zipArchivos EDSapplication/octet-stream47213304https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/5/2014_Archivos_EDS_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zipcde120ab4fc84a896eaeaf72da4e0927MD55open access_2014Rutina_panel_HMI_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zip_2014Rutina_panel_HMI_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zipRutina panel HMIapplication/octet-stream1104715https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/6/_2014Rutina_panel_HMI_Joan-Camilo_Gomez_Torres.zip35e3143616555f6bce9db13f74db49a7MD56open accessTHUMBNAIL2014_Tesis_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf.jpg2014_Tesis_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4635https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/7/2014_Tesis_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf.jpg2561cceb0b075a43a383f50e76a82194MD57open access2014_Presentacion_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf.jpg2014_Presentacion_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11676https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/1579/8/2014_Presentacion_Joan-Camilo_Gomez_Torres.pdf.jpgb7c13137caf6204d0ba229cfc1abe8c6MD58open access20.500.12749/1579oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/15792024-01-21 10:46:55.487open accessRepositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.co |