Ejemplo práctico del uso de un sistema controlado por PLC
Control de los sistemas de un túnel para el tránsito de vehículos
Como es sabido, la normativa europea de control de túneles, especialmente tras el incendio en el paso fronterizo entre Italia y Francia, exige el empleo de las mejores técnicas de control. En nuestro ejemplo, hablamos de un túnel de 2.5 km, en el que hay que controlar cuatro variables:
- Calidad del aire en el túnel
- Velocidad a la que están circulando los vehículos
- Sentido del tráfico
- Nivel del depósito de agua para apagar posibles incendios
1.2 Estructura del sistema de control
En nuestro ejemplo, el sistema de control será , para lo cual utilizaremos los siguientes elementos:
- Un PLC con un rack remoto por cada 500 metros.
Los racks remotos se ocuparán de recoger las señales de los distintos sensores (medidores de temperatura, presión, CO, CO2, opacidad, presencia de vehículos y nivel de agua del depósito) y accionar los dispositivos de salida (ventiladores, avisos luminosos, semáforos y bomba de agua).
- Una red de ordenadores conectados al PLC a través de una red de comunicaciones. Los ordenadores tendrán la función de servir como interfaz hombre - máquina. En ellos se podrán visualizar los resultados de las órdenes enviadas a cada elemento de salida y se podrá monitorizar el estado de la operación del túnel.
1.3 Control de los elementos
1.3.1 Control de la calidad de aire del túnel
Por el mero hecho de garantizar la supervivencia de los usuarios, es necesario que el nivel de la calidad del aire, que está en el interior del túnel, esté dentro de los límites adecuados.
Con este fin se instalan a lo largo del túnel medidores de presión, temperatura, CO, CO2 y opacidad, que sirven para calcular los valores que finalmente señalarán el grado de calidad del aire.
Para mejorar la calidad del aire, el túnel dispone de ventiladores ubicados en la entrada y en la salida, con los que se renueva el aire en el interior del túnel.
1.3.2 Control de la velocidad de los vehículos del túnel
Para evitar accidentes, los vehículos que circulan al interior del túnel no pueden exceder la velocidad límite establecida (por lo general 80 km/h). Para poder garantizar este hecho, a lo largo del túnel se instalan medidores de la velocidad del tráfico, mediante el uso de detectores de presencia de los vehículos.
Estos detectores se colocan por parejas longitudinalmente con respecto al eje de circulación. La velocidad se calcula a partir de la la diferencia de tiempos entre la detección de presencia vehicular del primer detector y el segundo.
Cuando la velocidad exceda por encima del límite establecido, se encenderán los avisos luminosos localizados el túnel, para indicar a los conductores, que deben disminuir su velocidad.
Cuando la velocidad exceda por encima del límite establecido, se encenderán los avisos luminosos localizados el túnel, para indicar a los conductores, que deben disminuir su velocidad.
Además de calcular la velocidad y controlarla, es necesario determinar la cantidad real de vehículos que circula simultáneamente por el interior del túnel, con el objeto de evitar que se produzcan atascos, lo cual podría redundar en un perjuicio para la seguridad de los viajeros, además de posibles atascos.
1.3.3 Control del sentido del tráfico en el interior del túnel
En aquellas carreteras donde todavía no se han construido túneles independientes para cada uno de los sentidos del tránsito, el transito normal del túnel será de doble vía.
No obstante, las autoridades o los responsables de la conservación y mantenimiento del túnel podrán modificar a conveniencia (motivado por el incremento del tráfico en fines de semana o períodos vacacionales o cualquier otra razón), estableciendo el flujo de vehículos sólo en el sentido de mayor tráfico, e incluso alternativamente.
Con este objeto y también para impedir el acceso al túnel en caso de que se produzca algún incidente, se disponen a la entrada y salida de los túneles de unos semáforos, que indican con sus luces verdes y rojas el sentido permitido del tránsito de cada pista. Los semáforos los controla un operador.
1.3.4 Control de nivel del depósito de agua para apagar posibles incendios
En nuestro ejemplo, se debe controlar el nivel de agua del depósito principal de agua, que se utiliza en caso de incendios en el interior del túnel.
Este control se lleva a cabo con dos pozos (pozo 1 y pozo 2) y dos bombas de agua. Tanto los pozos como el estanque poseen medidores del nivel del agua, medidores que controlan las bombas de agua apagándolas y encendiéndolas.
1.3.5 Red de ordenadores
La red de ordenadores opera con un software de automatización SCAUT-3G sobre plataforma UNIX, en una red TCP/IP.
El sistema opera con una configuración cliente - servidor de la siguiente manera:
- Un servidor, en el cual está instalado SCAUT-3G trabajando bajo el sistema operativo UNIX. El servidor tiene como funciones atender las comunicaciones (de la red y del PLC), mantener vigente la información en la base de datos en tiempo real, llevar registros históricos y estadísticos, analizar la información y realizar la supervisión y controles correspondientes.
- 3 clientes (o más), en los cuales trabajarán las interfaces de operación remotas de los puestos de operadores 1 y 2, y la estación de ingeniería, en un entorno Windows.
2 Enlaces de interés
En la red puedes encontrar un sinfín de enlaces interesantes para continuar profundizando en el mundo de los PLC.
A continuación te damos algunas pistas sobre algunos de ellos:
2.1 Simulador de programación para PLC
Verdaderamente interesante. Lástima que esté en inglés.
Para poder proceder a su uso tienes que registrarte (es gratuito).
En la página siguiente verás una muestra de la pantalla de programación.
Puedes incluir diagramas de escalera, definir las entradas y salidas e incorporar los contactos. Luego puedes probar el resultado.
2.2 Cursillo para el montaje de un PLC Siemens
En esta página encontrarás un cursillo elemental sobre el proceso de montaje y algunas informaciones relevantes sobre los PLC.
2.3 Canal PLC
Distintas opciones de software para la simulación de PLC de la marca Siemens.
El canal te ofrece varias posibilidades para poder simular en tu propio PC el comportamiento de algunos elementos.
2.4 Software de simulación AW-SYS
Desgraciadamente es de pago, sin embargo es un software didáctico de muy buena calidad para la formación en PLC y su programación. Existen versiones de demostración con limitaciones pero solo en italiano. En cualquier caso merece la pena darse un paseo por ellas.
2.5 Revista de Electricidad, Electrónica y Automática
Un esfuerzo personal de J.C.M. Castillo, profesor en el IES Río Cuerpo de Hombre de Béjar (Salamanca), que aporta multitud de enlaces e información sobre el tema.
Todos estos enlaces constituyen una aproximación a los distintas fuentes de información que existen sobre el tema PLC, pero no quieren constituir una relación exhaustiva.
En cualquier caso, el mundo del PLC empieza a estar amenazado por nuevas técnicas y herramientas de control que aprovechan los últimos adelantos de la tecnología.
Sin embargo, el PLC ha supuesto un salto importante en el concepto de control de procesos productivos y ha permitido un desarrollo industrial impensable hasta su introducción.
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