DESARROLLO DE GUÍAS ACADÉMICAS PARA LAS ÁREAS DE …

DESARROLLO DE GUÍAS ACADÉMICAS PARA LAS ÁREAS DE CIRCUITOS

DIGITALES Y AUTOMATISMOS CON EL SOFTWARE AUTOMATION STUDIO

E.6

ROJAS MARTÍNEZ DANIELA JOHANNA CÓD. 20132072102

SANTAMARIA SANTA LEIDY JOHANA CÓD. 20132072112

TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO TECNÓLOGO EN

ELECTRICIDAD

DIRECTOR DE PROYECTO

DIEGO ARMADO GIRAL

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD

BOGOTÁ D.C

2019

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD

Universidad Distrital Francisco José de Caldas _____________________________________________________

2 Daniela Rojas Martinez. Leidy Santamaria Santa

Tabla de contenido

1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 6

2 MARCO TEÓRICO.................................................................................................. 11

2.1 Operaciones lógicas básicas: .............................................................................. 11

2.1.1 Compuerta lógica Not ................................................................................. 12

2.1.2 Compuerta lógica And ................................................................................ 12

2.1.3 Compuerta lógica Or ................................................................................... 12

2.2 La función de comparación ................................................................................ 13

2.3 Funciones aritméticas ......................................................................................... 13

2.4 Función de decodificación ................................................................................. 14

2.5 Función de almacenamiento ............................................................................... 15

2.5.1 Flip-flops .................................................................................................... 15

2.6 Álgebra de boole ................................................................................................ 15

2.7 Mapas de karnaugh. ........................................................................................... 17

2.7.1 Mapas de Karnaugh de 2 variables .............................................................. 17



2.8 Máquinas de estado finito (MEF) ....................................................................... 18

2.9 Lógica de contactos ........................................................................................... 20

2.9.1 Pulsador ...................................................................................................... 20

2.9.2 Contactor .................................................................................................... 20

2.9.3 Contactos .................................................................................................... 20

2.9.4 Contactos normalmente abiertos (NO) (normally open) .............................. 20

2.9.5 Contactos normalmente cerrados (NC) (normally closed) ........................... 20

2.9.6 Temporizador al trabajo .............................................................................. 21

2.9.7 Temporizador al reposo .............................................................................. 21

2.10 Automation Studio E.6 ....................................................................................... 21

2.10.1 Control eléctrico ......................................................................................... 21

2.10.2 Electrónica digital ....................................................................................... 21

2.10.3 Lógica en escalera para PLC (Programmable Logic Controller) .................. 22

2.10.4 HMI (human-machine interface) y panel de control .................................... 22



2.10.5 Interfaces interactivas de control ................................................................. 22

3 TABLA DE DELIMITACIÓN Y ALCANCES ........................................................ 23

4 METODOLOGÍA ..................................................................................................... 25

5 GUÍA RECONOCIMIENTO DEL ENTORNO AUTOMATION STUDIO E.6 ........ 27

5.1 Reconocimiento del entorno ............................................................................... 27

6 GUÍA DIGITALES ................................................................................................... 43

6.1 Ejercicio 1: compuertas lógicas .......................................................................... 43

6.1.1 Solución ejercicio 1 .................................................................................... 43

6.1.2 Elementos para el diseño de las compuertas lógicas .................................... 44

6.1.3 Interfaz grafica............................................................................................ 48

6.1.4 Conexión entrada HMI ............................................................................... 49

6.1.5 Conexión elementos de salida HMI ............................................................. 52

6.1.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 de cada compuerta digital. ............ 53

6.2 Ejercicio 2: sumador completo de 3 bits ............................................................. 56


6.2.2 Elementos para el diseño del Sumador ........................................................ 59




6.2.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 del sumador completo. ................. 70

6.3 Ejercicio 3: circuito comparador ........................................................................ 72


6.3.2 Elementos para el diseño del comparador .................................................... 75




6.3.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 del comparador ............................ 85

6.4 Ejercicio 4: decodificador .................................................................................. 86


6.4.2 Elementos para el diseño del decodificador ................................................. 88

6.4.3 Simulaciones en Automation Studio E.6 del decodificador. ......................... 91

6.5 Ejercicio 5: Flip-Flop ......................................................................................... 91




6.5.2 Elementos para el diseño ejercicio Flip-Flop ............................................... 95


6.5.4 Conexión entrada HMI ............................................................................. 100

6.5.5 Conexión elementos de salida HMI ........................................................... 102

6.5.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 de Filp- Flop. ............................. 105

6.6 Ejercicio 6: máquina de estado mando por pulso inicial desde dos estaciones con

tiempo de cierre y apertura. ........................................................................................ 106

6.6.1 Solución ejercicio 6 .................................................................................. 107

6.6.2 Elementos para el diseño ejercicio máquina de estado: mando por pulso

inicial desde dos estaciones con tiempo de cierre y apertura .................................... 111

6.6.3 Interfaz grafica.......................................................................................... 115



6.6.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 Ejercicio máquina de estado: mando

por pulso inicial desde dos estaciones con tiempo de cierre y apertura..................... 118

7 GUÍA AUTOMATISMO ........................................................................................ 119

7.1 Ejercicio 7: telerruptor ..................................................................................... 119

7.1.1 Solución de ejercicio 7 .............................................................................. 120

7.1.2 Elementos para el diseño del telerruptor .................................................... 120




7.1.6 Simulación en Automation Studio E.6....................................................... 127

7.2 Ejercicio 8: secuencia LIFO (Last In, First Out) manual ................................... 128


7.2.2 Elementos para el diseño de secuencia LIFO manual. ............................... 130





7.3 Ejercicio 9: secuencia FIFO (first in, first out) manual con motores ................. 137




7.3.2 Elementos para el diseño de secuencia FIFO manual motores ................... 139




7.4 Ejercicio 10: inversor de giro ........................................................................... 152

7.4.1 Inversor de giro cruce por cero .................................................................. 152

7.4.2 Solución ejercicio inversor de giro ............................................................ 153

7.4.3 Inversor de giro directo ............................................................................. 154

7.4.4 Solución de ejercicio inversor de giro directo ............................................ 154

7.4.5 Elementos para el diseño inversor de giro de un motor. ............................. 155

7.4.6 Conexión de motores ................................................................................ 159


7.4.8 Simulación en Automation Studio E.6 inversor de giro ............................. 165

8 ANEXO GUÍA PLANTAS ..................................................................................... 167

Ejercicio 11: aplicación constructor................................................................................ 167

8.1.1 Solución de Ejercicio 11 ........................................................................... 168

8.1.2 Conexión de entradas HMI ....................................................................... 170

8.2 Ejercicio 12: banda transportadora ................................................................... 174

8.2.1 Solución ejercicio 12 ................................................................................ 176

8.2.2 Elementos para el diseño de banda transportadora ..................................... 176




8.3 Ejercicio 13: Tren de aterrizaje ........................................................................ 182

8.3.1 Solución ejercicio 13 ................................................................................ 182




9 SIMULACIONES ................................................................................................... 188

10 CONCLUSIÓN ...................................................................................................... 189

11 TRABAJO FUTURO .............................................................................................. 190



1 INTRODUCCIÓN

Dentro de un escenario de tecnologías emergentes en el área de mecatrónica, automatización,

electricidad, hidráulica y neumática, se requiere promover estrategias que permitan mejorar

las técnicas de formación y aprendizaje. Los procesos académicos deben ir de la mano con

aplicaciones tecnológicas que brinden a los estudiantes habilidades que les permitan asumir

retos. En Colombia, la educación superior debe contar con herramientas necesarias para que

los estudiantes pueden alcanzar una capacidad de análisis más eficiente, y de esta manera

puedan solucionar los problemas que posee actualmente el país.

Automation Studio E6, es un software industrial que permite mediante laboratorios virtuales

resolver problemas de automatización, fue adquirido por la Facultad Tecnológica para el

desarrollo de las actividades académicas, sin embargo, el conocimiento que se tiene sobre el

uso del simulador es limitado. Para el proyecto curricular de Tecnología en Electricidad, esta

herramienta es nueva y actualmente ninguna de las materias de áreas afines lo utiliza, por lo

tanto, los estudiantes y los profesionales recién egresados del proyecto no conocen los

beneficios del simulador.

Automation Studio, cuenta con una interfaz interactiva que permite al estudiante aterrizar los

conceptos adquiridos dentro de un escenario académico, además, le brinda la posibilidad al

docente de mejorar la dinámica de clase. Mediante el desarrollo de este proyecto se quiere

promover el uso de Automation Studio, específicamente en las clases que requieren

solucionar problemas del área de automatismos y circuitos digitales.

Como las metodologías de enseñanza deben ir acorde a los constates avances tecnológicos,

los posibles laboratorios digitales que se pueden realizar, simuladores de lógica digital que

actualmente se estas usando y finalmente los aportes que se han realizado con Automation

Studio E6

Metodologías de enseñanza para circuitos digitales

En la actualidad las metodologías de enseñanza para cursos de circuitos digitales utilizan

técnicas tradicional que consisten en emplear protoboard, integrados, leds, entre otros, estas

prácticas son tediosas, llevan mucho trabajo y en algunos casos particulares son de alto costo,



por lo tanto, es indispensable eliminar el paradigma de enseñanza actual ya que se presentan

dificultades entre la teoría y lo experimental [1].

Las tarjetas de desarrollo permiten que el proceso de aprendizaje se haga de la mano con la

teoría, los dispositivos basados en lenguajes de descripción de hardware son una herramienta

útil a la hora de afianzar los conocimientos, aunque no es la opción más económica es la de

mayor impacto. Debido al costo, durante los últimos años se han desarrollado una serie de

propuestas innovadoras, en 2015. H. T. Destro, R. Costa, y F. proponen una herramienta

digital basada en Arduino de bajo precio; cuenta con un escenario de animación ideal para

los estudiantes que requieren de dispositivos electrónicos, para el proyecto realizado queda

en desuso la FPGA, por la estructura de la investigación, los resultados permiten que la

herramienta se puede utilizar en cursos más avanzados, por lo tanto se suple la necesidad

mediante simuladores desarrollados por estudiantes y docentes [2].

Para el proceso de enseñanza, se realizó una aplicación en el departamento de ingeniería

eléctrica de la Universidad de Belgrado con el objetivo de afianzar los conocimientos en el

área de circuitos digitales. Dicho simulador se desarrolló en Visual Basic, cuenta con

módulos disponibles para el usuario que pueden ser programables [3]. En Japón, para hacer

el proceso de aprendizaje en el área de circuitos digitales más sencillo se implementan

técnicas basadas en realidad virtuales [4].

Diseño de guías de laboratorios en las aulas de ingeniería en el área de circuitos digitales

El diseño de guías de laboratorios para el ámbito educativo no es fácil, en ocasiones el

docente se enfrenta a elementos demasiados técnicos y carece de habilidades como lo es la

programación y la implantación de software, en consecuencia terminan desechando estas

herramientas tan útiles para la educación [5]. En el 2015 J. Chacón, H. Vargas, G. Farias, J.

Sánchez y S. Dormido, plantean una solución a este tema por medio de dos software Easy

Java Simulations y LabVIEW donde se utiliza una potente característica de Easy Java

Simulations conocida como EJS-elements la cual permite desarrollar y almacenar sus

propias bibliotecas de creación, esto aumenta significativamente su aplicación en la academia



[5].Por otro lado, labVIEW permite que se puedan desarrollar modelos matemáticos que se

observan en guías de laboratorios propuestas por la Universidad Distrital Francisco José de

Caldas, en donde a través de labVIEW dan a conocer el análisis de máquinas de estado finito

[6].

El estudiante es el beneficiado de que el docente utilice herramientas basadas en laboratorios

virtuales, ya que fomenta su capacidad de entendimiento y construcción de conocimiento al

enfrentarse a retos digitales siendo una herramienta poderosa en el autoestudio[7].

En síntesis, la importancia de estas herramientas radica en la innovación constante y la

exigencia de diseños variados. Se trata de cultivar en el estudiante un alto grado de

experimentación, una forma básica donde se puede observar es el software de Multisim el

cual posee variedad de elementos, una potente función de análisis y simulación [8].

Simuladores para lógica digital

Con la alta competitividad y la gran demanda actual es importante el uso de software que

ayuden a automatizar los procesos. Se desea minimizar el tiempo de implementación para los

proyectos. Esto ha generado el desarrollo de investigaciones dirigidas a aplicaciones

eficientes, existen varios programas en los que se trabajan circuitos digitales y automatismos,

el simulador MS2PSoC es una aplicación que se utiliza para automatizar aplicaciones que

fueron creadas en Matlab/Simulink, busca traducir los diseños de circuitos digitales descritos

en el entorno de Matlab [9]].

Es importante destacar los trabajos que se han desarrollado para la conversión de lenguajes

de programación, en 2016 Almeida, Ferreira y Silva proponen una herramienta que permite

de forma bidireccional convertir lenguajes descritos en Verilog y C++ [9].

Symsim es un programa que permite de manera visual ver el comportamiento de funciones

lógicas de circuitos digitales con algebra booleana y permite determinar las condiciones en



las que se encuentra un nivel lógico, adicionalmente, este software no solo permite ver los

estados lógicos, tiene la opción de diseñar circuitos análogos [10].

Finalmente, se presenta un simulador que cuenta con las dos opciones tanto para circuitos

digitales como para automatismos, Automation Studio es una aplicación comercial que lleva

en el mercado desde 1996, permite verificar el funcionamiento e identificar errores para

minimizar los daños por pruebas, la interfaz tiene la opción de integrar todo la planta, permite

introducir diseños basados en mecatrónica, neumática, hidráulica y eléctrica, cabe resaltar

que esta aplicación reduce costos en actuadores, ya que se puede realizar pruebas virtuales

[11].

Herbus y Ociepka, en su artículo “Verification of operation of the actuator control system

using the integration the Bamp; R Automation Studio software with a virtual model of the

actuator system” presentan un estado del arte sobre software usados en la actualidad.

Software Automation Studio

Automation Studio es un software completo en todo ámbito, en especial en su entorno de

simulación, a medida que aumenta la complejidad de las aplicaciones del software también

aumentan los requisitos de desarrollo y su calidad; este simulador impulsa los límites de la

innovación. La nueva versión E6 se aleja aún más de cualquier otro software para diseño de

sistemas. Automation Studio es el único software de diseño y de simulación todo en uno

capaz de cubrir todas las necesidades en hidráulica, neumática, electrotecnia, electricidad,

controles, HMI y comunicación [12].

Una simulación dinámica, realista y a color Durante la simulación, los componentes se

animan y las líneas cambian de color según su estado. La velocidad de simulación puede

igualmente ajustarse en modo Normal, Paso-a-Paso, Cámara Lenta y Pausa, adicional a ello

tiene un conjunto completo de bibliotecas para una concepción rápida y precisa Las

bibliotecas de Automation Studio, ofrecen miles de componentes genéricos estructurados por

categorías de manera amigable conforme a numerosas normas internacionales: ISO, DIN,

JIC, IEC y NEMA[12].



Este simulador es una solución eficaz y amigable para el diseño de sistemas eléctricos y

electrotécnicos. Gracias a la estructura de proyecto con múltiples documentos y usuarios,

usted puede rápidamente y de manera eficaz diseñar proyectos complejos o simples[12]. En

especial si es un software automatizado se puede decir que es el criterio más significativo

para decir que es un simulador adecuado para simulaciones de circuitos digitales [13].

De acuerdo con lo anterior este proyecto de investigación plantea la siguiente pregunta:

¿Es posible promover el uso de Automation Studio E6 en el proyecto de Tecnología en

Electricidad mediante el desarrollo de guías académicas, específicamente en las clases de

automatismos y circuitos digitales?

Se desarrollaron tres guías académicas cuyo contenido comprende temas de circuitos

digitales y automatismos que abarcan diferentes casos de estudio, en donde se describe el

análisis matemático para la guía de circuitos digitales, como lo son: tablas de verdad, mapas

de Karnaugh, función canónica y su circuito lógico. Para la guía de automatismos se hace la

descripción detallada del problema a resolver, acompañado de su diagrama de tiempo-estado

y correspondiente interfaz gráfica; las plantas utilizadas se descargaron de la página web del

fabricante, estas plantas son programadas en Ladder y lógica de contactos, en cada una de

ellas se aumentó el grado de dificultad.

Este trabajo esta dividió en cuatro unidades, en la primera se encuentra el reconocimiento del

entorno (herramientas a usar, como visualizar simulaciones de varios diagramas, crear

nuevos diagramas, entre otros). En la segunda parte se encuentra la guía de circuitos digitales

con sus respectivos análisis matemáticos y simulaciones. En la tercera se puede hallar casos

de estudio para automatismos con sus diagramas de tiempo-estado y su descripción del

problema, la descripción de las plantas interactivas se encuentra en la última unidad, como

programar una planta entregada y ajustarla a un determinado proceso.



2 MARCO TEÓRICO

A continuación, se presenta la descripción teórica cada uno de los elementos que se usaron

para el desarrollo de las guías académicas en el área de circuitos digitales y automatismos, a

cada uno de los componentes se le da su respectiva explicación, finalmente se definen las

siglas que se van a utilizar en todo el documento.

2.1 Operaciones lógicas básicas:

El término lógico se aplica a los circuitos digitales que se utilizan para implementar funciones

lógicas.

Existen varios tipos de circuitos lógicos que son los elementos básicos que constituyen los

bloques sobre los que se construyen los sistemas digitales más complejos, como por ejemplo

una computadora. Se abordan estos elementos y sus funciones de una forma muy general. En

la (Figura 1) se muestran los símbolos estándar distintivos de las tres operaciones lógicas

básicas (NOT, AND y OR) [14].

Figura 1: Operaciones lógicas básicas y sus símbolos.

Las líneas conectadas a cada símbolo son las entradas y las salidas. Las entradas son las

líneas situadas a la izquierda de cada símbolo y la salida es la línea de la derecha. Un circuito

que realiza una operación lógica determinada (NOT, AND, OR) se denomina puerta lógica.

Las puertas AND y OR pueden tener cualquier número de entradas, como se indica mediante

las líneas de puntos en la (Figura 1). Cada una de las tres operaciones básicas da lugar a una

única respuesta para un determinado conjunto de condiciones [6].



2.1.1 Compuerta lógica Not

La operación not cambia de un nivel lógico al nivel lógico opuesto, como se muestra en la

(Figura 2). Cuando la entrada está a nivel ALTO (1), la salida se pone a nivel BAJO (0).

Cuando la entrada está a nivel BAJO, la salida se pone a nivel ALTO. En cualquier caso, la

salida no es la misma que la entrada. La operación NOT se implementa mediante un circuito

lógico conocido como inversor.

Figura 2: La operación not.

2.1.2 Compuerta lógica And

La operación and genera un nivel ALTO sólo cuando todas las entradas están a nivel ALTO,

como se muestra en la (Figura 3) para el caso de dos entradas. Cuando una entrada está a

nivel ALTO y la otra entrada está a nivel ALTO, la salida se pone a nivel ALTO. Cuando

cualquiera de las entradas o todas ellas están a nivel BAJO, la salida se pone a nivel BAJO.

La operación AND se implementa mediante un circuito lógico conocido como puerta

AND[14].

Figura 3: La operación and.

2.1.3 Compuerta lógica Or

La operación or genera un nivel ALTO cuando una o más entradas están a nivel ALTO, como

se muestra en la (Figura 4) para el caso de dos entradas. Cuando una de las entradas está a



nivel ALTO o ambas entradas están a nivel ALTO, la salida es un nivel ALTO. Cuando

ambas entradas están a nivel BAJO, la salida será un nivel BAJO. La operación OR se

implementa mediante un circuito lógico denominado puerta OR [14].

Figura 4: La operación or.

2.2 La función de comparación

La comparación de magnitudes se realiza mediante un circuito lógico denominado

comparador. Su propósito es comparar dos cantidades e indicar si son iguales o no. La

función de comparación se representa en la (Figura 5). Se aplica un número en formato

binario (representado mediante niveles lógicos) a la entrada A y otro número binario

(representado también mediante niveles lógicos) a la entrada B. Las salidas indican la

relación entre los dos números, generando un nivel ALTO en la salida apropiada. Las flechas

más anchas representan un grupo de líneas en paralelo a través de las que se transmiten los

bits[14].

Figura 5: La función de comparación.

2.3 Funciones aritméticas

La adición se realiza mediante un circuito lógico llamado sumador. Su función es sumar dos

números binarios (que se aplican a las entradas A y B, junto con una entrada de acarreo Cin)

y genera la suma (∑) y un acarreo de salida (Cout), como se muestra en la (Figura 6).



Figura 6: La función suma.

2.4 Función de decodificación

La función de decodificación se realiza mediante un circuito lógico llamado decodificador.

Un decodificador convierte la información codificada, como puede ser un número binario,

en otra información no codificada, como por ejemplo un número decimal. Un determinado

tipo de decodificador convierte un código binario de 4 bits en el correspondiente dígito

decimal.

(Figura 7) es una sencilla ilustración de un tipo de decodificador que se emplea para activar

un display de 7-segmentos. Cada uno de los siete segmentos del display está conectado a una

línea de salida del decodificador. Cuando aparece un determinado código binario en las

entradas del decodificador, se activan las correspondientes líneas de salida y se iluminan los

segmentos apropiados del display para mostrar el dígito decimal que corresponde al código

binario [14].

Figura 7: Decodificador de 7 segmentos.



2.5 Función de almacenamiento

El almacenamiento es una función necesaria en la mayoría de los sistemas digitales y su

propósito es el de conservar los datos binarios durante un período de tiempo. Algunos

dispositivos de almacenamiento se utilizan para almacenamiento a corto plazo (temporal) y

otros para almacenamiento a largo plazo (permanente).

2.5.1 Flip-flops

Son un circuito lógico biestable (dos estados estables) que sólo puede almacenar un bit cada

vez, bien un 1 o un 0. La salida de un flip-flop indica qué bit está almacenado. Una salida a

nivel ALTO indica que se ha almacenado un 1 y una salida a nivel BAJO indica que se ha

almacenado un 0. Los flip-flops se implementan con puertas lógicas [14].

2.6 Álgebra de boole

El álgebra Booleana se relaciona con lógica matemática, permite la simplificación de

circuitos lógicos en el contexto de electrónica digital, utilizar menos componentes y hacer

más económicos y eficientes los procesos derivados de hacer las cosas de forma más simple

conecta. El álgebra booleana es un conjunto de reglas que permiten representar expresiones

de la lógica matemática. Y, o, negación, condicional, bicondicional, entre otras. El resultado

de aplicar cualquier de las tres operaciones definidas a variables de los sistemas booleanos

resulta en variables del sistema y este resultado es único. Es por esto que en álgebra de Boole

se establecen leyes esenciales para la reducción de una expresión o función booleana, en la

Tabla 1, se establecen seis leyes esenciales [6].

Además, los teoremas son especialmente útiles cuando se realizan manipulaciones

algebraicas con expresiones booleanas en el proceso de optimización de un diseño lógico. En

la Tabla 2, aparecen trece teoremas básicos del algebra booleana.



Ley Expresión

OR AND

Idempotencia A+A=A AA=A

Involución �̿� = 𝐴

Conmutativa A+B=B+A AB=BA

Asociativa A+(B+C)=(A+B)+C A(BC)=(AB)C

Distributiva A+BC=(A+B)(A+C) A(B+C)=AB+AC

Absorción A+AB=A A(A+B)=A

Morgan (𝐴 + 𝐵̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ) = �̅��̅� (�̅��̅�) = �̅� + �̅�

Tabla 1: Expresiones algebra Booleana

Numero de teorema Teorema a Dual b

1 0A=0 1+A=1

2 1A=A 0+A=A

3 AA=A A+A=A

4 𝐴�̅�=0 𝐴 + �̅�=1

5 AB=BA A+B=B+A

6 (ABC. . Z̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅)=�̅� + �̅� + 𝐶̅ … �̅� (A+B+C..Z)= �̅� �̅� 𝐶̅ … 𝑍

7 ABC=A(BC) A+B+C=A+(B+C)

8 AB+AC=A(B+C) (A+B)+(A+C)=A+BC

9 𝐴𝐵 + 𝐴�̅� = 𝐴 (A + B)(A + �̅�) = A

10 A+AB=A A(A+B)=A

11 A + �̅�B = A + B A(�̅� + B) = AB

12 CA + C�̅�B = CA + CB (C + A)(C + �̅� + B) = (C + A)(C + B)

13 AB + �̅�C + BC = AB + �̅� + C (A + B)(�̅� + C)(B + C) = (A + B)(�̅� + C)

Tabla 2: Teoremas básicos del algebra booleana



2.7 Mapas de karnaugh.

Para analizar un circuito digital se debe tener conocimiento en Algebra de Boole, pero esta

se va restringiendo según la capacidad que tenga la persona para simplificar funciones, es

por esto que se utilizan softwares capaces en la reducción o en este caso, mapas de Karnaugh

que es un proceso más mecanizado para dejar cada función en su mínima expresión a partir

de tablas de verdad. Un mapa de Karnaugh es similar a una tabla de verdad en ella se

encuentran todas las posibles respuestas de un sistema a partir de sus entradas, las tablas de

verdad se organizan por filas lo que las diferencian de los mapas, se organizan en una matriz

de celdas donde cada espacio representa una respuesta del sistema. Los mapas de Karnaugh

se pueden utilizar para simplificar expresiones de dos, tres, cuatro y cinco variables, pueden

ser más, pero sería un proceso más largo y tedioso, para un número más grande de variables

se utiliza el método de Quine –McClusky [6] (Ecuación (1)).

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = 2𝑛 ( 1 )

2.7.1 Mapas de Karnaugh de 2 variables

Un mapa de Karnaugh de dos variables se compone por 4 celdas como se especifica en la

(Ecuación 1). En la Tabla 3, se evidencia un Mapa de Karnaugh de 2 variables, en el que A

y B serán las entradas del sistema.

A B

0

1

0 �̅� �̅� �̅� 𝐵

1 𝐴�̅� 𝐴𝐵

Tabla 3: Mapa de Karnaugh de 2 variables


Un mapa de Karnaugh de tres variables se compone por 8 celdas como se especifica en la

(Ecuación (1)). A continuación en la Tabla 4, se evidencia un Mapa de Karnaugh de 3

variables, en el que A,B y C serán las entradas del sistema[6].



AB C

0

1

00 �̅� 𝐵 ̅𝐶̅ �̅� �̅�𝐶

01 �̅�𝐵𝐶̅ �̅� 𝐵𝐶

11 𝐴𝐵𝐶̅ 𝐴𝐵𝐶

10 𝐴 �̅�𝐶̅ 𝐴 𝐵 𝐶̅̅ ̅̅̅

Tabla 4: Mapas de Karnaugh de 3 variables.


Un mapa de Karnaugh de cuatro variables se compone por 16 celdas como se especifica en

la (Ecuación (1)). A continuación, en la Tabla 5, se evidencia un Mapa de Karnaugh de 4

variables, en el que A, B, C y D serán las entradas del sistema.

AB CD 00 01 11 10

00 �̅� 𝐵 ̅𝐶̅ �̅� �̅� �̅� 𝐶̅ 𝐷 �̅� �̅� 𝐶𝐷 �̅� �̅�𝐶 �̅�

01 �̅�𝐵𝐶̅ �̅� �̅� 𝐵𝐶̅𝐷 �̅�𝐵𝐶𝐷 �̅� 𝐵𝐶 �̅�

11 𝐴𝐵𝐶̅ �̅� 𝐴𝐵𝐶̅𝐷 𝐴𝐵𝐶𝐷 𝐴𝐵𝐶�̅�

10 𝐴 �̅�𝐶̅ �̅� 𝐴�̅�𝐶̅𝐷 𝐴 �̅�𝐶𝐷 𝐴 �̅�𝐶 �̅�

Tabla 5: Mapas de Karnaugh de 4 variables

2.8 Máquinas de estado finito (MEF)

Una máquina de estados finitos es un modelo abstracto para la manipulación de símbolos,

nos permiten saber si una cadena pertenece a un lenguaje o nos pueden generar otro conjunto

de símbolos como resultado las máquinas de estado pueden ser[6].



Síncronas. Necesitan de la intervención de un pulso de reloj. Si la entrada participa

también en la salida se denomina Máquina de estado de Mealy, y si no participa se

denomina de Moore.

Asíncronas. No necesitan de la intervención de un pulso de reloj. Estos circuitos

evolucionan cuando cambian las entradas.

De modo tal que una máquina de estado es una representación, de un circuito secuencial

particular. Cualquier circuito con memoria puede ser considerado como una MEF. Por

ejemplo, una computadora puede ser considerada como una gran MEF. Par el diseño de una

máquina de estados finitos involucra los siguientes parámetros:

Definición de estados.

Definición de transición entre estados (dependientes de las entradas de la máquina).

Optimización/minimización.

A continuación, se darán la definición algunos términos que se emplean para la construcción

de dicha estructura:

Diagrama de estado: ilustra la forma y funcionamiento de la máquina de estado.

Usualmente se dibuja como un diagrama de burbujas y flechas.

Estado: un conjunto identificable y único de valores medidos en diversos puntos de

un sistema digital.

Ramificación: El cambio del estado presente al estado siguiente.

Estado siguiente: es el estado hacia el cual la máquina de estado realiza la siguiente

transición, determinada por las entradas presentes cuando el dispositivo es

secuenciado por un clock.

Máquina de Moore: es una máquina de estado que determina sus salidas solamente

dependiendo de los estados presentes de la máquina.

Máquina de Mealy: es una máquina de estado que determina sus salidas

dependiendo de los estados presentes de la máquina y de las entradas.

Estado presente y estado siguiente: Para un estado determinado existe un número

finito de posibles estados siguientes. Para cada ciclo de reloj la máquina de estado se



ramifica al estado siguiente. Uno de los posibles estados siguientes se convierte en el

nuevo estado presente. Dependiendo de las entradas presentes en el ciclo de reloj.

2.9 Lógica de contactos

Para la construcción o diseño de los diagramas de mando para la lógica de contactos o

cableada, está sujeta bajo la norma IEC (International Electrotechnical Commission) 1082-

1, la cual define y fomenta los símbolos gráficos y las reglas numéricas o alfanuméricas que

deben utilizarse para identificar los aparatos, diseñar los esquemas y realizar los equipos

eléctricos. El uso de las normas internacionales elimina todo riesgo de confusión y facilita el

estudio, la puesta en servicio y el mantenimiento de las instalaciones. Para este estudio se

discrimina las reglas numéricas o alfanuméricas[6].

2.9.1 Pulsador

Aparato de maniobra cuyo contacto, o contactos, cambian de posición solamente mientras

una fuerza externa actúa sobre ellos, volviendo a su posición original, o de reposo, tan pronto

cese esta.

2.9.2 Contactor

Forma parte de los aparatos de maniobra automáticos con poder de corte. Además, es un

interruptor accionado a distancia por medio de un electroimán.

2.9.3 Contactos

Son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de

corriente.

2.9.4 Contactos normalmente abiertos (NO) (normally open)

Contacto cuya función es cerrar un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor al

cual pertenece. En estado de reposo debe encontrarse abierto.

Nota: En este documento se trabaja el contacto normalmente abierto (NO) (normally open)

con la nomenclatura del software Automation Studio E.6.

2.9.5 Contactos normalmente cerrados (NC) (normally closed)

Contacto cuya función es abrir un circuito, tan pronto se energice la bobina del contactor al

cual pertenece. En estado de reposo debe encontrarse cerrado.



2.9.6 Temporizador al trabajo

En este tipo de temporizador, los contactos temporizados actúan como temporizados

solamente después de cierto tiempo de haber sido desenergizado el elemento motor del

temporizador.

2.9.7 Temporizador al reposo

Aquel cuyos contactos temporizados actúan después de cierto tiempo de que se ha energizado

el elemento motor del temporizador.

2.10 Automation Studio E.6

Impulsa los límites de la innovación. La nueva versión P6 se aleja aún más de cualquier otro

software para diseño de sistemas. Automation Studio es el único software de diseño y de

simulación todo en uno, capaz de cubrir todas las necesidades en hidráulica, neumática,

electrotecnia, electricidad, controles, HMI y comunicación. Es fácil combinar todas estas

tecnologías para diseñar, documentar y simular sistemas completos [12], [4].

2.10.1 Control eléctrico

Automation Studio ofrece una biblioteca completa de controles eléctricos que permiten

rápidamente crear funciones de control. Los símbolos en estas bibliotecas están conformes

con los estándares IEC y JIC (Joint Industrial Council). Las bibliotecas incluyen:

interruptores, relés, solenoides, contadores, botones entre otros.

Integración perfecta con las otras áreas que posee. La simulación de circuitos de control

eléctrico se combina perfectamente con las familias de componentes de otras bibliotecas en

Automation Studio. De esta forma, crear sistemas interactivos completos se facilita

enormemente [12], [4].

2.10.2 Electrónica digital

El taller de electrónica digital ofrece componentes y estándares tales como: circuitos

inversores, puertas lógicas, básculas, contadores, registros de desplazamiento, comparadores,

interruptores, LED, pantallas de 7 barras, decodificadores, multiplexores y más. Todo lo

necesario para implementar o enseñar la lógica de base necesaria para la creación de circuitos

de control electrónico [12], [4].



2.10.3 Lógica en escalera para PLC (Programmable Logic Controller)

El módulo de lógica escalera para PLC implementa un conjunto grande de instrucciones que

permiten hacer operaciones lógicas a nivel de bit, temporizadores y contadores,

comparaciones, operaciones matemáticas y conversiones, funciones trigonométricas, mover

instrucciones, cambios de archivos y la gestión del programa.

Bibliotecas disponibles Automation Studio ofrece tres bibliotecas para PLC con un conjunto

de instrucciones para Allen-Bradley, Siemens, e IEC61131-3. El usuario decide cuál

biblioteca responde mejor a sus necesidades.

2.10.4 HMI (human-machine interface) y panel de control

Este módulo le permite implementar la vista del sistema que el operador maneja. Aquí se

pueden reproducir paneles de control interactivos, crear una representación animada del

comportamiento de un equipo y desarrollar escenarios de capacitación, de diagnóstico y de

mantenimiento.

2.10.5 Interfaces interactivas de control

Si se trata de un panel de control industrial, una cabina de vuelo, un tablero de maquinaria

pesada, etc; este módulo le permite crearlo y rápidamente vincularlo a su sistema durante la

simulación. Una biblioteca completa de componentes utilizados comúnmente tales como

interruptores, botones, pilotos y contadores está disponible para facilitar el proceso de

creación. Las interfaces de control creadas se comportan tal cual como en la vida real [12].

Visualización de la máquina virtual Una "Máquina Virtual" es un modelo de simulación

completo, mejorado con una animación 3D que se mueve de acuerdo con aportes físicos

reales de todas las tecnologías involucradas. Además, este concepto de máquina virtual

consiste en una simulación interactiva en directo donde la evolución de la máquina en el

tiempo es controlada e iniciada por el usuario[12][12], [4]



3 TABLA DE DELIMITACIÓN Y ALCANCES

La tabla 6 y 7 presenta la descripción de las metas, actividades y resultados para cada uno de

los objetivos propuesto, en la última columna, se describe el capítulo y correspondiente

página del documento que presenta la metodología y/o resultado del correspondiente

objetivo.

Tabla 6: Delimitaciones y alcances (a).

Objetivo específico Metas Actividades

(Cronograma) Resultados

Ver resultados

páginas

documento

Desarrollar un manual

del funcionamiento

básico de Automation

Studio E6 para los módulos de electricidad

y electrónica de control.

M1.1 Manejar los

módulos de eléctrica y

electrotecnia del

Software Automation

Studio E6 versión

académica y

documentar el

funcionamiento del

software.

A1. 1 Identificar

los tipos de licencia

A1.2. Adquirir el

material de ayuda

del fabricante.

A1.3 Documentar

el entorno o barra

de herramientas

A1.4 Analizar los

ejemplos

disponibles por el

fabricante.

R1.1 Manual

de operación

del Software

Automation

Studio E6 R1.1

Capítulo 5

Página: 25

Identificar e implementar

diez casos de estudio en

las áreas de circuitos

digitales y automatismos

que requieran ejecutar los

temas más relevantes de

cada currículo, en el

software Automation

Studio E6.

M2.1 Seleccionar los

casos de estudio para

el área de circuitos

digitales.

M2.2 Reconocer los

temas significativos

para el área de

automatismo.

M2.3 Realizar el

desarrollo lógico de

cada ejercicio.

M2.4 Ejecutar los

casos de estudio en

Automation Studio

M2.5 Mostrar el

alcance que tiene

Automation Studio E6

en las áreas de

circuitos digitales y

automatismos según

los currículos del

proyecto curricular

A2.5 Implementar

casos de circuitos

digitales y

automatismos.

A2.6 Implementar

el caso de estudio

que relacione las

áreas de circuitos

digitales y

automatismos

R2.1 Diez

casos de

estudio.

R2.2 Archivos

de simulación

de los diez

casos de

estudio

R2.1.1

Capítulo 6

Pagina: 41

R2.1.2

Capítulo 7

Página: 117



Objetivo

específico Metas

Actividades

(Cronograma) Resultados

Ver resultados

páginas

documento

Desarrollar tres

guías

metodológicas con

los respectivos

procedimientos de

los casos de estudio

seleccionados.

M3.1 Construcción de

tres guías

metodológicas que

permitan a los

estudiantes y a los

docentes aprender a

utilizar Automation

Studio E6.

A3.1 Describir el análisis

propuesto para cada caso.

A3.2 Descripción

detallada de los

procedimientos para cada

caso de estudio.

R3.1 Tres guías

académicas

Capítulo 6

Página: 41

Capítulo 7

Página: 117

Capítulo 8

Página: 165

Tabla 7: Delimitaciones y alcances (b).



4 METODOLOGÍA

La metodología utilizada para el desarrollo del proyecto se presenta a través de cuatro

diagramas, cada uno de estos diagramas describe las actividades realizadas en cada una de

las etapas del proyecto y los correspondientes resultados.

En la Figura 8 se presenta la metodología para la construcción de las guías académicas

orientada a la manipulación del entorno gráfico.

Figura 8: Desarrollo de guías académicas.

En la Figura 9 se presenta la metodología utilizada para la selección de los casos de estudio

de circuitos digitales, el desarrollo matemático y la implementación en el simulador.

• Desarrollo deguias academicasen Automationstudio E6

Se clasificanen

•1. Reconocimiento delentorno

•2. Guia de circuitosdigitales

•3. Guia automatismos

•4. Plantas interactivas

Primero

•1.Reconociemientodel entorno

Descripción delarea de trabajoen 5 items

• Librerias

• Barra deherramientas

•Simulacion

•Nuevos diagramas

•Area de conexion

Se explica •Como editar yguardar archivos

•Visualizacion desimulaciones

•Crear nuevosdiagramas

•Realizar conexiones

Para los 5items.

•2. Guía de circuitos digitales

Se seleccionaron 6 casos de estudio

•Compuertas logicas

•Sumador

•Comparador

•Decodificador

•Flip-Flop

•Maquina de estado

Se construye •Tablas de

verdad con su respectiva funcion canonica

Se diseña

•Circuito logico para cada caso de estudio

Finalmente •Se realiza la

simulación en Automation studio E6

La cual se divide en

•Circuito logico

•Esquema de control.

Segun sea el caso de estudio.



Figura 9: Guía de circuitos digitales.

En la Figura 10 se presenta la metodología utilizada para la selección de los casos de estudio

de automatismo, la descripción del problema a resolver, los diagramas respectivos y la

implementación en el simulador.

Figura 10: Guía automatismo.

Finalmente, en la Figura 11 se presenta la metodología utilizada para la selección y

correspondiente implementación de las plantas.

Figura 11: Desarrollo de plantas interactivas.

•4.Plantas interactivas

Se seleccionaron 3 plantas

•Cada una de ellas se obtubo gracias a la informacion que da el fabricante.

Planta 1 (Banda transportadora )

•Es una simulación interactiva, programada de manera ciclica en logica de contactos.

Planta 2 (Constructor)

•Esta plantacuenta con unesquemaneumaticoenlazado a lasimulacion, elcontrol se realizoen logica decontactos .

Planta 3 (Tren de aterrizaje de un

avión)•Para esta planta se

realizo una modificación en su esquema neumatico, debido a que el control se realizo en lengiaje ladder y las salidas las tienen las electrovalvulas.

A cada planta se le aumento el nivel de

dificultad.

•3 Guia automatismos

Se seleccionan 4 casos de estudio

•Telerruptor

•Secuencia lifo

•Secuencia fifo

• Inversor de giro

Se indica •Diagramas de

tiempo-estado de cada caso de estudio

Así mismo

•Se describe cada ejercicio y su funcionamiento

Por ultimo

•Se realiza la simulación de cada caso de estudio en el software

Mostrando:

•Esquema de control en logica de contactos o ladder

•Cuadro interactivo (pilotos y pulsadores )

Segun sea el caso de estudio



5 GUÍA RECONOCIMIENTO DEL ENTORNO AUTOMATION STUDIO E.6

5.1 Reconocimiento del entorno

El objetivo es reconocer el espacio de trabajo, las ventanas e iconos con los que cuenta el

software Automation Studio E.6 donde se desarrollan las guías académicas (Figura 12).

Observar que cada espacio de trabajo se encuentra enumerado; es importante reconocer en

donde están ubicados los iconos, además, de conocer cómo se conectan los elementos, abrir

un nuevo proyecto y los comandos para realizar una simulación.

Figura 12: Reconocimiento del entorno.

En el área de trabajo 1 se encuentra el panel del (Library Explorer), en este espacio están

todas las librerías con las que cuenta Automation Studio. Al momento de ubicar el cursor en

alguna de las librerías se despliega en la parte inferior de la misma una columna con algunos

elementos que tiene dicha librería (Figura 13). Se subrayan los submódulos que se van a

utilizar para el desarrollo de las guías académicas.

1

2

3

4 5



Figura 13: Librerías que se utilizan.

Cuando se ingresa a cualquiera de las librerías se despliegan submódulos que contienen todos

los elementos a usar. Este software cuenta con librerías que tienen sus elementos en otra

norma como se muestra en la (Figura 13), dado que cada librería tiene sus propios vínculos

se despliega una carpeta con cada uno de ellos (Figura 14).



Figura 14 a: Submódulos librería Digital Electronics, b: Submódulos libreria Electrical

Control, c: Submódulos libreria Ladder.

Nota: Los submódulos de la librería HMI and Control Panels (Human-Machine Interface)

se muestran en detalle durante el desarrollo de las guías, al igual que su vinculación y enlace

con los elementos de lógica de contactos, ladder y compuertas lógicas debido a que cada

cuadro de control se hace de forma distinta según el ejercicio planteado.

El área de trabajo 2 (Figura 12) cuenta con pestañas diversas en la barra de herramienta, su

función es guardar el proyecto, visualizar, simular, editar además de herramientas útiles para

el desarrollo de las guías; se subrayan las pestañas a utilizar (Figura 15).



Figura 15: Barra de herramientas.

Como se ve en la (figura 15) la pestaña Home cuenta con unas herramientas de dibujo que

se utilizan para dar un mejor diseño al trabajo. Existe un cuadro texto que permite dar

nombres a los esquemas HMI encontrados en las guías académicas; en la (Figura 16) se

muestra la pestaña View.

Figura 16: Barra de herramientas (View).

La pestaña VIEW tiene una herramienta de visualización cuando está en modo simulación

llamado Window, es importante porque muchos trabajos tienen varias pestañas; con esta

función se puede observar que sucede con el diseño, en diferentes ventanas ya sea con

simulación 2D, 3D y la ventana en donde se encuentra la programación de un determinado

proyecto (Figura 17).

Figura 17: Visualización de simulaciones.

La visualización de simulaciones muestra las posibles formas de ver las ventanas de

visualización, cuando se está trabajando un proyecto con varios diagramas, es útil al

momento de correr una simulación, esto para poder observar los diferentes procesos del

proyecto.



El área de trabajo 3 (Figura 9) contiene los iconos que permiten simular un proyecto.

Además, tiene las herramientas de guardar, abrir un nuevo documento y cerrar documento

como se muestra en la (Figura 15).

Figura 18: Icono para simulaciones.

Sin embargo, en el icono circular del logo de Automation Studio E.6. Se encuentran otras

opciones para renombrar un proyecto, guardarlo, imprimirlo y exportarlo entre otras opciones

(Figura 16).

Figura 19: Iconos principales.

En el área de trabajo 4 (Figura 12) se encuentra una columna llamada (Project Explorer)

en esta ventana se pueden crear nuevos proyectos, renómbralos, visualizarlos entre otras

opciones (Figura 20).



Figura 20: Project Explorer.

Para crear un nuevo diagrama se realiza el siguiente procedimiento:

Sobre el nombre del proyecto actual, se pulsa click derecho y se abre una pantalla

emergente (Figura 21).

Figura 21: Crear nuevo diagrama.

Seleccionar la opción New (Figura 21), cuando se elige esta opción se despliega una pequeña

ventana en donde se encuentra Standard Diagram (Figura 22).



Figura 22: Standard diagram.

Seleccionar Standard Diagram, se despliega una ventana emergente en donde se busca la

opción None y aceptar (Figura 23).

Figura 23: Opción None.

Para verificar que se realizó el proceso de manera adecuada en Project Explorer debe estar

adicionado el nuevo diagrama (Figura 24).



Figura 24: Nuevo diagrama.

Para darle un nuevo nombre al diagrama; seleccionar el diagrama que se le quiere cambiar el

nombre dar click derecho y en la pantalla que se despliega, opción Rename dar un nuevo

nombre (Figura 25-26).

Figura 25 : Renombrar un diagrama.



Figura 26: Nombrar un nuevo diagrama.

Finalmente, el área de trabajo 5 (Figura 12) es en donde se puede hacer todas las conexiones

de los diferentes diagramas, los elementos se deben desplazar al área de trabajo,

seleccionando el elemento y arrastrándolo en el espacio de trabajo, para realizar las

conexiones a los extremos del elemento hay 2 puntos de color rojo en donde se pueden

realizar las conexiones desplazando el cursor al componente que se quiera conectar.

Tener en cuenta que cada una de las librerías (Figura 14) tiene diferentes formas de conexión,

dado que son lenguajes distintos, los esquemas varía según sea su programación.

Para la conexión de los elementos que contienen la librería Digital Electronics (Figura 14a)

se realiza el enlace como se muestra en la (Figura 27), esta librería tiene todos los elementos

que se utilizan para el desarrollo circuitos digitales.

Nota: Es importante aclarar que para realizar un diagrama interactivo en Digital Electronics

se debe realizar una vinculación de potencia con un relé que se encuentra en la librería

Electrical Control (Figura 13).



Figura 27: Conexiones digital electronics.

Así mismo las conexiones de la librería Electrical Control (Figura 14: b) se hacen uniendo

los extremos de un elemento a otro con ayuda del cursor, es importante tener en cuenta que

las salidas y las entradas de lógica de contactos (Pulsadores, Bobina, Interruptores, etc.)

cuando se desplazan al área de trabajo se abre una ventana emergente (Modify Variable)

que permite nombrar el elemento (Figura 28).

Figura 28: Nombrar elementos.

Relé



Asimismo, es conveniente saber que cuando se extrae los elementos de conexión, como

contactos normalmente abiertos o cerrados (NO-NC) se despliega una ventana emergente

(Component Properties) con las propiedades del contacto; esta ventana permite que se

enlace una bobina con un contacto o varios contactos, en la columna izquierda de la ventana

Component Properties se encuentra el “Alias” al que se va a enlazar el contacto como se

muestra subrayado (Figura 29).

Figura 29: Enlazar contactos con variables de salida o entrada.

Para que la asignación de variables quede correcta, se da click en el icono subrayado (Figura

29) Create a read o write association on the selected component Variable, se asocia y se

muestra en elemento asociado en la parte inferior de la ventana (Figura 29 y 30).



Figura 30: Icono Create a read or write association on the selected component Variable

Cuando se da click sobre el icono (Figura 30). Se pone de color oscuro eso significa que ya

se hizo la asociación de variables con otro elemento, también se puede observar que se realizó

de manera adecuada cuando las etiquetas de los elementos enlazados cambian a un color azul

(Figura 31).

Figura 31: Asociación de variables.

Icono



Finalmente, la conexión para diagramas en Ladder se realiza con las librerías Ladder

(Figura 14: c). Allí se encuentra un espacio de conexión para dicho lenguaje de

programación, en el submódulo Rung, allí se encuentra el esquema a utilizar (Figura 32).

Figura 32: Espacio para programar en Ladder.

Para programar en Ladder se puede usar los contactos de la norma que se prefiera para un

determinado diseño. Asignar entradas y salidas nombrando cada elemento y enlazándolo

(Figura 29) es la primera opción. Automation Studio cuenta con elementos de entradas y

salidas que se encuentran en la librería Electrical Control submódulo PLC Cards (Figura

14: b) esta es una segunda opción; se muestran las 2 opciones (Figura 33).



Figura 33: Opción de conexiones Ladder.

Para la opción 2 las conexiones de las tarjetas de PLC se hace con los elementos de la librería

Electrical Control se conecta como se muestra en la (Figura 33). Para asignar las variables

de entradas y salidas en cada uno de los contactos se selecciona con doble click el elemento;

se despliega una pantalla emergente Properties Component en la columna izquierda se

encuentran los alias o elementos con los que se van a enlazar, también se encuentran los

nombres de las tarjetas PLC (Figura 34).



Figura 34: Elementos a enlazar.

El enlace de las variables se hace de la misma manera que las (Figuras 29 y 30), como se

mencionó existen dos opciones para programar en ladder, la opción 1 los nombres de las

salidas y entradas las asigna el usuario, en la opción 2 el desarrollo de la programación y los

nombres se asignan según las tarjetas del PLC, en esta opción los únicos nombres que asigna

el usuario son (Pulsadores y Pilotos) que se conectan a las tarjetas PLC Cards (Figura 35).



Figura 35: Asignación de nombres.



6 GUÍA DIGITALES

6.1 Ejercicio 1: compuertas lógicas

El objetivo del ejercicio es implementar a través de los diferentes lenguajes (ladder, circuitos

digitales y lógica de contactos), el funcionamiento de las diferentes compuertas lógicas para

ello se realiza cada representación en el área de trabajo del software (Figura 36).

Figura 36: Resultado en el software Automation Studio E.6

6.1.1 Solución ejercicio 1

Se desarrolla la tabla de verdad de cada compuerta, para verificar su funcionamiento.

Además de cada lenguaje (Figura 37).



Figura 37: Compuertas lógicas con sus respectivos lenguajes

Fuente: [15]

6.1.2 Elementos para el diseño de las compuertas lógicas

En esta sección se elabora el paso a paso en el software Automation Studio.

Se ingresa a la librería Digital Electronics, en donde se encuentran diferentes

submódulos de electrónica digital. Para este caso se utiliza el módulo Logical Gates,

que contiene los elementos con los que se realizar el ejercicio (Figura 38).



Figura 38: Librerías Digital Electronics

En la librería Logical Gates se extrae los elementos a trabajar los cuales se ubican en

el área de trabajo, estos se encuentran en los siguientes submódulos (Tabla 8) se

especifica que elemento se extrae de cada uno (Figura 38).

SUBMÓDULOS ELEMENTOS

Líneas and connectios Positive power (fuente positiva), Ground

(Tierra).

Output Components: Resistance (Resistencia)

Tabla 7: Submódulos de librería Logical Gates.

Se ingresa a la librería Electronical Control con norma (JIC standard), luego al

submódulo (Tabla 9) y se busca el elemento indicado (Figura 39).


Switches Normal open Push Button (Botón)

Tabla 8: Submódulo librería Electronical Control



Figura 39: Electronical Control con norma (JIC standard)

Para poder integrar al área de trabajo las compuertas lógicas se ingresa Digital

Electronics donde se encuentra el submódulo de Logical Gates se traslada las

diferentes compuertas a utilizar al área de trabajo (Figura 40).



Figura 40: Elementos en el área de trabajo.

Se realiza la conexión de potencia para poder visualizar las compuertas lógicas en un entorno

interactivo, debido que para este ejercicio se hace uso de las diferentes librerías del software

su desarrollo y conexión es distinta, además se integrar todo en una sola área de trabajo

(Figura 40).

Nuevamente ir a la librería Digital Electronics (Figura 38) se despliega varios

submódulos (Tabla 10) de los cuales se toma los siguientes elementos.


Output Components Relay (relé)

Lines and connections Ground (tierra)

Tabla 9: Submódulos librería Digital Electronics.

En los elementos de potencia es importante las fuentes de alimentación que se

encuentran en la librería Electrical Control (JIC Standard). (Figura 39) se despliega

varios submódulos (Tabla 11) de los cuales se toma.




Power Sources Power supply 24 volts.

Common (0 Volts).

Ouput Components Solenoid DC/AC.

Tabla 10: Submódulo librería Electrical Control (JIC Standard).

Para dar claridad con el ejercicio a realizar, se ilustra la conexión necesaria en el área

de trabajo después de llevar todos los elementos anteriormente mencionados (Figura

41).

Figura 41: Simulación primer ejercicio.

6.1.3 Interfaz grafica

Para hacer el ejercicio interactivo, se realiza el tablero de mando a través de un nuevo

diagrama o área de trabajo ver (Figuras 21,22 23 y 24) en donde se explica cómo adicionar

un nuevo diagrama.



En el nuevo diagrama de trabajo se realiza el tablero de mando se utiliza la librería HMI and

Control Panels, una interacción (human-machine interface) (Figura 42).

Figura 42: Librería HMI and Control Panels

6.1.4 Conexión entrada HMI

En la siguiente librería se extrae los elementos que se utilizaran en el tablero de mando. Se

ingresa al submódulo Control en Buttons: Momentary push, Buttons. Se lleva el elemento

al área de trabajo e inmediatamente se despliega una ventada para nombrar el botón y se edita

en Alias (Figura 43).



Figura 43: Ventana para nombrar un elemento

Después de nombrar el elemento, se da doble click en el botón y se despliega una

ventada emergente, en la parte izquierda superior de esta se encuentra Internal links

(Figura 44) se dirige a compatible components se selecciona el elemento a vincular

o entrada previamente guardada (Figura 45).



Figura 44: Vinculación botón Internal Links.

Figura 45: Ventana para nombrar un elemento



6.1.5 Conexión elementos de salida HMI

Los elementos de salida o señalización tienen el objetivo llamar la atención, sobre el correcto

funcionamiento o paros de emergencia anormales, que puedan presentar las máquinas.

Se ingresa al submódulo Control en la librería HMI en la sección de Signalling

Devices se especifica los elementos a utilizar.

Pilot Lights: Se puede seleccionar varios tipos de pilotos dando doble click sobre el elemento

y se traslada al área de trabajo (Figura 46).

Figura 46: Trasladar los pilotos

Con doble click sobre el elemento en este caso el piloto, se habilita la ventana de

propiedades del componente; en la pestaña superior Variable Assignment

seleccionar la variable previamente nombrada; en la columna Compatible

Simulation Variables. Posteriormente dar click en Create a Read or write

association on the Selected component variable para poder vincular el elemento

HMI con los elementos de control (Figura 47).



Figura 47: Asignación de variables para pilotos.

NOTA: Verificar que la vinculación está bien cuando aparece el nombre de la salida en azul

y subrayado sobre el piloto en el área de trabajo (Figura 48).

Figura 48: Verificación de Enlace.

6.1.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 de cada compuerta digital.

Se presentan las diferentes simulaciones a partir de cada compuerta lógica (figura 49, 50,

51 y 52).



Figura 49: Simulación compuerta OR.

Figura 50: Simulación compuerta NAND.



Figura 51: Simulación Compuerta NOR.

Figura 52: Simulación Compuerta XOR.



6.2 Ejercicio 2: sumador completo de 3 bits

El planteamiento de este ejercicio se realiza a partir de una suma aritmética, para este caso

se hace un sumador completo de tres bits (Figura 53), donde la entrada tiene en cuenta el

acarreo (Figura 54).

Figura 53: Simulación sumador completo Automation Studio E.6.

Figura 54: Diagrama sumador completo.




Para poder resolver el ejercicio del sumador completo de 3 bits, se identifican las entradas y

salidas del sumador como se describe en la tabla 2, para identificar el número de

combinaciones se utiliza la ecuación (1), donde n es el número de entradas del sistema.

En la tabla 12 se construye la tabla de verdad del sumador.

P Q C Sa Ac

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1

Tabla 11: Tabla de la verdad sumador completo.

Para el desarrollo de la tabla de verdad se debe tener en cuenta, que si hay solo

ceros la salida y el acarreo será solo 0.

Cuando exista un 1 y lo demás 0 en la entrada, la salida será 1 y acarreo 0.

Cuando hay más de 1 en una suma se plantea (Figura 55).

Figura 55: Visualización ejemplo sumador.



Para hallar las correspondientes funciones se puede utilizar Algebra de Boole o mapas de

Karnaugh, para este caso, se obtiene la función de cada salida a través de los mapas de

Karnaught (tabla 8).

Tabla 12: Mapa de Karnaugh para la salida.

Se extrae la función canónica de cada mapa de Karnaugh, la posición de los “1” es tomada

de la tabla 13, se extrae y su resultado final se presenta en la ecuación (2).

𝑆1 = �̅� �̅�𝑐 + �̅�𝑞𝑐̅ + 𝑝𝑞𝑐 + 𝑝�̅�𝑐 ̅

𝑆1 = �̅�(�̅�𝑐 + 𝑞𝑐̅) + 𝑝(𝑞𝑐 + �̅�𝑐̅)

𝑆1 = �̅�(𝑞⨁𝑐) + 𝑝(𝑞⨁𝑐̅̅ ̅̅ ̅̅ )

( 2)

Para la función canónica del acarreo se implementa el mapa de Karnaugh descrito en la Tabla

9.

Tabla 13: Mapa de Karnaugh para el acarreo.

Se obtiene la siguiente función que se extrae de la (tabla 14) se utiliza el álgebra de Boole

para reducir la expresión ecuación (3).

𝐴𝐶 = 𝑝𝑞 + 𝑐𝑞 + 𝑐𝑝

( 3)

PQ

C 00 01 11 10

0 0 1 0 1

1 1 0 1 0

PQ

C 00 01 11 10

0 00 0 1 0

1 0 1 1 1



6.2.2 Elementos para el diseño del Sumador

En esta sección se elaborará el paso a paso para la construcción del ejercicio en el software

Automation Studio E.6.

Se ingresa a la librería Digital Electronics, donde se encuentran las diferentes

submodulos de electrónica digital, se utiliza el módulo Logical Gates, aquí se

encuentran elementos con los que se realizó el ejercicio (Figura 56).

Figura 56: Elementos en el área de trabajo.

Para poder integrar al área de trabajo las compuertas digitales se ingresa Digital





Figura 57: Librerías Digital Electronics.

Se extrae los elementos a trabajar los cuales se ubican en los diagramas de trabajo (Tabla

15), estos se encuentran en los siguientes submódulos (Figura 58 y 59).


Líneas and connectios Positive power (fuente positiva), Ground

(Tierra).


Tabla 14: Submódulo Librería Digital Electronics.



Figura 58: Elementos Lineas and Connections.

Figura 59: Elementos submódulos.




submódulo switches y se busca el elemento indicado (Tabla 16), estos elementos se

utilizarán como interruptores (Figura 60).


Switches Normal Closed Push Button (Botón)

Tabla 15: Submódulo librería Electrical Control (JIC).

Figura 60: Electronical control con norma (JIC standard).

Se realiza la conexión de potencia como el ejercicio anterior.

Nuevamente ir a la librería Digital Electronics (Figura 38) se despliega varios submódulos

de los cuales se toma los siguientes elementos (Tabla 17).




Tabla 16: Submódulo librería Digital Electronics.



En los elementos de potencia es importante las fuentes de alimentación que se

encuentran en la librería Electrical Control (JIC Standard). (Figura 36) se despliega

varios submódulos de los cuales se toma (Tabla 18).


Power Sources Power supply 24 volts.

Common (0 Volts).



Para dar claridad con el ejercicio, se ilustra la conexión necesaria en el área de trabajo

después de llevar todos los elementos anteriormente mencionados (Figura 61).

Figura 61: Simulación segundo ejercicio.




Realizar el tablero de mando a través de un nuevo diagrama o área de trabajo como se indicó

en el anterior ejercicio. Ir a la ventada panel de visualización de proyectos (Project

Explorer), donde previamente se nombró el proyecto, sobre la carpeta hacer click derecho,

en las opciones se elige New y seleccionar Standard Program (Figura 62), se da la opción

None y enseguida aceptar (Figura 63).

Figura 62: Pasos para un nuevo diagrama.

Figura 63: Nuevo entorno.



En esta nueva área de trabajo se realiza el tablero de mando utilizar la librería HMI and

Control Panels (Figura 64).

Figura 64: Librería HMI and control panels.


En la siguiente librería se extraen los elementos que se utilizaran en el tablero de mando.

Se ingresa al submódulo Control en Buttons: Momentary push, Buttons, se lleva el

componente al área de trabajo nuevo e inmediatamente se despliega una ventada para

nombrar el botón y se edita en Alias (Figura 65).



Figura 65: Ventana emergente alias.


ventada emergente, en la parte izquierda superior de esta se encuentra Internal links

(Figura 66), se dirige a compatible components se selecciona el elemento a vincular

o entrada previamente guardada (Figura 67).



Figura 66: Propiedades del componentes.

Figura 67: Vinculación de pulsadores.




Los elementos de salida o señalización tienen el objetivo llamar la atención sobre el correcto

funcionamiento en este caso por medio de pilotos.

Se ingresa al submódulo Control en la librería HMI, sección de Signalling Devices

se especifica los componentes a utilizar.

Pilot Lights: Se puede seleccionar varios tipos de pilotos dando doble click sobre el

elemento, se traslada al área de trabajo (Figura 68).

Figura 68: Diferentes tipos de pilotos.

Con doble click sobre el elemento en este caso el piloto se habilita la ventana de

propiedades del componente, en la pestaña superior Variable Assignment

seleccionar la variable previamente nombrada en la columna Compatible Simulation



Variables. Posteriormente dar click en Create a Read or write association on the

Selected component variable para poder vincular el elemento HMI con los

componentes de control (Figura 69).






Figura 70: Verificación de enlace.

6.2.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 del sumador completo.

Se presentan la simulación del sumador en Automation Studio E.6. (Figura 71 y 72).



Figura 71: Simulación circuito digital sumador completo.

Figura 72: Simulación de sumador completo.



6.3 Ejercicio 3: circuito comparador

Realizar un circuito comparador que con 2 entradas binarias (A y B) de 2 bits, cada una con

tres salidas: igualdad (A=B), mayor que (A>B) y menor que (A<B) se evidencia que la salida

es correcta cuando una de las tres condiciones se cumple, para ello la salida será un uno

lógico (Figura 73).

Figura 73: Simulación digital comparador Automation Studio E.6.


Se debe identificar las entradas y salidas, el tamaño de la tabla de verdad depende de la

expresión utilizada en el ejercicio anterior ecuación (1).

En la tabla 19 se realiza la tabla de verdad para poder diseñar el comparador.



A B PQ=RS PQ>RS PQ<RS

P Q R S

0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 0 1

0 0 1 1 0 0 1

0 1 0 0 0 1 0

0 1 0 1 1 0 0

0 1 1 0 0 0 1

0 1 1 1 0 0 1

1 0 0 0 0 1 0

1 0 0 1 0 1 0

1 0 1 0 1 0 0

1 0 1 1 0 0 1

1 1 0 0 0 1 0

1 1 0 1 0 1 0

1 1 1 0 0 1 0

1 1 1 1 1 0 0

Tabla 18: Tabla de la verdad ejercicio número 3.

Utilizar Algebra de Boole para hallar sus correspondientes funciones, desarrolla la habilidad

de reducir estas expresiones, sin embargo, para cada salida se utiliza el concepto de mapas

de Karnaugh. El método que se utilizara es agrupación de “1” suma de min términos, como

se puede observar la tabla de verdad (tabla 19) tiene resaltado los unos lógicos de cada salida.

En la (Tabla 20) se realiza el primer mapa de Karnaugh para obtener su respectiva función.



PQ

RS 00 01 11 10

00 1 0 0 0

01 0 1 0 0

11 0 0 1 0

10 0 0 0 1

Tabla 19: Mapa de Karnaugh salida 1.

Se extrae la función canónica de cada mapa de Karnaugh, tener en cuenta que la posición de

los “1” se obtiene netamente de la (tabla 20) de verdad ecuaciones (4-5) el desarrollo

matemático es con mapas de Karnaugh no se reduce más la expresión.

ℱ1 = 𝑃𝑄 = 𝑅𝑆 ( 4)

ℱ1 = (�̅��̅��̅�𝑆̅) + (�̅�𝑄�̅�𝑆) + (𝑃𝑄𝑅𝑆) + (𝑃�̅�𝑅𝑆̅)

( 5)

Desarrollando la siguiente salida 2 y su respectivo mapa.

En la siguiente (tabla 21) se realiza el mapa de Karnaugh salida 2 tener en cuenta que se

capturan los “1” del sistema.

RS

PQ 00 01 11 10

00 0 0 0 0

01 1 0 0 0

11 1 1 0 1

10 1 1 0 0


Nuevamente se extrae la función Canónica ecuaciones (6) y (7) no se simplifica más debido

a que el método usado es mapas de Karnaugh.



ℱ2 = 𝒫𝒬 > 𝑅𝑆 ( 6)

ℱ2 = (�̅�𝑃) + (�̅�𝑆̅𝑄) + (𝑆̅𝑃𝑄)

( 7)

De la tabla 22 se extrae la función de la última salida con el mismo descrito en las ecuaciones

(8) y (9), el desarrollo es con mapas de Karnaugh.

RS

PQ 00 01 11 10

00 0 1 1 1

01 0 0 1 1

11 0 0 0 0

10 0 0 1 0


ℱ3 = 𝑃𝑄 < 𝑅𝑆 ( 8)

ℱ3 = (𝑅�̅�) + (�̅��̅�𝑆) + (𝑅𝑆�̅�) ( 9)

Con las funciones ya halladas se realizará la simulación en Automation Studio E6 para este

ejercicio se desarrolla con compuertas lógicas en norma americana (JIC) la forma de

comprobar el comparador será mediante un cuadro de mando que tendrá 4 pulsadores, cada

uno corresponde a las entradas y sus salidas serán 3 pilotos cada uno corresponde a las

funciones de salida.

6.3.2 Elementos para el diseño del comparador

En esta sección se elaborará el paso a paso del circuito lógico en el software Automation

Studio E.6 para el ejercicio del comparador.



Se ingresa a la librería Digital Electronics donde se encuentran diferentes módulos

de electrónica digital (Figura 38).

En estas librerías se utiliza módulo logical Gates (EU) (European Union) aquí se

encuentran la norma europea, con elementos con los que se realizó el ejercicio (Figura

74).

Figura 74: Submódulo lógica gates (EU).

Al momento de ingresar se extraen los elementos a trabajar, los cuales se ubican en

los diagramas de trabajo, estos se encuentran en los siguientes submódulos (Tabla

23), se especifica que elemento se extrae de cada uno (Figura 74).


Output Components Resistance (Resistencia)

Lines and connections Positeve power (fuente positiva)

Ground (Tierra).



Tabla 22: Submódulo librería logical gates (EU).

Electronical Control con norma (JIC standard): switches, Normal open Push

Button (Botón) visualizar (Figura 38).

Se integra al área de trabajo las compuertas digitales, se ingresa Digital Electronics

donde se encuentra el submódulo de Logical Gates (EU) se traslada las diferentes

compuertas a utilizar al área de conexiones (Figura 75).

Figura 75: Elementos en área de trabajo.

Se realiza la conexión de potencia, para este ejercicio se hace uso de las diferentes librerías

del software, además de integrar todo en una sola área de trabajo.

Nuevamente ir a la librería Digital Electronics (Figura 38) se despliega varios

submódulos de los cuales se toma los siguientes elementos (Tabla 24).






Tabla 23: Submódulo librería Digital Electronics.


submódulo (Tabla 25) y se buscan los elementos indicados (Figura 39).


Power Sources

Power supply 24 volts, common (0 Volts)

[fuentes de Alimentación]


Tabla 24: Submódulo librería Electronical Control (JIC.)

A continuación, se realiza la conexión de los elementos de potencia (Figura 76).

Figura 76: Conexión de potencia comparador.




A través de un nuevo diagrama o área de trabajo ir a la ventada panel de visualización de

proyectos (Project Explorer), donde previamente se nombró el proyecto, sobre la carpeta

hacer click derecho, en las opciones se elige New y seleccionar Standard Program (Figura

77) se selecciona la opción None y enseguida aceptar (Figura 78).

Figura 77: Nuevo Standard Diagram.




En esta nueva área de trabajo se realiza el tablero de mando se utiliza la librería HMI and

Control Panels (Figura 79).

Figura 79: Librería HMI and control panels.



ingresa al submódulo Control en Buttons: Momentary push, Buttons. Se lleva el

componente al área de trabajo nuevo, e inmediatamente se despliega una ventada para

nombrar el botón y se edita en Alias (Figura 80).



Figura 80: Ventana para nombrar un elemento.


ventada emergente donde en la parte izquierda superior se encuentra Internal links,

se dirige a compatible components se selecciona el elemento a vincular o entrada

previamente guardada (Figura 81).



Figura 82: Traslado de pilotos.






elementos de control (Figura 83).






Figura 84: Verificación de enlace.



6.3.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 del comparador

Se presentan la simulación completa del comparador (Figura 85 y 86).

Figura 85: Simulación tabla de control del comparador.



Figura 86: Simulación interactivo comprador Automation Studio E.6.

6.4 Ejercicio 4: decodificador

Mediante un decodificador 7 segmentos BCD, realizar un circuito que permita visualizar las

palabras PAR e IMPAR cuando las 4 entradas muestren el número par o impar, para ello se

diseña una tabla de la verdad que permita tomar los unos como numero par a la salida y ceros

como número impar. Este ejercicio tiene 4 entradas y una salida, como es un display 7

segmentos la tabla de verdad se dejará hasta el número 9 (Figura 87).

Figura 87: Simulación decodificador Automation Studio E.6.


Para poder resolver el ejercicio planteado se analizan entradas y salidas del sistema por medio

de la (Tabla 26) tabla de la verdad.



Numero A B C D Salida

0 0 0 0 0 1

1 0 0 0 1 0

2 0 0 1 0 1

3 0 0 1 1 0

4 0 1 0 0 1

5 0 1 0 1 0

6 0 1 1 0 1

7 0 1 1 1 0

8 1 0 0 0 1

9 1 0 0 1 0

Tabla 25 : Tabla de verdad ejercicio número 4.

Para hallar la función se toman los números “1” (min términos) que serán los números pares.

En la tabla de verdad se muestran subrayados los números pares y se realizará el mapa de

Karnaugh (Tabla 27). En la tabla 27 se realiza el Mapa de Karnaugh de la Salida.

CD

AB 00 01 11 10

00 1 0 0 1

01 1 0 0 1

11 0 0 0 0

10 1 0 0 0

Tabla 26: Mapa de Karnaugh salida.

A partir del mapa de Karnaugh (tabla 27) se obtiene las ecuaciones (10) y (11).

ℱ1 = 𝑝𝑎𝑟

( 10)



ℱ1 = (�̅��̅�) + (𝐶̅�̅��̅�) ( 11)

6.4.2 Elementos para el diseño del decodificador

En esta sección se elaborará el paso a paso en el software Automation Studio para el ejercicio

planteado del decodificador.

Como en los anteriores ejercicios para poder integrar al área de trabajo las compuertas

digitales se ingresa Digital Electronics donde se encuentra el submódulo de Logical

Gates se traslada las diferentes compuertas a utilizar al área de trabajo (Figura 88).

Figura 88: Módulos digital electronics con sus elementos.

Al momento de ingresar se extrae los elementos a trabajar, los cuales se ubican en el

diagrama de trabajo, estos se encuentran en los siguientes submódulos (Tabla 28) se

especifica que elemento se extrae de cada uno (Figura 89):




Líneas and connectios Positive power (fuente positiva), Graund

(Tierra).


Input Components: logical Switch

Tabla 27: Submódulo librería digital electronics.

Figura 89: Submódulos digital electronics

Debido que el codificador es un ejercicio digital en el software se simuló solo con librerías

digitales y se visualizó en un display 7 segmentos (Figura 90).

Este display se encuentra en la librería Digital Electronics en el submodulo

Output Components: 7- Segment Display



Figura 90: Display 7 segmentos digital.

El elemento se traslada al área de trabajo. Cuando se obtengan todos los componentes se

realiza su respectiva conexión (Figura 91).



6.4.3 Simulaciones en Automation Studio E.6 del decodificador.

Figura 91: Simulación completa decodificador.

6.5 Ejercicio 5: Flip-Flop

Este ejercicio se toma del trabajo de grado “material de apoyo basado en la equivalencia de

circuitos digitales, lógica de contactores y máquinas de estado finito” [6]. Se muestra el

resultado en el software Automation Studio E.6 (Figura 92).



Figura 92: Simulación ejercicio Flip-Flop.

Donde se plantea un diagrama tiempo-estado (Figura 93).

Figura 93: Diagrama tiempo estado.

En el diagrama de tiempo estado de la (Figura 93) inicia el proceso energizando

secuencialmente los pilotos y así mismo de forma manual las tres etapas. Además, se puede



interrumpir el proceso en cualquier instante con S4, debe cumplir con el ciclo de los

pulsadores restantes, ya que tan solo van a dar respuesta en el instante que les corresponda.

Ciclo de funcionamiento La lógica de contactos de este sistema se observa en la (Figura 94).

Figura 94: Diagrama de mando lógica de contactos.


Cuando se oprima S1 se energiza la bobina KM1, en el que habilita sus contactos para

que el pulsador S2 pueda dar paso a la secuencia; si la bobina KM1 no se ha

energizado, los demás pulsadores del sistema no pueden efectuar su funcionamiento.

En el instante de ser energizado KM1, habilita a que S2 pueda entrar en

funcionamiento, al cual energiza KM2.

Es así, que cuando la bobina KM2 se encuentra energizada, entra en funcionamiento

el pulsador S3 para energizar la bobina KM3.

Y para desenergizar el sistema en su totalidad se debe oprimir S4 o S0.



Se analiza el comportamiento o estructura que tiene cada salida, entiéndase como salida

(KM1, KM2, KM3) a través de la Figura 65. Es por esto por lo que la estructura de KM1 está

conformada por:

Dos de las entradas de la compuerta AND S0 y S4 normalmente cerradas (NC) lo que

indica que se deben negar y esto se logra a través de la compuerta NOT.

Y la tercera entrada se conforma por una OR de dos entradas S1 y un contacto de

KM1 normalmente abiertos NO, lo que simboliza que las entradas son directas.

Con el anterior análisis la función que da respuesta al comportamiento de la salida es

Ecuación (12).

𝐾𝑀1 = 𝑆̅0 ∗ 𝑆̅4 ∗ (𝑆1 + 𝐾𝑀1) ( 12)

Ahora para hallar el modelo del circuito lógico de la salida KM2, se procede hacer un análisis

similar a la anterior salida.

La conexión de KM2, se conforma por una serie que contiene cuatro elementos, es

decir, que el arreglo de elementos hace alusión a una compuerta AND de cuatro

entradas.



Así mismo, la segunda entrada de la AND está dada por una compuerta OR, en el que

las dos entradas son S2 y un contacto de KM2 normalmente abiertas NO, es decir,

entradas directas.

Y la última entrada, se encuentra un contacto de KM1 normalmente abierto NO, por

consiguiente, es una entrada directa.

La función que da respuesta al comportamiento de la salida KM2 es ecuación (13)

𝐾𝑀2 = 𝑆̅0 ∗ 𝑆̅4 ∗ (𝑆2 + 𝐾𝑀2) ∗ 𝐾𝑀1 ( 13)



Finalmente, la salida KM3 se estructura de la siguiente manera:

Se observa que el camino para la conexión de KM3, se conforma por una serie que

contiene cuatro elementos, es decir, que el arreglo de elementos hace alusión a una

compuerta AND de cuatro entradas.



Así mismo, la segunda entrada de la AND está dada por una compuerta OR, en el que

las dos entradas son S3 y un contacto de KM3 normalmente abiertas NO, es decir,

entradas directas.

Y la última entrada, se encuentra un contacto de KM2 normalmente abierto NO, por

consiguiente, es una entrada directa.

Por último, la función de la salida KM2 es ecuación (14).

𝐾𝑀2 = 𝑆̅0 ∗ 𝑆̅4 ∗ (𝑆3 + 𝐾𝑀3) ∗ 𝐾𝑀2 ( 14)

Dado el análisis de cada una de las salidas del sistema, sin necesidad de construir las

diferentes estructuras del diseño de máquina de estados, se logró extraer las funciones

canónicas del sistema, pero no hay que olvidar la esencia del Flip-Flop que da el debido

funcionamiento del proceso, es decir, que, para cada una de las salidas mencionadas

anteriormente, se debe hacer un tratamiento con ese dispositivo para lograr el

funcionamiento.

6.5.2 Elementos para el diseño ejercicio Flip-Flop


de Flip-Flop.

Ingresar a la librería Digital Electronics donde se encuentran diferentes módulos de

electrónica digital (Tabla 29).

Al momento de ingresar se saca los elementos a trabajar los cuales se colocan en los

diagramas de trabajo, estos se encuentran en los siguientes submódulos se especifica

que elemento se extrae de cada uno (Figura 38).




Líneas and connectios Positive power (fuente positiva)

Ground (Tierra).


Tabla 28: Submódulos librería digital electronics.

Electronical Control con norma (JIC standard): switches, Normally open Push Button

(Botón) (Figura 39).




Para poder extraer el flip-flop se ingresa al módulo de Flip- Flop y se selecciona el

elemento D Flip- Flop with clock. (Figura 95).



Figura 95: Modulo Flip-Flop tipo D.

Cuando se obtengan los elementos se realiza su respectiva conexión en el área de

trabajo.

Para realizar la sección interactiva, primero se debe realizar conexión de potencia (Figura

96), gracias al software se puede integrar todo en una sola área de trabajo.

Ingresar a la librería Digital Electronics se despliega varios submódulos de los cuales

se toma (Tabla 30):


Líneas and connectios Ground (Tierra).

Output Components: Relay (relé)

Tabla 29: Submódulos librería Digital Electronics.

Ingresar a la librería Electrical Control (JIC Standard) se despliega varios

submódulos de los cuales se toma (Tabla 31):




Power Sources

Power supply 24 volts

Common (0 Volts)

[Fuentes de Alimentación]

Output Components: Solenoid DC/AC


Cuando se trasladan al área de trabajo el elemento, es importante nombrar la salida antes de

enlazar los botones HMI (human-machine interface) (Figura 96).

Figura 96: Conexión potencia nombre de elementos.




A través de un nuevo diagrama o área de trabajo ir a la ventada panel de visualización de

proyectos (Project Explorer), donde previamente se nombró el proyecto, sobre la carpeta

hacer click derecho, en las opciones se elige New y seleccionar Standard Program (Figura

97), se selecciona la opción None y enseguida aceptar (Figura 98).

Figura 97: Seleccionar Standard Diagram.




En esta nueva área de trabajo se realiza el tablero de mando, se utiliza la librería HMI and

Control Panels, interacción (human-machine interface) (Figura 87).

Figura 99: Librería HMI and Control Panels.



ingresa al submódulo Control en Buttons: Momentary push, Buttons. Se lleva el elemento

al área de trabajo nuevo, e inmediatamente se despliega una ventada para nombrar el botón

y se edita en Alias (Figura 100).



Figura 100: Ventana para nombrar un elemento.


ventada emergente donde en la parte izquierda superior. Se encuentra Internal links,

se dirige a compatible components se selecciona el elemento a vincular o entrada

previamente guardada (Figura 101).



Figura 102: Traslado de pilotos.






elementos de control (Figura 103).






Figura 104: Verificación de enlace pilotos.



6.5.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 de Filp- Flop.

Se presentan la simulación completa ejercicio Flip-Flop. (Figura 105 y 106).

Figura 105: Simulación circuito digital Flip-Flop.

Figura 106: Simulación interactivo Flip-Flop Studio E.6



6.6 Ejercicio 6: máquina de estado mando por pulso inicial desde dos estaciones con

tiempo de cierre y apertura.

Este ejercicio igual que en el anterior fue tomado y planteado del trabajo de grado “material

de apoyo basado en la equivalencia de circuitos digitales, lógica de contactores y máquinas

de estado finito” [6]. Realizar en Automation Studio E.6 (Figura 107).

Figura 107: Simulación ejercicio máquina de estado.

En este ejercicio se plantea el diagrama tiempo estado (Figura 108)

Figura 108: Diagrama tiempo estado.




En la (Figura 108), se establece el comportamiento del circuito y se dice que es por impulso

inicial de dos estaciones, cuando se puede oprimir el pulsador S1 o S2, que son normalmente

abiertos (NO), únicamente hasta que se energice la bobina (acción que dura entre un rango

13-16 milisegundos). Una vez energizado esta, cuando se deja de oprimir cualquiera de los

dos pulsadores, la bobina se mantendrá energizada.

Se construye dicho sistema a partir de máquinas de estado, en el que se va a analizar cada

uno de sus comportamientos, como lo son las entras y salidas que se especifican en las Tablas

32 y 33.

Entradas

S Descripción

S0 S1 S2

0 0 0 KM1 Sin energizar

0 0 1 KM1 Energizado



1 0 0 Paro de emergencia activo




Tabla 31: Descripción funcionamiento de entradas.

Salidas

Q

Descripción KM1 KM1

0 0 Contactor desenergizado

0 1 No importa

1 0 Contactor energizado

1 1 Contactor y contactos Energizados

Tabla 32: Descripción funcionamiento de salidas.



A partir de las tablas 32 y 33 se diseña la máquina de estados que se especifica en la Figura

109.

Estado Actual Entradas Salidas

Q S D

𝑲𝑴𝟏 𝑲𝑴𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ S0 S1 S2 𝑲𝑴𝟏 𝑲𝑴𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 1 1 0

0 0 0 1 0 1 0

0 0 0 1 1 1 0

0 0 1 0 0 0 0

0 0 1 0 1 0 0

0 0 1 1 0 0 0

0 0 1 1 1 0 0

0 1 0 0 0 X X

0 1 0 0 1 X X

0 1 0 1 0 X X

0 1 0 1 1 X X

0 1 1 0 0 X X

0 1 1 0 1 X X

0 1 1 1 0 X X

0 1 1 1 1 X X

1 0 0 0 0 1 1

1 0 0 0 1 1 1

1 0 0 1 0 1 1

1 0 0 1 1 1 1

1 0 1 0 0 0 0

1 0 1 0 1 0 0

1 0 1 1 0 0 0

1 0 1 1 1 0 0

Tabla 33. Tabla extraída de la máquina de estados.



Estado Actual Entradas Salidas

Q S D

𝑲𝑴𝟏 𝑲𝑴𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ S0 S1 S2 𝑲𝑴𝟏 𝑲𝑴𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅

1 1 0 0 0 1 1

1 1 0 0 1 1 1

1 1 0 1 0 1 1

1 1 0 1 1 1 1

1 1 1 0 0 0 0

1 1 1 0 1 0 0

1 1 1 1 0 0 0

1 1 1 1 1 0 0

Tabla 34: Continuación tabla extraída de la máquina de estados.

A partir de la Figura 108, se obtiene la Tabla 34 y Tabla 35, representa los estados actuales

y los siguientes. Se construye sus respectivos Mapas de Karnaugh para deducir la función

canónica que representa el sistema.

La función canónica a través del Mapa de Karnaugh (Tabla 36), para la salida de KM1 se

describe en la Ecuación (15).

𝐾𝑀1 = 𝑆0̅̅ ̅ + (𝐾𝑀1 + 𝑆2 + 𝑆1) ( 15)

Por otra parte, analizando el comportamiento de la otra salida que hace referencia a 𝐾𝑀1̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ es

igual mediante el Mapa de Karnaugh de la Tabla 37 (Ecuación (16)).

𝐾𝑀1̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅ = 𝑆̅𝑜 ∗ 𝐾𝑀1 ( 16)



S0 0 1

𝑲𝑴𝟏 − 𝑲𝑴𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅

𝑺𝟏 − 𝑺𝟐 00 01 11 10 00 01 11 10

00 0 1 1 1 0 0 0 0

01 X X X X X X X X

11 1 1 1 1 0 0 0 0

10 1 1 1 1 0 0 0 0

Tabla 35: Mapa de Karnaugh para la salida KM1.

S0 0 1

𝑲𝑴𝟏 − 𝑲𝑴𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅

𝑺𝟏 − 𝑺𝟐 00 01 11 10 00 01 11 10

00 0 0 0 0 0 0 0 0

01 X X X X X X X X

11 1 1 1 1 0 0 0 0

10 1 1 1 1 0 0 0 0

Tabla 36: Mapa de Karnaugh para la salida 𝐾𝑀1̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅.



Figura 109: Máquina de estados.

Como se posee las funciones canónicas del sistema, la interpretación en un circuito lógico

está dado por la (Figura 110), en el que se representa a través de dos Flip-Flop, debido a que

se está tomando en cuenta el cierre y apertura del contactor auxiliar o retroalimentación

(𝐾𝑀1̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅).

6.6.2 Elementos para el diseño ejercicio máquina de estado: mando por pulso

inicial desde dos estaciones con tiempo de cierre y apertura


planteado.

Librería Digital Electronics al momento de ingresar se extraen los elementos a

trabajar, se arrastran a los diagramas de trabajo, estos se encuentran en los siguientes

submódulos se especifica que elemento se extrae de cada uno (Tabla 38).

001

010

011

000

100

101

110

111

100

101

110

111

100

101

110

111

000

001

010

011

000

001

010

011

10

11

00




Líneas and connectios Positive power (fuente positiva)

Ground (Tierra).


Tabla 37: Submódulo librería digital electronics.

Electronical Control con Norma (JIC standard): switches, Normally open Push

Button (Botón) (Figura 111).

Figura 110: Submódulo electronical control con norma (JIC standard).



diferentes compuertas a utilizar al área de trabajo. (Figura 112).



Figura 111: Submódulo extraer compuertas lógicas.

Para poder extraer el flip-flop se ingresa al módulo de Flip- Flops y se selecciona el

elemento D Flip- Flop with clock (Figura 113).

Cuando se obtengan los elementos se realiza su respectiva conexión en el área de

trabajo.



Figura 112: Submódulos Flip- Flop traslado área de trabajo.

Realizar conexión de potencia, gracias al software se puede integrar todo en una sola área de

trabajo. (Figura 114).

Ingresar a la librería Digital Electronics se despliega varios submódulos de los cuales

se toma.

Output Components: Relay (relé)

Lines and connections: Ground (tierra)

Ingresar a la librería Electrical Control (JIC Standard) se despliega varios

submódulos de los cuales se toma.

Power Sources: power supply 24 volts, common (0 Volts) [Fuentes de Alimentación]

Ouput Components: Solenoid DC/AC.

Cuando se traslada al área de trabajo el elemento, es importante nombrar la salida antes de

enlazar los botones HMI (Figura 114).



Figura 113: Conexión de potencia en el circuito digital.



Por consiguiente, se trabajará con la librería HMI and Control Panels para realizar

el esquema interactivo. Se selecciona los submódulos se especifica que elementos se

toman de cada módulo.

Buttons: Momentary push, Buttons (se despliega una ventada para nombrar el elemento)

(Figura 115).



Figura 114: Nombre de elementos HMI.


Después de nombrar el elemento, se da doble click en el componente se despliega una

ventana en la parte izquierda superior se encuentra Internal links se selecciona, se dirige a

compatible components se enlaza el elemento a vincular (Figura 116).

Se ingresa al submódulo en la misma librería en la sección de Signalling Devices se

especifica los elementos a utilizar.


elemento, se traslada al área de trabajo.



Figura 115: Asignación de variables pilotos.

Dar doble click en compatible simulation Variables, se despliega una ventana buscar las

salidas anteriormente nombradas, dar click en Create a Read or write association on the

Selected component variable para poder vincular el elemento HMI con los elementos de

control tomar el ejemplo (Figura 115).

Cuando se traslada al área de trabajo el elemento, es importante nombrar la salida antes de

enlazar los botones HMI.



Figura 116: Verificación de vinculación.



6.6.6 Simulaciones en Automation Studio E.6 Ejercicio máquina de estado: mando

por pulso inicial desde dos estaciones con tiempo de cierre y apertura.

A partir de los pasos descritos anteriormente se obtiene la siguiente simulación (Figura 117

y 118).

Figura 117: Simulación circuito digital máquina de estado.

Figura 118: Simulación interactiva ejercicio máquina de estado.



7 GUÍA AUTOMATISMO

7.1 Ejercicio 7: telerruptor

En la (Figura 119) se muestra el diagrama tiempo - estado para el ejercicio plantedo, el

objetivo es mediante un pulsador S1 activar la bobina KM1 que a su ves activa un piloto X1;

con ayuda de contactos auxuliares KA1. Oprimiendo nuevamente el pulsador S1 desactivar

la bobina, el ejercicio tiene un paro de emergencia S0 que desactiva el sistema en cualquier

instante de tiempo, esta aplicación se ve en la cotidianidad (conmutadores en instalaciones

residenciales).

Figura 119: Diagrama tiempo - estado telerruptor.

El resultado del ejercicio desarrollado en lógica de contactos se puede observar (Figura

120).



Figura 120: Simulación lógica de contactos telerruptor.

7.1.1 Solución de ejercicio 7

Para este ejercicio es necesario cumplir con el diagrama de tiempo – estado, debido a que

este tipo de ejercicios tienen múltiples soluciones, se desarrollar a criterio propio. A

continuación, se describe el paso a paso en Automation Studio E.6 para llegar al resultado

(Figura 120).

7.1.2 Elementos para el diseño del telerruptor

Para este ejercicio se utiliza la librería Electrical Control (IEC Standard) (Figura 121).



Figura 121: Librería electrical control (IEC standard).

Se ingresa al submódulos Power Sources y Contacts se aclara que elemento se extrae

(Tabla 39):


Power Sources Power Supply L1

Neutral

Contacts Normally Open Contact

Closed Contact

Output Components Coil( Bobina)

Indicador Light

Tabla 38: Submódulo librería electrical control (IEC).

Cuando se traslada al área de trabajo el Indicador Light se abre una ventana

emergente que permite nombrar el elemento (Figura 122).



Figura 122: Modificar nombre de elemento.

A continuación, se ingresa al submódulo Switches donde se extraen los siguientes

elementos (Normally Open Push- Button, Normally Closed Push-Button) (Figura

123).

Figura 123: Modificar nombre de pulsador.


Para realizar el cuadro de mando de forma interactiva se utiliza los elementos disponibles en

la librería HMI.

Se accede a la librería HMI, se encuentra el submódulo de Control (Figura 124).



Figura 124: Librería HMI.

Para las entradas (S1 y S0) en el submódulo de Control Buttons se extrae

(momentary Push-Buttons)

Nota: Al momento de extraer los elementos y llevarlos al área de trabajo se despliega una

pantalla emergente para nombrar el elemento, debido a que anteriormente se le asignó un

nombre a la entrada en el esquema de contactos se le otorga el mismo nombre; para este

ejercicio las entradas son (S1 y S0) después de nombrar el elemento se da click en cerrar.


Para poder enlazar el botón HMI, con la entrada S1 del esquema de lógica de contactos, se

selecciona el (momentary Push-Buttons) con doble click sobre el componente, se despliega

una ventana (Figura 125); en la parte derecha de la ventana se encuentra el vínculo “Internal

links” ingresar al mismo.



Figura 125: Internal links (vincular elementos).

Cuando se ingresa al vínculo Internal Links (Figura 126)

Figura 126: Enlazar componentes.



Se observa sobre parte superior de la ventana, la pestaña Component Link se da click

y se ingresa a una ventana nueva, se selecciona Compatible Components allí se elige

el elemento previamente nombrado, en este caso S1 que se va a enlazar con el

componente (momentary Push-Buttons).

Para el Paro de Emergencia seleccionar en el submódulo de Control (Emergency

Stop, Push-Pull) (Figura 124).

Nota: para este elemento si se debe asignar un nombre (Figura 127) se le asigna el nombre

para que la etiqueta aparezca sobre el pulsador, por temas de presentación es netamente

opcional.

Figura 127: Nombrar elemento paro de emergencia.

Para poder vincular el elemento con el esquema de lógica de contactos, se realiza el

procedimiento (figura 125 y 126).


Para los pilotos HMI, se debe seleccionar el submódulo de control (Figura 124), el cual se

encuentra la librería “Signalling Devices” y se extrae el elemento Pilot Lights, se traslada

al área de trabajo, con doble click sobre el elemento aparece la ventana de propiedades del

componente, en la parte derecha se visualiza la columna compatible Simulation Variables

seleccionar la variable previamente nombrada para este caso SALIDA (Figura 128).



Nota: no se nombra el elemento.

Figura 128: Asociación de variables.

Después en la misma ventada se debe realizar la asociación de variables en el vínculo

Create a read or write association on the selected component Variable dando

click en el comando (Figura 129).



Figura 129: Enlace de variables piloto.

7.1.6 Simulación en Automation Studio E.6

Para finalizar se realiza el cuadro de mando, recordar que se la simulación se ejecuta con el

comando Play ubicado en la parte superior del entorno (Figura 130).



Figura 130: Simulación cuadro de mando telerruptor.

7.2 Ejercicio 8: secuencia LIFO (Last In, First Out) manual

El objetivo de este ejercicio es que con el pulsador S1 inicie una secuencia por medio de

cinco pilotos, que se irán energizando de uno en uno con un determinado ∆t, solo se podrá

desenergizar con S2 siempre y cuando el piloto cinco este energizado; al momento de

accionar S2 se desenergiza los pilotos del ultimo al primero respetando su ∆t. Esto ocurre

porque es una secuencia LIFO primero en encender último en apagar. Como se observa

(Figura 131) el diagrama tiempo - estado correspondiente.

Figura 131: Secuencia LIFO.



Figura 132: Simulación lógica de contactos LIFO.

Figura 133: Resultado ejercicio secuencia LIFO.


Por medio de lógica de contactos se plantea una posible solución, teniendo en cuenta la

secuencia de tiempo- estado. Para este ejercicio es importante el funcionamiento de los

temporizadores al (Reposo- Trabajo).



Para energizar el sistema se oprime S1 el cual hace que se energice la bobina KM1 la cual

cuenta con un temporizador al trabajo, cuando cumpla su ∆t se habilita KM2; este proceso

se repite hasta que se energice la bobina KM5 y sus respectivos contactos.

Para desenergizar el sistema se oprime S2, quien energiza una bobina auxiliar KA1 esta ira

energizando los contactos asociados a los temporizadores al reposo. Además, de apagar los

pilotos en su respectivo orden.

Cuando se quiera desenergizar todo el sistema se oprime S0 el cual es el paro de emergencia

en este caso.

7.2.2 Elementos para el diseño de secuencia LIFO manual.

Para este ejercicio se utiliza la librería Electrical Control (IEC Standard) como se observa

(Figura 121).

Se ingresa al submódulo Power Sources se aclara que elemento se extrae (Power

Supply 24 Volts, Common (o volts)).

En el submódulo de Contacts (Normally Open Contact, Normally Closed Contact)

Ingresar al submódulo Output Components (Coil (Bobina), Coil with off Delay

(Temporizador al reposo), Coil with On Delay (Temporizador al trabajo)).

Cuando se traslada al área de trabajo los componentes de salida (Temporizadores y bobinas)

se abre una pantalla emergente que permite nombrar el elemento como se observa en la

(Figura 122).


elementos (Normally Open Push- Button, Normally Closed Push-Button) (Figura

121).

Es importante que para poder vincular los contactos con cada bobina correspondiente.

Al momento de trasladar los contactares abiertos o cerrados se despliega una ventana

emergente, en la columna derecha en Compatible simulation variables, se busca el

nombre de la bobina y se vincula con el comando Create a read or write association

on the selected component Variable dando click en el mismo (Figura 134).



Figura 134: Vinculación de contactos.

Nota: Verificar que la vinculación está bien cuando los elementos están subrayados en un

tomo azul (Figura 135).

Después de obtener los elementos necesarios, se realiza su respectiva conexión en el área de

trabajo como se observa en la simulación (Figura 135).



Figura 135: Simulación lógica de contactos secuencia LIFO.


Para realizar el cuadro de mando de forma interactiva con la librería HMI.

Acceder a la librería HMI allí se encuentra el submódulo de Control el cual se va a

utilizar (Figura 136).

Figura 136: Librería HMI

Para las entradas en el submódulo de control Buttons se extrae (momentary Push-

Buttons)


ventana emergente para nombrar el elemento, dado que anteriormente se le asignó un nombre

a la entrada, se omite esta ventana y se da click en cerrar.


Para poder enlazar el botón HMI, con la entrada S1, se selecciona el botón con doble

click se despliega una ventana (Figura 137); en donde se ingresa a Internal links.




En la misma ventana seleccionar Internal Links, En la parte superior en la pestaña

Component Link, se elige. Se ingresa a un nuevo formato y dar en compatible

Components y se elige el elemento previamente nombrado en este caso S1 referirse

(Figura 138).




Para el Paro de Emergencia seleccionar en el submódulo de Control (Emergency Stop,

Push-Pull).

Nota: para este elemento si se debe asignar un nombre como (Figura 139).




Para poder vincular el elemento con el esquema de lógica de contactos se realiza el mismo

procedimiento descrito en las ilustraciones 125 y 126.




Pilot Lights: Se puede seleccionar varios tipos de pilotos dando doble click en elemento, se

traslada al área de trabajo (Figura 140).

Figura 140: Pilotos ejercicio secuencia LIFO.

Realizar su respectiva vinculación como en los pilotos de los ejercicios anteriores.





Figura 141: Verificación de enlace pilotos.


Para finalizar se muestra el cuadro de control del sistema, recordar que se debe dar click en

Normal Simulation en la parte superior en el entorno para dar inicio a la simulación (Figura

145 Y 143).

Figura 142: Simulación lógica de contactos LIFO.



Figura 143: Simulación HMI secuencia LIFO.

7.3 Ejercicio 9: secuencia FIFO (first in, first out) manual con motores

Para este ejercicio se realizó una secuencia FIFO donde se tiene en cuenta que el primero

encender, primero en apagar (Figura 144). La cual se hará por accionamiento de tres salidas

que se representan por medio de tres motores. Como es manual no se cuenta con el uso de

temporizados.

Figura 144: Diagrama tiempo-estado FIFO.

Resultado de simulación Automation E.6 (Figura 145).



Figura 145: Simulación secuencia FIFO.


Por medio de lenguaje ladder se desarrolla este ejercicio, el cual se utiliza para programación

en PLC. Se debe tener en cuenta que es un equivalente a lógica de contactos.

Se debe oprimir el pulsador S1 el cual energiza una bobina KM1, por consiguiente, se oprime

S2 y se energiza KM2 siguiendo la secuencia se pulsa S3 y enciende KM3, como KM1 es el

primero en energizar así que es el primero en apagar. Asimismo, se realiza con las demás

bobinas. Teniendo en cuenta que es una secuencia forzada a medida que se pulse otros

pulsadores no se accionara ningún otro contacto lo que le corresponde (Figura 146).



Figura 146: Resultado programación ladder.

7.3.2 Elementos para el diseño de secuencia FIFO manual motores

Para poder realizar su simulación en Automation Studio E.6 ingresar a la librería Electrical

Control (IEC Standard)

En esta librería se ingresa al submódulo de PLC Cards se encuentran las entradas y

salidas para el PLC (Input PLC Card, Output PLC card) (Figura 147).



Figura 147: Tarjeta entrada y salidas PLC.

Se continua en la misma librería se ingresa a los submódulos (Tabla 40):


Power Sources Neutral

Power Supply 24 volts

Switches Normally Open Push-Button( esto depende

de las entradas para este caso seis)

Output Components Indicator Light

Tabla 39: Submódulo librería Electrical control (IEC).



Figura 148: Conexión entradas y salidas PLC.

Se accede a la librería Ladder (IEC Standard) dar click en el submódulo Rung se

extrae el área de programación en Ladder (Figura 149).

Figura 149: Área de programación en Ladder.



Se continua con la librería anterior y se ingresa al submódulo Contact se sustrae

(Normally Open Contact (NO), Normally Closed Contact (NC)) se traslada al área

de programación en Ladder.

Se ingresa al submódulo Coil (bobina) se sustrae el elemento (Coil (CO)) se

despliega una ventana emergente, sin embargo, se omite y no se debe nombrar (Figura

150).

Figura 150: Omitir ventada.

Para este ejercicio se implemente la función set-reset esta función se encuentra en el

mismo submódulo Coil (Memory Coil) de cada salida.

Nota: Para vincular la tarjeta de entrada con los contactos del área de trabajo de ladder, se da

doble click en el contacto, se despliega una ventada emergente en la columna derecha se

encuentran las entradas y salidas de cada tarjeta (Figura 151).



Figura 151: Vinculación tarjeta de entradas contactos ladder.

Nota: el enlace se realiza igual que los pilotos utilizados en los anteriores ejercicios, queda

bien cuando el nombre del elemento en la parte superior tiene un color azul.

Después de obtener todos los elementos necesarios para el ejercicio se realiza su

respectiva conexión (Figura 152).



Figura 152: Simulación Ladder tres motores con mando manual.

Para poder realizar la conexión de los motores se debe tener en cuenta que el software

Automation Studio E.6 se realiza de la siguiente forma.

Conexión de los motores:

Nuevamente se ingresa a la librería Electrical Control (IEC Stantard) se accede al

submódulo de Power Sources y se extrae (Power Supply L1, Power Supply L2,

Power Supply L3).

Se mantiene en esta librería se ingresa a la submódulo Output Components y se

elige el elemento (Tree- Phase motor) Se extraen tres motores. Al momento de

llevarlo al área de trabajo se despliega una ventana de modificación de Alias (Figura

153).



Figura 153: Ventana modificación variable.

Se accede al submódulo Contacts se elige el elemento (Normally Open Contact

para este ejercicio son tres para cada motor).

Nota: Para vincular los contactos del área de trabajo de ladder, se da doble click en el

contacto, se despliega una ventada emergente en la columna derecha se encuentran las

entradas y salidas de cada tarjeta (Figura 154).



Figura 154: Vinculación contacto con salidas.

Nota: En este paso se entiende que se puede realizar una vinculación de elemento, como en

los ejercicios anteriores.

Se realiza la conexión como se muestra (Figura 155).



Figura 155: Simulación conexión de motores.


Para realizar el cuadro de mando de forma interactiva con la librería HMI (human-machine

interface)


Se accede a la librería HMI allí se encuentra el submódulo de Control el cual se va

a utilizar (Figura 156).



Figura 156 : Librería HMI.

Para las entradas en el submódulo de control Buttons se extrae (momentary Push-

Buttons)


ventana emergente para nombrar el elemento (Figura 157).



Figura 157: Nombrar elemento.

Para poder enlazar el botón HMI, con las entradas, se selecciona el botón con doble click se

despliega una ventana (Figura 158); en donde se ingresa a Internal links.




En la misma ventana seleccionar Internal Links, en la parte superior en la pestaña

Component Link, se elige. Se ingresa a un nuevo formato y se selecciona en

compatible Components y se oprime el elemento nombrado (Figura 159).


Se observa el resultado final del tablero de mando (Figura 160).



Figura 160: Tablero de mando secuencia FIFO.


En esta simulación se observa que las salidas están vinculadas a los motores, el programa

quedo bien ejecutado si al momento de simular las líneas del motor cambian de color además

en este se observa el sentido en que está girando (Figura 161).

Figura 161: Simulación ejercicio secuencia FIFO en Automation Studio E.6



7.4 Ejercicio 10: inversor de giro

7.4.1 Inversor de giro cruce por cero

Para este ejercicio se tendrá en cuenta el diagrama tiempo-estado para invertir el giro de un

motor (Figura 162) para poder realizar la lógica de contactos.

Figura 162: Diagrama tiempo estado ejercicio inversor de giro.

Resultado Simualción Automation Studio E.6 (Figura 163).



Figura 163: Resultado simulación inversor de giro.

7.4.2 Solución ejercicio inversor de giro

Para poder realizar este ejercicio planteado en lenguaje ladder, con el pulsador S1 se energiza

KM1 (giro a la derecha) se deshabilita el primer giro pulsado S2. Después se pulsa S3 el cual

energiza KM2 (giro a la izquierda) se deshabilita igual con el pulsador S2; recordar que se

realiza paso por cero (Figura 164).



Figura 164: Secuencia inversor de giro cruce por cero.

7.4.3 Inversor de giro directo

En este ejercicio se encuentra otro tipo de inversor de giro en este caso directo, sin embargo,

su programación se realiza igual al inversor de giro cruce por cero. A continuación, se

observa el diagrama tiempo- estado (Figura 165).

Figura 165: Esquema tiempo- estado inversor de giro directo.

7.4.4 Solución de ejercicio inversor de giro directo

Mediante el lenguaje Ladder se realiza la lógica para el inversor de giro de un motor de

forma directa, se utilizan dos pulsadores S1- S2 los cuales al oprimir uno por uno se invierte

el sentido del giro como se observa (Figura 166).

Figura 166: Esquema inversor de giro directo.



7.4.5 Elementos para el diseño inversor de giro de un motor.

Para poder realizar la simulación en Automation Studio E.6 ingresar a la librería Electrical

Control (IEC Standard)

En esta librería se ingresa al submódulo de PLC Cards (Tabla 41) se encuentran las

entradas y salidas para el PLC (Input PLC Card, Output PLC card) (Figura 167).

Figura 167: Tarjeta entrada y salidas PLC.




Power Sources

Neutral

Power Supply 24 volts

Switches

Normally Open Push-Button( esto depende

de las entradas para este caso seis)

Output Components

Indicator Light (para este caso se toman

tres salidas) (Figura 168)

Tabla 40: Submódulo librería plc cards.

Figura 168: Conexión entradas y salidas PLC inversor de giro.

Se accede a la librería Ladder (IEC Standard) dar click en el submódulo Rung se

extrae el área de programación en Ladder (Figura 169).



Figura 169: Área de Programación en Ladder para inversor de giro.

Se continua con la librería anterior y se ingresa al submódulo Contact se sustrae

(Normally Open Contact (NO), Normally Closed Contact (NC)) se traslada al área

de programación en Ladder.

Se ingresa al submódulo Coil (bobina) se sustrae el elemento (Coil (CO)) se

despliega una ventana emergente, sin embargo, se omite y no se debe nombrar (Figura

170).



Figura 170: Omitir ventada de nombrar elemento.

Nota: Para vincular la tarjeta de entrada con los contactos del área de trabajo de ladder

(Figura 171), se da doble click en el contacto, se despliega una ventada emergente en la

columna derecha se encuentran las entradas y salidas de cada tarjeta.

Figura 171: Vinculación tarjeta de entradas contactos ladder.



Nota: Tener en cuenta que para este ejercicio se enlaza de la misma manera. El enlace queda

bien cuando el nombre del elemento en la parte superior queda en color azul.

Después de obtener todos los elementos necesarios para el ejercicio se realiza su

respectiva conexión (Figura 172).

Figura 172: Simulación Ladder tres motores con mando manual.

7.4.6 Conexión de motores

Nuevamente se ingresa a la librería Electral Control (IEC Stantard) se accede al

submódulo de Power Sources y se extrae (Power Supply L1, Power Supply L2,

Power Supply L3).

Se mantiene en esta librería se ingresa a la librería Output Components y se elige el

elemento (Tree- Phase motor) Se extraen tres motores. Al momento de llevarlo al

área de trabajo se despliega una ventana de modificación de Alias (Figura 173).



Figura 173: Ventana modificación variable.

Se accede al submódulo contacts se elige el elemento (Normally Open Contact para

este ejercicio son tres para cada motor)

Nota: Para vincular los contactos del área de trabajo de ladder, se da doble click en el

contacto, se despliega una ventada emergente en la columna derecha, se encuentran las

entradas y salidas de cada tarjeta (Figura 174).



Figura 174: Vinculación contacto con salidas.

Nota: El enlace queda bien cuando el nombre del elemento en la parte superior queda en

color azul.

Se realiza la conexión como se muestra (Figura 175).



Figura 175: Simulación conexión de inversor de giro.

Para realizar el cuadro de mando de forma interactiva con la librería HMI (human-machine

interface).


Primero se accede a la librería HMI allí se encuentra el submódulo de Control el cual

se va a utilizar (Figura 176).




Para las entradas en el submódulo de Control - Buttons se extrae (momentary Push-

Buttons).


pantalla emergente para nombrar el elemento (Figura 177).

Figura 177: Nombrar elemento.



Para poder enlazar el botón HMI, con las entradas, se selecciona el botón con doble click se

despliega una ventana (Figura 178); en donde se ingresa a Internal links.



Component Link, se selecciona. Se ingresa a un nuevo formato y se selecciona en

compatible Components y se elige el elemento previamente nombrado, (Figura

179).



Figura 179: Enlazar componentes

Se observa el resultado final del tablero de mando (Figura 180).

Figura 180: Tablero de ejercicio inversor giro.

7.4.8 Simulación en Automation Studio E.6 inversor de giro

Por medio de esta simulación se observa el funcionamiento de inversor de giro de un motor.

El tablero de mando activa el sentido de cada giro, si es por cruce por cero o inversor de giro

directo. Observar ilustración (Figura 181 y 182) de la simulación final del ejercicio.



Figura 181: Simulación tabla de mando inversor de giro.

Figura 182: Simulación inversor de giro Automation Studio E.6



8 ANEXO GUÍA PLANTAS

Ejercicio 11: aplicación constructor

Gracias a que Automation Studio tiene unas plantillas dadas por el fabricante en su página

web, se utiliza para este caso una planta que tiene un esquema hidráulico que cuenta con 4

sensores, 2 en cada una de las válvulas en la parte superior e inferior, estos sensores

inductivos detectan la salida y le entrada del cilindro, el objetivo es mover los cilindros que

están vinculados al esquema dinámico (Constructor), lo que ocasiona que se mueva la

ilustración. El desarrollo de esta planta se realizó con un diagrama de mando en lógica de

contactos, además, se agrega un módulo HMI interactivo (figura 183).

Figura 183: Aplicación constructor.



8.1.1 Solución de Ejercicio 11

Se copia y se pega la planta a trabajar en un nuevo proyecto tenga presente que debe copiar

el proyecto con su diagrama inicial, para este caso Schema1 (Figura 184).

Figura 184 : Diagramas.

Cuando ya se tenga el archivo copiado, o si prefiere trabajar sobre la planta que da el

fabricante cree un nuevo diagrama siguiendo los pasos vistos en la guía reconocimiento del

entorno. El desarrollo de la planta se hace de forma cíclica, con un pulsador (Star) se activa

la secuencia que solo se podrá detener con un pulsador (Stop), para ello se muestra el

diagrama de mando (Figura 185).



Figura 185: Esquema de mando constructor.

Todos los elementos del esquema (Figura 185) se extraen de la librería Electrical Control,

las conexiones y los enlaces de cada elemento se realizan como se explica en la guía

reconocimiento del entorno.

Para esta aplicación es importante conocer el nombre que el fabricante le da a las salidas que

se encuentran en el diagrama neumático, las salidas para esta planta las tiene las válvulas, los

sensores en cada cilindro cuando se reconocen las salidas se les puede cambiar el nombre

(Figura 186). Las flechas indican las válvulas con sus respectivos solenoides estas

electroválvulas permiten que se haga el control mediante lógica de contactos u otro lenguaje

de programación.



Figura 186: Identificar salidas.

8.1.2 Conexión de entradas HMI

Ingresar a la librería HMI submódulo de Control opción Buttons y trasladar al área de

trabajo un Momentary push- buttons (Figura 187).




Cuando se lleva el elemento al área de trabajo se abre una ventana emergente, que permite

vincular los elementos HMI con los elementos del diagrama de mando en donde se encuentra

Internal links (Figura 188).



Figura 188: Internal Links.


Component Link, se selecciona. Se ingresa a un nuevo formato y se elige en compatible

Components y se vincula el elemento previamente nombrado en este caso Star (Figura 189).



Figura 189: Enlazar elementos.


Push-Pull).

Nota: para este elemento si se debe asignar un nombre (Figura 190).

Figura 190: Nombrar elemento stop.

Para poder vincular el elemento con el esquema de lógica de contactos se realiza el mismo

procedimiento descrito en (Figura 188 y 189).



Nota: Para finalizar se muestra la planta utilizada, recordar que se debe dar click en Normal

Simulation en la parte superior en el entorno para dar inicio a la simulación como se observa

la simulación cuenta con una parte neumática se visualiza un flujo de aire (Figura 191).

Figura 191: Simulación constructor.

8.2 Ejercicio 12: banda transportadora

Puesto que Automation Studio E6 tiene unas plantillas dadas por el fabricante en su página

web, se utiliza para este caso la plantilla que cuenta con una banda transportadora, la cual se



mueve cuando se activan 2 sensores que se encuentran a los extremos de la banda; uno para

mover hacia la derecha y el otro para devolverla a su posición inicial, el movimiento se ve

más evidente debido a que traslada una caja que se encuentra sobre la banda. Como se

muestra en el diagrama de tiempo-estado (Figura 192) cuando se active la aplicación será

de manera cíclica. Se desarrolló la programación con un diagrama de mando en lógica de

contactos, además, se agrega un módulo HMI interactivo.

Figura 192 : Diagrama tiempo- estado banda transportadora.

Resultado de simulación Automation E.6 (Figura 193).

Figura 193: Resultado planta banda transportadora.




Se copia y se pega la planta a trabajar en un nuevo proyecto y se procede a programar la

planta teniendo en cuenta el diagrama tiempo estado planteado.

8.2.2 Elementos para el diseño de banda transportadora

Para este ejercicio se utiliza la librería Electrical Control (IEC Standard) como se observa

en (Figura 121).

Se ingresa al submódulo Power Sources se aclara que elemento se extrae (Power

Supply 24 Volts, Common (o volts)).

En el submódulo de Contacts (Normally Open Contact, Normally Closed Contact).

Ingresar al submódulo Output Components (Coil, Coil with off Delay, Coil with

On Delay).

Cuando se traslada al área de trabajo los componentes de salida (Temporizadores y bobinas)

se abre una ventana emergente que permite nombrar el elemento como se observa en la

(Figura 122).


elementos (Normally Open Push- Button, Normally Closed Push-Button) ver

ilustración (Figura 121).

Es importante que para poder vincular los contactos con cada bobina correspondiente.

Al momento de trasladar los contactores abiertos o cerrados se abre una ventana

emergente en la columna derecha en Compatible simulation variables, se busca el

nombre de la bobina y se vincula con el comando Create a read or write association

on the selected component Variable dando click en el mismo (Figura 194).



Figura 194: vinculación de contactos.

Nota: Verificar que la vinculación está bien cuando los elementos están subrayados en un

tomo azul (Figura 195).

Después de obtener los elementos necesarios, se realiza su respectiva conexión en el área de

trabajo como se observa en la simulación (Figura 195).



Figura 195: Simulación lógica de contactos banda transportadora.


Para realizar el cuadro de mando de forma interactiva con la librería HMI.

Primero se accede a la librería HMI allí se encuentra el submódulo de Control el cual

se va a utilizar, refiérase (Figura 196).



Figura 196: Librería HMI



Push-Pull).





Para poder enlazar la planta y la entrada del paro de emergencia de lógica de

contactos, con el botón HMI. Hacer doble click en el botón y se despliega una ventana


Figura 198: Vinculación botón de emergencia con planta.


Para finalizar se muestra la planta utilizada, recordar que se debe dar click en Normal

Simulation en la parte superior en el entorno para dar inicio a la simulación (Figura 199 y

200).



Figura 199: Simulación planta banda transportadora.

Figura 200: Simulación lógica de contactos planta banda transportadora.



8.3 Ejercicio 13: Tren de aterrizaje

Para este caso se usó la planta que posee un módulo en 3D que simula una llanta de un

avión en aterrizaje, por medio de un esquema hidráulico, se modificó la electroválvula

por una que tenga 2 solenoides debido a que la planta original que presenta el fabricante

no posee esa electroválvula, para realizar el control en lenguaje ladder se realizó la

modificación. El desarrollo de esta planta se programó en lenguaje ladder, tenga en cuenta

que tiene un esquema neumático al que se le debe vincular las salidas del circuito de

control. (Figura 201).

Figura 201: Resultado esquema accionamiento de aterrizaje de un avión.


Se copia y se pega la planta a trabajar en un nuevo proyecto tenga presente que debe copiar

el proyecto con su diagrama inicial, para este caso 3D_Diagrama1 (Figura 202).

Elemento

a cambiar



Figura 202: Nombre del esquema accionamiento de aterrizaje de un avión.

Cuando ya se tenga el archivo copiado en el área de trabajo, o si prefiere trabajar sobre la

planta que proporciona el fabricante, cree un nuevo diagrama siguiendo los pasos vistos en

la guía reconocimiento del entorno. El desarrollo de la planta se hace de forma cíclica, con

un pulsador (S1) se activa la secuencia que solo se podrá detener con un pulsador (Paro de

emergencia).

Todos los elementos con los que se desarrolla el ejercicio se extraen de la librería Electrical

Control, las conexiones y los enlaces de cada elemento se realizan como se explica en la

guía reconocimiento del entorno en donde se especifica la programación en ladder.

Para esta aplicación es importante conocer el nombre que el fabricante le da a las salidas

ubicadas en el diagrama neumático, las salidas para esta planta las tiene la electroválvula,

Las flechas indican las válvulas con sus respectivos solenoides estas electroválvulas permiten

que se haga el control mediante ladder u otro lenguaje de programación (Figura 202).

Realizar el cambio de la electroválvula que tiene el fabricante por el que se ajusta al ejercicio

planteado, se ingresa a la librería Pneumatic se elige la opción Directional Valves y se

extrae la electroválvula del submódulo de 5/3-Way Valves (Figura 203).



Figura 203: Librería electroválvula planta.


Para realizar el cuadro de mando de forma interactiva con la librería HMI. Se accede a la

librería HMI allí se encuentra el submódulo de Control el cual se va a utilizar, refiérase

(Figura 204).






Push-Pull).





Para poder enlazar la planta y la entrada del paro de emergencia de lógica de

contactos, con el botón HMI. Hacer doble click en el botón y se despliega una ventana


Figura 206: Vinculación botón de emergencia con planta.


Para finalizar se muestra la planta utilizada, recordar que se debe dar click en Normal

Simulation en la parte superior en el entorno para dar inicio a la simulación (Figura 207 y

208).



Figura 207: Simulación lenguaje ladder, neumática tren de aterrizaje.

Figura 208: Simulación en Autmation Studio E.6 planta tren de aterrizaje.



9 SIMULACIONES

En esta tabla 42 encontramos los resultados de cada uno de los casos de estudio obtenidos

en el software Automation Studio E.6.

Nombre de la Guía Nombre caso de

estudio para el

presente documento

Nombre caso de estudio asignado

en el programa Automation

Studio E.6

Guía circuitos

digitales

Ejercicio 1: compuertas

lógicas.

Ejercicio1(Compuertas_logicas)

Ejercicio 2: sumador

completo de 3 bits

Ejercicio2(Sumador_completo)

Ejercicio 3: circuito

comparador

Ejercicio3(circuito_comparador)

Ejercicio 4:

decodificador

Ejercicio4(Decodificador)

Ejercicio 5: Flip-Flop Ejercicio5(Flip_Flip)

Ejercicio 6: máquina de

estado mando por pulso

inicial desde dos

estaciones con tiempo

de cierre y apertura

Ejerccio6(Maquina_estado)

Guía Automatismos Ejercicio 7: Telerruptor Ejercio7(Telerruptor)

Ejercicio8: secuencia

LIFO manual

Ejercicio8(Secuencia_LIFO)

Ejercio 9: secuencia

FIFO manual con

motores

Ejercicio9(Secuencia_FIFO)

Ejercicio10: inversor de

giro

Ejercicio10(Inversor_giro)

Guía plantas Ejercicio 11: aplicación

constructor

Ejercicio11(Constructor)

Ejercicio 12: banda

transportadora

Ejerccicio12(Banda_transportadora)

Ejercicio 13: Tren de

aterrizaje

Ejerccio13(Tren_de_aterrizaje)

Tabla 41: Descripción de simulaciones



10 CONCLUSIÓN

Este trabajo promueve el uso de Automation Studio E.6, el alcance que tiene y sus posibles

aplicaciones. Se elaboran 3 guías académicas, en total se proponen 13 ejercicios, 6 para

circuitos digitales, 4 para automatismos y 3 plantas, cada caso de estudio es desarrollado

matemáticamente y validado en el simulador.

Automation Studio E.6 cuenta con un entorno amigable para el análisis de procesos

industriales, la herramienta tiene una interfaz gráfica donde se puede realizar prácticas

académicas similares a modelos industriales reales, tiene disponibles librerías de

neumática, hidráulica, electrotecnia, entre otras. Es un simulador con una alta capacidad

de desarrollo, permite realizar esquemas de control y potencia enlazados a través de una

interfaz gráfica.

A diferencia de los simuladores clásicos de electrónica digital, Automation Studio E.6 no

cuenta con una vinculación directa con los dispositivos de salida (pulsadores, indicadores

sonoros, indicadores auditivos, actuadores, entre otro), para poder enlazar un circuito

lógico con una interfaz gráfica se requiere implementar esquemas de potencia donde se

involucren dispositivos como: protecciones, contactores, temporizadores, motores, entre

otros, aunque inicialmente se puede considerar como una actividad tediosa, ya que se

requiere incorporar más elemento a la simulación, esta característica resulta ser una

herramienta fundamental en el proceso de aprendizaje, ya que permite al estudiante

identificar los esquemas de control basados en electrónica digital y su relación con los

circuitos de potencia.

Los simuladores que actualmente se utilizan para el análisis de esquemas de mando en

lógica de contactos en el área de automatismos como CADEsimu, FluidSIM aumentan su

margen de error en diagramas de conexión extensos. Automation Studio E.6, permite

realizar la vinculación de dispositivos de entrada y de salida de una forma práctica,

reduciendo la probabilidad de error.



11 TRABAJO FUTURO

Con el presente trabajo se promueve nuevos proyectos en pro de dar un uso eficiente al

simulador Automation Studio E.6, y de aprovechar las múltiples características del software,

con este proyecto se logra evidenciar algunos de los alcances de esta herramienta, y las

limitantes que se tienen debido a la versión con la que actualmente cuenta la universidad

Distrital Francisco José de Caldas. A continuación, se presenta una lista de trabajos futuros

a realizar con esta herramienta de simulación.

Para el desarrollo del presente proyecto, se analizaron circuitos de control, por las

características del simulador, es posible implementar circuitos de potencia; el trabajo

consiste en hacer uso de este módulo, para los cursos de Automatización es

fundamental el desarrollo de los esquemas de potencia, además, las últimas versiones

de Automation Studio cuentan con equipos de medición.

Las plantas implementadas en este proyecto se tomaron de la página del fabricante,

sin embargo, el simulador permite importar diseños CAD para nuevos modelos, el

trabajo consiste en proponer nuevas plantas relacionadas al área de tecnología e

Ingeniería Eléctrica.

Utilizar otras estructuras de programación para PLC, por ejemplo, Grafcet o Texto

estructurado (ST), actualmente, en las clases de automatización solo se utilizan

lenguaje LADDER,

Incorporación de Hardware mediante PLC y Arduino (actualmente en ingeniería se

está desarrollando un proyecto para realizar la vinculación de Automation Studio E.6

con un PLC).

En general, Automation Studio es un software industrial que cuenta con muchas

herramientas, el reto consiste en que los docentes de las áreas involucradas implementen el

software como estrategia de enseñanza, actualmente, son muy pocos los estudiantes que

conocen y manejan esta herramienta. A partir de estas guías académicas se promueve los

laboratorios digitales para las clases de circuitos digitales y automismos con el software

Automation Studio E.6 esto permite que se fortalezcan los métodos de enseñanza, para que

los estudiantes puedan afrontar retos en estas áreas, y ver que estas materias se complementan

una con otra.



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http://cecytej08elm.blogspot.com/2013/02/compuertas-logicas.html

http://cecytej08elm.blogspot.com/2013/02/compuertas-logicas.html

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