GRAFCET (II): Programación de un cruce regulado por semáforo

ET (II): Programación de un cruce regulado por semáforo © ADR
GRAFCET (II): Programación de un cruce regulado por semáforo © ADRINFOR S.L.
Indice
7. GRAFCET (II): Programación de un cruce regulado por semáforo.........................................................1
Introducción.............................................................................................................................................1
Datos de partida.......................................................................................................................................1
Denominaciones................................................................................................................................2
Tiempos establecidos........................................................................................................................3
Situación inicial.................................................................................................................................3
Desarrollo del GRAFCET del programa.................................................................................................4
Nivel 1...............................................................................................................................................4
Nivel 2...............................................................................................................................................5
Código de programa.................................................................................................................................7
Ejercicios............................................................................................................................................................17
Ejercicio 1..............................................................................................................................................17
Ejercicio 2..............................................................................................................................................17
Ejercicio 3..............................................................................................................................................17
Ejercicio 4..............................................................................................................................................17
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7. GRAFCET (II): Programación de un cruce
regulado por semáforo
Introducción
Después de haber visto en la lección anterior la técnica de programación secuencial GRAFCET, en esta
lección vamos a implementar un programa entero de una cierta complejidad, con las premisas de partida, y
desarrollo completo de todo el proceso y posterior traspaso a código de programa.
En concreto, vamos a realizar un programa de autómata que sirva para regular un cruce mediante semáforos,
dónde existen dos sentidos de circulación y un paso de peatones. Como sabéis, no puede caber la posibilidad
de errores en la secuencia de programa, es por eso que utilizaremos esta técnica para poder ejecutarlo sin que
puedan surgir problemas improvistos.
Datos de partida
Lo primero que tenemos que tener claro es la situación del entorno del cruce regulado por semáforos. Cuántos
semáforos de vehículos existen y cuántos de peatones, los tiempos que permanecerán encendidas cada una de
las lámparas de diferente color, qué pasa si existe un corte de suministro eléctrico, etc... Todos estos datos hay
que tenerlos en cuenta a la hora de plantear el GRAFCET del programa.
Por tanto, lo mejor que podemos hacer es representar nuestro cruce de forma gráfica, para obtener una visión
cómoda de la situación:
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Figura 1: Cruce de semáforos a implementar
Por tanto, tenemos todos los elementos que van a participar en nuestro cruce de semáforos, y hay que tener en
cuenta las situaciones posibles.
En nuestro caso se van a ver implicadas dos calles, una de las cuales tiene doble sentido de circulación, y la
otra un único sentido. También se puede observar cómo los peatones van a crucar por una sóla calle y desde
un sólo extremo del cruce. Con esta situación ya se puede realizar un planteamiento del GRAFCET a
implementar, aunque faltaría por determinar los tiempos que van a estar encendidas las diferentes lámparas de
distinto color. Vamos a realizar una tabla dónde quede reflejada esta información:
Denominaciones
SA1
Semáforo de
automóviles 1
SA2
Semáforo de
automóviles 2
SA3
2
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Semáforo de
automóviles 3
SP1
Semáforo de
peatones 1
SP2
Semáforo de
peatones 2
Tiempos establecidos
SA1 y SA2 Rojo
50
segundos
SA1 y SA2 Ámbar 1 segundo
SA1 y SA2 Verde
75
segundos
SA3 Rojo
75
segundos
SA3 Ámbar
1 segundo
SA3 Verde
50
segundos
SP1 y SP2 Rojo
75
segundos
SP1 SP Verde
50
segundos
Situación inicial
Se debe establecer una situación inicial del estado de los semáforos, esto es, la primera vez que se conectan a
la red eléctrica, o bien, al retorno de un corte de suministro eléctrico. Vamos a establecer que la situación
inicial es habilitar todos los semáforos de automóviles en ámbar intermitente, y los semáforos de peatones en
rojo. Por tanto, este sería nuestro estado 0 del programa:
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Desarrollo del GRAFCET del programa
Nivel 1
Una vez ya tenemos la situación inicial, vamos a implementar el GRAFCET de nivel 1. Si vamos a trabajar
con SET y RESET, en los estados se representan sólo los cambios de las salidas o temporizadores afectados.
Por contra, si no activamos las salidas con SET y RESET, deberíamos representar en cada estado las salidas
activas en él. En este ejemplo, vamos a usar las dos formas:
Figura 2: GRAFCET de nivel 1
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Como se puede observar en la figura 2, existen unos tiempos de seguridad después de la puesta en rojo de un
semáforo de vehículos y la puesta en verde del otro semáforo de vehículos. Este tiempo irá en función de la
distancia real que exista entre el semáforo y el cruce, para permitir que los vehículos puedan traspasar sin
problemas, y aunque en este ejemplo lo hemos establecido en 2 segundos, lo normal es que sea a partir de 5
segundos, así también "pescamos" a los que se saltan en ámbar el semáforo.
El siguiente paso es realizar el diagrama GRAFCET de nivel 2.
Nivel 2
Tal como hicimos en la lección anterior, vamos a desarrollar el GRAFCET de nivel 2, a partir del que
tenemos en el nivel 1. Para ello, tenemos en cuenta las siguientes salidas:
SP2
10.11
Rojo
SP2
10.12
10.10
Verde
SA1 Rojo 10.00 SA2 Rojo 10.03 SA3 Rojo 10.06 SP1 Rojo 10.09
SP1
SA3
SA2
SA1
10.07
10.04
10.01
Verde
Ámbar
Ámbar
Ámbar
SA1 Verde 10.02 SA2 Verde 10.05 SA3 Verde 10.08
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Figura 3: GRAFCET de nivel 2
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Como se puede apreciar, hemos utilizado un reloj de 1 segundo que ya está programado en el autómata. Se
trata del área de memoria SR255.02, el cual permanece 0,5s. en ON, y 0.5s en OFF de manera periódica. De
esta forma, las salidas realizan la intermitencia que necesitamos.
Código de programa
Ya sólo falta traspasar toda esta información del GRAFCET de nivel 2, al código de programa, el que
realmente entenderá el autómata. Para que sea más entendible, vamos a programar tanto la parte lógica como
la parte de salidas físicas al mismo tiempo.
¡Importante! El relé de primer scan 253.15 para los modelos CPM y CQM se ha de substituir por
P_First_Cycle en el model CJ1M, si se va a probar el programa en el simulador CX Simulator. De igual
manera, el relé de reloj 1s, 255.02, ha de substituirse por P_1s
Funcionamiento del programa
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Código nemónico
LD P_First_Cycle
SET 200.00
LD 200.00
AND T0000
SET 200.01
RSET 200.00
LD 200.01
AND T0001
SET 200.02
RSET 200.01
LD 200.02
AND T0002
SET 200.03
RSET 200.02
LD 200.03
AND T0003
SET 200.04
RSET 200.03
LD 200.04
AND T0004
SET 200.05
RSET 200.04
LD 200.05
AND T0005
SET 200.06
RSET 200.05
LD 200.06
AND T0006
SET 200.01
RSET 200.06
LD 200.00
OUT TR0
AND P_1s
OUT 10.01
OUT 10.04
OUT 10.07
LD TR0
TIM 0000 #0600
LD 200.01
RSET 10.00
RSET 10.03
SET 10.02
SET 10.05
SET 10.06
SET 10.09
SET 10.11
TIM 0001 #0750
LD 200.02
RSET 10.02
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RSET 10.05
SET 10.01
SET 10.04
TIM 0002 #0010
LD 200.03
RSET 10.01
RSET 10.04
SET 10.00
SET 10.03
TIM 0003 #0020
LD 200.04
RSET 10.06
RSET 10.09
RSET 10.11
SET 10.08
OUT 10.10
OUT 10.12
TIM 0004 #0500
LD 200.05
OUT TR0
RSET 10.08
SET 10.07
AND P_1s
OUT 10.10
OUT 10.12
LD TR0
TIM 0005 #0010
LD 200.06
RSET 10.07
SET 10.06
SET 10.09
SET 10.11
TIM 0006 #0020
Resumen del programa del cruce por semáforos
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Ejercicios
Para pasar de lección es necesario que mandes al tutor los
ejercicios 1 y 2 resueltos.
Ejercicio 1.
Implementar todo el código de programa del cruce regulado por semáforo, y observar su comportamiento.
Ejercicio 2
Modificar tanto el diagrama GRACET, como el código de programa, para que cuando inmediatamente
después de un corte de suministro eléctrico en el cruce de semáforo, los semáforos de peatones estén en rojo.
Ejercicio 3
Incorporar un pulsador para los peatones que cuando éste sea pulsado en cualquier momento, ponga a verde el
semáforo de los peatones y a rojo los semáforos de automóviles SA1 y SA2.
Indicaciones para realizar este ejercicio:
• Tener en cuenta que esté en el estado que esté el proceso, al pulsar el peatón debe "forzar" el
semáforo verde de peatones y los rojos de automóviles SA1 y SA2, por tanto hay que ir a un estado
concreto del diagrama GRAFCET.
• A parte del cierre de ciclo del programa general, pueden existir ciclos internos que retornan a estados
intermedios del diagrama.
• El pulsador será la entrada 0.05 del autómata.
¡Atención! Este ejercicio no es obligatorio, aunque se recomienda realizarlo.
Ejercicio 4
Qué se debería añadir para que el semáforo de peatones no se ponga en verde inmediatamente, sino que lo
haga pasados 20 segundos. De esta forma se evitarían las típicas bromas de niños que harían que siempre
estuviera el semáforo de automóviles en rojo.
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¡Atención! Este ejercicio no es obligatorio, aunque se recomienda realizarlo.
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