Desarrollo de guías de laboratorio para estudiantes utilizando maquetas neumáticas controladas con un PLC Siemens S7-1200

Abstract

El presente trabajo de título aborda la investigación, desarrollo y aplicación de sistemas de control automatizado mediante PLC, específicamente utilizando el modelo Siemens S7-1200, en conjunto con 3 maquetas electroneumáticas. Se comienza con una revisión conceptual de la automatización industrial, el funcionamiento de sistemas neumáticos y electroneumáticos, y la descripción detallada de los componentes que integran las maquetas didácticas N°1 (SMC PNEUMATE-200), N°2 (SMC MAP-201) y N°3 (SMC MAP-202), incluyendo sensores, actuadores y controladores. A partir de este concepto, se plantea como objetivo general la elaboración de guías de laboratorio orientadas a la enseñanza práctica de sistemas de control electroneumáticos. Estas guías consideran tanto la operación manual como automática, integrando sensores de proximidad inductivo, detectores magnéticos, presostatos electronicos y electroválvulas, todo conectado al PLC mediante la utilización de borneras dobles rotuladas para una identificación y cableado eficiente. En el desarrollo práctico se implementan 4 guías de laboratorio: la guía N°1 orientada a la introducción a los sistemas neumáticos, la guía N°2 orientada a los sistemas electroneumáticos, y las guías N°3 y N°4 para aplicaciones avanzadas que simulan procesos industriales reales: un alimentador de piezas con detección y expulsión de piezas defectuosas, y un manipulador de dos ejes con sistema de sujeción por vacío. Estas dos últimas son controladas mediante un PLC SIEMENS S7-1200, cuya programación se desarrolla en el software TIA Portal V18. Para ello, se utilizan instrucciones de control como temporizadores con retardo a la conexión (TON), manejo de señales digitales, condiciones lógicas, y accionamiento de actuadores mediante de salidas de tipo relé. Finalmente, se abordan las conexiones físicas y eléctricas entre el PLC y los distintos componentes de las maquetas, detallando el uso de salidas para cilindros de simple y doble efecto, la configuración de entradas digitales, y la correcta alimentación de las maquetas y componentes con fuentes de 220 [V] AC y 24 [V] DC. El resultado es un conjunto de experiencias prácticas que fortalecen el aprendizaje técnico de estudiantes en el ámbito del control industrial automatizado.