Simulador para aprender a manejar un vehículo con el PLC

Resumen

El proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! 230B11 siemens, nuestro tema en fin presenta como propuesta, servir a las personas interesadas al aprendizaje de la correcta forma de conducir un vehículo, para cuidar su vida tanto de los demás y su bolsillo. Además presentamos detalladamente un medio de solución de los accidentes de transito y al deterioro de la máquina del motor, ya que existe diversos factores, como la falta de experiencia y la velocidad inadecuada al conducir un vehículo, estos son algunos de los errores mas comunes que se da para ocasionar los problemas ya mencionados. Con respecto a la seguridad de la forma de manejo en la vida real, este simulador está basado principalmente desde el encendido del vehículo, la maniobra de los cambios, acelerar y desacelerar de acuerdo a qué velocidad se está circulando y con el apagado del vehículo según la realización de este proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! 230B11 siemens), al momento de manipular o conducir un vehículo, vinculara, la forma correcta en la que un conductor deberá conducir un vehículo, sirviendo este simulador como un tutorial y un medio de consulta para el aprendizaje de las personas que estén dispuestas a conducir de mejor manera evitando accidentes de transito y deterioro de su vehículo por la falta de experiencia.

PALABRAS CLAVES:

Control, manejo, conducción, programa, LOGO! , vehículo, simulación, seguridad, software.

Introducción

El PLC LOGO! es de aplicación universal, por su alto grado de rentabilidad en cualquiera que sea su aplicación Industrial como por ejemplos en invernaderos, o jardines, en el caso de nuestro tema nos ayudara a el control o gobierno de una maquina robusta, pues en si, nunca se ha empleado el equipo PLC "Controlador Lógico Programable" para un proyecto que consiste en el diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! ! 230B11 siemens), el costo de la aplicación es mucho mas económicos con el uso del PLC, además que se puede contar con sus entradas y salidas digitales y analógicas las cuales nos permiten realizar el diseño, en el cual necesitamos 11 entradas y 8 salidas además de esto también se contara con señales de indicación que permitirá al usuario familiarizarse con el uso del simulador.

Con el desarrollo de nuestro simulador tenemos como visión familiarizarnos con el manejo de un vehículo, debido a que cuando estamos conduciendo por las calles por primera vez muchos de nosotros no entendemos cuando debemos realizar los cambios y esto a la larga resulta un daño al vehículo, es por esta razón que se desarrollo este tema de proyecto, para que los futuros conductores este preparados y manejen el vehículo de una manera correcta y de esta manera poder evitar futuros daños y deterioros en lo vehículos. El simulador contara con el velocímetro, tacómetro, palancas de cambios, pedales "embrague, freno, aceleración", señales de notificación todo esto controlado por el LOGO! 230 RC B11 además también se empleara un TD correspondiente para emitir las señales de salida que permitirán que el usuario realice las maniobras.

CAPÍTULO I:

Fundamentación teórica

• INTRODUCCION.-

En la actualidad, la tecnología aplicada en la industria y empresas es el empleo del PLC "controlador Lógico Programable" ya que es un equipo rentable y eficiente, además los circuitos pueden ser diseñados y simulados en el software disponible, por esta razón es importante tener un conocimiento previo de la funciones y elementos con los que cuenta el PLC, además se tuvo que tener en cuenta el modelo de Autómata Programable correcto para que nuestra aplicación funcione correctamente a la hora de la ejecución.

• QUÉ ES LOGO! .-

Es el módulo lógico del Siemens, donde se resuelven tareas de instalación, también utilizadas para controles en invernaderos o jardines, para el procesamiento de señales en controles, mediante la conexión de un módulo de comunicaciones, que lleva integrado los siguientes componentes:[5]

• Control

• Unidad de mando

• Fuente de alimentación

• Interfaz para módulos de ampliación

• Interfaz para módulo de programación (Card) y cable para PC

• Funciones básicas habituales reprogramadas

• Temporizador

• Módulos digitales y analógicas

• Entradas y salidas en función del modelo.

• MODELO EXISTEN DE LOGO!.-

El Autómata Programable LOGO! 230RCB11 tiene dos clases de tensión: tensión a 12/24/48Vcc (corriente continua), tensión a 48/110/220 Vca (corriente alterna), que dispone de una interfaz de funciones básicas y para la elaboración de su programa. Como se muestra en la Figura 1-1, modelo a usar para el proyecto.

Figura1-1 Estructura de LOGO! "Modelo 230RCB11"

Capacidad del PLC "LOGO! 230B11"

• Entradas: L1, L2, L3 (115 / 230 V AC), 50 / 60Hz

• Entrada I1…I12

• Salidas Q1…Q8 [2]

• DISPOSITIVOS DE ENTRADAS Y SALIDAS.-

Las entradas se designan con la letra I y un número decimal. Si se observa en la figura 1-1, en la parte frontal de Autómata Programable LOGO! 230RCB11 se verá en la parte superior los bornes de las entradas.[1][2][3]

Las salidas se designan con la letra Q y un número decimal. Los bornes de las salidas se hallan en la parte inferior mostrada en la Figura 1-1.[1][2][3]

• CONDICIONES AMBIENTALES PARA EL PLC.-

Las condiciones van a depender de la ubicación de PLC, y el medio que le rodea, así se podrá garantizar el 100% del aparato en óptimas condiciones. Como se observa en la Figura 1-2, la seguridad garantizar un tiempo de vida útil, en cada banco sin molestia alguna.[2]

Figura 1-2 Condiciones para el laboratorio

• SOFTWARE Y PERIFÉRICOS.-

• SOFTWARE.-

El usuario tendrá una referencia clara del tipo de instrucciones que son necesarias para programar las secuencias lógicas definidas, también de aquellas funciones especiales, de cálculos, datos, comunicaciones, regulación.

El programa LOGO! está disponible como paquete de programación para el computador. Con el software dispondrá, entre otras, de las siguientes funciones:[1]

• Creación gráfica de su programa offline como diagrama de escalones (esquema de contacto / esquema de corriente) o como diagrama de bloque de funciones (esquema de funciones)

• Simulación del programa en el ordenador.

• Generación e impresión de un esquema general del programa.

• Almacenamiento de datos del programa en el disco duro o en otro soporte

• Comparación de programas.

• Parametrización cómoda de los bloques.

• Transferencia del programa (desde LOGO! 230B11 al PC) y (del PC a LOGO! 230B11)

• Lectura del contador de horas de funcionamiento

• Ajuste de la hora

• Ajuste del horario de verano e invierno.

La cantidad de señales de Entradas y Salidas, digitales o analógicas, deben ser capaces de leer o mandar en la primera orden que efectué el usuario, por un conjunto de instrucciones facilitando la Red de Comunicación y por lo tanto reducirá el tiempo empleado, y el tiempo de respuesta. Como se muestra en la figura 1-3.[1]

Figura 1-3 Software y periféricos

• REQUISITOS DEL SISTEMA EN LA INSTALACIÓN

Para la instalar del software de programación en una computadora, es necesario cumplir con los siguientes requisitos mínimos. Como se muestra en la Tabla 1-1.[1][2][5]

Tabla1-1 Requisitos del sistema en la instalación.

• ACCIONADORES O ENTRADAS.-

Las entradas digitales se identifican mediante una "I" el modulo a utilizar tiene un numero de entradas digitales (I1,…I12), corresponden a los números de los bornes de entrada del LOGO! implementado, dependiendo de la programación, también pueden utilizarse como entradas analógicas (AI1 y AI2). Al conectar este módulo analógico, la numeración de las entradas se realiza de acuerdo con las entradas analógicas ya disponibles.[1][2][5]

• CAPTADORES O SALIDAS.-

Las salidas digitales se identifican con una "Q" el modulo a utilizar tiene un número de salidas (Q1,… Q8,) corresponden a los números de los bornes de entrada del LOGO!. También existe la posibilidad de utilizar 16 salidas no conectadas. Estas salidas se identifican con una x y no pueden volver a utilizarse en un programa. El uso de una salida no conectada es útil en la función especial "Textos de aviso".

Las salidas analógicas se identifican con AQ. Existen dos salidas analógicas disponibles, AQ1 y AQ2. En una salida analógica sólo puede conectar un valor analógico, es decir una función con una salida analógica o una marca analógica AM.[1][2][5]

• FUNCIONES BASICAS.-

Las funciones básicas son elementos lógicos del álgebra de Booleano. Las funciones básicas se pueden negar de forma individual; es decir que si en la entrada en cuestión hay un "1", el programa utiliza un "0". Si hay un "0", se utiliza un "1". Al introducir un programa encontrará los bloques de funciones, como se muestra en la Tabla 1-2.[1][2][5]

Tabla1-2. Listas de funciones básicas [6]

• FUNCIONES ESPECIALES.-

Las funciones especiales constan de elementos solo para la industria ya que son muy sofisticados y caros para el uso en instalaciones civiles, donde que esta nos indica la facilidad de manejar no directamente con la carga. Pueden manejar sin como se muestra en la Tabla 1-3.

Tabla 1-3. Lista de Funciones especiales utilizadas [6]

• EQUIPO DE PROGRAMACIÓN.-

Es un sistema electrónico programable de seguridad y compacto, cumple con los requisitos de un sistema de control con un nivel de seguridad que no carece de ninguna de sus partes. El PLC está diseñado para esquemas secuenciales que requieren de seguridad funcional y pueden ser mantenidas con un número fijo de puntos de entradas/salidas que permita su utilización aún en condiciones de espacio muy reducido.[3][1][7]

• FACTORES CUANTITATIVOS.-

Con respecto a la capacidad del equipo para soportar todas aquellas especificaciones para el sistema de control y se pueden agrupar en las siguientes categorías:

• Entradas/Salidas (E/S): Cantidad, tipo, prestaciones, ubicación, etc.

• Tipo de control: Control de una o varias máquinas, proceso, etc.

• Memoria: Cantidad, tecnología, expandibilidad, etc.[1][3][7]

• ENTRADAS/SALIDAS (E/S).-

La cantidad de señales de Entradas y de Salidas, tanto digitales como analógicas debe ser capaz de tratar el equipo en el primer trabajo a realizar la implementación del sistema de control, cuyo estado hay que leer o gobernar.

Una vez obtenidas estas cantidades es muy recomendable reservar un espacio para futuras ampliaciones (entre un 10 a 20 %). Para las salidas es preferible incorpora una protección de sobrecarga, que en caso de ser un fusible, es mejor que sea de acceso frontal (evitará dejar fuera de servicio todas las salidas del módulo al retirarlo para cambiar el fusible).[1]

• TIPO DE CONTROL.-

La opción de control requiere considerarse a la máquina o grupos de máquinas por un algoritmo de control. Debido a que las operaciones que tienen lugar en cada área, hay que tener en cuenta que es necesario interconectar los autómatas entre si o a través de una red de comunicaciones en área local para intercambio de datos de (entrada y salida), por tanto el autómata debe permitir las comunicaciones.[2]

• MEMORIA.-

En general las unidades centrales incorporan una cantidad de memoria acorde a su capacidad de control y la potencia del conjunto de instrucciones con las que opera, un mismo equipo suele presentarse distintas opciones de cantidad de memoria. Para la ampliación se hará sobre el propio procesador mediante circuitos integrados o en el módulo de memoria. En caso de expansión futura de la memoria debe encontrarse la sustitución para toda la unidad central, aunque existen ciertas formulas de aproximación, como multiplicar el número total de E/S (entradas y salidas), discretas por un factor (entre 5 y 10 dependiendo del equipo empleado). El valor obtenido debe ser incrementado considerablemente en el programa de cálculos de cierta complejidad, con variables numéricas y datos.

La tecnología de la memoria dependerá de la aplicación concreta, para ciertas aplicaciones es necesario introducir cambios en la secuencia de control con cierta frecuencia, esto solo es posible cuando se está trabajando con una memoria del tipo RAM. En cambio con memoria permanente o ROM, se proporcionan un medio muy fiable de almacenamiento del programa. En algunos equipos se ofrece la posibilidad de disponer de ambos tipos de memoria, permanente y volátil, en una misma unidad, de forma que el usuario tenga la posibilidad de modificar con facilidad algunas secuencias.[3]

• SISTEMAS DE CONTROL DE SEGURIDAD PLC.-

Cuando se detecta un error, se aplica una señal "0", y opcionalmente se genera un mensaje de error detallado, si el módulo presenta fallos menores. El modulo salida tiene dos tipos de operación: modo contador y modo decodificador, este módulo tiene contadores de 24bits con dos salidas cada uno. Los contadores pueden operar en ambas direcciones para configurar el voltaje de entrada, el cual puede ser 5V o en un rango de 10 a 26.4 V; en caso de error del módulo, las salidas cambian al estado desactivado.[1][2][3]

CAPÍTULO II:

Diagnóstico

INTRODUCCIÓN.-

Los factores que provocan los accidentes de tránsito, son usualmente la falta de experiencia y la velocidad inadecuada al conducir un vehículo, este proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! ! 230B11 siemens), pretenderá asemejarse a un vehículo real y el conductor sienta que esta manejando un vehículo, de cierta forma se podrá dar beneficios a las conductores principiantes como a los conductores profesionales, ya que este simulador realizará un tutorial de aprendizaje que vincule las acciones ideales de manejo de vehículo.

• PROBLEMAS A SOLUCIONAR CON LA IMPLEMENTACIÓN DEL PROYECTO.-

Debido a la existencia de muchos accidentes y del mal uso del vehículo por parte de los conductores se decidió implementar un simulador para el control mecánico del vehículo de esta manera pronosticar la disminución de:

• Los accidentes automovilísticos

• Y daño de la maquina

Nuestro proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! ! 230B11 siemens), beneficiara de cierta manera y tendremos como visión un resultado como:

Problemas suscitados

• Accidentes de tránsitos.

• Mal manejo del vehículo.

• Deterioro de la maquina del motor

• Los tipos de reacción del frenado a que velocidad de esta circulando

• Poner el cambio de velocidad requerida por el vehículo "mas eficiente"

• FACTORES QUE AFECTAN LOS ACCIDENTES.-

• FACTOR HUMANO

Es bien conocida la gran incidencia del factor humano (conductor o peatón) en el desencadenamiento de los accidentes, ya que en la inmensa mayoría de los accidentes se registra en algún momento un fallo humano. Para poder conducir adecuadamente se precisan unas mínimas condiciones físicas y unos conocimientos sobre la conducción.

Los conocimientos necesarios tampoco son difíciles, pero la práctica demuestra que además de saber lo preciso para aprobar un examen de conducir, hace falta alguna experiencia en la conducción real por lo que nuestro proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! ! 230B11 siemens), garantizara una disminución de accidentes. Como se muestra en la figura 2-1.

Figura 2-1 Factor humano

• FACTOR SOBRE EL EXCESO DE VELOCIDAD.-

La velocidad, según numerosos estudios es un factor que está relacionado en el 30% de los accidentes mortales y en el 18% de los accidentes en general.. La distancia recorrida por el vehículo desde el momento en que el conductor detecta una emergencia hasta que reacciona se muestra en la Figura 2-2, para prevenir accidentes la distancia debe ser la necesaria para detener el vehículo desde que se reacciona ante una emergencia.

Figura 2-2 Distancias de reacción y de frenado para diferentes velocidades

• EL COMPORTAMIENTO DEL CONDUCTOR.-

El conductor es el que decide la velocidad en que circula el vehículo, la velocidad es considerada comúnmente como uno de los factores más determinantes en los accidentes con víctimas. En más de uno de cada tres accidentes, hay una velocidad inadecuada, lo que hace que el número de muertos aumente el 50%.

El Conductor tiene que obedecer el límite de velocidad anunciado en Ecuador:

Dentro del perímetro urbano: 50 km/h.

En vías perimetrales: 90 km/h.

En carretera: 100 km/h. o, si no se anuncia ningún límite, no sobrepasar 88km/h.

Muchas veces, simplemente tiene sentido mantener el límite de velocidadactual muy por debajo del límite anunciado. Así como ocurre con el derecho de paso, los conductores tienen que adaptar la velocidad si se lo exigen las condiciones de las leyes de tránsito.

• LA IMPRUDENCIA DEL CONDUCTOR.-

En las Ciudades se registran en los últimos años un gran número de accidentes de tránsito, es sorprendente observar en los patios del Comando Provincial de Policía existen una gran cantidad de vehículos sumamente destrozados por diferentes accidentes dejando una problemática para el estado y para los mismos propietarios.

Causas Desde Enero a Mayo se detectó que la causa que provocó más accidentes de tránsito fue la imprudencia del chofer, mientras que la segunda causa se debe al estado etílico del conductor.

Detenidos Durante este medio año se ha evidenciado un alto índice de detenidos por infringir las leyes de tránsito. Por causar accidentes la Jefatura de Tránsito se ha visto en la medida de cambiar las leyes.

• TEMOR AL CONDUCIR.-

La fobia es miedo ante situaciones particulares u objetos que no son peligrosos y a las que la mayoría de la gente no considera problemáticos. Por miedo a conducir entendemos una inquietud permanente y desproporcionada que surge antes, y sobre todo durante la acción de conducir.

La AMAXOBOFIA tiene que ver con fobias relacionadas con el movimiento que afecta a distintas formas de viajar (miedo a volar, miedo a conducir,…) y esto supone una limitación importante en el desarrollo del día a día de las personas que sufren este trauma. Como se muestra en la Figura 2-3 observamos una persona temerosa al manejar un vehículo.

Figura 2-3. Temor al conducir

• LA FALTA DE EXPERIENCIA DEL CONDUCTOR.-

Los jóvenes conductores sin experiencia al volante son los que más probabilidades tienen de sufrir un accidente de tránsito. Además los conductores que menos riesgo presentan en la carretera son los conductores que responden al perfil de jóvenes de 26 años, además las variables que más afectan en la peligrosidad vial son por tanto la experiencia al volante y el número de veces que se coge el coche normalmente. Se adelantan por tanto a factores que podrían parecer más importantes, como la edad. Otra de las cuestiones que enfrentan a los conductores en cuestión de siniestros es la eterna pelea entre sexos. El estudio concede la victoria a las mujeres al confirmar un mayor número de siniestros entre los varones.

• FACTORES QUE AFECTEN AL RENDIMIENTO DE LA MAQUINA.-

Muchos de los estudiantes de conducción hasta familiarizarse con el manejo adecuado del vehículo realizan una serie de errores con la parte mecánica del vehículo debido a la falta de experiencia y conocimiento.

• CONTROL DE LOS CAMBIOS CON RESPECTO A LA VELOCIDAD.-

La palanca de cambios es la encargada mediante un sistema interno de varillas o cables, proporcionar el cambio o marcha seleccionada por el conductor según las condiciones del camino por donde circule, es necesario tomar en cuenta que los cambios se deben realizar según el motor lo requiera debido a que si no se realiza el cambio de marcha podría resultar un daño en el motor, el cambio de marcha se debería realizar cuando aumenta y disminuye la velocidad teniendo en cuenta que la primera y segunda marcha es de fuerza y las siguientes son de velocidad. En la figura 2-4 se muestra la palanca de cambios.

Figura 2-4 Palanca de Cambios

• EMPLEO DEL VELOCIMETRO.-

Muchos de los estudiantes de conducción se guían en el velocímetro para realizar los cambios de marcha, esto no es adecuado debido a que el velocímetro en algún momento podría dañarse y dar una lectura errónea de la velocidad y el estudiante no sabría con exactitud cuándo realizar los cambios es por eso que se debe aprender a escuchar el sonido de la maquina o usar otros medios para estar seguros de cuando se debe realizar un cambio de marcha. En la Figura 2-5 se muestra el velocímetro de un vehículo.

Figura 2-5. Velocímetro

• MAL USO DEL SWITCH DE ENCENDIDO.-

Cuando se inicia las clases de conducción lo primero que se realiza es encender el vehículo, esto se realiza mediante el giro de la llave en el Switch, el cual debería realizarse con cuidado ya que si se gira bruscamente la llave se podría provocar un cortocircuito y esto provoca un daño interno en el vehículo. En la figura 2-6 se muestra el switch de encendido

Figura 2-6. Switch de encendido

• CONTROL INADECUADO DE LOS PEDALES.-

Los pedales que tenemos en el vehículo son el acelerador, freno y embrague estos pedales son importantes ya que se emplean para poner en marcha y detener el vehículo, el embrague es un sistema intermediario y de diseño mecánico para que el conductor conecte y desconecte a su criterio la fuerza de motor hacia la caja de cambios.

Se debe tener en cuenta que el embregue se debe utilizar tanto para el cambio de velocidades y como se menciono anteriormente para el control de la fuerza del motor y no se debe tener presionado siempre.

El la figura 2-7 se puede apreciar una foto de los pedales.

Figura 2-7. Embrague, freno, acelerador.

CAPÍTULO III

Propuesta

• INTRODUCCIÓN

La realización de este proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! ! 230B11 siemens), enfoca la problemática que se vive hoy en día en la vías de la Ciudad y del País por los diversos accidentes de transito causados por personas irresponsables que causan choques, con nuestro simulador se pretenderá dar seguridad al momento de como manipular o conducir un vehículo, ya que vinculara, la forma correcta en la que un conductor deberá conducir un vehículo en la vida real, pues este diseño garantizara, el funcionamiento de las partes mecánicas para prevenir las acciones posibles de daño a la máquina o deterioro de las mismas por el mal uso y principalmente la prevención de accidentes que ocurren hoy en día. La simulación va a encabezar desde el encendido del vehículo, la maniobra de los cambios, acelerar y desacelerar de acuerdo a qué velocidad se está circulando y finalmente el apagado del vehículo. Este proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo, servirá como un tutorial y medio de consulta para el aprendizaje de personas interesadas en conducir correctamente un vehículo.

• CONCEPTO DE SEGURIDAD

El Diseño de Instalación que se realiza en el "Autómata Programable LOGO! 230RCB11", Como se muestra en la figura 3-1; debe tener un Terminal de Programación a prueba de fallos en el Sistema de Comunicación, aun si ocurrieran fallos, que no afecte directamente la función de seguridad del sistema, deberá establecer el manejo de operación requerida por el operario.

Figura 3-1 Autómata programable (LOGO! 230RCL11)

• COMPONENTES DEL SISTEMA PARA LA MAQUINA ROBUSTA.-

El diseño se eligió con el propósito de que el estudiante de conducción se sienta cómodo, al conducir un vehículo, ya que el simulador tendrá los comandos tal como posee en vehículo normal, pero con algunos cambios esto permitirá controlar el vehículo de manera eficiente, por ejemplo el encendido correcto del vehículo, el sistema de la palanca de los cambios que garantice el control del vehículo para un correcto rendimiento del motor, con cada aceleración o frenado que se lo haga. Como se muestra en la figura 3-2, tenemos los dispositivos de la palanca de cambios, los pedales y la llave en general.

Figura 3-2 Modelo de la maquina robusta

• PANEL DE CONTROL.-

El panel de control está ubicado y forma parte del tablero o consola central delvehículo, este es el encargado de proporcionar toda la información esencial alconductor acerca del funcionamiento y estado del motor, como también la información extra del vehículo en general. Ya que en su interior está conformado por una serie de indicadores (luminosos, análogos y digitales) que son los que corroboran la información del funcionamiento del motor para indicarlo en el panel de control.

COMPONENTES DEL PANEL DE CONTROL.-

• VELOCÍMETRO (odómetro)

• TACOMETRO

• INDICADOR DE TEMPERATURA

• INDICADOR DE COMBUSTIBLE

• LUCES (direccionales, media luz, alta, baja, estacionamiento)

• LUZ INDICADORA DE BATERÍA

• LUZ INDICADORA DE ACEITE

• LUCES INFORMATIVAS Y SEGURIDAD (cinturón, puertas, freno aux., etc.)

• SISTEMA DE FUNCIONAMIENTO DEL SIMULADOR.-

• SISTEMA DEL ENCENDIDO DEL PROGRAMA.-

Inicialmente comenzaremos a correr el programa, luego nos habilitar un sin número de opciones, pero para comenzar con nuestro simulador lo que se deberá presionar el pulsante "I12" para acceder al vehículo virtual. Como se muestra en la figura 3-3 componentes de la maquina robusta.

Figura 3-3 Sistema del encendido del programa

• SISTEMA DE PEDALES (EMBRAGUE, FRENO Y ACELERADOR).-

PEDAL DE EMBRAGUE.-

Con el pie izquierdo se maneja exclusivamente el pedal del embrague.

El embrague es un mecanismo auxiliar que permite el uso de la caja de cambios. Al pisar a fondo el pedal del embrague se desembraga, interrumpiendo la conexión entre el movimiento del motor y la caja de cambios.

PEDAL DE FRENO.-

Al soltar el embrague el motor está en posición de acoplado o embragado. Hay conexión entre el movimiento del motor y la caja de cambios. Con el pie derecho se acciona el pedal del freno. En circulación normal se debe pisar con suavidad, lo justo, para disminuir la velocidad o llegar a detener el vehículo con seguridad. Actúa sobre todas las ruedas del vehículo.

PEDAL DEL ACELERADOR.-

Con el pie derecho también se acciona el pedal del acelerador. El efecto de estos dos pedales (freno y acelerador) es contrario y por esa razón se accionan con el mismo pie. Al pisarlo en forma suave, aumentan las revoluciones del motor, salvo que ofrezca alguna resistencia. Si no se pisa el pedal, no hay movimiento del motor.

Pues el proyecto de diseño de un simulador para el control de las partes mecánicas del vehículo controlado por el PLC (LOGO! ! 230B11 siemens), otorga un sistema de pedales algo diferente a un comando analógico pues el simulador en si no nos otorgaba la manipulación como si fuese un pulsante con muelle, pero cabe recalcar que para el efecto de implementar la maquina robusta solo se efectuaría el cambio de señal digital a la forma de señal analógica. Como se muestra en la figura 3-4.

A. Embrague

B. Freno de servicio

C. Acelerador

Figura 3-4Sistema de pedales (embrague, freno y acelerador)

• SISTEMA DE ENCENDIDO DE VEHÍCULO.-

Es el encargado de iniciar el arranque del motor y proporcionar la corriente necesaria mediante: el sistema de carga (batería y alternador) al igual que el resto de accesorios del vehículo, para esta maniobra de procederá a girar la llave para el arranque del motor, Como se muestra en la figura 3-5, aunque en nuestro caso se tendrá que manipular "I11" en el encendido del motor. Para cumplir con un vehículo normal se genero un efecto de encendido en que se tendrá presionado hasta que arranque el motor, he incluso se genero un efecto de cortocircuito, cuando se mantiene girando la llave luego del arranque del motor, como se podrá ve escucha ocurre un deterioro en las partes del vehículo.

Figura 3-5 Sistema del encendido ideal del vehículo

No se debe de accionar nunca el contacto, cuando el motor ya está en marcha, porque se pueden dañar los engranajes del motor de arranque al rascar con los engranajes de la corona del motor. Como se muestra en la figura 3-6

Figura 3-6 Sistema del encendido incorrecto del vehículo

• SISTEMA DE EMBRAGUE DE VEHÍCULO.-

El embrague es un sistema intermediario y de diseño mecánico para que elconductor aplique y transmita (conecte o desconecte) a su criterio, la fuerza delmotor hacia la caja de cambios (mediante el pedal del embrague). Ahora como se puede observar que el pedal del embrague se tiene que presionar primero para que entre a funcionar cualquier cambio requerido por el operario.

Figura 3-7 Sistema de embrague de vehículo

• SISTEMA DE CAJA DE CAMBIOS.-

Es el sistema que mediante un conjunto de ejes y engranajes modifica la relación de velocidad y fuerza, entre el motor y las ruedas del vehículo. Por lo general existen de dos tipos: mecánicas y automáticas. Como se muestra en la figura 3-8 tenemos los contactos "Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 y Q6 de reversa casi como una caja de cambios convencional o mecánica proporcionando los diversos cambios de velocidad hacia delante y un cambio hacia atrás o reversa. Estos diversos cambios son obtenidos gracias a la ayuda de un conjunto de engranajes de diversos tamaños, los cuales al unirse unos con otros nos otorga cada vez un cambio diferente.

Figura 3-8Sistema de caja de cambios

• SISTEMA DE PALANCA DE CAMBIOS.-

La palanca de cambios normalmente está situada entre los asientos delanteros, un poco avanzada o en la columna de la dirección. Para accionar la palanca de cambios es necesario dejar de accionar el acelerador y desembragar, pisando el pedal de embrague a fondo. La palanca de cambio permite seleccionar las velocidades o marchas. La caja de cambios nos sirve para aprovechar la potencia del motor de acuerdo con las necesidades.

La palanca de cambios es la encargada mediante un sistema interno de varillas o cables, proporcionar el cambio o marcha seleccionada por el conductor según las condiciones del camino por donde circule el vehículo. Por lo general tiene inscrito un croquis visible de la ubicación de cada uno de los cambios, para ayuda del conductor. Como se muestra en la figura 3-9, y como se muestra en la figura tenemos en los pulsantes para elegir cada cambio.

Figura 3-9 Sistema de palancas de cambios

• SISTEMA DE DETECCIÓN PARA LOS CAMBIOS.-

Las marcas se identifican con M (marca) son salidas virtuales que poseen en su salida. La marca por ello puede utilizarlo como marca de arranque. Una vez completado el primer cambio el indicador la M1 se desactiva hasta que se encienda las segunda marca para su posterior ejecución hacia el segundo cambio y sucesivamente tenemos para. Como se muestra en la figura 3-10

Figura 3-10 Sistema de palancas de cambios

• SISTEMA DE FRENADO DEL VEHÍCULO.-

Sistema de frenos cumple la función de garantizar la desaceleración progresiva, mediante la ayuda de diferentes partes, el diseño tiene los mismos efectos de frenado del vehículo, donde que al igual que la aceleración tiene un tiempo que le permite bajar el cambio para la mejor circulación. Como se muestra en la figura.3-11.

Figura 3-11 Sistema de frenado del vehículo

• SISTEMA DE PARADO DEL VEHÍCULO.-

Sistema de parado del vehículo, cumple la función de garantizar la detención progresiva o la parada total del vehículo, mediante la ayuda de diferentes partes.

El parado es el encargado de proporcionar una detención o parada del automóvil provisional y momentánea, cuando el motor este encendido. Como se muestra en la figura 3-12.

Este actúa directamente solo sobre las ruedas posteriores por lo que su efectividad es poca y depende de su estado y calibración Funciona por medio de un sistema de traba (trinquete y uñeta) y un botón de liberación para poder regresarlo a su posición neutral.

La distancia de frenado supone el espacio en el que debe detenerse el vehículo, y éste depende de la velocidad a la que se circula, el tipo de calzada, las condiciones de adherencia del suelo, el estado de los frenos del vehículo, amortiguadores, etc.

La suma de la distancia de reacción y de la distancia de frenado es lo que se denomina distancia de detención.

La gran mayoría de los estudios realizados sugieren que la velocidad inadecuada causa los accidentes y en graves daños del vehículo. La proporción de accidentes mortales es 1,6 veces superior cuando hay una velocidad inadecuada.

Figura 3-12 Sistema de parado del vehículo

• TIPO DE CONTROL A MANEJAR.-

El "Autómata Programable LOGO! 230RCB11" aunque nunca se ha usado para el diseño de una maquina robusta, solo para el Manejo en proyectos Civiles o Industriales, pues el equipo cumple con los requisitos de un Sistema de Control para nuestra maquina robusta, con un nivel de seguridad que no carece de ninguna de sus partes, además se escogió este PLC ya que cuenta con las entradas y salidas necesarias para llevar a cabo el cumplimiento de nuestro proyecto, por lo tanto no se necesita de mas entradas y salidas extras.

• CONCEPTO DE SEGURIDAD.-

El Diseño de Instalación que se realiza en el "Autómata Programable LOGO! 230RCB11" como se muestra en la figura 1; debe tener un Terminal de Programación a prueba de fallos en el Sistema de Comunicación, aun si ocurrieran fallos que no afecte directamente la función de seguridad del sistema, deberá establecer el manejo de operación requerida por el operario.

• SISTEMAS DE CONTROL ENCENDIDO-APAGADO.-

El sistema comienza por el encendido del programa, donde el conductor podrá visualizar en una pantalla de mensaje de texto, indicándole que podrá ser encendido el vehículo por la llave. El vehículo inicialmente se mantendrá en neutro hasta que se mueva de esa posición, claro está, para el cambio se deberá presionar el embrague caso contrario nunca se efectuara el cambio, ejemplo se ha presionado el embrague y posteriormente se efectuara el cambio a la primera velocidad, ahora como un vehículo normal, se tendrá que levantar el pedal del embrague para comenzar a acelerar o desacelerar.

• SISTEMA DE CONTROL CAMBIO DE VELOCIDAD.-

El cambio se deberá realizar de forma ascendente, inicialmente comenzara con la primera velocidad y posteriormente al subir progresivamente de segunda a tercera, etc., se va perdiendo potencia y ganando velocidad, se podrá efectuar el segundo cambio solo cuando se haya sobrepasado una velocidad especifica, caso contrario el sensor del vehículo no estará en disposición de dar la ejecución del cambio, así mismo se tendrá vigente el control cuando quiera bajar de velocidad. Como se muestra en la figura 3-13.

Figura 3-13 Sistema de control cambio de velocidad

• SISTEMA DE CONTROL SEGURIDAD ACELERACIÓN-DESACELERACIÓN.-

Una vez efectuado el cambio de velocidad, se podrá presionar el pedal del acelerador siempre y cuando se ha levantado el pedal del embrague. En momento del trayecto sobre la circulación del vehículo cuando sobrepase una velocidad especifica por el programa, aparecerá una señal de aviso indicándole que tiene un tiempo determinado para cambiar de marcha o bajar la velocidad.

Como se muestra en la figura 4. De la misma forma se tiene que tener vigente cuando se esta frenando.