Control de nivel de un sistema de tanques acoplados mediante un autómata programable y una pantalla HMI

Abstract

El mundo de la automatización está cada vez más presente en todos los ámbitos de la vida. Lo encontramos en tareas tan rutinarias como configurar un programa del lavavajillas, poner una alarma en el horno, activar la climatización de nuestro coche e incluso al hacer un pedido de comida en restaurantes. Todo el mundo se ha visto alcanzado por la revolución tecnológica, desde los jóvenes hasta los más mayores. Por este motivo, es indispensable la elaboración de interfaces intuitivas y sencillas, que permita interaccionar con el mundo tecnológico incluso al más inexperto. Es lo que se conoce como HMI o Human Machine Interface. Estas interfaces llevan desarrollándose desde hace varias décadas. Aunque su origen es discutible, los primeros ejemplos podrían remontarse a los interruptores, o al botón de rebobinar. En la década de los sesenta, con la invención del PLC, cobraron un papel fundamental en la industria. Se convirtió en una herramienta principal que los operarios debían saber manejar, y desde entonces se han seguido desarrollando y mejorando hasta la actualidad. En este trabajo se programará una pantalla HMI para dirigir el control de un sistema de 4 tanques acoplados. El control lo llevará a cabo un PLC, y consistirá en mantener el nivel de agua de los tanques en la referencia fijada para cada uno. Se podrá configurar qué tanques se desean controlar, eligiendo entre un tanque individual, una columna, o los dos tanques inferiores. La interfaz se programará en una pantalla SIEMENS conectada directamente al PLC, así como en la propia pantalla del ordenador, que permitirá controlar de forma remota la planta. Para ello se hará uso del software TIA Portal y de los elementos facilitados por el Laboratorio del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, que permitirá el conexionado de los dispositivos. Finalmente, se elaborará una guía detallada sobre la programación del HMI, implementado tanto en la pantalla táctil de siemens como en el propio ordenador.

The world of automation is increasingly present in all areas of life. We find it in such routine tasks as setting up a dishwasher program, setting an alarm in the oven, activating the air conditioning of our car and even when ordering food in restaurants. Everyone has been reached by the technological revolution, from the young to the old. For this reason, it is essential to develop intuitive and simple interfaces that allow even the most inexperienced to interact with the technological world. It is what is known as HMI or Human Machine Interface. These interfaces have been developed for several decades. Although its origin is questionable, the first examples could be traced back to the switches, or the rewind button. In the 1960s, with the invention of the PLC, they took on a fundamental role in the industry. It became a major tool that operators should know how to handle, and since then it has been further developed and improved to the present day. In this work a HMI display will be programmed, to direct the control of a system of 4 coupled tanks. The control will be carried out by a PLC and consists of maintaining the water level of the tanks in the reference set for each one. It will be possible to configure which tanks to control, choosing between an individual tank, a column, or the two lower tanks. The interface will be programmed on a SIEMENS screen directly connected to the PLC, as well as on the computer’s own screen, which will allow remote control of the plant. For this purpose, use will be made of the TIA Portal software and the elements provided by the Laboratory of the Department of Systems Engineering and Automatic, which will allow the connection of the devices. Finally, a detailed guide on the programming of the HMI implemented on both the siemens touch screen and the computer itself will be developed.