Peaje autopista en TIA Portal control de paso y altura de coches

Descripción de cómo programar un peaje autopista en TIA Portal comunicando 2 PLC.

Se desea programar un peaje autopista en TIA Portal para controlar 2 estaciones de peaje y cada estación de peaje tendrá un PLC S7-1200, por lo que se van a intercambiar las señales entre 2 PLC S7-1200.

Por lo tanto, habrá una conexión entre el PLC 1 y el PLC2 donde se van a compartir los datos de los vehículos que han entrado a la autopista en la estación 1 con el PLC 1 y los vehículos que han entrado en la estación 2 con el PLC 2.

Por consiguiente, el procedimiento de automatización en la primera estación de peaje será el siguiente:

1. Barrera abajo y luz roja.
2. Saca el ticket.
3. Subir barrera hasta detectar final de carrera.
4. Luz verde cuando detecta final de carrera arriba.
5. El vehículo pasa y detecta un sensor inductivo.
6. Bajará la barrera hasta tocar final de carrera.
7. Luz roja cuando barrera está abajo.
8. Asimismo, el procedimiento de automatización en la segunda estación de peaje será el siguiente:
9. Barrera abajo y luz roja.
10. Sensor infrarrojo detecta si es coche o camión.
11. Si es camión subirá el mecanismo de pago.
12. Mecanismo de pago subirá hasta tocar final de carrera.
13. Se inserta el pago del peaje.
14. Subirá la barrera hasta detectar final de carrera.
15. Cuando barrerá está arriba luz verde.
16. El vehículo pasa y detecta un sensor inductivo.
17. Bajará la barrera hasta tocar final de carrera.
18. Cuando barrera abajo, luz roja.
19. Bajará el mecanismo de pago hasta que detecte el final de carrera.

Características del programa para subir y bajar barrera y mecanismo de pago de un peaje.

• Comunicación de 2 PLC S7-1200 en el mismo proyecto de TIA Portal.
• Control de motores a derechas e izquierdas para subir y bajar 2 barreras.
• Final de carrera indicando barrera arriba.
• Final de carrera indicando barrera abajo.
• Semáforo con luz verde y roja.
• Sensor inductivo para detectar vehículo.
• Sensor infrarrojo para detectar altura de vehículo.
• Motor para subir y bajar mecanismo de pago según la altura del vehículo.

Qué elementos hace falta para programar los sistemas de peaje autopista en TIA Portal.

• 2 setas de emergencia.
• 1 botón para sacar el ticket.
• 3 relés térmicos para los motores.
• 2 barreras.
• 2 motores para subir y bajar barreras.
• 2 semáforos con luz verde y roja.
• 2 sensores inductivos para detectar vehículo.
• 1 sensor infrarrojo para detectar altura vehículo.
• 1 motor para subir y bajar mecanismo de pago.
• 2 PLC S7-1200.

Funciones utilizadas para programación de control de paso de coches por autovía.

• Bloque de organización OB1.
• Bloques de función FC.
• Función Set Reset.
• Utilización de flancos.
• Contadores.
• Marcas auxiliares.
• DB de datos.
• Función TSEND_C para comunicación de 2 PLC.
• Función TRCV_C para comunicación de 2 PLC.
• Entradas y salidas del PLC.

Cómo programar el Ejemplo de control peaje autopista en TIA Portal paso a paso.

A continuación vamos a realizar una explicación detallada de todas las partes del programa para que sepas todos los pasos que hay que hacer en este proyecto. En primer lugar, hay que saber que vamos a utilizar dos PLC en el mismo proyecto ya que en la instalación se requiere 1 PLC en cada estación y así intercambiaremos los datos entre ambos PLC.

Estructura del programa de control peaje autopista en TIA Portal.

Por consiguiente, en nuestro proyecto TIA Portal para control de las barreras de un peaje de autopista vamos a añadir dos dispositivos, es decir, vamos a añadir 2 PLC S7-1200 y, dentro de cada PLC vamos a programar los bloques de funciones necesarios.

Como resultado, vamos a tener dos programas diferentes dentro del mismo proyecto, con las siguientes funciones:

• OB1.
• Función de control de barreras.
• Función de comunicaciones.
• Función de Emergencias.
• Función de salidas.

Función de comunicaciones entre 2 PLC S7-1200.

Ciertamente, para la función de comunicaciones entre los dos PLC S7-1200 hacemos una función FC1 en la cual insertamos las funciones para enviar y recibir datos entre ambos PLC. Además, dentro de esta función también ponemos las condiciones para contar el número de vehículos cuando detecte el detector de vehículos.

Es más, en esta Función ponemos dos parámetros de entrada / salida donde veremos el número de coches que hay en el PLC1 y en el PLC2, que son la MD200 y MD204.

Marcha de la instalación.

A continuación, para la marcha de la instalación y el inicio del proceso de automatización hemos creado un estado de Marcha, el cual viene determinado por el estado de las emergencias y que todo esté correcto.

Por tanto, tiene que estar la Seta desenclavada y darle al botón de marcha y entonces nos entrará la señal al PLC (I0.5) y, consecuentemente se activa una marca (M50.0) para saber que la instalación y Seta están correctos.

Por el contrario, si se pulsa la seta, se desactivará esta marca M50.0 y entonces el motor ya no funcionaría. Hay que rearmar la seta y pulsar el botón de marcha de nuevo para que el sistema funcione.

Función para control de la barrera del peaje autopista en TIA Portal.

Del mismo modo, para el control del funcionamiento de las barreras en el peaje autopista en TIA Portal hemos creado un FC llamado “Barrera”. Como consecuencia de esto, dentro de este FC Barrera se ejecutan los cambios para el control de subida y bajada de la barrera y control de las luces del semáforo en el programa del PLC 1.

Mientras tanto, en el programa del PLC 2, se activarán también las señales para control de subida y bajada de barrera y control de luces además de controlar también la subida y bajada del mecanismo de pago.

Como resultado, se activan unas marcas auxiliares y con estas marcas auxiliares se activarán las salidas físicas del PLC en el FC de “Salidas” de cada PLC.

A continuación, te muestro el proceso de control de la barrera y el mecanismo de pago en el PLC 2:

El sensor que detecta la altura del vehículo, si no detecta, dará una señal “1” y activa la marca “coche”. Por lo tanto, si viene un camión, el sensor se tapa y dará señal “0” y entonces se activa la marca “camión” y hace reset a “coche”.

Sólo cuando se activa la marca “camión” se habilita la subida y bajada del mecanismo. Una vez se ha activado la marca “camión” hay que realizar todo el proceso de subir y bajar mecanismo y subir y bajar barrera.

Además, se crea una marca intermedia M51.6 para que, cuando se acabe la bajada de la barrera, se empiece la bajada del mecanismo antes de hacer el reset de la barrera:

El mecanismo bajará cuando haya bajado la barrera. Esto es, cuando se haya detectado el vehículo bajará primero la barrera y entonces cuando la barrera esté abajo (M51.6), el mecanismo podrá bajar.

Función para control de las emergencias de seguridad.

Ya que utilizamos setas de emergencia y de térmicos en los motores para detectar anomalías, hemos creado un FC llamado emergencias donde programamos cualquier detección de problema con la seta o térmicos.

Por consiguiente, si se pulsa la seta de emergencia, se activará una luz roja fija. Mientras tanto, si se dispara el térmico de alguno de los motores, se activará una luz roja intermitente. Dentro de este FC se activan marcas auxiliares que se utilizarán posteriormente en el FC de salidas para activar la salida física del PLC.

Condiciones que se deben de cumplir en el apartado de emergencias:

• La seta tiene que estar desenclavada y además le daremos al botón de Start y entonces se activará el contactor de fuerza C0 que dará alimentación trifásica al circuito del motor.
• Si se pulsa la seta, el contactor se desactiva y habría que pulsar de nuevo el botón start.
• Si se pulsa la seta, se quedará activada una luz roja fija.
• Si se dispara el térmico del motor M1 barrera, esta luz roja se activará de forma intermitente, con una marca de ciclo (M0.5).
• Si se dispara el térmico del motor M2 mecanismo, esta luz roja se activará de forma intermitente, con una marca de ciclo (M0.5).

Función para el control de las salidas del PLC.

Finalmente, en el FC llamado “Salidas” se van a activar las salidas físicas del PLC cuando se cumplan todas las condiciones previas.

Principalmente, hay que tener en cuenta estas condiciones para que un motor se pueda activar correctamente:

• Seta de emergencia correcta.
• Relé térmico del motor está correcto.
• La marcha de la instalación está activa.

Características Ethernet para la conexión a la CPU.

Ver simulación del proyecto para controlar barreras, método de pago e intercambio de datos.

Puedes comprobar el funcionamiento del programa peaje autopista en TIA Portal paso a paso, en el siguiente video. Aquí podrás comprobar todas las activaciones de las salidas y el manejo de las entradas para ver cómo funcionan las barreras y semáforos con la detección de los vehículos. Por lo tanto, podrás verificar que el programa funciona bien antes de descargarlo.