Proyecto mecatronica industrial control de servomotores

Adrián Fernández Samalea
Daniel Cattinari Camblor
CFGS Mecatrónica Industrial
CIFP la Laboral
CONTROL DE ROBOT
Y SERVOMOTORES

Proyecto de Mecatrónica Industrial Página 1 de 38
ÍNDICE
1. Introducción..................................................... 2
2. Descripción del robot........................................ 3
3. Descripción del servomotor.............................. 8
4. Descripción del autómata programable............. 11
5. Sistema de control del robot............................. 12
6. Sistema de control del servomotor................... 21
7. Presupuesto...................................................... 35
8. Bibliografía....................................................... 37
9. Programaciones................................................ 38

1. INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo se abordarán dos sistemas de control mediante la utilización de un
autómata programable de la marca Siemens.
El primero de ellos será el control de un robot Mitsubishi que se encuentra actualmente sin
uso por la descarga de sus baterías y la consecuente pérdida de la programación almacenada
en su memoria RAM, en el aula de automática del CIFP la Laboral.
Por lo que consideremos importante su realización para volver a mantener operativo un
elemento de estas características.
El segundo será el control de un servomotor Sinamics de Siemens.
Realizado por:
Daniel Cattinari Camblor Adrián Fernández Samalea
En Gijón, a 5 de junio de 2016

2. DESCRIPCIÓN DEL ROBOT
2.1 Identificación del modelo: Mitsubishi MELFA RV-2SDB
Imagen 001: Designación del modelo del robot.
(a). RV-2SD: Indica la serie RV-2SD.
(b). B: Indica la existencia de un freno. Ejemplo:
 Si está en blanco, los ejes J1; J4 Y J6 no tienen freno.
 Si aparece la letra "B": Todos los ejes tienen freno.
(c). -Sxx: Indica un número especial de modelo. Alguna especificación especial.
2.2 Ejes del robot: Tiene 6 ejes, explicados con la siguiente imagen
Imagen 002: Ejes del robot.

2.3 Especificaciones:
Item Unidad Especificaciones
Tipo - RV-2SDB
Grados de libertad - 6
Postura de instalación - En el suelo, colgando, o contra la pared
(Cuando se utiliza mediante el montaje en
la pared, una especificación especial limita
el rango de funcionamiento en el que será
utilizado el eje J1)
Estructura - Vertical, de tipo múltiples
articulaciones
Sistema de movimiento - AC Servomotor
Todos los ejes poseen freno
Método de detección de posición - Encoder absoluto
Longitud del brazo
Superior
mm
230
Antebrazo 270
Rangos de
operación
J1
Grados
480 (- 240 ～ + 240)
J2 240 (- 120 ～ + 120)
J3 160 (0 ～ + 160)
J4 400 (- 200 ～ + 200)
J5 240 (- 120 ～ + 120)
J6 720 (- 360 ～ + 360)
Velocidad de
movimiento
J1
Grados/s
225
J2 150
J3 275
J4 412
J5 450
J6 720
Velocidad máxima resultante mm/s 4.400
Carga
Máxima
Kg
3,0
Clasificación 2,0
Repetibilidad mm ± 0,02
Temperatura ambiente ºC 0 ～40
Masa Kg 19
Carga de
momento
admisible
J4
N · m
4,17
J5 4,17
J6 2,45
Inercia admisible
J4
Kg · m2
0,18
J5 0,18
J6 0,04
Presión de suministro MPa 0,5 ± 10 %
Especificación de protección - IP30 (En todos sus ejes)*
*IP30: Nos permite trabajar en un ambiente ligeramente polvoriento

2.4 Posición del centro de gravedad para cargas:
Imagen 003: Posición den centro de gravedad del robot.

2.5 Dimensiones exteriores:
Imagen 004: Dimensiones exteriores del robot.

2.6 Rango de operación:
Imagen 005: Rango de operación del robot.

3. DESCRIPCIÓN DEL SERVOMOTOR
Un conjunto que consta de un convertidor y un servomotor, ambos de la marca Siemens:
 Controlador Sinamics V60
 Servomotor 1FL5
3.1 Controlador Sinamics V60: El controlador Sinamics V60 ha sido diseñado especialmente para
hacer frente a aplicaciones de servomotor simples.
Imagen 006: Controlador Sinamics V60.
3.1.1 Características:
Modelo Posee certificado CE
Módulo Compacto con alimentación integrada, inversor y en
bucle cerrado para el eje de un servomotor
Tensión de alimentación 220 V ... 240 V 3 VAC
Corriente de salida 4 versiones con corrientes de salida de 4A, 6A, 7A y 10A
Interfaz de impulsos /
Dirección de consigna
5V diferencial de señales al sistema de control de nivel
más alto
Ventiladores No, para un funcionamiento sin mantenimiento
Robustez Gran robustez a través de placas de circuito impreso
recubiertas
Puesta en marcha y
configuración
Sin necesidad de herramientas basadas en PC Puesta en
servicio sencilla usando el operador integrado
Puesta en servicio Sencilla usando el operador integrado
panel con teclas y pantalla de 7 segmentos
Capacidad de sobrecarga 200 %
Preconfiguración Guardada en la unidad
Compatibilidad de motor Servomotor 1FL5
3.1.2 Partes principales del controlador:

Imagen 007: Controlador Sinamics V60.
3.2 Servomotor 1FL5: Está diseñado para funcionar con el convertidor Sinamics V60. Juntos,
forman una manera óptima de coordinar un eje.
Las combinaciones de motor / accionamiento preconfigurados aseguran rápida y fácil puesta
en marcha. El diseño robusto ofrece una combinación óptima de la funcionalidad y la
adecuada tecnología.
Imagen 008: Servomotor 1FL5.

3.2.1 Características:
Tipo 4 tipos: 4 Nm, 6 Nm, 7.7 Nm y 10 Nm
Velocidad nominal 2.000 rpm
Encoder integrado TTL encoder con 2500 PPR
(13-bit de resolución en conjunción con Sinamics
V60)
Grado de protección IP54
Refrigeración Natural
Freno de mantenimiento Opcional
Conectores Robustos
Cables premontados De 5 o 10 m de largo
Eje motor Liso o con chaveta
Compatibilidad con controladores Sinamics V60
3.2.2 Vistas y dimensiones:
Imagen 009: Vistas y dimensiones del servomotor.
3.3 Esquema de conexión:
Imagen 010: Esquema de conexión del servomotor.

4. DESCRIPCIÓN DEL AUTÓMATA PROGRAMABLE
Imagen 011: Autómata programable S7-1200
La gama S7-1200 abarca distintos controladores lógicos programables (PLC) que pueden
utilizarse para numerosas tareas. Gracias a su diseño compacto, bajo costo y amplio juego de
instrucciones, los PLCs S7-1200 son idóneos para controlar una gran variedad de
aplicaciones.
Para este trabajo escogeremos el modelo DC/DC/DC puesto que tiene contadores rápidos y
salida PWM.
4.1 Características:
Modelo S7-1200 CPU 1214C. Posee marcado CE
Clase DC/DC/DC
Entradas digitales 14 (6 Contadores rápidos)
Entradas analógicas 2 (0-10 V)
Salidas digitales 14 (4;100 kHz tren de impulsos)
Guardado de datos 100 kb
Voltaje de entrada/suministro 24 V DC
Rango admisible 20,4 ... 28n8 V DC
Para señal "0" 5 V DC a 1mA
Para señal "1" 15 V DC a 2,5 mA
Area de aplicación 1 mA
Salida de corriente permanente 0,5 mA
Montaje Carril DIN 35 mm
Dimensiones (Alto x Ancho x
Profundidad)
110 x 100 x 75 mm
Temperatura -20 ºC ... +60 ºC
Reloj en tiempo real Si
Comunicación Profinet
Protección IP20

5. SISTEMA DE CONTROL DEL ROBOT
Cuando movemos un servomotor necesitamos tres cosas, leer la señal de un encoder, en
nuestro caso es de tipo absoluto, procesar esa señal, lo haremos mediante un control PID, y
con la señal procesada enviar una señal al servomotor, señal denominada PWM.
Para poder comprender la solución adoptada para el movimiento del robot de Mitsubishi
necesitamos entender lo que es un encoder absoluto, como codifica este encoder las
posiciones, lo que es un contador rápido, y porque necesitamos usarlos, el funcionamiento
básico de un control PID y lo que es una señal PWM.
ENCODER ABSOLUTO
El principio de funcionamiento de un encoder absoluto se basa en un disco que gira, con
zonas transparentes y opacas interrumpe un haz de luz captado por fotorreceptores, luego
éstos transforman los impulsos luminosos en impulsos eléctricos los cuales son tratados y
transmitidos por la electrónica de salida.
Imagen 012: Encoder absoluto
En los encoders absolutos la posición queda determinada mediante la lectura del código de
salida, el cual es único para cada una de las posiciones dentro de la vuelta. Por consiguiente
los encoders absolutos no pierden la posición real cuando se corta la alimentación (incluso
en el caso de desplazamientos), hasta un nuevo encendido (gracias a una codificación directa
en el disco), la posición está actualizada y disponible sin tener que efectuar, como en el caso
de los encoder incrementales la búsqueda del punto de cero.
Analicemos ahora el código de salida que se deberá utilizar para definir la posición absoluta.
La elección más obvia es la del código binario, porque fácilmente puede ser manipulado por
los dispositivos de control externos para la lectura de la posición, sin tener que efectuar
particulares operaciones de conversión.

En vista que el código se toma directamente desde el disco (que se encuentra en rotación) la
sincronización y la captación de la posición en el momento de la variación entre un código y
el otro se vuelve muy problemática. En efecto, si por ejemplo tomamos dos códigos binarios
consecutivos como 7(0111) 8(1000), se nota que todos los bit del código sufren un cambio
de estado: una lectura efectuada en el momento de la transición podría resultar
completamente errónea porque es imposible pensar que las variaciones sean instantáneas y
que se produzcan todas en el mismo momento. Debido a este problema se utiliza una
variante del código binario: el código Gray, el cual tiene la particularidad que al pasar entre
dos códigos consecutivos (o desde el último código al primero), uno sólo cambia su estado.
Imagen 013: Comparación de numeración decimal, bcd y bcd Gray.
El código gray presenta como vemos grandes ventajas a la hora de la codificación, pero tiene el
inconveniente de que las codificaciones que nosotros hacemos para asignar consignas a través de
las entradas analógicas son mediante el código binario normal, por lo tanto debemos convertir
dicha señal de código gray a código binario. Para hacer esta conversión tendremos en cuenta que
nuestro encoder codifica la señal en 9 bits.
La conversión se puede hacer mediante el siguiente esquema de puertas lógicas.
Imagen 014: Conversión bcd Grey - bcd con puertas lógicas.

Este esquema es muy útil para poder hacer la conversión, pero nosotros programamos
mediante contactos (KOP) por lo cual este esquema solo nos vale para hacer una traducción
de funciones lógicas (FUP) a lenguaje que nosotros utilizamos KOP.
Imagen 014: Conversión bcd Grey – bcd con puertas lógicas.
Esto es un extracto del programa que se adjunta al final de cómo se traduce el esquema
anteriormente mencionado de FUP a KOP. Los bits de entrada en código gray se almacenan
en la ID1000,doble palabra, lo que quiere decir que se encuentran en ella 32bits, dado que el
más significativo es el bit I1000.0 empezaremos a hacer esta conversión de este bit al bit
I1001.0, lo que hace un total de 9 bits.
Lo que vemos en la traducción de FUP a KOP es el funcionamiento de la función O exclusiva,
solo si el valor de una de las entradas es 1 se almacena un 1 en el bit de salida, si los dos
valores son 1 en la salida el valor es 0, valores que almacenaremos en la MW0, 16 bits que
luego convertiremos en un numero real MD2, 32 bits.
Ya sabemos el tipo de señal que nuestro encoder emite, pero necesitamos leerla y para ello
necesitamos utilizar los contadores rápidos que incorpora nuestra CPU. El uso de estos
contadores es imprescindible ya que aunque el código gray nos da una precisión muy grande
la velocidad de lectura de las entradas del autómata no es suficiente.

Nuestro autómata opera con una frecuencia de 3KHz, por así decirlo lee y escribe 3000 veces
por segundo, velocidad muy alta pero no lo suficiente para las lecturas que vamos a realizar,
ya que los movimientos continuos del motor pueden provocar lecturas incorrectas, por eso
necesitamos usar los contadores rápidos. Dichos contadores pueden leer entradas con una
frecuencia de 100000 KHz, velocidad muy superior a la del resto de entradas de nuestro
autómata y que nos evita los errores de lectura.
La CPU que utilizamos cuenta con 6 contadores rápidos, nosotros utilizaremos el primero,
HSC_1, para ello debemos activarlo desde la configuración del dispositivo.
Imagen 015

Basta con ponerse encima del HSC_1 seleccionar la opción Activar este contado rápido, una
vez activado hay que seleccionar la función que va a realizar.
Imagen 016
De las diversas funciones nosotros usaremos la de contaje, contador A/B y que en el
momento inicial empiece a contar hacia arriba, aunque eso no es lo más importante en
nuestro caso debido a que para cada posición hay un valor, no es necesario que las
incremente como en otro tipo de encoders. El resto de los parámetros del contador los
dejaremos como vienen preconfigurados.
Ya hemos visto que tipo de señal emite nuestro encoder, también explicamos como leer
dicha señal y convertirla a un código binario que podamos entender. Ahora necesitamos
tratar esa señal para poder dar una señal de salida que valla acorde a la señal de entrada.
Para lograr este objetivo usaremos la función que TIA PORTAL incorpora, la función PID
Compact. Pero antes de explicar cómo configurarla necesitamos saber que es un control PID.
Un control PID aúna tres tipos de control distinto, el Proporcional, el Integral y el Derivado.
Cada uno cumple una función distinta a la hora de hacer la regulación de cualquier sistema
de regulación automática, en nuestro caso el de la posición de un servomotor.
La parte proporcional produce una señal proporcional al error que comente nuestro
encoder entre la cual va flotando por así decirlo nuestra variable, cuanto más pequeña sea la
banda proporcional menor será el error que cometeremos en nuestra posición. Pero la parte
proporcional por si sola es muy inestable de ahí que se necesite la parte integral.
Esta parte integral proporciona una señal que corrige el error que se produce en la parte
proporcional del control, reduciendo así el error en la posición y aproximando el valor de la
magnitud real lo máximo posible a la consigna de posición que hemos fiado.

La acción integral nos ayuda a vencer el error cometido en la parte proporcional pero esta
acción podría ser demasiado grande generándonos igualmente un erro por eso también se
incluye una acción derivada.
La parte derivada del control se encarga de anticipar y disminuir la desviación excesiva que
nos pudiera ocasionar la parte integral de nuestro sistema de control. Hay que reseñar que
la parte derivada del control PID es la más difícil de regular, por eso en la calibración de
nuestro sistema de posicionamiento veremos si tan solo con la parte proporcional e integral
es suficiente para el objetivo que perseguimos, posicionar un eje correctamente, si con esta
parte PI no es suficiente dejaremos la parte derivada a 0.
Ahora que sabemos a groso modo como funciona un control PID, veremos cómo configurar
la función PID Compact en TIA PORTAL.
Imagen 017
Activaremos esta función mediante la entrada EN, que activaremos mediante la marca M2.0.
En esta función determinaremos la consigna mediante la entrada analógica ID67 (SETPOINT),
y para determinar en qué posición se encuentra nuestro motor usaremos la MD2 (INPUT),
que como explicamos anteriormente es donde almacenamos la conversión a código binario
de la lectura del contador rápido HSC_1.

Con los parámetros de entrada al controlador determinados necesitamos configurar su
funcionamiento. Para ello veremos cómo configurar los parámetros necesarios para poder
hacer una puesta en marcha inicial, el resto se deberán de ajustar si fuese necesario
posteriormente.
Imagen 018
Lo primero es seleccionar el tipo de regulación, en nuestro caso al ser una posición de un eje
seleccionaremos ángulo.
Imagen 019

También debemos seleccionar los parámetros de entrada, seleccionaremos INPUT ya que la
entrada del encoder la tomaremos de la MD2, marca interna del autómata y en la salida
seleccionaremos OUTPUT_PWM ya que la seña que recibe el servomotor es una señal PWM
como explicaremos más adelante.
Imagen 020
El ultimo parámetro a configurar son los parámetros PID, lo único que haremos ahora será
seleccionar la estructura del regulador y pondremos PID, el resto de parámetros tendremos
que regularlos cuando hagamos una puesta en marcha del sistema.
Ya hemos leído la señal del encoder, procesado dicha señal y mediante el regulador PID
damos la salida necesaria al servomotor, salida que como hemos configurado anteriormente
es una salida PWM.
La salid PWM, salida de modulación de ancho de pulso, podemos decir que esta salida emite
1 y 0 durante un periodo de tiempo determinado como se ve en la figura.
Imagen 021
El control PID emite una señal PWM distinta para cada posición del servomotor, en función
de los tiempos de conexión y desconexión de dicha salida el eje adquiere una posición u
otra.

A continuación se incluye un esquema de conexionado al autómata programable:
Imagen 022 Conexionado del autómata y el servomotor del robot.

6. SISTEMA DE CONTROL DEL SERVOMOTOR
USO DEL CONTROLADOR SINAMICS V60
El controlador SINAMICS V60 de siemens nos permite junto con la función motion control
que incorpora el S7-1214 DC/DC/DC controlar la posición así como la velocidad de
movimiento del servo motor, para ello hay que conectar el controlador al autómata como en
el esquema adjunto. También conectaremos las entradas y salidas que nos permitan poner
en marcha, seleccionar los parámetros y parar el motor.
Imagen 023: Conexionado
También se debe conectar el servomotor al controlador de la manera que se indica en el
esquema para que no haya ningún error de funcionamiento.

Imagen 024: Conexionado
Una vez que el hardware ha sido conectado de manera correcta podemos empezar a hacer
el programa para poder mover el servomotor a través del TIA PORTAL.
Lo primero que debemos de hacer después de crear el proyecto y seleccionar la CPU que
usaremos, S7-1214 DC/DC/DC, es añadir un objeto tecnológico, en la sección MOTION &
TECHNOLOGY, seleccionaremos MOTION CONTROL y en esa opción el comando
TO_Axis_PTO.
Imagen 025

Ahora que tenemos configurado tanto la CPU así como el controlador, podemos empezar a
programar los comandos para el movimiento del motor. Para ello comenzaremos asignado el
nombre a las variables que vamos a usar como se muestra en la imagen.
Imagen 026
Con las variables ya determinadas ya podemos estructurar nuestro programa, constará del
Main[OB1] y dos bloques de función, FC_1 MOTION BLOCKS y FC_MOTION COMAND TABLE.
Estos dos bloques son llamados siempre desde el Main y cada uno de ellos cumple una
función distinta, basta con copiarlos y cambiar los parámetros para poder mover otro eje
distinto dentro del mismo programa.
FC_1 MOTION BLOCKS
En este bloque se encuentran todos los boques necesarios para controlar el movimiento del
servomotor a voluntad del operario.
Siempre que incluyamos una instrucción o bloque de MOTION CONTROL, debemos de
especificar para el eje que queremos dicha instrucción, mediante la entrada AXIS que
contiene cada bloque.

Durante la descripción veremos que la mayoría de bloques tiene una salida disponible
llamada ERROR, esta salida se activa cada vez que se produce cualquier tipo de incidencia
que impida el funcionamiento normal del servomotor, emitiendo una señal digital a la salida
Q0.2 del autómata. Estos bloques también disponen de una salida de error analógica, por la
cual mirando el valor de la salida podremos diagnosticar el fallo que se ha producido.
A continuación describiremos cada bloque y su función.
MC_POWER
Imagen 027
La primera instrucción o bloque es el MC_Power, cuando se le da la orden de activarse esta
función habilita el motor para su funcionamiento, si esta instrucción no está activa el resto
de bloques no funcionan. Para ello debemos de dar la señal por la entrada ENABLE a través
de la entrada I0.3. Cuando el motor esta activado la salida STATUS dará señal a la salida
Q0.3.

MC_RESET
Imagen 028
La instrucción reset nos permite devolver el motor a una posición preconfigurada si
activamos la entrada I0.4 del autómata. Tenemos que tener en cuenta que si estamos
ejecutando otra instrucción o no ha sido subsanado el error el programa no ejecutara la
instrucción reset.
MC HOME
Imagen 029
Mediante la orden HOME mandamos al eje a una posición que nosotros hayamos
configurado en el parámetro POSITION de dicha función. Esta instrucción es muy importante
debido a que el resto de movimientos y posiciones se determinaran gracias a la posición de
origen que nosotros hayamos fijado. Si no configuráramos este parámetro y no mandamos
el motor a HOME al inicio del funcionamiento de la maquina el resto de posiciones y lecturas
del encoder serian erróneas. Para mover el servomotor a dicha posición debemos de activar
la entrada I0.5.

MC MOVE ABSOLUTE
Imagen 030
Esta instrucción nos permite mover nuestro eje con referencia a la posición HOME, de ahí
que sea imprescindible que nuestro servomotor esta primeramente en esta posición ya que
determinara el resto.
Para poder configurar esta posición absoluta se dispone de la entrada analógica ID64 que
nos permite regular la consigna de posición y también de la entrada analógica ID68 que nos
permite regular la velocidad del desplazamiento.

MC MOVE RELATIVE
Imagen 031
Esta instrucción nos permite mover nuestro servomotor de manera relativa, es decir sin
necesidad de darle una posición de referencia HOME, el inconveniente de esta instrucción es
que no tenemos ninguna referencia a la hora de dar una consigna. Mediante la entrada I0.7
ejecutamos dicha instrucción y mediante las entradas analógicas de posición y velocidad
configuramos dichos parámetros.
MC MOVE VELOCITY
Imagen 032
Dicha instrucción nos permite mover el servomotor de forma continua a la velocidad fijada
en el parámetro VELOCITY mediante la entrada analógica ID68, activando la entrada I1.2.

MC MOVE JOG
Imagen 033
Esta es la función que nos permite poner a punto nuestro servomotor, mediante la entrada
I1.3 movemos nuestro eje en sentido positivo y mediante la entrada I1.4 en sentido negativo
a la velocidad marcada por el parámetro de velocidad que cambiamos mediante la entrada
analógica ID68. Gracias a esta instrucción podemos ver si nuestro eje ha sido montado
correctamente y ver si los finales de carrera han sido posicionados de la manera adecuada.

MC HALT
Imagen 034
Con esta instrucción detenemos nuestro eje, deteniendo cualquier otra orden que se esté
ejecutando. Accionando la entrada I1.5 el eje se detiene de la manera que hayamos fijado en
cualquier posición.
Estos son todos los bloques que encontramos en nuestro FC1, pero aun nos queda otra
función de nuestro programa que se encuentra en el FC_MOTION CONTROL TABLE.
MC COMMAND TABLE
Imagen 035

Gracias a la tabla de peticiones, podemos reunir en una sola instrucción un conjunto de
movimientos para que nuestro eje se mueva de manera continua y automática a través de
dicha secuencia de órdenes. Para ello basta con accionar la entrada I1.6.
Estas que hemos visto son todas las instrucciones que integran nuestro programa, pero no
basta con poner las funciones también hay que configurar tanto el eje como la tabla de
variables de la manera que se explica a continuación.
CONFIGURACION DEL EJE
El TIA PORTAL nos permite configurar todos los parámetros de nuestro eje, pero a
continuación explicaremos la configuración básica que nos permite accionarlo, el resto de
parámetros siempre pueden ser modificados por el usuario si lo creyese conveniente cuando
realiza la puesta en marcha del servomotor.
imagen 036
Lo primero que se debe hacer es seleccionar la salida del generador de pulsos, en nuestro
caso la 1, y el programa ya configura el resto de parámetros.
Una vez configurado esto, necesitamos configurar tanto las señales de accionamiento como
la vigilancia de la posición del eje.

Imagen 037
En nuestro caso conectamos a la salida Q0.4 la salida que habilita al servomotor para que
pueda moverse como nosotros queramos y a la entrada I1.1 la señal para que se pueda dar
la habilitación al motor.
Ahora que nuestro servomotor tiene configurados los accionamientos necesitamos saber en
qué punto se encuentra para que los movimientos sean exactos, por eso tenemos que
configurar los parámetros de vigilancia de posición.
Imagen 038
En nuestro caso vamos a controlar la posición tanto por finales de carrera físicos, HW, como
mediante el software, SW, gracias al encoder que incorpora nuestro servomotor.
Los finales de carrera físicos los hemos cableado a las entradas I0.1 e I0.2, que debemos de
indicárselo en esta sección de la configuración. Aquí también se especifican los valores para
controlar mediante el encoder las posiciones más extremas, pero esos valores deben ser
especificados durante la puesta en marcha.
Una vez que tengamos configurados estos parámetros debemos de determinar el sistema de
referencia que vamos a utilizar.

Imagen 039
Lo primero que debemos hacer es determinar qué entrada nos dará nuestro punto de
referencia, en nuestro caso I0.0. Con nuestro punto de referencia tomado, debemos de
seleccionar la manera en que nuestro se moverá con respecto a él.
Imagen 040
Para ello debemos de entrar en el parámetro referenciar, en la sección Activo. En este
parámetro se nos muestra el diagrama de movimiento de nuestro eje, con el punto de
referencia HOME, nuestro eje se aproximará hacia él de la manera que se nos muestra en el
grafico.
Nuestro eje ya está configurado para poder moverse y hacer una puesta a punto para
configurar los parámetros que no hemos visto, pero como veíamos antes podemos usar una
tabla de peticiones que también debemos de configurar para que se pueda mover de
manera automática.

CONFIGURACION DE LA TABLA DE COMANDOS
Los parámetros básicos de la tabla nos los configura por defecto y no es necesario
modificarlos. Pero los parámetros avanzados si los debemos de modificar.
Imagen 041
Debemos de seleccionar primeramente el eje que queremos gobernar desde esta tabla, en
nuestro caso el Eje_1.
Imagen 042
Posteriormente debemos de determinar la aceleración y deceleración que alcanzara nuestro
eje mientras se aproxima a los puntos de consigna.

Imagen 043
Y por ultimo seleccionaremos tanto la velocidad máxima como también las posiciones
extremas que tomara nuestro eje.
De esta manera mediante el programa que hemos hecho junto con la configuración del eje
así como de la tabla de peticiones seremos capaces de mover y controlar la posición de un
servomotor a través del controlado r SINAMICS V60 y el autómata S7-1214 DC/DC/DC.

7. PRESUPUESTO
7.1 Presupuesto para el sistema de control del robot:
Cantidad Descripción Marca Referencia Precio
1 Pulsador rasante verde,1 NA SIEMENS 3SB3202-0AA41 7,37
1
Pulsador rasante rojo, 1 NC
SIEMENS
3SB3203-0AA21 7,37
1
Lámpara de señalización
completa c/LED, plástica,
IP66, 24VCA/CC, ROJA
SIEMENS 3SB3244-6AA20 12,14
1
Lámpara de señalización
IP66, 24VCA/CC, VERDE
1
CPU 1214 FC, CPU
COMPACTA, DC/DC/DC, E/S
INTEGRADAS: 14 DI 24V DC;
10 DO 24 V DC; 2 AI 0 - 10V
DC, ALIMENTACION: DC 20,4
- 28,8 V DC, MEMORIA DE
PROGRAMA/DATOS 125KB
SIEMENS 6ES7214-1AF40-0XB0 293,00
Total 332,02 €

7.2 Presupuesto para el sistema de control del servomotor
Cantidad Descripción Marca Referencia Precio
11 Pulsador rasante verde, 1 NA SIEMENS 3SB3202-0AA41 81,07
1 Pulsador rasante rojo, 1 NC SIEMENS 3SB3203-0AA21 7,37
1 Lámpara de señalización
IP66, 24VCA/CC, ROJA
IP66, 24VCA/CC, VERDE
IP66, 24VCA/CC, AMARILLA
1 CPU 1214 FC, CPU
COMPACTA, DC/DC/DC, E/S
INTEGRADAS: 14 DI 24V DC;
10 DO 24 V DC; 2 AI 0 - 10V
DC, ALIMENTACION: DC 20,4
- 28,8 V DC, MEMORIA DE
PROGRAMA/DATOS 125KB
SIEMENS 6ES7214-1AF40-0XB0 293,00
1 SERVOMOTOR SINCRONO
1FL5 - 4NM - Chaveta con
Freno
SIEMENS 1FL5060-0AC21-0AB0 241,83
1 SINAMICS V60, CPM60.1 SIEMENS 6SL3210-5CC17-0UA0 412,42
Total 1072,11 €

8. BIBLIOGRAFÍA
Real Academia Española de la Lengua
http://www.rae.es/
Actualidad y Recursos sobre Automatización
http://www.infoplc.net/
Manual de sistema, Controlador Programable
Siemens S7-1200
Manual del servomotor Sinamics V60
Manual Motion control Siemens
Manual Robot Mitsubishi MELFA RV-2SDB

10. PROGRAMACIONES
Se anexan a continuación los programas para ambos sistemas de control, realizados con el
software de siemens TIA Portal V13.

Totally Integrated
Automation Portal
ENCODER ABSOLUTO / PLC_1 [CPU 1214C DC/DC/DC] / Bloques de programa
Main [OB1]
Main Propiedades
General
Nombre Main Número 1 Tipo OB Idioma KOP
Numeración automática
Información
Título "Main Program Sweep (Cy‐
cle)"
Autor Comentario Familia
Versión 0.1 ID personaliza‐
da
Main
Nombre Tipo de datos Valor predet.
Temp
Constant
Segmento 1:
"Tag_2"
%I1000.0%I1000.0
"Tag_4"
%M0.0%M0.0
Segmento 2:

Totally Integrated
Automation Portal
"Tag_5"
%I1000.1%I1000.1
"Tag_4"
%M0.0%M0.0
"Tag_6"
%M0.1%M0.1
"Tag_5"
%I1000.1%I1000.1
"Tag_4"
%M0.0%M0.0
Segmento 3:
"Tag_7"
%I1000.2%I1000.2
"Tag_6"
%M0.1%M0.1
"Tag_8"
%M0.2%M0.2
"Tag_7"
%I1000.2%I1000.2
"Tag_6"
%M0.1%M0.1
Segmento 4:
"Tag_9"
%I1000.3%I1000.3
"Tag_8"
%M0.2%M0.2
"Tag_10"
%M0.3%M0.3
"Tag_9"
%I1000.3%I1000.3
"Tag_8"
%M0.2%M0.2
Segmento 5:

Totally Integrated
Automation Portal
"Tag_11"
%I1000.4%I1000.4
"Tag_10"
%M0.3%M0.3
"Tag_12"
%M0.4%M0.4
"Tag_11"
%I1000.4%I1000.4
"Tag_10"
%M0.3%M0.3
Segmento 6:
"Tag_13"
%I1000.5%I1000.5
"Tag_12"
%M0.4%M0.4
"Tag_14"
%M0.5%M0.5
"Tag_13"
%I1000.5%I1000.5
"Tag_12"
%M0.4%M0.4
Segmento 7:
"Tag_15"
%I1000.6%I1000.6
"Tag_14"
%M0.5%M0.5
"Tag_17"
%M0.6%M0.6
"Tag_15"
%I1000.6%I1000.6
"Tag_14"
%M0.5%M0.5
Segmento 8:

Totally Integrated
Automation Portal
"Tag_16"
%I1000.7%I1000.7
"Tag_17"
%M0.6%M0.6
"Tag_18"
%M0.7%M0.7
"Tag_16"
%I1000.7%I1000.7
"Tag_17"
%M0.6%M0.6
Segmento 9:
"Tag_19"
%I1001.0%I1001.0
"Tag_18"
%M0.7%M0.7
"Tag_20"
%M1.0%M1.0
"Tag_19"
%I1001.0%I1001.0
"Tag_18"
%M0.7%M0.7
Segmento 10:
CONV
toInt Real
"Tag_27"
%MW0%MW0
"Tag_28"
%MD2%MD2
EN
IN
ENO
OUT
toInt Real
Segmento 11:

Totally Integrated
Automation Portal
"Bloque_1"
%FC1%FC1
EN ENO

Totally Integrated
Automation Portal
ENCODER ABSOLUTO / PLC_1 [CPU 1214C DC/DC/DC] / Bloques de programa
Bloque_1 [FC1]
Bloque_1 Propiedades
General
Nombre Bloque_1 Número 1 Tipo FC Idioma KOP
Información
Título Autor Comentario Familia
da
Bloque_1
Input
Output
InOut
Temp
Constant
Return
Bloque_1 Void
Segmento 1:
PID_Compact
"Tag_30"
%M2.0%M2.0
"PID_Compact_1"
%DB2%DB2
"POSICION"
%ID67%ID67
"Tag_28"
%MD2%MD2
W#16#0
...
...
...
...
...
EN
Setpoint
Input
Input_PER
ENO
Output
Output_PER
Output_PWM
State
Error

Totally Integrated
Automation Portal
Segmento 2:
S
"MOTOR ON"
%I0.2%I0.2
"Tag_30"
%M2.0%M2.0
Segmento 3:
R
"MOTOR OF"
%I0.3%I0.3
"Tag_30"
%M2.0%M2.0
Segmento 4:
"Tag_30"
%M2.0%M2.0 "MOTOR
FUNCIONANDO"
%Q0.1%Q0.1
Segmento 5:
"Tag_30"
%M2.0%M2.0
"MOTOR PARADO"
%Q0.2%Q0.2

Totally Integrated
Automation Portal
SERVOMOTOR SINAMICS V60 / PLC_1 [CPU 1214C DC/DC/DC] / Bloques de programa
Main [OB1]
Main Propiedades
General
Nombre Main Número 1 Tipo OB Idioma KOP
Información
Título "Main Program Sweep (Cy‐
cle)"
Autor Comentario Familia
da
Main
Temp
Constant
Segmento 1:
"FC_1 MOTION BLOCKS"
%FC1%FC1
EN ENO
Segmento 2:
"FC_ MOTION CONTROL
COMAND TABLE"
%FC4%FC4
EN ENO

Totally Integrated
Automation Portal
FC_1 MOTION BLOCKS [FC1]
FC_1 MOTION BLOCKS Propiedades
General
Nombre FC_1 MOTION BLOCKS Número 1 Tipo FC Idioma KOP
Información
da
FC_1 MOTION BLOCKS
Input
Output
InOut
Temp
Constant
Return
FC_1 MOTION BLOCKS Void
Segmento 1:

Totally Integrated
Automation Portal
MC_Power
"MC_Power_DB"
%DB2%DB2
"Eje_1"
%DB1%DB1
"MOTOR ON"
%I0.3%I0.3
0
"MOTOR OK"
%Q0.3%Q0.3
...
"ERROR"
%Q0.2%Q0.2
...
...
EN
Axis
Enable
StopMode
ENO
Status
Busy
Error
ErrorID
ErrorInfo
Segmento 2:
MC_Reset
"MC_Reset_DB"
%DB3%DB3
"Eje_1"
%DB1%DB1
"RESET"
%I0.4%I0.4
...
"ERROR"
%Q0.2%Q0.2
EN
Axis
Execute
ENO
Done
Error
Segmento 3:

Totally Integrated
Automation Portal
MC_Home
"MC_Home_DB"
%DB4%DB4
"Eje_1"
%DB1%DB1
"HOME"
%I0.5%I0.5
0.0
0
...
"ERROR"
%Q0.2%Q0.2
EN
Axis
Execute
Position
Mode
ENO
Done
Error
Segmento 4:
MC_MoveAbsolute
"MC_
MoveAbsolute_
DB"
%DB5%DB5
"Eje_1"
%DB1%DB1
"MOV.ABSOLUTO"
%I0.6%I0.6
"POSICION"
%ID64%ID64
"VELOCIDAD"
%ID68%ID68
...
"ERROR"
%Q0.2%Q0.2
EN
Axis
Execute
Position
Velocity
ENO
Done
Error
Segmento 5:

Totally Integrated
Automation Portal
MC_MoveRelative
"MC_
MoveRelative_
DB"
%DB6%DB6
"Eje_1"
%DB1%DB1
"MOV.RELATIVO"
%I0.7%I0.7
"POSICION"
%ID64%ID64
"VELOCIDAD"
%ID68%ID68
...
"ERROR"
%Q0.2%Q0.2
EN
Axis
Execute
Distance
Velocity
ENO
Done
Error
Segmento 6:
MC_MoveVelocity
"MC_
MoveVelocity_
DB"
%DB7%DB7
"Eje_1"
%DB1%DB1
"MOV.CONTINUO"
%I1.2%I1.2
"VELOCIDAD"
%ID68%ID68
false
...
...
EN
Axis
Execute
Velocity
Current
ENO
InVelocity
Error
Segmento 7:

Totally Integrated
Automation Portal
MC_MoveJog
"MC_MoveJog_
DB"
%DB8%DB8
"Eje_1"
%DB1%DB1
"PUESTA EN
SERVICIO +"
%I1.3%I1.3
"PUESTA EN
SERVICIO -"
%I1.4%I1.4
"VELOCIDAD"
%ID68%ID68
...
"ERROR"
%Q0.2%Q0.2
EN
Axis
JogForward
JogBackward
Velocity
ENO
InVelocity
Error
Segmento 8:
MC_Halt
"MC_Halt_DB"
%DB9%DB9
"Eje_1"
%DB1%DB1
"PARO"
%I1.5%I1.5
...
...
EN
Axis
Execute
ENO
Done
Error

Totally Integrated
Automation Portal
FC_ MOTION CONTROL COMAND TABLE [FC4]
FC_ MOTION CONTROL COMAND TABLE Propiedades
General
Nombre FC_ MOTION CONTROL CO‐
MAND TABLE
Número 4 Tipo FC Idioma KOP
Información
da
FC_ MOTION CONTROL COMAND TABLE
Input
Output
InOut
Temp
Constant
Return
FC_ MOTION CONTROL COMAND TABLE Void
Segmento 1:

Totally Integrated
Automation Portal
MC_CommandTable
"MC_
CommandTable_
DB"
%DB10%DB10
"Eje_1"
%DB1%DB1
"Tabla de
peticiones_1"
%DB11%DB11
"PRECONFIGURACI
ON"
%I1.6%I1.6
...
"ERROR"
%Q0.2%Q0.2
EN
Axis
CommandTable
Execute
ENO
Done
Error

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