Módulo PLC Completo

DIPLOMADO EN INSTRUMENTACIN Y AUTOMATIZACIN DE PROCESOS INDUSTRIALESMDULO DE CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES (PLC)

PLC, LEGA, Enero, 2009



Ligdimar E. Gonzlez A.

Ingeniero en Electrnica (Universidad Rafael Belloso Chacn)

4 semestres aprobados en la Maestra de Ingeniera de Control y

Automatizacin de Procesos (Universidad Rafael Belloso Chacn)

Experiencia en Sistemas de Instrumentacin, Automatizacin y Control

Industrial

Contactos: 0414-505 6639, e-mail: [email protected]

www.i-soluciones.net.ve

Facilitador



Presentacin

Mi nombre es

Me ocupo de .

Mis expectativas/inters referentes al curso son



Examen Final 10 Puntos

Proyecto 10 Puntos

EVALUACION



Objetivos

Presentar el origen del PLC y su desarrollo, describir los componentes yel funcionamiento de un PLC, describir los lenguajes de programacinutilizados y realizar ejercicios prcticos con programacin escalera,describir los diferentes mdulos de entrada y salida.



Contenido

Mdulo I

Mdulo II

Mdulo III

Diagrama escalera Herramientas de diseo

Seales analgicas Sesin prctica

Introduccin a los PACs Revisin de proyectos

Mdulo IV

Origen y desarrollo del PLC y su importancia en la industria,empresas lderes del mercado.

Definicin, clasificacin y ventajas y desventajas de los PLCs. Descripcin de los componentes y funciones de un PLC. Sistemas de entradas y salidas tpicas. Indicacin de tarjetas. Direccionamiento de los datos. Lenguajes de programacin.



Contenido Mdulo I

Mdulo I





Historia

Por requerimientos de la industria y ante los avances que se tenan conelementos de estado slido como son los semiconductores, y con el fin dereducir el costo asociado a los sistemas basados en rels, la divisinHidromatic de la General Motors identific e individualiz ciertas caractersticasque deberan cumplir el o los componentes que en el futuro reemplazaras a losrels. Estas son:

1. Ser flexible como un computador2. Fcil de operar y mantener3. Capaz de operar y resistir ambientes industriales adversos4. Facilidad de programacin5. Capacidad de cambiar su aplicacin (reorientar)



Historia

Bedford Associates, liderada por Richard Morley, propuso algo denominadoControlador Digital Modular (MODICON, Modular Digital CONtroler). Con unacapacidad de 255 entradas/salidas, una memoria de 4KB y un peso de 46 Kg.El Modicon 084 result ser el primer PLC del mundo en ser producidocomercialmente. Otras compaas propusieron a la vez esquemas basados enordenador, uno de los cuales estaba basado en el PDP-8.

Richard E. Morley

Arquitectura de PLC MODICON 084



Historia

Aos ms tarde, la firma Allen Bradley iniciaba la produccin de sus propiosequipos, dndole al nombre de PLC (Programmable Logic Controller). Estenombre se universalizara como denominacin de los controladores lgicosprogramables.

El Dr. Odo J. Struger, de origen Austriaco, considerado como el padre de losPLCs, trabaj para la empresa Allen Bradley durante 40 aos y colaboractivamente en el desarrollo del estndar IEC 1131-3 ahora conocido como IEC61131.



ABBAllen-Bradley AutomationDirectCegelec/ALSTOMElsag BaileyEntertronFesto/Beck ElectronicFisher & PaykelFuji ElectricGE-Fanuc Gould/Modicon Hitachi KeyenceKirchner SoftKlockner-Moeller KoyoLG Industrial Systems

MicroconsultantsMitsubishi ModiconMoore ProductsMotorolaOmron SamsungSchleicher Schneider Automation SharpSiemens SoftPLCTele-DenkenToshiba TriconexYokogawa

Lderes del Mercado



Contenido Mdulo I

Mdulo I





Definicin

Un PLC (Controlador Lgico Programable) es undispositivo que fue desarrollado para reemplazarlos circuitos secuenciales de relevadores para elcontrol de mquinas.

Un PLC se define como una computadora especializada, diseada paracontrolar procesos en ambientes industriales operando en tiempo real.

Un autmata programable industrial (API) conocidotambin como PLC es un equipo electrnico de controlcon un cableado interno (hardware), independientementedel proceso a controlar, que se adapta a dicho procesomediante un programa especfico (software) que contienela secuencia de operaciones a realizar. Estasoperaciones se definen sobre las seales de entrada ysalida al proceso.



Definicin

PLC

PROCESO

CONTROLSUPERVISIN

PLC. Sistema electrnico de funcionamiento digital, diseado para serutilizado en un entorno industrial, que utiliza una memoria programable parael almacenamiento interno de instrucciones orientadas al usuario, para larealizacin de funciones especficas tales como enlaces lgicos,secuenciacin, temporizacin, recuento y clculo. De igual forma paracontrolar, a travs de entradas y salidas digitales o analgicas, diversos tiposde mquinas o procesos.



Definicin

La caracterstica ms importante del PLC es la capacidad de cambiar rpiday fcilmente.

Los programas puede ser reemplazado o modificado tantas veces como serequiera para adaptarlo a los cambios de las lneas de produccin, cambiosde procedimientos, incorporacin de nuevas maquinarias, etc.



Clasificacin de los PLCs

Por su construccin:

Compacto Modular




Por su capacidad:

Nivel 1 Nivel 2

Control de variables discretas ypocas analgicas.

Operaciones aritmticas ycapacidad de comunicacinelementales.

Control de variables discretas yanalgicas.

Matemticas de punto flotante. E/S inteligentes. Conexin en red. Gran capacidad de manejo de

datos analgicos y discretos.




Por la cantidad de E/S:

microPLC: hasta 64 E/S PLC pequeo: entre 65 a 255 E/S

PLC mediano: entre 256 a 1023 E/S PLC grande: ms de 1024 E/S




Por la cantidad de E/S:

microPLC: hasta 64 E/S PLC pequeo: entre 65 a 255 E/S

PLC mediano: entre 256 a 1023 E/S PLC grande: ms de 1024 E/S

IMPORTANTE.Para un proceso hay que tomar en cuenta las E/S y la memoria del PLC para nunca

utilizar todos los recursos del PLC.



Ventajas

No es necesario dibujar los esquemas de contacto. No es necesario simplificar ecuaciones lgicas, dada su gran capacidad de

memoria. La cantidad de materiales es reducida. Posibilidad de cambios sin cablear de nuevo. Mnimo espacio. Menos costo de mano de obra por instalacin. Economa en el mantenimiento. Posibilidad de controlar varias mquinas con un PLC. Rapidez para puesta en marcha. Reorientacin si la mquina se elimina.



Desventajas

Es necesario adiestrar a los tcnicos. Costo inicial. Es preciso que el proyectista lo conozca tanto en su amplitud como en sus

limitaciones.



Contenido Mdulo I

Mdulo I





Componentes Hardware

Rack

Fuente de alimentacin

CPU

Perifricos:

Mdulos digitales de entrada y salida

Mdulos analgicos de entrada y salida

Mdulos de comunicaciones



Arquitectura

Mdulo Especiales: tarjeta de comunicaciones especiales como comunicacin en red, dispositivos maestro-esclavo, entre otros



Rack

Rack. Es un envolvente individual y compacto para el procesador, losmdulos de fuente de alimentacin, los mdulos adaptadores de E/Sremotas y local extendido y los mdulos de E/S.La ranura del extremo izquierdo del chasis de E/S est reservada para elprocesador.

Al seleccionar un chasis se debe tener encuenta:

Cuando se determine el nmeromximo de E/S es una aplicacin, sedebe considerar las ranuras de E/Sdedicadas a los mdulos de fuente dealimentacin, mdulos decomunicaciones y otros mdulos de E/Sinteligentes. Dejar espacio para futuras adicionesde mdulos de E/S al chasis.



Fuente de Alimentacin

Fuente de Poder. Es la encargada de tomar la energa elctrica de laslneas, transformarla, rectificarla, filtrarla y regularla para entregar la tensinrequerida para el correcto funcionamiento del controlador.

Pueden ser externas o internas.



Mdulo CPU

CPU. Es la unidad principal de coordinacin de todas las funciones orecursos de los distintos mdulos perifricos, mdulos de E/S, mdulos decomunicaciones, mdulos de memoria y fuente de alimentacin.

Funciones del Procesador

Chequeo y diagnstico del sistema. Control de los buses de E/S. Ejecucin del programa del usuario. Control de la lgica y aritmtica. Control del sub-sistema decomunicaciones.



Memoria del PLC

La memoria de las CPUs est dividida en tres reas:

Memoria del PLC

Memoria ejecutiva dinmica:

- RAM, integrada o en Memory Card.

- Partes del programa no indispensable para la ejecucin (software del fabricante)

Memoria ejecutivaremanente:

- EEPROM, en Memory Card o integrada en CPU

- Memoria temporal

- Firmware del sistema

Memoria programa del usuario:

- RAM

- Partes del programa relevantes para la ejecucin.

Memoria de tablas de datos:

- RAM

- Imagen o tabla de datos de E/S.

- Marcas, temporizadores y contadores.

-Pila de datos locales.

-Pila de interrupcin.



Mdulos de Entradas y Salidas

Entradas

Sensores Interruptores y pulsadores Sensores de aproximacin Limits switches Interruptores de presin Otros

Salidas

Vlvulas Solenoides Motores Actuadores Bombas Otros



Video de Festo



Procesamiento Cclico del Programa



Trabajo del PLC

PII: Imagen del proceso de entrada (Process Image Input)PIQ: Imagen del proceso de salida (Process Image Output)



Trabajo del PLC



Contenido Mdulo I

Mdulo I





Sistema de Entrada y Salida

Dispositivos Discretos. Son dispositivos de entrada o salida que proveen oque reciben seales digitales discretas. Una seal discreta puede reportar solodos estados tal como ON/OFF.

Entrada Salida




Dispositivos Analgicos. Son dispositivos de entrada o salida que proveen oque reciben seales analgicas. Las seales analgicas son continuas ypueden tener cualquier nmero de estados.

Entrada Salida




Los dispositivos de entrada/salida se conectan al procesador y aseguran el ajuste de las seales en trminos de corriente o voltaje de los diferentes

circuitos. Provee adems filtrado de las perturbaciones elctricas.




Entradas y Salidas Digitales:

Los mdulos de E/S digitales estndisponibles con 4, 8, 16 32 canalesy en una amplia variedad de voltajesde E/S.

Tambin hay mdulos combinadosdisponibles con 2 entradas y 2salidas, 4 entradas y 4 salidas, 6entradas y 6 salidas.

Los mdulos de salida estndisponibles con salidas AC, DC y detipo contacto de rel.

Los bloques de terminales extrablespermiten sustituir los mdulos sinvolver a cablearlos (no estndisponibles en todos los mdulos).




Surtidor/Drenador: describe el flujo de la corriente entre el mdulo E/S y el dispositivo de campo.

Entradas y Salidas Digitales:

Mdulos Surtidores E/S: alimentan con corriente a losdispositivos de campo drenadores.

Mdulos Drenadores E/S: son accionados por undispositivo de campo surtidor de corriente.




Entradas y Salidas Analgicas:

Los mdulos de E/S analgicas seencuentran disponibles de 4, 8, 16 entradasy 4, 8 salidas, tambin existen mdulosmixtos de 2 entradas y 2 salidas.

Tienen entradas de corriente o voltajeseleccionable por el usuario, bloquesterminales extrables.

Salidas de alta resolucin que proporcionanun control preciso de las salidasanalgicas.

Filtro de entrada en los mdulos queproporcionan una alta inmunidad al ruidoelectrnico o una rpida respuesta deentrada para aplicaciones de alta velocidad.




Entradas y Salidas Analgicas:

Se puede configurar cada canal de entrada analgica para voltaje o corriente. El usuario solamente debe ubicar los interruptores (DIP) en el

mdulo y posicionarlos para la aplicacin.




Arreglo de Entradas y Salidas:

I/O Local. Todas las entradas y salidas se encuentran en el mismo rack con elprocesador y la fuente de alimentacin elctrica.




Arreglo de Entradas y Salidas:

I/O Local Extendido. Puede configurar un sistema con uno, dos o tres chasislocales, para alcanzar un total mximo de 30 E/S o mdulos de comunicacinlocales.Puede conectar varios chasis locales entre s con cables de interconexin dechasis a fin de extender las lneas de seal de backplane de un chasis a otro.



Contenido Mdulo I

Mdulo I





CPU Interruptor de Llave

Indicacin de Tarjetas

El CPU tiene un interruptor llavecon el cual se controla laejecucin del programa. Tienetres condiciones:

RUN REM PROG



CPU Interruptor de Llave




CPU - RUN


El led de RUN se encuentra encendido(verde) cuando el procesador seencuentra en modo RUN y no existe unafalla mayor en el procesador.

Cuando el led de RUN se encuentraapagado:

El procesador no se encuentra enmodo RUN. La llave se encuentra en PROG. La llave se encuentra en REM y elprocesador remoto en PROG.



CPU - FLT


El led FLT (falla) se encuentra apagadocuando:

El procesador no se encuentraencendido. No existe una falla mayor.

El led FLT se encuentra encendido (rojo)cuando:

Error en la memoria del CPU. Falla en el modulo de la memoria. Falla en la alimentacin o en elCPU. Falla en el firmware del procesador.

El led FLT se encuentra parpadeando(rojo) cuando:

Condicin inicial al encender. Una falla mayor detectada en elhardware/software. Perdida de la memoria RAMdurante una baja de voltaje. Falla de comunicacin.



CPU - BATT


El led de BATT (batera) se encuentraapagado cuando:

El procesador no se encuentreenergizado. El voltaje de la batera seaaceptable.

El led de BATT se encontrar encendidocuando:

El voltaje de la batera sea bajo(parpadea FLT).



CPU - FORCE


El led de FORCE (forzados) estar apagadocuando:

El procesador se encuentredesenergizado. No existe forces en el programa.

El led de FORCE se encontrar encendido(naranja) cuando:

Exista forces en el programa. Los forces se encuentren habilitados.

El led de FORCE estar parpadeando (naranja)cuando:

Exista forces en el programa. Los forces no se encuentren habilitados.



CPU Comunicaciones


Los leds de comunicaciones estarn apagadoscuando:

El procesador se encuentra desenergizado. No se ha detectado comunicaciones en elpuerto. El canal de comunicaciones se encuentraapagado. El canal de comunicaciones se encuentradaado (parpadeando FLT).

Los leds de comunicaciones se encuentranencendidos cuando:

Se ha detectado comunicacin en el puerto.



CPU Comunicaciones


Los leds del puerto de comunicaciones seencuentran parpadeando cuando:

Se realiza una prueba de comunicacionesen el puerto. Se detecta un nodo duplicado. Parmetros inapropiados en el canal.



Tarjetas de Entrada


Los leds en los mdulos de entradas: Se encuentran iluminados cuando eldispositivo de campo cableado en esaentrada se encuentra activo y la energa esaplicada al correspondiente terminal. Los leds responden al dispositivo de camposin importar el modo de operacin delprocesador, mientras que el rack seencuentre energizado. Los forces en las entradas no afectarn enel status de los leds, los mismos soncontrolados por el dispositivo de campo.



Tarjetas de Salida


Los leds en los mdulos de salida: Se encuentran iluminados cuando elprocesador enva a encender el dispositivo decampo cableado al correspondiente terminal. Los leds responden solamente cuando elprocesador se encuentra en modo RUN. Los forces en las salidas anulan lascondiciones colocadas en el procesador.



Contenido Mdulo I

Mdulo I





Direccionamiento de los Datos

Los datos de entrada se indican con I, mientras que los datos de salidacon O.

Se emplea dos puntos (:) como delimitador de archivo. Se incluye el nmero del grupo o slot en donde se encuentre el dato de

entrada/salida. Se utiliza una barra diagonal (/) como delimitador. Se coloca seguidamente la ubicacin del bit.

Direccin de imagen de entrada/salida digitales:

Bit menos significativo

Los datos de entrada/salida discretosprovenientes de campo se realizanusando grupos de bits. Este grupo debits se le llama palabra o registro y eltamao generalmente es de 16 bits.

Bit ms significativo

Caso: Allen Bradley




Direccionamiento Entradas Digitales

I por ser un dato de entradaNo. slot de la tarjeta de entrada

No. de la ubicacin del dato en la tarjeta

I10

Slot 0. CPU

Slot 1. Tarjeta Discreta

I:1/0

Caso: Allen Bradley




Direccionamiento Salidas Digitales

O por ser un dato de salidaNo. slot de la tarjeta de salida


O22

Slot 0. CPU

Slot 2. Tarjeta Discreta

O:2/2

Caso: Allen Bradley




Los datos de entrada se indican con I, mientras que los datos de salidacon O.

Se emplea dos puntos (:) como delimitador de archivo. Se incluye el nmero del grupo o slot en donde se encuentre el dato de

entrada/salida. Se utiliza un punto (.) como delimitador. Se coloca la ubicacin exacta del dato dentro de la tarjeta de

entrada/salida.

Direccin de imagen de entrada/salida analgicas:

Caso: Allen Bradley




Direccionamiento Entradas Analgicas

I por ser un dato de entradaNo. slot de la tarjeta de entrada


I45

Slot 0. CPU

Slot 4. Tarjeta Analgica

I:4.5

Caso: Allen Bradley




Direccionamiento Salidas Analgicas

O por ser un dato de salidaNo. slot de la tarjeta de salida


O51

Slot 0. CPU

Slot 5. Tarjeta Analgica

O:5.1

Caso: Allen Bradley




Direccionamiento Lgico

Tipo de Archivo Identificador No. de ArchivoSalidas O 0

Entradas I 1Estados S 2

Bits B 3Temporizadores T 4

Contadores C 5Control R 6Entero N 7

Flotante F 8Caso: Allen Bradley





Caso: Allen Bradley

Tipo de archivoNo. de archivo

No. del elemento

N92

N9:2


No. del elemento

F105

F10:5

Dato Entero

Dato Flotante





Caso: Allen Bradley

Dato Bits


No. del elemento

B32

B3:2/10

No. del bit 10

Dato Contadores


No. del elemento

C59

C5:9.ACC

Bit mnemonic ACC





Caso: Allen Bradley




Ejercicio #1Cul es la direccin de una solenoide cableada en el terminal 1 de la tarjetade salida ubicada en el slot 4?

O:4/1 O:4//1 O:4.0/1 O:4.1/1




Ejercicio #2Cul es la direccin de un sensor de temperatura cableado en el canal 2 dela tarjeta de entrada analgica ubicada en el slot 3?

I:3.0/2 I:32 I:3/2 I:3.2




Ejercicio #3

Cul es la diferencia entre las tarjetas de salida 2, 3 y 6?

Las tarjetas 2 y 3 son discretasmientras que la 6 es analgica.

Ninguna Los slots 2 y 3 tienen 16 salidas

y el slot 6 tiene 8 salidas.




Ejercicio #4Cul es la direccin que se encuentra marcada en la tabla de datos desalida?

O:2/o O:2.0/0 O:2/0




Ejercicio #5

Cul es la diferencia entre la tarjeta de entrada del slot 5 y 10?

Ninguna El slot 5 es una tarjeta de

entrada discreta y el slot 10 esanalgica.




Ejercicio #6Cul es la direccin que se encuentra marcada en el archivo de dato B3?Seleccionar la direccin del bit y de la palabra.

B3:0/0 B3:O B3:0



Contenido Mdulo I

Mdulo I





Lenguajes de Programacin

Se le planteo a los ingenieros de software las siguientes inquietudes:

Cmo resolver la automatizacin de una industria Trabajando con diferentes PLC de fabricantes distintos Utilizando diferentes lenguajes de programacin Y que sea comprendido por ingenieros elctricos o personal de

mantenimiento de planta. Y que el fabricante del producto sea mejor que su ms directo competidor.

NORMA IEC 61131IEC: Comisin Electrotcnica Internacional




La norma IEC 61131 es el primer paso en la estandarizacin de los autmatasprogramables y sus perifricos, incluyendo los lenguajes de programacin quese deben utilizar. Esta norma se divide en cinco partes:

Parte 1. Vista General Parte 2. Hardware Parte 3. Lenguaje de programacin Parte 4. Guas de usuario Parte 5. Comunicacin




Ventajas de la norma IEC 61131:

Reduce el esfuerzo humano en entrenamiento, depuracin, mantenimientoy consultora.

Una vez que se aprende se puede utilizar en todos los sistemas. Posibilidad de crear software reutilizable, minimizando:

el tiempo de desarrollo, el esfuerzo de codificacin, los errores de compilacin y ejecucin.

Tcnicas de programacin usados en otros entornos no industriales. Coordina eficazmente diferentes componentes desde distintas

localizaciones, compaas o proyectos. Amplio campo de aplicacin. Aumenta la conectividad, facilita la distribucin del control.




Otra visin distinta de la parte 3 de lanorma (Lenguajes de Programacin)es dividir el estndar en dos partes:

Elementos Comunes Lenguajes de Programacin

Elementos Comunes Tipos de Datos Variables Configuracin, recursos y tareas Unidades de Organizacin dePrograma




Se definen cuatro lenguajes de programacin normalizados. Esto significa quesu sintaxis y semntica ha sido definida, no permitiendo particularidadesdistintas (dialectos). Una vez aprendidos se podr usar en una amplia variedadde sistemas basados en esta norma.

Literales Grficos

Lista de Instrucciones (IL)

Texto Estructurado (ST)

Diagrama de Bloques Funcionales(FBD)

Diagrama Contactos (LD)




Procede del alemn Anweisungliste, AWL. La lista de instrucciones es unlenguaje de bajo nivel, similar al lenguaje ensamblador. Con IL solo unaoperacin es permitida por lnea (por ejemplo: almacenar un valor en unregistro). Este lenguaje es adecuado para pequeas aplicaciones y paraoptimizar partes de una aplicacin.

Lista de Instrucciones (IL):




Es un lenguaje de alto nivel con orgenes en el Ada, Pascal y C, puede serutilizado para codificar expresiones complejas e instrucciones anidadas; estelenguaje dispone de estructuras para bucles (REPEAT-UNTIL; WHILE-DO),ejecucin condicional (IF-THEN-ELSE; CASE), funciones (SQRT,SIN,etc.).

Texto Estructurado (ST):




Es muy comn en aplicaciones que implican flujo de informacin o datos entrecomponentes de control. Las funciones y bloques funcionales aparecen comocircuitos integrados y es ampliamente utilizado en Europa.

Diagrama de Bloques Funcionales (FBD):




Tiene sus orgenes en los Estados Unidos. Est basado en la representacingrfica de la lgica de rels. Los smbolos de programacin se encuentranestandarizados y por medio del estndar IEC los smbolos han sidoracionalizados (se ha reducido su nmero).

Diagrama de Contactos (LD):



La lgica de escalera o ladder es el lenguaje de programacin ms usado parala programacin de PLC.

Fue el primero con el que se comenz a programar, de ah que presentegrandes semejanzas con los diagramas elctricos de escalera utilizados por lostcnicos anteriormente a la aparicin del controlador.


Diagrama Escalera:



Los conocimientos del programador. El problema a tratar. El nivel de descripcin del proceso La estructura del sistema de control La coordinacin con otras personas o departamentos

Los lenguajes estn interrelacionados y permiten su empleo para resolverconjuntamente un problema comn segn la experiencia del usuario.


Seleccin del Lenguaje de Programacin:



Cumplir todos los requerimientos de la Norma no es fcil, por eso se permitenimplementaciones parciales en varios aspectos. Esto hace referencia alnmero de lenguajes que soportan las herramientas de desarrollo disponiblesy al nmero de funciones y de bloques funcionales.

Muchos entornos de programacin actuales ofrecen aquello que se espera anivel de interface de usuario: uso de ratn, mens desplegables, pantallas deprogramacin grfica, mltiples ventanas, ayuda en lnea, verificacin duranteel diseo, etc. Debe hacerse notar que estos detalles no estn especificadosen la norma por lo que es una de las partes donde los proveedores puedendiferenciarse.


Implementaciones de la Norma:



Contenido Mdulo I

Mdulo I





Proyecto de PLC

1. Seleccionar un proceso que se pueda automatizar, puede ser industrial ode la vida diaria.

2. Describir cmo se lleva a cabo el proceso en la actualidad.3. Determinar las variables a controlar.4. Describir como se llevar a cabo la automatizacin.5. Realizar el diagrama escalera utilizando el programa Logixpro. El programa

debe cumplir las siguientes condiciones: Debe tener lgicas en serie y en paralelo. Debe tener contactos y bobinas. Debe tener por lo menos un contador. Debe tener por lo menos un temporizador.

Los grupos sern de dos personas mximo.Se deber entregar un informe y realizar una exposicin el ltimo da de clasesdel mdulo. Los mismos debern contener los puntos 2, 3, 4 y 5 anteriormentenombrado.



Contenido

Mdulo I

Mdulo II

Mdulo III




Mdulo IV


Definicin, clasificacin y ventajas y desventajas de los PLCs. Descripcin de los componentes y funciones de un PLC. Sistemas de entradas y salidas tpicas. Indicacin de tarjetas. Direccionamiento de los datos. Lenguajes de programacin



Resumen

Mdulo I






Ejercicio #1Cul es la direccin de una solenoide cableada en el terminal 1 de la tarjetade salida ubicada en el slot 4?

O:4/1 O:4//1 O:4.0/1 O:4.1/1




Ejercicio #2Cul es la direccin que se encuentra marcada en la tabla de datos desalida?

O:2/o O:2.0/0 O:2/0




Ejercicio #3Cul es la direccin que se encuentra marcada en el archivo de dato B3?Seleccionar la direccin del bit y de la palabra.

B3:0/0 B3:O B3:0



Contenido Mdulo II

Mdulo II Diagrama escalera Herramientas de diseo



Diagrama Escalera

Su origen es la representacin grficautilizada en el diseo de sistemas de controlelctricos. Las decisiones de control se hacenefectivas activando rels.

Orgenes

Despus los rels se sustituyeron por circuitoslgicos. Las decisiones de control se hacenefectivas en funcin de las salidas de laspuertas lgicas.



Diagrama Escalera

Finalmente los CPU sustituyen los complejosy amplios circuitos lgicos. Las E/S secablean con buffers y las decisiones decontrol son programas en ejecucin.

Orgenes

La representacin de la lgica de relsevolucion para una creacin y comprensinms sencilla de los programas. Reduce eltiempo de formacin de los programadores.



Diagrama Escalera

RungEs una lnea de programa.

Contiene las instrucciones de entrada y salida

Entrada: permiten una comparacin o test de las condiciones y se obtieneel resultado de la evaluacin. Habitualmente aparecen en la parte izquierda del rung.

Salida: examinan el resultado de la evaluacin y si es true ejecutan algunaoperacin o funcin. Habitualmente aparecen en la parte derecha del rung.



Diagrama Escalera

Operaciones en Serie y Paralelo

Las instrucciones de entrada pueden ejecutarse mediante relacioneslgicas AND y OR en un sencillo formato. Si las instrucciones estn en serie se evala una relacin AND. Si las instrucciones estn en paralelo se evala una relacin OR.

Salidas en paralelo permite activar varias operaciones o funciones con elmismo resultado de la evaluacin.

Si se activa A B y Cno se ha activado y seha activado D,entonces las salidas Ey F se activarn.



Diagrama Escalera

Ejecucin de la Lgica

Los rungs se ejecutan de izquierda a derecha y de arriba abajo. Los rungs con bifurcaciones se ejecutan de arriba izquierda a abajo

derecha.



Diagrama Escalera

Ejecucin de la Lgica



Simulador LogixPro

www.thelearningpit.com

Para efectos de prcticas y simulacin utilizaremos la versin demo deLogixPro de TheLearningPit.com.Este programa permite crear programas de control en lenguaje de escaleraen un ambiente simular al programa RSLogix programador de los PLC AB.



Simulador LogixPro

Pantalla de Inicio



Simulador LogixPro

Pantalla de Inicio

Barra de Instrucciones

Barra de Estado del Programa y del Procesador



Simulador LogixPro

Pantalla de Inicio

rbol del Proyecto Editor de Diagrama de Escalera



Diagrama Escalera

Instrucciones - Contactos

Representa cualquier entrada de la lgica de control.

Es usado como: Entradas externas Entradas internas

Normalmente AbiertoActiva el rung hacia la derecha de la instruccin cuando el contacto seactiva.

Normalmente CerradoActiva el rung hacia la derecha de la instruccin cuando el contacto sedesactiva.



Diagrama Escalera

Instrucciones Bobinas (Coil)

AccinActiva un bit cuando el rung es true y lo desactiva cuando es false.

Enclavamiento (Latch)Activa un bit cuando el rung es true y no hace nada cuando es false.

Desenclavamiento (Unlatch)Desactiva un bit cuando el rung es true y no hace nada cuando es false.

Representa cualquier salida que es manipulada por una combinacin deentradas lgicas.

Es usado como: Bobinas internas que son simuladas (no existen externamente) Salidas hacia el mundo exterior.



Simulador LogixPro

Ejemplo #1 Simulador I/O

Se utilizar el I/O Simulator elcual muestra 32 switchs y 32luces. Dos grupos de 16switchs que se encuentranconectados a dos tarjetas desalidas del PLC.

Las direcciones de las tarjetasde entradas son I:1 y I:3 y delas tarjetas de salidas son O:2y O:4.



Simulador LogixPro


Primero se creo un nuevo rung.

Se coloca un contacto normalmente abierto (XIC).

Se coloca una bobina (OTE).



Simulador LogixPro


Ingresar la direcciones del switch que se requiere monitorear (I:1/0).

Ingresar el comentario de la instruccin Switch-0 (botn derecho y seleccionarEdit Symbol).

Ingresar la direccin de la lampara que se requiere monitores (O:2/0).

Ingresar el comentario de la instruccin Lamp-0.



Simulador LogixPro




Diagrama Escalera

Instrucciones Temporizacin

Los temporizadores son instrucciones quepermite el control de las operaciones basado enel tiempo.



Diagrama Escalera


La instruccin inicia la temporizacin cuandoel rung sea true. El acumulador (ACC) iniciasu conteo hasta llegar al valor prefijado(Preset), cuando estos dos valores se igualanse activa el bit DN (done).

Mientras que las condiciones del rung seanverdaderas el valor del acumulador (ACC) iraumentando hasta llegar al valor prefijado(Preset). El valor del acumulador es reseteadocuando las condiciones del rung se vuelvanfalsas.



Diagrama Escalera

Se utilizan 3 tipos de temporizadores: TON (Timer ON-delay): temporizacin de energizacin retardada. TOF (Timer OFF-delay): temporizacin de desenergizacin retardada. RTO (Retentive TON): temporizacin de energizacin retardada con retencin.




Diagrama Escalera

Instrucciones TemporizacinTON (Timer ON-delay)

El temporizado se inicia con unasubida del Control.

El valor del acumulador (ACC) seincrementa de 0 a el valor prefijado(Preset) una unidad por cada pulsode duracin de la base de tiempo(Time Base).

La salida se activa cuando elacumulador (ACC) alcanza el valorprefijado (Preset) y se desactiva conuna cada del Control.

Con una cada del Control eltemporizado se detiene y elacumulador (ACC) se vuele a 0.



Diagrama Escalera

Instrucciones TemporizacinTOF (Timer OFF-delay)

Una subida del Control coloca el valordel acumulador (ACC) a 0.

Una cada del Control inicia eltemporizado.

El valor del acumulador (ACC) seincrementa de 0 al valor prefijado(Preset) una unidad por cada pulsode duracin de la base de tiempo(Time Base).

La salida se activa con la subida delControl y se desactiva cuando elacumulador (ACC) llega al valorprefijado (Preset).



Diagrama Escalera

Instrucciones TemporizacinRTO (Retentive TON)

Una subida del Control inicia eltemporizador.

El valor del acumulador (ACC) seincrementa de 0 al valor prefijado(Preset) una unidad por cada pulsode duracin del tiempo base (TimeBase).

La salida se activa al iniciarse eltemporizado y se desactiva con elacumulador llega al valor prefijado(Preset).

No puede ser reseteado. Cuando el acumulador (ACC) llega al

valor prefijado y el Control esta en 0,el acumulador cae a 0.



Diagrama Escalera

Instrucciones Reset de Temporizadores y Contadores

La instruccin reset (RES) es usada para resetear lostemporizadores y contadores. Cuando las condicionesen el rung son verdaderas RES resetea el valoracumulado y el bit de control del temporizador o delcontador.

Es importante que el temporizador y el contador a sercontrolado por la instruccin de reset tenga la mismadireccin que la instruccin reset. Por ejemplo, si ladireccin TON es T4:1, la direccin del reset debe serT4:1.



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Ejemplo #2 Simulador Temporizadores - TON



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Ejemplo #2 Simulador Temporizadores - TOF



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Ejemplo #2 Simulador Temporizadores - RTO



Diagrama Escalera

Instrucciones Contadores

Los contadores cumplen la funcin de contar eventoscada vez que sus condiciones de entrada se cumplan. Elnmero de los eventos contados es almacenado en unregistro interno del PLC.



Diagrama Escalera

Se utilizan 2 tipos de contadores: CTU (Count UP): contador ascendente. CTD (Count Down): contador descendiente.




Diagrama Escalera


CTU (Count UP)



Diagrama Escalera


CTD (Count Down)



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Ejemplo #3 Simulador Contadores - CTU



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Ejemplo #3 Simulador Contadores - CTD



Simulador LogixPro

Ejemplo #3 Simulador Contadores



Diagrama Escalera

Instrucciones Mover

Cuando las condiciones que preceden a esteinstruccin sean verdaderas, la instruccinmover (MOV) copia lo que se encuentre en lafuente (Source) hacia el destino (Dest) encada scan. El valor original se mantieneintacto y sin cambios.

Los datos en la fuente (Source) pueden seruna constante o una direccin.



Diagrama Escalera

Instrucciones Copiar y Llenar

Cuando las condiciones del rung seanverdaderas, la instruccin copiar (COP)transferir el archivo fuente (Source) creadopor el usuario hacia las palabras del archivode destino.

En el caso de la instruccin llenar (FLL) setransferir el valor de la fuente (Source) hacialas palabras del archivo que han sidoconfigurado como destino.



Diagrama Escalera

Instrucciones Operaciones Matemticas

Las instrucciones de aritmtica permitenprogramar clculos como sumas, restas,multiplicaciones y divisiones.

En estas operaciones se den tomar en cuentalos bits internas de estado tales comorebasamiento (overflow), cero (zero), signo(sign), etc.



Diagrama Escalera

Instrucciones Operaciones Matemticas

En la instruccin computo (CPT) sepueden desarrollar operacionesaritmticas, lgicas, copias y deconversin ubicadas en el campo deExpression y su resultado es colocadoen el destino (Dest).



Diagrama Escalera

Instrucciones Comparaciones

Las instrucciones de comparacinenergizan la salida cuando se cumplenla funcin comparada. Lascomparaciones pueden ser:

EQU (Equal) NEQ (Not Equal) LES (Less Than) LEQ (Less Than or Equal) GRT (Greater Than) GEQ (Greater Than or Equal)



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Ejemplo #4 Simulador Comparaciones



Contenido Mdulo II




Herramientas de Diseo

En el diseo de cualquier aplicacin automatizada y en cualquier tipo deaplicacin que utilice controles elctricos es necesario definir el sistema decontrol:

Qu debe hacer En qu orden se debe hacer Identificacin de las seales de entrada y salida Comentar el programa indicando el procedimiento que se estarealizando y los nombres de las direcciones que se estn utilizando.



Herramientas de Diseo



Contenido Mdulo II




Contenido

Mdulo I

Mdulo II

Mdulo III




Mdulo IV





Contenido Mdulo III

Mdulo III Seales analgicas Sesin prctica



Seales Analgicas

Los PLC pueden medir seales que pueden asumir cualquier valoren una escala predeterminada. Las mismas son conocidas comoseales anlogas. Las seales medidas tpicamente sontemperatura, flujo, presin velocidad, entre otras.

De igual manera los PLC puedenproducir una seal de salidaanloga con la cual se puede, porejemplo, controlar la posicin devlvulas proporcionales, controlarla velocidad de motores, entreotros.



Seales Analgicas

Dispositivos Analgicos. Son dispositivos de entrada o salida que proveen oque reciben seales analgicas. Las seales analgicas son continuas ypueden tener cualquier nmero de estados.

Entrada Salida



Seales Analgicas de Entrada

Sensor Transmisor

Seal Fsica

Proceso

Seal Analgica

0 a 10 volts

Tarjeta Analgica de

Entrada

Comn

Seales Analgicas Tpicas

4 20 mA0 to +1 volts DC0 to +5 volts DC0 to +10 volts DC1 to +5 volts DC 5 volts DC 10 volts DC




Conversin Analgica-Digital

Valor digitalizadoa N bits

Canal

Tarjeta Analgica





Tarjeta Analgica




Manejo de Datos Analgicos

Cada canal de entrada del mdulo de entrada analgica sedirecciona como una sola palabra en la tabla de imagen deentrada.





La exactitud de los datos analgicos depender de la resolucindel convertidor analgico/digital. Comnmente dicho conversor esde 16 bits.





El procesador actualiza los datos de entrada y salida analgicauna vez durante cada scan del programa del usuario.



Seales Analgicas de Salida




Conversin Digital-Analgica

ConversorD / A

Dato binariodesde el

Procesador




Conversin Digital-Analgica

Tarjeta de salida AnalgicaInstruccin de transferencia





Cada canal de entrada del mdulo de entrada analgica sedirecciona como una sola palabra en la tabla de imagen de salida.





La exactitud de los datos analgicos depender de la resolucindel convertidor digital/analgico. Comnmente dicho conversor esde 16 bits.



Contenido Mdulo III




Simulador LogixPro

Ejercicio #1 Control de Puerta

Se tiene dos botones uno para abriruna puerta y el segundo para cerrarla misma. A su vez se tiene un motorel cual se le debe dar un comandopara ir hacia arriba y otro para irhacia abajo. A su vez existen dosdetectores (normalmente abierto) enla parte superior e inferior de lapuerta.



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Se requiere abrir y cerrar la puerta.Al presionar el botn open se deberencender el bombillo con la mismaindicacin y el motor debe subir, sipor el contrario se presiona el botnclose se debe encender el botncorrespondiente y el motor debebajar.

Se debe tomar en cuenta losdetectores tanto superior e inferiorde la puerta.



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Asignacin #1 Control de Puerta

Al programa realizado agregar lalgica para que una vez que sepresione el botn de stop se detengabien sea la apertura o el cierre de lapuerta.



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Ejercicio #2 Control de Silo

Se tiene un silo que operamanualmente en donde el operadorpresiona el botn de start para que lacaja del producto se mueva a travsde la banda transportadora, una vezque el sensor de proximidad se activela banda se detiene y se abre lavlvula del silo. La misma semantiene abierta hasta que el sensorde nivel se active. Una vez que lacaja se encuentre llena el operadorpresiona el botn de start para moverla caja y colocar una nueva caja parainiciar el proceso.



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La indicacin de run debe estarencendido mientras que seencuentre activo el proceso. Laindicacin fill estar activa mientrasque la caja se este llenando y unavez finalizada se apagar la misma yse encender la indicacin full lacual estar encendida hasta que lacaja inicie su movimiento de salida.

Se debe tener precaucin con elsensor de proximidad.

Al presionar el botn de stop sedeber detener todo el proceso.



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Contenido Mdulo III




Contenido

Mdulo I

Mdulo II

Mdulo III




Mdulo IV





Contenido Mdulo IV


Mdulo IV



Introduccin a los PACs

En la ltima dcada, los expertos predijeron que el control basadoen PC reemplazara los PLCs en el control industrial, debido a lascaractersticas que tienen los mismos, como por ejemplo:procesadores de punto flotante, RAM, herramientas de softwarepoderosas, interfaces grficas.

Sin embargo, las PCs estndar einclusive algunas computadorasindustriales, no ofrecen laconfiabilidad demandada por lasaplicaciones de control industrial. LosPCs con sistemas operativosestndar y hardware genrico sonmuy frgiles y temperamentales comopara satisfacer la confiabilidad ydemanda en la industria.




En la actualidad, existe una tercera opcin. Los Controladores deAutomatizacin Programables (PAC) ofrecen una hibridacin de laPC y del PLC. Los PACs combinan las mejores caractersticas dela PC, incluyendo el procesador, la RAM y software potente, con laconfiabilidad, dureza y naturaleza distribuida del PLC.

Con los PACs (ProgrammableAutomation Controllers) es posibleimplementar funcionalidadesavanzada con clculos anlogos,acceso de datos y comunicaciones ensus sistemas de control.




Arquitectura Actual




Arquitectura utilizando PAC




Algunos PACs

Allen Bradley

CompactLogix

ControlLogix

FlexLogix

Diagnstico de las comunicaciones. Organizacin del programa.




Algunos PACs

Ge Fanuc

PACSystems RX3i PACSystems RX7i

Facilidad de comunicaciones. Memoria.




Algunos PACs

Opto 22

SNAP PAC IHM integrada y gratis. Para ciertas aplicaciones solamentees necesario el CPU.



Contenido Mdulo IV


Mdulo IV

Documents

Módulo PLC Completo