Introducción al CONTROL CON PLC’s

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Para controlar, una máquina o una instalación se requiere: Medir las variables propias del sistema (digitales y / o analógicas), (sensores o captores) Las señales medidas son procesadas en un controlador (PLC). De acuerdo a los resultados obtenidos se actúa sobre los accionadores o actuadores. La información del PLC se la visualiza y maneja por medio de consolas de dialogo o sistemas de supervisión. MAQUINA - INSTALACIÓN

CAPTADORES

ACCIONADORES

PLC

SUPERVISIÓN

Automatización El PLC o autómata programable es el núcleo de cualquier sistema automatizado llevando a cabo tareas más especializadas que el simple control lógico.

Regulación de procesos Gestión de datos Comunicaciones Servocontrol Telecontrol Etc...

Aplicaciones Automatización Papel Cerámica

Telecontrol

 Automatización

Objetivo y función de una Automatización 

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INCORPORACIÓN DE UN ELEMENTO (Pej. PLC) PARA QUE CONTROLE EL FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN,DE LA MÁQUINA O DEL SISTEMA EN GENERAL EN DEFINITIVA SE TRATA DE UN LAZO CERRADO ENTRE EL DISPOSITIVO QUE CONTROLA (PLC) Y LA INSTALACIÓN EN GENERAL

 Concepto de PLC EL AUTÓMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL (PLC: Programmable Logic Controller) ES UN EQUIPO ELECTRÓNICO, PROGRAMABLE EN LENGUAJE NO INFORMÁTICO, DISEÑADO PARA CONTROLAR EN TIEMPO REAL Y EN AMBIENTE DE TIPO INDUSTRIAL PROCESOS SECUENCIALES.

 Estructura de un Autómata ALIMENTACIÓN

SEÑALES

MEMORIA

DE SENSORES

PROCESADOR

SEÑALES A ACTUADORES

CPU

PERIFÉRICOS

 Unidad central de procesos (CPU)  Memoria de programación (RAM,EPROM,EEPROM)  Sistema de control de E/S y periféricos (consolas)  Dispositivo de entradas / salidas,comunicación

 Clasificación de Autómatas 

POR TIPO DE FORMATO: – COMPACTOS: Suelen integrar en el mismo bloque la alimentación, entradas y salidas y/o la CPU. Se expanden conectándose a otros con parecidas características.

– MODULARES: Están compuestos por módulos o tarjetas adosadas a rack con funciones definidas: CPU, fuente de alimentación, módulos de E/S, etc … La expansión se realiza mediante conexión entre racks.

Funciones Integradas display AS-i integrado

Puerto de Programación y comunicación

8 Entradas Analógicas 1 Salida Analógica

Contadores rápidos

TSX37-22

10kHz Up/Down

Contadores rápidos 10kHz Up Puerto Unitelway hasta 5 esclavos

Bahía PCMCIA comunicación opcional PCMCIA para expansion de memoria

 Estados de Funcionamiento RUN : Indica si el programa está o no en ejecución TER. : Indica si se está comunicando con un periférico I /O : Indica falla en algún módulo ERR. : Indica fallo del procesador o del programa BAT. : Indica falla o ausencia de batería

 Memoria del PLC 

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La memoria del PLC se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un contenido y características distintas: ÁREA DE PROGRAMA: • En este área es donde se encuentra almacenado el programa del PLC (que se puede programar en lenguaje Ladder ó nemónico ).

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ÁREA DE DATOS: • Este área es usada para almacenar valores o para obtener información sobre el estado del PLC.

 Selección de Autómata CRITERIOS :

– Número de E/S digitales a controlar – Número de E/S analógicas a controlar – Posibilidad de conexión de periféricos, módulos especiales y comunicaciones.

 Periféricos 

PERIFÉRICOS son dispositivos que realizan tareas complementarias al funcionamiento del autómata y están en constante comunicación con éste. Se usan tanto para programar como para visualizar el estado del autómata.

- ORDENADOR - CONSOLA DE PROGRAMACIÓN - TARJETA DE MEMORIA

 Lenguajes de PROGRAMACIÓN 

DIAGRAMA DE RELES – SÍMBOLOS FUNDAMENTALES

 Lenguajes de PROGRAMACIÓN 

DIAGRAMA DE RELES – Esquema de contactos • Permite una representación de la lógica de control similar a los esquemas electromecánicos % I 1.1

% I 1.0

% I 1.2

% Q 2.0

Análisis de la INSTALACIÓN PARADA DE EMERGENCIA  Se puede utilizar un relé externo (CR) para configurar un circuito de parada de emergencia que desconecta el sistema cuando el PLC pare su operación

Emerg

Parada de Emergencia

Los Contactos Los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en determinado "escalón", son variables lógicas o binarias, que pueden tomar solo dos estados: 1 ó 0, Estos estados que provienen de entradas al PLC o bits internos del mismo. En la programación Escalera (Ladder), estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados: abierto o cerrado. Los contactos se representan con la letra “I" y dos números que indicaran el modulo al cual pertenecen y la bornera a la cual están Asociados. Ejemplo: I 0.1 - Entrada del Modulo "0" borne "1"

I0.1

I0.1

Los contactos abiertos al activarse se cerrarán I2.1 Los contactos cerrados al activarse se abrirán

I2.1

Salidas Las salidas de un programa Ladder son equivalentes a las cargas (bobinas de relés, lámparas, etc.) en un circuito eléctrico. Se las identifica con la letra “Q" u otra letra, dependiendo de los fabricantes, y dos números que indicaran el módulo al cual pertenecen y la bornera a la cual están asociados. Ejemplo: Q0.1 - Salida del Modulo "0" borne "1"

Bits Internos o Marcas Como salidas en el programa del PLC se toma no solo a las salidas que el equipo posee físicamente hacia el exterior, sino también las que se conocen como “Bits Internos o Marcas". Los bits internos son simplemente variables lógicas que se pueden usar, por ejemplo, para memorizar estados o como acumuladores de resultados que utilizaran posteriormente en el programa.Se las identifica con la letra "M" y un número el cual servirá para asociarla a algún evento

Reglas de programación Ladder La programación de una red de contactos debe respetar las reglas siguientes:

Los elementos gráficos de condiciones y de acción ocupan cada uno una celda dentro de una red. Las acciones están siempre situadas en la columna de bobina. El estado de una función de automatismo puede ser utilizado como condición (contacto). El contacto se designará entonces por el nombre de la función asociada, por ejemplo: %T1 Las conexiones se leen de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo. En caso de que en una red se utilice la acción S (Set) de una función de automatismo debe utilizar una acción R (Reset). Las acciones R (Reset) de una función de automatismo prevalecen siempre sobre la acción S (Set) aplicada a la misma función en el mismo momento. La combinación de las condiciones de la red se efectúa de la misma forma que la circulación de una corriente eléctrica desde la columna de la izquierda de la red (+V) hacia la columna de la derecha (+0 V).

INICIACIÓN A LA PROGRAMACIÓN DEL PLC

Autómata Zelio

ESQUEMAS DE MANDO

Gracias al relé programable podemos utilizar interruptores sencillos en lugar de contactores de posición. En el esquema de cableado de la derecha aparecen como S1 y S2. S1 y S2 están conectados a las entradas I1 y I2 del relé programable. El principio de funcionamiento es el siguiente: cada cambio de estado de las Entradas I1 y I2 provoca un cambio de estado de la salida Q1 que dirige la lámpara H1. El esquema de mando utiliza funcionalidades de base como la puesta en paralelo y en serie de contactos pero también la función inversa con la marca I1 e I2

Programa Ejemplo 1 Arranque y Parada de un Motor

Programa Ejemplo 2 Temporización de Automático Escalera CONTROL CON PLC's

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CONTROL CON PLC's

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CONTROL CON PLC's

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Programa Ejemplo

Automatización de LLenado de Cajas

Ejemplo de Programación Sobre una cinta transportadora impulsada por un motor M, se transportan cajas las cuales deberán detenerse bajo una tolva al ser detectadas por un sensor D. Una vez detenida la caja bajo la tolva, se abrirá una esclusa (Mediante el contactor K) durante 10 seg. tiempo en el cual la caja se llena. Pasado este tiempo, la esclusa deberá cerrarse y la cinta comenzara a moverse quitando la caja de esa posición. Este proceso se deberá repetir cuando pase otra caja bajo la tolva. Se pide realizar el programa en diagrama escalera, cuadro de asignaciones y esquema de conexiones. Nota: La esclusa se abre cuando es activado el contactor K1 y se cierra al desactivarse este. La cinta esta funcionando siempre, salvo cuando una caja es detectada.

Cuadro de Asignaciones I 0.1

Start

I 0.2

Stop

I 0.3

Detector de la Caja

Q 0.1

Motor de la Cinta

Q 0.2

Contactor de la tolva (K1)

M1

Marca Interna

M2

Marca Interna

TT1

Temporizador OFF de 10 Seg.

I 0.1

i 0.2

M1

M1

M1

M2

i 0.3

Q 0.1

M2

T1

I 0.3

I 0.3

t1

Q 0.2

FIN

INICIO DE UNA APLICACIÓN Durante el arranque del software Zelio Soft, se abrirá la siguiente ventana de presentación:

Haga clic en Crear un nuevo programa para arrancar una aplicación o seleccione Nuevo en el menú Archivo si ya se ha arrancado el software. La ventana de selección del módulo lógico, en ese caso, se mostrará del siguiente modo:

El lenguaje de contactos (Ladder) está seleccionado de forma predeterminada (enmarcado en amarillo). Haga clic en Siguiente para programar en lenguaje Ladder.

Conectividad de Equipos Conexión de periféricos y HMI’s

PLCs en conexión directa PC con PLCs Dispositivo Serie

Comunicación ASCII

Con el objetivo de resaltar las ventajas de los aspectos técnico y económico del PLC, a continuación se comparará los costos aproximados de un supuesto caso de requerimiento de inversión para automatizar un sistema, ya sea empleando la alternativa de una automatización en base a lógica convencional (relés) como también la alternativa en base a lógica programada (PLC). Supongamos que se desea automatizar un sistema de una planta industrial, compuesto de arrancadores directos, estrella-triángulo, resistencias rotóricas, mandos secuenciales, etc. donde son necesarios para su implementación los equipos tal como se detalla en las tablas siguientes, tanto para la alternativa por lógica convencional como para la programada respectivamente. Es importante señalar que solamente se han considerado los equipos representativos en el costo total, no figurando otros, tales como: conductores, terminales, canaletas, cintas de amarre, pernos, etc.

Requerimiento de Equipos para un Sistema Automatizado por Relés

Requerimientos de Equipos para un sistema automatizado por PLC

Aplicaciones Inteligencia Distribuida

Contaje, Salida Pulsos levas

CompoBus/S

CPM1A CPM2A

Sincronismo CLOCK

Pulse input frequency Packaging or processing machine

Serve driver U series SYSDRIVE inverter 3G3MVseries stepping motor driver

Pulse output frequency Rotary encoder

PID Conveyer

Conveyer

E/S Digitales 

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Las E/S digitales se basan en el principio de todo o nada, es decir o no conducen señal alguna o poseen un nivel mínimo de tensión. Estas E/S se manejan a nivel de bit dentro del programa de usuario. Tensiones normalizadas: 24Vcc, 48Vcc, 110Vac Suelen comercializarse en módulos múltiplos de 8, 16, 32 , 64 y 96 entradas, salidas o mixtas.

Ejemplo E/S Digitales

Salida Digital

Entrada Digital