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8/2/2019 Plc Diplomado 3 Imprimir PDF

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CONTROLADOR LOGICOPROGRAMABLE (PLC)

M. en C. Gustavo Monroy

Snchez.


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TEMARIO

ANTECEDENTES.

DEFINICION DE CONTROLADOR LOGICO

PROGRAMABLE ( PLC). CARACTERISTICAS DEL PLC

APLICACIONES DEL PLC

VENTAJAS DE USO DEL PLC. HARDWARE DEL PLC :ESTRUCTURA EXTERNA E

INTERNE DEL PLC.

FUNCIONAMIENTO DEL PLC. METODOS DE PROGRAMACION.

LENGUAJE DE ESCALERA.

INSTRUCCIONES BASICAS DEL PLC. PRACTICA CON PLC.


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OBJETIVOS DEL TEMA

DEFINIR EL PLC.

ENTENDER SUS CARACTERISTICAS, COMPENENTES YAPLICACIONES.

CONOCER UN PANORAMA GENERAL DE DIVERSAS FORMASDE PROGRAMAR EL PLC.

ENTENDER QUE ES UN DIAGRAMA DE ESCALERA.

INTERPRETAR UN DIAGRAMA EN ESCALERA CONINSTRUCCIONES BASICAS DE PROGRAMACION.


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ANTECEDENTES

Hace slo 35 aos el control industrial era ejecutado condispositivos electromecnicos y algunas tarjetas electrnicas en

algunos casos.


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ANTECEDENTES


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ANTECEDENTES

En este tipo de control se ocupaba demasiado espacio en lasindustrias de los equipos.

El consumo de energa era muy elevado, las modificaciones

eran casi imposibles adems de costosas.


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ANTECEDENTES

El mantenimiento sola sermuy tardado, y el tiempo

de localizacin y correccinde fallas muy grande.


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ANTECEDENTES

A medida que la ingeniera en electrnica se ha desarrollado ms,el control electrnico ha reemplazado al control electromecnico.


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ANTECEDENTES

Por lo tanto, el PLC es un CONTROL ELECTRONICO y seinvent para reemplazar a los circuitos de relevadores

secuenciales para el control de mquinas.


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ANTECEDENTES

Los PLC's se introdujeron por primera vez en la

industria en 1960 aproximadamente.

La razn principal de tal hecho fu la necesidad de

eliminar el gran costo que se produca al reemplazar

el complejo sistema de control basado en rels ycontactores.

Bedford Associates propuso algo denominadoControlador Digital Modular (MODICON, MOdular

DIgital CONtroler) a un gran fabricante de coches.


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ANTECEDENTES

A mediados de los 70 las tecnologas dominantes de

los PLC eran mquinas de estado secuenciales yCPU basadas en desplazamiento de bit. Los AMD

2901 y 2903 fueron muy populares en el Modicon y

PLC's A-B.


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ANTECEDENTES

Las habilidades de comunicacin comenzaron a

aparecer en 1973 aproximadamente. El primer

sistema fu el bus Modicon (Modbus).

El PLC poda ahora dialogar con otros PLC's y en

conjunto podan estar aislados de las mquinas quecontrolaban.

Desafortunadamente, la falta de un estndaracompaado con un continuo cambio tecnolgico ha

hecho que la comunicacin de PLC's sea un

maremagnum de sistemas fsicos y protocolos

incompatibles entre si


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ANTECEDENTES

En los 80S se produjo un intento de estandarizacin de

las comunicaciones con el protocolo MAP

(Manufacturing Automation Protocol) de General

Motor's.

Tambin fu un tiempo en el que se redujeron las

dimensiones del PLC y se pas a programar con

programacin simblica a travs de ordenadores

personales en vez de los clsicos terminales de

programacin.

Hoy da el PLC ms pequeo es del tamao de un

simple rel.


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ANTECEDENTES

Los 90 han mostrado una gradual reduccin en elnmero de nuevos protocolos, y en la modernizacin

de las capas fsicas de los protocolos ms populares

que sobrevivieron a los 80.

El ltimo estndar (IEC 1131-3) intenta unificar el

sistema de programacin de todos los PLC en unnico estndar internacional.

Ahora disponemos de PLC's que pueden serprogramados en diagramas de bloques, lista de

instrucciones, C y texto estructurado al mismo

tiempo.


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DEFINICION DE PLCDEFINICION DE PLC


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DEFINICION DE PLC

Un autmata programable industrial (API) o Programable logic

controller (PLC), es un equipo electrnico, programable en

lenguaje no informtico, diseado para controlar en tiempo realy en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.


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DEFINICION DE PLC

Un aparato electrnico de operacin digital el cul utiliza unamemoria programable para almacenamiento interno de

instrucciones e implementar funciones especficas, tales como

lgicas, secuenciales, de temporizacin, de conteo y aritmticas,

para controlar por medio de entradas/salidas analgicas o digitales,diversos tipos de mquinas o procesos.


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CARACTERISTICAS DEL PLCCARACTERISTICAS DEL PLC


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CARACTERISTICAS DEL PLC

La sigla PLC define sus caractersticas principales:

Controlador (C):

Nos permite controlar un sistema, haciendo uso de los puntos deconexin de entradas y salidas. A travs de dichos puntos seinterconecta con los elementos, primarios y finales, de control.


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Programable (P):

Es capaz de almacenar el programa de usuario en memoria no

voltil, As mismo es re-programable tantas veces como seanecesario.


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Lgico (L):

Los programas se constituyen de un conjunto de instruccioneslgicas.


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Otras caractersticas:

Modular:

Un sistema modular se refiere a que el sistema de control puede

estar constituido por un conjunto mdulos electrnicos de variostipos y tamaos que se ajusten a las necesidades en tamao y

funcin del proceso.


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Escalable:

Esta caracterstica hace referencia a que una vez construidoel sistema de control, se tiene la alternativa de que sigacreciendo sin tener que cambiar o modificar lo ya construido,

adems permite incluir tecnologas sin tener que desechar la

estructura bsica existente.


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Distribuido

Esto se refiere a la distribucin geogrfica de los equipos decontrol a lo largo de toda la planta sin perder poder de controlar elsistema en forma integral, para esto se utilizan unidades remotasconectadas al procesador principal, esta caracterstica permite alusuario ahorrarse materiales en la instalacin elctrica, cable ymano de obra, puesto que los equipos interactan entre stransfirindose mucha ms informacin utilizando como medio de

comunicacin un cable de tres conductores en distanciasmximas de hasta 3 km.+.


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Configurables

Hace referencia a la alta disponibilidad de

utilizar diferentes tipos de mdulos de entradas ysalidas, as como de diferentes procesadores de

diferentes capacidades de puntos de

entradas/salidas (instrumentos) para serintegrados a los requerimientos del proceso. Es

importante mencionar que todos estos equipos

son configurables en base a las necesidades.


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Programacin abierta

Se denominan as, debido a que es abiertohacia el usuario, es decir, el usuario puede

realizar las modificaciones que se crean

convenientes para mejoras del proceso, esta

caracterstica le da al cliente la opcin de nodepender del fabricante para realizar

modificaciones al sistema cuando el proceso lo

requiera.


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APLICACIONES DEL PLCAPLICACIONES DEL PLC


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Las primeras aplicaciones del PLC consistan en realizaroperaciones de control de tipo Todo-Nada en la mquina, esto

quiere decir que era capaz de conmutar elementos por medio de

energizar y des-energizar elementos tales como arrancadores,

relevadores, vlvulas, entre otros dispositivos de dos estados.



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En el rea de control de procesos, esto representa tener el

poder de controlar una variable tal como la presin, temperatura,

el nivel; entre otros, por medio de la manipulacin de

dispositivos con contactos; as se realiza con los interruptores

de flotador, termostatos, controladores de presin, etc.


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Sin embargo, actualmente los controladores

programables pueden realizar una gran cantidad defunciones adicionales, lo cual los hace ms tiles en

el control continuo de procesos y control de

movimiento de los mecanismos, entre otros tipos de

control especializado.


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El campo de aplicacin de los autmatas programables se han

extendido enormemente:

Control de diversos tipos de manipuladores y robots. De mquinas de inyeccin.

De dispositivos de transferencia automtica.

Control ambiental en casas y edificios, entre otras aplicaciones

domsticas.

Carga y descarga de mquinas.

Mecanismos de ensamble de los ms variados tipos.



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En el refinamiento de gas y petrleo desde el bombeo delproducto crudo en el campo, hasta el despacho a los usuarios.

En el procesamiento de cerveza y vino.

En las industrias lcteas, controlando todos los procesosdesde el inicio del procesamiento de la leche pura hastaobtencin de los derivados tales como queso, mantequilla, etc.

En el proceso de Soldadura industrial automtica.

En el control y sincronizacin de varios motores dentro deun proceso.


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VENTAJAS DEL USO DE PLC



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Reduccin en el cableado y su costo.

Reduccin en el requerimiento de espacio.

Control flexible debido a que todas las operaciones sonprogramables.

Alta confiabilidad de los dispositivos de estado slido.

Alta capacidad de almacenamiento de informacin.

Disponibilidad de monitoreo del proceso y diagnostico defallas.



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Capacidad de cambios de parmetros sindetener el proceso.

Muestreo de seales anlogas y digitales.

Su diseo modular permite agregar y sustituir

cambios requeridos.

Utiliza lenguaje de programacin siguiendo losestandares industriales como diagramas de

lneas y lgica Booleana.

Los PLC son utilizados comunmente en

sistemas de manufactura de productos discretosy de procesos.



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Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos

debido a que:

No es necesario dibujar el esquema de contactos. No es necesario simplificar las ecuaciones lgicas, ya que,

por lo general la capacidad de almacenamiento del mdulo

de memoria es lo suficientemente grande.

La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al

elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos

parte del problema que supone el contar con diferentes

proveedores, distintos plazos de entrega.

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el

cableado ni aadir aparatos.

Menor coste de mano de obra de la instalacin.


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FUNCIONES BASICAS DE UN PLC



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Deteccin:

Lectura de la seal de los captadores distribuidos por elsistema de fabricacin.

Mando:Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los

accionadores y preaccionadores.



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Dialogo hombre maquina:

Mantener un dilogo con los operarios de produccin,obedeciendo sus consignas e informando del estado delproceso.

Programacin:

Para introducir, elaborar y cambiar el programa deaplicacin del autmata.

NUEVAS FUNCIONES DE UN PLC


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Redes de comunicacin:

Permiten establecer comunicacin con otras partes decontrol. Las redes industriales permiten la comunicacin yel intercambio de datos entre autmatas a tiempo real. Enunos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas eintercambiar tablas de memoria compartida.

Sistemas de supervisin:

Tambin los autmatas permiten comunicarse conordenadores provistos de programas de supervisinindustrial. Esta comunicacin se realiza por una redindustrial o por medio de una simple conexin por el puertoserie del ordenador.



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Control de procesos continuos:

Adems de dedicarse al control de sistemas de eventos

discretos los autmatas llevan incorporadas funciones quepermiten el control de procesos continuos. Disponen demdulos de entrada y salida analgicas y la posibilidad deejecutar reguladores PID que estn programados en el

autmata.

Entradas- Salidas distribuidas:

Los mdulos de entrada salida no tienen porqu estar en elarmario del autmata. Pueden estar distribuidos por lainstalacin, se comunican con la unidad central delautmata mediante un cable de red.



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Buses de campo:

Mediante un solo cable de comunicacin se puedenconectar al bus captadores y accionadores, reemplazando

al cableado tradicional. El autmata consulta cclicamente

el estado de los captadores y actualiza el estado de los

accionadores.


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HARDAWARE DEL PLC

HARDAWARE DEL PLC


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HARDAWARE DEL PLC

Para conocer al PLC en su parte fsica o hardware,

debemos de conocerlo tanto en su estructura interna como

externa.

La estructura externa configuracin externa, se refiere al

aspecto fsico exterior del mismo.

La estructura interna se describe la funcin que desempean

cada uno de los diferentes componentes del PLC, como

son CPU, E/S, fuente de alimentacin, Etc.

ESTRUCTURA EXTERNA DEL PLC


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Todos los autmatas programables, poseen una de las

siguientes estructuras o aspectos fsicos:

Compacta integrada: en un solo bloque estn todos lo

elementos.

Semimodular(Estructura Americana): Separa las E/S del restodel autmata.

Modular(Estructura europea); Cada mdulo es una funcin

(fuente de alimentacin, CPU, E/S, etc.).



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Compacta integrada: en un solo bloque estn todos lo elementos.

Son los autmatas de gama baja o nanoautmatas los que suelen

tener una estructura compacta. Su potencia de proceso suele ser muy

limitada dedicndose a controlar mquinas muy pequeas o cuadros

de mando.

Se le conoce como PLC para aplicaciones pequeas SLC.



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Semimodular(Estructura Americana):

Se caracteriza por separar las E/S del resto del autmata, de tal

forma que en un bloque compacto estn reunidas las CPU,memoria de usuario o de programa y fuente de alimentacin y

separadamente las unidades de E/S .

Son los autmatas de gama media los que suelen tener una

estructura semimodular (Americana).



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Modular (Estructura europea); Cada mdulo es una funcin

(fuente de alimentacin, CPU, E/S, etc.).

Un sistema modular tpico se compone de: la tarjeta madre

(chasis o rack), el CPU o procesador, el mdulo de memoria, y

los mdulos de entrada y los de salida, que pueden ser digitales o

analgicos.

Son los autmatas de gama alta los que suelen tener una

estructura modular, que permiten una gran flexibilidad en suconstitucin.

TIPOS DE PLC


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TIPOS DE PLC

Modelos integrados.

TIPOS DE PLC


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TIPOS DE PLC

Modelos modulares.

ESTRUCTURA INTERNA DEL PLC

El PLC di iti l t i b d i d


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El PLC es un dispositivo electrnico basado en un microprocesador y

que contiene algunos otros circuitos adicionales que interactan conste:

:



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El autmata esta constituido por diferentes elementos, pero tresson los bsicos:

Unidad Central de Proceso. (Tambin llamada CPU).

Mdulos de entrada.

Mdulos de salida.

:



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Con las partes mencionadas podemos decir que tenemos unautmata pero para que sea operativo son necesarios otros

elementos tales como:

- Chasis.

Fuente de poder.

Batera.

Memoria o mdulo de memoria. Puerto de comunicaciones.

Unidad o consola de programacin: que nos permitir introducir,

modificar y supervisar el programa de usuario.

Dispositivos perifricos: como nuevas unidades de E/S, ms

memoria, unidades de comunicacin en red, etc.

Interfaces: facilitan la comunicacin del autmata mediante

enlace serie con otros dispositivos (como un PC).



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La CPU(Central Procesing Unit) es la parte inteligente del sistema.

Interpreta las instrucciones del programa de usuario y consulta el

estado de las entradas. Dependiendo de dichos estados y del

programa, ordena la activacin de las salidas deseadas.

Est constituida por los siguientes elementos:

Procesador. Memoria monitor del sistema.

Circuitos auxiliares



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Procesador:

Est constituido por el microprocesador, el reloj (generador de onda

cuadrada) y algn chip auxiliar.

El micropocesador es un circuito integrado (chip), que realiza una gran

cantidad de operaciones, que podemos agrupar en:

Operaciones de tipo lgico. Operaciones de tipo aritmtico.

Operaciones de control de la transferencia de la informacin

dentro del autmata.


Memoria monitor del sistema


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- Memoria monitor del sistema.

Es una memoria de tipo ROM, y adems del sistema operativo del

autmata contiene las siguientes rutinas, incluidas por el fabricante.

Inicializacin tras puesta en tensin o reset.

Rutinas de test y de respuesta a error de funcionamiento.

Intercambio de informacin con unidades exteriores.

Lectura y escritura en las interfaces de E/S.



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Funciones bsicas de la CPU

En la memoria ROM del sistema, el fabricante ha grabado una serie de

programas ejecutivos, software del sistema y es a estos programas

a los que acceder el p para realizar las funciones.

Vigilar que el tiempo de ejecucin del programa de usuario no

exceda de un determinado tiempo mximo. A esta funcin se le

denomina Watchdog.

Ejecutar el programa usuario.

Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario

no debe acceder directamente a dichas entradas. Renovar el estado de las salidas en funcin de la imagen de las

mismas, obtenida al final del ciclo de ejecucin del programa

usuario.

Chequeo del sistema.



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Realiza un conjunto de tareas de manera repetitiva, entre stas

tareas se encuentra el ejecutar el programa de usuario.

A este conjunto de tareas desarrolladas cclicamente se le

conoce como ciclo de scan, de barrido o de exploracin.



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Resumen:


Realiza las operaciones aritmticas y lgicas, y ademscontrola la secuencia de ejecucin del programa. Coordina la

comunicacin requerida entre los diversos circuitos, entre otras

funciones

Figura de un procesador



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Resumen:


Realiza las operaciones aritmticas y lgicas, y ademscontrola la secuencia de ejecucin del programa. Coordina la

comunicacin requerida entre los diversos circuitos, entre otras

funciones

Figura de un procesador



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Unidades de entrada/salida:

Las unidades de Entrada/Salida son las interfaces entre los

sistemas internos del PLC y los procesos externos que sevigilarn y controlarn.



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La seccin de entradas mediante el interfaz, adapta y codifica de

forma comprensible para la CPU las seales procedentes de losdispositivos de entrada o captadores.

Hay dos tipos de entradas:

Entradas digitales.

Entradas analgicas.



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La seccin de salidas tambin mediante interfaz trabaja de forma

inversa a las entradas, es decir, decodifica las seales

procedentes de la CPU, y las amplifica y manda con ellas los

dispositivos de salida o actuadores como lmparas, rels...

Hay dos tipos de salidas:

Salidas digitales.

Salidas analgicas.

Entradas digitales:



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Entradas digitales:

Los mdulos de entrada digitales permiten conectar al autmata

captadores de tipo todo o nada como finales de carrera

pulsadores...

Los mdulos de entrada digitales trabajan con seales de tensin,

por ejemplo cuando por una va llegan 24 voltios se interpreta

como un "1" y cuando llegan cero voltios se interpreta como un"0.

Entradas analgicas



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Entradas analgicas.

Los mdulos de entrada analgicas permiten que los autmatasprogramables trabajen con accionadores de mando analgico ylean seales de tipo analgico como pueden ser la temperatura, la

presin o el caudal.

Los mdulos de entradas analgicas convierten una magnitudanalgica en un numero que se deposita en una variable interna

del autmata. Lo que realiza es una conversin A/D, puesto que elautmata solo trabajar con seales digitales. Esta conversin serealiza con una precisin o resolucin determinada (numero debits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo).

Los mdulos de entrada analgica pueden leer tensin o intensidad.

Salidas digitales



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Salidas digitales.

Un mdulo de salida digital permite al autmata programable actuarsobre los preaccionadores y accionadores que admitan ordenesde tipo todo o nada.

El valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura ocierre de un rel interno del autmata en el caso de mdulos desalidas a rel.

En los mdulos estticos (bornero), los elementos que conmutanson los componentes electrnico como transistores o triacs, y enlos mdulos electromecnicos son contactos de rels internos almdulo.

Los mdulos de salidas estticos al suministrar tensin, solopueden actuar sobre elementos que trabajan todos a la mismatensin, en cambio los mdulos de salida electromecnicos, al serlibres de tensin, pueden actuar sobre elementos que trabajen a

tensiones distintas.

Salidas analgicas:



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Salidas analgicas:

Los mdulos de salida analgica permiten que el valor de unavariable numrica interna del autmata se convierta en tensin ointensidad.

Lo que realiza es una conversin D/A, puesto que el autmata solotrabaja con seales digitales. Esta conversin se realiza con unaprecisin o resolucin determinada (numero de bits) y cada cierto

intervalo de tiempo (periodo muestreo).

Esta tensin o intensidad puede servir de referencia de mandopara actuadores que admitan mando analgico como pueden ser

los variadores de velocidad, las etapas de los tiristores de loshornos, reguladores de temperatura... permitiendo al autmatarealiza funciones de regulacin y control de procesos continuos.



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Puesto que el PLC es un dispositivo basado en lgica con unvoltaje de funcionamiento tpico de 5 volts y los procesos

externos exigen generalmente potencias y corrientes ms altas,

los mdulos de la Entrada/Salida estn aislados pticamente.



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Modulo aislados por opto-acoplador.



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El tipo preciso de entradas y salidas depende de la sealelctrica a utilizar:

CORRIENTE ALTERNA 24, 48, 120, 220 V. Salidas: Triac,Relevador.

CORRIENTE DIRECTA (DIGITAL) 24, 120 V. Entradas: opto-

acoplador. Salidas: Transistor PNP, Transistor NPN, Relevador.

CORRIENTE DIRECTA (ANALOGICA) 0 - 5, 0 - 10 V, 0 - 20, 4 -

20 mA. Entradas y Salidas Analgicas.



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Chasis:

Estructura en donde se alojan las diferentes tarjetas electronicas

que conforman el sistema de control PLC.



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Fuente de alimentacin:

Proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento delos distintos circuitos del sistema.

La alimentacin a la CPU puede ser de continua a 24 Vcc,tensin muy frecuente en cuadros de distribucin, o en alterna a110/220 Vca.

La alimentacin a los circuitos E/S puede realizarse, segn tipos,en alterna a 48/110/220 Vca o en continua a 12/24/48 Vcc.

La fuente de alimentacin del autmata puede incorporar unabatera tampn, que se utiliza para el mantenimiento de algunasposiciones internas y del programa usuario en memoria RAM,cuando falla la alimentacin o se apaga el autmata.



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Memoria.

La memoria es el almacn donde el autmata guarda todo cuantonecesita para ejecutar la tarea de control.

Datos del proceso:

Seales de planta, entradas y salidas. Variables internas, de bit y

de palabra. Datos alfanumricos y constantes.

Datos de control:

Instrucciones de usuario (programa) Configuracin del autmata(modo de funcionamiento, nmero de e/s conectadas, ...)

Existen varios tipos de Memorias.



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p

La memoria RAM se utiliza principalmente como memoria interna,y nicamente como memoria de programa en el caso de quepueda asegurarse el mantenimiento de los datos con una bateraexterior.

La memoria ROM se utiliza para almacenar el programa monitordel sistema como hemos visto en el apartado dedicado a la CPU.

Las memorias EPROM se utilizan para almacenar el programa deusuario, una vez que ha sido convenientemente depurado.

Las memorias EEPROM se emplean principalmente paraalmacenar programas, aunque en la actualidad es cada vez msfrecuente el uso de combinaciones RAM + EEPROM,



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Memoria interna:

En un autmata programable, la memoria interna es aquella quealmacena el estado de las variables que maneja el autmata:entradas, salidas, contadores, rels internos, seales de estado,etc. Esta memoria interna se encuentra dividida en varias reas,

cada una de ellas con un cometido y caractersticas distintas.

Memoria de programa:



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La memoria de programa, normalmente externa y enchufable a laCPU mediante casete de memoria, almacena el programa escritopor el usuario para su aplicacin.

Cada instruccin del usuario ocupa un paso o direccin delprograma.

Las memorias de programa o memorias de usuario son siempre detipo permanente RAM + batera o EPROM/EEPROM .

Memoria de programa:



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La memoria de programa, normalmente externa y enchufable a laCPU mediante casete de memoria, almacena el programa escritopor el usuario para su aplicacin.

Cada instruccin del usuario ocupa un paso o direccin delprograma.

Las memorias de programa o memorias de usuario son siempre detipo permanente RAM + batera o EPROM/EEPROM .



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RESUMEN DE MEMORIA:

La memoria en un sistema de PLC se divide en la memoria deprograma, la cul usualmente se almacena en EPROM/ROM, y lamemoria de operacin, La memoria RAM es necesaria para laoperacin del programa y del almacenamiento temporal de losdatos de entrada y de salida de informacin



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Unidad Consola de programacin

se utilizan solamente en la etapa de desarrollo/prueba de unprograma de PLC.

La unidad de programacin puede ser un dispositivo dedicado ouna computadora personal.

Permite la visualizacin grfica del programa (diagrama deescalera).

La unidad, una vez conectada con el PLC, puede descargar elprograma y permite vigilar en tiempo real su operacin para

suprimir errores. Una vez que el programa se encuentra listopara funcionar, la unidad de programacin se puededesconectar del PLC que contina con su operacin .



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Unidad Consola de programacin

Puerto COM1RS-232C

Puerto CH

o

RS-232C

PLC

COMPUTADORA

Sistema Operativo: Windows 95

Software RSLinx (Comunicaciones)

Software RSLogix 5 (ProgramacinEscalera)



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Puerto de comunicaciones.

Permite al PLC establecer comunicacin e intercambiar

informacin con dispositivos externos, ya sea otros PLCs,

Interfaz (HMI), unidades de programacin, perifricos, o alguna

otra unidad conectada en red.(RS-232C/RS-423/RS-422)



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Puerto de comunicaciones.

En todo sistema de control siempre existe una

i t f h b i (MMI) t



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interface hombre mquina (MMI) comnmente

conocida como interface de operacin o equipo

periferico. La MMI es el nico vinculo que existe entre

el operador del sistema de control y el cerebro delsistema de control que en este caso corresponde al

CPU del PLC.

PANELVIEW

TOUCH SCREEN PANELVIEW

DE MEMBRANA

Funcionamiento del PLC

L f i b i d i t PLC


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Las funciones bsicas de un sistema PLC son:1.- Leer el estado de cada uno de los dispositivos de entrada

instalados en el sistema, tales como botones pulsadores,

interruptores de fin de carrera, etc



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2.- Tomar decisiones mediante un programa de control como la

lgica de escalera basndose en el estado de aquellos dispositivos

de entrada.



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3.- Establecer el estado de cada uno de los dispositivos de salida

correspondientes, tales como luces, motores, bobinas, etc.

.



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El PLC contiene dos conjuntos, principales, de puntos de conexin

conocidos como entradas y salidas.



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El estado de las salidas, dependen del estado de las entradas y la

lgica del programa.


Cada uno de estos puntos de conexin ya sea entrada


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Cada uno de estos puntos de conexin, ya sea entrada salida, est claramente identificado.


L id tifi i d t di iti


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La identificacin de estos dispositivos, se conoce comodireccionamiento, significa que a cada uno de estos puntosde conexin se les asigna una direccin especfica.


Una vez que determinamos la direccin a la cul va a estar


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Una vez que determinamos la direccin a la cul va a estarconectado cada uno de dichos dispositivos externos, podemosprogramar el PLC para que, en base a las condiciones queguarden las entradas, manipule el estado de las salidas


La identificacin de los p ntos de cone in de entrada


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La identificacin de los puntos de conexin de entrada ysalida difiere entre fabricantes, pero todos los sistemas deidentificacin o direccionamiento buscan el mismo objetivo:

relacionar de una manera sencilla los puntos de conexin,con los eventos programados en la memoria delcontrolador.


Estos puntos de conexin tambin son conocidos como


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Estos puntos de conexin tambin son conocidos comopuntos de entrada /salida o I/O points.

Dicha posicin, siempre deber identificarse por: chasis,tarjeta, palabra por tarjeta, y punto de conexin. Luego,conociendo tal posicin o direccin de cada uno de los puntosde conexin, estos pueden ser asignados a determinadafuncin, en el programa del PLC.

Donde:Donde:Allen Bradley[ii]

O : A . B / CI : A . B / C

Nomenclatura usada en los

mdulos de salida:

Nomenclatura usada en los

mdulos de entrada:Fabricante:


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B = Nmero de bit en el

mdulo de salidas (0H a FH)

(en hexadecimal).

A= Nmero de bit en el

mod. de entradas (en

hexadecimal).

FP0, FP1, ...)

Y = OutputX= Input(PLCs modelo:

Donde:Donde:Aromat oNAIS,[iii]

Y BX A

C= Nmero de bit en la

palabra B =Nmero del

punto de conexin.

C = Nmero de bit de la

palabra B =Nmero del

punto de conexin.

B = Nmero de Palabra o

Word del mdulo A.

B = Word o Palabra del

mdulo A.

A = Nmero de mdulo o

slot.

A = Nmero de ranura,

mdulo o slot

Micrologix, SLC

500, PLC5)

O= Output o SalidaI = Input o Entrada(Modelos:

Donde:Donde:

(PLC d l

Y BX A

Mitsubishi[iv]


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PCM1, ... )

(PLC modelo:

01000 a 01915 son salidas.00000 a 00915 son entradasOmron [v]

Donde:Donde:

XXXXXXXXXX

(0 a n |n =>0 y n =5)(0 a n |n =>0 y n =7)

B = Nmero de conexin en

el mdulo de salidas

A = Nmero de conexin

en el mdulo de entradas

Y = OutputX = InputFX1s , ...)

(PLC modelo:

Q = OuotputI = InputSchneider [vi]

Donde:Donde:

% Q 2 0 5 .3% I 2 0 5 .3


100/152

B = Punto de conexinB =Punto de conexin505 )

A= MduloA= Mdulo(PLC series:

Q = SalidaI = InputSiemens [vii]

Donde:Donde:

YA.BXA.B

3 = Punto de conexin3 =Punto de conexin

05 =Mdulo 505 =Mdulo 5TSX, )

2 = Rack 22 = Rack 23 =Punto de

conexin

(PLC modelo:

pp[ ]

PIDPDASCIIASalidaOContadorC

MensajeM

GTemporizadorTEnteroNBinarioB

Tipo de archivo:

X

Direccion de archivo. Se omite al direccionar bit, palabra y estructura (tambin indica una

direccin indexada)#

Descripcion:Elemento


101/152

# X F : E . S / B

Nmero de bit:

00 17 para archivos de Entrada/Salida

00 15 para todos los dems archivos00 15999 para archivos binarios cuando se usa direccionamiento de bit directo

B

Delimitador de Bit, que separa el nmero de bit/

Mnemnico de Estructura/Miembro usado solo con archivos de Temporizador, Contador, Control,

BT, MG, PD, SC y ST.S

Punto delimitador, solo es utilizado con mnemnicos de Miembro de Estructura en Archivos de

Contado, Temporizador y Control.

Nmero de estructura/palabra hasta de:

0 -277 archivos de E/S en octal

0 - 127 archivo de estado en decimal

0 - 999 para todos los dems tipos de archivo, excepto archivos MG, PD y ST

E

Delimitador, puede ser Dos puntos punto y coma, y separa los nmeros de archivo y

estructura/palabra:

0 Salida

1 Entrada

2 Estado

3 999 - Cualquier otro tipo

Nmero de archivoF

Cadena

ASCIIST

Transf. en

Bloques

B

TEstadoSEntradaI

Estado SFCSCBCDDControlRPunto FlotanteF

X

A

B

CD

Rack nmero

01 grupo de

E/S nmero

17 16 15 14 13 12 11 10 07 06 05 04 03 02 01 00

Tabla de Imagen de Salida

00

A

B

CD

Rack nmero

01 grupo de

E/S nmero

Direccin

de Palabra


102/152

12

O:015

07

I:014

00

01

02

03

04

0506

07

10

11

12

13

14

15

16

17Mdulo de

Entrada

(1771-IAD)

17 16 15 14 13 12 11 10 07 06 05 04 03 02 01 00 05

Tabla de Imagen de Entrada

17 16 15 14 13 12 11 10 07 06 05 04 03 02 01 0004

00

07

07

04

00

01

02

03

04

0506

07

10

11

12

13

14

15

16

17Mdulo de

Salida

(1771-OAD)


103/152


104/152

METODOS DE PROGRAMACION

Mtodos de programacin.


105/152

El PLC puede ser programado, usando diferenteslenguajes. Estos, difieren de acuerdo a las

caractersticas particulares de cada modelo de PLCcon que se trabaja. No obstante, todo tipo de PLCpuede programarse usando uno ms de lossiguientes metodos:



106/152

Programacin en lista de instrucciones Booleano.

En diagrama de escalera.

En lenguaje de alto nivel.

Estructuracin en SFC (Sequential Flow Chart)



107/152

Programacin en lista de instrucciones Booleano.

Es una representacin mnemotcnica de lasinstrucciones, enlistadas en secuencia.

Es lo ms parecido al lenguaje natural nativo del

procesador, que se maneja. Permite el mximo nivel de explotacin de las

ventajas del PLC. Aunque representa un nivel mayorde complejidad.


Programacin en lista de instrucciones.


108/152

Fin del ProgramaENDn

..................

Retardo para arranque de motor 2501T6

Y0LD5

ST1, arrancador de motor 1Y0OUT4

PB2, paro de motor 1X1AND3

Bomba P1ST1, arrancador de motor 1Y0OR2

PB1, arranque de motor 1X0LD1

ObservacionesDescripcinDatosDireccinInstruccinNo



109/152

Programacin en Diagrama de escalera.

Este es el mtodo ms usual, diseado para permitiruna programacin de manera sencilla basada ensmbolos y esquemas con los que el personal tcnico

est familiarizado, pues se basa en smbolos deldiagramas de control electromecnico.



110/152

Programacin en Diagrama de escalera.



111/152

Programacin en Lenguaje de alto nivel.

Este mtodo es alternativo, en algunos PLCs, a lasdos formas de programacin descritas anteriormente.Consiste en la posibilidad de utilizar un lenguaje de

alto nivel como C o BASIC en cualquiera de susversiones o algn otro lenguaje exclusivo (variante deestos) adaptado por el fabricante. En algunos casosse les llama lenguaje estructurado.


P i L j d lt i l


112/152

Programacin en Lenguaje de alto nivel.

Programa ejemplo en lenguaje de alto nivel estructurado.Por: J. Salas. Marzo/2001

! L0: (*Starting motor 1*)

IF (%I110 OR %I111) AND NOT O210 THEN%O210;

END IF;


Estructuracin en SFC (Sequential Flow Chart)


113/152

Estructuracin en SFC (Sequential Flow Chart).

Es indicado cuando los programas son grandes y elproceso de estructuracin se vuelve complejo.

Los SFC ms populares en Europa son el llamadoGrafcet, y el FUP, mientras que algunos fabricantesjaponeses le llaman STL.



114/152


Ms que un lenguaje de programacin, es un mtodode estructuracin en diagrama de flujo, despus dedesarrollarlo, se puede escribir el programa en

cualquier lenguaje previamente mencionado.

Los programas de interfaz ms avanzados, tambin

son capaces de compilar el programa del diagramade flujo SFC.



115/152



116/152


117/152

LENGUAJE DE ESCALERA


El lenguaje del diagrama de escalera es un conjuntode instrucciones simblicas que se utiliza para crear


118/152

de instrucciones simblicas que se utiliza para crearun programa en el controlador programable.


Antes de la extensin del lenguaje de escalera, elconjunto de instruccin estndar del diagrama deescalera estaba limitado a realizar solamente


119/152

escalera estaba limitado a realizar solamentefunciones equivalentes a los relevadores, usando

los smbolos bsicos del contacto y de la bobinasimilar a los mostrados


Un diagrama de escalera esta formado por escalonesde control, cada escalon consiste en una serie decondiciones de la entrada representada por


120/152

condiciones de la entrada representada porinstrucciones de tipo contacto de relevador y una

instruccin de salida en el extremo del escalnrepresentado por el smbolo de la bobina.


REGLAS GENERALES EN EL DIAGRAMA DEESCALERA.


121/152

Una ecuacin es resuelta columna por columna.


REGLAS GENERALES EN EL DIAGRAMA DE

ESCALERA. Las ecuaciones son barridas y resueltas en orden secuencial


122/152

Las ecuaciones son barridas y resueltas en orden secuencial

empezando por la ecuacin o rengln (run) de identificacin

menor.



ESCALERA. El flujo de energia dentro de una ecuacion es siempre de izquierda


123/152

a derecha.


Para que una salida sea activada o energizada, al menos uncamino de izquierda a derecha de contactos debe estar cerrado.


124/152

q




125/152

Cada bobina y contacto esta referenciado con un nmero de

direccin que se utiliza para identificar las condiciones defuncionamiento, es decir qu se est evaluando y qu estsiendo controlado.




126/152

Los renglones en diagrama de escalera se dividen,

bsicamente, en dos partes, del lado izquierdo se colocan todaslas instrucciones de entrada con sus direcciones y del ladoderecho del rengln se colocan las instrucciones de salida consus respectivas direcciones de los datos a manipular



ESCALERA.Un diagrama de escalera siempre finaliza con un


127/152

g prengln llamado fin (end), y fcilmente se puede

identificar, pues no contiene instrucciones de entraday a la derecha del rengln aparece la palabra end.




128/152

Las lneas de interconexin horizontal ejecutan la

funcin Booleana AND




129/152

Las lneas de interconexin vertical ejecutan la funcin

Booleana OR




130/152

Lneas verticales tambin para mover o trasladar

(triplicar, duplicar, etc.) una condicin de flujo.


INSTRUCCIONES USADAS EN EL DIAGRAMA DEESCALERA.


131/152

Los diferentes tipos de instrucciones de entradas y

salidas comnmente utilizados en un programa enescalera, son los siguientes:

Instrucciones a nivel Bit Instrucciones de Temporizador y Contador

Operaciones Aritmticas

Operaciones de Comparacin de Datos

Etc.

Hipervnculo


INSTRUCCIONES A NIVEL BIT.


132/152

La memoria RAM del procesador reconoce como

medida de informacin en su interior a lo que ya

definimos como PALABRA donde una palabra contiene

16 bits.

Se dice que las instrucciones a nivel bit son las ms

sencillas de todos los tipos de instrucciones que hay,

pero al ser las ms sencillas tambin son las msutilizadas en un programa

instrucciones a nivel bit




133/152

Instruccin de entrada "XIC" (Examina s esta cerrado).

0 LgicoOFFFalsa

1 LgicoONVerdadera

Valor del bit

analizado

Estado del BitXIC

Modos de Direccionamiento vlidose invlidos para la instruccin XIC.

No son aceptadas

direcciones a nivel

PALABRA

I1:000

O0:003

S2:2

Son aceptadas

direcciones

a nivel BIT:

I1:000/00

O0:003/17

S2:2/15




134/152

Instruccin de entrada "XIO" (Examina s esta abierto).

1 LgicoONFalsa

0 LgicoOFFVerdadera

Valor del bit

analizado

Estado del BitXIO

Modos de Direccionamiento vlidose invlidos para la instruccin XIO.

No son aceptadas

direcciones a nivel

PALABRA

I1:000

O0:003

S2:2

Son aceptadas

direcciones

a nivel BIT:

I1:000/00

O0:003/17

S2:2/15




135/152

Instruccin de salida "OTE" (Salida energizada).

0 LgicoOFFFalsa

1 LgicoONVerdadera

Valor del bit

analizado

Estado del BitOTE

Modos de Direccionamiento vlidose invlidos para la instruccin OTE.

(bit de lectura)

S2:2S2:2/15S2:78/0

B3:0I1:000/10B3:0/0

O0:000O0:000/17

No son

aceptadasdirecciones a

nivel PALABRA

Uso prohibidoSon aceptadas

direcciones anivel BIT




136/152

Instruccin de salida "OTL" (Salida Latcheada).

Modos de Direccionamiento vlidose invlidos para la instruccin OTL.

(bit de lectura)

S2:2S2:2/15S2:78/0

B3:0I1:000/10B3:0/0

O0:000O0:000/17

No son


nivel PALABRA



0 LgicoCambioCon OTU

1 LgicoNo CambiaFalsa

1 LgicoONVerdadera

Valor del bit

analizado

Estado Del BitOTL




137/152

Instruccin de salida "OTL" (Salida Latcheada).

Modos de Direccionamiento vlidose invlidos para la instruccin OTU.

(bit de lectura)

S2:2S2:2/15S2:78/0

B3:0I1:000/10B3:0/0

O0:000O0:000/17

No son


nivel PALABRA



1 LgicoCambioCon OTL

0 LgicoNo CambiaFalsa

0 LgicoOFFVerdadera

Valor del bit

analizado

Estado del BitOTU


INSTRUCCIONES DE SALIDA TIPO

TEMPORIZADOR Y CONTADOR


138/152

TEMPORIZADOR Y CONTADOR

Temporizador Timer

T f : sTemporizador Nmero del Archivo Nmero de la estructura

(Tipo de Archivo.) (Puede ser de 3 a 999). del temporizador.

(de 0 a 999.)


Temporizador con Retardo al Energizarse (Timer on-Delay ).


139/152

TON

Timer On Delay

Timer

Timer Ba se

Preset

Accum

T4:0

0.01

500

0

EN

DN

Esta instruccin tambin conocida como TON se usa para cambiar el estado deuna salida a nivel bit a cero (off) o uno lgico (on) despus de que el

temporizador se haya activado por un intervalo de tiempo definido por el valor

preestablecido (preset) y por la base de tiempo (Time Base) utilizada.


Temporizador con Retardo al Energizarse (Timer on-Delay ).Estados de los Bits de Control de la Instruccin TON.


140/152

Se activa instruccin

especial (RES) para

restablecer el temporizador.

.DN (Bit 13)

El rengln se vuelve falso.Que la operacin de contabilizar un

tiempo determinado ha sido

completada.

El valor acumulado es igual al valor

preestablecido.

Temporizador Terminado

El valor acumulado es igual

al valor preestablecido.(El

bit DN se activa).

.TT (Bit 14)

El rengln se vuelve falso.Que el temporizador esta

contabilizado el tiempo

transcurrido.

El rengln cambia de falso a

verdadero.

Temporizador Contando


especial (RES) para


.EN (Bit 15)

El rengln se vuelve falso.Que el temporizador ha sido

activado o habilitado


verdadero.

Temporizador Habilitado

Se mantiene en uno hasta que...Indicacin del evento...Se pone en uno lgico cuando...Bit de Control


Temporizador con Retardo al Energizarse (Timer on-Delay ).Diagrama de Tiempo de un TON.


141/152

0

Condiciones de

entrada del Rengln

0 Bit de Control EN

0 Bit de Control TT

0 Bit de Control DN

1

1

1

1

TiempoVaccum = VpreVaccum = 0

Vaccum = 0

Vacc um = Vaccum + Tiempo Base


Temporizador con Retardo al Des-energizarse (Timer off-Delay ).


142/152

Esta instruccin tambin conocida como TOF se usa para cambiar el estado deuna salida a nivel bit a cero (off) o uno lgico (on) despus de que el

temporizador se haya desactivado por un intervalo de tiempo definido por el

valor preestablecido (preset) y por la base de tiempo (Time Base) utilizada.

TOF

Timer Off Delay

Timer

Timer Base

PresetAccum

T4:1

0.01

5000

EN

DN


Temporizador con Retardo al Energizarse (Timer off-Delay ).

Estados de los Bits de Control de la Instruccin TOF.


143/152

.DN (Bit 13)

El valor acumulado es

igual al valor preestablecido.

Que la operacin de

contabilizar un tiempo

determinado ha sido

completada.

Cuando el rengln cambia

de falso a verdadero.


El valor acumulado es

igual al valor

preestablecido.(El bit DN seactiva).

.TT (Bit 14)

El rengln se vuelve

verdadero.

Que el temporizador esta

contabilizado el tiempo

transcurrido.

El rengln cambia de

verdadero a falso y el

acumulado sea menor que el

valor preestablecido.



especial (RES) para


.EN (Bit 15)

El rengln se vuelve

falso.

Que el temporizador ha sido

desactivado o deshabilitado


verdadero.


Se mantiene en uno hasta

que...

Indicacin del evento...Se pone en uno lgico

cuando...

Bit de Control


Temporizador con Retardo al Energizarse (Timer off-Delay ).Diagrama de Tiempo de un TOF.


144/152

0

Condiciones de

entrada de l Rengln

0 Bit de Control EN

0 Bit de Control TT

0 Bit de Control DN

1

1

1

1

Tiempo

Vac cum = VpreVac cum = 0Vac cum = 0

Vaccum = Vaccum + Tiempo Base


Temporizador con Retardo al Energizarse Retentivo (Retentive Timer On )

RTO


145/152

Esta instruccin tambin conocida como RTO se usa para cambiar el estado de

una salida a nivel bit a cero (Off) o uno lgico (On) despus de que el

temporizador se haya activado por un intervalo de tiempo definido por el valor

preestablecido (preset) y por la base de tiempo (Time Base) utilizada.

Retentive Timer On

Timer

Timer Base

Preset

Accum

T4:5

1.0

500

0

EN

DN


Temporizador con Retardo al Energizarse Retentivo (Retentive Timer On )Estados de los Bits de Control de la Instruccin RTO



146/152

.DN (Bit 13)

Se activa instruccin especial

(RES) para restablecer el

temporizador.

Que la operacin de contabilizar un

tiempo determinado ha sido

completada.

El valor acumulado es igual al

valor preestablecido

(PRE=ACC).


Se activa instruccin especialRES para restablecer el

temporizador.

El valor acumulado es igual al

valor

preestablecido(ACC=PRE).

.TT (Bit 14)

El rengln se vuelveverdadero.

Que el temporizador estacontabilizado el tiempo

transcurrido.

El rengln cambia de verdadero afalso.




temporizador.

.EN (Bit 15)

El rengln se vuelve falso.Que el temporizador estahabilitado y activo.

El rengln cambia de falso averdadero.




Temporizador con Retardo al Energizarse Retentivo (Retentive Timer On )Diagrama de Tiempo de un RTO


147/152

Falso

Falso

Condiciones de

entrada de l Rengln

0 Bit de Control EN

0 Bit de Control TT

0 Bit de Control DN

RES

Verdadero

Verdadero

1

1

1

T1 T2

Vaccum = T1 Vaccum = Preesta blecidoVpre = T1 + T2

Vaccum = 0

Vaccum = 0

Vaccum = Vaccum + Tiempo Base Vaccum = T1 + Tiempo Base


FORMATO DE DIRECCIONAMIENTO DEL CONTADOR.


148/152

C f : s

Contador Nmero del Archivo. Nmero de la estructura

(Tipo de Archivo.) (Puede ser de 3 a 999). del contador.

(de 0 a 999.)


Contador ascendente (Count Up).

CTU


149/152

La instruccin de salida CTU cuenta eventos en forma ascendente

considerando un rango desde el nmero -32,768 hasta el nmero +32,767.

Cada vez que la condicin global de entrada del rengln cambie de estado de

falso a verdadero la instruccin CTU incrementar en una unidad el valor

acumulado de eventos transcurridos en el contador CTU. Cuando el valoracumulado (Accum) sea igual o se excede del valor preestablecido (Preset), el

bit de control DN del contador se pone en uno, donde este bit de control DN

puede ser empleado para controlar alguna accin sobre la lgica de control en

el programa escalera

Count UpCounter

Preset

Accum

C5:3

25

5

CU

DN


Contador ascendente (Count Up).Estados de los Bits de Control de la Instruccin CTU


150/152

.OV (Bit 12)



contador.

Que el contador ya no esta

contando en forma correcta.

Cuando el contador ascendente a

sobrepasado el limite positivo de

32,767, de hecho se pasa de

32,768 haciendo un efecto de

rollo.

Contador ascendente sobreflujo



contador.

.DN (Bit 13)

El valor acumulado vuelve aser menor que el valor

preestablecido

Que el contador ya detect elvalor de eventos programados por

el usuario (Vaccum=Vpre).

Cuando el valor acumulado esms grande o igual al valor

preestablecido.

Contador ascendente terminado



contador.

.CU (Bit 15)

El rengln se vuelve falso.Que la instruccin ha realizado un

incremento en su conteo.

Habilitando al contador.

El rengln o condicin global de

entrada es verdadera.

Contador ascendente Habilitado



Contador descendente (Count Down).

CTD


151/152

La instruccin de salida CTD cuenta eventos en forma descendente

considerando un rango desde el nmero +32,768 hasta el nmero -32,767.

Cada vez que la condicin global de entrada del rengln cambie de estado de

falso a verdadero la instruccin CTD decrementar en una unidad el valor

acumulado de eventos transcurridos en el contador CTD. Cuando el valoracumulado (Accum) sea menor al valor preestablecido (Preset), el bit de control

DN del contador cambia del estado cero al estado uno, donde este bit de control

DN puede ser empleado para controlar alguna accin sobre la lgica de control

en el programa escalera.

Count Down

Counter

Preset

Accum

C5:0

50

0

CD

DN


Contador descendente (Count Down).Estados de los Bits de Control de la Instruccin CTD



152/152

Regresando del nmero

32,767 al 32,768 con un

contador ascendente.

.UN (Bit 11)


especial (RES) para restablecer

el contador.

Que el contador ya no esta

contando en forma correcta.

Cuando el contador descendente

a sobrepasado el lmite negativo

de 32,767, de hecho se pasa de

+32,768 haciendo un efecto de

rollo.

Contador descendente bajoflujo



el contador.

Otra instruccin cambia el

valor acumulado.

.DN (Bit 13)

El valor acumulado vuelve a

ser menor que el valor

preestablecido

Que el contador ya detect el

valor de eventos programados

por el usuario (Vaccum=Vpre).

Cuando el valor acumulado es

ms grande o igual al valor

preestablecido.

Contador descendente terminado



el contador.

.CD (Bit 14)

El rengln se vuelve falso.Que la instruccin ha realizado

un decremento en su conteo,

habilitando al contador.

El rengln o condicin global de

entrada es verdadera. Durante el

prescan, este bit es puesto para

prevenir un conteo falso cuando

comienza el scan del programa.

Contador descendente Habilitado

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