2.- clase del curso de plc 2013

7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013

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Programa PLCs empleadosen sistemas electrnicos

Ing. Sergio Antonio Villarreal Prez

2013


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Que es un autmata industrial PLC?El autmata es un dispositivo de control

de estado solido.Contiene memoria reprogramable para salvar instrucciones

y puede hacer las siguientes funciones:Control de entradas y salidas, temporizar, contar,

hacer aritmtica, manipular datos en registros, etc.

Sergio Villarreal Prez


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En otras palabras:Un PLC

capta seales provenientes de una mquina un proceso las

compara contra un programa y

activa las

salidas pertinentes de acuerdo al proceso.



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Bsicamente el PLC se puede dividir a dos partes.El CPU y el interface de Entrada y Salida (E/S).

PROGRAMADOR

CPU

MEMORIAENTRADAS SALIDAS

FUENTE DEALIMENTACIN

RAM ROM

Esquema bsico

Esquema completo



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Se puede decir con certeza que un PLC fue diseado parareemplazar bancos de relevadores electromecnicos quecontrolaban mquinas y procesos industriales en la poca

de los aos setenta.

Ahora bienPor qu se necesita un PLC?



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Historia del PLCUna divisin de la compaa General Motors (Hidramatic)

en el ao de 1968 especific el criterio de diseo del primer

autmata programable industrial PLC.

Era muy costoso hacer cambios enlos tableros que contenan cientos de

relevadores cada vez que el productocambiaba en las lneas de produccin.

En aquellos aos, si se quera cambiarel proceso, tenan que cambiar

fsicamente las conexiones entre rels

para lograr adaptar las mquinas alnuevo proceso.

Se busc solucionar este problemautilizando tecnologa de estado solido y

el resultado fue el desarrollo de un PLC.Sergio Villarreal Prez
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_9//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/L%C3%B3gica_cableada_Rack_con_Rel%C3%A9s.JPG


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Los primeros PLC solo podan manejar instrucciones deapagado y encendido (on/off). Sus aplicaciones se limitaban

a mquinas simples y procesos repetitivos.

Innovaciones al PLCEn los aos de 1970 a 1974 aparecieron los primeros PLC enel mercado, a estos se les aadi flexibilidad e instrucciones,

algunas mejoras fueron:

1.- Una pantalla (CRT): esto hizo que el tcnico tuviera laoportunidad de programar, monitorear y diagnosticar el

PLC con rapidez y facilidad.Sergio Villarreal Prez
http://www.cen-sa.com.mx/proyectos/plc7in5out.php


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2.- Mas instruccionesse agregaron.

Instrucciones de

temporizador ycontador as como

operaciones bsicasde aritmtica.

3.- Comunicacin: Se logr que el PLC pudiera comunicarsecon mdulos de expansin localizados a distancia.



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Durante los aos de 1975 a 1979 el desarrollo de nuevosmicroprocesadores y programas de software facilit ms eldesarrollo y le dio mayor flexibilidad a las unidades PLC.

4.- Mas capacidad de memoria: Se hizo mas fcil hacerprogramas ms largos y tambin aadir ms puntos

de entrada/salida.



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5.- Entradas y salidas analgicas: Ahora era posiblemonitorear y controlar seales continuas

(0-10 volts y 4-24 mA) as tambin variablescomo presin y temperatura.



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6.- Interface para operador: El desarrollo de programadoresporttiles o de bolsillo con teclas y exhibidor digital facilit

al tcnico aun ms la programacin, monitoreo y diagnosticodel PLC.



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Bajo costo y flexibilidad Mayor capacidad de entradas y salidas remotas

Manipulacin de datos y salvado de los mismos

Diseo modular que facilita el crecimiento

Capacidad para diagnosticarse a si mismos Comunicacin serial

Instrucciones matemticas avanzadas

Los PLC en el presente:Se puede decir que los PLC ahora son

poderosos sistemas de control.

Han llegado a un nivel inimaginadopor los diseadores originales.

Ventajas del PLC



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Elementos del PLC:El PLC consiste de 5 componentes bsicos.

Fuente de alimentacin

Procesador CPUMemoria (RAM y ROM)

Interface de entradaInterface de salida

PROGRAMADOR

CPU

MEMORIA

INTERFACEDE

ENTRADAS

INTERFACEDE

SALIDAS

FUENTE DE ALIMENTACIN

RAM ROM



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Fuente de alimentacinLa fuente toma el voltaje de lnea (120V AC) y lo convierte avalores tales como 24, 12 y 5 Volts DC. Estos niveles son los

que requieren los otros componentes para realizar su trabajo.



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Esta seccin del PLC puede estar integrada en el equipocuando es del tipo todo en uno (All in one) o bien puede

ser un mdulo separado el cual se integra al sistema

mediante insercin y posterior conexin en un estante (Rack).



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Procesador CPUEs considerado el cerebro de la unidad, aqu es donde se

llevan a cabo la toma de decisiones y para ello es necesario

contar con un programa el cual es una lista de instruccioneslas cuales son comparadas con las condiciones de la seccinde entrada y como resultado genera seales que son las que

manejan las salidas.



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Esta seccin del PLC puede estar integrada en el equiposi es del tipo todo en uno (All in one) o bien puede ser

un mdulo separado el cual se integra al sistema mediante

insercin y posterior conexin en un estante (Rack).



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MemoriaEsta rea del PLC bsicamente se conforma de dos tipos

de memoria, cada una con funciones especificas.

El Micro cubo de Idec salva los programas en memoriano voltil (EEPROM).

La memoria RAM es voltil y en ella se salva temporalmentelos valores de registro, tiempo y cuenta del PLC.

Un capacitor conserva los datos hasta por 30 das.



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Interface de entradaEs la seccin encargada de proveer la comunicacin entrelos dispositivos externos llamados captadores y la lgica

interna del procesador.Los dispositivos mas comunes utilizados para captar

informacin son los interruptores, y los sensores de todo tipode variable fsica (luz, presin, campo magntico, etc.)



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Interface de salidaEl procesador emite seales como resultado de la

comparacin de las seales de entrada y el programa.

Estas son acopladas a los dispositivos externos llamadosactuadores por medio de esta interface.

Generalmente se valen del uso de un relevadorelectromecnico o un fototransistor.

Los elementos actuadores ms comunes son entre otros: Luzpiloto, rel, alarma, arrancador de motor, vlvulas, motor, etc.



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Equipo programadorEl Micro Cubo de Idec puede programarse de dos maneras.

Con un equipo ordenador personal (PC) y un software de

programacin llamado WindLDR.Con un equipo manual conocido como botonera (Handheld).



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CONEXIN DE ELEMENTOS CAPTADORESEN EL MODULO DE ENTRADAS

1.- Al mdulo de entradas se conectan elementoscaptadores

2.- Los captadores pueden ser ACTIVOSo PASIVOS

3.- Un ejemplo de captador pasivo es un SWITCH(interruptor)

4.- Un ejemplo de captador activo es un SENSOR


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CONEXIN DE ELEMENTOS CAPTADORES

EN EL MODULO DE ENTRADAS

5.- Los sensores pueden ser de dos tipos;NPN o PNP

6.- En el mdulo de entradas una de las terminaleses llamada comn (COM)

7.- Cuando se conectan sensores al mdulo de

entrada, la letra intermedia del tipo indica cual de lasterminales de la fuente se conecta a la terminalcomn (COM)


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8.- La letra intermedia NPN nos indica queel positivo de la fuente se conecta a

la terminal comn del modulo de entradas


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9.- La letra intermedia PNP nos indica queel negativo de la fuente se conecta a

la terminal comn del modulo de entradas.


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Principio de operacin del PLC:La operacin es muy sencilla, primero se hace la lectura

del estado de cada uno de los captadores de campo

conectados al interface de entrada del PLC.

Posteriormente se procede a actualizar las salidasdependiendo del estado lgico de cada rengln del

programa establecido.Sergio Villarreal Prez

El estado se enva al CPU, este ejecuta el diagramaescalera de izquierda a derecha de arriba abajo como se

muestra.


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El tiempo ScanAl proceso de lectura de entradas, ejecucin de programa

y actualizacin de estado de salidas se le denomina

tiempo Scan.

3

1

2


El tiempo promedio del Micro Cubo es deaproximadamente 2.9 milisegundos por cada 100 pasos.


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LGICA DE ESCALERA

Los Autmatas PLC son principalmente

programados con lgica de escalera.

Se han escogido smbolos que se parecen a lossmbolos esquemticos de los dispositivoselctricos, esto hace ms fcil de programar

PLCs a los tcnicos electricistas

Los electricistas aunque nunca hayanprogramado pueden interpretar

un diagrama escalera.

Es solamente una representacinsimblica de un circuito elctrico.


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La funcin principal de un programade PLC es la de controlar las salidas

basndose en las condiciones estados de las entradas. .

Los smbolos usados en la programacin

lgica de escalera pueden ser divididosen:Contactos y Bobinas.


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CONTACTOS

La mayora de las entradas a un PLC

son dispositivos simples que estnencendidos o apagados.

Estas entradas pueden ser elementostales como sensores o bien interruptores

de todo tipo de accionamiento

Sirven para detectar presencia, ausencia, vacio,lleno, etc., o sea:

Un cambio en el estado inicial del elemento.


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Se suele utilizar las siglas en ingls paradenotar los contactos, entonces tenemos:

NO para normalmente abiertoNC para normalmente cerrado.

Un tipo NO (normalmente abierto) no

permitir el paso de la corriente a travs de elhasta que sea cambiado de estado.

Un tipo NC (normalmente cerrado) permitirque la corriente est fluyendo a travs de el

hasta que sea cambiado de estado.


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Pensemos en un ejemplo prctico para usode interruptores, sea:

Un circuito elctrico de un timbre de casa.

Se puede pensar en los contactoscomo interruptores.

La pregunta que se hara es:

Qu tipo de interruptor utilizar: Abierto o Cerrado??


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BOBINA

Una bobina en diagrama escalera

simplemente representa una salida.El PLC examina el estado de los contactos(entradas) y mueve las bobinas (salidas)

al estado de encendido o apagadodependiendo de la programacin.

Una salida puede estar asociadacon cualquier elemento actuador o ser

una bobina de un relevador interno.


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DIAGRAMAS ESCALERA

El diagrama de escalera bsico es similar

a una escalera. Est compuesto de dosbarras paralelas y entre ellas un conjuntode contactos y bobina que forman un

escaln.


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Un escaln a su vez puede estar formadopor una o varias lneas.

Las barras paralelas representan el voltajede alimentacin necesario para producir

la corriente que correr por el escaln.

Normalmente para el anlisis de un diagramase toma el convencionalismo

de hacerlo leyendo:de izquierda a derecha

ydel rengln superioral rengln inferior.


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CBTIS 135

M t T li M i

Autor de la presentacin: Ing. Sergio Villarreal [email protected]

Bibliografa. - Fundamentals of Programmable LogicControllers, sensors & communications.

Jon SterensonRegents, Prentice Hall. - Introductory Guide to Programmable Controllers

Mitsubishi Electric Corporation. - Programmable Logic Controllers

Frank PetruzellaMc Graw Hill

. - Micro3, Micro Programmable Logic Controller,Users Manual

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