Materia: controladores programables

Objetivo de la asignatura

El alumno automatizara procesos industriales mediante la programación, instalación, mantenimiento, e integración a las redes industriales y puesta en marcha del PLC para el desarrollo y conservación de los sistemas.

Unidad 1

1.1-Introducción a los controladores lógicos programables (PLC)

1.2 - arquitectura de los PLC

1.3- clasificación de los PLC

Unidad 2

2.1- programación básica de PLC

2.2- conexiones de entradas y salidas de un PLC

2.3- programación estructurada

2.4- aplicación de un PLC

2.5- mantenimiento y localización de fallas de un PLC

Unidad 3 redes industriales

3.1- introducción a las redes industriales

3.2- protocolos de comunicación en redes industriales

3.3- configuración y conexión del PLC a la red industrial

Fuentes bibliográficas Bacells J.

Autómatas programables

Ed. Alfa omega

Perez J.

Automatización de maniobras industriales mediante autómatas programables ed. Alfa omega

Evaluación:

Practicas- 40 %

Examen- 30%

Participación-30%

Introducción a los PLC

Automatización: es la técnica formada por las disciplinas mecánica, eléctrica y electrónica que trata de diseño de dispositivos o sistemas, los cuales sustituyen la mano del hombre en los procesos o sistemas de producción, prueba, ajuste y calibración, con elementos de mecanismos y controles autónomos

Además de provocar desarrollo personal, los sistemas de producción automatizados logran:

Una alta calidad constante y factible de perfeccionar

Menor conservación y mantenimiento preventivo bien planeado

Corrección de fallas por auto diagnostico

Planeación de la producción por sistemas computarizados

Información actualizada de la producción en cantidad y calidad

Menos riesgos de accidentes

Menos gastos y cuotas referentes a seguridad y accidentes

Elaboración de automatísmos

Existen hoy en día diferentes marcas de PLC, así como de diferentes características, por ende es de suma importancia saber y conocer cada una de ellas, para que dependiendo de la aplicación se adquiera un PLC adecuado, ya que varían desde su forma de programación hasta el número de entradas y salidas, además del tipo de estas, ya que varían de acuerdo al tipo de PLC, estos PLC pueden ser de diferentes voltajes, incluso de diferentes formas de actuar como el caso de las salidas

Un PLC es un dispositivo de estado sólido (semiconductor) utilizado para el control de procesos, control de maquinas e información de procesamiento.

El PLC resuelve un programa almacenado en su memoria y recibe realimentación de dispositivos de campo de entrada y salida

Los PLC son básicamente computadoras industriales complementadas con tarjetas electrónicas especiales que sirven como interfaz de adquisición de datos entre el PLC y los instrumentos de campo que controlan el proceso mismo. Para adquirir datos se utilizan las tarjetas electrónicas de entrada. Una vez recibidos los datos de entrada son procesados en la memoria de la computadora conocida como CPU

Enseguida se obtiene un resumen de datos finales de salida en la memoria del CPU los cuales son enviados a las tarjetas electrónicas de salida

Comparación entre control PLC y relevadores.

Características del PLC

- Secuencia almacenada en memoria via programa- Menos puntos de conexión - Ingeniería eléctrica simplificada- La conexión requerida esta simplificada - El arranque del sistema es más rápido

Ingles

Unit 1

- There is/there are- Quantifiers - Adjectives: - - comparatives, superlatives- Modal verbs: obligations permisible prohibitions-

Unit 2

- Future going to/ will

Evaluation

Oral

written: exam

and homework : reports, compositions and book exercises

evidence portfolio: 1point

portfolio: organized, clean, dates,

attitude; interest,

final task: description of the project, compare the new project with the previous project, plans for this project and recommendations of usage

Ulises Cortes Ramírez

Sistemas digitales

Puntos de evaluación:

1- Procedimental: practicas 40%2- Conceptual: exámenes20%3- Actitudinal: tareas 30% asistencias y participaciones.10%

La evaluación es de forma individual tanto en el cuatrimestre como en la tarea integradora

Una práctica es válida cuando se demuestra su funcionalidad, la evaluación es única e individual

No se califican trabajos iguales (tareas, reportes, exámenes etc.)

Tarea integradora:

Documentación

Funcionamiento

Estética (circuito impreso)

Definir conceptos de lógica combinacional y secuencial

Sistema de embebido

Correo: sistemasdigitalesuth@hotmail.com

Procedimental: estos contenidos hacen referencia al desarrollo de capacidades a resolver, realizar diseños experimentos o desarrollar un pensamiento hipotético-deductivo.

Conceptual: son la mayoría de los contenidos que se recogen de libros de texto. Es la versión conceptual de fenómenos, leyes, principios y teorías.

Actitudinal: es usual distinguir actitudes científicas rigor, curiosidad, honestidad, interés, y actitudes hacia la ciencia (valoración de trabajo científico, imagen del avance científico.

Folder de evidencias:

Hoja de evidencia,

unidad practicas tareas examen Descripción Fecha de solicitud

Fecha de entrega

Competencias: desarrollar y conservar sistemas automatizados y de control, utilizando tecnología adecuada de acuerdo a normas, especificaciones técnicas y de seguridad, para mejorar y mantener procesos productivos.

Objetivos: el alumno implementara controles automáticos mediante sistemas digitales para desarrollar y conservar procesos productivos.

Unidades temáticas:

- Fundamentos de circuitos lógicos - Software de simulación - Circuitos lógicos combinacionales- Circuitos lógicos secuenciales- Introducción a circuitos lógicos programables- Micro controladores

CONTROL DE PLC 10/05/2011

PLC es un dispositivo de estado sólido utilizado para el control de procesos, control de maquinas e información de procesamiento

El PLC resuelve un programa almacenado en su memoria y recibe realimentación de campo de entradas y salidas

Lee datos -> resuelve un programa->envía o controla datos o salid…scan…repetitivo

Reemplazar los relevadores PLC

Integración de funciones

- Control analógico- Generación de reportes- Adquisición de datos- Control de alarmas

Investigar las diferentes marcas de PLC así como sus Características Ferogar_1@hotmail.com

Tarea1 –Diapositivas

Tarea 2- Características relevadores

Tarea 3 –Marcas de PLC con Características

Control de señales de entrada <- PLC->control de señales de salida

La integración de los PLC a los sistemas de cómputo

Permite:

- A las interfaz del operador basadas en computadoras mostrar información. - Hacer redes a nivel planta para compartir información entre PLC - El PLC puede ser utilizado en una gran variedad de manera para la adquisición de

información a nivel planta - Esta información puede ser utilizada para obtener información de estadística de

producción, de tiempos de paro, reportes etc.

Características generales de un sistema basado en PLC

Existen 5 características que engloban de forma total las bondades de un sistema de control basado en PLC.

- Modular: esto se refiere a que el sistema de control puede ser armado con una serie de módulos electrónicos de varios tipos y tamaños que refleja las necesidades del proceso

- Escalable: esta característica hace referencia a que una vez construido el sistema de control se tiene la alternativa de que siga creciendo sin tener que cambiar o modificar lo ya construido, además permite incluir tecnologías nuevas sin tener que desechar la estructura básica.

- Distribuido: esto se refiere a la distribución geográfica de los equipos a lo largo de la planta sin perder el control del sistema integral para esto se utilizan unidades remotas conectadas al proceso principal

- Configurables: aquí hace referencia a la alta disponibilidad de utilizar diferentes tipos de módulos de entradas y salidas, así como de diferentes procesadores de diferentes capacidades de puntos de entradas y salidas

- Programación abierta: estos sistemas son abiertos hacia el usuario, es decir, el usuario puede realizar las modificaciones que se crean convenientes para mejorar el proceso

Eslabón rígido

Son aquellas partes de un mecanismo que están capacitados para transmitir fuerza, jalar o empujar a esta clase pertenece la mayoría de las partes metálicas de una maquina como son engranes, poleas, flechas etc.

Eslabón flexible

Son aquellos que en general están constituidos para ofrecer resistencia en una sola forma así los eslabones de tensión, tales como cuerdas y cadenas, bandas; transmiten fuerza para jalar pero no para empujar mientras que los eslabones de presión o compresión como pueden ser agua o aceite son capaces de conducir solamente una fuerza de empuje.

Movimiento: se puede definir como un cambio de posición, el movimiento es siempre una expresión relativa, es decir no se puede concebir ningún movimiento de un cuerpo sin referirlo a otro cuerpo.

Movimiento coplanario de un cuerpo

Es aquel cuando todos los puntos en el mismo cuerpo se mueven en planos paralelos o coincidentes.

Por ejemplo el movimiento de una placa de forma horizontal

Movimiento helicoidal.

Es ejecutado cuando un cuerpo gira sobre un eje y al mismo tiempo se mueven paralelamente al mismo eje, teniendo ambos movimientos una proporción fija el uno del otro por ejemplo el movimiento de una tuerca en un perno es el mas común

Movimiento esférico

Se dice que un cuerpo tiene movimiento esférico cuando se mueve de tal forma que cualquier punto en el permanece equidistante de un punto fijo. Cualquier punto en el cuerpo se mueve entonces sobre la superficie de una esfera por ejemplo valeros, engranes, puntas universales etc.

Valero / engrane

Desplazamiento, velocidad y aceleración.

El desplazamiento de un cuerpo es el cambio de posición con referencia a un punto fijo.

VELOCIDAD

Es el cambio de posición o de desplazamiento de un punto o un cuerpo un cuerpo puede cambiar de posición por traslación a travez del espacio o por el movimiento angular, por lo tanto tiene velocidad lineal o velocidad angular.

Velocidad lineal:

Es el promedio

Del desplazamiento lineal de un punto o un cuerpo sobre la trayectoria de movimiento. Las unidades de medición son:

M/s; km/h ; millas /h; pie/s; pulgadas/s

Velocidad angular.

Es el promedio de cambio de posición angular de un cuerpo o una línea, las unidades de medición son los ángulos y el ángulo puede expresarse en radianes, grados o revoluciones por lo tanto la velocidad angular se expresa en:

Revoluciones por minuto, radianes sobre segundo, ciclos por segundo.

La velocidad a la que gira la rueda de la figura 1 es el régimen del cambio de dirección de una línea radial cualquiera en la rueda, si la rueda da n vueltas completas en un minuto, su velocidad angular será “N rpm”

En muchos cálculos se necesita emplear como unidad de movimiento angular a él radian.

Como el radio esta contenido 2(π) en la circunferencia, deberá haber 2π radianes en 360°

Un radian = 57.296°

Por lo tanto una revolución=2 π = 360°

Si N es la velocidad angular en RPM y W es la velocidad angular en radianes sobre segundo, entonces la velocidad angular

w=2 π N

Velocidad lineal de un punto en un cuerpo giratorio o girando.

Si consideramos una particula A

En la circunferencia de la rueda de la figura 2, por cada revolución de la rueda, A se mueve sobre la circunferenciade un circulo de radio Ra de manera que N vueltas, A se mueve en una distancia de 2 πRaN unidades lineales

Por lo tanto la velocidad lineal del punto a es

Va=2π RaN

Como W=2 πN y N= W/2 π entonces la velocidad lineal del punto a va a ser igual

Entonces la velocidad a va a ser igual a Va=WRa

La velocidad lineal de un punto en la circunferencia de una rueda que gira se llama velocidad periférica o velocidad de superficie…

Controles automáticos

Seleccionar un dispositivo y modelarlo matemáticamente… para la tarea integradora.

- Participación 25%- Examen 50% (asistencias solo son derecho a examen) - Practicas 25% (matlab/ simulink)

Libros:

Ingeniería de control moderno ingeniería de control

Ogata

Unidad 1

Introducción a los sistemas de control.

Objetivo: el alumno clasificara los sistemas de control con base a las características e interconexión de los elementos para su interpretación en un diagrama de bloques

- Fundamentos de los sistemas de control- Sistema de lazo abierto y lazo cerrado

Unidad 2 Análisis de sistemas de control.

- Representación de sistemas físicos a través de ecuaciones diferenciales - Función de transferencia - Diagrama de bloques- Manejo de software de simulación- Simulación de sistemas físicos de primer y segundo grado

BUS

PLC 11/05/11

INTEGRACION DE LOS PLC A LOS SISTEMAS DE CÓMPUTO

- Mostrar información en pantalla- Hacer redes a nivel planta- Adquirir datos ( adquisición de información)- Compartir información

Arquitectura del PLC y sus fundamentos.

El PLC se presenta como un conjunto de partes funcionales que se articulan alrededor de un canal de comunicación llamado “bus interno. Generalmente cada bloque esta física mente constituido por un modulo especifico. Esta organización modular permite una gran flexibilidad de configuración para las necesidades del usuario, así como un diagnostico y mantenimiento más fácil.

La arquitectura común de un controlador programable es la siguiente:

a) Una sección de memoria que almacena la lógica (programable) del usuario en RAM con un sistema CMOS RAM respaldado por batería, además del sistema ejecutivo en EPROM no volátil

b) El CPU que resuelve la lógica del programa usuario basada en los valores de las entradas almacenadas en la memoria RAM, para actualizar los valores de las salidas

c) Un procesador de entrada-salida que dirige el flujo de las señales de entrada desde los módulos de entrada a la memoria RAM y provee el camino para las señales de salida

d) Un procesador de comunicaciones provisto de uno o más puertos de interfaz. Estas interfaces permiten al controlador la comunicación con los dispositivos de programación,

Modulo de salidaModulo de entrada

CPU

(tarjeta memoria)

Modulo de alimentación

computadoras de monitoreo, herramientas de mano para el diagnostico y otros dispositivos maestros, así como otros PLC y otros nodos en una red NODBUS.

e) La lógica del usuario que se genera para los controladores pequeños es completamente compatible con los grandes

HARDWARE

Por HARDWARE se entienden los grupos electrónicos. Estos se encargan de activar o desactivar las funciones controlables de la instalación, o maquinaria en función de una secuencia lógica. La parte esencial del HARDWARE del PLC es el CPU. (Unidad central de proceso)

Los datos que procesa y memoriza el CPU son señales binarias. Estas se componen respectivamente de un BIT (0=inactivo/1=activo)

Una parte muy importante del CPU es la memoria de recordadores. Un recordador es una memoria de un BIT que le sirve al PLC para recordar la señal binaria

SOFTWARE

Se entiende por software a todos los programas. Estos determinan los enlaces lógicos y por consiguiente la activación o desactivación. El SOFTWARE ósea los programas están archivados en una memoria (HARDWARE) propia y especial de la cual pueden ser recuperados o modificados en cualquier momento dado.

Los programas del PLC están determinados por la electrónica de la CPU. Estos programas son elaborados por el programador, partiendo de programas o códigos fuente, que el operario programador puede confeccionar de 3 formas

a. En forma de programa listado de instrucciones (AWL)b. En forma de diagrama de contactos (KOP) DIN19239c. En forma de diagrama de funciones (FUT)

Equipo programador. Con este se elabora el software y se lo memoriza en el PLC. El equipo programador se utiliza para introducir y editar los programas, para traducirlos al código PLC, para implementarlos en el PLC y para comprobarlos.

Sistemas de programación.

Los sistemas de programación implementados en ordenadores PC ofrecen varias alternativas de programación. El programador redacta el programa fuente gráficamente o bien en texto completo. El sistema de programación se encarga entonces de traducir el programa al código máquina

TAREA 4: controladores lógicos combinacionales y secuenciales.

Sistemas digitales

Unidades tematicas

- Fundamentos de circuitos analogicos

el alumno realizara la detección y localización de fallas mediante los principios de la lógica digital, para la eliminación de errores de funcionamiento de circuitos digitales combinacionales.

- Software de simulación

el alumno simulara circuitos digitales básicos, mediante software especifico para comprobar su funcionamiento

- Circuitos lógicos combi nacionales

El alumno construirá circuitos lógicos combi nacionales empleando métodos de simplificación de algebra de Boole y mapas de Karnaugh para realizar aplicaciones especificas definidas por una tabla de verdad.

- Circuitos lógicos secuenciales

El alumno desarrollara circuitos lógicos secuenciales, contadores y registro de ahorramiento a través del uso de flip-flop para la implementación de controles de eventos y transferencia de datos.

- Introducción a dispositivos lógicos secuenciales

El alumno programara circuitos combi nacionales y secuenciales a través del uso del PLD

- Micro controladores

El alumno desarrollara aplicaciones básicas de control identificando la arquitectura y características de un micro controlador para la simulación y programación de un sistema.

Bibliografías

Floyd t. 2006

Fundamentos de sistemas digitales Prentice hall

Microcontroladores- fundamentos y aplicaciones pic alfa-omega

Dispositivos lógicos programables RA-MA Jose M.este Garcia Iglesias/Emilio j. perez iglesias

Fundamentos de circuitos lógicos

Sistemas numéricos.

La electrónica digital utiliza solo dos estados, representados por niveles de tensión

Alto (high) Bajo (low)/ H y l/ False y True/ Abierto y Cerrado/0 y 1.

Este sistema de numeración de dos estados se denomina binaria los dígitos empleados son 0 y 1

Digitos binarios

Los circuitos digitales, emplean dis niveles de temperatura para representar los dos bits

Alto= 5-2 volts =1

Bajo= 0-0.8 volts =0

High- 7- alta impedancia.

FORMAS DE ONDA

Flanco de bajada

Flanco de subida

Pulso en bajo

Señal de reloj/señal de pulso/señal cuadrada

Pulso en alto

Flanco de bajada= en el cambio de alto a bajo

Flanco de subida= en el cambio de bajo a alto.

TB=tiempo en bajo

TA=tiempo en alto

TW=tiempo de pulso(es el ciclo de trabajo, 50% TB 50% TA )

ct= twt

Ejemplo.

T=100

TW=1

CT=1/100=0.01; 0.01 (100%)=1% por lo tanto el 99% del tiempo está en bajo y el 1% está en alto

Numeración decimal es utilizada para representar o expresar una cantidad.

Tarea: Floyd 2.1 pagina 112 7° edición. Sección 2.2 misma pagina. A mano y en hoja suelta.

Números binarios

0=o

1=1

1 0=2

1 1=3

1 0 0=4

1 0 1

1 1 0

1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

HEXADCIMAL

0=0

1=20

2=21

3=22……..

9 se continua con letras

A

B

C

D

E

F

10

11

12…..

19

1F

Numeración BITTE

Sistema octal 8 digitos 0-7