principios de plc - hardware, configuración e instrucciones básicas

James Robles Departamento de Instrumentación Huertas College

Programmable Logic Controllers - PLC Allen-Bradley MicroLogix 1200 & RSLogix 500 - (Hardware, Configuración e Instrucciones Básicas)

Programmable Logic Controllers – PLC Allen-Bradley MicroLogix 1200 & RSLogix 500 - (Hardware, Configuración e Instrucciones Básicas)

James Robles, Departamento de Instrumentación, Huertas College

En esta presentación:

Definición de PLC Inputs y Outputs Procesador e interface del PLC con el Programador Trainer de PLC Allen Bradley MicroLogix 1200 Software RSLogix 500 Ladder Logic Programación de Instrucciones Básicas (Inputs/Outputs) Programación con la Instrucción de Latch Programación con Instrucciones de Compuertas Lógicas Addressing de Inputs y Outputs



Definición de PLC:

Un PLC es un “Programmable Logic Controller” Es un dispositivo encargado de recibir información del campo en

forma de inputs y generar información hacia el campo en forma de outputs

Input 1

Input 2

Input 3

Input 4

Input…(n)

Output 1

Output 2

Output…(n)

I

n

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

Counters

O

u

t

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

PLC

Timers

Program

Logic



Definición de PLC:

Un PLC es un “Programmable Logic Controller”

Input 1

Input 2

Input 3

Input 4

Input…(n)

Output 1

Output 2

Output…(n)

I

n

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

O

u

t

p

u

t

R

e

g

i

s

t

e

r

PLC

Inputs Processor Outputs

Counters Timers

Logic Program Files

Sequencers Data Files



Inputs y Outputs:

Los Inputs y Outputs del PLC son de niveles de voltaje estático. Es decir, que son de dos niveles: 0 VDC ó 24 VDC. Además de voltaje DC, se utiliza 0 y 120 VAC

Esto se llama niveles lógicos ó binarios. El input ó output es 0 (0 VDC) ó 1 (24 VDC)

Un ejemplo de un input sería un interruptor (switch) de nivel. Si en nuestro proceso se está llenando un envase, es necesario conocer cuando este nivel llega al nivel deseado.



Inputs del PLC:

El input es un contacto generado por un dispositivo en el campo. Un ejemplo sería un Level Switch

El interruptor permanecerá abierto (un cero lógico) mientras esté por debajo del nivel deseado

Interruptor abierto = 0 Lógico (0 VDC) Input 1 permanecerá de-energizado

Input 1

Level Switch en el Campo

(Abierto)

0 Lógico

PLC

N ó GND

120 VAC

ó 24 VDC



Inputs del PLC:

Al llegar al nivel deseado, el interruptor cerrará (un 1 lógico), dejando pasar voltaje hacia el input

Interruptor cerrado = 1 Lógico (24 VDC) Input 1 se energizará dentro del PLC

Input 1 1 Lógico

Level Switch en el Campo

(Cerrado) PLC

120 VAC

ó 24 VDC N ó GND



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Sólido “Solid State”

Vcc (+5 VDC)

c

b

e

V 0 VDC

+5 VDC



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Sólido “Solid State”

Vcc (+5 VDC)

c

b

e

V +24 VDC

0 VDC



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Sólido “Solid State” Vcc (+5 VDC)

c b

e

V 0 VDC

0 VDC

c b

e



Inputs del PLC:

Interruptores de Estado Sólido “Solid State” Vcc (+5 VDC)

c b

e

V +24 VDC

+5 VDC

c b

e



Inputs del PLC:

Aislacion ó Acolpe Óptico “Opto-Coupler” Se utiliza para proteger a los inputs de ruidos o voltajes altos.

INPUT 24 VDC

INPUT +5 VDC



Inputs del PLC:

El PLC recibe este input. Luego, el PLC procesa este input y de acuerdo a la programación

genera un output. En este caso, se genera un output (24 VDC) para detener el

llenado del envase. El output desactiva una válvula que deja pasar el fluido con que se llena el envase.



Push Button Level Switch

Proximity Switch Pressure Switch

Limit Switch Flow Switch

Temperature Switch Optical Switch

Inputs del PLC:

Ejemplos de tipos de interruptores para inputs:



Inputs del PLC:

Level Switch

Ejemplo: Un sensor de nivel cierra un contacto cuando el nivel de un envase llega al valor deseado. El PLC procesa este dato y emite un output para detener el llenado del envase.

0 0

1

1

1 1

0

0

I

n

p

u

t

s

O

u

t

p

u

t

s

PLC

Inputs Processor Outputs

Input 2

Input…(n)

Output 1

Output…(n)

Válv

ula

Sole

noid

e

Output 2

Input 1

Counters Timers

Logic Program Files

Sequencers Data Files



Outputs del PLC:

El Output es un contacto generado por el PLC para activar una acción en el campo.

Output de-energizado = 0 Lógico (0 VDC) Output 1 permanecerá de-energizado y la válvula cerrada

N ó GND

Switch Interno en el PLC

0 Lógico

Válvula Solenoide Cerrada

(No-Energizado)

Output 1

120 VAC

ó 24 VDC



Outputs del PLC:

Al energizarse el Output 1, un contacto interno del PLC se energiza

Output energizado = 1 Lógico (24 VDC) Output 1 se energiza y la válvula solenoide abrirá

120 VAC

ó 24 VDC

Switch Interno en el PLC

1 Lógico

Válvula Solenoide Abierta

(Energizado)

Output 1

N ó GND



Outputs del PLC:

Ejemplos de tipos de dispositivos para outputs:

Solenoid Valve Indicator Light

Strobe Light Alarm Panel

Motor Starter Heater

Horn, Buzzer or Bell Stepper Motor



Inputs y Outputs del PLC: Ejemplo: Un sensor de nivel cierra un contacto cuando el nivel de un

envase llega al valor deseado. El PLC procesa este dato y emite un output para detener el llenado del envase.

I

n

p

u

t

s

Counters O

u

t

p

u

t

s

PLC

Timers

Logic

Level Switch

Válvula

Solenoide

1 0 0 1

Program



Procesador del PLC: El procesador del PLC contiene los terminales de los inputs y

outputs

I

n

p

u

t

s

Counters

O

u

t

p

u

t

s

PLC

Timers

Logic

Program Files

Sequencers

Data Files

Este procesador tiene

módulos de lógica,

temporirizadores,

contadores,

secuenciadores y

programación en general.

Además, tiene los Data

Files, donde almacena el

estatus de los inputs,

outputs e instrucciones

El Power Supply es un

equipo aparte que se

conecta al PLC.



Procesador del PLC e Interfase con el Programador

PC de Interfase

del Programador

Puerto RS-232

Puerto RS-232

I

n

p

u

t

s

O

u

t

p

u

t

s

PLC

Counters

Timers

Logic

Program Files

Sequencers

Data Files



El trainer PLC de Lab-Volt utiliza el PLC Allen-Bradley

MicroLogix 1200.

Este PLC consiste de 14 inputs (input 0 al input 13) y

10 outputs (output 0 al output 9). Estos I/O tienen luces

indicadoras de su estado.

Contiene un espacio para instalar una tarjeta de

expansión de memoria.

Además, tiene un conector para expandir la cantidad de

inputs y outputs (I/O).

Incluye luces indicadoras de estatus del PLC.

Para programar y monitorear el PLC, se utiliza el

conector RS-232 en combinación con el software

RSLogix 500.

PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



Trainer de PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



Trainer de PLC Allen Bradley MicroLogix 1200 Inputs

Memory Expansion

Connector

Momentary Switches

(Normally Open)

Outputs

RS-232

Communication Port

Toggle Switches

Momentary Switch

(Normally Closed)

On / Off Switch

PLC Status

Indicators

Input Terminal

Connections

Input Status

Indicators

Output Status

Indicators

Output Terminal

Connections

Output Indicators

I/O Expansion

Connector




Expansión de Memoria Micrologix 1200 PLC

Tarjetas de Expansión de Memoria:

Memory Expansion

Connector




Expansión de I/O Micrologix 1200 PLC con 4 tarjetas de

Expansión de Tarjetas de I/O:

Connectores de Expansion de Tarjtas de I/O



El término HMI proviene del inglés para Human – Machine

Interphase

Interfase de Humano a Máquina.

Es la forma de comunicarnos con el PLC o con otros

sistemas de control.

En la mayoría de las ocasiones, se trata de un software que

se ejecuta en un PC.

En el caso de los PLC Allen Bradley, el software es el

RSLogix 500.

Para conectar el PLC a un PC, se utiliza un cable llamado

RS-232.

¿Qué es un HMI? PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



Cable conector de PC (RS-232) hacia PLC:

PC (RS-232) PLC (RS-232)

PLC Allen Bradley MicroLogix 1200



PLC Allen Bradley MicroLogix 1200 Cable conector de PC (RS-232) hacia PLC:

PC de Interfase

del Programador (HMI)

Puertos RS-232

Cable RS-232

Micrologix 1200 PLC


James Robles, Departamento de Instrumentación, Huertas College James Robles, Departamento de Instrumentación, Huertas Junior College

Software RSLogix 500:




Online Section

Instruction Section

Instruction

Category Tabs

Instruction

Toolbar

Ladder View Window Results Window

Project Tree

Main Toolbar




Pantalla del RS Logix 500:

La pantalla de RS Logix 500 tiene 5 áreas básicas:

1. Main Toolbar

2. Online Section

3. Instruction Section

Instruction Category Tabs

InstructionToolbar

4. Project Tree

5. Ladder View Window

Además, tiene un Results Window para mostrar errores de

programación





Main Toolbar

Tiene instrucciones básicas tipo Microsoft para además de

iconos representativos de estas

Entre los mas notables son:

File – Permite operaciones relativos al proyecto:

Almacenamiento, Impresión, Abrir, Cerrar, etc.

Edit – Permite operaciones de seleccionar, copiar,

pegar, cortar, etc.

Comms – Contiene operaciones para ajustar los

parámetros de comunicaiones entre el software y el

PLC





Online Section

Emite comandos para ejecutar el modo del software:

DOWNLOAD – Ejecuta el comando para enviar el

proyecto al PLC

PROGRAM – Pone el siftware en modo de programar

ONLINE – Pone el software de modo que se vea en vivo

OFFLINE – Contiene operaciones para ajustar los

parámetros de comunicaiones entre el software y el PLC





Instruction Section:

Tiene varias pestanas con categorías de instrucciones

Algunas son:

Input/Output – Instrucciones básicas de input y output

Timer/Counter – Instrucciones de temporizadores

(timers) y Contadores (Counters)

Logic – Instrucciones de tipo lógico

User – Instrucciones básicas combinadas





Project Tree:

Contiene la data del proyecto clasificada por categorías:

Program Files – Enumera los archivos del proyecto

Data Files – Información de los datos del proyecto

Force Files – Archivo que contiene información sobre

datos forzados del proyecto

Database – Informacion de las instrucciones contenidas

en el software




Procedimiento para programar PLC:

Del Main Menu, seleccionar File → New

El RS Logix 500 subirá una ventana para que se seleccione el

tipo de procesador

En el caso de nuestro trainer, se selecciona el siguiente

procesador:

Bul. 1762 Micrologix 1200 Series C (1 or 2 Port Com.)

Luego, se guarda el proyecto con el nombre dado:

File → Save As → Nombre (Ej. Proyecto1.RSS)

La extensión .RSS es propio de los proyectos de PLC

La pantalla estará lista para desarrollar el proyecto




Procedimiento para programar PLC:

Los programas del PLC se programan en una configuración

llamada Ladder Logic (Lógica de Escalera)

Este tipo de programación consiste en insertar instrucciones

en líneas paralelas de arriba hacia abajo

Cada línea que se crea es llamado un Rung

Las instruuciones las procesa el PLC de izquierda a derecha

y de arriba hacia abajo

Cada programa termina con la instrucción END




Instrucciones Básicas:

Insertar línea nueva:

Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

New Rung

Dar doble clic o

arrastrar hasta

espacio del Ladder

Logic

Cada Rung tiene su

número en

secuencia





Inputs:

Existen dos tipos básicos de inputs:

• XIC – Examine if Closed

• XIO – Examine if Open

Outputs:

Existen tres tipos básicos de outputs:

• OTE – Output Energize

• OTL – Output Latch

• OTU – Output Un-Latch





Insertar input:

Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

XIC

Dar doble clic o

arrastrar hasta

espacio del Ladder

Logic





Insertar Branch:

Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

Branch

Dar doble clic o

arrastrar hasta

espacio del Ladder

Logic





Insertar output:

Del Instruction

Category User,

seleccionar Insert

OTE

Dar doble clic o

arrastrar hasta

espacio del Ladder

Logic




Download:

Dar Download:

De la sección de

Download,

seleccionar

DOWNLOAD

Seguir las

instrucciones para

bajar el proyecto al

PLC

Con esta acción, se

borra el proyecto

anterior

DOWNLOAD




Online:

Para ver la accion del

PLC en vivo:

De la sección de

Download,

seleccionar ONLINE

Seguir las

instrucciones para

ver las acciones del

field en la pantalla

ONLINE




XIC OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito Normally Open




XIO OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito Normally Closed




XIC OTE

END

Rung 000

Rung 001

OTE

XIO

Circuito Latch

Se utiliza la instrucción de “Branch” para colocar

otro input en paralelo

Instrucción de “Branch”




XIC OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito AND Gate

XIC

XIC1 XIC2 OTE1

0 1 0

0 0 0

1 0 0

1 1 1




OTE

END

Rung 000

Rung 001

Circuito OR Gate XIC1 XIC2 OTE1

0 1 1

0 0 0

1 0 1

1 1 1

XIC

XIC




Asignacion de Inputs y Outputs:

Para asignar tanto Inputs como Outputs se utiliza el siguiente

formato (Address Format):

En este ejemplo se esta usando de referencia el input 0 de la

tarjeta 0

I:0/0

Numero de Tarjeta Tipo de Instrucción Numero de Bit





Para asignar tanto Inputs como Outputs se utiliza el siguiente

formato (Address Format):

En este ejemplo se esta usando de referencia el output 0 de la

tarjeta 0

O:0/0




Software RSLogix 500: Asignacion de Inputs y Outputs:

Input 9 de la tarjeta 3

Output 1 de la tarjeta 1

I:3/9


O:1/1





I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 001

I:0/1

Circuito Latch

O:0/0





I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

Un detalle importante de la operación de los PLC, es el

hecho de que este solo ejecuta una instrucción a la vez y la

ejecución final ocurre luego de la instrucción END.

Proceso Interno del PLC:

Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

La ejecución se realiza de derecha a izquierda y de arriba

hacia abajo. Cuando llega la instrucción de END, es que se

energizan los outputs correspondientes.


Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

Comenzando con el Rung 000, el I:0/0 cierra (1 lógico),

entonces el O:0/0 debe estar energizado (1 lógico), pero

no se energiza porque aún no ha llegado la instrucción de

END


Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

Luego se ejecuta la instrucción del Rung 001 que indica que

el I:0/1 está abierto (0 lógico), entonces el O:0/0 debe

estar denergizado (0 lógico)


Rung 001

I:0/1 O:0/0




I:0/0 O:0/0

END

Rung 000

Rung 002

El resultado es que al llegar la instrucción de END, el

O:0/0 está denergizado, porque la última acción que se

tomó con respecto a ese output fue denergizarlo (0 lógico) a

través del input I:0/1


Rung 001

I:0/1 O:0/0



http://instrumentacionhuertas.wordpress.com

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