Controladores logicos programables (plc)

Mg. Ing. José Antonio Velásquez C.avelasquez@urp.edu.pe

CONTROLADORES LOGI COS

PROGRAMABLES ( PLC )

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Ni vel de Gestión

Ni vel de Sup ervisió n

Ni vel de Con tro l

Ni vel de Campo

La Pirámide de la AutomatizaciónLa Pirámide de la Automatización

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Proceso

Actuadores

Redes

Controladores

Software

Sensores

Componentes básicos de la AutomatizaciónComponentes básicos de la Automatización

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• Movimientos lineales, rotativos ó combinados.

• Fuerzas y altas velocidades de operación.

• Sistemas de manipulación (pinzas y vacío)

• Servo sistemas: (ejes neumáticos, ejes eléctricos)

ActuadoresActuadores

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Dispositivos que detectan magnitudes físicas y las transforman en señales eléctricas.

Clasificación:

Digitales

Analógicas

SensoresSensores

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20 WS

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Qué es un PLC?

CONTROLADOR PROGRAMABLE

INPUTS OUTPUTS

CR

Un CONTROLADOR PROGRAMABLE es un sistema de control de estadosolido que monitorea el estado de dispositivos como son los inputs. Controlael estado de los dispositivos conectados como outputs. Está basado en un programa escrito que es almacenado en una memoria.

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Concepto de plc

EL AUTOMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL

(PLC: programmable logic controller)

ES UN EQUIPO ELECTRÓNICO, PROGRAMABLE EN LENGUAJE NO INFORMATICO, DISEÑADO PARA CONTROLAR EN TIEMPO REAL Y EN AMBIENTE DE TIPO INDUSTRIAL PROCESOS SECUENCIALES.

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Caracteristicas PLC’s

• Recursos Configurables• Comunicaciones compatibles• Software de gestión común• Periféricos comunes• Instrucciones compatibles• Marcado CE y fabricación

europea

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Dispositivos de entrada

• Botones• Switches de Selección• Switches de Limite• Switches de Nivel• Sensores Photoelectricos• Sensores de Proximidad• Sensores de Temperatura

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Dispositivos de salida

• Valvulas• Motor Starters• Solenoides• Control Relays• Alarmas• Luces• Ventilador• Hornos

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Dispositivos de I/O

• EL PLC RECIBE SEÑALES DE ENTRADA TALES COMO, PULSADORES, TECLADOS, ….

• EL PLC ACTIVA MEDIANTE SUS SALIDAS, VÁLVULAS, SOLENOIDES, CONTACTORES, INDICADORES LUMINOSOS, ...

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Selección de un PLCCRITERIOS :

Número de E/S a controlarCapacidad de la memoria de programaPotencia de las instruccionesPosibilidad de conexión de periféricos, módulos especiales y comunicaciones.

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Clasificacion de automatasPOR TIPO DE FORMATO

COMPACTOS: Suelen integrar en el mismobloque la alimentación, entradas y salidas y/o la CPU. Se expanden conectándose a otros con parecidas características.

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

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Definir configuracion de I/O

En una instalación nos encontramos con las siguientes señales y elementos a controlar :

DETERMINAR CUANTOS I/O EXISTEN

2 SENSORES OPTICOS3 PULSADORES MANUALES1 SELECTOR MANUAL /AUTOMÁTICO3 BOTONES1 INTERRUPTOR SELECCIÓN MODO TRABAJO4 FOCOS INDICADORES3 FINALES DE CARRERA2 VARIADORES DE VELOCIDAD (4-20mA.)2 SENSORES PT1002 DETECTORES INDUCTIVOS4 VÁLVULAS (PISTÓN) 24V.1 SIRENA ALARMA1 PARADA DE EMERGENCIA

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Definir configuracion de I/O

SOLUCIÓN

Un PLC con 16 E digitales9 S digitales2 E analógicas PT1002 S analógicas 4-20 mA.

CQM1H

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Aplicación Típica de un PLC

Motor Válvula 1 Válvula 2

Válvula 3

Sensor 1

Sensor 2

Ingredient A Ingredient B

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Operación de Mezclado

IF sensor 2 está inactivoTHEN activar Válvula 1 (ingr A)

IF sensor 2 está activo AND sensor 1 no está activoTHEN energizar Válvula 2 (ingr B)

IF sensor 1 está activoTHEN habilitar timer (10 segundos)

IF sensor 1 está activo AND el timer aun no llega a los 10 segundosTHEN activar el motor

IF el timer llega a 10 segundosTHEN activar Válvula 3 (drenaje)

Motor Válvula 1 Válvula 2

Válvula 3

Sensor 1

Sensor 2

Ingredient A

Ingredient B

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Cableado de los inputsTerminal

Block

123456789

Dispositivosde Entrada

L1

L1

L210

COM

PLC

IsolationBarrier

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OUT 1

Dispositivos de Sailda

L2

L2

L1OUT 1OUT 2OUT 2OUT 3OUT 3OUT 4OUT 4OUT 5OUT 5OUT 6OUT 6

CR

L1PLC

Terminal Block

IsolationBarrier

Cableado de los outputs

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Fuente de Alimentación: La Función de la Fuente de alimentación es suministrar energia electrica a la CPU y demas tarjetas de configuración del PLC.

Estructura de un PLC modular

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Estructura de un PLC modularUNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (CPU) : Es considerado el cerebro del Controlador. Está diseñada a base de microprocesadores y memorias

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Modulo profibus

Se usa para conectar en red a 2 o mas PLC’s.

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Modulo de entradas y salidas

Sirve para conectar los inputs y outputs del proceso a controlar.

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PLC Siemens S7-300

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ACTUADORES PROCESO O MAQUINARIA A CONTROLAR SENSORES

SALIDAS CPU ENTRADAS

FUENTE DE ALIMENTACION

INTERFACES

DISPOSITIVOSDE

PROGRAMACIONDISPOSITIVOSPERIFERICOS

Arquitectura de una PLC

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Automatizacion

PackingPlástico

HerramientaMontaje

Paletizador

PLC’s diseñados para cubrir las necesidades de control de cualquier tipo de máquina.

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Automatizacion

• Control de planta• Control de línea• Telemando• Tratamiento de aguas• Domótica• Gestión de energía• Naútica• Proyectos públicos• Medio ambiente

PLC’s diseñados para cualquier aplicaciónde tipo industrial o no industrial.

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Automatizacion

Hasta 128 E/S

Hasta 512 E/S

Más de 512 E/S

3 Familias de PLC’s para 3 niveles de aplicación.

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Progamacion lógica

PARALELO NEGADOSERIE

AND OR NOTNEMÓNICO

CONTACTOS

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Programación de PLC’s

Para programar un PLC se debe contar con un PLC, una computadora con el software de programación instalado y un cable de programación.

El cable de programación conecta al PLC con el software de programación y desde este enviamos instrucciones al PLC para que pueda controlar las salidas que le hayamos asignado.

Existen diversos lenguajes de programación, entre ellos tenemos: FUP, KOP y AWL

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Programación de PLC’s

TABLAS DE VERDAD

FF

VF

VV

FV

FUNCION AND

FF

VF

VV

FV

FUNCION OR

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FUP

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KOP

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AWL

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Diagrama de contactos

Un programa en diagrama de contactos (L.D.) es una serie de ramas de circuito.

Una rama (network) está compuesta de una serie de contactos,conectados en serie o en paralelo, que dan origen a una salida (activación de una bobina o de una función especial)

/I0.0

I0.2

I0.3

I0.4

I0.1

I0.4

(Q0.0)

(Q0.1)

(Q0.2)

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Diagrama de contactos

Las ramas de circuitos tienen origen en una barra vertical puesta a la izquierda del diagrama

El flujo de la señal va de izquierda a derecha y de arriba a abajo

A B

C D

E

(R1)

(R2)

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Diagrama de contactos

A una rama de circuito en L.D., corresponde una secuencia deinstrucciones en forma mnemónica

- Ejemplo de circuito

I0.0 I0.1 Q0.0

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Diagrama de contactos

Una bobina no puede venir conectada directamente de la barra de inicio.En tal caso es necesario interponer un contacto siempre cerrado (ver fig.)

A la derecha de una bobina no es posible programar ningúncontacto

El número de contactos posibles en serie o en paralelo es prácticamente ilimitado

/0200 0200

0000

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Diagrama de contactos

Es aconsejable no programar una salida, como una bobina, másde una vez

Es posible utilizar libremente el contacto de una salida como una entrada auxiliar

Es posible colocar en paralelo 2 o más bobinas (ver fig.)

I0.1

I0.2

Q0.0

Q0.1

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CIRCUITO DE ENCLAVAMIENTO

I0.1I0.0

M0.0

M0.0

Q0.0M0.0

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Ejercicio 1

¿Qué condiciones debe cumplirse para que la salida se active?

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Ejercicio 2

¿Qué condiciones debe cumplirse para que la salida se active?

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Ejercicio 3

¿Qué condiciones debe cumplirse para que la salida se active?

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Direccionamiento de I/O

Existen PLC’s con:

6I / 4O

8I / 6O

8I / 8O

12I / 8O ,etc.

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Direccionamiento de I/O

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Direccionamiento de I/O

Salidas

Q0.0, Q0.1, Q0.2

Q0.3, Q0.4, Q0.5

Entradas

I0.0, I0.1, I0.2, I0.3

I0.4, I0.5, I0.6, I0.7

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Direccionamiento de I/O

Modulo 0 Modulo 1

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Direccionamiento de I/O

Modulo 0 Modulo 1

Salidas

Q0.0, ..., Q0.5

Q1.0, ..., Q1.5

Entradas

I0.0, ..., I0.5

I1.0, ..., I1.5

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Direccionamiento de I/O

Direccionar las I/O sabiendo que se dispone de un PLC S7 200 de 8I / 6O y además de un modulo de expansión de 8I / 8O.

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Direccionamiento de I/O

Direccionar las I/O sabiendo que se dispone de un PLC S7 200 de 8I / 6O y además de un modulo de expansión de 8I / 8O.

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Direccionamiento de I/O

Direccionar las I/O sabiendo que se dispone de un PLC S7 200 de 8I / 6O y además de un modulo de expansión de 8I / 8O.

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Conexión de I/O al S7 200

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Conexión de I/O

S7 200

Conectar: 2 Pulsadores (I0.0, I0.1)

2 Switches (I0.4, I0.5)

1 Ventilador (Q0.0)

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Programa

Realizar un programa para que el ventilador (Q0.0) se active al presionar el botón 1 (I0.0) y se desactive al presionar el botón 2 (I0.1)