Introducción a los Autómatas

Programables

Universidad Católica de HondurasNuestra Señora Reina de la Paz

Campus SCJ

PR-513

SISTEMAS AUTOMATIZADOS

INTRODUCCION A LOS

AUTOMATAS PROGRAMABLES

PLC (Programmable Logic Controller o

Controlador Lógico Programable)

El PLC o autómata programable es la

primera máquina con lenguaje, es decir

un calculador lógico cuyo juego de

instrucciones se orienta hacia los

sistemas de evolución secuencial

¿Que es un PLC?

Es un componente electrónico

digital que usa memoria

programable para introducir

instrucciones e implementar

funciones lógicas, secuenciales y

aritméticas para controlar

maquinas y procesos en tiempo

real.

BREVE HISTORIA

A mediados de los 60's “General Motors”

preocupada por los elevados costos de los

sistemas de control a base de relés de

lógica cableada, comenzó a trabajar con

“Digital” en el desarrollo de un sistema de

control. El resultado de la colaboración fue

un equipo programado denominado

PDP-14, cuyo empleo no tardó en

extenderse a otras industrias

• Hacia la primera mitad de los 70's los

autómatas programables incorporan la

tecnología de los micro controladores,

aumentando de este modo sus

prestaciones:– Realización de operaciones aritméticas.

– Comunicación con los ordenadores.

– Incremento de la capacidad de memoria.

– Mejoras en los lenguajes de programación.

– Posibilidad de entradas y salidas analógicas.

– Posibilidad de utilizar redes de

comunicaciones.

• La década de los 80's se caracteriza por la

incorporación de los microprocesadores,

consiguiendo:

–Alta velocidad de respuesta.

–Reducción de las dimensiones.

–Mayor seguridad de funcionamiento.

–Gran capacidad de almacenamiento de

datos.

– Lenguajes de programación mas

potentes como el de contactos, bloques

de funciones, lista de instrucciones y

GRAFCET

• Mecánica Industrial y Automotriz:– Cadenas de montaje, grúas, soldadura, cabinas de pintura,

etc..

– Máquinas herramientas: Tornos, fresadoras, taladradoras, Control de hornos, laminado, fundición, soldadura, forja, etc..

• Alimentación:– Envasado, empaquetado, embotellado, almacenaje, llenado de

botellas, etc..

– Control de procesos (dosificación, mezcla, pesaje, etc.)., selladoras, producción de conglomerados y de laminados, etc..

• Producción de energía:– Centrales eléctricas, turbinas, transporte de combustible,

energía solar, refinado, oleoductos, tratamiento de aguas residuales, etc..

• Tráfico:– Regulación y control del tráfico, ferrocarriles, etc..

• Domótica:– Iluminación, ahorro de energía, temperatura ambiente,

sistemas anti robo, etc..

APLICACIONES

Ventajas e inconvenientes de los

PLC's

Ventajas:

• Menor tiempo de elaboración de proyectos.

• Posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes.

• Mínimo espacio de ocupación.

• Menor costo de mano de obra.

• Mantenimiento económico.

• Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo autómata.

• Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

• Si el autómata queda pequeño para el proceso industrial puede seguir siendo de utilidad en otras máquinas o sistemas de producción.

Inconvenientes:

• Adiestramiento de técnicos.

• Costos altos de inversión.

Bloques que conforman un PLC

UNIDAD

CENTRAL DE

PROCESO

MODULO DE

ENTRADAS

MODULO DE

SALIDAS

DIGITALES:

Pulsadores e interruptores

Finales de carrera

Sensores o detectores de

proximidad inductivos,

capacitivos, fotoeléctricos,

ultrasónicos, movimiento etc.

ANALOGICAS:

Termostatos

Presostatos

Detectores de nivel

El microprocesador

Memorias

lógica y de

almacenamiento

•Pilotos indicadores, señalización

•Bobinas de relés y Contactores

•Elementos de control

electromecánico de motores,

electrohidráulico,

electroneumático, etc

COMUNICACIONES

• Los bloques anteriores conforman gran

parte de la capacidad de utilización de

cualquier PLC.

• No obstante contar con puertos de

comunicaciones industriales remotas y de

transmisión de datos hace que estas

maquinas sean supremamente versátiles.

• Para ser utilizados con sistemas SCADA,

CONTROL NET, DEVICE NET y otros

Las E/S discretasEste tipo de señal es conocido también con los siguientes nombres

señal binaria, 0-1, digital, lógica, todo o nada (TON)

Se caracteriza porque sólo pueden

adoptar uno de dos posibles estados o

niveles. A estos dos estados posibles se

le asocia para efectos del procesamiento

Estado de señal “1” presencia de tension

Estado de señal “0 "ausencia de tensión

Como ejemplo se pueden citar aquellos dispositivos de campo de entrada y salida de donde provienen o se asigna una señal discreta con respecto a un PLC.

Entrada- pulsador

- interruptor deposición

- interruptor fotoeléctrico, etc.

Salida- Contactor, Relé

- lámpara indicadora, etc.

Las E/S ANALOGAS

Se conoce como señal análoga, aquella cuyo

valor varía con el tiempo y en forma continua

pudiendo asumir un número infinito de

valores entre sus límites mínimos y máximos.

SEÑALES ANALOGAS

Parámetros físicos muy utilizados en los procesos industriales, tal que, en forma de señal análoga pueden ser controlados y medidos.

- Temperatura

- Velocidad

- Presión

- Flujo,

- Nivel, etc.

Veamos un típico circuito de

automatismos. Un arrancador

Estrella/Triángulo con temporizador.

La figura 1 muestra como es la

técnica cableada. Por una parte

tenemos el circuito de fuerza,

que alimenta el motor, y por otra el

circuito auxiliar o de mando, que

realiza la maniobra de arranque de

dicho motor.

Ckto Y-Δ

para arranque de motor 3Ø

CKTO CON PLC

Lenguajes de programación

• Cuando surgieron los autómatas programables, lo hicieron con la necesidad de sustituir a los enormes cuadros de maniobra construidos con contactores y relés. Por lo tanto, la comunicación hombre-maquina debería ser similar a la utilizada hasta ese momento. El lenguaje usado, debería ser interpretado, con facilidad, por los mismos técnicos electricistas que anteriormente estaban en contacto con la instalación. Estos lenguajes han evolucionado en los últimos tiempos, de tal forma que algunos de ellos ya no tienen nada que ver con el típico plano eléctrico a relés..Los lenguajes más significativos son:

Lenguajes de programación

más potentes:

LADDER O KOP Contactos o diagrama en escalera

DIAGRAMA DE BLOQUES de funciones lógicas

LISTA DE COMANDOS (statements list)

GRAFCET (Grafica de Control de Etapa de Transición)

Ladder (LD)-Escalera-contactos-

KOP

Es el que más similitudes tiene con el utilizado por un electricista

Diagrama de bloques-plano de

funciones logicas

habituados a trabajar con circuitos de puertas lógicas, ya que la simbología usada en es equivalente.

Statements list (LD) o Lista de

instrucciones

este tipo de lenguaje es, en algunos los casos, la forma más rápida de programación e incluso la más potente.

GRAFCET

http://homepage.cem.itesm.mx/vlopez/grafcet.htm

http://www.infoplc.net/Ejemplos/Ejem_Omron/Eje

m_Omron_Grafcet/Ejemplos-grafcet.htm

VIDEO automgem8

http://irai.nerim.net/a8e/a8preview.html

Niveles de lenguajes de

programación

CONEXIÓN DE ENTRADAS Y

SALIDAS EN UN RELE

INTELIGENTE

12 V 0

+ -

L1

N