AUTOMATAS

PROGRAMABLES.2.3 ENTORNO Y FUNCIONAMIENTO.

Introducción

El Controlador Lógico Programable (PLC) nació como solución al

control de circuitos complejos de automatización.

Diferencia con Relees

Ahora disponemos de PLC's que pueden ser programados en

diagramas de bloques, lista de instrucciones y texto estructurado al

mismo tiempo.

Los PC están comenzando a

reemplazar al PLC.

Campos de aplicación

El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo

de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y

software amplía constantemente este campo para poder satisfacer

las necesidades que se detectan en el espectro de sus

posibilidades reales.

PROGRAMACIÓN DE PLC

La programación de un PLC se realiza mediante periféricos del autómata, como pueden ser un PC, una

consola de programación, un grabador EPROM, etc. La programación de un PLC actualmente se realiza más

comunmente por medio de una computadora por tanto está en vuestras manos conocer el manejo de este

programa para poder practicar.

Estructura general de un PLC.

Su estructura básica esta conformada por:

•Fuente de Alimentación

•CPU (Unidad Central de Proceso)

•Módulos de Entradas

•Módulos de Salidas

•Módulos Periféricos

Fuente de Alimentación:

Proporcionan la energía que se requiere para alimentar al CPU y módulos de

expansión, entradas digitales, pantalla de operador.

Unidad Central de Proceso (CPU):

Es el cerebro del autómata, en el se programa la secuencia de control, y dirige las salidas

digitales y analógicas del sistema, según los estados de las entradas.

La CPU es un conjunto de memorias, contadores, temporizadores que permiten realizar la secuencia de control

almacenada en una de las memorias. La estructura del PLC esta constituida por:

•Procesador. El procesador permite realizar operaciones lógicas, aritméticas y de control, este elemento cuenta con una

ALU (Unidad Aritmética Lógica), UC (Unidad de Control), este organiza las tareas del microprocesador.

•Memorias. Las memorias al igual que una PC, sirven para almacenar información y dentro de estas, el CPU cuanta con

memorias volátiles y no volátiles.

•Registros. Son memorias en las cuales se almacenan temporalmente datos, instrucciones, direcciones, acumuladores,

contadores, etc.

Módulos de Entradas:

Los módulos de entradas son los que permiten introducir mas señales al PLC ya sea

analógicas o digitáles. Los módulos digitales son fabricados de 4, 8, 16 y 32 bits de

entradas según el fabricante. Las entradas digitales en algunos casos pueden

configurarse como fuente o sumidero según la marca.

Módulos de Salidas:

Los módulos de salidas con los que se disponen son digitales y analógicas, los

módulos de salidas digitales pueden ser salidas a relevador, a transistor o a triac, las

salidas a relevador y a triac son salidas de 90 a 230 VAC, mientras que las salidas a

transistor son de corriente directa y con salidas PNP y NPN.

Módulos Periféricos:

Los módulos periféricos son herramientas útiles que sirven para realizar

operaciones de contaje, control de posición y comunicación.

1. Contadores de Alta Velocidad, nos permiten introducir señales digitales que

tienen una alta frecuencia, como encoders o resolvers, los cuales se

encuentran acoplados a motores y nos permiten realizar un control de

posición.

2. Módulos de Control de Posición. Permiten realizar el control de movimiento

preciso de un sistema mecánico a través de dispositivos llamados

servomotores, estos requieren de dos señales básicamente cantidad de pulsos

de movimiento y pulso dirección. El control de movimiento se puede realizar

en lazo abierto o en lazo cerrado.

3. Módulos de Comunicación. Estos dispositivos permiten comunicarse a un

autómata con elementos externos como otro autómata, una pantalla de

operador, impresoras, scanners, una PC.

Procesos de PLC:

Una vez que se pone en marcha, el procesador realiza una serie de tareas según el siguiente

orden:

1. Al encender el procesador ejecuta un auto-chequeo de encendido y bloquea las salidas. A

continuación, si el chequeo ha resultado correcto, el PLC entra en el modo de operación normal.

2. El siguiente paso lee el estado de las entradas y las almacena en una zona de la memoria que

se llama tabla de imagen de entradas .

3. En base a su programa de control, el PLC actualiza una zona de la memoria llamada tabla de

imagen de salida.

4. A continuación el procesador actualiza el estado de las salidas "copiando" hacia los módulos

de salida el estado de la tabla de imagen de salidas (de este modo se controla el estado de los

módulos de salida del PLC, relay, triacs, etc.).

5. Se forma un ciclo volviendo a ejecutar desde el paso 2.

Otras funciones adicionales del PLC:

En cada ciclo del programa, el PLC efectúa un chequeo del funcionamiento del sistema

reportando el resultado en la memoria, que puede ser comprobada por el programa del

usuario.

El PLC puede controlar el estado de las Inicializaciones de los elementos del sistema: cada

inicio de un microprocesador también se comunica a la memoria del PLC.

Guarda los estados de las entradas y salidas en memoria: Le puedes indicar al PLC el estado

que deseas que presenten las salidas o las variables internas, en el caso de que se produzca

un fallo o una falta de energía en el equipo.

Capacidad modular: Gracias a la utilización de Microprocesadores, puedes expandir los

sistemas PLC usando módulos de expansión, en función de lo que te requiera el crecimiento

de tu sistema.

Módulos de Funciones Especiales

Todas las interfases o adaptadores descritas hasta ahora tienen la tarea de convertir

señales de entrada en valores aceptables para la CPU, o convertir las señales

entregadas por la CPU en valores convenientes para los actuadores.

Cuando los PLC deben controlar procesos o máquinas que requieren tareas

mas complejas, como por ejemplo:

• Resolución de ecuaciones que requieren aritmética avanzada

• Emisión de informes en códigos ASCII

• Control de velocidades superiores al barrido del equipo

• Repuestas a señales que no pueden aceptar demoras

• Para ello se diseñaron módulos de entrada/salida con concepto de

modulo inteligente de funciones especiales, estos tiene la capacidad

propia para el procesamiento de datos y no influyen en el tiempo de

barrido del contador.

Modulo de Entrada de Pulsos de Alta Velocidad.

Permite conectar al sistema dispositivos que producen

trenes de pulsos demasiado rápidos para que el barrido del

controlador, pueda reaccionar o efectuar conteos.

Por ejemplo:

Caudalimetros.

Turbinas.

Modulo de Control de Ejes.

Este módulo tiene generalmente la función de controlar la posición

punto a punto de servomotores en lazos cerrados, tienen la posibilidad

de manejar el posicionamiento de varios ejes a la vez.

Por ejemplo:

Centros de mecanización. Robots de alta precisión.

Modulo de Entrada de Termocuplas.

Proveen de alta precisión en las lecturas de termocuplas, usando

resoluciones de hasta catorce bits, la señal que se le envía al PLC

puede ser expresada en grados Celsius, grados Fahrenheit, o en

milivolts.

Modulo de Entrada de Termo resistencias.

Mediante la lectura de un valor de resistencia y su posterior conversión, este

modulo es capaz de enviar señales a la CPU del PLC en varios formatos,

grados Celsius, grados Fahrenheit, Ohm o valor numérico. El módulo posee

una inteligencia necesaria para convertir el valor de resistencia leído en

formato útil para el usuario sin el empleo de tablas de conversiones.

Modulo BASIC Programable.

Cuando se necesitan cálculos complejos, estadística, etc. se puede

utilizar este tipo de módulo, que no es mas que una pequeña

computadora con su propia CPU, y memorias que acepta programas

escritos en lenguaje BASIC. El módulo posee una comunicación directa

con la CPU del PLC y otros pórticos para poder conectar periféricos

tales como terminales sin inteligencia, lectores de códigos de barra,

impresoras, etc.