Introduccióna los

ControladoresLógicos

Programables

2

AGENDAQue es un PLC?• Arquitectura de un PLC• PLC compactos• Estructura semimodular• Estructura modular• Funcionamiento de un PLC• Micrologix 1200 - Hardware Overview• Cableado del controlador• ROCKWELL SOFTWARE • RSLinx Lite• RSLOGIX 500• Introducción a la programación de PLCs• Ejercicios

3

INTRODUCCION

4

Que es un PLC?

• Un controlador lógico programable o PLC es una computadora industrial, digital y de estado sólido.

• Es una computadora industrial, en la cual dispositivos de control, ya sean limit switches, botoneras, sensores, etc. Proveen señales de control a la unidad. Estas señales de control interactúan con el programa lógico, lo que indica al PLC como reaccionar a estas señales de entrada y manda estas señales a dispositivos de control de campo como ser luces, solenoides, motores, etc.

5

Arquitectura de un PLC

CPUEntradas Salidas

Fuente de Alimentación

Memoria RTCInterfaces de Comunicación

6

• EL PLC es un aparato electrónico operado digitalmente que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones las cuales implementan funciones especificas tales como lógicas, secuénciales, temporización, conteo y aritméticas, para controlar a través de módulos de entrada /salida digitales y analógicas, varios tipos de máquinas o procesos.

Funcionamiento del PLC

7

Características de un PLC

• Estructura externaSe refiere al aspecto físico exterior del mismo, bloques o elementos en que está dividido.Actualmente son tres las estructuras más significativas que existen en el mercado:– Estructura compacta.– Estructura semi-modular.– Estructura modular.

8

Estructura Compacta

• Este tipo de autómatas se distingue por presentar en un solo bloque todos sus elementos, esto es, fuente de alimentación, CPU, memorias, entradas/salidas, etc...

9

Estructura semimodular

• Se caracteriza por separar las E/S del resto del autómata, de tal forma que en un bloque compacto están reunidas las CPU, memoria de usuario o de programa y fuente de alimentación y separadamente las unidades de E/S.

10

Estructura semimodular

11

Estructura modular

• Su característica principal es la de que existe un módulo para cada uno de los diferentes elementos que componen el autómata como puede ser una fuente de alimentación, CPU, E/S, etc. La sujeción de los mismos se hace por carril DIN, placa perforada o sobre RACK, en donde va alojado el BUS externo de unión de los distintos módulos que lo componen.

12

Características de un PLC

ESTRUCTURA INTERNA

• El autómata está constituido por diferentes elementos, pero tres son los básicos:– CPU– Entradas– Salidas

• Con las partes mencionadas podemos decir que tenemos un autómata pero para que sea operativo son necesarios otros elementos tales como:– Fuente de alimentación– Interfaces– Unidad de programación

13

CPU (Unidad Central de Proceso)

La CPU (Central Procesing Unit) es la parte inteligente del sistema. Interpreta las instrucciones del programa de usuario y consulta el estado de las entradas. Dependiendo de dichos estados y del programa, ordena la activación de las salidas deseadas.

La CPU está constituida por los siguientes elementos:

– Procesador– Memoria monitor del sistema– Circuitos auxiliares

14

1. Procesador» Microprocesador» Circuitos de la unidad aritmética y lógica o ALU» Circuitos de la unidad de control» Acumulador» Flags

15

CPU

En general cada autómata contiene y realiza las siguientes funciones:• Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda de un determinado tiempo máximo. A esta función se le denomina Watchdog.• Ejecutar el programa usuario.• Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe acceder directamente a dichas entradas.• Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas, obtenida al final del ciclo de ejecución del programa usuario.• Chequeo del sistema.

16

• Fuente de Alimentación – La fuente de alimentación proporciona las

tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos del sistema.

17

Interfaces

De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces específicas permiten la conexión con elementos muy concretos del proceso de automatización. Se pueden distinguir entre ellas tres grupos bien diferenciados:

• Entradas / salidas especiales• Entradas / salidas inteligentes.• Procesadores periféricos inteligentes.

18

Entradas / Salidas Hay dos tipos de entradas:

• Entradas digitalesLos módulos de entrada digitales permiten conectar al autómata,captadores de tipo todo o nada como finales de carrera, pulsadores, etc.El proceso de adquisición de la señal digital consta de varias etapas:- Protección contra sobre tensiones- Filtrado- Puesta en forma de la onda• Entradas analógicasLos módulos de entrada analógicas permiten que los autómatasprogramables trabajen con accionadores de mando analógico y leanseñales de tipo analógicoEl proceso de adquisición de la señal analógica consta de varias

etapas:- Filtrado- Conversión A/D- Memoria interna

19

Entradas / SalidasHay dos tipos de salidas: • Salidas digitales

Un módulo de salida digital permite al autómataprogramable actuar sobre los preaccionadores yaccionadores que admitan órdenes de tipo todo o nada.El proceso de envío de la señal digital consta de varias etapas:- Puesta en forma- Aislamiento- Circuito de mando (relé interno)- Protección electrónica- Tratamiento cortocircuitos

• Salidas analógicasLos módulos de salida analógica permiten que el valor de una

variable numéricainterna del autómata se convierta en tensión o intensidad.El proceso de envío de la señal analógica consta de varias etapas:- Aislamiento galvánico- Conversión D/A- Circuitos de amplificación y adaptación- Protección electrónica de la salida

20

MemoriaExisten diferentes tipos de memorias utilizadas hoy en día:• RAM (Random Access Memory).- Ésta memoria mantiene

almacenado los datos mientras se encuentre energía eléctrica• ROM (Read Only Memory).- Es una memoria permanente que

no puede ser borrada. Se utiliza usualmente para guardar el sistema operativo del PLC.

• EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory).- Ésta memoria pude ser programada como una ROM, pero éste tipo de memoria corre el riesgo de ser borrada por medio de luz ultravioleta y ser reprogramada.

• EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read Only Memory). - Éste tipo de memoria trabaja como una memoria ROM. Puede ser programada y borrada electrónicamente, por lo que se ha vuelto más popular que las EPROM’s.

• Todo PLC utiliza una memoria RAM en su CPU y una memoria ROM para guardar el sistema operativo básico. Mientras exista alimentación eléctrica, los datos almacenados en la RAM se guardarán; por lo que originalmente se añadía una batería al PLC. Éste método continúa utilizándose, pero actualmente también se usan EPROM’s.

21

22

Funcionamiento de un PLC

El autómata está siempre repitiendo un ciclo, llamado ciclo de SCAN, que consiste en lo siguiente:

– En primer lugar, lee todas las entradas y almacena el estado de cada una de ellas.

– En segundo lugar, ejecuta las operaciones del programa siguiendo el orden en que se han grabado.

– En tercer lugar, escribe el resultado de las operaciones en las salidas

– Una vez escritas todas las salidas (activando o desactivando las que el resultado de las operaciones así lo requieran) vuelve al paso A.

Este ciclo de Scan se realiza indefinidamente hasta que pasemos el conmutador de la CPU a la posición STOP.

23

LEO LAS ENTRADAS ESCRIBO LAS

SALIDAS

EJECUTO EL PROGRAMA POR ORDEN ESTABLECIDO

ALMACENO ESTADO DE LAS ENTRADAS

CICLO DEL SCAN

24