Introducción al

CONTROL CON PLC’s

Para controlar, una máquina o una instalación se requiere:

Medir las variables propias del sistema (digitales y / o analógicas),

(sensores o captores)

Las señales medidas son procesadas en un controlador (PLC).

De acuerdo a los resultados obtenidos se actúa sobre los

accionadores o actuadores.

La información del PLC se la visualiza y maneja por medio de

consolas de dialogo o sistemas de supervisión.

MAQUINA - INSTALACIÓN

CAPTADORES ACCIONADORES

PLC

SUPERVISIÓN

Automatización

El PLC o autómata programable es el núcleo

de cualquier sistema automatizado llevando a

cabo tareas más especializadas que el simple

control lógico.

Regulación de procesos

Gestión de datos

Comunicaciones

Servocontrol

Telecontrol

Etc...

Papel

Cerámica Telecontrol

Aplicaciones Automatización

Automatización

INCORPORACIÓN DE UN ELEMENTO (Pej. PLC) PARA QUE CONTROLE EL FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN,DE LA MÁQUINA O DEL SISTEMA EN GENERAL

EN DEFINITIVA SE TRATA DE UN LAZO CERRADO ENTRE EL DISPOSITIVO QUE CONTROLA (PLC) Y LA INSTALACIÓN EN GENERAL

Objetivo y función de una Automatización

Concepto de PLC

EL AUTÓMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL (PLC: Programmable Logic Controller)

ES UN EQUIPO ELECTRÓNICO, PROGRAMABLE EN LENGUAJE NO INFORMÁTICO, DISEÑADO

PARA CONTROLAR EN TIEMPO REAL Y EN AMBIENTE DE TIPO INDUSTRIAL PROCESOS

SECUENCIALES.

Estructura de un Autómata

SEÑALES

DE

SENSORES

SEÑALES

A

ACTUADORES

ALIMENTACIÓN

MEMORIA

PROCESADOR

CPU

PERIFÉRICOS

Unidad central de procesos (CPU)

Memoria de programación (RAM,EPROM,EEPROM)

Sistema de control de E/S y periféricos (consolas)

Dispositivo de entradas / salidas,comunicación

Clasificación de Autómatas

POR TIPO DE FORMATO:

– COMPACTOS: Suelen integrar en el mismo bloque 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 conexión entre racks.

8 Entradas Analógicas 1 Salida Analógica

Contadores rápidos

10kHz Up/Down

Contadores rápidos

10kHz Up

Puerto de Programación y comunicación

Puerto Unitelway hasta 5 esclavos

PCMCIA para expansion de memoria

Bahía PCMCIA comunicación opcional

TSX37-22

display AS-i integrado

Funciones Integradas

Estados de Funcionamiento

RUN : Indica si el programa está o no en ejecución

TER. : Indica si se está comunicando con un periférico

I /O : Indica falla en algún módulo

ERR. : Indica fallo del procesador o del programa

BAT. : Indica falla o ausencia de batería

Memoria del PLC

La memoria del PLC se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un contenido y características distintas:

ÁREA DE PROGRAMA:

• En este área es donde se encuentra almacenado el programa del PLC (que se

puede programar en lenguaje Ladder ó nemónico ).

ÁREA DE DATOS:

• Este área es usada para almacenar valores o para obtener información sobre el estado del PLC.

Selección de Autómata

CRITERIOS :

– Número de E/S digitales a controlar

– Número de E/S analógicas a controlar

– Posibilidad de conexión de periféricos, módulos especiales y comunicaciones.

Periféricos PERIFÉRICOS son dispositivos que realizan tareas

complementarias al funcionamiento del autómata y están en constante comunicación con éste. Se usan tanto para programar como para visualizar el estado del autómata.

- ORDENADOR

- CONSOLA DE PROGRAMACIÓN

- TARJETA DE MEMORIA

Conectividad de Equipos

Conexión de

periféricos y HMI’s

PC con PLCs

PLCs en conexión

directa

Dispositivo

Serie

Comunicación ASCII

Con el objetivo de resaltar las ventajas de los aspectos técnico y económico del

PLC, a continuación se comparará los costos aproximados de un supuesto caso de

requerimiento de inversión para automatizar un sistema, ya sea empleando la

alternativa de una automatización en base a lógica convencional (relés) como

también la alternativa en base a lógica programada (PLC).

Supongamos que se desea automatizar un sistema de una planta industrial,

compuesto de arrancadores directos, estrella-triángulo, resistencias rotóricas,

mandos secuenciales, etc. donde son necesarios para su implementación los

equipos tal como se detalla en las tablas siguientes, tanto para la alternativa por

lógica convencional como para la programada respectivamente.

Es importante señalar que solamente se han considerado los equipos

representativos en el costo total, no figurando otros, tales como: conductores,

terminales, canaletas, cintas de amarre, pernos, etc.

Requerimiento de Equipos para un Sistema Automatizado por Relés

Requerimientos de Equipos para un sistema automatizado por PLC

Aplicaciones

Conveyer Conveyer

Packaging or processing machine

Pulse input frequency

Pulse output

frequency

Rotary encoder

Sincronismo

CompoBus/S

CPM1A

CPM2A

Inteligencia Distribuida

Serve driver U series

SYSDRIVE inverter 3G3MVseries

stepping motor driver

Contaje,

Salida Pulsos

levas

PID

CLOCK

E/S Digitales

Las E/S digitales se basan en el principio de todo o nada, es decir o no conducen señal alguna o poseen un nivel mínimo de tensión. Estas E/S se manejan a nivel de bit dentro del programa de usuario.

Tensiones normalizadas: 24Vcc, 48Vcc, 110Vac

Suelen comercializarse en módulos múltiplos de 8, 16, 32 , 64 y 96 entradas, salidas o mixtas.

Ejemplo E/S Digitales

Entrada Digital

Salida Digital

Lenguajes de PROGRAMACIÓN

DIAGRAMA DE RELES

– SÍMBOLOS FUNDAMENTALES

Lenguajes de PROGRAMACIÓN

DIAGRAMA DE RELES – Esquema de contactos

• Permite una representación de la lógica de control similar a los esquemas electromecánicos

% I 1.1 % I 1.2

% I 1.0

% Q 2.0

Análisis de la INSTALACIÓN

PARADA DE EMERGENCIA

Se puede utilizar un relé externo (CR) para configurar un

circuito de parada de emergencia que desconecta el sistema cuando el PLC pare su operación

Parada de

Emergencia

Emerg

Los Contactos Los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en

determinado "escalón", son variables lógicas o binarias, que pueden

tomar solo dos estados: 1 ó 0, Estos estados que provienen de

entradas al PLC o bits internos del mismo.

En la programación Escalera (Ladder), estas variables se

representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos

estados: abierto o cerrado.

Los contactos se representan con la letra “I" y dos números que

indicaran el modulo al cual pertenecen y la bornera a la cual están

Asociados. Ejemplo: I 0.1 - Entrada del Modulo "0" borne "1"

Los contactos abiertos al activarse se cerrarán

Los contactos cerrados al activarse se abrirán

I0.1 I0.1

I2.1 I2.1

Las salidas de un programa Ladder son equivalentes a las cargas

(bobinas de relés, lámparas, etc.) en un circuito eléctrico.

Se las identifica con la letra “Q" u otra letra, dependiendo de los fabricantes,

y dos números que indicaran el módulo al cual pertenecen y la bornera a la

cual están asociados.

Ejemplo: Q0.1 - Salida del Modulo "0" borne "1"

Bits Internos o Marcas Como salidas en el programa del PLC se toma no solo a las salidas que el

equipo posee físicamente hacia el exterior, sino también las que se conocen

como “Bits Internos o Marcas". Los bits internos son simplemente variables

lógicas que se pueden usar, por ejemplo, para memorizar estados o como

acumuladores de resultados que utilizaran posteriormente en el programa.Se

las identifica con la letra "M" y un número el cual servirá para

asociarla a algún evento

Salidas

Reglas de programación Ladder

La programación de una red de contactos debe respetar las reglas siguientes:

Los elementos gráficos de condiciones y de acción ocupan cada uno una

celda dentro de una red.

Las acciones están siempre situadas en la columna de bobina.

El estado de una función de automatismo puede ser utilizado como

condición (contacto). El contacto se designará entonces por el nombre de la

función asociada, por ejemplo: %T1

Las conexiones se leen de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.

En caso de que en una red se utilice la acción S (Set) de una función de

automatismo debe utilizar una acción R (Reset).

Las acciones R (Reset) de una función de automatismo prevalecen siempre

sobre la acción S (Set) aplicada a la misma función en el mismo momento.

La combinación de las condiciones de la red se efectúa de la misma forma

que la circulación de una corriente eléctrica desde la columna de la izquierda

de la red (+V) hacia la columna de la derecha (+0 V).

INICIACIÓN

A LA PROGRAMACIÓN DEL PLC

Autómata Zelio

ESQUEMAS DE MANDO

Gracias al relé programable podemos utilizar interruptores sencillos en lugar de contactores de

posición. En el esquema de cableado de la derecha aparecen como S1 y S2. S1 y S2 están

conectados a las entradas I1 y I2 del relé programable.

El principio de funcionamiento es el siguiente: cada cambio de estado de las

Entradas I1 y I2 provoca un cambio de estado de la salida Q1 que dirige la lámpara H1. El esquema

de mando utiliza funcionalidades de base como la puesta en paralelo y en serie de contactos pero

también la función inversa con la marca I1 e I2

Programa Ejemplo 1

Arranque y

Parada de un

Motor

CONTROL CON PLC's 34

Programa Ejemplo 2

Temporización

de Automático

Escalera

CONTROL CON PLC's 35

Programa Ejemplo

Automatización de

LLenado de Cajas

Ejemplo de Programación Sobre una cinta transportadora impulsada por un motor M, se transportan cajas las cuales deberán

detenerse bajo una tolva al ser detectadas por un sensor D. Una vez detenida la caja bajo la tolva,

se abrirá una esclusa (Mediante el contactor K) durante 10 seg. tiempo en el cual la caja se llena. Pasado

este tiempo, la esclusa deberá cerrarse y la cinta comenzara a moverse quitando la caja de esa posición.

Este proceso se deberá repetir cuando pase otra caja bajo la tolva.

Se pide realizar el programa en diagrama escalera, cuadro de asignaciones y esquema de conexiones.

Nota: La esclusa se abre cuando es activado el contactor K1 y se cierra al desactivarse este. La cinta esta

funcionando siempre, salvo cuando una caja es detectada.

Cuadro de Asignaciones

I 0.1 Start

I 0.2 Stop

I 0.3 Detector de la Caja

Q 0.1 Motor de la Cinta

Q 0.2 Contactor de la tolva (K1)

M1 Marca Interna

M2 Marca Interna

TT1 Temporizador OFF de 10 Seg.

I 0.1 i 0.2 M 1

M 1

M 1 M 2 Q 0.1

i 0.3

T 1

M 2

I 0.3

I 0.3 t 1 Q 0.2

FIN