PROGRAMA DE COMPLEMENTACIÓN PARA …intranet.senati.edu.pe/Dox/2_PROGRAMA_COMPLEMENTAC/MANUAL… · control de maquinas con plc 1. fundamentos de los controladores programables introduccion

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

FASCÍCULO DE APRENDIZAJE

CÓDIGO: 89001524

2,013

CONTROL DE PROCESOS

INDUSTRIALES CON PLC

PROGRAMA DE

COMPLEMENTACIÓN PARA

TITULACIÓN

CONTROL DE MÁQUINAS CON PLC´s

INDICE

1 Fundamentos de los Controladores Programables Introducción Concepto del PLC El PLC como alternativa en l a Automatización Industrial Ventajas del PLC Campos de aplicación de los Controladores Programables Marcas d e PLC más difundidas en nuestro medio

2 Dispositivos y aparatos en un sistema de control Sensores Controlador Actuador Elementos u órganos de trabajo

3 El PLC en los tableros de control Sistema de control convencional Sistema de control con PLC

4 Hardware de los Controladores Programables Estructura del PLC Tipos de controladores programables

5 Controladores programables compactos 6 Controladores programables modulares

Características del PLC de hardware modular Componentes del PLC modular

7 Instalación del PLC Instalación del PLC en los tableros Instalación del PLC modular

8 Organización de la Memoria del Procesador Tipos de Archivos

Archivos de Programa Archivos de datos Direccionamiento de Archivos de Datos

9 Elementos de programación del PLC Medios de programación Lenguajes de programación El software de programación El ciclo de operación

10 Programación del PLC Allen-Bradley tipo Modular SLC500 Direccionamiento de E/S

11 Instrucciones tipo Bit Instrucciones: XIC,. XIO, OTE, OTL, OTU, OSR 12 Instrucciones de Temporizadores

Instrucciones: TON, TOF, RTO 13 Instrucciones de Contadores

Instrucciones: CTU, CTD 14 Instrucciones de Comparación Instrucciones: EQU, NEQ, LES, LEQ, GRT, GEQ, MEQ, LIM

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CONTROL DE MAQUINAS CON PLC

1. FUNDAMENTOS DE LOS CONTROLADORES PROGRAMABLES INTRODUCCION Las tecnologías de la automatización exigen soluciones cada vez más complejas. Por consiguien-te, los equipos capaces de resolver tales cometidos y problemas también han de ser cada vez más complejos, tanto en su planificación y operación como en su mantenimiento

Fig. Nº 1.- Automatización con PLC

La mayor parte de los procesos que tienen como finalidad la creación de un producto, requieren la ejecución de una secuencia de operaciones. Esto es particularmente cierto en el caso de fabri-cación de piezas discretas. La secuencia de las operaciones puede realizarse manualmente o con ayuda de algún tipo de con-trolador. Hasta fines de la década de los sesenta, este secuenciamiento se realizaba mediante un banco de relés conectados de modo que realicen esa única tarea. A causa de ello, en gran núme-ro de industrias se tenía conocimiento acerca de ese tipo de lógica. Sin embargo puesto que esa lógica tiene serios inconvenientes, como la dificultad para el análisis y diagnóstico de fallas y para la modificación, entre otros, se hizo evidente la necesidad de un sistema más estandarizado y confiable. Estos hechos junto con la aparición y extensión de las funciones lógicas implemen-

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tadas mediante tecnologías de la microelectrónica dieron como resultado el desarrollo del con-trolador programable (PLC). CONCEPTO DEL PLC Las siglas PLC proviene de Programmable Logic Controller, que traducido al español significa Controlador Lógico Programable. En la actualidad el término Lógico ya no es utilizado debido a que el PLC no sólo se le aplica en el control de señales digitales sino también en el procesamien-to de señales analógicas, en el campo del control de los procesos industriales. Por esta razón el PLC es denominado actualmente Controlador Programable. El PLC puede ser definido como un equipo electrónico digital basado en un microprocesador, con memoria programable para almacenar instrucciones que cumplan funciones especificas, tales como lógica secuencial, de tiempo, de contaje, cálculo, etc. y desarrollado para el control de má-quinas y procesos industriales. En Europa el controlador programable es denominado Autómata Programable.

Fig. Nº 2.- Controladores Programables

EL PLC COMO ALTERNATIVA EN LA AUTOMATIZACION INDUSTRIAL En el mercado local hay un sinnúmero de productos foráneos que, en general, son de calidad media o superior y los costos son bastante reducidos. En cambio los productos nacionales, gene-ralmente tienen costos más elevados y la calidad muchas veces no es tan buena. Una de las razo-nes

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por la cual otros países pueden lograr precios competitivos, es la incorporación de tecnología de punta en sus procesos productivos, sus sistemas de control están realizados a base de PLCs y otros equipos programables. Es por eso que el PLC se ha convertido en una de las alternativas más eficientes en la automatización de la industria moderna. En la mayoría de nuestras industrias se ha percibido tal necesidad de lograr mejores niveles de productividad y competitividad. Por lo que hoy en día en muchas plantas industriales existe la intención de modernizar los sistemas de control de las máquinas y de los procesos industriales y/o de adquirir nuevas máquinas con avanzados sistemas de control, para poder mejorar la productividad y competir en mejores con-diciones con la industria de los países de mayor desarrollo que el nuestro. VENTAJAS DEL PLC La implementación de sistemas automáticos con PLCs presenta muchas ventajas de tipo técnico y económico, frente a alternativas tradicionales. Entre ellas podemos mencionar: • Confiabilidad • Menor tamaño • Más económico • Versatilidad • Ahorro de energía • Facilidad de instalación • Rapidez en el diagnóstico de fallas • Compatibilidad con elementos sensores y actuadores • Factibilidad de intervenir en redes de supervisión Confiabilidad Los avanzados métodos de fabricación de equipos electrónicos y el riguroso control de calidad que el fabricante realiza, hace que los PLCs sean equipos altamente confiables y no presentan fallas constructivas con frecuencia, a menos que se trate de erradas conexiones e instalaciones, como por ejemplo, las conexiones de sensores o elementos de maniobra en los módulos de en-trada/salida. Menor tamaño El volumen o espacio ocupado por un PLC en un tablero de control es mucho menor que un ta-blero de control implementado con dispositivos y aparatos discretos convencionales, tales como relés de control, temporizadores, contadores, programadores, secuenciadores, etc. Más económico Un PLC puede sustituir a cualquier dispositivo de control convencional o de tipo electromecáni-co tal como relés, temporizadores, contadores, programadores, etc. El costo que implica invertir en la adquisición de estos dispositivos supera el costo del PLC; es más, hay también ahorro en la ausencia del cableado, en el menor tamaño del tablero, etc.

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Versatilidad Cuando se requiera realizar modificaciones en un sistema de control convencional, resulta muy engorroso, toda vez que es necesario adicionar o cambiar nuevos componentes, instalarlos, reali-zar el cableado, etc.; en cambio en un sistema con PLC las modificaciones sólo se traducen en cambios realizados en el programa. Además, el tiempo invertido para ambas situaciones es sus-tancialmente diferente Ahorro de energía Con respecto a los tableros convencionales en el que se usan elementos electromecánicos, el consumo de energía es mucho menor debido a que la electrónica utilizada en la fabricación de los PLCs es de bajo consumo. Facilidad de instalación El montaje del controlador programable en el tablero o gabinete se hace mediante tornillos de fijación cuyo número depende del tamaño del PLC. En otros casos, dependiendo de la marca, va montado sobre rieles estándar tipo omega. La instalación de un PLC, entonces, se reduce prácti-camente a la instalación de los sensores a la bornera de los canales de entradas y de los actuado-res a la bornera de los canales de salida y en ambos casos se tratan de circuitos sencillos y uni-versales. Rapidez en el diagnóstico de fallas Las fallas son detectadas rápida y fácilmente mediante alguna de las siguientes alternativas: • A través de los LEDs indicadores de estado del procesador; • Por medio de los LEDs indicadores de estado de los módulos de entrada/salida • Mediante el software de programación con el ingreso al modo dinámico del programa y/o el

acceso a la memoria de errores de la CPU. Compatibilidad con elementos sensores y actuadores La tendencia actual en la fabricación de equipos y sistemas de control es la de arquitectura abier-ta. Por tal razón se pueden conectar a los PLCs dispositivos sensores y actuadores de cualquier marca, tipo o procedencia. Factibilidad de intervenir en redes de supervisión El desarrollo de las tecnologías de comunicación han hecho posible que los controladores pro-gramables puedan integrarse a redes industriales para comunicarse entre ellos y con otros equi-pos inteligentes, como por ejemplo, computadoras, para propósitos de supervisión y control de los procesos industriales.

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Campos de Aplicación de los Controladores Programables Un PLC puede utilizarse en el control, mando y supervisión, prácticamente, de cualquier máqui-na o proceso, gracias a la gran cantidad de memoria y la alta velocidad de procesamiento de sus procesadores. Entre los campos de aplicación actuales se pueden enumerar los siguientes: • Máquinas de montaje • Distribución de energía • Máquinas-herramientas • Control de nivel de llenado • Líneas de embotellamiento • Fundiciones y refinerías industriales • Control de temperatura • Equipos de transporte • Estaciones de bombeo • Instalaciones de tratamiento de agua • Industria del cemento • Industria alimentaria • En general: control de procesos industriales y la automatización de plantas Marcas de PLCs más difundidas en nuestro medio En nuestro medio existe una variedad de marcas de controladores programables, muchos de ellos han venido montados en los tableros de control de máquinas y otros han sido adquiridos, de re-presentantes en nuestro país, para la modernización de los tableros de control. Podemos citar, algunas de ellas: Allen-Bradley (USA) Siemens (Alemania) Telemecanique (Francia) Omron (Japón) Modicon (Suecia) General Electric (USA) Toshiba (Japón) Mitsubishi (Japón)

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La siguiente tabla muestra algunas características de algunos modelos de PLCs Controladores Programables Compactos

Capacidad Máximo Nº Incluye Marca Procedencia Modelo RAM E/S discretas E/S Análo-

gas

Allen-Bradley USA Micrologix 1000 437 palabras 25 Sí SLC500 1 K instruc. 40 Siemens Alemania S5-90U 4 Kbyte 14 S5-95U 8 Kbyte 32 Sí Telemecanique Francia TSX 0721 2408 n 24 TSX 17-20 2044E 24 Kb 20 Sí Omron Japón CPM1-30CDR-A 1 Kpalabras 30 Sí SRM1 2 Kpalabras 16 Modicon Suecia TSX Nano 256 palabras 24 Sí 110-CPU 612 03 2 Kpalabras 28 Sí

Controladores Programables Modulares

Capacidad Máximo Nº Incluye E/S Marca Procedencia Modelo RAM E/S discretas Análogas

SLC500 5/04 16 Kpalabras 480 Sí Allen-Bradley USA PLC-3 256 Kb 2048 Sí PLC-5/250 380Kpor proc 4096 Sí Siemens Alemania S7300 CPU315-2 16 Kpalabras 1024 Sí S7 400 CPU 416-1 512 Kb 262144 Sí Telemecanique Francia TPMX P107 420 704 Kb 2048 TSX P47 415 224 Kb 1024 Omron Japon C200HX 102 Kpalabras 1184 Sí CVM1 CPU21 24 Kpalabras 2048 Sí Modicon Suecia A500 64 Kb 5088 A350 48 Kb 2048 2.- REVISION DE DISPOSITIVOS Y APARATOS EN UN SISTEMA DE CONTROL En un sistema de control que puede ser de máquinas o de procesos, se tienen básicamente los siguientes aparatos o dispositivos de control: • Sensores • Controladores

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• Actuadores • Elementos u órganos de trabajo Sensores Llamados también detectores o captadores son los dispositivos que se encargan de medir o detec-tar una variable o parámetro, físico o químico, desde la máquina o proceso controlado. Los sensores pueden ser: • Discretos (o digitales), aquellos cuya salida sólo tienen dos estados. Por ejemplo: pulsadores,

fines de carrera, termostato, presostato, etc. • Analógicos, aquellos cuya salida toma diferentes valores de salida para diferentes valores de

la variable de entrada. Por ejemplo: termocupla, RTD, etc.

Fig Nº3.- Sensores industriales Controlador Aparato que ejecuta las acciones de control, frecuentemente recibe información desde los senso-res, compara el valor real de la variable medida con el valor deseado (set point) y en base a las posibles diferencias entre ellas se genera una señal correctiva que emite hacia los actuadores para corregir dicho error. Actuadores Son los dispositivos que funcionan como interfaces, ubicados entre el controlador y los órganos de trabajo. Mediante el uso de los actuadores, los controladores pueden manejar cargas que re-quieran elevada potencia para funcionar. Por ejemplo un motor trifásico de 50 kW.

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Los actuadores pueden ser: • Discretos. Por ejemplo: contactor, electroválvulas, etc. • Analógicos. Por ejemplo: válvula de control automático Elementos u órganos de trabajo Son los elementos que ejecutan el trabajo, físico o mecánico, en las máquinas de producción. Por ejemplo : • Motores, que pueden ser: eléctricos, neumáticos o hidráulicos • Cilindros o pistones, que pueden ser neumáticos o hidráulicos 3. EL PLC EN LOS TABLEROS DE CONTROL Sistema de Control Convencional Los tableros de control, especialmente los de control de máquinas, de tipo convencional se basan en el uso de diferentes elementos electromecánicos de control, tales como: relés de control, tem-porizadores, programadores, etc. Para efecto de comparación en la figura siguiente se muestra un sistema de control convencional que utiliza dispositivos electromecánicos para su operación

Máquina o Proceso Controlado

Sensores Actuadores Lógica de Relés

Fig. Nº 4.- Sistema de Control Convencional

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Los sensores recogen señales desde la máquina o proceso controlado y las envían al tablero de control. De acuerdo a la lógica del diseño del circuito de control se define la activación o desac-tivación de los elementos de trabajo que se controlan mediante este tablero de control por medio de los dispositivos de salida El bloque del tablero de control consiste de un panel o tablero que incluye relés, temporizadores, programadores, etc. interconectados para energizar o desenergizar dispositivos de salida en res-puesta a los estados de los dispositivos de entrada y de acuerdo con la lógica diseñada para este circuito. La lógica cableada controla la acción de los actuadores, los cuales a su vez manejan las variables de la máquina o proceso. El bloque de los dispositivos de salida, representa a los actuadores y que consisten en contacto-res, solenoides, electroválvulas, arrancadores de motores, etc. utilizados para gobernar a los ele-mentos de trabajo a fin de controlar la máquina o proceso. Sistema de Control con PLC En este sistema de control, que es similar al anterior, se observa que el bloque de lógica de relés ha sido reemplazado por un PLC. El PLC desarrolla las mismas o más funciones que los contro-ladores tradicionales. En lugar de relés, se tiene un PLC en el panel de control, y la lógica de control se consigue desarrollando un programa para el PLC. En vez de una lógica cableada se tiene una lógica programada, la cual otorga a estos sistemas una gran flexibilidad, pues las modi-ficaciones al circuito de control implican sólo modificaciones al programa. Los dispositivos de entrada y los de salida siguen siendo necesarios, tanto los sensores como los elementos de maniobra persisten. El PLC es un aparato o equipo de control que reemplaza a todo elemento de control, mas no así a los elementos utilizados en los circuitos de fuerza, tales como contactores, electroválvulas, etc.

Máquina o Proceso Controlado

Sensores Actuadores PLC

Fig. Nº 5.- Sistema de Control con PLC

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El PLC cuenta con una memoria RAM que le permite almacenar el programa. Este programa al ser ejecutado puede hacer que una máquina o un proceso pueda ser controlado con todas las ven-tajas que se consigue con la electrónica.

4. HARDWARE DE LOS CONTROLADORES PROGRAMABLES

Estructura del PLC Un PLC tiene la misma estructura que cualquier otro sistema programable, es una especie de computadora dedicada. Básicamente esta compuesto por los siguientes componentes de acuerdo al siguiente diagrama.

Procesador CPU

Interface de Entrada

Interface de Salida

Fuente de Alimentación

Sens

ores

Act

uado

res

Fig. Nº 6.- Diagrama de bloques de un PLC El Procesador

Llamado también CPU, es el cerebro del sistema, es el responsable de la ejecución del pro-grama desarrollado por el usuario. La CPU realiza el procesamiento de las informaciones de entrada, la toma de decisiones y la transferencia de la información. En el procesador se dis-tinguen, a su vez, tres grandes componentes: • El microprocesador • La memoria • La interface de comunicaciones

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Interface de Entrada

Transforma las señales de entrada proporcionadas por los sensores, que pueden ser de niveles de tensiones diversos y tipo de corriente también diferentes, a niveles compatibles con el procesador. Interface de salida Permite que las señales del procesador puedan tener la capacidad de activar o energizar a los actuadores mediante un contacto que existe en cada canal de salida y desde una fuente de tensión externa. Fuente de alimentación Se encarga de convertir la energía eléctrica disponible (tensión alterna en la mayoría de ca-sos) a los niveles de tensión continua necesarios para la operación de los circuitos del proce-sador y de las interfaces de salida y entrada. Tipos de Controladores Programables

Los controladores programables (PLCs), al margen de la marca o procedencia, pueden clasi-ficarse de varias formas, por ejemplo: Por su hardware Por su tamaño

Clasificación por su Hardware Controladores compactos Controladores modulares

Controladores compactos Se denominan a aquellos PLCs fabricados en una sola pieza, es decir que sus componentes básicos se encuentran integrados en una sola unidad. En esta unidad se encuentran su proce-sador, sus interfaces E/S y su fuente de alimentación.

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Fig. Nº 7.- Algunos ejemplos de Controladores Programables Compactos

Controladores modulares Se denominan así a los PLCs que tienen sus componentes separados, por bloques y donde cada bloque recibe el nombre de módulo. Entonces, en general, un PLC modular tendrá como mínimo 4 módulos: módulo del procesador, módulo de entrada, módulo de salida y módulo de la fuente. Los módulos se encuentran soportados en un chasis o rack diseñados para ello, o en un riel del tipo omega. La mayoría de los PLCs modulares soportan hasta 30 o 32 módulos de expansión.

Fig. Nº 8.- Algunos ejemplos de Controladores Programables Modulares

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Clasificación por su tamaño Los PLCs también pueden ser clasificados por su tamaño, a saber: Micro Controladores Mini Controladores Controladores Main Frame

Los Micro Controladores Son los PLCs más pequeños que los diversos fabricantes han colocado en el mercado. Por su tamaño, bajo costo y su cada vez más compleja y completa característica de funcionamiento hacen que su difusión y uso sea cada vez mayor. Son utilizados en la automatización de peque-ñas máquinas o sistemas que no tengan necesidad de grandes cantidades de entradas y salidas. Por ejemplo: mando de arrancadores de motores, mando de bombas, máquinas de embolsado, viviendas inteligentes, etc.

Fig. Nº 9.- Algunos ejemplos de Micro Controladores Programables Mini Controladores Se denominan así a los PLCs de tamaño comprendidos entre los micro controladores y de Main Frame. Existen en versión compactos y modulares La capacidad de manejo de canales E/S es mucho mayor que la de los micro controladores, en promedio se encuentra entre 256 hasta 1024 E/S discretas Se le utilizan en automatismos de mayor complejidad, tanto en el campo de las máquinas como el de procesos industriales. Esto último porque cuentan con módulos analógicos que le permiten procesar señales analógicas.

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Fig. Nº 10.- Algunos ejemplos de Mini Controladores Programables

Controladores Main Frame Son los de mayor tamaño, su capacidad y potencialidad en el manejo y procesamiento de la in-formación es fantástica. Generalmente estos equipos se utilizan para automatizar un conjunto de máquinas o plantas completas.

Fig. Nº 11.- Algunos ejemplos de Controladores Programables Main Frame

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5. CONTROLADORES PROGRAMABLES COMPACTOS Características del PLC de Hardware fijo o compacto Dado que este tipo de PLC reúne todos los componentes en una sola unidad, ellos tienen un nú-mero fijo de canales de entrada/salida, generalmente del tipo digital o discretas. Sin embargo, muchos de ellos soportan un número determinado de módulos de expansión, sobre todo los mini PLCs. Algunos fabricantes han diseñado un tipo de PLC al que se le pueden adicionar tantos módulos de expansión como uno del tipo modular, es decir entre 30 y 32 módulos de expansión, erigién-dose como una especie de PLC híbrido, llamado también PLC compacto-modular. Otros, han diseñado sus micro PLCs con la posibilidad de interconectarse entre ellos, y funcionar como un solo sistema para poder ampliar la cantidad de entradas/salidas.

Fig. Nº12.- Controladores Programables Compactos Las ventajas de un PLC compacto con respecto a uno modular son las siguientes: Son más económicos Por su construcción compacta son de reducido tamaño Algunas marcas incluyen entradas/salidas analógicas Son de fácil selección Son de fácil instalación Su programación es sencilla

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6. CONTROLADORES PROGRAMABLES MODULARES Características del PLC de Hardware modular Como un PLC modular está formado por módulos hay que realizar la selección adecuada de es-tos módulos para lograr una configuración de acuerdo a nuestros requerimientos. Aparte de los módulos básicos que se han mencionado, existe una variedad de módulos adicionales que hacen mejorar las prestaciones de este tipo de PLC Algunas de las ventajas del PLC modular pueden ser: Su configuración puede variar de acuerdo a las reales necesidades del usuario.

En caso de ampliaciones y requerimientos de conectar mayor número de sensores y/o actua-

dores, es posible adicionar sólo más módulos de entrada/salida, sin necesidad de cambiar el procesador.

En caso de fallas en los módulos de E/S, es posible aislar el problema y reemplazar sólo el

módulo defectuoso.

Fig. Nº13.- Controladores Programables Modulares Componentes del PLC modular El rack o chasis La Fuente de alimentación El procesador o CPU Módulos de Entrada/Salida Módulos de entrada/salida discretas Módulos de entrada discreta

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Módulos de salida discreta Módulos discretos combinados

Módulos de entrada/salida analógicas Módulo de entrada analógica Módulo de salida analógica Módulos analógicos combinados

Módulos especiales Módulos para termocuplas Módulos para RTDs Módulos de contaje rápido Módulos de regulación PID

El rack o chasis Es una especie de gabinete que tiene la función de soportar los diferentes módulos que confor-man el PLC. Incluye un bus común y conectores por cada slot o ranura (espacio que ocupa un módulo) ubicados en la parte posterior del rack. Estos conectores del rack se interconectan con el conector que tiene cada módulo para que a través de ciertos pines del conector, el módulo reciba la tensión de alimentación y a través de otros pines del conector se comunique con el procesador.

Fig. Nº 14.- Algunos ejemplos de Racks para PLCs La Fuente de alimentación La fuente de un PLC modular ocupa generalmente el primer lugar (slot o ranura) de la izquierda del rack o chasis del PLC. Las fuentes se encuentran protegidas contra sobrecargas mediante fusibles, los cuales son de fácil reemplazo en caso necesario. La alimentación de las fuentes, por lo general, se diseñan para los siguientes niveles: 24VDC, 110VAC y 220VAC Las tensiones de salida producida por la fuente con la finalidad de alimentar los módulos que conforman el PLC, varían de acuerdo al fabricante. Algunas marcas muy conocidas tienen fuen-tes que producen: 5VDC y 24VDC

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Fig. Nº 15.- Algunos ejemplos de Fuentes de alimentación Dentro de una familia de PLCs modulares de una determinada marca, se fabrican varias fuentes, las cuales varían, especialmente en la tensión de alimentación y en la potencia que suministra. Por ejemplo el cuadro siguiente muestra las especificaciones de las fuentes de alimentación para la familia SLC-500 de la marca Allen-Bradley.

Descripción

Nº de Catálogo 1746-P1




Tensión de línea

85-132/170-265 VAC47-63 Hz

85-132/170-265 VAC 47-63 Hz

19,2-28,8 VDC

85-132/170-265 VAC 47-63 Hz

Potencia de con-sumo

135 VA

180 VA

90 VA

240 VA

Corriente entrada max al momento del arranque

20 A

20 A

20 A

45 A

Capacidad de corriente interna

2 A a 5VDC 0,46 A a 24VDC

5 A a 5VDC 0,96 A a 24VDC

3,6 A a 5VDC 0,87 A a 24VDC

10.0 A a 5 VDC 2.88 A a 24 VDC

Capacidad de corriente de alimentación de usuario de 24VDC

0,2 A

0,2 A

-

1 A

Límites temperatu-ra ambiental de operación

0 ºC a 60 ºC (32 ºF a 140 ºF)

Humedad

5-95 % (sin condensación)

Tabla Nº1.- Especificaciones de las Fuentes de Alimentación para la familia SLC-500 de Allen-Bradley

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Selección de la Fuente de Alimentación. La selección de una fuente está en función de la cantidad y tipo de módulos que va a alimentar, por ejemplo, si se tratara del caso del PLC que se muestra en la siguiente figura, vamos a selec-cionar una fuente para el rack 1 y otra fuente para el rack 2 se dejará como un ejercicio.

Fig. Nº 16.- Sistema de control con 2 PLCs La siguiente tabla muestra las especificaciones para el rack 1:

Nº Slot

Descripción Consumo 5VDC(A)

Consumo 24VDC(A)

0 Módulo Procesador 0,35 0,105 1 Módulo Entrada 0,05 - 2 Módulo de salida 1 0,135 - 3 Módulo de salida 2 0,37 - Hand Helt Terminal - - Acoplador de enlace - 0,085 Corriente total 0,905 0,190

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La tabla de especificaciones del segundo rack

Nº Slot

Descripción Consumo 5VDC(A)

Consumo 24VDC(A)

0 Módulo Procesador 0,35 0,105 1 Módulos Entrada 1 0,085 - 2 Módulos Entrada 2 0,085 - 3 Módulo de salida 1 0,17 0,18 4 Módulo de salida 2 0,17 0,18 5 Módulo de salida 3 0,17 0,18 6 Módulo de combinación 0,37 - Acoplador de enlace - 0,085 Interface de comunicación - - Corriente total

Para la selección de las fuentes se deben utilizar unas hojas de trabajo y se consideran los datos de corrientes máximas, tal como se muestra a continuación que está realizada en base a la familia SLC500 de Allen-Bradley

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La siguiente es la Hoja de Trabajo para seleccionar la fuente de alimentación para el rack 1

HOJA DE TRABAJO DE SELECCIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACION

Procedimiento 1. Para cada slot del rack que contiene un módulo, indique el número de catálogo del

módulo y sus corrientes máximas de 5V y 24V. Además, incluya el consumo de po-tencia de los dispositivos periféricos que puedan haberse conectado al procesador y se alimenten de la fuente. El consumo de potencia de este dispositivo está inclui-do en el consumo de potencia del procesador

Fuente de alimenta-ción requerida

Nº Slot Nº Catálogo Corriente max 5V (A)

Corriente Max 24V (A)

0 0,35 1 0,05 2 0,135 3 0,37 4 5 6 7 8 Dispositivo periférico 0,085 2. Adicione los consumos de

potencia de todos los dispositivos del sistema

Corriente Total

0,905

0,190

3. Compare la corriente total requerida para el rack con la capacidad de corriente interna de las fuentes de alimentación. Para seleccionar la fuente de alimentación correcta para el rack, asegúrese de que el consumo de potencia para el rack sea menor que la capacidad de corriente interna para la fuente de alimentación, tanto para la carga de 5V como para la de 24V

Capacidad de corriente interna 5V 24V Nº de Catalogo 1746-P1 2ª 0,46A Nº de Catalogo 1746-P2 5ª 0,96A Nº de Catalogo 1746-P3 3,6ª 0,87A Para este rack se necesita la siguiente fuente de alimentación 1746- P1 Se debe tener en cuenta la expansión futura del sistema cuando se considere la selección de la fuente

de alimentación

Se puede observar que la fuente de alimentación 1746-P1 es suficiente para el rack 1. La capaci-dad de corriente interna de esta fuente de alimentación es de 2A en 5VDC y de 0,46A en 24VDC El procesador o CPU La CPU al igual que las computadoras, se pueden clasificar en función de la velocidad de proce-samiento de información, a la capacidad de su memoria y las funciones que pueden realizar.

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El tiempo que tarda para la lectura de un programa depende del número y del tipo de instruccio-nes. Por lo general es del orden de los milisegundos. Esto quiere decir que cualquier modifica-ción de estado de una entrada produce casi instantáneamente una señal de salida. Los fabricantes, dentro de sus especificaciones técnicas dan a conocer, la velocidad de procesa-miento en unidades de ms/Kbyte (milisegundos por kiloByte.

Fig. Nº 17.- Algunos ejemplos Procesadores La tabla siguiente muestra las características más importantes de los procesadores SLC500 de Allen-Bradley

Especificaciones 5/01 5/02 5/03 5/04

Memoria de programa 1 o 4K instruccio 4 K instrucciones 12 Kpalabras 12 a 60K palabras

Capacidad de E/S máx 256 discretas 480 discretas 960 discretas 960 discretas

Chasis/ranuras máx. 3/30 3/30 3/30 3/30

Tiempo de escán máx. 8 ms/K 4,8 ms/K 1 ms/K 0,9 ms/K

Ejecución de bit (XIC) 4 ms 2,4 ms 0,44 ms 0,37 ms

Programación APS, RSLogix 500 y HHT

APS, RSLogix 500 y HHT

APS, RSLo-gix 500 y HHT

APS, RSLogix500 y HHT

Módulos de Entrada/Salida Los módulos de E/S se pueden clasificar de la siguiente manera: De acuerdo al tipo de señal que procesan:

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Módulo de E/S discretas Módulo de E/S analógicas Módulos combinados o de combinación

De acuerdo a la densidad de canales por módulo: De 4, 8, 16, 32 y otros valores de canales E/S

Fig. Nº 18.- Algunos ejemplos de Módulos de E/S

Módulos de entrada/salida discretas Los módulos de E/S discretas están diseñados para cumplir la función de interface entre la CPU y los dispositivos de campo del sistema de control. A través de estos módulos es posible intercambiar información ya sea para la adquisición de datos, si es de entrada, o para el mando de una máquina o proceso controlado, si es de salida. Módulos de entrada discreta Funcionan como interfaces entre los sensores y el procesador del PLC. El tipo de sensor debe ser del tipo de salida digital o discreta, es decir que la señal de salida solo puede tener dos estados lógicos: activado o desactivado (dígitos 0 o 1). Por ejemplo: pulsadores, selectores, fines de ca-rrera, termostatos, sensores de proximidad, etc. Los niveles de tensión de operación de los módulos E/S pueden ser: TTL, 24VDC, 110VAC y 220VAC Los módulos de entradas discretas están diseñados para cumplir las siguientes funciones princi-pales:

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Adquisición de datos, que le entregan los sensores Acondicionamiento de las variadas señales que le entrega el sensor a niveles adecuados para

el procesador Señalización del estado de las entradas mediante LEDs indicadores de estado ubicados gene-

ralmente en la parte superior del frontal del módulo Aislamiento galvánico entre los circuitos de sensores y el del microprocesador mediante el

uso de elementos optoacopladores.

Fig. Nº 19.- Circuito de interface de entrada discreta en DC

Fig. Nº 20.- Circuito de interface de entrada discreta en AC Módulos de salida discreta Funcionan como interface entre la CPU del controlador programable y los dispositivos externos de accionamiento o actuadores, los cuales deben ser discretos, es decir que deben tener solo dos estados lógicos posibles. Por ejemplo contactores, electroválvulas, lámparas, etc. Los módulos de salidas discretas están diseñados para cumplir las siguientes funciones principa-les: Transmisión de la señal de activación o desactivación hacia los actuadores.

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Acondicionamiento de la señal que proviene de la CPU, para lograr el cierre o apertura de un contacto ubicado en cada canal de salida. El cierre del contacto permite aplicar la tensión desde una fuente externa al actuador. Los módulos de salida discreta se fabrican para operar con las tensiones nominales: TTL, 24VDC, 110VAC o 220VAC. Igualmente, de acuerdo al tipo de contacto que tienen en cada canal, el módulo puede ser: De salida por contacto de relé De salida por triac De salida por transistor

Fig. Nº 21.- Circuito de interface de salida discreta en AC (tipo relé)

Fig. Nº 22.- Circuito de interface de salida discreta en AC (tipo triac)

Fig. Nº 23.- Circuito de interface de salida discreta en DC (tipo transistor)

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Módulos discretos combinados Son aquellos módulos que tienen simultáneamente un número de canales de entrada y de salida. Sus características son las mismas que los individuales Módulos de entrada/salida analógicas Estos módulos están diseñados para procesar señales analógicas tanto de entrada, provenientes de sensores analógicos, como de salida, dirigidos hacia actuadores analógicos. Los módulos analógicos o análogos permiten el procesamiento de señales de variables o paráme-tros físicos o químicos, tales como: temperatura, presión, nivel, caudal, pH, etc. Las señales que reciben o envían pueden ser de corriente o tensión. Sin embargo estas señales tienen un rango estandarizado y son las que se emplean en el campo de la instrumentación y el control de procesos industriales. Los rangos más utilizados son:

Señal de corriente: 0-20mA, 4-20mA, -10 a +10mA Señal de tensión: 0-5V, 1-5V, 0-10V

Módulo de entrada analógica Son los módulos que permiten recibir señales de corriente o tensión de rango estandarizado que provienen de sensores análogos, procesados previamente por los transmisores. Como el PLC es un equipo digital, estas señales analógicas deben ser digitalizadas para que pue-dan ser compatibles con el procesador Los módulos de entradas analógicas están constituidos por un conversor análogo-digital (ADC) y un multiplexador. Módulo de salida analógica Estos módulos se utilizan para enviar la señal correctiva al actuador en los sistemas de control de procesos. Como la señal que envía el procesador es digital, debe ser convertida a una señal analógica mediante un conversor digital-análogo (DAC). Esta señal, que puede ser de corriente o tensión, podrá accionar directa o indirectamente, por ejemplo, una válvula de control para mani-pular el flujo o caudal de un fluido. Módulos analógicos combinados Son módulos que incluyen canales de entrada y de salida analógicas y donde las características que tienen son las mismas que en los casos de módulos de E/S análogos específicos.

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Módulos de E/S Especiales Los fabricantes también han desarrollado unos módulos adicionales para sus sistemas de PLCs. Entre los más comunes tenemos: Módulos para termocuplas Módulos para RTDs Módulos de contaje rápido Módulos de regulación PID Módulos de comunicaciones

Módulos para termocuplas Son módulos con capacidad de recibir señales directamente de termocuplas, sin necesidad de que la señal sea procesada por un transmisor; es decir que los canales de entrada de estos módulos están diseñados para recibir señales de milivotios en forma directa. Como la relación de la señal de mV/ºC de una termocupla, varía de acuerdo a su tipo, estos módulos son configurables para todos los tipos, por ejemplo para termocuplas tipo: J, K, R, S, T, etc. Módulos para RTDs Al igual que el módulo anterior, este módulo está diseñado para recibir señales directamente de Termorresistencias (RTDs) y ya no es necesario que sea convertida a una señal de corriente o tensión como en otros casos. Igualmente son configurables para todos los tipos de RTDs, tales como Pt50, Pt100, etc. Módulos de contaje rápido Son módulos que contienen un número determinado de entradas con contadores de alta veloci-dad o alta frecuencia de hasta 2MHz o más. Módulos de regulación PID Estos módulos están diseñados para ejecutar tareas de control automático de procesos, aplicables a lazos de control de temperatura, presión, caudal, nivel, velocidad, pH, etc. Estos módulos son autónomos en su alimentación, cuentan también con memoria de programa propia y microproce-sador. Su funcionamiento se basa en un algoritmo de control PID

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7. INSTALACION DEL PLC Instalación del PLC en los tableros La instalación de un PLC no reviste mayor dificultad. A continuación se dan las pautas necesa-rias para ejecutar esta acción. Recomendaciones para la instalación del sistema Como ayuda para instalar un controlador programable de la manera más segura posible, se han establecido algunas recomendaciones específicas que deben seguirse. Instalación típica de los PLCs en el tablero La siguiente figura consta de algunos componentes que constituyen una instalación típica.

Relé de Control Maestro

Bornera

Tablero o Gabinete

Dispositivo de desconexión

Transformador de Aislamiento

Controlador Programable

Fig. Nº 24.- Instalación típica de un tablero de control con PLC Espacio para los controladores La siguiente figura muestra esquemas para el espaciamiento mínimo recomendado para permitir el enfriamiento por convección dentro del tablero. El aire de enfriamiento en el tablero debe mantenerse dentro de los límites de 0ºC a +60ºC (32ºF a +140ºF).

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D

Espacio recomendado A: de 15 a 20 cm B: 10 cm mínimo C: 15 cm mínimo D: de 7 a 10 cm

C

C

B B

A

Fig. Nº 25.- Espaciamiento recomendado en la instalación de tableros con PLCs Nota importante: Tenga cuidado con los trozos de metal cuando perfore los agujeros para la ins-talación del controlador. No perfore agujeros encima de un controlador SLC 500 instalado. Pautas para la conexión a tierra

Fig. Nº 26.- Detalles de la conexión a tierra del controlador

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En los sistemas de control de estado sólido, la conexión a tierra ayuda a limitar los efectos del ruido debido a interferencias electromagnéticas (EMI). La conexión a tierra para el controlador y su gabinete es proporcionada por el conductor de conexión a tierra del equipo. Las conexiones a tierra deben ir desde el chasis y fuente de alimentación en cada controlador y unidad de expansión hasta el bus de tierra. Las conexiones exactas serán diferentes en las diver-sas aplicaciones. Una fuente autorizada en requisitos de conexión a tierra para la mayoría de las instalaciones es el Código Eléctrico Nacional. Además de la conexión a tierra requerida para el controlador y su gabinete, también se debe pro-porcionar una apropiada conexión a tierra para todos los dispositivos controlados en su aplica-ción. Se debe tener cuidado de proporcionar a cada dispositivo una unión a tierra apropiada. Consideraciones de seguridad Las consideraciones de seguridad son un elemento importante en la instalación correcta de un sistema. El pensar activamente en la seguridad de las personas, así como en los equipos, es de máxima importancia. A continuación se presentan varias áreas referentes al aspecto de la seguri-dad Desconexión de la alimentación principal El interruptor de desconexión de la alimentación principal debe estar ubicado donde los operado-res y personal de mantenimiento puedan tener un acceso fácil y rápido a él. Lo ideal es instalar el interruptor de desconexión en la parte exterior del gabinete o tablero, de manera que se tenga acceso a él sin abrir el tablero. Además de desconectar la energía eléctrica, todas las otras fuen-tes de energía (neumática e hidráulica) deben desactivarse antes de trabajar en una máquina o proceso controlado por un PLC. Circuitos de seguridad Los circuitos instalados en la máquina por razones de seguridad, como los finales de carrera de seguridad, pulsadores de parada e interbloqueos, siempre deben ser cableados directamente al relé de control maestro. Estos dispositivos deben cablearse en serie, de manera que cuando cual-quier dispositivo se abre, el relé de control maestro es desactivado, y por lo tanto se interrumpe la energía a la máquina. Jamás altere estos circuitos para cambiar su función. Esto podría resultar en lesiones personales graves o daño a la máquina. Mantenimiento preventivo • Los circuitos impresos del controlador deben estar protegidos contra polvo, aceite, humedad y

otros contaminantes. Para proteger estos circuitos impresos, el controlador debe instalarse en un tablero apropiado para el entorno.

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El interior del tablero debe mantenerse limpio y la puerta del tablero debe mantenerse cerrada siempre que sea posible. • Inspeccione con regularidad las conexiones de su terminal para asegurarse de su impermeabi-

lidad. • Las conexiones flojas pueden causar un funcionamiento incorrecto del controlador o dañar los

componentes del sistema. • Cuidado, inspeccione las conexiones con la energía de entrada desconectada para asegurar su

seguridad personal y proteger el equipo contra daño. Instalación del PLC modular Instalación de la fuente de alimentación La fuente de alimentación casi siempre va instalado en la parte izquierda del chasis o rack del PLC fijándose mediante tornillos. A través de cables se alimenta a los módulos del PLC; otros modelos cuentan con conectores especiales para una alimentación automática a los módulos que conforman el PLC Instalación de la CPU El procesador es generalmente ubicado en el primer slot, ranura o puesto de enchufe. Si el siste-ma de PLC tiene más de un rack, el procesador debe ser colocado en el primer slot del primer rack. En la parte posterior del chasis o rack existe un bus y también conectores para que cada módulo insertado en su respectiva ranura quede interconectado al bus. Por medio del conector recibe la alimentación desde la fuente y también se realiza la comunicación con los módulos de E/S y de-más módulos que conforman el PLC. Instalación de los módulos de E/S

Fig. Nº 27.- Configuración del PLC Modular

Nº de slot (o puesto de enchufe) 0 1 2 3 4 5 6

I O I O I O

3 5 6 0 21 8

Fuente de AlimentaciónProcesador

Módulos de E/S

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Los módulos de E/S discretas, se colocan en el racko o chasis en posiciones determinadas por el usuario; no existe un orden o secuencia de ubicación de estos módulos. En cambio, los módulos análogos deben ser ubicados cerca al procesador para su operación correcta. En muchos casos y dependiendo de la marca de PLC, la instalación de los módulos de E/S con-siste en sólo insertar dichos módulos en su respectiva ranura. La fijación se realiza mediante unas lengüetas ubicadas en la parte superior e inferior del módulo, los cuales se aseguran en unas ranuras especiales del rack Conexionado de los sensores y actuadores Todos los sensores y actuadores discretos se conectan al bloque de canales de entrada y al blo-que de canales de salida respectivamente, siguiendo un mismo patrón de conexionado, tal como se muestra en el diagrama siguiente

O I VDC/VVAC/VD

Fig. Nº 28.- Diagrama de conexionado de sensores y actuadores

8. ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA DEL PROCESADOR La memoria del procesador está dividido en dos partes: • Archivos de programa • Archivos de Datos ARCHIVOS DE PROGRAMA ARCHIVO 0 : Funciones del sistema utilizado para almacenar datos como el “password”, iden-

tificación del programa y otros asociados al sistema (uso interno). ARCHIVO 1 : Archivo reservado. ARCHIVO 2 : Contiene el programa principal. ARCHIVO 3 - 255 : Archivos utilizados como subrutinas que son accesados desde el programa prin-

cipal.

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ARCHIVOS DE DATOS Estos archivos contienen la información de estado asociados con las E/S externos y las otras instrucciones usadas en los archivos del programa principal y subrutinas. Además estos archivos almacenan informa-ción concerniente a la operación del procesador.

Archivo de Datos residente en la memoria del procesador

Nº Arch Designación 0 Output Image 1 Input Image 2 Status 3 Bit 4 Timer 5 Counter 6 Control 7 Integer 8 Reserved 9 Especial

10 - 255 bit, timer, counter, control, o integer assigned as heeded

TIPOS DE ARCHIVOS DE DATOS Para propósito de direccionamiento, cada tipo de archivo es identificado por una letra y un número de archivo. Los archivos del 0 al 7 son creados por defecto, si se necesitan archivos de almacenamiento adicionales, estos deberán crearse especificando el identificador apropiado y número de archivo desde el 10 al 255.

Tipo de archivo Identificador Número de archi-

vo Salida O 0 Entrada I 1 Status S 2 Bit B 3 Temporizador T 4 Contador C 5 Control R 6 Entero N 7

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Nota: Los archivos B, T, C, R y N son definidos por el usuario. DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVOS DE DATOS Los archivos de datos contienen elementos como se muestra a continuación, algunos archivos de datos contienen elementos de una palabra y otros tienen elementos de 3 palabras. El direccionamiento se realiza a nivel de elementos, palabras y bits. Los archivos de salida y entrada tienen elementos de 1 palabra, con cada uno de los elementos especificado por el slot y número de archivo:

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Elemento O : 0.0 O : 0.1 O : 0.2

Los elementos en archivos de Temporizadores, Contadores y Control consisten en 3 palabras:

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Palabra 0 1 2

Archivos de Status, Bits y Enteros tienen elementos de 1 palabra :

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

A continuación se muestran el direccionamiento de elemento, palabra, y bit:

N7:5

T4:2.ACC

B3:15

Dirección de elemento Dirección de palabra Dirección de bit ESTRUCTURA DEL DIRECCIONAMIENTO El direccionamiento se realiza con caracteres alfanuméricos separados por delimitadores. El formato de dirección varía, dependiendo del tipo de archivo-

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ARCHIVOS 0 Y 1 DE SALIDAS Y ENTRADAS Los bits en el archivo 0 son utilizados para representar salidas externas. Los bits en el archivo 1 son usa-dos para representar entradas externas. Generalmente una palabra de 16 bits en estos archivos representa a un slot (ranura) en el chasis (rack) del PLC y el número de bit corresponde al número de terminal (bor-ne) de entrada o salida.

DIRECCIONAMIENTO DEL E/S PARA PLC MODULAR En el PLC modular, el slot 0 está reservado para el módulo del procesador (CPU). El slot 0 es válido como slot de E/S. A continuación se muestra una configuración de controlador modular consistente de un chasis de 7 slots interconectado con otro de 10 slots. El slot 0 contiene al procesador. Los slots del 1 al 10 contienen módulos de E/S. Los slots restantes están reservados para futuros módulos de E/S (expansión).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Power Suppl

y

CPU I/O I/O I/O I/O I/O I/O Power Sup-ply

I/O I/O

I/O I/O

PLC modular usando rack de 7 slots interconectado con un rack de 10 slots

La figura indica el número de entradas y salidas en cada uno de los slots y también muestra cómo estas entradas y salidas están asignadas en el archivo de datos. Para estos archivos, el tamaño del elemento es siempre una palabra. DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVOS 0 Y 1 (E/S)

La tabla siguiente explica el formato para el direccionamiento de entrada/salida.

Formato Significado

O Salida

I Entrada

: Delimitador de elemento

e Número de slot en decimal

. Delimitador de palabra. Requerido sólo si el número de palabra es necesario.

s

Número de palabra. Requerido si el número de E/S excede a 16 por slot (rango 0 a 355)

/ Delimitador de bits.

O:c.s/b

I:c.s/b

b Número de terminal (rango de 0 a 15)

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Ejemplos: O:3/15 Salida 15, slot 3 O:5/0 Salida 0, slot 5 O:10/11 Salida 11, slot 10 I:7/8 Entrada 8 slot 7 I:2.1/3 Entrada 3, slot 2, palabra 1 Dirección de palabra: O:5 Salida palabra 0, slot 5 O:5,1 Salida palabra 1, slot 5 I:8 Entrada palabra 0, slot 8. DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVO 2 (STATUS) El archivo de datos de status del procesador 5/02 contiene 32 palabras. Este archivo almacena informa-ción concerniente a la operación del procesador. La mayoría de ellos pueden ser leídos y manipulados por el programa usuario, aunque hay algunos que son exclusivamente de lectura.

La tabla que sigue explica el formato para el Archivo de Status (2).

Formato Significado

S Archivo de Status

: Delimitador de elementos

e Número de elemento.Rango 0 30. Tiene un elemento de 1 palabra. 16 bits por elemento.

/ Delimitador de bit.

S:e/b

b Número de bit. Rango 0-15

Ejemplos: S:1/15 Elemento 1. Bit 15. Este es un bit de ¨primera pasada¨ que puede utili-

zarse para inicializar las instrucciones en su programa. S:3 Elemento 3

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DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVO TIPO BIT (3) El archivo tipo bit es usado principalmente para instrucciones de lógica de relé, registros de desplaza-miento y secuenciadores. El máximo tamaño del archivo es 256 elementos de 1 palabra de (de 16 bits) y un total de 4095 bits.

Se puede direccionar especificando el número de elementos (0-255) y el bit (0-15) o pensando es un gran archivo de bits numerados desde el 0 al 4095.

Formato Significado

B Archivo tipo bit

f Número de archivo. El número 3 es el archivo por defecto. Pero un número entre 10-255 puede ser usado.

: Delimitador de elemento.

e Número de elemento. Rango: 0-255. Cada elemen-to es una palabra de 16 bits.

/ Delimitador de bit.

Bf:e/b

Bf/b

b Número de bit. Localización dentro del elemento. Rango 0-15

Ejemplos: B3:3/14 Bit 14 elemento 3 B3:252/00 Bit 0 elemento 252 B3:9 Bit 0-15, elemento 9 B3/62 Bit 62 B3/4032 Bit 4032

DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVO DE TEMPORIZADORES (4) Los temporizadores son elementos de 3 palabras:

• La palabra 0 es la palabra de control • La palabra 1 almacena el valor de preset (PRE) • La palabra 2 almacena el valor acumulado (ACC)

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 PalabraEN TT D

N Internal Use 0

Preset Value (PRE) 1 Accumulated Value (ACC) 2

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Bits Direccionables: Palabras Direccionables: EN: (Enable) bit 15. PRE: Palabra 1. TT: (Timmer timing) bit 14. ACC: Palabra 2 DN: (Done) bit 13.

Los bits de uso interno no son direccionables.

El formato de direccionamiento es el siguiente:

Formato Significado

T Temporizador.

f Número de archivo. El número 4 es el archivo por defecto. Pero un número entre 10-255 puede ser usado.


e Número de elemento. Rango: 0-255, cada elemento posee 3 palabras.

. Delimitador de palabra.

s Número de palabra.

/ Delimitador de bit

Elemento:

Tf:e

Bits, palabras:

Tf:e.s/b

b Número de bit.

Ejemplos: T4:0 Temporizador 0, archivo 4 T4:0/15 ó T4:0/EN Bit de habilitación de temporizador 0. T4:0/13 ó T4:0/DN Bit DONE de temporizador 0. T4:0.1 ó T4:0.PRE Valor de Preset de temporizador 0. T4:0.2 ó T4:0 ACC Valor acumulado de temporizador 0. T4:0.1/0 Bit 0 del valor de Preset. T4:0.2/0 Bit 0 del valor acumulado.

DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVO DE CONTADORES (5) Los contadores son elementos de 3 palabras: La palabra 0 es la palabra de control La palabra 1 almacena el valor de preset (PRE) La palabra 2 almacena el valor acumulado (ACC)

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Esto se muestra a continuación:

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Palabra

CU CD DN OV UN UA Internal Use 0 Preset Value (PRE) 1

Accumulated Value (ACC) 2 Bits Direccionables: Palabras Direccionables: CU: (Counter Up), bit 15. PRE: Palabra 1. CD: (Counter Down), bit 14 ACC: Palabra 2 DN: (Done) bit 13 OV: (Overflow), bit 12. UN: (Underflow), bit 11. UA: (Valor acumulado).

NOTA: Los bits de "uso interno" no son direccionables.


Formato Significado

C Contador. f

Número de archivo. El número 5 es el archivo por defecto. Pero un número entre 10-255 puede ser usado.

: Delimitador de elemento. e Número de elemento. Rango: 0-255,

cada elemento posee 3 palabras.




Elemento:

Cf:e

Bits, palabras:

Cf:e.s/b

b Número de bit. Ejemplos: C5:0 Contador 0, archivo 5. C5:0/15 ó C5:0/CU Bit de habilitación de Contador ascendente0. C5:0/13 ó C5:0/DN Bit Done . C5:0/11 ó C5:0/UN Bit underflow. C5:0.1 ó C5:0/PRE Valor de Preset de Contador 0. C5:0.2 ó C5:0/ACC Valor acumulado de Contador 0. C5:0.1/0 Bit 0 del valor de Preset. C5:0.2/0 Bit 0 del valor acumulado.

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DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVO DE CONTROL (6) Son elementos de 3 palabras, usados con instrucciones de registro de desplazamiento y secuenciadores, los cuales son: • La palabra 0 es la palabra de status. • La palabra 1 indica la longitud del dato almacena. • La palabra 2 indica la posición.

Esto se ilustra a continuación.

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Palabra EN EU DN EM ER UL IN FD Internal Use 0

Length of Bit array of file 1 Bit Pointer or Position 2

Bits Direccionables: Palabras Direccionables: EN: (Enable) bit 15. LEN: Lenght. EU: Unload Enable, bit 14. POS: Position. DN: (Done) bit 13. EM: Stack Empty, bit 12. ER: Error, bit 11. UL: Unload, (sólo registradores). IN: Inhibit. FD: Found (sólo Secuenciadores).

Los bits de "uso interno" no son direccionables. El formato de direccionamiento es el siguiente:

Formato Significado

R Archivo de control. f Número de archivo. Por defecto es el número 6.

Pero un número entre 10-255 puede ser usado.

: Delimitador de elemento. e Número de elemento. Rango: 0-255.

Cada elemento posee 3 palabras.




Elemento:

Rf:e

Bits, palabras:

Bf:e.s/b

b Número de bit.

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Ejemplos: R6:2 Elemento 2, archivo de control 6. R6:2/15 ó R6:2/EN Bit de habilitación. R6:2/11 ó R6:2/ER Bit de error. R6:2.1 ó R6:2.LEN Valor de longitud. R6:2.1/0 Bit 0 del valor de longitud.

DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVO DE CONTROL (6) Son elementos de 1 palabra, son direccionables a nivel de elemento y bit. Este archivo es utilizado para almacenar valores enteros en el rango -32768 a +32767.

Esto se ilustra a continuación.

Elementos 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 N7:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

N7:10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 495 N7:20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

. . .

. . .

. . . N7:240 0 0 0 0 0 0 0 0 0 66 N7:250 0 0 0 0 0 0

La base de datos almacena los datos en decimal por defecto, puede cambiarse a binario, hexadecimal, BCD o ASCII. El formato de direccionamiento es el siguiente:

Formato Significado

N Archivo Entero.

f

Número de archivo. Por defecto es el número 7. Pero un número entre 10-255 puede ser usado.

: Delimitador de palabra.

e Número de elemento. Rango: 0-255. Cada elemento posee 3 palabras.


Nf:e/b

b Número de bit. Rango de 0-15

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Ejemplos: N7:2 Elemento 2, archivo entero 7. N7:2/8 Bit 8 en elemento 2, Archivo entero 7. N10:36 Elemento 36, archivo entero 10 (Archivo 10 designado como ar-

chivo entero por el usuario).

9. FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN DEL PLC Medios de programación Para la programación de los PLCs existen como alternativas, los siguientes medios: Programadores portátiles Computadoras PC Computadoras industriales

Estos terminales de programación tienen, entre otras, las siguientes funciones: Elaborar programas para PLCs en un determinado lenguaje y descargarlo a la RAM del PLC

o a cualquier otra unidad de almacenamiento de información. Leer y/o borrar el programa almacenado en la memoria RAM del procesador de PLC y/o de

la memoria EPROM. Permitir la comprobación y detección de errores del programa.

Permitir la simulación de la ejecución de las instrucciones y del programa a través de las

acciones de forzado de las E/S. Visualizar en tiempo real y dinámicamente el estado lógico de las instrucciones que confor-

man el programa. Programadores portátiles Llamados también Hand Helt Terminal, son pequeñas consolas portátiles, constituidos básicamente por un teclado y una pantalla LCD que sirve para visualizar los símbolos/instrucciones que conforman el lenguaje de programación utilizado por la unidad de programación. Esta unidad incorpora un software de programación, generalmente con lenguaje

e bajo nivel. d

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Fig. Nº 29.- Ejemplos de terminales portátiles de programación

Computadoras PC Se trata del uso de una computadora del tipo PC común y corriente, sin ningún requerimiento de hardware especial, al cual debe cargársele con el software de programación que el fabricante de PLCs pone a disposición de los usuarios. Igualmente se pueden usar las computadoras portátiles del tipo Lap-top o Note-book, siempre que se instale el software de programación de PLCs. En algunos casos, para interconectar el PLC a la PC, se requiere de una interface de comunica-ción y en otros casos, el PLC incorpora su propia interface. Entonces, para la comunicación con el PLC sólo se necesita un cable de conexión suministrado por el fabricante.

Fig. Nº 30.- Ejemplo de Computadoras PC y similares

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Computadoras industriales Son computadoras especiales, con una construcción y protección suficiente para ser capaz de funcionar sin ningún problema en ambientes muy ruidosos y hostiles como lo es una planta in-dustrial.

Fig. Nº 31.- Ejemplo de computadora industrial

Una computadora PC requiere condiciones especiales para operar adecuadamente. Esta no puede operar en una planta industrial sin la adecuación necesaria del lugar de ubicación. Por ello, el costo de una computadora industrial en más alto que una convencional. Algunos modelos de computadoras industriales son modulares y consisten en un rack en el cual se insertan los módulos que conforman la computadora. Los puertos seriales y paralelos quedan ubicados en la parte frontal, para mayor funcionabilidad. Lenguajes de Programación Actualmente existen varios lenguajes de programación de PLCs, los cuales son utilizados por los diversos fabricantes. En general, los lenguajes de programación más difundidos en nuestro me-dio son los siguientes: Lista de Instrucciones (IL) Diagrama de Bloques de Funciones (FBD) Diagrama de contactos (LD) Carta de Funciones Secuenciales (SFC)

Existe una norma internacional que trata de estandarizar los lenguajes de programación. Esta norma es la IEC 1131-3, y contempla dos tipos de lenguajes: Lenguajes textuales Lenguajes gráficos

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El lenguaje de Lista de instrucciones Es un lenguaje del tipo textual y consiste en una serie de instrucciones o sentencias de carácter booleano, utilizando para su representación caracteres alfanuméricos y abreviaturas mnemotéc-nicas. Es un lenguaje considerado como de bajo nivel y cuando el programa tiene gran cantidad de instrucciones, resulta tedioso y laborioso realizar la programación. Es utilizado en terminales portátiles de programación para PLCs pequeños Ejemplos de programación en lenguaje de lista de instrucciones

A I 0.1

AN I 0.2 = Q 1.0

L I 0,01 A I 0,02 = O 0,01

STR 001 AND 002 OUT 010

El lenguaje de Diagrama de Bloques de Funciones Es un lenguaje del tipo gráfico y utiliza una serie de símbolos de bloques lógicos, similares al utilizado en el campo de la electrónica digital, por ejemplo: puertas AND, OR, NAND, NOR, elementos de memoria Flip-Flops, etc.

Fig. Nº 32.- Ejemplo de programa en lenguaje de Bloque de Funciones

Lenguaje Diagrama de contactos Llamado también lenguaje escalera o lenguaje ladder, es también un lenguaje del tipo gráfico y utiliza para su representación símbolos eléctricos, similares a la antigua norma Nema de Estados Unidos. Entonces, un programa en lenguaje ladder se asemeja a un circuito eléctrico y por lo tanto es de muy fácil manejo para las personas que se encuentran en el campo de la electrotecnia,

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porque está compuesto por bobinas, contactos, bloques de temporizadores, contadores, de com-paración, etc. El lenguaje ladder es el que ha tenido mayor aceptación y difusión por su facilidad de interpreta-ción y utilización y es incorporado al software de programación por la mayoría de fabricantes a nivel mundial, habiéndose convertido en el lenguaje de programación estándar.

Fig. Nº 33.- Ejemplo de programa en lenguaje Ladder o tipo escalera Lenguaje de Carta de Funciones Secuenciales Pertenece también al tipo de lenguaje gráfico, y es una representación de un análisis gráfico en donde se establecen las funciones de un sistema secuencial. Este lenguaje se caracteriza por consistir en una secuencia de etapas y transiciones. Las etapas representan las acciones a realizar y las transiciones las condiciones o requisitos que deben cum-plirse para pasar a la siguiente etapa. Este lenguaje es bastante útil para desarrollar programas de automatización basados en la lógica secuencial; más no así cuando se trata de automatismos basados en la lógica combinacional. Ejemplos de este tipo de lenguaje de programación se tienen: • Grafcet de Telemecanique (Francia) • Graph 5 de Siemens (Alemania)

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Fig. Nº 34.- Ejemplo de programa en lenguaje de Bloque Secuenciales

El Software de Programación Para la programación de los controladores programables se utiliza un software del tipo de aplica-ción, con las mismas características, salvando las distancias, de otros software de uso común, tales como: como: Word, Excel, AutoCad, etc. Los diferentes fabricantes de PLCs han desarrollado su propio software de programación y han determinado el o los lenguajes de programación que usarán en dicho software El software de programación que se instala en una PC generalmente utiliza el lenguaje ladder, y puede o no incluir algún otro lenguaje de programación. A continuación se detallan algunos de los software de programación de PLCs más conocidos:

Marca Software Familia de PLCs Allen-Bradley RS Logix 500 Micrologix, SLC 500 RS Logix 1000 PLC-5 Siemens Step 5 Simatic S5-90U, S5-95U, S5-100U Step 7-Micro Simatic S7-200 Telemecanique PL7-07 TSX 07 nano-PLC PL7-3 TSX 7 PLCs Multifunción Omron SysWin PS Sysmac CPM1, CQM1 C200HS-CN220-EU Modicon Modsoft Lite Modicon 984-120 Concept 984 PS Modicon TSX Quantum

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El Software RS Logix 500 El Software RS Logix 500 es el software que permite programar los PLCs de marca Allen Bradley de las siguientes familias: − SLC 500, tanto los modulares como los compactos − Micrologix, la familia de microPLCs. Utiliza el lenguaje de programación en ladder y trabaja en el entorno de Windows. Contienen un set o juego de instrucciones. El Set de Instrucciones Los software de programación de PLCs están compuestos por varios grupos o juegos de instruc-ciones. La mayoría de ellos incluyen los siguientes grupos: Instrucciones tipo relé Instrucciones de temporizadores Instrucciones de contadores Instrucciones de comparación Instrucciones matemáticas Instrucciones de control Instrucciones de archivo

El ciclo de operación El ciclo de operación del programa consta de dos fases: • Barrido del programa (Program scan) • Barrido de E/S (I/O Scan) La secuencia de operación es como sigue 1. El procesador lee el estado de las entradas y actualiza el archivo de memoria interna I1 2. El procesador inicia la ejecución del programa, actualizando memorias internas y el archivo

de salida O0 hasta finalizar el programa. 3. El procesador transfiere la información del área de salida O0 hacia los módulos respectivos,

para el control de actuadores en el campo. 4. Se vuelve al punto 1 Los puntos 1 y 3 corresponden al barrido (scan) de E/S y el punto 2 al barrido de programa. Ambos son independientes, lo que asegura que cualquier cambio que ocurra en un dispositivo externo durante el barrido de programa no será tomado en cuenta hasta el próximo barrido de E/S. De igual forma, los cambios asociados a las salidas externas durante la ejecución del barrido del programa sólo se manifestarán en el terreno durante el próximo barrido de E/S. La excepción la constituyen las instrucciones de interrupción inmediata de entrada y salida.

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10. PROGRAMACIÓN DEL PLC ALLEN-BRADLEY TIPO MODULAR SLC500 Para que una máquina con control por PLC pueda funcionar correctamente, no sólo se requiere realizar las instalaciones y conexiones físicas, sino que es imprescindible la elaboración de un programa. Este programa estará almacenado en la RAM del procesador. La ejecución de este programa es lo que producirá el accionamiento del sistema controlado. La elaboración de un programa para PLC implica crear el archivo donde se ingresará la serie de instrucciones que conformará el programa en el lenguaje correspondiente. Cada instrucción ne-cesita ser direccionada. Una instrucción es una orden o sentencia que significa la operación que se debe ejecutar Direccionamiento Es la especificación del lugar donde se almacena la información digital. Las instrucciones nece-sitan ser direccionadas. Por ejemplo los canales de entrada o salida tienen una dirección que es-pecifica el número de canal, el número de slot o puesto de enchufe en que se encuentra ubicado el módulo. Cuando se elabora un programa, se van indicando las diferentes instrucciones de mando donde en cada instrucción se indica la operación que se debe ejecutar. También se ingresa la dirección exacta del módulo y el canal o borne de las señales de E/S involucradas en el proceso. Direccionamiento de las E/S El direccionamiento de las E/S de acuerdo a la marca Allen-Bradley se realiza mediante los siguientes formatos

Formato Significado I Entrada. Es constante O Salida. Es constante

e Nº de slot o ranura donde está insertado el módulo

s Nº de palabra, requerido si el número de cana-les del módulo es mayor de 16

I:e.s/b

O:e.s/b b Nº de canal a direccionar

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Ejemplos de Direccionamiento Para tener idea en forma concreta presentamos un ejemplo de direccionamiento de un PLC que tiene la siguiente configuración:

Nº de canal a direccionarse

Nº de slot (o puesto de enchufe) 0 1 2 3 4 5 6

I O I O I O

3 5 6 0 21 8

Tipo de módulo

Fig. Nº 35.- Configuración de PLC modular del ejercicio Las direcciones de los tres primeros canales, cuyo número aparece en cada módulo, se escribirán de la siguiente manera, de acuerdo a los formatos de direccionamiento:

Allen-Bradley I:1/3

O:2/5 I:3/8

Ejercicio Las direcciones de los canales restantes se dejan para el participante. Direccionamiento de los Bits Internos Los bits internos o marcas son variables de memoria que pueden ser utilizados en la elaboración de programas y que ser contactos o bobinas. Pero que a diferencia de los anteriores, cuando se direccionan como bits internos es porque no van a tener conexión alguna con dispositivos exter-nos al PLC, tal como sensores o actuadores. Los bits internos se utilizan principalmente para instrucciones de lógica de relés, registradores de desplazamiento y secuenciadores.

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Direccionamiento de los Bits Internos

Formato Significado B Bits interno f Nº de archivo (por defecto es el número 3) e Nº de elemento

Bf:e/b Bf/b

b Nº de bit Ejemplos de Direccionamiento

B3:0/3

B3:5 /7 B3:19/4

Ejercicio: Direccione los siguientes bits o marcas utilizando los formatos de Allen-Bradley y de Siemens: El bit 0 del elemento 0 : El bit 5 del elemento 10: El bit 7 del elemento 22: El bit 4 del elemento 6 : 11.- INSTRUCCIONES TIPO BIT (RELÉ)

Definición Son instrucciones usadas principalmente para programas de lógica de relés, registros de desplazamiento y secuenciadores.

Set de Instrucciones tipo Relé Las instrucciones tipo relé se usan también para monitorizar y controlar el estado de los bits en la tabla de datos, tal como los bits de entrada o los bits de palabra de control de un temporizador. Estas instrucciones operan en un solo bit de datos. Durante la operación, el procesador puede establecer o restablecer el bit en base a la continuidad lógica de los renglones de escalera. Se puede direccionar un bit las veces que el programa lo necesite.

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Los datos siguientes usan instrucciones de bits: Los bits en estos archivos: Representan: Archivos de entrada y salida Salidas y entradas externas Archivo de estado Varias condiciones tal como se explica en el

archivo de estado Archivo de datos de bits Lógica de relé interna de su programa Archivos de temporizador, contador y control Varios bits de control para la temporización, la

habilitación, etc. Archivos de datos de enteros Bits de datos según lo requiera su programa El

máximo tamaño del archivo es 256 elementos de 1 palabra de (de 16 bits) y un total de 4095 bits.

Las instrucciones de bits más usadas son: XIC (Examine si está cerrado) XIO (Examine si está abierto) OTE (Energice salida) OTL (Enganche salida) OTU (Desenganche salida) OSR 11.- La instrucción XIC (Examine si está cerrado) Esta instrucción (también denominada "examina si On" o "normalmente abierto") funciona como un bit de entrada o almacenamiento. Si el bit de memoria correspondiente es un "1" (On), esta instrucción permitirá la continuidad del renglón y se activarán las salidas Nota Otros factores podrían afectar la continuidad del renglón. Si el bit de memoria correspondiente es un "0" (Off), esta instrucción no permitirá la continuidad del ren-glón (asume su estado normalmente abierto) y las salidas en el renglón serán desactivadas (otros factores pueden afectar la continuidad del renglón).

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Si se usa como un bit de entrada, su estado debe corresponder al estado de los dispositivos de entrada reales asociados con la tabla de imagen de entrada mediante las direcciones idénticas. Ayuda para direccionamiento Ejemplo: I:12/03 En la dirección del ejemplo, "I" indica la tabla de imagen de entrada; "12" representa la ranura doce (de-cimal); después de la diagonal "/" el "03" indica el bit tres. Las direcciones de entrada se especifican al nivel de bits. La instrucción XIO (Examine si está abierto) Esta instrucción (también denominada "examina si Off" o "normalmente cerrado") funciona como un bit de entrada o almacenamiento. Si el bit de memoria correspondiente es un "1" (On), esta instrucción no permitirá la continuidad del ren-glón y las salidas del renglón serán desactivadas (Nota Otros factores podrían afectar la continuidad del renglón). Si el bit de memoria correspondiente es un "0" (Off), esta instrucción asume su estado normal y permite la continuidad del renglón y las salidas del renglón serán activadas. Si se usa como un bit de entrada, su estado debe corresponder al estado de los dispositivos de entrada reales asociados con la tabla de imagen de entrada mediante las direcciones idénticas. Ayuda para direccionamiento Ejemplo: I:12/03 En la dirección del ejemplo, "I" indica la tabla de imagen de entrada; "12" representa la ranura doce (de-cimal); después de la diagonal "/" el "03" indica el bit tres. La instrucción OTE (Energice Salida)

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Esta instrucción establece el bit especificado cuando se alcanza la continuidad del renglón (el renglón se hace verdadero). Bajo condiciones normales de operación, si el bit establecido corresponde a un disposi-tivo de salida, el dispositivo de salida será activado cuando el renglón se haga verdadero. Las direcciones de salidas se especifican a nivel de bits. ¡ADVERTENCIA! Nunca use una dirección de salida en más de un lugar en su programa lógico. Siempre tenga presente la carga representada por una bobina de salida. Ayuda para direccionamiento En una dirección de salida, tal como O:4/03: "O" indica la tabla de imagen de salida "4" representa la ranura cuatro (decimal) "03" representa el bit tres La Instrucción OTL (Enganche Salida) Esta instrucción funciona muy parecido a la instrucción OTE con la excepción que una vez que se esta-blece un bit con una instrucción OTL, se "enclava" en estado activado. Una vez que un bit OTL se ha establecido en "ON" (1 en la memoria) permanecerá en "ON" aún si la condición del renglón se hace fal-sa. El bit debe restablecerse con una instrucción OTU. A las instrucciones de enclavamiento y desenclavamiento se les debe asignar la misma dirección en su programa lógico. Las direcciones de salidas se especifican a nivel de bits. ¡ADVERTENCIA! Si ocurre una condición de error que detenga el procesamiento, la salida física será desactivada (OFF). Pero una vez que se borre la condición de error, el controlador continuará la operación con el OTL en el estado determinado por su valor de la tabla de datos. Nota: En caso de una pérdida de alimentación eléctrica, los dispositivos de salida controlada por OTL se activarán al retornar la alimentación eléctrica si el bit OTL estaba establecido cuando ocurrió la pérdida de alimentación eléctrica. Ayuda para direccionamiento En una dirección de salida, tal como O:12/03: "O" indica la tabla de imagen de salida "12" representa la ranura doce (decimal) "03" representa el bit tres

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Nota: El "12" representa la ranura 12 (La ranura 0 está reservada para el procesador.). Esta podría ser la última ranura disponible en un chasis de 13 ranuras (0-12), o podría ser la sexta ranura en un chasis #2 si están interconectados dos chasis de 7 ranuras. La Instrucción OTU (Desenganche Salida) Use esta instrucción de salida para desenclavar (restablecer) un bit enclavado (establecido) que fue esta-blecido por una instrucción OTL. La dirección OTU debe ser idéntica a la dirección OTL que original-mente estableció el bit. ¡ADVERTENCIA! Si ocurre una condición de error que detiene el procesamiento, la salida física será desactivada (OFF). Pero una vez que se borre la condición de error, el controlador continuará la operación con el OTL en el estado determinado por su valor de la tabla de datos. Nota: En caso de una pérdida de alimentación eléctrica, los dispositivos de salida controlada por OTL se activarán al retornar la alimentación eléctrica si el bit OTL estaba establecido cuando ocurrió la pérdida de alimentación eléctrica. Ayuda para direccionamiento En una dirección de salida, tal como O:4/03: "O" indica la tabla de imagen de salida "4" representa la ranura cuatro (decimal) "03" representa el bit tres. La Instrucción OSR ( Activar un bit para un escán solamente )

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La instrucción OSR es una instrucción de entrada condicional que activa un evento para que ocurra una vez. Use la instrucción OSR cuando un evento debe comenzar en base a un cambio de estado del renglón de falso a verdadero, como activado por un botón pulsador. Un ejemplo sería el uso de la instrucción OSR para inmovilizar valores LED que se muestran rápidamente. Coloque la instrucción OSR en un renglón inmediatamente antes de la instrucción de salida. Luego haga referencia a la salida como un frente en su programa. La dirección que usted da a la instrucción de entra-da OSR es donde se retiene el estado previo del renglón. Usted debe introducir una dirección de bit para la instrucción OSR. Use una dirección ya sea de archivo binario o archivo de enteros. La dirección de bit que usted usa debe ser única. No la use en ningún otro lugar en el programa. La dirección asignada a la instrucción OSR no es la dirección de única a que hace referencia el programa, ni indica el estado de la instrucción OSR. Esta dirección permite que la instrucción OSR recuerde el es-tado anterior del renglón. Operación Cuando las condiciones del renglón que precede a la instrucción OSR pasan de falsas a verdaderas, la instrucción OSR es verdadera durante un escán. Después que se completa un escán, la instrucción OSR se vuelve falsa, aun cuando las condiciones del renglón que la precede permanezcan verdaderas. La ins-trucción OSR vuelve a ser verdadera si hay una transición de falso a verdadero de las condiciones del renglón que la precede.

Aplicaciones

Arranque Directo de Motor Trifásico

Diagrama eléctrico Diagrama ladder

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4.2. Inversor de Giro de Motor Trifásico

Diagrama eléctrico Dibujar el diagrama ladder

12.- INSTRUCCIONES DE TEMPORIZADORES

Definición Son instrucciones de salida que le permiten operaciones basadas en tiempo. Los temporizadores son ele-mentos de 3 palabras:

La palabra 0 es la palabra de Control La palabra 1 almacena el Valor Prestablecido (PRE) La palabra 2 almacena el Valor Acumulado (ACC)

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 PALABRA

EN TT DN Uso Interno ............................................. 0 Valor de Preset (PRE) 1

Valor Acumulado (ACC) 2 Bits Direccionables: Palabras Direccionables: EN: (Enable) Habilitado bit 15. PRE: Palabra 1 TT: (Timmer timing) bit de temporización del temporizador 14 ACC: Palabra 2 DN: (Done) bit efectuado 13.

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Los bits de uso interno no son direccionables.

Descripción general de los términos de las instrucciones de temporizador

Valor acumulado (ACC) Es el número de intervalos de la base de tiempo que la instrucción ha contado. Valor de Preset (PRE) El valor preseleccionado es el punto de ajuste que usted introduce en la instrucción de temporizador. Cuando el valor acumulado es igual a o mayor que el valor preseleccionado, se establece el bit de estado efectuado. Puede usar este bit para controlar un dispositivo de salida.

Base de tiempo La base de tiempo determina la duración de cada intervalo de la base de tiempo.

Precisión del temporizador Se refiere a la longitud de tiempo entre el momento en que se habilita una instrucción de temporizador y el momento en que se completa el intervalo temporizado. La inexactitud causada por el escán del progra-ma puede ser mayor que la base de tiempo del temporizador. También debe considerar el tiempo necesa-rio para activar el dispositivo de salida.

Sugerencias para temporización Recuerde que la cantidad de tiempo que puede establecer como límite de tiempo de un temporizador, está limitada por el valor total que puede retener (32767) una dirección de preseleccionado (16 bits). Si la base de tiempo es 0.01 segundos, el tiempo preseleccionado se limita a 0.01 x 32767 = 327 segundos. El uso del bit de habilitación (EN) de un temporizador es una manera fácil de repetir su compleja lógica condicional en otro renglón en su programa de escalera. Tipos Las instrucciones de temporización se muestran en la siguiente tabla:

SI SE DESEA USE LA INSTRUCCIÓN Retardar la activación de una salida TON Retardar la desactivación de una salida TOF Temporizar un evento retentivamente RTO Restablecer el valor acumulado y los bits de estado de un temporizador (No se usa con temporizadores (TOF.) RES

La Instrucción TON (Retardo a la conexión)

Descripción

Utilice la instrucción TON para activar o desactivar una salida después que el temporizador ha estado activo durante un intervalo de tiempo prestablecido. Esta instrucción de salida comienza la temporización (a intervalos de un segundo o de una centésima de segundo) cuando el renglón es "verdadero." Espera la cantidad de tiempo especificado (según lo establecido en PRESET), mantiene control de los intervalos acumulados que ocurrieron (ACUM) y establece el bit DN (terminado) cuando el tiempo ACUM (acumu-lado) es igual al tiempo PRESET.

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Mientras las condiciones del renglón permanecen verdaderas, el temporizador ajusta el valor acumulado (ACC) en cada evaluación hasta que alcanza el valor prestablecido (PRE). El valor acumulado es resta-blecido cuando las condiciones del renglón pasan a ser falsas, sin importar si el temporizador ha sobrepa-sado el tiempo de espera. La Instrucción TOF (Retardo a la desconexión)

Descripción

Utilice la instrucción TOF para activar o desactivar una salida después que su renglón ha estado inactivo durante un intervalo de tiempo predeterminado. Esta instrucción de salida comienza la temporización (a intervalos de un segundo o de una centésima de segundo) cuando el renglón es "falso". Espera la canti-dad de tiempo especificado (según lo establecido en PRESEL), mantiene registro de los intervalos acumu-lados que han ocurrido (ACUM), y restablece el bit DN (efectuado) cuando el tiempo ACUM (acumula-do) es igual al tiempo PRESEL. El valor acumulado es restablecido cuando las condiciones del renglón pasan a verdaderas sin importar si el temporizador ha sobrepasado el tiempo de espera. La Instrucción RTO (TON con retención)

Descripción Una instrucción RTO funciona igual que una instrucción TON con la excepción de que una vez que ha comenzado a controlar el tiempo, mantiene la cuenta del tiempo aun cuando el renglón pase a ser falso, ocurra un fallo, el modo de Marcha remota o Prueba remota cambie a Programa remoto o se interrumpa el suministro de energía. Cuando retorna la continuidad del renglón (el renglón se vuelve a hacer verdade-ro), la instrucción RTO comienza la temporización desde el tiempo acumulado que fue retenido cuando se perdió la continuidad del renglón. Al retener su valor acumulado, los temporizadores retentivos miden el periodo

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Direccionamiento del Archivo de Temporizadores El formato de direccionamiento es el siguiente:

Formato Significado

T Temporizador.

f Número de archivo. El número 4 es el archivo por de-fecto. Pero un número entre 10-255 puede ser usado.


e Número de elemento. Rango: 0-255,




Elemento:

Tf:e

palabras Tf:e.s

Bits,:

Tf:e.s/b b Número de bit.

Ejemplos: T4:0 Temporizador 0, archivo 4 T4:0/15 ó T4:0/EN Bit de habilitación de temporizador 0. T4:0/13 ó T4:0/DN Bit DN (Efectuado) de temporizador 0. T4:0.1 ó T4:0.PRE Valor de Preset (Prestablecido) de temporizador 0. T4:0.2 ó T4:0 ACC Valor acumulado de temporizador 0. T4:0.1/0 Bit 0 del valor de Preset (Prestablecido).

T4:0.2/0 Bit 0 del valor acumulado.

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Aplicaciones

Diagrama escalera para el arranque estrella triángulo de un motor trifásico

Diagrama Espacio-Tiempo Dibujar el diagrama eléctrico

Diagrama de conexiones del PLC 13.- INSTRUCCIONES DE CONTADORES Son instrucciones de salida que realizan operaciones de contaje de piezas discretas Se tenen las siguientes isntrucciones: CTU, CTD

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La Instrucción CTU (Contador Ascendente)

Descripción Esta instrucción de salida cuenta progresivamente cada transición de falso a verdadero de las condiciones que la preceden en el renglón y produce una salida cuando el valor acumulado llega al valor preseleccio-nado. Las transiciones del renglón pueden accionarse mediante un final de carrera o mediante partes que pasan por un detector. La capacidad del contador para detectar las transiciones de falso a verdadero depende de la velocidad (frecuencia) de la señal de entrada. La duración de activa e inactiva de la señal de entrada no debe ser más rápida que el tiempo de escán. Cada conteo se retiene cuando las condiciones del renglón vuelven a ser falsas, permitiendo que el conteo continúe más allá del valor preseleccionado. De esta manera usted puede basar una salida en el valor preseleccionado pero continuar contando para mantener inventario/piezas, etc. Nota Use una instrucción RES (restablecer) con la misma dirección que el contador, u otra instrucción en su programa para sobrescribir el valor. El estado On u Off de los bits de efectuado, overflow y under-flow del contador es retentivo. El valor acumulado y los bits de control se restablecen cuando se habilita una instrucción RES. Los archivos de contador usan tres palabras por elemento. Bits de la instrucción: 12 = Bit OV (overflow de conteo progresivo) 13 = Bit DN (efectuado) 15 = Bit CU (habilitación conteo progresivo) Los bits CU siempre están establecidos antes de pasar al modo Marcha remota o Prueba remota. Introducción de parámetros Introduzca una dirección CONTADOR, valor PRESELECCIONADO y un valor ACUM. El valor prese-leccionado es el punto que tiene que alcanzarse para establecer el bit DN (efectuado). El valor acumulado representa el estado actual de conteo. C5:1 representa número de archivo de contador cinco, número de elemento 1.

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La Instrucción CTD (Contador Descendente)

Descripción Esta instrucción de salida cuenta regresivamente cada transición de falso a verdadero de las condiciones que la preceden en el renglón y produce una salida cuando el valor acumulado llega al valor preseleccio-nado. Las transiciones del renglón pueden accionarse mediante un final de carrera o mediante partes que pasan por un detector. Cada conteo se retiene cuando las condiciones del renglón vuelven a ser falsas. El conteo se retiene hasta que es habilitada la instrucción RES (restablecimiento) con la misma dirección que el contador o si otra instrucción en su programa sobrescribe el valor. El valor acumulado se retiene después de que la instrucción CTU o CTD se vuelve falsa, y cuando se retira y se vuelve a restaurar la alimentación eléctrica al procesador. Además, el estado On u Off de los bits de efectuado, overflow, y underflow del contador es retentivo. El valor acumulado y los bits de con-trol se restablecen cuando se habilita una instrucción RES. Los archivos de contador usan tres palabras por elemento. Bits de la instrucción: 11 = Bit UN (underflow de conteo regresivo) 13 = Bit DN (efectuado) 14 = Bit CD (habilitación de conteo regresivo) Los bits CD siempre están establecidos antes de pasar al modo Marcha remota o Prueba remota. Introducción de parámetros Introduzca una dirección CONTADOR, valor PRESELECCIONADO y un valor ACUM. El valor prese-leccionado es el punto que tiene que alcanzarse para establecer el bit DN (efectuado). El valor acumulado representa el estado actual de conteo. C5:1 representa número de archivo de contador cinco, número de elemento 1. DIRECCIONAMIENTO DE ARCHIVO DE CONTADORES (5) Los contadores son elementos de 3 palabras: La palabra 0 es la palabra de control La palabra 1 almacena el valor de preset (PRE) La palabra 2 almacena el valor acumulado (ACC)

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Esto se muestra a continuación:

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Palabra

CU CD DN OV UN UA Internal Use 0 Preset Value (PRE) 1

Accumulated Value (ACC) 2 Bits Direccionables: Palabras Direccionables: CU: (Counter Up), bit 15. PRE: Palabra 1. CD: (Counter Down), bit 14 ACC: Palabra 2 DN: (Done) bit 13 OV: (Overflow), bit 12. UN: (Underflow), bit 11. UA: (Valor acumulado).

NOTA: Los bits de "uso interno" no son direccionables.


Formato Significado

C Contador. f

Número de archivo. El número 5 es el archivo por defecto. Pero un número entre 10-255 puede ser usado.

: Delimitador de elemento. e Número de elemento. Rango: 0-255,

cada elemento posee 3 palabras.




Elemento:

Cf:e

Bits, palabras:

Cf:e.s/b

b Número de bit. Ejemplos: C5:0 Contador 0, archivo 5. C5:0/15 ó C5:0/CU Bit de habilitación de Contador ascendente0. C5:0/13 ó C5:0/DN Bit Done . C5:0/11 ó C5:0/UN Bit underflow. C5:0.1 ó C5:0/PRE Valor de Preset de Contador 0. C5:0.2 ó C5:0/ACC Valor acumulado de Contador 0. C5:0.1/0 Bit 0 del valor de Preset. C5:0.2/0 Bit 0 del valor acumulado.

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14.- INSTRUCCIONES DE COMPARACION Definición Son instrucciones de entrada usada principalmente para comparar valores de datos. Estas instrucciones poseen parámetros que deben ser direccionados correctamente, los cuales se estudiaran más adelante.

Tipos Existen varios tipos de instrucciones de comparación, los cuales pueden verse en la siguiente tabla:

SI SE DESEA USE LA INSTRUCCIÓN Probar si dos valores son iguales (=) EQU Probar si un valor es diferente a un segundo valor (≠) NEQ Probar si un valor es menor que un segundo valor (<) LES Probar si un valor es menor que o igual a un segundo valor (<=) LEQ Probar si un valor es mayor que un segundo valor (>) GRT Probar si un valor es mayor que o igual a un segundo valor (>=) GEQ Probar porciones de dos valores para ver si son iguales MEQ Probar si un valor está dentro del rango límite de otros dos valores LIM La Instrucción EQU (Igualdad)

Descripción

Esta instrucción de entrada es verdadera cuando la Fuente A = Fuente B. La instrucción EQU compara dos valores especificados por el usuario. Si los valores son iguales, permite continuidad del renglón. El renglón se hace verdadero y la salida es activada (siempre y cuando nada más afecte el estado del renglón).

Introducción de parámetros Usted debe introducir una dirección de palabra para la Fuente A. Puede introducir una constante de pro-grama o una dirección de palabra para la Fuente B. Los enteros negativos se almacenan en forma de complemento a dos. Si está usando un procesador 5/02, 5/03, 5/04 o MicroLogix, puede usar direcciones indexadas para los parámetros de la Fuente A y la Fuente B. Si está usando un procesador 5/03 OS302 o un 5/04 OS401, puede usar direcciones indirectas para los parámetros de la Fuente A y la Fuente B.

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La Instrucción NEQ (Desigualdad)

Descripción

Use la instrucción NEQ para probar si dos valores son diferentes. Si la Fuente A y la Fuente B son dife-rentes, la instrucción es lógicamente verdadera. Si los dos valores son iguales, la instrucción es lógicamente falsa.

Introducción de parámetros Fuente A - debe ser una dirección de palabra. Fuente B - puede ser una dirección de palabra o una constante de programa. Si está usando un procesador 5/02, 5/03, 5/04 o MicroLogix, puede usar direcciones de palabra indexada para los parámetros de la fuente A y la fuente B. Si está usando un procesador 5/03 OS302 o un 5/04 OS401, puede usar direcciones indirectas para los parámetros de la Fuente A y la Fuente B. Los enteros con signo se almacenan en forma de complemento a dos. La Instrucción LES (Menor que)

Descripción

Esta instrucción de entrada condicional prueba si un valor (Fuente A) es menor que otro valor (Fuente B). Si el valor en la Fuente A es menor que el valor en la Fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera. Si el valor en la Fuente A es mayor que o igual al valor en la Fuente B, la instrucción es lógicamente fal-sa.

Introducción de parámetros Introduzca una dirección de palabra para la Fuente A. Introduzca una constante o una dirección de pala-bra para la Fuente B. Los enteros con signo se almacenan en forma de complemento a dos. Si está usando un procesador 5/02, 5/03, 5/04 o MicroLogix, puede usar direcciones indexadas para los parámetros fuente o destino. Si está usando un procesador 5/03 OS302 o un 5/04 OS401, puede usar direcciones indirectas para los parámetros fuente.

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La Instrucción LEQ (Menor o igual que)

Descripción

Esta instrucción de entrada condicional prueba si un valor (fuente A) es menor que o igual a otro valor (fuente B). Si el valor en la fuente A es menor que o igual al valor en la fuente B, la instrucción es lógi-camente verdadera. Si el valor en la fuente A es mayor que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa.

Introducción de parámetros Introduzca una dirección de palabra para la fuente A. Introduzca una constante o una dirección de pala-bra para la fuente B. Los enteros con signo se almacenan en forma de complemento a dos. La Instrucción GRT (Mayor que)

Descripción

Esta instrucción de entrada compara dos valores especificados por el usuario. Si el valor almacenado en la Fuente A es mayor que el valor almacenado en la Fuente B, permite la continuidad del renglón. El renglón se hará "verdadero" y la salida será activada (siempre y cuando ninguna otra instrucción afecte el estado del renglón). Si el valor en la Fuente A es menor que o igual al valor en la Fuente B, la instrucción es lógicamente falsa.

Introducción de parámetros

Usted debe introducir una dirección de palabra para la Fuente A. Puede introducir una constante de pro-grama o una dirección de palabra para la Fuente B. Los enteros con signo se almacenan en forma de complemento a dos. Si está usando un procesador 5/02, 5/03, 5/04 o MicroLogix, puede usar direcciones indexadas

para los parámetros fuente o destino. Si está usando un procesador 5/03 OS302 o un 5/04 OS401, puede usar direcciones indirectas para los parámetros fuente o destino. Esta instruc-

ción de entrada condicional prueba si un valor (fuente A) es menor que o igual a otro valor (fuente B). Si el valor en la fuente A es menor que o igual al valor en la fuente B, la instrucción

es lógicamente verdadera. Si el valor en la fuente A es mayor que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa.

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La Instrucción GEQ (Mayor o igual que)

Descripción Esta instrucción de entrada compara dos valores especificados por el usuario. Si el valor al-

macenado en la Fuente A es mayor que o igual al valor almacenado en la Fuente B, permite la continuidad del renglón. El renglón se hará verdadero y la salida será activada (siempre y cuando ninguna otra instrucción afecte el estado del renglón). Si el valor en la Fuente A es

menor que el valor en la Fuente B, la instrucción es lógicamente falsa.

Introducción de parámetros

Usted debe introducir una dirección de palabra para la Fuente A. Puede introducir una cons-tante de programa o una dirección de palabra para la Fuente B. Los enteros con signo se al-

macenan en forma de complemento a dos.

Si está usando un procesador 5/02, 5/03, 5/04 o MicroLogix, puede usar direcciones indexadas para los parámetros fuente o destino. Si está usando un procesador 5/03 OS302 o un 5/04

OS401, puede usar direcciones indirectas para los parámetros fuente o destino. La Instrucción MEQ (Igualdad con máscara)

Descripción

Esta instrucción condicional compara datos de 16 bits de una dirección fuente con datos de 16 bits en una dirección de referencia mediante una máscara. Si los valores son iguales, la instrucción es verdadera. Esta instrucción permite que los datos tengan máscara mediante una palabra separada. Si está usando un procesador 5/02, 5/03, 5/04 o MicroLogix, puede usar direcciones indexadas en los parámetros que requieren direcciones. Si está usando un procesador 5/03 OS302 o un 5/04 OS401, puede usar direcciones indirectas.

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Introducción de parámetros Fuente - la dirección del valor que usted desea comparar. Máscara - la dirección de la máscara mediante la cual la instrucción transfiere los datos. La máscara puede ser un valor hexadecimal. Puede introducir el valor en binario, decimal o hexadecimal. RSLo-gix500 hará la conversión necesaria y mostrará el valor hexadecimal en pantalla. Haga clic aquí para obtener un ejemplo que muestre cómo introducir el valor de Máscara usando valores hexadecimales, bina-rios o decimales. Comparación - un valor entero o la dirección de la referencia. Si los 16 bits de datos en la dirección fuente son iguales a los 16 bits de datos en la dirección de compara-ción (menos los bits con máscara), la instrucción es verdadera. La instrucción se vuelve falsa tan pronto como detecta una desigualdad. Los bits en la palabra de máscara enmascaran los datos cuando se resta-blecen y pasan los datos cuando se establecen. La Instrucción LIM (Límite)

Descripción

Use la instrucción LIM para probar si los valores están dentro o fuera de un rango especificado, depen-diendo de cómo usted establezca los límites.

Introducción de parámetros Dependiendo de cómo usted define el parámetro Prueba, los parámetros Límite Bajo y Límite Alto pue-den ser una dirección de palabra o una constante de programa. Vea a continuación.

PRUEBA

LÍMITE BAJO LÍMITE ALTO Constante Dirección de palabra Dirección de palabra Dirección de palabra Constante o dirección de

palabra Constante o dirección de palabra

Estado verdadero/falso de la instrucción

Si el Límite Bajo tiene un valor igual a o menor que el Límite Alto, la instrucción es verdadera cuando el valor Prueba está entre los límites o es igual a cualquiera de los límites. Si el valor Prueba está fuera de los límites, la instrucción es falsa. Si el Límite Bajo tiene un valor mayor que el Límite Alto, la instrucción es falsa cuando el valor Prueba está entre los límites. Si el valor Prueba es igual a cualquiera de los límites o está fuera de los límites, la instrucción es verdadera.

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Direccionamiento Las instrucciones de comparación se direccionan especificando correctamente los parámetros introduci-dos tal como: Fuentes, Máscara, Comparación que pueden ser una constante de programa, dirección de palabra, asumiendo valores decimales, hexadecimales, etc.

Aplicaciones

Diagrama de instalación y escalera para el control de bombas alternadas.

CONTROL DE BOMBAS ALTERNADAS

Diagrama de instalación

En el caso de Siemens se utiliza este otro formato de direccionamiento para las marcas o flags

Formato Significado F Operando marca X Nº de byte

F x.y

y Nº de bit

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SU REPRODUCCIÓN Y VENTA SIN LA AUTORIZACIÓN

CORRESPONDIENTE

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PROGRAMA DE COMPLEMENTACIÓN PARA …intranet.senati.edu.pe/Dox/2_PROGRAMA_COMPLEMENTAC/MANUAL… · control de maquinas con plc 1. fundamentos de los controladores programables introduccion