CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE...
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CONTROLADOR LÓGICO
PROGRAMABLE (PLC)Profesor: Ing. Guillermo H. Galindez Ortiz
email: [email protected]
Automatización de Procesos. Semestre 2019-II
AUTÓMATA PROGRAMABLE (AP)
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC)
Son dispositivos electrónicos programables, diseñados para ser utilizados
en un ambiente hostil (entorno industrial). Utilizan una memoria
programable para el almacenamiento de las instrucciones en el control
de proceso secuenciales en tiempo real.
Cuenta con funciones lógicas, secuencias, temporizadores, contadores y
funciones aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas
(E/S) que pueden ser analógicas y digitales. (IEC 61131)
CLASIFICACIÓN DE LOS PLC
COMPACTOS: Sus elementos
están en un solo bloque o
caja, es decir la fuente de
alimentación, CPU, memoria,
unidades entradas/salidas
(E/S), comunicación y en
algunos casos se pueden
conectar módulos de
expansión.
Ejm: línea LOGO de SIEMENS. Input
x8 AC/DC y Ouput x4 a Relé.
Google.imágenes.com. PLC Siemens LOGO! 230RC.
Recuperado de https://bit.ly/35qBjms
CLASIFICACIÓN
DE LOS PLC
MODULARES: Presenta todos los
elementos en módulos o partes
que realizan funciones
especificas, como módulos de
entrada/salida (E/S), módulos
de comunicación, fuente de
alimentación, CPU entre otras.
Ejm: línea SIMATIC S7-1500 de
SIEMENS.
Google.imágenes.com. PLC Siemens SIMATIC S7-1500.
Recuperado de https://bit.ly/2pP91Da
ESTRUCTURA INTERNA DE PLC
Google.imágenes.com. Diagrama de Bloques de la estructura general del PLC.
Recuperado de https://bit.ly/2XNr1uc
COMPONENTES DEL PLC
CPU: Puede ser un procesadores o microprocesadores, se encarga
administrar y procesar la información de la memoria, las interfaces de
entrada/salida y la comunicación de acuerdo a las tareas programadas
por el usuario.
MEMORIAS: Son las encargadas de almacenar y/o extraer información
para ser procesadas, así como los registros de ubicación de las
instrucciones y de los periféricos del PLC. Se dividen en:
• MEMORIA PERMANENTE (ROM, EPROM, EEPROM o FLASH) donde se
ejecuta el SO del PLC;
• MEMORIA DE OPERACIÓN (SRAM) donde se ejecuta el programa
utilizado en un determinado proceso.
COMPONENTES DEL PLC
INTERFAZ DE ENTRADAS: es el módulo que permite captar las señales
del exterior (pulsadores, interruptores, sensores tipo inductivo,
capacitivo, ópticos, encoders, entre otros) para determinar una
acción a seguir, esta señal puede ser de tipo digital o analógica.
INTERFAZ DE SALIDAS: Al igual que las entradas en un PLC, existe
tipos de salida para conectar a circuitos de los actuadores, estas son
de acuerdo al tiempo de respuesta de la salida que sea requerida.
COMPONENTES DEL PLC
INTERFAZ DE ENTRADA/SALIDA
SEÑALES DIGITALES: Basada en estado lógicos binarios (nivel “0”
como apagado, bajo o falso y nivel “1” como encendido, alto o
verdadero).
Según la IEC 61131 define los siguientes rangos:
• Nivel lógico “0”: Va de -3 a +5 VDC para sistemas a 24 VDC y de 0 a
40 VAC parasistemas a 230 VAC.
• Nivel lógico “1”: Va de +11 a +30 VDC para sistemas a 24 VDC y de
164 a 253 VAC parasistemas a 230 VAC.
¡RECUERDE VERIFICAR EL RANGO DE ACUERDO AL PLC EMPLEADO¡
COMPONENTES DEL PLCINTERFAZ DE ENTRADA/SALIDA
SEÑALES ANALÓGICAS: Son aquellas
que tienen un valor continuo,
utilizando un módulo interno de
conversor analógico digital (A/D), el
cual convierte la señal de entrada de
tensión o corriente a un valor digital
para su procesamiento. De manera
usual los rangos que se manejan son 0
a 5 VDC ó 0 a 10 VDC en tensión y en
corriente de 4 a 20 mA.
Google.imágenes.com. Señal Analógica de entrada a un PLC.
Recuperado de https://bit.ly/338ZEvy
CICLO DE OPERACIÓN
Google.imágenes.com. Ciclo de operación PLC Siemens S7-300.
Recuperado de https://bit.ly/2OELEEz
ELEMENTOS DE PROGRAMACIÓN
Un lenguaje de programación es el
conjunto de reglas sintácticas y
semánticas, que interpreta una equipo de
manera ordenada para ejecutar la acción
de control deseada. Según las norma IEC
61131, se pueden emplear utilizar 5
diferentes tipos en el caso de los PLC.
Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
LADDER DIAGRAM (LD)
Es un lenguaje basado en
los diagramas lógicos
(lógica cableada), una
manera fácil de dibujar
los programas, una
ventaja importante es que
los símbolos están
normalizados de acuerdo
a NEMA. Los elementos
gráficos organizados en
redes conectadas por
barras de alimentación.Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
FUNCTION BLOCK DIAGRAM ( FBD )
Diagrama de bloques de
Funciones, es un lenguaje gráfico
que permite programar elementos
que aparecen como bloques
funcionales para ser cableados
entre si de forma análoga al
esquema de un circuito,
empleando símbolos lógicos.
Google.imágenes.com. Ejemplo de Diagrama de bloque de funciones.
Recuperado de https://bit.ly/34qWl48
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
INSTRUCTION LIST ( IL )
Listado de instrucciones, un
lenguaje de texto, basado en la
sintaxis booleana.
Cada instrucción está formada por
un mnemónico o código,
(abreviatura que representa una
función), y uno o varios
argumentos (variables que indican
la dirección de memoria sobre la
que se va a trabajar).
Google.imágenes.com. Ejemplo de Lista de instrucciones.
Recuperado de https://bit.ly/2XI6JSU
ELEMENTOS DE PROGRAMACIÓN
STRUCTURED TEXT ( ST )
Texto estructurado, es un
lenguaje de alto nivel
estructurado por bloques que
posee una sintaxis parecida al
PASCAL, C y BASIC.
En el caso de Siemens se denomina
SCL (lenguaje de Control
Estructurado) trabajado en el STEP
7.
Google.imágenes.com. Ejemplo de Texto estructurado.
Recuperado de https://bit.ly/37yaNcT
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
GRAFCET o SEQUENTIAL FUNCTION CHART (
SFC )Diagrama funcional de
secuencias, lenguaje gráfico que
proporciona una representación en
forma de diagrama de las
secuencias del programa. Soporta
selecciones alternativas de
secuencia y secuencias en
paralelo.
Google.imágenes.com. Ejemplo de lenguaje GRAFCET.
Recuperado de https://bit.ly/33h483c
PROGRAMACIÓN PLC
Se puede definir bloques operacionales y/o bloques funcionales.
La sintaxis utilizada un “%” que indica que es una variable con la
siguientes características:
Prefijo para área: I = entrada; Q = Salida; M = Marcador o memoria
interna.
Para el tamaño: X = bit; B = un Bite; W = palabra; D = doble palabra.
PROGRAMACIÓN PLC
Programación por contactos o KOP
SÍMBOLO NOMBRE DESCRIPCIÓN
Contacto NA
Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que
representa, esto es, una entrada (para captar información
del proceso a controlar), una variable interna o un bit de
sistema.
Contacto NC
Su función es similar al contacto NA anterior, pero en este
caso se activa cuando hay un cero lógico, cosa que deberá
de tenerse muy en cuenta a la hora de su utilización.
Bobina NA
Se activa cuando la combinación que hay a su entrada
(izquierda) da un uno lógico. Su activación equivale a decir
que tiene un uno lógico. Suele representar elementos de
salida, aunque a veces puede hacer el papel de variable
interna.
PROGRAMACIÓN PLC
Programación por contactos o KOP
SÍMBOLO NOMBRE DESCRIPCIÓN
Bobina NC
Se activa cuando la combinación que hay a su
entrada (izquierda) da un cero lógico. Su
activación equivale a decir que tiene un cero
lógico. Su comportamiento es complementario al
de la bobina NA.
Bobina SET
Una vez activa (puesta a 1) no se puede
desactivar (puesta a 0) si no es por su
correspondiente bobina en RESET. Sirve para
memorizar bits y usada junto con la bina RESET
dan una enorme potencia en la programación.
Bobina RESETPermite desactivar una bobina SET previamente
activada.
PROGRAMACIÓN PLC
EJEMPLO SISTEMA ESCALERA
Consiste en una secuencia lógica de instrucciones o contactos.
Google.imágenes.com. Ejemplo de lenguaje LADDER.
Recuperado de https://bit.ly/37A6Ggb
MODOS DE OPERACIÓN PLCSIEMENS S7-1500
MODO RUN: En este estado el
PLC ejecuta el programa del
usuario.
MODO STOP: No se ejecuta el
programa del usuario.
MODO MRES: Permite el borrado
total de la CPU.
REFERENCIAS DE CONSULTAS
SIEMENS. Manual de producto SIMATIC S7-1500. Ver aquí.
PLC Software y Lenguaje de programación, Universidad Nacional de Educación
Distancia UNED. España. Ver aquí.
Centeno P. Pedro. Introducción al TIA Porta con S7-1500. Universidad
Politécnica de Madrid. Disponible aquí.