89000410 Control Por Plc

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

OCUPACIÓN:

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

MANUAL DE APRENDIZAJE

CONTROL POR PLC

Técnico de

Nivel Medio

MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO FAMILIA OCUPACIONAL

ELECTROTECNIA

OCUPACIÓN

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

NIVEL

TÉCNICO MEDIO

Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formación y capacitación en la ocupación de ELECTROTECNIA INDUSTRIAL a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓN Y DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido a CONTROL POR PLC Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusión y aplicación oportuna.

DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TÉCNICO DEL SENATI N° de Página……160…… Firma …………………………………….. Nombre: Jorge Saavedra Gamón Fecha: ………05 – 02 - 14…………….

1

CONTROL POR PLC

INDICE 1. Presentación

2

2. Tarea 1

3 - 60

7

Montar, instalar y configurar un modulos y accesorios de un PLC

3. Tarea 2 7

61 - 83

Instalar Control de Arranque de Motores con PLC

4. Tarea 3 7

84 - 94

Instalar Control Temporizado de Motores con PLC

5. Tarea 4 7

95 -105

Instalar y programar Sistemas de Control Electrohidraulico Y electroneumatico

6. Tarea 5 7

106 - 108

Instalar y programar Control de Ascensor

109 - 113

7. Tarea 6 7

Controlar accionamiento y paro de motores en forma secuencial con PLC 8. Tarea 7 7

114 - 141

Supervisar proceso de Control Automatizado

7. Anexo

142 - 155

9. Medio Ambiente

156 - 157

9. Hoja de Trabajo

158 - 159

10.Bibliografía

160

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

2

CONTROL POR PLC

TAREA 1 MONTAR, INSTALAR Y CONFIGURAR UN MODULOS Y ACCESORIOS DEL PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

3

L1

L2

Interruptor termomagnético I

PUERTO SERIAL

PUERTO SERIAL

MATERIALES / INSTRUMENTOS

N°

OPERACIONES

01

= Seleccionar Captadores y actuadores para automatismo con PLC = Montar un PLC de acuierdo a sus caracteristicas tecnicas = Instalar y configurar Software de Programacion = Crear, almacenar y modificar programa. = Monitorear y ejecutar un programa = Operar consola de programacion

02 03 04 05

01

= = = = = = = = =

PLC MODICON TSX3721 Módulo TSX DMZ 28DR Módulo TSX DSZ 08R5 Interruptor termomagnetico Pulsadores Computadora Software PL7Micro Lámparas de señalización Destornilladores

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES

MONTAR,INSTALAR Y CONFIGURAR UN MODULOS Y ACCESORIOS DEL PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

4

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 01

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

1/1

2004

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN: Reconocer los módulos de un PLC En esta operación se reconocen e identifican el CPU y los diferentes módulos que se van a ensamblar en el PLC. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Caja con 3 alojamiento en la que se integran la alimentación, el procesador y su memoria. 2.

Orificio de fijación del autómata.

3.

Bloque de visualización centralizada.

4. Toma terminal TER. 5. Toma de diálogo operador AUX 6.

Alojamiento para una tarjeta de ampliación de memoria. A falta de tarjeta, este alojamiento va equipado con una placa que debe mantenerse en su lugar ya que su extracción provoca la parada del autómata.

7.

Tapa de acceso alimentación.

a los

bornes

de

8. Etiqueta para indicar el recambio de la pila. 9.

Bornes de alimentación.

10. Alojamiento para un comunicación.

acoplamiento de

11. Tapa de acceso a la pila. 12. Conector del mini - rack de extensión , protegido de base por una placa extraible. 13. Dispositivo para montaje sobre perfilado DIN

OBSERVACIÓN: . Para lograr un índice de protección IP20, colocar las placas de protección en los alojamientos. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

5

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Montar un PLC de acuerdo a sus caracteristicas Tecnicas Esta operación consiste en la conexión de la tensión de alimentación al PLC, instalar sistemas de protección como los fusiles y la toma a tierra. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Paso : Fija el PLC con tornillos sobre el módulo

Red de alterna 100 - 240 V L N Q

PE

KM

OBSERVACIÓN: También se puede usar un perfil normalizado para la instalación.

(1)

Fu1

Alimentación de sensores base + extensión (2)

24V 0V L N

Output

100/240 VAC Input PE

2. Paso : Conectar la alimentación y la tierra según indica el esquema.

(1) : Puente de aislamiento para detectar cualquier fallo de conexión a la tierra. (2) : No superar 400A. Q : Distribuidor general KM : Conmutador de línea o disyuntor Fu1: Fusible 1 A temporizado

OBSERVACIÓN:

. Se recomienda usar anclaje sujeta cables para ordenar los conductores.

3. Paso : Activar el interruptor termomagnetico y verificar que los leds del PLC se encienden. OBSERVACIÓN: . Verificar si en los terminales 0. +24V, existen 24 VDC con un multimentro DC

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6

CONTROL POR PLC

4. Paso: Identificar el módulo TSX DMZ 28 DR El módulo TSX DMZ 28 DR comporta 28 entradas/ salidas repartidas de la siguiente manera: ! 16 entradas 24 VCC. En lógica positiva o en lógica negativa, ! 12 salidas relés, Esta equipado con un bloque terminal de conexión por tornillos de 35 bornes, desconectable. Las entradas se pueden simular: ! bien en lógica positiva (posición sink), en ese caso el común de los sensores estará conectado al + de la alimentación, ! bien en lógica negativa (source), en ese caso, el común de los sensores estará conectado al - de la alimentación. Esta selección se realiza: ! posicionando un conmutador o un jumper situado en el módulo para la adaptación física. Por defecto, la configuración hardware es "sink" (lógico positivo), ! y por configuración del programa para adaptar las señales al sentido de la lógica.

Modulo

5. Paso: Identificar el módulo TSX DSZ 08R5 El módulo TSX DSZ 08R5 dispone de 8 salidas relés. Esta equipado con un bloque terminal de conexión con tornillos de 15 bornes, desconectable , que permite la conexión de las salidas.

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CONTROL POR PLC

CONEXIONES DEL MÓDULO TSX DMZ 28 DR (entrada en lógica negativa “Source") Sensores

Entradas 0

1

Conmutador

2

Source

3

o

o

1 2 3

4 5

4 5

6

Jumper

7

Source

6 8

9

Configuración hardware de las entradas

7 8

10

9 10

11

11

12 12

13

13

14 15

+24 VDC

FU1 = Fusible 0,5 A de fusión rápida

FU

2 R

C

MOV 19...240 VAC

18 19 21 22 23

2

24

3

FU

25 26

4

FU = fusible de fusión rápida que se deberá calibrar en función de la carga

5

27

6

28 7

FU

Carga en tensión continua

29 30

8

10

31 32

9 10

FU

24 VDC

Sink

Salidas 20

0 1

Carga en tensión alterna

15 Source

17

FU1 0 VCD

14 16

33 34

11

35

Preaccionadores

Protección obligatoria que deberá instalarse en los bornes de cada preaccionador

19...24 VAC ó 24 VDC

NOTA: Cuando la tensión de alimentación de los preaccionadores provengan de una red trifásica, y sea igual o superior a 200VCA, la alimentación de los preaccionadores deberá proceder de la misma fase. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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CONTROL POR PLC

CONEXIONES DEL MÓDULO TSX DMZ 28 DR (entrada en lógica positiva “Sink") Sensores

Entradas 0

1

Conmutador

2

Source

3

o

1 2 3

4 5

4 5

6

Jumper

7

Source

6 8

9

Configuración hardware de las entradas

7 8

10

9 10

11

11

12 12

13

13

14 15

FU1 = Fusible 0,5 A de fusión rápida

+24 VDC FU1 FU

R

C

16 18 19

22 23 24

3

25 26

4 5

27

7

29

6

FU

28 30

8

Carga en tensión continua

31 32

9 10

FU

24 VDC

Salidas

21

FU

10

Sink

20

0

2

FU = fusible de fusión rápida que se deberá calibrar en función de la carga

15 Source

17

1

Carga en tensión alterna

MOV 19...240 VAC

0 VCD

14

33 34

11

35

Preaccionadores

Protección obligatoria que deberá instalarse en los bornes de cada preaccionador

19...24 VAC ó 24 VDC

NOTA: Cuando la tensión de alimentación de los preaccionadores provengan de una red trifásica, y sea igual o superior a 200VCA, la alimentación de los preaccionadores deberá proceder de la misma fase.

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CONTROL POR PLC

CONEXIONES DEL MÓDULO TSX DSZ 08R5

Salidas

Preaccionadores

0 R

C

MOV

Carga en tensión alterna

19...240 VAC

FU

0

1 2 1

FU

4 2

FU = fusible de fusión rápida que se deberá calibrar en función de la carga

3 5 6

3

FU

7 8

4

9 10

6

5

11

Administrador General Carga en tensión continua

12 FU

24 VDC

13

6

14 7

15

19...24 VCA o 24 VCC

Protección obligatoria del contacto del relé para su instalación en los bornes del preaccionador: ! de un circuito RC o limitador de cresta MOV para una utilización en corriente alterna. ! de un diodo de descarga para una utilización en corriente continua.

NOTA: Cuando la tensión de alimentación de los preaccionadores provenga de una red trifásica, y sea igual o superior a 200VCA, la alimentación de los preaccionadores deberá proceder de la misma fase.

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CONTROL POR PLC

Montaje módulo de PLC Los autómatas TSX 37, con o sin mini - rack de extensión, pueden montarse sobre perfilado DIN, platina Telequick, o sobre panel: ! La fijación sobre perfilado DIN no requieren accesorio alguno. ! La fijación sobre platina Telequick o sobre panel se efectúa mediante 4 tornillos de diámetro M4 para la base y 2 tornillos de diámetro M4 para el mini - rack de extensión. En los montajes difíciles , en cuanto a rigideces mecánicas, es obligatorio fijar los autómatas sobre platina o panel. 6. Paso: Montaje de la base sobre perfilado (o carril) DIN ! Situar el autómata sobre el perfilado DIN como indica la figura, ! Apretar hacia abajo sobre la parte trasera del autómata (1), para comprimir los muelles y después hacerlo bascular hacia atrás contra el perfilado (2) OBSERVACIÓN:

perfil de tapón ancho 35 mm: AM1-DE200

. Este tipo de montaje no permite garantizar una adecuada resistencia a las vibraciones. . Para desmontar el autómata, proceder de manera opuesta a la del montaje, es decir: apretar hacia abajo sobre la parte trasera del autómata (1) para comprimir los muelles y después hacerlo bascular hacia delante para desengancharlo del perfilado DIN (2) OBSERVACIÓN: . Con el fin de garantizar el buen funcionamiento de los autómatas en un entorno con fuerte electromagnétismo, es obligatorio montar los módulos sobre chasis metálicos conectados correctamente a tierra.

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7.Paso: Colocación y desmontaje de módulos 1. Si el módulo va equipado con un borne de tornillo, desmontarlo destornillando sucesivamente los 2 tornillos de fijación. Como esta operación provoca la desconexión progresiva del borne, se aconseja no desentornillar completamente uno de los tornillos antes que el otro, si no alternar el destornillamiento de ambos.

2. Situar el seguro en posición "desbloqueado", haciendo pivotear hacia la parte inferior del módulo.

3.

Introducir l módulo en su alojamiento, sirviéndose de las guías. A continuación, presionar en la parte delantera del módulo para conectarlo.

4. Hacer pivotear el seguro hacia arriba para conseguir el bloque del módulo.

5. Si el módulo esta equipado con borne de tornillo, ponerlo en su sitio y después atornillar alternativamente los dos tornillos, lo que provoca la conexión progresiva del

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OBSERVACIÓN . Para garantizar al máximo la seguridad de las personas en relación con los equipos alimentados a 100 ... 120V.....240V, la vida de los equipos, y evitar perturbar los intercambios de entradas / salidas, el montaje / desmontaje de un módulo o de un bloque terminal debe hacerse: ! Con el autómata desconectado, en el caso del módulo, ! Con los sensores y preaaccionadores sin alimentación, en el bloque. 3. Paso: Desmontaje de un módulo 1.

Si el módulo esta equipado con un borne desmontarlo.

2. Hacer pivotear el seguro hacia abajo para desconectar el módulo. Para ello poner la punta de un destornillador plano en la ranura prevista sobre el seguro y tirar hacia abajo para provocar el desenganche.

3. Terminar de pivotear el seguro con la mano, lo que provoca la desconexión del módulo.

4. Extraer el módulo de su alojamiento tirando de él hacia delante Hacer pivotear el seguro hacia arriba y fijar momentáneamente el borne en el módulo.

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8. Paso: Montaje / desmontaje de la tarjeta PCMCIA Para colocar la tarjeta de memoria en su alojamiento se necesita que ésta vaya equipada con un prensor (montaje que normalmente se efectúa en fábrica). Si no es así, montar el prensor sobre la tarjeta conforme al procedimiento siguiente: Montaje del prensor en la tarjeta

marcas

1. Situar el extremo de la tarjetade la memoria no equipada con conector, en la entrada del prensor. Al hacerlo, procurar que coincidan las marcas (de forma triangular) que hay tanto en el prensor como en la etiqueta de la tarjeta.

posición de 1 pestaña

2. Hacer deslizar la tarjeta de memoria en el prensor hasta que llegue al tope. Queda entonces solidarizada con el prensor.

marcas conector

posición de 2 pestaña

9. Paso: Montaje de la tarjeta de memoria en el autómata Para instalar la tarjeta PCMCIA en el autómata, proceder de la manera siguiente. 1. Retirar la tapa de protección desbloqueándola y luego tirando hacia la parte delantera del autómata; (utilizar un desentornillador) 2. Situar la tarjeta PCMCIA equipada con su prensor, en el emplazamiento así liberado. Hacer deslizar el conjunto hasta que la tarjeta llegue al tope y después presionar sobre el prensor para conectar la tarjeta. OBSERVACIÓN . Durante la colocación de la tarjeta PCMCIAen su alojamiento, verificar que los dispositivos mecánicos están situados correctamente: ! 1 pestaña hacia arriba, ! 2 pestañas hacia abajo (o protección contra escritura hacia abajo)

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10.. Paso: Colocación de la Pila 1. La tapa de acceso al emplazamiento de la pila se desbloquea presionando sobre ella en la cara delantera: Esta operación da lugar a que la la tapa bascula hacia abajo. 2. Situar la pila en su alojamiento, con cuidado de respetar la polaridad, tal y como se indica en el dibujo 3. Hacer pivotear la tapa de acceso hacia arriba para cerrarla y bloquearla

tapa de acceso a la pila etiqueta

11. Paso: Protección de alojamiento no utilizados por el módulo Cuando una posición no esta utilizado en un módulo, esta deberá protegerse mediante una tapa TSX RKA 01 para garantizar una protección IP20 a la configuración del autómata.

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Probar funcionamiento del PLC En esta operación se verifica que el voltaje esta llegando al PLC y que los módulos estén instalados correctamente. 1. Paso: ! Aplica tensión de 220V al PLC ! Observa los indicadores luminosos que están en la parte frontal del PLC que muestran con su estado (apagado, intermitente o encendido) del modo de funcionamiento del autómata..

PULSADOR BASE

EXT

R

I/O WRD

DIAG RUN

64 16

0 1 2 3 0 1 2 3

4 5 6 7 4 5 6 7

8 9 10 11 8 9 10 11

64 16

12 13 14 15 12 13 14 15

0 1 2 3 0 1 2 3

4 5 6 7 4 5 6 7

8 9 10 11 8 9 10 11

64 16

12 13 14 15 12 13 14 15

0 1 2 3 0 1 2 3

4 5 6 7 4 5 6 7

8 9 10 11 8 9 10 11

12 13 14 15 12 13 14 15

TER > 1 s. DIAG

I/O ERR BAT

RUN : este indicador de color verde se enciende para indicar que el autómata está en funcionamiento (RUN) y parpadea para indicar que esta en STOP. Este indicador se apaga cuando no hay aplicación valida en el autómata, o cuando ocurre un fallo. TER : este indicador de color amarillo se enciende para señalar que existe intercambio de información por el enlace terminal. I/O : este indicador de color rojo se enciende para señalar un fallo relacionado con las entradas, salidas. ERR : este indicador de color rojo se enciende para señalar un fallo en el CPU del PLC. BAT : este indicador de color rojo se enciende para señalar que la pila esta defectuosa o no existe. OBSERVACIÓN: . Existe un pulsador para realizar el diagnostico o cambiar modo de visualización de las entradas / salidas.

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OPERACIÓN Ingresar al sistemas de archivos. En esta operación se ingresa al programa PL7 y se configuran, el procesador y los módulos que tuviera instalados el PLC. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Abrir el programa PL7 MICRO Haciendo clik en Inicio / Programas / Modicon telemecanique / PL7 micro v3.1 OBSERVACIÓN . También puede hacerse un acceso directo para la ejecución del programa. 2. Para ingresar a un archivo existente: Hacer clik en ARCHIVO / ABRIR

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OPERACIÓN Crear archivos En esta operación se dara el procedimieto para crear un archivo. PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Hacer CLIK EN ARCHIVO / NUEVO como muestra en la figura sgte.

OBSERVACIÓN: . Aparecerá una pantalla donde nos pide seleccionar el tipo de procesador conque

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2. Seleccionar el procesador TSX3721 V1.0 y en tarjetas de memoria: ninguna. Hacer clik en aceptar.

OBSERVACIÓN . Aparecerá el navegador de aplicación también se puede accesar a este navegador haciendo clik en herramientas /navegador de aplicación la sgte. figura muestra el navegador de aplicación.

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3. Hacer doble clik en configuración y se seleccionar configuración HARDWARE

Aparecerá en la pantalla de configuración de HARDWARE donde nos muestra las posiciones del RACK de nuestro PLC. Ahora hay que configurar ubicado los módulos que tiene instalado el PLC.

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4. Hacer doble clik en la posición ocupado por los módulos 1 y 2 y aparecerá una lista de módulos que pueden ir dentro de esta posición.

5. Seleccionamos el modulo que se a de colocar en esta posición en este caso se ha puesto el modulo TSXDMZ 28DRy aceptar.

Automáticamente la posición vacía se llena con el nombre del modulo puesto . OBSERVACIÓN

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. Cuando se instala el modulo la posición 1y 2 cambia de color. 6. Hacer doble clik en la posición 3 y aparecerá la lista de los módulos que pueden ir en esta posición en este caso seleccionamos el modulo todo o nada /TSXDSZ08R5 que se ha puesto en esta posición y aceptar.

OBSERVACIÓN .

Al hacer clik en aceptar la posición 3 cambia de color y aparece en este el modulo seleccionado como muestra la sgte figura.

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7. Seleccione la posición 5 haciendo doble clik sobre esta, aparecerá la lista de módulos que pueden ir en esta posición de la lista seleccionar al modulo que ha sido instalado en nuestro caso: Fun. analógica/TSX ASZ200 y aceptar

Al hacer clik en aceptar aparece la fig. Mostrada y la posición 5 el modulo configurado y con otro color

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8. Seleccione la posición 4 haciendo doble clik sobre esta, aparecera la listan de modulos que pueden ir en esta posición. De la lista seleccionar el modulo que ha sido instalado, en nuestro caso Fun. Analogica /TSX AEZ 414 y aceptar.

Al hacer clik en aceptar aparecerá la fig. Mostrada y la posición 4 muestra el modulo configurado y con otro color

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9. Cerrar la ventana de configuración, aparecerá un mensaje ¿confirma la reconfiguración?, Hacer clik en yes.

El PLC quedo configurado correctamente y estamos listos para iniciar el proseso de programación. 10. En el navegador de Aplicación seleccionar Programa / Tarea MAST / Main, hacer doble clik en Main

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11. Aparece una pantalla donde seleccionar la representación del lenguaje a utilizar en la programación; Ladder (LD) o lista de instrucciones (IL), seleccione LD y aceptar.

Aparece la pantalla de programación como muestra en la figura.

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OPERACIÓN Guardar archivos En esta operación se describirá el procedimiento para guardar archivos de programas PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Para ponerle nombre al archivo seleccione Archivo / Guardar como y Aceptar

2. Aparece la ventana donde debemos ingresar el nombre que le queramos poner a nuestro archivo y hacer click en guardar.

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OPERACIÓN Salir de sistema En esta operación se saldrá del programa PL7 PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Cerrar el programa PL7 MICRO El archivo prueba se habrá guardado y pora salir seleccionar Archivo / Salir, al hacer

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EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) 1. FUNDAMENTOS 1.1 EL PC COMO ALTERNATIVA AL AUTOMATISMO El PLC es la denominación dada al Controlador Lógico Programable y se define como. un equipo electrónico inteligente diseñado en base a microprocesadores que consta de unidades o módulos que cumplen funciones específicas, tales como, una unidad central de procesamiento que se encarga de casi todo el control del sistema, módulos que permiten recibir información de todos los sensores y comandar todos los actuadores del sistema además es posible agregarle otro módulos inteligentes para funciones de pre - procesamiento y comunicación. El PLC es utilizado para automatizar sistemas eléctricos, electrónicos, neumáticos e hidráulicos de control discreto y analógico. Los múltiples funciones que pueden asumir estos equipos en el control, se debe a la diversidad de operaciones a nivel discreto y analógico con que dispone para realizar los programas lógicos sin la necesidad de contar con equipos adicionales. Es importante resaltar, el bajo costo que representa comparado con la adquisición de una serie de equipos que pueden hasta cierto grado realizar estas funciones, tales como: relés auxiliares, temporizadores, contadores, algunos tipo de controladores, etc. A las diversas ventajas que tiene el PLC respecto a la alternativa convencional se suma la capacidad que tiene para integrarse con otros equipos a través de redes de comunicación. Esta posibilidad cada día toma mayor aceptación en la industria, por lo que significa comunicarse con otro equipos por un costo adicional razonable. Son éstas las razones que obligan a analizar, antes de tomar una decisión cuando se requiere automatizar un sistema, sin duda hoy en día el PLC representa uan buena alternativa para la automatización.

RELÉS AUXILIARES EN UN TABLERO ELECTRÓNICO CONVENCIONAL

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1.2 VENTAJAS DE LOS PLC`s RESPECTO A LA LÓGICA CONVENCIONAL Son muchas las ventajas que resaltan a simple vista el empleo de los PLC`s para automatizar sistemas, desde aplicaciones básicas hasta sistemas muy complejos. Actualmente, su uso es tan difundido que ya no se requiere mucho análisis para decidir que técnica emplear, si la lógica cableada en base a relés o la lógica programada en base al PLC. Sin embargo, a continuación se fundamenta cada una de estas ventajas, con el propósito que se reconozca mejor el panorama. Menor costo Las razones que justifican una mayor economía a la alternativa del uso del PLC, especialmente en aplicaciones complejas, se da porque prescinde del uso de dispositivos electromecánicos y electrónicos tales como: relés auxiliares, temporizadores, algunos controladores, contadores, etc., ya que estos dispositivos simplemente deben ser programados en el PLC sin realizar una inversión adicional. El costo que implica invertir en los equipos anteriormente señalados, es muy superior al costo del PLC. Además de otras ventajas con que cuenta y no son cuantificadas. Menor espacio Un tablero de control que gobierna un sistema automático mediante un PLC, es mucho más compacto que si se contralara con dispositivos convencionales (relés, temporizados, contadores, controladores, etc) esto se debe a que el PLC está en capacidad de asumir todas las funciones de control. La diferencia de espacio se hace muy notable, cuando por medios convencionales se cuenta con varios tableros de control. Confiabilidad La probabilidad de que un PLC pueda fallar por razones constructivas es insignificante, exceptuando errores humanos que puedan surgir en algunas partes vulnerables (módulos de salida). Esto se debe como consecuencia que el fabricante realiza un riguroso control de calidad llegando al cliente un equipo en las mejores condiciones; además, dado que sus componentes son de estado sólido con pocas partes mecánicas móviles hacen que el equipo tenga una elevada confiabilidad. Versatilidad La versatilidad de estos equipos radica, en que es posible realizar grandes modificaciones en el funcionamiento de un sistema automático con sólo realizar un nuevo programa y mínimos cambios de cableado. Además es importante resaltar, que el tiempo empleado en realizar modificaciones comparado con la técnica por lógica cableada es significante. Poco mantenimiento

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De trabajo que pueden realizar, y además, porque cuenta con muy pocos componentes electromecánicos no requiere un mantenimiento periódico, sino lo necesario para mantenerlo limpio y con sus terminales ajustados a los bornes y puesta a tierra. Fácil Instalación Debido a que el cableado de los dispositivos tanto de entradas como de salidas se realiza de la misma forma y de la manera más simple, además que no es necesario mucho cableado, su instalación resulta sumamente sencilla en comparación a la lógica convencional que si se requiere de conocimientos técnicos avanzados. Compatibilidad con dispositivos sensores y actuadores Actualmente las normas establecen que los sistemas y equipos sean diseñados bajo un modelo abierto, de tal manera que para el caso de los PLCs éstos pueden fácilmente conectarse con cualquier equipo sin importar la marca ni procedencia. Hoy en día, casi todas las marcas de PLC s están diseñadas bajo este modelo. Integración en redes industriales El avance acelerado de las comunicaciones a conllevado a que estos equipos tengan capacidad de comunicarse en los niveles técnicos y administrativos de la planta. Detección de fallas La detección de una falla resulta sencilla porque dispone de leds indicadores de diagnóstico tales como: estado de la CPU, batería, terminales de E/S, etc. Fácil programación Programar los PLCs resulta fácil, por la sencilla razón que no es necesario conocimientos avanzados en el manejo de PCs, solamente es suficiente conceptos básicos, por otro lado, existen diversas representaciones de programación donde fácilmente el usuario se adapta a la representación que mejor se familiariza. Sus instrucciones y comandos son trasparentes y entendibles, requiriendo poco tiempo para lograr ser un experto. Menor consumo de energía Como es de conocimiento cualquier equipo electromecánico y electrónico requiere un consumo de energía para su funcionamiento, siendo dicho consumo representativo cuando se tiene una gran cantidad de ellos, sin embargo el consumo del PLC es muy inferior, que en el tiempo se traduce en un ahorro sustancial. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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Lugar de Instalación Por las características técnicas que presenta en cuanto a los requisitos que debe cumplir para su instalación; tales como: nivel de temperatura, humedad, ruido, variaciones de tensión, distancias permisibles, etc. fácilmente se encuentra un lugar en la planta donde instalarlo, aún en ambientes hostiles. 1.3 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 ! Actuadores ! Elementos y órganos de trabajo Sensores Llamados también detectores o captadores son los dispositivos que se encargan de medir o detectar 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, finales 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. Controlador Aparato que ejecuta las acciones de control, frecuentemente recibe información desde los sensores, 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 se 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 requieran elevada potencia para funcionar. Por ejemplo un motor trifásico de KW. Los actuadores pueden ser: ! Discretos. Por ejemplo: contactor, electroválvulas, etc. ! Analógicos. Por ejemplo: válvulas de control ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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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, que pueden ser: neumáticos o hidráulicos Proceso

Sensor

Interfases Entradas

PLC

Actuador

Interfases Salida

HMI

HMI

Programador ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CONTROL CON PLC

1.4 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, temporizadores, programadores, etc. Para efecto de comparación en la figura siguiente se muestra un sistema de control convencional que utiliza dispositivos electromecánicos para su operación. TABLERO ELÉCTRICO

DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

CABLEADO

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CONTROL POR PLC

ENTRADAS

LÓGICA

SALIDAS

Pulsador de Marcha

Temporizadores

Contactor

Pulsador de Paro

Contadores 1 0 3

Lámpara

Interruptor de posición

Relé

Display

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LÓGICA CON ELEMENTOS CONVENCIONALES

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 desactivación 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 respuesta a los estados 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 contactores, solenoides, electroválvulas, arrancadores de motores, etc. utilizados para gobernar a los elementos de trabajo a fin de controlar la máquina o proceso. Sistemas 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. EI PLC desarrolla las mismas o más funciones que los controladores tradicionales. En lugar de relés, se tiene un PLC en el panel de control, y la lógica de control se consigue desarrollando un programa par el PLC. En vez de una lógica cableada se tiene una lógica programada, la cual otorga a estos sistemas una gran flexibilidad, pues las modificaciones al circuito de control implican sólo modificaciones al programa.

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ENTRADAS Pulsador de Marcha

LÓGICA PLC

SALIDAS

Contactor

Pulsador de Paro

Lámpara

Interruptor de posición

Display

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LÓGICA PROGRAMABLE

Los dispositivos de entrada y los de salida siguen siendo necesarios, tanto los sensores como los elementos de maniobra persiste. 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.

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2. TIPOS DE PLCs A continuación se describen los diferente sistemas de configuración de los PLCs, aquellos que se pueden optar en toda la selección tales como los compactos, modulares y los compacto modular. El presente capítulo trata del reconocimiento de cada configuración resaltando sus principales ventajas y desventajas; así mismo, se presenta un cuadro comparativo de algunas marcas de prestigio, indicando sus características más importante. 2.1 SISTEMAS DE CONFIGURACIÓN Una de las cosa que debe evitar el técnico que tiene la responsabilidad de seleccionar el PLC, es desconocer los tipos de controladores que se fabrican, evitando comprar equipos que en corto tiempo agoten su capacidad de trabajo, o en caso contrario, se sobre dimensionen adquiriendo equipos que por algunos años no se utilizaran gran parte de su capacidad, invirtiendo cantidades prohibitivas que hoy en día de acuerdo a las técnicas modernas de gestión empresarial no se permiten. Los fabricantes de PLC cuando diseñan sus equipos, no lo hacen pensando en la necesidad específica del cliente, esto quiere decir para una determinada aplicación de un proceso. Por lo tanto, es el cliente quien tiene la responsabilidad de seleccionar su equipo de acuerdo a sus necesidades. Sin embargo, los fabricantes han aplicado criterios técnicos y económicos para lograr gran flexibilidad en el uso del PLC en los que respecta al hardware. Es decir, existen equipos de estilos diferentes que satisfacen pequeñas aplicaciones y también para usos de aplicaciones muy grandes, por ejemplo en aquellos procesos donde se manejan miles de E/S discretas, cientos de señales análogas y hasta unidades remotas. Es importante por consiguiente, conocer las ventajas y desventajas de estos tipos para seleccionarlos en aplicaciones que más se adapten logrando conseguir el punto optimo de tecnología y economía. A continuación se describen los tipos o configuraciones de los PLC en general.

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2.2 CONFIGURACIÓN COMPACTO Se denomina así aquellos PLCs que utilizando poco espacio en su construcción, reúnen la estructura básica del hardware de un controlador programable, tal la fuente de alimentación, la CPU, la memoria y las interfases de E/S. Las principales ventajas que presentan estos PLC compactos denominados por su tamaño comúnmente micro o mini controladores programables son: ! Los más económicos dentro de su variedad. ! Por su construcción compacta ocupan el menor espacio.

PLC s cOMPACTOS MICROLOGIX 1000

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En algunos marcas cuentan con fuente destinada para alimentar las entradas discretas y analógicas. ! Su programación es bastante sencilla. ! Pueden controlar lógicamente: procesamiento de alarmas contaje rápido e incluso funciones tecnológicas tales como regulación, posicionamiento, etc. ! No requiere conocimientos profundos para su selección. ! De fácil instalación. ! Soportan condiciones extremas de funcionamiento tales como temperaturas menor 60º, fluctuaciones de tensión, vibraciones mecánicas, humedad, etc. Actualmente se diseñan equipos con un tamaño reducido pero con características de funcionamiento cada vez más completos. Denominados Nano - PLC para la marca Telemecanique, Micrologix 1000 para la marca Allen Bradley, D50 para la marca Cutler - Hammer y así sucesivamente podríamos anunciar una variedad de estos micro PLCs en todas sus marcas. Por otro lado, su bajo costo permite ser los más solicitados del mercado utilizandose inclusive en las viviendas inteligentes. Algunos consideran que utilizar esta configuración son ya rentables cuando reemplazan a unos cinco relés, por encima de él se abren toda una variedad de tares. Su uso radica en aplicaciones simples y en numerosos sectores así tenemos: ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

Mando de arrancadores de motores. Mando de bombas. Máquinas de embolsado. Mando de compuertas Centros de formación Calefacción, climatización, ventilación. Embotelladoras. Transporte. Túneles de lavado. Domótica. Sistemas automáticos de equipos, etc.

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PLC COMPACTO MARCA SIMATIC S 5 -95U

PLC COMPACTO MARCA TELEMECANIQUE

2.3 CONFIGURACIÓN MODULAR Se refiere aquellas PLC s que se caracterizan por su modularidad, esto significa que pueden ser configuradas (armadas) de acuerdo a las necesidades, logrando mayor flexibilidad. Cada configuración es diferente, al igual que cada tarea de automatización. Cuando se decide instalar controladores modulares, hay que seleccionar cada uno de los componentes empezando en primer lugar por el cerebro del PLC, esto es la unidad central, ellos varían de acuerdo a su capacidad de memoria del usuario, tiempo de ejecución y software requerido, en otras palabras de acuerdo a la complejidad de la tarea o tareas de automatización. En segundo lugar, hay que tener presente el tipo y cantidad de módulos de Entradas / salidas digitales y analógicas, módulos inteligentes, etc ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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de acuerdo a los requerimientos. En tercer lugar, la fuente de alimentación según la potencia que consume la CPU, módulos de E/S, periféricos más módulos futuros. Y finalmente, el tamaño del rack conociendo de antemano todos los módulos involucrados y pensando también en expansiones futuras. Las ventajas y desventajas de la configuración modular son: ! Son más caros que los compactos y varían de acuerdo a la configuración del PLC. ! Las ampliaciones son de acuerdo a las necesidades, por lo general módulos de E/S discreto o analógico. ! Utiliza mayor espacio que los compactos. ! Su mantenimiento requiere de mayor tiempo. Las aplicaciones que se pueden desarrollar con estos tipos de PLC son más versátiles, que van desde pequeñas tareas como los de tipo compacto, hasta procesos muy sofisticados. A continuación se muestra tres tipos de PLC s en configuración modular.

PLC MODULAR ALLEN BRADLEY

PLC MODULAR SIMATIC S5 - 115 U

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PLC MODULAR MARCA TELEMECANIQUE TSX3721

2.4 CONFIGURACIÓN COMPACTO - MODULAR Una configuración compacto - modular está constituida básicamente por un PLC del tipo compacto, que se ha expandido a través de otros módulos que por lo general son entradas y salidas discretas o analógicas, módulos inteligentes, etc. El uso de las expansiones, se debe a que la unidad básica que contiene a la CPU generalmente están diseñadas con pocas E/S, y cuando la aplicación a automatizar contiene muchos captadores y actuadores, es necesario ampliar el controlador utilizando solamente módulos de E/S gobernados por la misma unidad básica. Esta configuración destaca por las siguientes características: ! Son más económicos que los PLC de tipo modular. ! La selección es sencilla ya que la CPU está seleccionada. ! Soportan condiciones extremas de funcionamiento. ! Su programación es fácil, donde solamente se debe tener en cuenta el direccionamiento de las instrucciones según la unidad de extensión a la que se refiere.

PLC COMPACTO MODULAR TELEMECANIQUE MODELO TSX17

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3. PARTES E INTERFACES El presente capitulo tiene por objetivo dar al lector los conocimientos de cada una de las partes de los controladores lógicos programables, indicando en algunos casos los dispositivos principales de su diseño, su principio de funcionamiento y sus características técnicas más resaltantes. 3.1 ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC Un controlador lógico programable está constituido por un conjunto de tarjetas o circuitos impresos, sobre los cuales está ubicado componentes eléctricos integrados. Cuando el controlador es del tipo modular, las diferentes tarjetas que tienen funciones especificas, quedan alojadas en rack agrupadas convenientemente para un funcionamiento en conjunto. Asimismo, todas las tarjetas están conectadas a través de elementos de bus, que son circuitos por donde fluye la información y generalmente se encuentra en la parte posterior. El controlador programable tiene la estructura típica de muchos sistemas programables, como por ejemplo una microcomputadora. La estructura básica del hardware de un controlador programable propiamente dicho está constituido por: ! ! ! ! !

Fuente de alimentación Unidad de procesamiento central (CPU). Módulos o interfases de entrada / salida (E/S) Módulos de memoria Unidad de programación

En algunos casos cuando el trabajo que debe realizar el controlador es más exigente, se incluyen: ! Módulos inteligentes A continuación se muestra un diagrama de bloques de la estructura básica de un automatismo, gobernado por un PLC y a continuación se describe con mayor detalle una de las partes del controlador programable.

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Puertas de Comunicaciones

d e

C i r c u i t o s

e n t r a d a

Procesador Central

ALTO VOLTAJE

C i r c u i t o s

d e s a l i d a

CR

ALTO

MEMORIA

Barrera de Aislamiento

Programas

Barrera de VOLTAJE Aislamiento

Datos

Low Voltaje Alimentación AC 85 - 264 VAC, 50/60Hz

o

Alimentación DC

ESTRUCTURA INTERNA DE UN PLC

3.2 FUENTE DE ALIMENTACIÓN La función de la fuente de alimentación en un controlador, es suministrar la energía eléctrica a la CPU y demás tarjetas según la configuración del PLC. La fuente en una configuración modular, por lo general ocupa el primer lugar de izquierda a derecha en el bastidor central, y está diseñado a base de un conjunto de componentes eléctricos y electrónicos; su principio de funcionamiento es transformar la tensión alterna de la red en continua, a niveles compatible s que garanticen el funcionamiento del hardware del controlador programable. Como valores referenciales se indican algunos niveles de tensión suministrada por una fuente de alimentación de una marca determinada. + 5 V: para alimentar a todas las tarjetas + 24V: para canales de lazo de corriente 20mA Todas las fuentes están protegidas contra sobre cargas mediante fusibles, que muy fácilmente pueden ser reemplazadas en caso de una avería. Los fabricantes de estos equipos, generalmente lo diseñan con diferentes características en cuanto al nivel de tensión, y capacidad de corriente que pueden suministrar. Cuando se elige la fuente apropiada dependerá básicamente de la complejidad y magnitud de controlador para manejar un determinado número de tarjetas de E/S, tarjetas de comunicación, etc. Por consiguiente, es importante antes de seleccionar la potencia de la fuente, conocer la potencia de todas las tarjetas involucradas y prever expansiones futuras, con este valor finalmente se seleccionará la fuente para el controlador.

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3.3 UNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (CPU) Es la parte más compleja e imprescindible del controlador programable, que en otros términos podría considerarse el cerebro del controlador. La unidad central está diseñado a base de microprocesadores y memorias, contiene una unidad de control, la memoria interna del programa RAM (Memoria de acceso aleatorio), temporizadores, contadores , memorias internas del tipo relé, imágenes del proceso de E/S, etc. Su misión, es leer los estados de las señales de las entradas, ejecutar el programa de control y gobernar las salidas, el procesamiento es permanente y a gran velocidad. La CPU al igual que para las computadoras, se pueden clasificar de acuerdo a la capacidad de sus memoria y las funciones que pueden realizar, además de su velocidad de procesamiento. El tiempo de lectura del programa está en función del número y tipo de instrucciones, y por lo general es del orden en los milisegundos, este tiempo tan pequeño significa, que cualquier modificación de estado es una entrada, genera casi instantáneamente una señal de salida. La mayoría de fabricantes en sus especificaciones técnicas, dan a conocer al cliente la velocidad de procesamiento en unidades de milisegundos por Kbyte (ms/Kb)denomiandolo Scan time del procesador; lógicamente este parámetro dependerá del tipo de instrucciones que contiene el programa, esto significa que es muy diferente escanear operaciones del tipo binarias u operaciones del tipo palabras. 3.4 MÓDULOS O INTERFASES DE ENTRADA Y SALIDA (E/S) Los módulos de entrada o salida son los que proporcionan el vínculo entre la CPU del controlador programable y los dispositivos de campo del sistema. A través de ellos se origina el intercambio de información ya sea con la finalidad de la adquisición de datos o la dl mando para el control de máquinas del proceso. Los módulos de entrada, transforman las señales de entrada de procedencia y naturaleza diversa que se transmiten hacia el controlador a niveles permitidos por la CPU. Mediante el uso de un acoplador óptico, los módulos de entrada aíslan eléctricamente la sección lógica, protegiéndola contra tensiones peligrosamente altos, ruidos eléctricos y señales parásitas. Finalmente, proporcionan el filtrado de las señales procedentes de los diferentes captadores ubicados en las máquinas. Los módulos de salida, permiten que la tensión llegue a los dispositivos de salida. Con el uso del acoplador óptico y con un relé de impulso, se asegura el aislamiento de los circuitos eléctricos del controlador, y se transmiten las ordenes hacia los captadores de mando. 3.5 TIPOS D6E MÓDULOS DE ENTRADA Y SALIDA Debido a que existen una gran variedad de dispositivos exteriores (captadores y actuadores), encontramos diferentes tipos de módulos de entrada y salida, cada uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de señal (discreto o análogo) a

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MÓDULOS DE ENTRADA DISCRETA Se usan como interfase entre los dispositivos externos denominados también captador y la CPU del PLC. Estos captadores son los encargados de la adquisición de datos del sistema, que para este caso sólo son del tipo discreto, además, tiene la característica de comunicar dos estados lógicos, activado o desactivado, o lo que es lo mismo permitir el paso o no de la señal digital (1 o 0). Los captadores pueden ser del tipo manual (botones, pulsadores, conmutadores, selectores, etc) o del tipo automático (finales de carreras, detectores de proximidad inductivos o capacitivos, interruptores de nivel, etc. ) Estos módulos están diseñados mediante una estructura de cuatro funciones operacionales para el sistema de controlador, ellos son: ! Adquisición: Consiste en el cableado de los captadores desde la máquina o proceso hacia el módulo de entrada. ! Acondicionamiento de la señal: Establece los niveles de tensión de entrada de la máquina, a niveles lógicos convenientes, mediante resistencias limitadoras o, puentes rectificadores para el caso en que la adquisición sea en alterna. ! Señalización: Se dispone de lámparas indicadoras Leds, que permiten la función de diagnóstico más rápido. La tensión para el indicador puede provenir del sistema o del mismo controlador. ! Aislamiento: Las señales son aisladas eléctricamente como físicamente mediante dispositivos electrónicos opto-acopladores. Todos los módulos tienen también circuitos de filtrado, que suprimen las señales parásitas perjudiciales al funcionamiento del controlador. En la fig. se presenta los circuitos eléctricos equivalentes y elementales de los módulos de entrada discreta para DC y AC representativamente. Ambos tipos de interfase tienen el mismo principio, a diferencia de los de alterna que incluye una etapa previa de rectificación, allí se puede visualizar las cuatro etapas operaciones empezando por la adquisición de la señal, luego es acondicionado por un rectificador o resistencia limitadora, seguidamente es señalizada mediante un led y acoplado ópticamente; observese también que cuenta con una impedancia para el filtrado. Es importante señalar; que la mayoría de fabricantes de controladores diseñan estos módulos en varias alternativas, principalmente en: la cantidad de canales o terminales de conexión que disponen, el nivel de tensión y la corriente que manejan, con el objeto de adaptar al controlador, las diferentes magnitudes de señales de los procesos industriales y de este modo hacerlos más flexibles.

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RESISTENCIA LIMITADORA

DIODO SEÑALIZACION

FILTRO RC

OPTO ACOPLADOR

TRANSDUCTOR DISCRETO

FUENTE A.C.

INTERFASE

INTERFASES PARA ENTRADA DISCRETA EN D.C

RESISTENCIA LIMITADORA

DIODO SENALIZADOR

TRANSDUCTOR DISCRETO

FILTRO RC

OPTO ACOPLADOR

INTERFASE

INTERFASES PARA ENTRADA DISCRETA EN A.C

MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA Al igual que los módulos de entrada discreta,. estos módulos se usan como interfase entre la CPU del controlador programable y los dispositivos externos denominados actuadores, en la que solo es necesario transmitirle dos estados lógicos, activado o desactivado. Los actuadores que se conectan a estas interfases pueden ser: Contactores, relés. lámparas indicadoras, electroválvulas, displays y anunciadores, etc. La estructura de estos módulos contempla también funciones operacionales estas son: ! Terminación: Alambrado desde el módulo hacia los actuadores que se encuentran cerca de la máquina o proceso. ! Acondicionamiento de la señal: convierte las señales provenientes de la CPU de un nivel lógico a un control de conexión y desconexión. ! Aislamiento: Las señales aisladas mediante dispositivos apto acopladores. Existen de acuerdo a su diseño, diversos tipos de módulos de salida, donde cada uno de ellos se destaca según el tipo de corriente que maneja.

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Así, los del tipo transistor para corriente continua, mientras que los del tipo triac y relé para corriente alterna. MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA TIPO TRANSISTOR Su principio de funcionamiento es en base a transistores, lo que significa una constitución íntegramente en estado sólido con características para trabajar en corriente continua (DC) de larga vida útil y con bajo nivel de corriente

Opto acoplador

Interfase

Receptor discreto Al procesador del PLC

+

-

Fuente externa Diodo de señalización

INTERFASES PARA SALIDA DISCRETA EN D.C TIPO TRANSISTOR

MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA TIPO TRIAC Estas interfases funcionan mediante la conmutación de un triac, son igualmente en estado sólido y se usan para manejar señales en corriente alterna. MÓDULOS DE SALIDA DISCRETA TIPO RELÉ Estos módulos a diferencia de los anteriores, están compuestos por dispositivos electrónicos y un micro relé electromagnético de conmutación. Su campo de acción le permite trabajar en AC y DC y con diferentes niveles de tensión, con la ventaja de manejar corrientes más elevadas y con el inconveniente de una corta vida útil debido al desgaste de la parte móvil de los contactos. Durante su funcionamiento estos módulos se caracterizan respecto a lo de estado sólido, por el reconocible sonido de los contactos de conmutación que emiten los Interfase

Filtro

Receptor discreto

Triac Relé

-

Al procesador del PLC

Fuente externa

Diodo de señalización

INTERFASES PARA SALIDA DISCRETA EN A,C TIPO RELÉ

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4. PROCEDIMIENTO DE INSTALACIÓN DEL PLC No cabe duda, que un sistema bien instalado y protegido es más confiable, seguro y disponible, de allí la importancia de tratar el tema con la seguridad de dar al lector las herramientas necesarias para su ejecución, sea cual fuera el tipo y marca de PLC que decida instalar. Lo que a continuación se tratará, es una serie de recomendaciones y sugerencias dadas por diversos fabricantes, y que el instalador deberá tener presente para realizar el montaje, cableado y protección del PLC. Recuerde que en los manuales de instalación y operación del fabricante, se mencionan estos criterios: solicítelo para efectuar su instalación con mayor detalle, y es posible, que encuentre especificaciones técnicas precisas de algunos equipos o dispositivos de instalación. 4.1 MONTAJE Son todos aquellos criterios de disposición y fijación del PLC, Se recomienda en principio respetar las sugerencias del fabricante para su montaje, ya que son ellos quienes establecen sus directrices para garantizar su óptimo funcionamiento. Lo que a continuación se verá son justamente los criterios y recomendaciones más importantes que involucra a la mayoría de controladores. MONTAJE HORIZONTAL Se denomina así, cuando el PLC del tipo compacto o cuando todos los módulos del tipo modular se disponen en forma horizontal, ya sea en una fila o en varias filas. La fijación puede ser de dos formas mediante el enganche por la parte posterior sobre carriles normalizados DIN (35mm) o mediante tornillos en sus extremos, para ambos casos de preferencia el montaje deberá estar sobre una placa metálica (al mismo potencial), para evitar interferencias y como mínimo será necesario unir todos los carriles con conductores de baja resistencia. Por motivos térmicos de trasferencia de calor por convección, es necesario disponer la

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MONTAJE HORIZONTAL EN UNA FILA Se da cuando el montaje es del tipo horizontal y todos los módulos están distribuidos a un mismo nivel, es decir en una fila. Generalmente esta disposición es empleada cuando se tiene una configuración básica del PLC. CONTROLADOR CENTRAL

CPU

PS L1 L1

+

-

MONTAJE HORIZONTAL EN UNA FILA

MONTAJE HORIZONTAL EN VARIAS FILAS Se da cuando el montaje es del tipo horizontal y todos los módulos están distribuidos en diferentes niveles, es decir en varias filas. Generalmente esta disposición es empleada cuando el sistema a controlar es más compleja y requiere una cantidad mayor de E/S, módulos de procesamiento, etc. donde una fila no es suficiente para albergarlos. UNIDAD DE EXPANSIÓN

UNIDAD DE EXPANSIÓN

CPU

PS L1 L1

+

-

MONTAJE HORIZONTAL EN VARIAS FILAS

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UNIDAD DE EXPANSIÓN

UNIDAD DE EXPANSIÓN

CPU

PS L1 L1

+

-

BUS DE TIERRA

MONTAJE HORIZONTAL EN PLACA BASE Y EN VARIAS FILAS

4.2 PROTECCIÓN ELÉCTRICA Como todo sistema o aparato eléctrico y/o electrónico, la protección representa una de las partes fundamentales en el proceso de instalación. Por consiguiente, es evidente que el PLC por ser una aparato electrónico básicamente no está inmune a sufrir eventuales contingencias durante su periodo de vida, es por ello la necesidad de protegerlo en sus diferentes partes especialmente en aquellas donde la probabilidad de ocurrencia es mayor que en otras , como es el caso de los módulos de salida. Es conveniente que en la medida que se proyecte todos los detalles de selección, configuración, montaje, cableado y protección de un PLC quede en esta última parte contemplado las recomendaciones dadas para atenuar todo tipo de interferencias, que tarde o temprano es perjudicial al PLC. Para ello es importante tener presente: ! Separación física entre equipos y líneas. ! Puesta a tierra de todas las piezas metálicas inactivas. ! Apantallamiento. ! Elementos supresoras de ruido y sobretensión, etc.

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4.3 MODO DE INSTALAR UN PLC CON O SIN SEPARACIÓN GALVÁNICA Generalmente cuando se realizaran las instalaciones diferencian dos tipos de circuitos independientes:

eléctricas a un PLC, se

! El circuito de alimentación al PLC, que alimenta a la CPU, elementos de bus, aparatos de programación, módulos periféricos, etc, y ! El circuito de alimentación de los captadores y actuadores denominados líneas de señal o circuitos de carga. Estos dos circuitos pueden: ! Tener una masa común punto central de tierra (sin separación galvánica), teniendo presente que las líneas de señal deben ser solamente en DC, y ! No tener ninguna conexión (separación galvánica) SIN SEPARACIÓN GALVÁNICA Se puede observar una instalación sin separación galvánica, donde a través de conductores que provienen de la CPU del controlador y de las líneas de señal se conectan en un punto central de tierra. Esta alternativa tiene la ventaja de utilizar módulos periféricos (DC) más económicos. Módulos de E/S PS

CPU

E

E

S

Punta centra de tierra L M

Tierra

M

L

+

Fuente de alimentación de la carga

INSTALACIÓN ELÉCTRICA SIN SEPARACIÓN GALVÁNICA

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SEPARACIÓN GALVÁNICA Es aquella instalación eléctrica donde no existe ninguna conexión eléctrica entre la alimentación al PLC y las líneas de señal. Estas instalaciones se justifica: ! Para elevar la inmunidad frente a interferencias en líneas de señal en DC. ! En caso de líneas de señal incompatible y ! En líneas de señal en AC. La figura muestra este tipo de instalación con separación galvánica. Módulos de E/S PS

CPU

E

E

S

Punta centra de tierra

L M

Tierra

M

L

+

Fuente de alimentación de la carga

INSTALACIONES ELÉCTRICA CON SEPARACIÓN GALVÁNICA

4.4 APANTALLAMIENTO El apantallamiento o blindaje es una forma de proteger a equipos o aparatos contra diferentes tipos de interferencias de naturaleza magnética, eléctrica o electromagnética. Veremos ahora el uso del apantallamiento en equipos y líneas. APANTALLAMIENTO DE EQUIPOS Se logra cuando se instalan los equipos en gabinetes metálicas protegiéndolos contra señales perturbadoras que pueden existir fuera de ellos, por ejemplo Transformadores, motores, conductores de energía, etc. Las señales perturbadoras que ingresan a través de las líneas de señal provenientes de cables de energía, deberán derivarse a tierra pasando por el punto central ubicado en el carril normalizado.

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En la siguiente figura también se muestra algunos tipos de supresores de sobretensión para proteger los contactos de salida del controlador especialmente del tipo relé, reduciendo el arco producido ante la apertura de dicho contacto comandado por el PLC. Es recomendable que el supresor conectado en paralelo, se conoce lo más cercano posible a la carga inductiva. SUPRESORES DE SOBRETENSIÓN PARA CARGAS INDUCTIVAS EN AC

Varistor

Dispositivo de salida

Circuito RC

Supresor de sobretención

R C

Dispositivo de salida

Dispositivo de salida

SUPRESORES DE SOBRETENSIÓN PARA CARGAS INDUCTIVAS EN DC + Dispositivo de salida

Diodo -

MÉTODOS DE PROTECCIÓN POR SOBRETENSIÓN PARA CARGAS INDUCTIVAS EN A.CYD.C 4.5 TRASFORMADOR DE AISLAMIENTO

Si se determina que existen altas frecuencias de ruido en los equipos de distribución (transformadores de potencia, cables de energía, etc ) o alrededor (motores, arrancadores, etc) será necesario aislar el PLC del sistema de potencia en AC del cual se alimenta. En este caso se recomienda conectar un trasformador aislador, que a la vez de aislar las perturbaciones existentes en la red, sirve también como acondicionador de la tensión a la fuente de alimentación del PLC, donde por lo general es reducir; pudiendo en algunos casos tener la misma relación de tensión. Para seleccionar la potencia del transformador dado en (VA), se deberá determinar la potencia de las siguientes cargas parciales: ! Fuente de alimentación del PLC dado en (VA)

! Potencia de consumo de los dispositivos de campo de entrada: Número entradas por tensión de cargas por corriente de carga. ! Potencia de consumo de otros módulos periféricos. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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de

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Luego realizar la sumatoria de potencias de cargas. Finalmente, agregar a este resultado el 25% como potencia adicional de reserva para suplir las variaciones de tensión y ampliaciones futuras. Interuptor automático Cables de energia

L1 L2 L3

Interuptor automático V1 V1 V2

Transformador aislador V2

Hacia la fuente de alimentación del PLC

TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO PARA PLC

INTERRUPTOR DE PARADA DE EMERGENCIA

Son todos aquellos interruptores que conectados convenientemente (serie) gobiernan un relé de control principal, y este a su vez, los circuitos de energía que alimentan a los dispositivos de campo de E/S. El circuito compuesto por interruptores de parada de emergencia y el relé de control principal, tienen como función fundamental, servir como un medio de seguridad para evitar causar daño o poner en peligro a las personas e instalaciones, además, dicho circuito tiene las siguientes características: ! siempre que cualquier dispositivo de parada de emergencia (interruptor de parada de emergencia, interruptor de posición de seguridad, etc ) es desconectado, la energía suministrada a los dispositivos de campo de E/S queda interrumpida por desconexión del relé de control principal, y por ende, desactivando todas las máquinas o aparatos eléctricos, siempre y cuando este no represente un peligro a las personas e instalaciones. ! Todos los dispositivos de parada de emergencia están conectadas en serie para un control desde diferentes puntos, y ubicados en lugares de fácil acceso para el operador. ! Cuando retorna la energía de la red ante cortes inesperados y al activar el circuito de control, no deberá arrancar automáticamente las máquinas por medida de seguridad, la inicialización deberá ser ejecutada por el operador y en forma manual. ! Cuando se gobierna la parada de emergencia desactivando E/S, una fuente de alimentación deberá energizar a la CPU para no interrumpir su funcionamiento ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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y poder evaluar por el programa la causa que originó la falla así mismo, observar los indicadores de diagnóstico. ! En el programa del usuario no debe figurar ningún componente del circuito de control (interruptores de parada de emergencia y relé), ya que estos dispositivos son trasparentes al sistema controlado por el PLC. L1 220VAC

L2

Interruptor principal

KA

Transformador aislador

220 110

220VAC Hacia circuitos E/S

Parada de Emergencia

Interruptor de posición de seguridad

Fuente AC/DC

KA 110VAC

Arranque

KA

+

-

KA

KA

Relé de control principal

-

Supensor

+ 24VDC Hacia circuitos E/S

110VAC

Hacia circuitos E/S

Hacia fuente de alimentación

CIRCUITO ELÉCTRICO DEL CONTROL DE E/S MEDIANTE INTERRUPTORES DE PARADA DE EMERGENCIA Y RELÉ DE CONTROL PRINCIPAL

4.6 PUESTA A TIERRA. Es imprescindible conectar a tierra equipos o aparatos que contengan como parte de su diseño, dispositivos en estado sólido (Semiconductores), debido a que cargas electrostáticas o señales eléctricas de interferencias producidas por diferentes índole puede perjudicar a estos equipos. Para ello es recomendable que se realicen conexiones a tierra del chasis o rack y la fuente de alimentación del PLC para cada controlador y sus unidades de expansión, así como también el gabinete si lo tuviera. En algunos casos, para una mejor puesta a tierra es necesario instalar un bus de tierra, que viene hacer una barra de cobre colectora de todas las tomas o puntos centrales de tierra, sea del controlador o también de otros dispositivos eléctricos o electrónicos que requieran protección. Todos los bus de tierra deberán de conectarse al pozo de tierra, exclusivo para el PLC, ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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L1 L2 L3 Min 1m Canaleta con líneas de señal

Gabinete Min 1m

PLC

Min 1m Min 1m

M 3

Motor Asíncrono

Equipo generador de ruido

DISTANCIAS MÍNIMAS PERMITIDAS ENTRE PLC, LÍNEAS DE SEÑAL Y EQUIPOS GENERADORES DE RUIDO

4.6 APANTALLAMIENTO DE LÍNEAS Son conductores especialmente diseñados para protegerse de interferencias inyectadas o inducidas por fuentes perturbadoras. Es necesario conectar dicha pantalla con el potencial del gabinete, o en la barra colectora de pantallas en ambos extremos para una eficaz protección de todas las frecuencias interferentes. Solamente para atenuar interferencias de bajos frecuencias se conectará por un solo extremo la pantalla, utilizandose cuando: ! No es posible tender líneas equipotenciales y, ! Se trasmiten señales analógicas del nivel muy bajo (algunos mV o uA). RUIDOS EXCESIVOS Y SOBRETENSIONES TRANSITORIAS Existen diversas cargas en el ámbito industrial que son fuentes generadoras de ruido y de altas tensiones transitorias, así por ejemplo tenemos: ! Cargas inductivas ! Contactadores ! Solenoides ! Arrancadores de motores. etc. Que si estos son activadores por dispositivos de contacto directo conectados en serie tales como: pulsadores o interruptores del tipo selector, es conveniente utilizar supresores cuando dichas cargas son utilizadas como dispositivos de campo de salida o cuando se conectan al mismo circuito de alimentación del PLC, con ello se logra prolongar la vida de los contactos del interruptor.

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En el caso de no prever medidas de seguridad puede ocurrir: ! Fallas en el procesador o su operación esporádica. ! Defecto o pérdida del contenido de la memoria RAM ! Defecto en los módulos de E/S, simulando estar fallados o reseteados por ellos mismos. Para atenuar interferencias eléctricas generadas por ruidos excesivos o sobretensiones se sugiere seguir las siguientes recomendaciones. ! Instalaciones el PLC dentro de un gabinete. ! Instalar sistemas de puesta a tierra. ! Evitar fugas de corriente en los conductores. ! Instalar supresores ubicados en los dispositivos generadores de ruido. ! Usar módulos de memoria EPROM o EEPROM, para que el procesador realice por auto carga una rápida recuperación del programa. Como por ejemplo podemos citar del manual de instalación y operación de Allen Bradley (SLC 500TM Modular Hardware Style) la siguiente recomendación: cuando se conecte a un módulo de salida del tipo tirac en un PLC SLC 500 una carga inductiva, usar un varistor como supresor de ruidos seleccionado convenientemente. Mientras que para reducir los efectos de altas tensiones transitorias para el mismo tipo de módulo, usar supresores de sobretensión a partir de 120V en AC. Módulo de salida AC

Varistor

0 1 2 3 4 5 6 7 COM

MODULO DE SALIDA CON UN DISPOSITIVO SUPRESOR EN UNA CARGA INDUCTIVA (CONTACTOR)

A continuación se presenta en la siguiente pagina una instalación de un PLC que ilustra en detalle casi todo lo expresado.

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57

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L2

58

110

220

FUENTE AC/DC

220 110

L1 220 VAC

KA

PS L1 L2

CPU

220

S

KA

220

S

110

E

KA

110

S

C

R

24

S

Interruptor de posición seguridad

Parada de emergencia

MÓDULOS DE E/S

L2

RELE DE CONTROL PRINCIPAL

ARRANQUE

L1

24

S

CONTROL POR PLC

CONTROL POR PLC

CALCULO DEL MÁXIMO NÚMERO DE ENTRADA Y SALIDAS El número de entrada y salidas que debe tener el PLC que se va ha seleccionar esta en función de nuestros requerimientos según el cual determinamos los módulos más adecuados. Cálculos de la Capacidad de Memoria La capacidad de la memoria esta en función a la cantidad de instrucciones que el programa contiene. Ejemplo: una memoria de 1 k, tendrá capacidad para almacenar. ! 1k (1024) instrucciones La tabla siguiente las características más importantes de los procesadores SLC500 de Allen - Bradley.

ESPECIFICACIONES

5 / 01

5 / 02

5 / 03

5 / 04

Memoria de Capacidad de E/S máxima

256 discretas

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

480 discretas

59

960 discretas

960 discretas

CONTROL POR PLC

CALCULO DE LA CORRIENTE DE CONSUMO PARA LA ELECCIÓN DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN. Selección de una Fuente de Alimentación La selección de la fuente esta en función de la cantidad y tipo de módulos que va a alimentar, por ejemplo si se trata de un PLC que tiene 7 Slots y la tabla siguiente muestra las especificaciones de los diferentes módulos.

Nº Slot

Descripción

Consumo 5VDC (A)

Consumo 24 VD (A)

0

Módulo Procesador

0,35

0,105

1

Módulo Entrada 1

0,0085

-

2

Módulo Entrada 2

0,085

-

3

Módulo de Salida 1

0,17

-

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

Interfase de comunicación

-

-

Para la selección se consideran los datos de las corrientes máximas de los módulos según los catálogos, se debe tener en cuenta la expansión futura de el sistema. Según sumatoria de corrientes en nuestro caso tenemos, que para 5V es de 1,3232A y para 24V es 0,55A esto nos indica que debemos adquirir una fuente de alimentación de las siguientes características. 5V (2A) y 24V (1A)

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

60

CONTROL POR PLC

TAREA 2 INSTALAR CONTROL DE ARRANQUE DE MOTORES CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

61

DIAGRAMA DE MANDO, CON LOGICA DE RELES

DIAGRAMA DE FUERZA

220V-60HZ

L1 L2 L3

F1 DISYUNTOR MOTOR

F I>

I>

I>

S

CONTACTOR ELECTROMAGNETICO S1

K1

RELE TERMICO DIFERENCIAL

F1

R

L2 1 NA

NC

2.

-

2

3

MATERIALES / INSTRUMENTOS

N°

OPERACIONES

01

= Elaborar el diagrama Ladder del arranque directo e inversion de giro de un motor trifasico = Digitar Programa en PLC = Transferir Programa al PLC = Verificar Funcionamiento

01

V

K1

M ~

02 03 04

K1

= = = = = = = = = = =

PLC modular Modicon Motor trifasico 02 Contactores 02 Lamparas de señalizacion 01 Pulsador NC 02 Pulsadores NO 01 Interruptor termomagnetico 01 Rele termico Destornilladores Multitester Cables

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES INSTALAR CONTROL DE ARRANQUE DE MOTORES CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

62

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 02

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

1/2

2004

Diagrama de fuerza L1 L2 L3

I>

I>

I>

1

3

5

K1 2

Diagrama de mando, con lógica de relés

3

5

4

6

2

4

6

F1

L1

M 3~

1

Q1

1

K2

2

I>

K1

F1

K2

S0

K1

S1

M. Directa

S1

K1

K2

K1

K2

M. Inversa

K2

R

V

L2

MATERIALES / INSTRUMENTOS

N°

OPERACIONES

01

= Elaborar el diagrama Ladder del arranque directo e inversion de giro de un motor trifasico = Digitar Programa en PLC = Transferir Programa al PLC = Verificar Funcionamiento

02 03 04

01

= = = = = = = = = = =

PLC modular Modicon Motor trifasico 02 Contactores 02 Lamparas de señalizacion 01 Pulsador NC 02 Pulsadores NO 01 Interruptor termomagnetico 01 Rele termico Destornilladores Multitester Cables

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES INSTALAR CONTROL DE ARRANQUE DE MOTORES CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

63

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 02

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

2/2

2004

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Elaborar diagrama ladder Se elabora el diagrama Ladder para un arranque directo y el diagrama Ladder para el inversor de giro de un motor trifásico PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Elaborar diagrama Ladder para el arranque directo de un motor trifásico

%I 1.Ø

%I 1.1

%I1.3

%Q2.2

%Q2.3

%Q2.3

%Q2.Ø

%I 1.Ø

% I 1ø % I 1.1 % I 1.3 %Q 2.2 %Q 2.3 %Q 2.ø

%I 1.Ø

Relé Térmico (contacto cerrado) Pulsador de Paro (Normalmente cerrado) Pulsador de Marcha (Normalmente Abierto) Bobina del Contactor Lámpara indicadora de Marcha Lámpara indicadora de Sobrecarga

%I 1.1

%I1.3

%Q2.4

%Q2.3

%Q2.3

%Q2.4

%Q2.3

%I1.4

%Q2.4

%Q2.Ø

%I 1.Ø

% I 1ø % I 1.1 % I 1.3 % I 1.4 %Q 2.3 %Q 2.4 %Q 2.ø ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

Relé Térmico Pulsador de Paro Pulsador de Marcha Izquierda Pulsador de Marcha Derecha Bobina del Contactor, Marcha izquierda Bobina del Contactor, Marcha derecha Lámpara indicadora de Sobrecarga

64

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Digitar programa en Pc Se ingresa el diagrama Ladder del arranque directo de un motor trifásico al programa Pl7 MICRO PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Ingreso al sistema de

2. Capturar un contacto abierto del menu de instrucciones (F2), arrastrelo, colocarlo en la posición deseada y hacer click en enter

Menú de instrucciones

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

65

CONTROL POR PLC

3. Escribir la instrucción %I1.0 y presionar cerrado del relé térmico

, este representa el contacto

4. Repetir los pasos 2 y 3 par la instrucción, %I1.1 (Pulsador de paro)

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

66

CONTROL POR PLC

5. Repetir los pasos 2 y3 para la instrución %I1.3 (Pulsador de marcha)

6. Capturar una bobina (salida) del menu de instrucciones (F9) y colocarla en la parte derecha del esquema.

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

67

CONTROL POR PLC

7. Escribir la instrución %Q2.2 y poner linea horizontal (F6)

y completar el circuito con el comando de

NOTA: Si la bobina se coloca en el espacio continuo a la ultima instrucción de entrada al poner este se ubica automáticamente a la derecha y la línea

8. Para poner le contacto auxiliar de la bobina, capturar un contacto abierto (F2) y colocar debajo de la instrucción %I1.3 (Pulsador de marcha) y ponerle el mismo código que la bobina %Q2.2

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

68

CONTROL POR PLC

9. Para poner en paralelo los contactos seleccionar del menu de instrucciones, el comando linea vertical (F7) y trazar la linea vertical ubicando el cursor en la cuadrilla superior derecha de donde se quiere poner la linea y luego

10. Completar la conexión en paralelo

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

69

CONTROL POR PLC

11. Completa el esquema colocando la lampara indicadora (%Q2.3) y la rama de emergencia en el contacto abierto del relé térmico (%I1.0) y la lampara de señalización de emergencia (%Q2.Ø) NOTA: Los elementos de entrada cerrados tales como los pulsadores de parada y los contactos del relé térmico se grafican en forma inversa esto quiero decir como contacto abierto.

12. Validar el circuito con la función validar (

) y luego guardar el programa

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

70

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Transferir programa al PLC El programa hecho en LADDER se transfiere al PLC el cual se guarda en la memoria de este PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Abrir el menú Autómata y transferir programa

2. Seleccionar transferir programa de PC

Autómata y aceptar

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

71

CONTROL POR PLC

3. Al pedir la confirmación de la transferencia, aceptar

4. Después de transferir exitosamente aparecerá la pantalla sin ningún comentario como se muestra en la figura.

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

72

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Verificar funcionamiento Se verifica el funcionamiento del programa en le PLC por medio de los pulsadores PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Abrir el menú Autómata y conectar

2. Completada la conexión poner el PLC en “Run” por medio del menú Autómata / Run

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

73

CONTROL POR PLC

3. Presionar el pulsador de marcha I1.3 y se deben activar Q2.2 y Q2.3 indicando el correcto funcionamiento. Con el pulsador de paro I1.1 se desconecta la bobina y vuelve al estado de reposo.

4. Al accionar el pulsador I1.Ø (simula el relé térmico) el pleno funcionamiento se debe apagar la salida Q2.2 y Q2.3 y encender la lampara de emergencia Q2.Ø

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74

CONTROL POR PLC

3. UNIDADES DE PROGRAMACIÓN Los aparatos de programación denominados también terminales de programación, son el medio de comunicación entre el hombre y la máquina a través de la escritura, lectura, modificación, monitoreo, forzado, diagnostico y la puesta a punto de los programas. Estos aparatos esta constituidos por un teclado y un dispositivo de visualización, donde el teclado muestra todos los símbolos números, letras, instrucciones, etc. necesarios para la escritura del programa y otras acciones anteriores señaladas. El visualizador o pantalla pone a la vista todas las instrucciones programadas o registradas en memoria. Existe tres tipos de programadores: los manuales (Hand held) tipo calculadora, los tipos video (unidad de programación) y la (computadora). Los programadores manuales se caracterizan por su fácil programación (lista de instrucciones), son portátiles y económicos: generalmente son usados en los PLCs pequeños, en los que no se requiere mayor complejidad en la programación. El medio más complejo de programación incluyendo la detención de fallas son los programadores de video y las computadoras personales en ella se puede emplear todos los lenguajes para la programación: lista de instrucciones (literal) y método gráfico. Cuando se usa la coputadora que por lo general es lo común, es necesario el software de programación. Los aparatos de programación son una herramienta importante y necesario para el diálogo con el PLC, pero físicamente independiente, las cuales nos permite:

! Escribir

a través de lista de instrucciones o mediante el método gráfico programas, así como modificarlos o borrarlos de manera total o parcial.

los

! Leer o borrar los programas en la memoria RAM de la CPU, o también de las memorias EPROM o EEPROM.

! Simular la ejecución de las instrucciones del programa a través del forzado de las

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75

CONTROL POR PLC

Programación desde una PC

[ Puerto RS 232 C [ Cable - Interfase (Convertidor RS 232 C/RS 485) [ Software

00 -L110000 XXBBTT-L

UNIDAD DE PROGRAMACIÓN

[ Detectar y visualizar las fallas del programa o fallas originales en los dispositivos de campo de entrada o salida

[ Visualizar en todo momento el estado lógico de los captadores y accionadores en tiempo real.

[ Realizar las trasferencias de los programas contenidos en la memoria volátil o permanente

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76

CONTROL POR PLC

[ Permite accesar a instrucciones tales como: copiar, buscar, insertar, guardar, etc, que sirve de ayudar para un mejor manejo y análisis de la programación. Programación con Terminal (Hand Held)

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77

CONTROL POR PLC

4. REQUERIMIENTOS Para funcionar adecuadamente se requiere Pentium I Memoria 32 MB Espacio Disco Duro 20MB

5. SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN 5.1 Lenguaje de Programación A la acción de realizar un programa se le conoce como programación por lo que podemos decir. Un programa se escribe en un lenguaje de programación y a la actividad de expresar un algoritmo en forma de programa se le denomina programación. A menudo, el lenguaje de programación se denomina software de programación cuando se emplea un término genérico, a fin de distinguirlo del hardware.

5.2 Denominación de los Lenguajes de Programación de diferentes PLCs Cada fabricante ha nombrado mediante siglas o palabras compuestas a su lenguaje de programación o software de programación que lo identifica del resto de PLCs.

Marca

Lenguaje

SIEMENS (Simatic)

STEP 5,STEP7

ALLIEN BRADLEY

APS

TELEMECA NIQUE

PL707 PL7

MODICON

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78

CONTROL POR PLC

INSTRUCCIONES TIPO BIT = (RELE) 1. DEFINICIÓN Estas instrucciones funcionan en un solo bit de datos. Durante la operación, el procesador puede establecer o restablecer el bit, en base a la continuidad lógica en los renglones de escalera. Usted puede direccionar un bit tantas veces como lo quiera su programa. Las instrucciones del bit se usan en los siguientes archivos de datos:

! Archivos de datos de salida y entrada. Estos representan salidas y entradas externas. ! Archivos de datos de estado ! Archivos de datos de bit (%Mi). Estas son las bobinas

internas usados en su

programa.

! Archivos de datos de temporizador, contador y registro (% TMi, % Ci, % Ri). Estas instrucciones usan varios bits de control.

! Archivos de datos enteros. 2. TIPOS INSTRUCCIONES DE CARGA Contacto de Cierre (Normalmente abierto) Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado esta activado (1), entonces la instrucción es evaluada como verdadera. Cuando se ejecuta la instrucción, si el bit direccionado esta desactivado (0), entonces la instrucción se evalúa como falsa.

Estado de dirección del Bit

Instrucción

0

Falso

1

Verdadero

Símbolo

Contacto de Apertura (Normalmente Cerrado) Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado esta desactivado (0), entonces la instrucción se evalúa como verdadera. Cuando se ejecuta la instrucción si el bit direccionado esta activado (1), entonces la instrucción se evalúa como falsa.

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79

CONTROL POR PLC

Estado de dirección del Bit

Instrucción

0

Verdadero

1

Falso

Símbolo Contacto de Flanco Ascendente Detectan el paso de 0 a 1 del bit que los controla Gráfico % I1. Tiempo Resultado Booleano

Símbolo

1 ciclo autómata

Tiempo

P

Contacto de Flanco Descendente Detectan el paso de 1 a 0 del bit que los controla Gráfico % I1. Tiempo Resultado Booleano

Símbolo

1 ciclo autómata

Tiempo N

INSTRUCCIONES DE ASIGNACIÓN Bobinas Directas Cuando se asigna una dirección a esta instrucción que corresponde a la dirección de una salida física, el dispositivo de salida cableado a este borne de salida se activa cuando se establece el bit. Cuando las condiciones del renglón se hacen falsas (después de ser verdaderas), el bit se desactiva y el dispositivo de salida correspondiente, se activa. Símbolo

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80

CONTROL POR PLC

Bobinas Inversas El bit asociado se establece cuando las condiciones del renglón se hacen falsas Símbolo Bobinas de Conexión El bit asociado se pone a 1 cuando el resultado de la ecuación = 1 Símbolo

S

Bobinas de Desconexión El bit asociado se pone a 0 cuando el resultado de la ecuación = 1 Símbolo

R

DIRECCIONAMIENTO Direccionamiento de Entrada /Salida del TSX3721

El direccionamiento de una salida / entrada se define por las siguientes características:

% Símbolo

IóQ

POSICIÖN

Tipo de Objeto I = entrada Q = salida

X = Numero de Posición en el RACK

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81

i Punto

i = Número de vía

CONTROL POR PLC

APLICACIONES 1. Ejemplos: Lenguaje lista de Instrucciones

Lenguajes de Contactos ( LADDER)

%I 1.1

%Q 2.3

LD % 1.1 ST % Q2.3

%M

LDN % MØ

%Q 2.2

ST % Q2.2 %I 1.2

LDR % I1.2

%Q 2.4

P

ST % Q2.4 %I 1.3

LDR % I1.3

%Q 2.5

N

ST % Q2.5

%I 1.1

%Q 2.3

LD % I 1.1 ST % Q2.3

%Q 2.2

STN % Q2.2 %Q 2.4

S %I 1.2

%Q 2.4

R

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

82

S

% Q2.4

LD

% I 1.2

R

% Q2.4

CONTROL POR PLC

DIAGRAMA ESCALERA PARA EL ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFÁSICO %I 1.Ø

%I 1.1

%I1.3

%Q2.2

%Q2.3

%Q2.3

%Q2.Ø

%I 1.Ø

% I 1ø % I 1.1 % I 1.3 %Q 2.2 %Q 2.3 %Q 2.ø

Relé Térmico (contacto cerrado) Pulsador de Paro (Normalmente cerrado) Pulsador de Marcha (Normalmente Abierto) Bobina del Contactor Lámpara indicadora de Marcha Lámpara indicadora de Sobrecarga

DIAGRAMA ESCALERA PARA LA INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO %I 1.Ø

%I 1.1

%I1.3

%Q2.4

%Q2.3

%Q2.3

%I1.4

%Q2.4

%Q2.4

%Q2.Ø

%I 1.Ø

% I 1ø % I 1.1 % I 1.3 % I 1.4 %Q 2.3 %Q 2.4 %Q 2.ø ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

Relé Térmico Pulsador de Paro Pulsador de Marcha Pulsador de Marcha Derecha Bobina del Contactor, Marcha izquierda Bobina del Contactor, Marcha derecha Lámpara indicadora de Sobrecarga 83

CONTROL POR PLC

TAREA 3 INSTALAR CONTROL TEMPORIZADO DE MOTORES CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

84

DIAGRAMA DE FUERZA

ESTRELLA

L1 L2 L3

TRIANGULO Z

U

U

X Z Y W

W

DISYUNTOR MOTOR I>

I>

X

V Y

V

I>

DIRECTO

K1

V

U

INVERSA

W

K2

K3 Z

X

Y

Y

F1

U

V

M ~

02 03 04

01

Z X Y

MATERIALES / INSTRUMENTOS

OPERACIONES

N° 01

W

= Elaborar diagrama ladder de arranque estrellatriangulo de un motor trifasico = Digitar Programa en PLC = transferir Programa al PLC = Verificar funcionamiento

= = = = = =

Motor trifasico 03 Contactores 02 Lamparas de señalizacion 01 Pulsador NO 01 Pulsador NC 02 Interruptor termomagnetico (01 3 , 01 1 ) = 01 Rele termico = destornilladores = PLC modelo Modicon TSX3721

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES INSTALAR CONTROL TEMPORIZADO DE MOTORES CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

85

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 03

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

1/3

2004

DIAGRAMA DE FUERZA

TRIANGULO

ESTRELLA

L1 L2 L3

U

Z

U

X Z Y W

W

X

V Y

I>

I>

V

I>

U

K1

V

W

K2

K4

Z

X

Y

Y

F1

K3 U

V

M ~

02 03 04

01

Z X Y

MATERIALES / INSTRUMENTOS

OPERACIONES

N° 01

W

= = = = = = = = = = = =

= Elaborar diagrama ladder de un arranque estrella-triangulo con inversion de giro de un motor trifasico = Digitar Programa en PLC = transferir Programa al PLC = Verificar funcionamiento

PLC modular Modicon Motor trifasico 02 Contactores 02 Lamparas de señalizacion 01 Pulsador NC 02 Pulsadores NO 01 Interruptor termomagnetico 01 Rele termico Destornilladores Multitester Cables PLC modelo Modicon TSX3721

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES INSTALAR CONTROL TEMPORIZADO DE MOTORES CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

86

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 03

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

2/3

2004

L1 L2 L3

I>

I>

I>

I>

I>

I>

1

3

5

1

3

5

2

4

6

2

4

6

K1

K2

F1

F2

M1

M2

3~

3~

M1 T1

T1

T1

M2 T2 OPERACIONES

N° 01 02 03 04

01

T2

= Elaborar diagrama ladder de control de dos motores alternados. = Digitar Programa en PLC = transferir Programa al PLC = Verificar funcionamiento

= = = = = = = = =

T2 MATERIALES / INSTRUMENTOS 02 Motores 03 Contactores 02 Lamparas de señalizacion 01 Pulsador NO 01 Pulsador NC 02 Interruptor termomagnetico Multitester Destornilladores Cables

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES

INSTALAR CONTROL TEMPORIZADO DE MOTORES CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

87

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 03

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

3/3

2004

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Elaborar diagrama ladder Se elabora el diagrama Ladder para un arranque estrella triangulo de un motor trifásico PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Elaborar diagrama Ladder para el arranque estrella triangulo de un motor trifásico

MARCHA

%MØ

%I1.3

S % TM Ø

%MØ IN

Q

TYPE TB ADJ %TMØ.P

TON 1 s. Y 6

%Q2.4

%MØ

%Q2.3

%Q2.4

% TM Ø.Q

CONTACTOR PRINCIPAL K1 LAMPARA MARCHA (VERDE)

%Q2.2

%Q2.1

CONTACTOR ESTRELLA K1

%Q2.4

% TM Ø.Q

%Q2.1

%Q2.2

CONTACTOR TRIANGULO K2

RELÉ TÉRMICO

%I1.0

%S6

%Q2.Ø

%M

R PARO

%I1.1

%MØ

R

END

OBSERVACIÓN: - El pulsador %I1.3 es normalmente abierto - El contactor %I1.Ø es el contacto cerrado del relé térmico - El pulsador %I1.1 es normalmente cerrado

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

88

LAMPARA SOBRECARGA (ROJO)

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Elaborar diagrama Ladder Se elabora el diagrama Ladder para el control de dos bombas alternadas PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Elaborar diagrama Ladder para el control de dos bombas alternadas

%MØ

%I1.3

S %TMØ %MØ

%M1 IN

Q

TON TYPE 1S TB ADJ Y %TMØ.P 20

%Q2.Ø

%Q2.2

ELECTROBOMBA 1

%TMØ.V 10 %Q2.5

%Q2.2

LAMPARA INDICADORA 2

%M1 %TMØ.V = 20 %I1.4

%Q.2

LAMPARA SOBRECARGA ELECTROBOMBA 1

%I1.5

%Q.3

LAMPARA SOBRECARGA ELECTROBOMBA 2

%I1.1

%MØ

R

END

%I1.3 CONTACTO NORMALMENTE ABIERTO (MARCHA) %I1.1 CONTACTO NORMALMENTE CERRADO (PARO) %I1.4 CONTACTO CERRADO DEL RELÉ TÉRMICO 1 %I1.5 CONTACTO CERRADO DEL RELÉ TÉRMICO 2

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

89

CONTROL POR PLC

INSTRUCCIONES DE TEMPORIZACIÓN DEFINICIÓN Las funciones de tiempo quedan definidas por los temporizadores que permiten el control de acciones específicas en el tiempo. El valor de este tiempo se obtiene por lo general por la combinación de una constante numérica y la base de tiempos, pudiendo ser esta última de diferentes valores, así por ejemplo (1min, 1seg, 100msg, 10msg, 1msg) TIPOS Los temporizadores más definidos a nivel industrial son: El on-delay y el off-Delay, que significan respectivamente temporizadores con retardo a la conexión y temporizador con retardo a al desconexión, siendo por consiguiente estos los más reconocidos, de allí que la mayoría de PLCs los disponen. Existen para algunos PLCs una variedad de estas funciones de tiempo que tienen cierta particularidad de funcionamiento. En algunos casos reciben un nombre particular de modo que pueda ser identificado rápidamente, este el caso por ejemplo de los nonoestables. Por otro lado, la cantidad de temporizadores que contienen los PLC's esta supeditado a su tamaño, lo que quiere decir, a la cantidad de memoria que maneja. TEMPORIZADORES DEL PLC MODULAR MODICON TSX 3721 Tiene 3 tipos de temporizadores:

! TON: Este tipo de temporizador permite gestionar los retardos de conexión. Este retardo es programable y puede ser modificada o no desde el terminal.

%TM1 IN

Q

! TOF: Este tipo de temporizador permite

MODE:TON TB: 1mn

gestionar los retardos de desconexión. Este retardo es programable y puede ser modificado o no desde el terminal.

TM.P:9999 MODIF:Y

! TP: Este tipo de temporizador permite elaborar un impulso de duración precisa. Esta duración es programable y puede ser modificado o no desde el terminal.

Bloque temporizador

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

90

CONTROL POR PLC

Temporización con retardo en la conexión modo TON El temporizador se activa en un flanco ascendente de la entrada IN: su valor actual %TMi.V toma el valor 0. Luego, el valor actual aumenta hacia %TMi.P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo TB. El bit de salida %TMi.Q pasa a 1 cuando el valor actual alcanza %TMi.P y permanece a 1mientras la entrada está en el estado 1. Cuando la entrada IN pasa al estado 0, el temporizador se detiene aun cuando estaba en curso de evolución: %TMi.V toma el valor 0.

IN

Q %TMi.V %TMi.P

Temporización con retardo en la desconexión: modo TOF El valor actual %TMi.V toma el valor 0 en un flanco ascendente de la entrada IN (aun cuando el temporizador está en curso de evolución). El temporizador se activa en un flanco descendente de la entrada IN. Luego, el valor actual aumenta hacia %TMi.P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo TB. El bit de salida %TMi.Q pasa a 1 cuando se detecta un flanco ascendente en la entrada IN y el temporizador se pone a 0 cuando el valor actual alcanza %TMi.P.

IN

Q

%TMi.V %TMi.P

Monoestable: modo TP El temporizador se activa en un flanco ascendente de la entrada IN: su valor actual %TMi.V toma el valor 0 (si el temporizador no está en curso de evolución). Luego el valor actual aumenta hacia %TMi.P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo TB. El bit de salida %TMi.Q pasa a 1 cuando el temporizador se activa y se pone a 0 cuando el valor actual alcanza %TMi.P. Cuando la entrada IN y la salida %TM.iQ están a 0, TMi.V toma el valor 0. Este monoestable no puede reactivarse. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

IN

Q

%TMi.V %TMi.P

91

CONTROL POR PLC

DIRECCIONAMIENTO Número de temporizador

%T Mi

De ø a 63 para un TS X37

Tipo

TON TOF TP

! Retardo a la conexión (por defecto) ! Retardo en la desconexión ! Monoestable

Base de tiempo

BT

1 min (por defecto), 1s, 100ms, 10ms, (para TM y T Mi). Cuanto más corta es la base de tiempo, mayor es la precisión del temporizador.

Valor actual

%TMi.V

Palabra que crece de 0 a % TMi.P en el transcurso del temporizador. El programa puede leer y comprobar y escribir. Por defecto su valor es 9999.

Valor de Preselección

%TMi.P

0 - TMi P - 9999. Palabra que el programa puede leer, comprobar y escribir. Por defecto su valor es 9999

Y/N

Y: posibilidad de modificación del valor de preselección % TMi. P en modo de ajuste. N: sin acceso en modo ajuste

Entrada (o instrucción) "Activación"

IN

En flanco ascendente (modo TON o TP) o flanco descendente (modo TOF), arranca el temporizador.

Salida "temporizador"

Q

Bit asociado % TMi. Q, su puesta a 1 depende de la función realizada TON, TOF, TP

Ajuste por terminal

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

92

CONTROL POR PLC

APLICACIONES Programación y Configuración La programación de los bloques de función temporizador es idéntica en los modos de utilización. La elección del funcionamiento TON, TOF o TP se efectúa en el editor de variables. Configuración Se introducen los parámetros siguientes en el editor de variables.

! ! ! !

Modo : TB: % TMi P: MODIF:

TON, TOF o TP 1min, 1s, 100ms, 10ms 0 a 9999 YoN

Programación Lenguaje de Contactos %TM1

%I 1.1 IN

Lenguaje lista de Instrucciones LD % I 1.1 IN % TM.1 LD % TM1.Q LD % Q2.3

%Q 2.3 Q

TON

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

93

CONTROL POR PLC

CALCULO DE LOS TIEMPOS EN UNA SECUENCIA CASO 1 Al presionar el pulsador de marcha, los motores arrancan automáticamente en secuencia, comenzando por M1. luego de 10 seg., arranca M2 y después de 18 seg., arranca M3 Al presionar el pulsador el pulsador de paro, los motores paran simultáneamente. El funcionamiento de los motores está señalizado por las lámparas H1, H2 y H3.

M3

8

M2

10

M1 MARCHA PARO

CASO 2 Al presionar el pulsador de marcha, los motores arrancan automáticamente en secuencia, comenzando por M3, luego de 8 seg., arranca M2 y después de 13 seg., arranca M1. Al presionar el pulsador de paro, el primer motor que para es el M1, luego de 6 seg. para el M2 y después de 10 seg. para el M3. El funcionamiento de los motores esta señalizado por las lámparas H1, H2 y H3.

5

M1 M2

6

8

4

M3 MARCHA PARO

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

94

CONTROL POR PLC

TAREA 4 INSTALAR Y PROGRAMAR SISTEMA DE CONTROL ELECTRONEUMATICO Y ELECTROHIDRAULICO

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

95

LAGEPLAN

S2 S3 ECV = AVANCE Av Ev AV 0 AVANCE REGULADO ER 0 RETORNO ER S2 S3 S4

1.0 ( A )

S4

P3 P2

A

B

Y1

P

T

DIAGRAMA DE MOVIMIENTOS 2

1 B

A a

o

4

3

1 b

Y2

Y3 P

1.0 ( A )

T

0 P1

M P1

01

01

MATERIALES / INSTRUMENTOS

OPERACIONES

N°

= = = = = = = = = = = = = =

= Accionar valvulas electrohidraulicas con PLC

Grupo hidraulico Valvula limitadora de presion Cilindro de doble efecto Manometro Electrovalvula 4/3 Electrovalvula 4/2 Valvula de estrangulacion con antirretorno Mangueras de presion Fuente de alimentacion 24 VDC Controlador programable Pulsadores Final de carrera electrica Tablero de montaje Multitester

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES INSTALAR Y PROGRAMAR SISTEMA DE CONTROL ELECTRONEUMATICO Y ELECTROHIDRAULICO

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

96

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 04

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

1/2

2004

CONTROL POR PLC

SOLUCION USANDO EL PLC AVANCE REGULADO

AVANCE

RETORNO

S3

S2

S4

24V S3

S2

S4

S5

S7

S6

S1 MARCHA AUTOMAT.

AVANCE RETORNO AUTOM MANUAL MANUAL MANUAL I1

IØ

I2

I3

I4

I5

220 v

24V

01

0Ø

02

24V / 2A

Y2

Y1

0V

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

97

Y3

I6

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Accionar valvulas electrohidraulicas con PLC Paso 1. Planificar instilación Paso 2. Verificar grupo Hidráulico Paso 3. Verificar valvula limitadora de presión Paso 4. Verificar cilindro de doble efecto Paso 5 . Verificar manómetros. Paso 6. Verificar electroválvulas 4/3 Paso 7. Verificar electroválvulas 4/2 Paso 8. Verificar válvula de estrangulación con antirretorno Paso 9. Verificar fuente de alimentación Paso 10. Verificar pulsadores Paso 11. Verificar final de carrera Paso 12. Verificar PLC Paso 13. Montar elementos hidráulicos con tablero Paso 14. Montar elementos eléctricos en el tablero Paso 15. Conectar mangueras de presión Paso 16. Cablear circuitos eléctricos Paso 17. Aflojar completamente el tornillo de ajuste de la VLP Paso 18. Aflojar completamente el tornillo de ajuste de la válvula de estrangulación con antirretorno Paso 19. Programar PLC Paso 20. Accionar grupo hidráulico Paso 21. Conectar tensión

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

98

CONTROL POR PLC

Paso 22. Ajustar presión con VLP Paso 23. Ajustar V.E.A. Paso 24. Probar funcionamiento OPERACIÓN Programar PLC Paso 1. Tipear programa en PLC Paso 2. Transferir programa a PLC Paso 3. Verificar funcionamiento

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

99

DEPOSITO VIBRADOR

CILINDRO 2.0 ( b )

CILINDRO 3.0 ( c )

DEPOSITO VIBRADOR DE JUNTAS

TOBERA DE SOPLADO (e)

DIADGRAMA DE MOVIMIENTOS

TORICAS

1

2

3

4

5

6

8=1

7

1 TORNILLO CON JUNTA TORICA

A 0 1 B 0 1

CILINDRO 1.0 ( d )

C 0 1 D

CILINDRO 4.0 ( d )

0 1 E 0

A 1.0

B 2.0

S4

C 3.0

S2

E 5.0

D 4.0

S5

S7

S6

5.0.1 Y1

Y2 1.1

01

Y4

3.1

Y5

4.1

5.1

MATERIALES / INSTRUMENTOS

OPERACIONES

N° 01 02

2.1

Y3

= Accionar valvulas electroneumaticaslcon PLC = Ejecutar instrucciones de conteo

=Cilindros de doble efecto =Electrovalvulas 4/2 =Valvulas antirretorno con estrangulamiento =PLC =Tablero de montaje

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES INSTALAR Y PROGRAMAR SISTEMA DE CONTROL ELECTRONEUMATICO Y ELECTROHIDRAULICO

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

100

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 04

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

2/2

2004

CONTROL POR PLC

OPERACION Accionar valvulas electroneumaticas con plc En un tornillo de cierre para valvulas se debe colocar una junta Torica. Mediante un vibrador se alimenten los tornillos. Los tornillos son colocados en una horquilla, situado en el cilindro 2.0(B). El cilindro 1.0 (A) levanta la junta teorica cuando señal de marcha. El cilidro 2.0 (B) retrocede la horquilla. El cilindro 3.0 © introduce el tornillo en la junta teorica. Los vastagos de los cilindros 1.0 (A), 2.0 (B) y 3.0 © regresan a sus posiciones iniciales. El cilindro 4.0 (D) levanta la pieza del dispositivo para ser trasladado a un deposito mediante un soplado 5.0 (E) PASO 1. Implementar circuito Electroneumatico OPERACION Ejecutar Instrucciones de conteo Paso 1. Elaborar programa en PLC Paso 2. Transferir programa al PLC Paso 3. Verificar funcionamiento

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

101

CONTROL POR PLC

INSTRUCCIONES DE CONTEO DEFINICIÓN Las funciones de conteo quedan definidas por los contadores que permiten efectuar contajes y descontajes de acontecimientos o de impulsos. TIPOS

Contador Ascendente (CU) La operación cuenta ascendente consiste en incrementar en 1al contenido del contador el presentarse un impulso o un acontecimiento. Contador Descendente (CD) La operación de descontaje consiste en decrementar en 1 el contenido de contador, al presentarse un impulso o un acontecimiento.

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

102

CONTROL POR PLC

CONTADORES DEL PLC MODULAR MODICON TSX3721 %Ci R

El bloque de función contador / descontador realiza el contaje y descontaje de eventos, estas dos operaciones que pueden ser simultáneos.

E

S CP = 9999

D

CU MODIF: Y F CD

Bloque contaje/descontaje

DIRECCIONAMIENTO Número de contador Valor actual

%CI %Ci.V

Valor preselección Ajuste por terminal

De ø a 15 Palabra aumentada o disminuida en función de las entradas (o de las instrucciones) CU y CD. El programa puede leerla, comprobarla, pero no escribirla.

%Ci.P

0

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

1

3

5

1

3

5

1

3

5

2

4

6

2

4

6

2

4

6

K1

K2

F1

K3

F2

F3

M1

M2

M3

3~

3~

3~

8

M3 M2

10

M1 MARCHA PARO MATERIALES / INSTRUMENTOS

N°

OPERACIONES

01

= Elaborar diagrama Ladder del arranque directo e inversión de giro de un motor trifásico = Digitar programa en PC = Transferir prgrama al PLC

02 03 04

01

= = = = = = = = = =

PLC modular MODICON Motor trifásico 03 contactores 02 lamparas de señalización 01 pulsador NO 01 pulsador NC Interruptor termomagnético Relé térmicos Destornilladores Multitester

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES

CONTROLAR ACCIONAMIENTOS Y PARO DE MOTORES EN FORMA SECUENCIAL CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 06

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

110

1/3

2004

L1 L2 L3

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

1

3

5

1

3

5

1

3

5

2

4

6

2

4

6

2

4

6

K1

K2

F1

K3

F2

F3

M1

M2

M3

3~

3~

3~

8

8

M3 M2

10

10

M1 MARCHA PARO MATERIALES / INSTRUMENTOS

N°

OPERACIONES

01

= Elaborar diagrama Ladder del arranque directo e inversión de giro de un motor trifásico = Digitar programa en PC = Transferir prgrama al PLC = Verificar funcionamiento

02 03 04

01

= = = = = = = = = = =

PLC modular MODICON Motor trifásico 03 contactores 02 lamparas de señalización 01 pulsador NO 01 pulsador NC Interruptor termomagnético Relé térmicos Destornilladores Multitester Cables

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES

CONTROLAR ACCIONAMIENTOS Y PARO DE MOTORES EN FORMA SECUENCIAL CON PLC PERU

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

111

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 06

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

2/3

2004

L1 L2 L3

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

1

3

5

1

3

5

1

3

5

2

4

6

2

4

6

2

4

6

K1

K2

F1

K3

F2

F3

M1

M1

M1

3~

3~

3~

5 8

M3 M2

8

10

10

M1 MARCHA

MATERIALES / INSTRUMENTOS

N°

OPERACIONES

01

= Elaborar diagrama Ladder del arranque directo e inversión de giro de un motor trifásico = Digitar programa en PC = Transferir prgrama al PLC = Verificar funcionamiento

02 03 04

01

= = = = = = = = = =

PLC modular MODICON Motor trifásico 03 contactores 02 lamparas de señalización 01 pulsador NO Interruptor termomagnético Relé térmicos Destornilladores Multitester Cables

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES

CONTROLAR ACCIONAMIENTO Y PARO DE MOTORES EN FORMA SECUENCIAL CON PLC

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT 06

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

112

3/3

2004

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Elaborar diagrama Ladder Se elabora el diagrama Ladder para un arranque secuencial de tres motores trifásico PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Elaborar diagrama Ladder para el arranque secuencial de tres motores trifásico %MØ

%I1.3

S %Q2.Ø

%MØ %TMØ

%MØ

Q

IN

TYPE TON TB 1S ADJ Y %TMØ.P 10

%Q2.1

%TMØ.Q

%TMØ %Q2.1 IN

Q

TYPE TON TB 1S ADJ Y %TMØ.P 8

%Q2.2

%TM1.Q

%S6

%I1.4

%Q2.3

%MØ

%I1.5

R %I1.6

%MØ

%I1.1

R END

%I1.3 PULSADOR NORMALMENTE ABIERTO (MARCHA) %I1.1 PULSADOR NORMALMENTE CERRADO (PARO) %I1.4 CONTACTO CERRADO DEL RELÉ TÉRMICO DEL MOTOR 1 %I1.5 CONTACTO CERRADO DEL RELÉ TÉRMICO DEL MOTOR 2 %I1.6 CONTACTO CERRADO DEL RELÉ TÉRMICO DEL MOTOR 3

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

113

CONTROL POR PLC

TAREA 7 SUPERVISAR PROCESO DE CONTROL AUTOMATIZADO

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

114

PLC

UNITELWAY Rs485

Rs232

MEZCLADOR DE PINTURA

VÁLVULA 1

SALIDA

ENTRADA

VÁLVULA 2

MOTOR

Ingrediente A

Ingrediente B

100%

SENSOR ANALÓGICO

50% 0%

MARCHA

PARO

VÁLVULA 3

MATERIALES / INSTRUMENTOS

N°

OPERACIONES

01 02 03

= Reconocimiento del modulo analogo = Verificar funcionamiento del modulo analogo = Elaborar programa para el control de un proceso industrial

01

= = = = = = = = = = = =

PLC MODICON TSX3721 Módulo TSX DMZ 28DR Módulo TSX AEZ 414 Módulo TSX ASZ 200 Módulo TSX DSZ 08R5 Tarjeta de comunicación Interruptor termomagnético Pulsadores Lámparas de señalización Destornilladores Multitester Cables

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES SUPERVISAR PROCESO DE CONTROL AUTOMATIZADO

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

MATERIAL

OBSERVACIONES

Ht 07

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

115

1/1

2004

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN: Reconocimiento del modulo analógico PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Paso: Identificar el módulo TSX AEZ 414 El módulo TSX AE 414 es una cadena de configuración multirango, con 4 entradas diferenciales. El módulo TSX AEZ 414 ofrece para cada una de sus entradas y según la elección que se haga en la configuración, la gama. ! termopar B, E, J, K, L, N, R, S, T, ó U, ! termosonda PT 100 ó Ni 1000 en 2 ó 4 hilos, ! nivel alto + /-10V,0 - 10V,0 - 5V (0-20mA con un shunt externo). ó 1 - 5V (4 - 20mA) con un shunt externo). Hay que precisar que los shunt externos se entregan con el producto. 2. Paso: Identificar el módulo TSX ASZ 200 El módulo TSX ASZ 200 ofrece 2 salidas analógicas con punto común y para cada una de ellas, las siguientes escalas sin aporte de energía (sin alimentación externa): ! + / - 10V para una carga de al menos 1KW, ! 0 - 20 mA para una caraga máxima de 600 W, ! 4- 20 mA para una carga máxima de 600W.

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

116

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Verificar funcionamiento del modulo analógico Se verificar funcionamiento del modulo analógico PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Configurar la posición de los módulos 1.1 Seleccione la posición del módulo a configurar (haga cIic o las teclas flecha). 0

1

3

5

7

TSX 3710 Posición de módulo de tamaño estándar y de tamaño medio C o m m

2

4

6

8

1.2 Seleccione el comando Edición/Agregar un módulo E/S o haga doble clic en la posición seleccionada (tecla INTRO). Un cuadro de diálogo se visualiza presentando por familia la lista de los módulos que pueden ser configurados en función de la posición seleccionada (módulo formato estándar o semiformato). 1.3 Seleccione la familia (haga clic o presione las teclas flecha), el módulo (la tecla TAB permite desplazarse entre las diferentes opciones) y haga clic en Aceptar para validar. OBSERVACIÓN: . Si el módulo ocupa 2 posiciones (caso de todo módulo en formato estándar), el software efectúa la actualización automática de la configuración de posiciones. 2. Configurar cada módulo de entradas/salidas 2.1 Seleccione el módulo a configurar (haga clic o presione las teclas flecha). 2.2 Seleccione el comando Servicios/Abrir el módulo o haga doble clic en el módulo seleccionado (tecla INTRO). 2.3 Introduzca los parámetros y valide con el comando Edición/Validar (CTRL + W). Para introducir los diferentes parámetros, consulte los temas específicos correspondientes. Según si el comando Ver/Area Módulo está seleccionado o no, la visualización será diferente. 2.4 Cierre la ventana (CTRL+F4) y defina los parámetros del módulo siguiente.

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

117

CONTROL POR PLC

3. Gamas de entradas analógicas, TSX Micro Según el tipo de módulo, la asignación de una vía puede ser: eléctrica (± 10 V, 0..10 V, 0..5 V, 0..20 mA O 4..20 mA). termopar (DE TIPO B, E, J, K, L, N, R S, T, y U), termosonda (Pt100 o Ni1000) 1. Seleccione la vía que desea asignar. Vía

Símbolo

0 1

Gama

Filtro

Escala

+/-10 V +/-10 V

0 0

%.. %..

2. Seleccione la gama de entrada para la vía

+/-10 +/-10 0..10 V 0..5V ou 0..20mA 1..5V ou 4..20mA Ni1000 Pt100 Thermo B Thermo E

Si se trata de un módulo TSX AEZ 414 y si el usuario selecciona una gama termopar o termosonda, se proponen dos botones de control para definir la unidad de medición de la vía °C (Celsius) o °F (Fahrenheit) 4. Mostrar medidas de entradas analógicas, TSX Micro El usuario puede utilizar directamente la medida proporcionada a la aplicación. Las opciones son: utilizar la presentación normalizada 010000 (0 ± 10000 para la gama ± 10 V), definir los parámetros del formato de presentación User indicando los valores mínimo y máximo deseados.

Echelle Affichage -100%

-10000

100%

10000

Seleccionar el tipo de presentación Si se seleccionan los valores predeterminados (presentación normalizada), el área de visualización de los parámetros de vía indica % ... Si la escala se modifica en el área de visualización, el área de la escala de parámetros de la vía indica User. Los límites mínimo y máximo son enteros comprendidos entre 30000 y +30000.

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118

CONTROL POR PLC

OBSERVACIÓN: . Si se trata de un módulo TSX AEZ 414 y si el usuario selecciona una gama termopar o termosonda, se proponen dos botones de control para definir la unidad de medición de la vía: °C (Celsius) o °F (Fahrenheit). . La escala de temperaturas puede ser la predeterminada de la termosonda o del termopar seleccionado, definida en décimos de grado (por ejemplo, de -600 a +1100 décimos de °C para una sonda Ni1000). En este caso, el área de visualización de los parámetros de vía indica 1110 °C 01110. °F, según la unidad seleccionada. Si la casilla Normalizada está activa, la presentación está normalizada 0..100%, con límites inferiores y superiores predeterminados (por ejemplo, de -600 a +1100 décimos de °C para una sonda Ni1000). En este caso, el área de visualización de los parámetros de vía indica User °c o 13) User °F. -Si el usuario modifica uno de estos límites, la presentación será la normalizada del usuario; el área de visualización de los parámetros de escala de los parámetros de la vía indicará igualmente User °C o User °F. 5. Direccionamiento de los objetos de los módulos de entradas/salidas en rack Los caracteres siguientes definen el direccionamiento de los principales objetos bits y

TSX Micro %

Símbolo

EJEMPLO

I, Q, M o K

Tipo de objeto I = Entrada Q = Salida M = Información en lectura/ escritura K = Información de configuración

X, W, D o F

x.i

.r

Formato X = booleano W = palabras D = dobles palabras F = flotante

Posición (x)y numero de vía (i) del módulo TSX Micro

Rango r = 0 a 127 o ERR

%IW4.3 = Entrada de módulo situado en la posición 4, vía 0 %IW8.0 = Entrada de módulo situado en la posición 8, vía 0

%Q2.Ø

%IW4.1 < = 5 %Q2.1

%IW4.1 >5

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119

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN Elaborar programa para el control de un proceso industrial 1. FUNCIONAMIENTO Indicando con el recipiente vacío, al pulsar marcha se abre la válvula 1 empezando a llenarse el tanque, cuando el ingrediente A a alcanzado el 50% del tanque se cierra la válvula 1 y se abre la válvula 2, al llenar al 100% de llenado se cierra la válvula 2 y se activa el motor del mezclador por un tiempo de 5 segundos. Al finalizar el tiempo se apaga el motor y se abre la válvula de descarga 3 y el tanque empieza a vaciarse, cuando esta totalmente vacío 0%, se repite el ciclo hasta que se decida parar. 2. Elaborar diagrama Ladder para el control de un Mezclador de Pinturas (Tarea para el Participante)

3. Digitar Programa en PC 4. Transferir Programa al PLC

VÁLVULA 1

VÁLVULA 2

MOTOR

Ingrediente A

Ingrediente B

100%

SENSOR ANALÓGICO

50% 0%

MARCHA

PARO

VÁLVULA 3

DESCARGA

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

120

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN: Instalar Software SCADA 1.- Preparar el siguiente Hardware mínimo: a) Pentium 166 MHz MMX CPU b) 64 MB de RAM c) 40 MB de espacio libre en el disco duro d) Monitor VGA e) Puerto serial RS 232 f) Procesador Intel x86 g) Lectora de CD 2.- Instalar el Software SCADA PCIM

3.- Activar PCIM Setup

4.- Activar Project Setup

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

121

CONTROL POR PLC

5) Situarse en la carpeta de Projectos

6.- Crear un projecto, Seleccionar Projects y hacer click derecho

7.- Hacer click en New e introducir un nombre p.e. VCV1

8.- Después de presionar Enter con el cursor seleccionando la carpeta creada hacer click derecho y seleccionar la opción Set as Default

9.- Luego de aceptar al projecto como Set as default, cerrar la ventana de Projects Setup

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122

CONTROL POR PLC

OPERACIÓN: Configurar software SCADA para red 1.- Instalar Drivers de Comunicaciones Supongamos que el projecto ha realizar debe operar una en Modbus y en UTW (Unitelway), el procedimiento será en primer término la instalación de los drivers de

2.- Seleccione la opción Communication Drivers

3.- Seleccione de la lista de drivers los correspondientes a Modicon Modbus 32 bits para el protocolo MODBUS

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

123

CONTROL POR PLC

4.- Al cargar el driver hacer click en las peticiones de la opción “Next” correspondientes hasta llegar a la ventana donde se le pide especificar en que projecto se debe cargar el driver, usted debe seleccionar el nombre del projecto creado VCV1

5.- Para la comunicación en Unitelway siga el mismo procedimiento anterior (pasos 3 ), seleccione esta vez la opción Telemecanique for Windows 32 y ejecute también el paso 4 para este otro driver.

6.- Finalizada la instalación cierre y salga de la ventana Cdshell.exe 7.- Luego ejecute PCIM Setup nuevamente y elija la opción P-CIM Communication Setup y elegimos la opción New

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

124

CONTROL POR PLC

8.- En Port Name se entra el puerto COM utilizado para cada protocolo en específico. En Modbus trabajaremos con el 1. 9.- En Driver name seleccionaremos la opción Modbus 10.- En Bit Numbering System elegiremos la opción 10 decimal como sistema de numeración 11.- En Lowest Bit Number se elegirá la opción 0 12.- No elegiremos modo de emulación

13.- Luego de presionar OK entramos a configurar la comunicación en MODBUS por lo que en la ventana siguiente se debe elegir properties y en la ventana que aparece se debe seleccionar Save Changes...

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

125

CONTROL POR PLC

14.- Se presenta entonces la ventana PCIM de configuración para el driver Modbus, los parámetros por defecto de esta ventana no se alterarán. Se elige luego la opción Transport Parameters donde se entran los datos tal como se indica a continuación

15.- Luego se presiona la opción Polling Configuration en la cual se especifica todos los elementos que van ha estar conectados a la red, todos los elementos reciben el nombre de PLC y la dirección de inicio en Modbus es 40001, se elige como cantidad de datos 10. Con la opción Add se van ingresando los 5 euipos que estarán conectados a la red Modbus en nuestro ejemplo:

16.- Se ingresan de ese modo los 5 equipos que configurarán nuestra red MODBUS

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

126

CONTROL POR PLC

17.- Luego se regresa a la pantalla principal de PCIM Setup y se carga nuevamente PCIM Communication Setup. 18.- En la opción PCIM communication Setup se elige new para configurar esta vez la comunicación en Unitelway que se realizará por el puerto COM 2 de la PC introduciendosé los datos como se muestra: 19.- En Bit Numbering System elegiremos la opción 10 decimal como sistema de numeración 20.- En Lowest Bit Number se elegirá la opción 0

21.- No elegiremos modo de emulación

22.-Luego se ejecuta la opción de Polling Configuration y se ingresa los datos como se muestra a continuación; observar que las direcciones en UTW se utiliza el formato W0

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

127

CONTROL POR PLC

23.- Luego que se configuro en UTW se debe guardar los cambios

24.- Esta última acción termina la configuración de los controladores de comunicación

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

128

CONTROL POR PLC

MÓDULOS ESPECIALES 1.1 Generalidades Son aquellos módulos destinados a funciones de trabajo específicos, poseen microprocesadores y software especializado para su funcionamiento. Debido a que existen una diversidad, se los divide en dos tipos fundamentales: ! Módulo pre - procesadores de señal y ! Módulos procesadores de comunicación. 1.2 Tipos de módulos especiales MÓDULOS PRE - PROCESADORES DE SEÑAL Constituidos por tarjetas inteligentes cuya misión es resolver tareas complejas. No faltan en algunos procesos industriales tareas que realizar tales como: el conteo rápido, lectura de desplazamientos, medidas de velocidades y tiempos, regulación de temperatura, etc. que si se encargaría la CPU de procesarla, afectaría notablemente en su velocidad y por consiguiente en su tiempo de procesamiento, es por eso, que estos módulos son diseñados con procesador propio para realizar exclusivamente estas tareas, y su trabajo lo puede realizar en paralelo al que ejecuta la CPU. Este criterio de la división del trabajo incrementa la eficiencia global del controlador. A continuación se describen algunos de estos módulos más importantes. MODULO DE CONTADOR RÁPIDO Son módulos que contiene un número determinado de contadores para la lectura y pre - procesamiento de impulsos de alta frecuencia. Los impulsos a contar los suministra un emisor o encoder que se conecta al módulo a través de un conector. Algunas de sus características más importantes son: ! ! ! ! !

Los cables de entrada y salida están separados galvánicamente. Frecuencia de cómputo hasta dos o más Mhz Nivel de señal de entrada 5V ó 24V, nivel de señal de salida de 24V. Sentido de conteo ascendente y descendente. Puede realizarse también como cronómetro, divisor de frecuencia o frecuencímetro.

MÓDULOS DE REGULACIÓN Destinados especialmente para tareas de regulación de ingeniería de procesos tales como: lazos de regulación de temperatura, presión, caudal, procesos continuos de dosificación, lazos de regulación de velocidad de tiempo no crítico, etc.

ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

129

CONTROL POR PLC

Estos módulos descargan a la CPU de tareas de regulación y debido a su fuente de alimentación propia, le permite operar de manera autónoma; contienen una memoria de programa propia y un microprocesador. Su principio de funcionamiento es en base a un algoritmo de regulación PID. MÓDULOS DE POSICIONAMIENTO Son módulos destinados a tareas de posicionamiento de gran precisión para dos ejes con lazo de regulación integrado, y con gran velocidad de respuesta. Se encarga de captar y procesar los impulsos digitales procedentes de los captadores de desplazamiento (valores reales) y entrega, en función a la posición a alcanzar, los valores prescritos de velocidad a los accionamiento. Las operaciones de posicionamiento se procesan con independencia de los tiempos de ejecución de los programas de aplicación en el controlador. MÓDULOS DE COMUNICACIÓN Denominados también procesadores de comunicaciones (CP), permiten la comunicación con otros controladores, microcomputadores, periféricos remotos mediante MODEM, impresoras con el objeto en este caso de sacar textos de mensajes, documentos estados de procesos de eventuales perturbaciones, etc. En modos ASCII puede utilizarse como terminales de visualización y equipos de comunicación. No prolonga el tiempo de reacción del controlador ya que tiene procesador propio, dan la hora y fecha suministrados por un reloj en tiempo real.

PROCESAMIENTO DE COMUNICACIÓN

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Módulos E/S analógica MÓDULOS DE ENTRADA ANALÓGICA Los módulos de entrada analógicas captan las señales analógicas para que puedan ser procesadas por la CPU. Estas señales analógicas que varían continuamente pueden ser magnitudes de temperaturas, presiones, tensiones, corrientes, etc. Los módulos generalmente están constituidos por un convertidor análogo digital (ADC) y un multiplexor. Además a cada módulo según su diseño, pueden conectarsele un número determinado de sensores analógicos; a estos terminales de conexión se le conoce como canales. Existen tarjetas de 4,8,16 y 32 canales de entrada analógico.

PLC CON DIFERENTES MÓDULOS DISCRETOS Y ANALÓGICOS

Por otro lado, el principio de funcionamiento consiste, primero en la adquisición de la información analógica del proceso vía los sensores de entrada, teniendo presente el tipo de señal física que se desea procesar, así por ejemplo una termocupla, que estaría conectado en cualquier canal del módulo analógico. es importante señalar, que cualquier magnitud analógica que se desea procesar vía los módulos de entradas analógicas, tiene que estar representada por una señal de tensión, corriente o resistencia. Este trabajo es realizado por el mismo sensor o a través de una transductor. Estos módulos se distinguen por el tipo de señal que reciben pudiendo ser de tensión (V) o de corriente (mA), que se encuentra dentro de ciertos rangos estandarizados, donde los más difundidos son: Señal de corriente : 0 - 20 mA ± 10mA Señal de tensión : 0 - 10 V, 0 - 5V, 0 - 2 V, ± 10V La ventaja de trabajar con señales de corriente respecto a la de tensión, radica en que no presenta los problemas del ruido eléctrico y la caída de tensión. Por último , en lo que respecta a la cantidad de la lectura de la información, estos módulos se caracterizan por dos parámetros importantes: La Resolución Se refiere a la cantidad de bits que utiliza el convertidor A/D, para representar el valor analógico, lo que significa que a mayor número de bits existirá mayor precisión. Las resoluciones típicas son de 8,12 y 16 bits. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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Tiempo de escrutinio Resulta obvio que si se realiza un mayor número de muestreos en un mismo intervalo de tiempo, se reproduce la forma de la onda de un modo más preciso. Por lo tanto, es conveniente un menor tiempo de escrutinio. MÓDULOS DE SALIDA ANALÓGICA Estos módulos son usados cuando se desea transmitir hacia los captadores análogos señales de tensión o de corriente que varían continuamente, y están constituidos básicamente por dispositivos multiplexores, convertidores digital análogos (DAC), opto - acopladores, etc. Su principio de funcionamiento puede considerarse como un proceso inverso al de los módulos de entrada analógica, esto quiere decir, que la información digital proveniente del procesador ya elaborada por el programa del usuario, es opto - acoplada por estas interfases para asegurar una separación galvánica; a continuación un multiplexor se encargará de enviar los datos al convertidor digital - analógico (DAC) para su conversión a señal analógica. Estos módulos pueden tener uno o más DAC, dependiendo de la cantidad de canales de salida que tenga. Debe tenerse presente también, que la uniformidad o regularidad de la señal análoga está supeditada a la resolución del DAC, lo que significa que es importante en estos módulos el nivel de resolución y el tiempo de respuesta. Las señales analógicas de salida son de dos tipos, señales de corriente y señales de tensión. Dentro de las estandarizadas tenemos: ! Señal de corriente: 0 -20mA 4 - 20 mA ± 20 mA ! Señal de tensión: 0 - 10V ± 10V MÓDULOS PARA TERMOCUPLAS Y RTD Algunos módulos ya están acondicionados para recibir directamente señales de termocuplas y RTD por ejemplo el modulo TSX AE414 puede ser configurado para recibir a) termocuplas tipo B, E, J, K, L, N, R, S, T ó U b) RTD : PT100, Ni 1000 2 MÓDULOS DE MEMORIA Son dispositivos electrónicos enchufables en el CPU, destinado a guardar información de manera provisional o permanente. Se cuentan con dos tipos de memoria, volátiles (RAM) y no volátiles (EPROM Y EEPROM), según requieran o no de energía eléctrica para su conservación de la información. La capacidad de memoria de estos módulos se diseñan en diferentes tamaños, las más típicas son: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 kb A continuación se detalla los diferentes tipos:

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MEMORIA RAM (Random Access Memory) Este tipo de memoria sirve para almacenar el programa del usuario durante su elaboración y prueba, donde es posible modificarlo constantemente. El contenido de la memoria RAM, ya sea la del módulo enchufable o la que posee la CPU, es volátil, es decir, su contenido se pierde si el suministro de energía proporcionado por la fuente de alimentación se desconecta. Por consiguiente, para evitar peder la información ante fallas del suministro, es necesario salvaguardarlo mediante una batería de larga duración enchufable en la CPU, estas fuentes son disponibles por todos los tipos decontroladores y tienen una duración que varía entre 2 a 5 años,dependiendo del tipo de CPU. Es importante por consiguiente, que esta batería se mantenga en perfectas condiciones durante todo el tiempo de funcionamiento del PLC. MEMORIA EPROM (Enable Programable Read Only Memory) Es un módulo de memoria enchufable del tipo no volátil, es decir, la información contenida se conserva aún cuando se pierde el suministro de energía. Se utiliza normalmente para guardar programas definitivos ya probados y debidamente depurados, además pueden ser trasportados y utilizados en cualquier controlador de su marca y tipo. Para grabar este módulo es necesario utilizar aparatos de programación destinados también para este propósito.

MODULO DE MEMORIA EPROM DE 8 KB

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MEMORIA EPROM (Electrically Erasable Programable Read Only Memory) Este módulo tiene las mismas características que el módulo EPROM, con la única diferencia que el borrado se realiza eléctricamente, es por ello que se denomina memoria de sólo lectura, eléctricamente programable y borrable. Para estos tipos de módulos, los aparatos de programación realizan las dos funciones, tanto programación como de borrado. CONEXIONES El cableado del módulo TSX AEZ 414 es el siguiente:

Alim. sonda +

1

Conexión del blindaje

3

Entrada + vía 0

5

Entrada + vía 1

7

Conexión del blindaje

9

Entrada + vía 2

11

Entrada + vía 3

13

Conexión del blindaje

15

2

Alim. sonda +

4

Entrada + vía 0

6

Conexión del blindaje

8

Entrada + vía 1

10

Entrada + vía 2

12

Conexión del blindaje

14

Entrada + vía 3

Conexión de los bucles de corriente 0 - 20mA y 4 -20mA Las escalas de 0 - 5V y 1 - 5V se pueden utilizar en 0 - 20 mA, con un shunt externo de 250W - 0,1% - 1/2W -25ppm/ºC. Estas 4 resistencias, suministradas con el módulo, se cablean a elección en el bloque terminal del módulo TSX AEZ 414, o en el bornero intermedio del bastidor del autómata. Estas resistencias también se pueden obtener por separado en lotes de 4, con la referencia TSX AAK2.

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Ejemplos de cableados de las entradas. Ejemplo 1: Termosonda 4 hilos

Alim. sonda +

Alim. sonda Termosonda 4 hilos

Conexión del blindaje

4 2

Alim. sonda + Entrada + vía 0 Entrada - vía 0 Alim. sonda Termosonda 2 hilos

6

Conexión del blindaje

1 5 4 2 6

Se recomienda utilizar cables apantallados y conectar el apantallamiento a los bornes dispuestos a tal fin (Conexión de blinaje). CONEXIONES El cableado del módulo TSX ASZ 200 es el siguiente:

Salida tensión vía 0

1

Conexión blindaje

3

Salida corriente vía 0

5

Conexión blindaje

7

Salida tensión vía1

9

Conexión blindaje

11

Salida corriente vía 1

13

Conexión blindaje

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2

Común vías

4

Conexión blindaje

6

Común vías

8

Conexión blindaje

10

Común vías

12

Conexión blindaje

14

Común vías

135

Bloque term.

Entrada - vía 0

1 5

Bloque term.

Entrada + vía 0

Ejemplo 2: Termosonda 2 hilos

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CONTROL SUPERVISOR SCADA Los sistemas SCADA están constituidos por el hardware, generalmente redes de controladores y estaciones remotas de adquisición de datos. El corazón de un sistema SCADA está en el "software", encargado de supervisar y controlar el Proceso a través del hardware de control, generalmente el software SCADA trabaja conjuntamente con una computadora personal PLC. En el mercado existen varios programas con esta función. El mejor sistema es íntegramente orientado a objetos permitiendo realizar las funciones de un sistema SCADA amigablemente. El objetivo principal es familiarizar la filosofía SCADA, sus aplicaciones y arquitectura. El SCADA es una tecnología para el control de un proceso cuya característica principal es la de efectuar dicho control y/o supervisión sobre equipos ubicados a gran distancia entre sí. SCADA hace innecesario la presencia de un operador en las locaciones lejanas para verificar los estados de esa estación en una operación normal. Es común escuchar el término SCADA, por ejemplo en sistemas de generación eléctrica, sistemas interconectados de redes petrolíferas, etc. Como su nombre indica SCADA es el acrónimo de: Supervisión, Control y Adquisición de Datos, cada uno de ellos involucra muchos subsistemas, por ejemplo, la adquisición de los datos puede estar a cargo de un PLC el cual toma las señales y las envía a las estaciones remotas usando un protocolo determinado; otra forma podría serla a través de una computadora realizando la adquisición vía un hardware especializado y luego esa información la transmita hacia un equipo de radio vía su puerto serial, y así existen muchas otras alternativas. Las tareas de Supervisión y Control generalmente están mas relacionadas con el software SCADA, en él, el operador puede visualizar en la pantalla de la computadora de cada una de las estaciones remotas conformadas por el sistema, los estados de ésta, las situaciones de alarma y tomar acciones físicas sobre algún equipo lejano. Esa es la idea en SCADA. Otros conceptos importantes sobre el SCADA son los denominados RTU (Remóte Terminal unit) y MTU (Master Terminal Unit), equipos con diversas funciones dentro de la arquitectura SCADA. El MTU permite la interface con el operador y comanda a los RTU's, realizando las tareas de adquisición de datos en campo, de esta manera se conforma una estructura de maestro - esclavo característico en los sistemas SCADA. En cuanto a la comunicación entre dispositivos, ésta se realiza usando un protocolo de comunicación específico y generalmente se emplea un modo de transmisión serial.

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Elementos y Arquitectura de un Sistema SCADA Los elementos de un típico sistema SCADA están conformados por Operadores encontrándose en una estación principal de control donde se vigila las estaciones remotas, vía un monitor de vídeo (VDU) generalmente, aunque para aplicaciones pequeñas suele bastar un panel mímico de estados. En este lugar se encuentra un equipo denominado MTU haciendo las funciones de controlador del sistema y es una computadora capaz de supervisar y realizar acciones de control en forma automática sin necesidad de la acción del operador. Este equipo debe comunicarse con los RTU's localizados a distancias lejanas de la estación central, los cuales incorporan funciones como adquisición y acondicionamiento de señales, alimentación para equipos externos y transmisión de los datos hacia el MTU.

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La comunicación entre los dispositivos generalmente se realiza utilizando dos medios físicos: cable tendido (Fibra óptica o coaxial) y de radio. En cualquiera de los casos se requiere un MODEM, el cual modula y demodula la señal. Algunos Sistemas grandes usan una combinación de radio y líneas telefónicas para su comunicación. Debido a la información transmitida sobre un sistema SCADA, la velocidad de transmisión de los módem suele ser pequeño. Muchas veces 300bps es suficiente; pocos sistemas SCADA, excepto en aplicaciones Eléctricas, suelen sobrepasar los 2400 bps, esto permite usar las líneas telefónicas convencionales, al no superar el ancho de banda físico del cable. Normalmente el MTU cuenta con equipos auxiliares como impresoras y memorias de almacenamiento, las cuales son también parte del conjunto MTU. En muchos casos el MTU debe enviar información a otros sistemas o computadoras. Estas conexiones pueden ser directas y dedicadas o en la forma de una red LAN. En la figura se presenta un RTU y varias de sus conexiones.

Figura.- Comunicación a través de Servidores RTUs Un sistema puede contener varios RTUs; siendo capaz de captar un mensaje

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direccionado hacia él, decodificando lo actuando, respondiendo si es necesario, y esperar por un nuevo mensaje. La conexión entre el RTU y los dispositivos de Campo es muchas veces realizados vía conductor eléctrico. Usualmente, el RTU provee la potencia para los actuadores y sensores, y algunas veces éstos vienen con un equipo de soporte ante falla en la alimentación de energía (UPS, un interruptible powersupply).

Así como el MTU busca y encuentra cada RTU, el RTU busca y encuentra cada sensor y actuador a los cuales está conectado. Esta búsqueda se realiza a mucha mayor velocidad del MTU hacia los RTU. VENTAJAS DEL SCADA La aplicación de estos sistemas resulta en una reducción del costo de las herramientas con un incremento sustancial en la productividad. Cuantitativamente estos ahorros pueden ser: Reducción de las herramientas pesadas en 65%, el tiempo de diseño y fabricación de herramientas en 80%. El tiempo de configuración en 80%. La utilización de las máquinas se incrementa en más del 100%. Un SCADA debe cumplirtres funciones principales: Adquisición de datos para recoger, procesar y almacenarla información recibida. Supervisión, para observar desde el monitor la evolución de las variables del proceso. Control para modificar la evolución del proceso, actuando bien sobre los reguladores autónomos básicos (consignas, alarmas, menús. etc.), bien directamente sobre el proceso mediante las salidas conectadas.

REQUISITOS Un SCADA debe cumplir varios objetivos para que su instalación sea perfectamente Aprovechada:

Deben ser sistemas de arquitectura abierta, capaces de crecer o adaptarse según las necesidades cambiantes de la empresa. Deben comunicarse con total facilidad y de forma transparente al usuario con el equipo de planta y con el resto de la empresa (redes locales y de gestión).

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Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware, y fáciles de utilizar, con interfaces amigables con el usuario. ESTRUCTURA Y COMPONENTES DE UN SCADA Cabe distinguir dos posibilidades. Por un lado el desarrollo a medida de un software completamente orientado a una determinada aplicación y por otra parte el uso de paquetes software que permiten la configuración completa de aplicaciones de control y supervisión. Los módulos o bloques software que permiten las actividades de adquisición, supervisión y control son los siguientes: Configuración: permite al usuario definir el entorno de trabajo de su aplicación, según la disposición de pantallas requerida y los niveles de acceso para los distintos usuarios. Interfaz gráfico del operador: proporciona al operador las funciones de control y supervisión de la planta. El proceso se representa mediante sinópticos gráficos almacenados en el ordenador de proceso y generados desde el editor incorporado en el SCADA o importados desde otra aplicación durante la configuración del paquete. Módulo de proceso; ejecuta las acciones de mando pre-programadas a partir de los valores actuales de variables leídas. La programación se realiza por medio de bloques de programa en lenguaje de alto nivel (como C, Basic, etc.). Gestión y archivo de datos; se encarga del almacenamiento y procesado ordenado de los datos, de forma que otra aplicación o dispositivo pueda tener acceso a ellos. Comunicaciones: se encarga de la transferencia de información entre la planta y la arquitectura hardware que soporta el SCADA, y entre ésta y el resto de elementos informáticos de gestión. SOFTWARE SCADA Algunos de los paquetes SCADA más implantados en el mercado son: CIRNET, de CIRCUTOR S.A. SCADA In Touch, de LOGITEK. WinCC, de Siemens. Coros LS-B/Win, de Siemens. SYSMAC SCS. de Omron. FIXDMACS, de Omron-Intellution. RS-VIEW32deRockwell

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SOFTWARE SCADA Y HMI Características y Configuración P-CIM para Windows es un poderoso SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) y HMI (Human Machine Interface), que le permite obtener alarmas integradas y monitoreo de eventos así como adquisición de información, análisis y presentación P-CIM para Windows es una Computadora Personal integrada a sistemas de Manufactura. Trabaja en una PC, y es generalmente conectada a varios PLCs (Programmable Logic Controllers) y otros dispositivos perifericos. P-CIM para Windows permite generar aplicaciones para la mayoría de las demandas requeridas por ingenieros de planta, operarios, supervisores y gerentes, está diseñada entonces para atender necesidades de todo tipo de planta.

La configuración de un proyecto con el PCIM debe de considerar los siguientes pasos: !Instalación del PCIM !Crear el proyecto de aplicación !Instalar los drivers de comunicación (MODBUS y UTW) en el proyecto creado !Configurar los drivers de comunicación

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ANEXO

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SET DE INSTRUCCIONES DEL PLC ALLEN BRADLEY MICROLOGIX 1000 INSTRUCCIONES BASICAS Instrucciones de bit

INSTRUCCION M nemonico Nombre XIC XIO OTE OTL y OTU

Examine si cerrado Examine si abierto Conecte la salida Enclav. De salida y desenclavamiento de salida

OSR TON

RTO

Un frente ascendente Temporizador a la conexion Temporizador a la desconexion Temporizador retentivo

CTU

Conteo progresivo

CTD

Conteo regresivo

HSC

Contador de alta velocidad Restablecimiento

TOF

RES

PROPOSITO

Examina un bit para una condición activada Examina un bit para una condición desactivada Activa o desactiva un bit. OTL activa un bit cuando el renglón esta ejecutado y este bit retiene su estado cuando el renglón no esta ejecutado u ocurre un ciclo de potencia. OTU desactiva un bit cuando el renglón esta esta ejecutado y este bit retiene su estado cuando el renglón no esta ejecutado o cuando ocurre un ciclo de alimentación eléctrica. Ocasiona un evento de una sola vez Cuenta los intervalos de la base de tiempo cuando la instrucción es verdadera. Cuenta los intervalos de la base de tiempo cuando la instrucción es falsa. Cuenta los intervalos de la base de tiempo cuando la instrucción es verdadera y retiene el valor acumulador cuando la instrucción se hace falsa io cuando ocurre un ciclo de alimentación eléctrica. Incrementa el valor acumulador a cada transición de falso a verdadero y retiene el valor acumulador cuando la instrucción se hace falsa o cuando ocurre un ciclo un ciclo de alimentación eléctrica. Disminuye el valor acumulador a cada transición de falso a verdadero y retiene el valor acumulador cuando la instrucción se hace falsa o cuando ocurre un ciclo un ciclo de alimentación eléctrica. Cuenta los impulsos de alta velocidad de juna entrada de alta velocidad de controlador fijo. Pone a cero el valor acumulado y los bits de estado de un temporizador o contador. No use con temporizador TOF.

Estas instrucciones, cuando se usan en programas de escalera, representan circuitos de lógica cableados usados para el control de una maquina o equipo. Las instrucciones básicas se dividen en tres grupos: bit, temporizador y contador.

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INSTRUCCIONES BASICAS Instrucciones de comparacion PROPOSITO

INSTRUCCION M nemonico

Nombre

EQU NEQ

Igual No igual

LES

Menor que

LEQ GRT

Menor o igual que Mayor que

GEQ

Mayor o igual que

MEQ

Comparación igualdad con mascara

LIM

Prueba de limite

Probar si dos valores son iguales Probar si un valor no es igual que un segundo valor Probar si un valor es menor que un segundo valor Probar si un valor es menor o igual que un segundo valor Probar si un valor es mayor que otro Probar si un valor es mayor o igual que un segundo valor Probar proporciones de dos valores para saber si son iguales. Compara datos de 16 bits de una direccion de fuente contra datos de 16 bits en una direccion de referencia mediante una mascara Probar si un valor se encuentra dentro del rango de limite de otros dos valores

Las instrucciones de comparación se usan para probar parejas de valores para establecer condiciones de la continuidad lógica de un renglón. Como ejemplo, digamos que una instrucción LES se presenta con dos valores. Si el primer valor es menor que el segundo, la instrucción de comparación es verdadera.

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INSTRUCCIONES MATEMÁTICA Instrucciones matemáticas PROPOSITO

INSTRUCCION M nemonico

Nombre

ADD

Añadir

SUB

Restar

MUL

Multi`plicar

DIV

Dividir

DDV

División doble

CLR

Borrar

SQR

Raíz cuadrada

SCP

Escalar con parámetros

SCL

Datos de escala

ABS

Absoluto

CPT

Calcular

SWP

Cambiar

ASN

Arco seno

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Añade la fuente A a la fuente B y almacena el resultado en el destino Resta la fuente B de la fuente A y almacena el resultado en el destino Multiplica la fuente A por la fuente B y almacena el resultado en el destino Divide la fuente A por la fuente B y almacena el resultado el resultado en el destino y el registro matemático Divide el contenido del registro matemático por la fuente y almacena el resultado en el destino y el registro matemático Pone todos los bits de una palabra a cero. Calcula la raíz cuadrada de la fuente y coloca el resultado de entero en el destino Produce un valor de salida escalado que tiene una relación lineal entre los valores de entrada y escalados Multiplica la fuente por una tasa especificada, añade a un valor offset y almacena el resultado en el destino Calcula el valor absoluto de la fuente y coloca el resultado en el destino Evalúa una expresión y almacena el resultado en el destino. Cambia los bytes bajos y altos de un numero especificado de palabras en un archivo de bit, entero, ASCII o cadena. Acepta el arco seno de un numero y almacena el resultado ( en radianes) en el destino

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PROPOSITO

INSTRUCCION M nemonico

Nombre

ACS

Arco coseno

ATN

Arco tangente

COS

Coseno

LN

Logaritmo natural

LOG

Logaritmo de base 10

SIN

Seno

TAN

Tangente

XPY

X a la potencia Y

Acepta el arco coseno de un numero y almacena el resultado ( en radianes) en el destino. Acepta el arco tangente de un numero y almacena el resultado ( en radianes) en el destino. Acepta el coseno de un número y almacena el resultado en el destino. Acepta el logaritmo natural del valor en la fuente y lo almacena en el destino. Acepta el logaritmo de la base 10 del valor en la fuente y almacena el resultado en el destino. Acepta el seno de un número y almacena el resultado en el destino. Acepta la tangente de un número y almecena el resultado en el destino. Eleva un valor a la potencia y almacena el resultado en el destino

La mayor parte de las instrucciones toman dos valores de entrada, realizan la función matemática y colocan el resultado en un lugar de memoria asignada. Por ejemplo, las instrucciones ADD y SUB toman un par de valores de entrada. Los añaden o los restan y colocan el resultado en el destino especificado. Si el resultado de la operación excede el valor permitido, un bit de overflow o underflow se establece.

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INSTRUCCIONES DE MANEJO DE DATOS Instrucciones de manejo de datos INSTRUCCION PROPOSITO M nemonico

Nombre

Convierte el valor de fuente de netro en el formato BCD y lo almacena en el destino. FRD Convertir desde BCD Convierte el valor de la fuente BCD en un entero y lo almacena el resultado en el destino. DEG Convertir de rad. a grad Convierte radianes (fuente ) en grados y almacena el resultado en el destino. RAD Convertir de grad a rad. Convierte grados (fuente ) en grados y almacena el resultado en el destino. Descodifica un valor de 4 bits ( 0 a 15 ) DCD Descodificar 4 a 1 de 16 activando el bit correspondiente en el destino de 16 bits. ENC Codificar 1 de 16 a 4 Codifica una fuente de 16 bits a un valor de 4 bits. Busca ala fuente desde el bit mínimo al bit máximo y busca el primer bits establecido. La posición de bit correspondiente se escribe en el destino como entero. COP y FULL Copiar el archivo y llenar La instrucción COP copia datos del el archivo. archivo de destino. La instrucción FLL carga un valor de fuente en cada posición al archivo de destino Mueve el valor de fuente al destino. MOV Mover Mueve los datos de un lugar de fuente a MVM Mover con máscara una porción seleccionada del destino. AND Y Realiza una operación Y por bit. Realiza una operación O inclusiva por OR O bit. Realiza una operación O exclusivo por XOR o exclusivo bit. Realiza una operación NO. NOT No Cambia el signo de la fuente y lo almacena en el destino. NEG Negar TOD

Convertir a BCD

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INSTRUCCION M nemonico

PROPOSITO

Nombre

FFL y FFU

Carga FIFO y descarga FIFO

LFL y LFU

Carga LIFO y descarga LIFO

La instrucción FLL carga una palabra en una pila FIFO en transiciones de falso a verdadero sucesivas. El LFU descarga a una palabra de la pila en transiciones de falso a verdadero sucesivas. La primera palabra cargada es la primera de ser descargada. La instrucción LFL carga una palabra en una pila LIFO en transiciones de falso a verdadero sucesivas. El LFU descarga a una palabra de la pila en transiciones de falso a verdadero sucesivas.La primera palabra cargada es la primera de ser descargada.

Use estas instrucciones para convertir información, manejar datos en el controlador y realizar operaciones de lógica.

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INSTRUCCIONES DE FLUJO DE PROGRAMA Instrucciones de control de flujo de programa INSTRUCCION M nemonico

Nombre

JPM y LBL Saltar a etiqueta y etiqueta JSR, SBR RET

PROPOSITO

Saltar a subrutina, y subrutina y retornar de

Saltar hacia adelante o hacia atrás a la instrucción de etiqueta especificada. Saltar a una subrutina designada y retornar.

La subrutina

MCR

Restablecimiento del control maestro

TND

Fin temporal

SUS

Suspender

IIM

Entrada inmediata con máscara Salida inmediata con máscara. Regresar

IOM REF

Desactivar todas las salidas no retentivas en una sección de un programa de escalera Marcar un fin temporal que detiene la ejecución del programa. Identifica condiciones específicas para ala depuración del programa y la localización y corrección de fallos del sistema. Programar una entrada inmediata con máscara Programar una salida inmediata con máscara

Use estas instrucciones para controlar la secuencia en que se ejecuta su programa. Las instrucciones de control le permiten cambiar el orden en que el procesador realiza un escán de un programa de escalera. Estas instrucciones típicamente se usan para minimizar el tiempo de escán, crear un programa más eficiente y para localizar y corregir fallos de un programa de escalera.

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INSTRUCCIONES ESPECIFICAS DE APLICACIÓN Instrucciones especificas de aplicación INSTRUCCION M nemonico

PROPOSITO

Nombre

BSL y BSR Desplazamiento de bit izquierdo y desplazamiento de bit derecho.

Cargan un bit de datos en un fichero de bit, desplaza la configuración de datos por el fichero y descarga el último bit de datos en el fichero. El BSL desplaza datos a la izquierda y el BSR desplaza datos a la derecha. SQO Y SQC Salida de secuenciador Controlan operaciones de máquina y comparación de secuenciales transfiriendo datos de 16 secuenciador bits a través de una máscara a direcciones de imagen. SQL Carga de secuenciador Captura condiciones indicadas pasando manualmente la máquina por sus secuencias de operación Estas instrucciones simplifican el programa de escalera permitiendole a usted usar una sola instrucción o un par de instrucciones para efectuar operaciones complejas comunes.

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COMO USAR LAS INSTRUCCIONES DEL CONTADOR DE ALTA VELOCIDAD Instrucciones del contador de alta velocidad INSTRUCCION M nemonico

PROPOSITO

Nombre

HSC

Contador de alta velocidad

HSL

Carga del contador de alta velocidad

RES

Restablecimiento del contador de alta velocidad Acumulador de restablecimiento del contador de alta velocidad. Habilit, de interrupción del contador de alta velocidad. Inhabilit de interrupción del contador de alta velocidad

RAC

HSE HSD

OTE

Actualiz. Del acumulador de imagen del contador de alta velocidad

Aplica la configuración al hardware del contador de alta velocidad, actualiza el acumulador de imagen, habilita el conteo cuando el HSC es verdadero e inhabilita el conteo cuando el renglón de HSC es falso. Configura los valores preseleccionados bajos y altos, las configuraciones de salida y configuraciones de bit con máscara. Escribe un cero al acumulador de hardware y al acumulador de imagen. Escribe un cero al acumulador de hardware y al acumulador de imagen. Habilita o inhabilita la ejecución de la subrutina de interrupción del contador de alta velocidad cuando se alcanza un valor preseleccionado alto, valor preseleccionado bajo, overflow o underflow. Le proporciona acceso de tiempo real al valor de acumulador del hardware actualizando el acumulador de imagen.

Las instrucciones del contador de alta velocidad usadas en un programa de escalera configuran, controlan y monitorizan el contador de hardware del controlador. El acumulador de hardware del contador incrementa o decrementa en respuesta a señales de entrada externas. Cuando el contador de alta velocidad está habilitado, el contador de tabla de datos C5:0 es usado por el programa de escalera para monitorizar el acumulador y estado del contador de alta velocidad. El contador de alta velocidad opera independientemente del escán del controlador. Cuando use el contador de alta velocidad, asegurese de ajustar dbidamente los filtros de entrada. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

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INSTRUCCIONES DE COMUNICACIÓN Instrucciones de comunicación

INSTRUCCION M nemonico

PROPOSITO

Nombre

MSG

Lectura / escritura de mensaje

SVC

Comunicaciones de servicio

Esta instrucción transfiere datos desde un nodo hacia otro en la red de comunicación. Cuando la instrucción se habilita, la transferencia de mensaje está pendiente. La transferencia real de datos se realiza durante el escán. Cuando las condiciones que preceden la instrucción SVC en el renglón son verdaderas, la instrucción Svc interrumpe es escán de programa para ejecutar la porción de comunicación de servicio del ciclo de operación

Use la instrucción de mensaje para enviar y recibir datos de otros procesadores y dispositivos. Use la instrucción SVC para mejorar el rendimiento de comunicación de su procesador.

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INSTRUCCIÓN PROPORCIONAL INTEGRAL DERIVATIVA Descripción General Esta es una instrucción de salida que controla las características físicas tales como la temperatura, presión, nivel líquido o régimen de caudal usando lazos de proceso. La instrucción PID normalmente controla un lazo cerrado usando entradas de un módulo de entradas analógico y proporcionando una salida a un módulo de salida analógico. Para el control de temperatura, usted puede convertir la salida analógica a una salida activada de tiempo proporcional para impulsar una unidad de calefacción o enfriamiento. Concepto del PID El control en lazo cerrado PID retiene una variable de proceso a un punto de ajuste deseado. Un ejemplo del régimen de caudal / nivelñ de fluido se muestra abajo Alimentracion hacia adelante o bias

Punto de ajuste

Error

3

Ecuación PID

3

Régimen de caudal

Variable de proceso

Salida de control

Detector de nivel

Valvula de control

Controla el proceso enviando una señal de salida a la válvula de control. Cuando mas grande sea el error entre entre el punto de ajuste y la entrada de variable de proceso, tanto mas grande es la señal de salida y vice versa. Un valor adicional se puede añadir a la salido de control como offset. El resultado del cálculo PID ( variable de control ) impulsará la variable de proceso aque controla hacia el punto de ajuste. LA ECUACION PID La instrucción PID es el algoritmo siguiente: Ecuación estándar con ganancias dependientes Salida = KC[ ( E ) + 1/TI

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I ( E ) dt + T . D ( PV )/ dt ] + bias D

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CONTROL POR PLC

LA ECUACION PID La instrucción PID es el algoritmo siguiente: Ecuación estándar con ganancias dependientes Salida = KC[ ( E ) + 1/TI

I ( E ) dt + T . D ( PV )/ dt ] + bias D

Las constantes de ganancia estándar son :

RANGO ( BAJO A ALTO )

REFERENCIA

0.1 A 25.5 ( adimencional ) 0.01 a 327.67 ( adimencional ) *

Proporcional

Ganancia de controlador KC Término de restablecimiento 1/ TI

25.5 a 0.1 ( minutos por repetición ) 327.67 a 0.01 ( minutos por repetición )*

Integral

0.01 a 2.55 ( minutos ) 0.01 a 327.67 ( minutos )*

Derivativa

TERMINO

Término de régimen TD

* Se aplica a los rangos PID SCL 5/03 y SCL 5/04 cuando el bit de restablecimiento de bit y rango de fuerza ( RG ) se establecen a 1.

El término ( régimen ) derivativo proporciona la uniformización por medio de un filtro de paso bajo. La frecuencia de corte del filtro es 16 veces mayor que la frecuencia de ángulo del término derivativo. Cómo introducir parámetros Normalmente, la instrucción PID se coloca en un renglón sin lógica condicional. La salida permanece a su último valor cuando el renglón es falso. El término integral también se borra cuando el renglón es falso. NOTA La instrucción PID es un tipo de algoritmo PID de solo entero y no le permite introducir valores de punto ( coma ) flotante para sus parámetros. Por lo tanto, si intenta mover un valor de punto ( coma ) flotante a uno de los parámetros PID usando la lógica de escalera, ocurrirá una conversión de punto ( coma ) flotante a entero.

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Durante la programación, usted introduce las direcciones del bloque de control, variable de proceso y variable de control después de colocar la instrucción PID en un renglón:

;

El bloque de control es un archivo que almacena los datos requeridos para operar la instrucción. La longitud de archivo se fija a 23 palabras y se debe introducir como dirección de archivo de entero. Por ejemplo, la introducción de N10:0 asignara los elementos N10:22.

No escriba a las direcciones de bloque de control con otras instrucciones en su programa Si vuelve a usar un bloque de datos que fue asignado anteriormente para otro uso, es buena práctica poner primero a cero los datos. Recomendamos que use un archivo de datos único para contener sus bloques de control PID. Por ejemplo N10:. Esto evita el reuso imprevisto de las direcciones de bloque de control PID por otras instrucciones en su programa. ; La variable de proceso PV es una dirección de elemento que almacena el valor de entrada de proceso. Esta dirección puede ser la ubicación de la palabra de entrada analógica donde el valor de la entrada A/D se almacena. Este valor también podría ser un valor de entero si decide escanear su valor de entrada de antemano al rango 0 - 16383. ; La variable de control CV es una dirección de elemento que almacena la salidad de la instrucción PID. El valor de salida tiene un rango de 0 a 16383; 16383 es el 100% esto es normalmente un valor de entero para que usted pueda escalar el rango de entrada PID según el rango analógico específico que su aplicación requiere. La ilustración a continuación muestra una instrucción PID con direcciones típicas para estos parámetros introducidos:

PID PID Control Block Process Variable Control Variable Control Block Length

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N10: 0 N10: 28 N10: 29 23

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MEDIO AMBIENTE

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EFECTOS DE LA CONTAMINACION AMBIENTAL DIOXIDO DE CARBONO Los vehiculos emiten una serie de contaminantes aereos que afectan de forma adversa a la salud de los animales y las plantas y a la composicion quimica de la atmosfera. Las emisiones de dioxido de carbono e hidrocarburos, dos de los principales contaminantes expulsados por los vehiculos a motor, contribuyen al calentamiento global y son producto de la combustion de derivados del petroleo. La presencia de niveles elevados de estos productos hacen que la radiacion reflejada quede atrapada en la atmosfera, produciendo un efecto de calentamiento que hace subir lentamente la temperatura de la misma. Uno de los impactos que el usio de combustibles fosiles ha producido sobre el medio ambiente terreste ha sido el aumento de la concentracion del dioxido de carbono Co2 en la atmosfera. La cantidad de Co2 atmosferico habia permanecido estable, aparentemente durante siglos, pero desde 1750 se ha incrementado en un 30% aproximadamente. Lo significativo de este cambio es que puede provocar un aumento de la temperatura de la tierra a traves del proceso conocido como efecto invernadero . El dioxido de carbono atmosferico tiende a impedir que la radiacion de onda larga escape al espacio exterior< dado que se produce mas calor y puiede escapar menos, la temperatura global de la tierra aumenta. La amenaza del calentamiento global Lo que mas preocupa es la fusion de la reserva helada de la antartida sin embargo los expertos opinan que es dificil apreciar si los casquetes de hielo estan manteniendo constante su tama;o y que habra que esperar unos a;os para saber si su conjunto alimenta o retiene el agua de los mares. Un calentamiento global significativo de la atmosfera tendria graves efectos sobre el medio ambiente. Aceleraria la fusion de los casquetes polares, haria subir el nivel de los mares, cambiaria el clima regional y globalmente, alteraria la vegetacion natural y afectaria a las cosechas. Estos cambios, a su vez, tendria un enorme impacto sobre la cibilizacion humana. En el siglo XX la temperatura media del planeta aumento 0.6°C y los cientificos preveen que la temperatura media de la tierra subira entre 1,4 y 5,8°C entre

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HOJA DE TRABAJO

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ARRANQUE Y PARADA SECUENCIAL CICLICA DE 03 MOTORES TRIFÁSICOS

L1 L2 L3

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

I>

1

3

5

1

3

5

1

3

5

2

4

6

2

4

6

2

4

6

K1

K2

F1

K3

F2

F3

M1

M2

M3

3~

3~

3~

5 8

M3 M2

10

5 8

8

10

10

M1

5

MARCHA

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8

10

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BIBLIOGRAFÍA

Automatización Tópico de instrumentación y control

Ing. Raymundo Carranza Noriega

Ingeniería de la Automatización Industrial

Ramón Piedrafita Moreno Editorial Alfacomega Ra-Ma

Controladores Lógicos Programables

Elmer Ramirez Q. Editorial Concytec - Ofopcyte

Manual de usuario de PL7Micro

Telemecanique

Manual de usuario Micrologic 1000

Allen Bradley

Hecho por: DavidGermán LazartePanta

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CÓDIGO DE MATERIAL 0410

EDICIÓN FEBRERO 2005