89001573 Automatismo Programable Por Plc

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

ELECTROTECNIA

MANUAL DE APRENDIZAJE

AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

CÓDIGO: 89001573 Profesional Técnico

AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

HOJA EN BLANCO

N°

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ORDEN DE EJECUCIÓN

Reconocer hardware de controlador lógico program. Elaborar diagrama de conexión de ent. Y sal. Discretas Probar elementos periféricos de entrada y salida Realizar cableado al PLC

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

Computadoras Software Cables de comunicación Conductores electricos Alicate de corte borneras lamparas switches pulsadores contactores PLC

DENOMINACIÓN Montaje de un PLC en un tablero de control automático

ELECTRICISTA INDUSTRIAL ELECTROTECNIA

HT:T01

Tiempo: 8 horas

HOJA:1/1

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 1.1.

RECONOCER HARDWARE PROGRAMABLE.

DE

CONTROLADOR

LÓGICO

Un Controlador Lógico Programable (PLC) es un Controlador muy utilizado en la automatización industrial, para automatizar procesos manufactureros, así como también algunos procesos de control continuo, ya que con las nuevas tecnologías los PLCs han incluido instrucciones de control avanzado para realizar dichas tareas. Reconocimiento de Hardware del Micrologix Identificar las partes enumeradas en la figura del PLC Micrologix 1100.

1. Output Terminal Block. 2. Battery Connector. 3. Bus Connector Interface to Expansion I/O. 4. Battery. 5. Input Terminal Block. 6. LCD. 7. LCD Keypad (Esc, Ok, Up, Down, Left, Right). 8. Status LED indicators. 9. Memory Module Port Cover or Memory Module. 10. DIN Rail Latches. 11. RS 232/ 485 Comunication Port (Channel 0, isolated). 12. Ethernet Port (Channel 1). La cantidad máxima de módulos de Entrada y Salida adicionales depende de la capacidad de la fuente de alimentación, en el caso del micrologix solo soporta 4 módulos adicionales. ELECTROTECNIA

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Reconocimiento de Hardware del S7-1200. El autómata S7-1200, es el último dentro de una gama de controladores SIMATIC de Siemens, es el sucesor del S7-200 y está disponible desde junio del 2009. El controlador compacto SIMATIC S7-1200 es el modelo modular y compacto para pequeños sistemas de automatización que requieran funciones simples o avanzadas para lógica, HMI o redes. Gracias a su diseño compacto, su bajo coste y sus potentes funciones, los sistemas de automatización S7-1200 son idóneos para controlar tareas sencillas. La CPU incorpora un microprocesador, una fuente de alimentación integrada, circuitos de entrada y salida, PROFINET integrado, E/S de control de movimiento de alta velocidad y entradas analógicas incorporadas, todo ello en una carcasa compacta, conformando así un potente controlador. Una vez descargado el programa, la CPU contiene la lógica necesaria para vigilar y controlar los dispositivos de la aplicación. La CPU vigila las entradas y cambia el estado de las salidas según la lógica del programa de usuario, que puede incluir lógica booleana, instrucciones de contaje y temporización, funciones matemáticas complejas, así como comunicación con otros dispositivos inteligentes. Para comunicarse con una programadora, la CPU incorpora un puerto PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI o una CPU diferente en la red PROFINET.

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Para comunicarse con una programadora, la CPU dispone de un puerto PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI o una CPU diferente en la red PROFINET. Conectar la alimentación del S7-1200. Primero que todo es preciso conectar el S7-200 a una fuente de alimentación. La figura siguiente muestra el cableado de una CPU S7-1200 con alimentación c.c. (corriente continua) o c.a. (corriente alterna). Antes de montar o desmontar cualquier aparato eléctrico, vigile que se haya desconectado la alimentación del mismo. Respete siempre las medidas de seguridad necesarias y verifique que la alimentación eléctrica del S7-1200 se haya desconectado antes del montaje. Precaución Si intenta montar o cablear el S7-1200 y/o los equipos conectados a los mismos estando conectada la alimentación, puede producirse un choque eléctrico o fallos en los equipos. Si antes del montaje o desmontaje no se ha desconectado por completo la alimentación eléctrica del S7-1200 y de los equipos conectados a las mismas, ello podría causar la muerte o heridas graves al personal, y/o daños materiales. Respete siempre las medidas de seguridad necesarias y vigile que la alimentación eléctrica del S7-1200 y de los equipos conectados se haya desconectado antes del montaje o desmontaje.

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1.2. ELABORAR DIAGRAMAS DE CONEXIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS DISCRETAS. Instalación y conexionado del Micrologix. Realizar el conexionado del PLC según diagrama para el desarrollo de las tareas descritas en los laboratorios.

Según el tipo de interfaz de entrada, puede ser entradas de drenador (comúnmente llamadas entradas con lógica directa) o entradas de surtidor (comúnmente llamadas entradas con lógica inversa), esto afecta a la programación pues el comportamiento de las entradas debe negarse, es decir si es un contacto normalmente abierto, para cumplir la lógica deberá ser normalmente cerrado y viceversa. Dependiendo de los módulos se notará que existe un terminal común para un grupo de entradas. Las figuras mostradas indican cómo están agrupados los terminales de entrada y salida.

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El conexionado de las entradas analógicas dependerá del tipo de transmisor a conectar, si es de 2, 3 o 4 hilos.

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Instalación y conexionado del S7-1200. El hardware completo SIMATIC S7-1200 incorpora clips para un montaje rápido y fácil en perfil DIN de 35 mm. Además, estos clips integrados son extraíbles, lo que significa que pueden funcionar como taladros de montaje en caso de no utilizarse perfil soporte. El hardware SIMATIC S7-1200 puede instalarse, con absoluta flexibilidad, tanto en posición horizontal como vertical. Las mayores CPU admiten la conexión de hasta ocho Módulos de Señales, ampliando así las posibilidades de utilizar E/S digitales o analógicas adicionales

Toda CPU SIMATIC S7-1200 puede ampliarse hasta con 3 Módulos de Comunicación. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Los Módulos de Comunicación RS485 y RS232 son aptos para conexiones punto a punto en serie, basadas en caracteres. Esta comunicación se programa y configura con sencillas instrucciones, o bien con las funciones de librerías para protocolo maestro y esclavo USS Drive y Modbus RTU, que están incluidas en el sistema de ingeniería SIMATIC STEP 7 Basic. La memoria permite seleccionar el tamaño de la memoria de programa y la de datos Hasta 50 KB de memoria de trabajo en el controlador, con libre configuración del tamaño de memoria de programa y de datos de usuario, pueden definirse hasta 2048 Bytes como remanentes. El usuario puede designar memoria de datos o de marcas como remanentes ante un corte de alimentación. Los datos designados no tienen por qué ser contiguos. Con la SIMATIC Memory Card opcional pueden transferirse fácilmente programas a varias CPU. La tarjeta también puede utilizarse para guardar diversos archivos o para actualizar el firmware del controlador, Módulos de señales y Módulos de Comunicación. Simplemente insertar la SIMATIC Memory Card en la CPU y darle tensión, el programa de usuario no se pierde durante el proceso. Conectar el cable multimaestro RS-232/PPI. La figura siguiente muestra un cable multimaestro RS-232/PPI que conecta el S7-200 con la unidad de programación. Para conectar el cable:

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 1. Una el conector RS-232 (identificado con “PC”) del cable multimaestro RS232/PPI al puerto de comunicación de la unidad de programación. (En el presente ejemplo, conectar a COM 1.). 2. Una el conector RS-485 (identificado con “PPI”) del cable multimaestro RS232/PPI al puerto 0 ó 1 del S7-200. 3. Vigile que los interruptores DIP del cable multimaestro RS-232/PPI estén configurados como muestra en la figura.

1.3. PROBAR ELEMENTOS PERIFERICOS DE ENTRADA Y SALIDA. Para realizar la prueba del estado de las entradas y salidas del PLC armar el circuito mostrado en la imagen, se puede observar que la entrada del PLC está conectada mediante un switch a una fuente. Si se conmuta el switch la entrada recibirá el voltaje a su terminal, esto ocasionará que el led que representa el estado de dicha entrada se ilumine además se puede observar en el software de edición el estado de la entrada.

Para la prueba del módulo de salida del PLC deberá realizar la conexión típica y mediante el software activar la salida una por una, al hacerlo los indicadores led del PLC que muestran el estado de las salidas deben encenderse y activar la carga que se encuentre conectado con ellos.

1.4. REALIZAR CABLEADO AL PLC. Realizar los conexionados indicados por el instructor para la utilización de periféricos en los laboratorios posteriores.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Respetar los niveles de tensión utilizados en los periféricos para su conexión, tenga mucho cuidado pues existen tensiones AC y DC manejándose simultáneamente. Un circuito típico es como el que se muestra, puede hacer uso del manual de instalación rápida del PLC que posee para su conexión.

HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. El controlador Lógico Programable (PLC) Un controlador lógico programable, más en inglés PLC (Programmable Logic Controller), en la ingeniería automática o automatización procesos electromecánicos, tales como el control en líneas de montaje o atracciones mecánicas.

conocido por sus siglas es una computadora utilizada industrial, para automatizar de la maquinaria de la fábrica

Los PLCs son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Dimensiones de montaje de los dispositivos S7-1200.

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Cada CPU, SM, CM y CP admite el montaje en un perfil DIN o en un panel. Utilice los clips del módulo previstos para el perfil DIN para fijar el dispositivo al perfil. Estos clips también pueden extenderse a otra posición para poder montar la unidad directamente en un panel. La dimensión interior del orificio para los clips de fijación en el dispositivo es 4,3 mm. Es preciso prever una zona de disipación de 25 mm por encima y por debajo de la unidad para que el aire pueda circular libremente.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Directrices de puesta a tierra del S7-1200. La mejor forma de poner a tierra la aplicación es garantizar que todos los conductores neutros y de masa del S7-1200 y de los equipos conectados se pongan a tierra en un mismo punto. Este punto debería conectarse directamente a la toma de tierra del sistema. Todos los cables de puesta a tierra deberían tener la menor longitud posible y una sección grande, p. ej. 2 mm2 (14 AWG). Al definir físicamente las tierras es necesario considerar los requisitos de puesta a tierra de protección y el funcionamiento correcto de los dispositivos protectores. Directrices de cableado del S7-1200. Al diseñar el cableado del S7-1200, prevea un interruptor unipolar para cortar simultáneamente la alimentación de la CPU S7-1200, de todos los circuitos de entrada y de todos los circuitos de salida. Prevea dispositivos de protección contra sobreintensidad (p. ej. fusibles o cortacircuitos) para limitar las corrientes de fallo en el cableado de alimentación. Para mayor protección es posible disponer un fusible u otro limitador de sobreintensidad en todos los circuitos de salida. Utilice dispositivos de supresión de sobretensiones apropiados en el cableado sujeto a perturbaciones por descargas atmosféricas. Evite colocar las líneas de señales de baja tensión y los cables de comunicación en una misma canalización junto con los cables AC y los cables DC de alta energía y conmutación rápida. El cableado deberá efectuarse por pares; con el cable de neutro o común combinado con el hilo caliente o de señal. Utilice el cable más corto posible y vigile que tenga una sección suficiente para conducir la corriente necesaria. El conector de la CPU y el SM soporta cables con una sección de 2 mm2 a 0,3 mm2 (14 AWG a 22 AWG). El conector de la SB soporta cables con una sección de 1,3 mm2 a 0,3 mm2 (16 AWG a 22 AWG). Utilice cables apantallados para obtener una protección óptima contra interferencias. Por lo general, los mejores resultados se obtienen poniendo a tierra la pantalla del S7-1200. Al cablear circuitos de entrada alimentados por una fuente externa, prevea dispositivos protectores contra sobrecorriente en estos circuitos. La protección ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC externa no se requiere en los circuitos alimentados por la alimentación de sensores de 24 V DC del S7-1200, puesto que la alimentación de sensores ya está protegida contra sobrecorriente. Todos los módulos S7-1200 incorporan conectores extraíbles para el cableado de usuario. Para evitar conexiones flojas, asegúrese que el conector está encajado correctamente y que el cable está insertado de forma segura en el conector. No apriete excesivamente los tornillos para impedir que se deteriore el conector. El par máximo de apriete de los tornillos del conector de la CPU y el SM es de 0,56 Nm (5 pulgadas-libra). El par máximo de apriete de los tornillos del conector de la SB es de 0,33 Nm (3 pulgadas-libra). Para impedir flujos de corriente indeseados en la instalación, el S7-1200 provee límites de aislamiento galvánico en ciertos puntos. Tenga en cuenta estos límites de aislamiento al planificar el cableado del sistema. Directrices para las cargas de lámpara. Las cargas de lámpara pueden averiar los contactos de relé, debido a la elevada sobrecorriente momentánea de conexión. Esta sobrecorriente momentánea es nominalmente 10 a 15 veces superior a la corriente en régimen permanente de una lámpara de tungsteno. Se recomienda intercalar un relé sustituible o un limitador de sobretensión para las cargas de lámparas que deben conmutarse con frecuencia durante la vida útil de la aplicación. Directrices relativas a las cargas inductivas. Se recomienda equipar las cargas inductivas con circuitos de supresión que limiten el incremento de tensión producido al desactivarse las salidas. Los circuitos de supresión protegen las salidas contra fallos prematuros debidos a altas tensiones al desconectar las cargas inductivas. Además, estos circuitos limitan las interferencias generadas al conmutar las cargas inductivas. La manera más efectiva de reducir las interferencias es disponer un circuito de supresión externo paralelo eléctricamente a la carga y ubicado físicamente cerca de la carga. Las salidas DC del S7-1200 incluyen circuitos de supresión internos adecuados para las cargas inductivas en la mayoría de las aplicaciones. Puesto que los contactos de salida de relé del S7-1200 pueden utilizarse para conmutar cargas tanto DC como AC, no proporcionan protección interna.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Circuito de supresión típico para salidas de relé o DC que conmutan cargas inductivas DC. En la mayoría de las aplicaciones es suficiente prever adicionalmente un diodo (A) paralelo a una carga inductiva DC. No obstante, si la aplicación requiere tiempos de desconexión más rápidos, se recomienda utilizar un diodo Zener (B). Vigile que el diodo Zener tenga suficiente capacidad para la cantidad de corriente en el circuito de salida. Circuito de supresión típico para salidas de relé que conmutan cargas inductivas AC. Cuando se utiliza una salida de relé para conmutar cargas de 115 V/230 V AC, hay que instalar, paralelo a la carga AC, un circuito adecuado de varistores de óxido metálico (MOV) con resistores/condensadores. Vigile que la tensión de trabajo del varistor MOV sea como mínimo un 20% superior a la tensión de línea nominal. Estados operativos de la CPU. La CPU tiene tres estados operativos, a saber: STOP, ARRANQUE y RUN. Los LEDs de estado en el frente de la CPU indican el estado operativo actual. ● En modo STOP, la CPU no ejecuta el programa. Se puede descargar un proyecto. ● En estado operativo ARRANQUE, los OBs de arranque (si existen) se ejecutan una vez. Los eventos de alarma no se procesan durante el modo de arranque. ● En modo RUN, los OBs cíclicos se ejecutan repetidamente. Los eventos de interrupción pueden ocurrir y procesarse en cualquier punto del modo RUN. Algunas partes de un proyecto se pueden descargar en modo RUN La CPU soporta el arranque en caliente para pasar al estado operativo RUN. El arranque en caliente no incluye la inicialización de la memoria. Los datos de ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC sistema no remanentes y los datos de usuario se inicializan en un arranque en caliente. Se conservan los datos de usuario remanentes. El borrado total borra toda la memoria de trabajo, así como las áreas de memoria remanentes y no remanentes. Además, copia la memoria de carga en la memoria de trabajo. El borrado total no borra el búfer de diagnóstico ni tampoco los valores almacenados permanentemente de la dirección IP. Cada CPU proporciona conexiones HMI dedicadas que admiten un máximo de 3 dispositivos HMI. El número total de HMI depende del tipo de paneles HMI indicados en la configuración. Así, por ejemplo, pueden conectarse a la CPU hasta tres SIMATIC Basic Panels o bien hasta dos SIMATIC Comfort Panel con un Basic Panel. Los diferentes modelos de CPU ofrecen una gran variedad de funciones y prestaciones que permiten crear soluciones efectivas destinadas a numerosas aplicaciones.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Bloques, temporizadores y contadores que soporta el S7-1200. Bloque:

OB:

Temporizadores:

Contadores:

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HOJA EN BLANCO N°

1 2 3 4

ORDEN DE EJECUCIÓN

Instalar software de programación Instalar software de comunicación Instalar software de simulación Configurar la comunicación entre controlador y PC

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

Computadoras Software Cables de comunicación PLC

DENOMINACIÓN Configurar la comunicación entre el controlador y la PC

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

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HT:T02

Tiempo: 8 horas

HOJA:1/1

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 2.1. INSTALAR SOFTWARE DE COMUNICACIÓN. Los equipos a utilizar en los laboratorios son de las marcas más reconocidas a nivel mundial y es ampliamente utilizado en la industria nacional, nos referimos a Rockwell Automation y SIEMENS. Iniciaremos la instalación de los softwares con los de la marca Rockwell Automation, recordar siempre que para evitar algún error de compatibilidades entre los softwares de las diferentes marcar será necesario crear dos máquinas virtuales cada una con un paquete de software de cada marca. Los errores de compatibilidades comúnmente se nota al instalar los software de supervisión (HMI), en nuestro caso no es necesario, pero se recomienda que se instales en sistemas separados para evitar alguna confusión. INSTALACIÓN DE RSLINX (Software de comunicaciones). Este software contiene los drivers de comunicación necesarios para realizar el enlace de dispositivos con la PC que manejen los protocolos usados por Rockwell Automation. Rockwell Automation utiliza una clave de software para implementar la protección contra copia para los productos de software basados en Windows. Cada producto de software tiene una única clave. Aunque puede instalar el software en un número ilimitado de equipos, sólo tiene licencia para ejecutar el software en un equipo cada vez. Tras instalar el software RSLinxClassic, el programa de instalación le pedirá que active el software. Requisitos del sistema. Para utilizar de forma eficaz RSLinxClassic, su equipo personal debe cumplir con unos requisitos mínimos de software y hardware que son explicados a continuación. Requisitos de hardware. Para instalar el software RSLinxClassic, necesitará el siguiente hardware: • Procesador Pentium de 100 MHz con 32 Megabytes (MB) de RAM. Esta versión de RSLinxClassic no se ejecutará en procesadores Alpha, MIPS o Power PC.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC •

Mínimo de 35 MB de espacio libre en la unidad de disco duro; es posible que ciertas funciones de la aplicación requieran más espacio en el disco duro.

•

Monitor SVGA de 16 colores, con una resolución de 800 x 600 o mayor.

• •

Mouse u otro dispositivo de señalización compatible con Windows. Tarjeta Ethernet y/o dispositivo o cable de comunicaciones Allen-Bradley.

Requisitos de software. Para ejecutar RSLinxClassic, necesita Microsoft Internet Explorer 6.0 (o posterior), y uno de los siguientes sistemas operativos:  Microsoft Windows XP, XP SP1 y XP SP2, SP3.  Microsoft Windows 2003 SP1 o R2.  Microsoft Windows 2000 SP4.  Microsoft Windows Vista Business [32 bits] o Microsoft Windows Vista Home Basic [32 bits]. INSTALACIÓN DEL SOFTWARE RSLINX CLASSIC. Puede instalar uno o más productos de Rockwell Automation en un único equipo personal. Nota: Mientras instala el software RSLinxClassic, tendrá la oportunidad de especificar un directorio. El directorio predeterminado sugerido y recomendado es C:\Archivos de programa\Rockwell Software\RSLinx. Para instalar el software RSLinxClassic, siga estos pasos: 1. Iniciar el sistema operativo Windows si no se inicia automáticamente. 2. Insertar el CD-ROM de RSLinxClassic en la unidad de CD-ROM.

3. Siga las instrucciones que aparecen en la pantalla.

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En el cuadro de diálogo de bienvenida Lea la información introductoria de RSLinxClassic y, a continuación, haga clic en Siguiente. En el cuadro de diálogo del contrato de licencia de software Lea todo el contrato de licencia. Marque la opción Acepto los términos del contrato de licencia y haga clic en Siguiente para aceptar y continuar con la instalación, o marque la opción No acepto los términos del contrato de licencia y haga clic en Siguiente para rechazar el contrato y salir de la instalación.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC En el cuadro de diálogo de información de registro del cliente Escriba su nombre de usuario, el nombre de su empresa y el número de serie del software RSLinxClassic y, a continuación, haga clic en Siguiente. En el cuadro de diálogo Instalación estándar Seleccione las opciones de RSLinxClassic que desee instalar. Puede seleccionar un directorio de destino distinto a la ubicación predeterminada o seleccionar archivos EDS específicos. Haga clic en Siguiente.

En el cuadro de diálogo que indica que ya se puede comenzar la instalación Haga clic en Instalar para iniciar el proceso de instalación de RSLinxClassic. En el cuadro de diálogo del asistente InstallShield completado Especifique si desea instalar la activación y haga clic en Finalizar. RSLinx Classic vuelve a la versión Lite si no se ha instalado la activación adecuada Debe reiniciar su equipo antes de utilizar RSLinxClassic. La instalación de RSLinxClassic ha finalizado. Resolución de problemas de instalación. Si RSLinxClassic no se inicia o no funciona correctamente, tenga en cuenta lo siguiente: • ¿Tiene suficiente memoria en su equipo? Para ejecutar RSLinxClassic, se necesitan 32 MB de RAM como mínimo.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC • ¿Tiene suficiente espacio de disco en su equipo? Para ejecutar RSLinxClassic, se necesita un mínimo de 35 MB de espacio libre en el disco duro. • ¿La versión de RSLinxClassic que tiene instalada es la correcta? Si la instalación de RSLinxClassic aparece como RSLinxClassic Lite, RSLinxClassic Single Node o RSLinxClassic OEM, significa que no se han instalado los archivos de activación correctos. En RSLinxClassic, seleccione Ayuda > Protección contra copias para ver información sobre los archivos de activación. • ¿Ha instalado un Service Pack anterior o quitado algún componente que requiera RSLinx Classic, como DCOM?

2.2. INSTALACIÓN DE SOFTWARE DE EDICIÓN Y PROGRAMACIÓN. Insertar el CD de instalación del software RSLogix 500, con el cual se podrá programar los controladores como el MicroLogix, y SLC utilizados en los laboratorios. Al ejecutar el setup de instalación, se abrirá la ventana de condiciones de licencia, el cual deberá leer y aceptar para hacer uso del software.

Una vez leído y aceptado las condiciones, el siguiente paso será elegir el paquete de instalación, seleccionar la instalación completa y continuar. Luego la ventana mostrará los componentes a instalar, acepte e inicie la instalación. ELECTROTECNIA

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Una vez finalizado se recomienda reiniciar el ordenador para el uso del software, no olvide la activación de la licencia al finalizar la instalación. Ahora continuar con la instalación de los software de simulación, iniciamos con el RSEmu 500, la instalación es rápida y las opciones son simplemente aceptar el acuerdo de licencia y lo demás es por defecto.

No olvidar que al finalizar se debe reiniciar para el uso del software ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC SOFTWARE TIA Portal SIEMENS. Insertar el CD de instalación del Totally Integrated Automation Portal V12 (TIA), el asistente lo guiará por la selección de componentes e instalación del programa. De no abrir inmediatamente después de ingresar el CD, ejecutar el setup desde el directorio del disco. Seleccionar el idioma de instalación de programa, en el ejemplo se muestra con español.

Seguidamente seleccionar los componentes y productos que se desean instalar y que serán de uso en el desarrollo del curso, el instructor deberá guiarlo con la selección de estos componentes. Luego leer y aceptar los términos de licencia para el uso del software, y finalmente aceptar su instalación, esto tomará algo de tiempo.

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No olvidar que deberá reiniciar el ordenador y transferir las licencias para el uso correcto del software. Inserte el CD de instalación del S7-PLCSIM v12, el cual es el software de simulación de los controladores programados con el TIA Portal. El asistente de instalación lo guiará para la selección de componentes y productos del software a instalar. Leer y aceptar los acuerdos de licencia para el uso correcto del software, luego la ventana mostrara la selección de programas y componentes a instalarse, aceptar si es correcto y continuar con la instalación, esto tomará algo de tiempo.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

No olvidar reiniciar el ordenador después de la instalación para el uso correcto del software, así como la transferencia de su licencia.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Instalar ahora el WinCC Professional v 11.0, con este software se editan las pantallas de interfaz con el usuario (HMI). Insertar el CD de instalación y ejecutar el setup, elegir el idioma "Español".

Luego seleccionar los componentes y softwares que se instalarán con el asistente. Leer y aceptar los términos de licencia y continuar con la instalación del software. No olvidar reiniciar el ordenador al finalizar la instalación y transferir la licencia del software con apoyo del instructor.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 2.3. CONFIGURAR LA COMUNICACIÓN ENTRE CONTROLADOR Y PC. En el uso de controladores de la marca Rockwell Software podrá realizar la comunicación entre la PC y el controlador mediante la interfaz de comunicación Ethernet o RS232. Para el caso de la interfaz Ethernet se debe tener en cuenta que tipo de direccionamiento realizará, si es Direccionamiento IP Estático o Direccionamiento IP Dinámico. Cuando el equipo es nuevo su direccionamiento es con IP dinámico, es por ello necesario asignar una dirección IP mediante un servidor DCHP o BOOTP, los cuales son protocolos de direccionamiento de IPs. El software BOOTP/DHCP Server se instala automáticamente con el RSlinx. Seguir los pasos mostrados para realizar la configuración de la comunicación con el equipo. El BOOTP/DHCP Server es una herramienta que asigna la dirección IP al equipo siempre y cuando este habilitada su direccionamiento dinámico.

Al ejecutar el software por primera vez, se mostrará una pantalla de alerta del Firewall, el cual debemos permitir el tráfico, seguidamente aparecerá una ventana para configurar la red.

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El tipo de enlace que realizará se basa utilizando la dirección MAC del equipo, la dirección MAC es el carnet de identidad de cualquier dispositivo que tenga una tarjeta de red, es decir, nunca podrá haber dos equipos con la misma dirección. La configuración se basa en la máscara subred, el programa escaneara en busca de todos los equipos que hayan dentro de esta subred.

Una vez ya haya configurado, como mínimo la Máscara de subred, todos los equipos que encuentre mostrara su dirección MAC y como servidor DHCP podemos asignarle la IP que nos interese, un ejemplo es el Router que suelen tener en casa, el propio router tiene un servidor DHCP que asigna automáticamente la dirección IP. En la siguiente imagen, se puede observar cómo ha encontrado un equipo, lo próximo que debemos hacer es crear una nueva entrada, donde relacionaremos la dirección MAC encontrada con la dirección IP que asignaremos.

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Una vez introducido los datos, se añade a la lista de relaciones y automáticamente se le asigna la dirección IP al equipo cuya MAC fue la que seleccionaron. Configuración del Driver DF1 en el RSLinx, este driver es para la comunicación serie, punto a punto, y nos servirá tanto para establecer la comunicación con el PLC como con una Panel View. Lo primero es saber en qué puerto COM se encuentra nuestro cable conectado, con lo cual en el Administrador de dispositivos podemos comprobarlo.

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Ejecutamos el RSLinx, y pulsamos sobre el icono del cable, aquí añadiremos el driver que nos interese según la interface que vayamos a usar. Añadimos el Driver RS-232 DF1 Devices y le asignamos el nombre "DF1" o alguno que le indique el instructor.

Al agregar el driver se abrirá una ventana emergente donde realizará la configuración del mismo, una vez seleccionado el puerto COM seleccionar el botón Auto-Configure, el cual buscará los parámetros automáticamente y los colocará en pantalla. La confirmación de la autoconfiguración se muestra con un mensaje "Auto Configuration Successfull".

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En modo dinámico se asigna la dirección IP mediante un servidor BOOTP o DHCP como se mostró anteriormente. Configurar Comunicación entre Software de Edición y Simulador. Existen softwares de simulación, que permiten al participante realizar las pruebas del programa a ejecutar en un PLC, para el caso de Rockwell Automation se utilizará el RSlogix 500. Preparación de los entornos RSLinx y RSEmu 500 para la simulación y pruebas de los programas a ejecutar. En el software RSLinx agregar el driver "SLC-500 (DH 485) Emulator Driver", el cual es necesario para realizar la comunicación entre el software de edición RSLogix 500 y el simulador RSEmu 500. Las imágenes mostradas indican los pasos a seguir para realizar dicha acción.

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Al seleccionar el driver para el simulador del SLC 500, hacer clic en Add New, colocar un nombre "RSEMULATE500" o alguno que el instructor indique.

El siguiente paso es darle un nombre y dirección al host del simulador, este driver puede trabajar con 32 direcciones desde 0 hasta la dirección 31, usar para los laboratorios como dirección de host la dirección de nodo 0.

Con esto ya podríamos simular y probar los programas a ejecutarse en el PLC

HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. Protocolos de comunicación industrial. Se pueden definir las Comunicaciones Industriales como: “Área de la tecnología que estudia la transmisión de información entre circuitos y sistemas electrónicos utilizados para llevar a cabo tareas de control y gestión del ciclo de vida de los productos industriales” Los Sistemas de Comunicación proporcionan el esqueleto sobre él se articulan las estrategias de automatización, son mecanismos de intercambio de datos distribuidos en una organización industrial intercambio de datos on-line y, en los niveles inferiores de la pirámide (sensores, actuadores, máquinas, células de fabricación, etc.), se exige el requisito de tiempo real. ELECTROTECNIA

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Los procesos de tiempo real requieren una acotación determinista máxima de sus tiempos de ejecución. Un protocolo de comunicación se refiere a las reglas necesarias para la interconexión y transferencia de datos entre dispositivos dentro de una red industrial. Estas reglas comprenden medios físicos, codificación de datos, distancias, velocidades de transmisión, etc. Existen protocolos de comunicación cerrados los cuales tienen la información de las reglas del protocolo en total resguardo de su marca, esto era aplicado al inicio, pero no hubo buenos resultados pues si un equipo que maneja un protocolo cerrado "A", entonces era necesario encontrar un dispositivos de las mismas características y con el mismo protocolo para poder cambiar el defectuoso, obligando a la empresa a tener una dependencia del proveedor. Otra desventaja fue que si se requiere más adelante integrar diferentes lugares de la empresa y tener control desde una estación a todo el lugar de la planta era necesario que los protocolos se interconecten y al ser cerrado esto no era posible. Los protocolos abiertos solucionaron muchos de estos inconvenientes, siendo ahora este tipo de concepto el más utilizado pues además son muy funcionales, alguno de ellos son PROFIBUS, DEVICENET, HART, FoundationFieldbus, etc. Para un mejor control de las reglas aplicadas en los protocolos ISO creo un sistema de referencia que agrupaba por características estas reglas, siendo 7 capas las recomendadas. Modelo OSI desarrollado por la ISO para la conexión de sistemas informáticos abiertos. Open System Interconnection (OSI) (Modelo de interconexión de sistemas abiertos), que es la propuesta que hizo la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) para estandarizar la interconexión de sistemas abiertos. Este modelo está dividido en siete capas:

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Capa física. Es la que se encarga de la topología de la red y de las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información. Sus principales funciones se pueden resumir como: • Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica. • Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos. • Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico). • Transmitir el flujo de bits a través del medio. • Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc. • Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión) Capa de enlace de datos. Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo. Es uno de los aspectos más importantes que revisar en el momento de conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras así determinando el paso de tramas (trama = unidad de medida de la información en esta capa, que no es más que la segmentación de los datos trasladándolos por medio de paquetes), verificando su integridad, y corrigiendo errores, por lo cual es importante mantener una excelente adecuación al medio físico (los más usados son el cable UTP, par trenzado o de 8 hilos), con el medio de red que redirecciona las conexiones mediante un router. Dadas estas situaciones cabe recalcar que el dispositivo que usa la capa de enlace es el Switch que se encarga de recibir los datos del router y enviar cada uno de estos a sus respectivos destinatarios (servidor -> computador cliente o algún otro dispositivo que reciba información como celulares, tabletas y diferentes dispositivos con acceso a la red, etc.), dada esta situación se determina como el medio que se encarga de la corrección de errores, manejo de tramas, protocolización de datos (se llaman protocolos a las reglas que debe seguir cualquier capa del modelo OSI).

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Capa de red. Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento. • Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK). • Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP). El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan en caminadores o enrutadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés routers. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas. En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final. Capa de transporte. Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos como Sockets IP:Puerto (191.16.200.54:80). Capa de sesión. Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Capa de presentación. El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible. Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas. Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor. Capa de aplicación. Artículo principal: Capa de aplicación Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocol). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar. Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.

MÁQUINAS VIRTUALES. En informática una máquina virtual es un software que simula a una computadora y puede ejecutar programas como si fuese una computadora real. Este software en un principio fue definido como "un duplicado eficiente y aislado de una máquina física". La acepción del término actualmente incluye a máquinas virtuales que no tienen ninguna equivalencia directa con ningún hardware real. Una característica esencial de las máquinas virtuales es que los procesos que ejecutan están limitados por los recursos y abstracciones proporcionados por ellas. Estos procesos no pueden escaparse de esta "computadora virtual".

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Uno de los usos domésticos más extendidos de las máquinas virtuales es ejecutar sistemas operativos para "probarlos". De esta forma podemos ejecutar un sistema operativo que queramos probar (GNU/Linux, por ejemplo) desde nuestro sistema operativo habitual (Mac OS X por ejemplo) sin necesidad de instalarlo directamente en nuestra computadora y sin temor a que se dañe el sistema operativo primario.

TIPOS DE MÁQUINAS VIRTUALES. Las máquinas virtuales se pueden clasificar en dos grandes categorías según su funcionalidad y su grado de equivalencia a una verdadera máquina. • •

Máquinas virtuales de sistema (en inglés System Virtual Machine). Máquinas virtuales de proceso (en inglés Process Virtual Machine).

MÁQUINAS VIRTUALES DE SISTEMA. Las máquinas virtuales de sistema, también llamadas máquinas virtuales de hardware, permiten a la máquina física subyacente multiplicarse entre varias máquinas virtuales, cada una ejecutando su propio sistema operativo. A la capa de software que permite la virtualización se la llama monitor de máquina virtual ohypervisor. Un monitor de máquina virtual puede ejecutarse o bien directamente sobre el hardware o bien sobre un sistema operativo ("host operating system"). APLICACIONES DE LAS MÁQUINAS VIRTUALES DE SISTEMA. • Varios sistemas operativos distintos pueden coexistir sobre la misma computadora, en sólido aislamiento el uno del otro, por ejemplo para probar un sistema operativo nuevo sin necesidad de instalarlo directamente. • La máquina virtual puede proporcionar una arquitectura de instrucciones (ISA) que sea algo distinta de la verdadera máquina. Es decir, podemos simular hardware. • Varias máquinas virtuales (cada una con su propio sistema operativo llamado sistema operativo "invitado" o "guest"), pueden ser utilizadas para consolidar servidores. Esto permite que servicios que normalmente se tengan que ejecutar en computadoras distintas para evitar interferencias, se puedan ejecutar en la misma máquina de manera completamente aislada y compartiendo los recursos de una única computadora. La consolidación de servidores a menudo contribuye a reducir el coste total de las instalaciones necesarias para mantener los servicios, dado que permiten ahorrar en hardware. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC •

La virtualización es una excelente opción hoy día, ya que las máquinas actuales (Laptops, desktops, servidores) en la mayoría de los casos están siendo "sub-utilizados" (gran capacidad de disco duro, memoria RAM, etc.), llegando a un uso de entre 30% a 60% de su capacidad. Al virtualizar, la necesidad de nuevas máquinas en una ya existente permite un ahorro considerable de los costos asociados (energía, mantenimiento, espacio, etc.).

MÁQUINAS VIRTUALES DE PROCESO. Una máquina virtual de proceso, a veces llamada "máquina virtual de aplicación", se ejecuta como un proceso normal dentro de un sistema operativo y soporta un solo proceso. La máquina se inicia automáticamente cuando se lanza el proceso que se desea ejecutar y se detiene para cuando éste finaliza. Su objetivo es el de proporcionar un entorno de ejecución independiente de la plataforma de hardware y del sistema operativo, que oculte los detalles de la plataforma subyacente y permita que un programa se ejecute siempre de la misma forma sobre cualquier plataforma. El ejemplo más conocido actualmente de este tipo de máquina virtual es la máquina virtual de Java. Otra máquina virtual muy conocida es la del entorno .Net de Microsoft que se llama "Common Language Runtime". INCONVENIENTES DE LAS MÁQUINAS VIRTUALES. Uno de los inconvenientes de las máquinas virtuales es que agregan gran complejidad al sistema en tiempo de ejecución. Esto tiene como efecto la ralentización del sistema, es decir, el programa no alcanzará la misma velocidad de ejecución que si se instalase directamente en el sistema operativo "anfitrión" (host) o directamente sobre la plataforma de hardware. Sin embargo, a menudo la flexibilidad que ofrecen compensa esta pérdida de eficiencia. SISTEMAS DE NUMERACIÓN. Dado que un autómata es un ordenador, almacena información en forma de condiciones On y Off (1 ó 0), refiriéndose a dígitos binarios (bits). Sistema Decimal. En los autómatas se usan varios sistemas numéricos. Todos los sistemas de números tienen las mismas características: dígitos, base, potencia. El sistema decimal, que es de utilización común en la vida diaria, tiene las características siguientes: Diez dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Base 10 Potencias 1, 10, 100, 1000, ... ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Sistema Binario. El sistema binario se usa en los controladores programables. Tiene las siguientes características: Dos dígitos 0, 1 Base 2 Potencias de base 2 (1, 2, 4, 8, 16,...) En el sistema binario los 1s y 0s se ordenan en columnas. Cada columna tiene un peso. La primera columna tiene un peso binario de 2^0  Esto equivale al decimal 1. A éste se le denomina bit menos significativo.  El peso binario se dobla en cada columna sucesiva. La siguiente columna, por ejemplo, tiene un peso de 2^1 que equivale al decimal 2.  El valor decimal se dobla en cada columna sucesiva.  El número más a la izquierda se denomina bit más significativo. En el ejemplo, el bit más significativo tiene un peso binario de 2^7 es equivalente al decimal 128.

Convertir el binario. Los siguientes pasos se pueden usar para interpretar un número decimal desde un valor binario: 1. Buscar de derecha a izquierda (de menos significativo a más significativo) los 1s. 2. Escribir la representación decimal de cada columna que contenga un 1. 3. Sumar los valores de esas columnas. En el ejemplo siguiente, las columnas cuarta y quinta desde la derecha contienen un 1. El valor decimal de la cuarta columna desde la derecha es 8, y el valor decimal de la quinta columna desde la derecha es 16. El decimal equivalente de este número binario es 24. La suma de todas las columnas con peso que contienen un 1 es el número decimal que el autómata ha almacenado.

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En el siguiente ejemplo las columnas cuarta y quinta desde la derecha contienen un 1. El valor decimal de la cuarta columna desde la derecha es 8, y el valor decimal de la sexta columna desde la derecha es 32. El decimal equivalente de este número binario es 40.

Bits, bytes, y palabras (words). Cada unidad binaria de datos es un bit. Cada 8 bits hacen 1 byte. 2 bytes ó 16 bits, hacen 1 palabra.

0 lógico, 1 lógico Los controladores programables sólo pueden entender una señal que sea On u Off (presente o no presente). El sistema binario es un sistema en el cual sólo hay dos números, 1 y 0. El binario 1 indica que una señal está presente, o el interruptor está On. El binario 0 indica que la señal no está presente, o el interruptor está Off.

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BCD. El código BCD (Binary-Coded Decimal) son números decimales en los que cada dígito está representado por un número binario de 4 bits. Un contador de vueltas es un ejemplo de un dispositivo de entrada de 4 bits. El BCD se usa comúnmente con dispositivos de entrada y salida. Los números binarios se rompen en grupos de 4 bits, cada grupo representa un decimal equivalente. Un contador de vueltas de 4 dígitos, como el que se muestra abajo, podría controlar 16 (4 x 4) entradas al autómata.

Hexadecimal. El hexadecimal es otro sistema usado en los autómatas programables. El sistema hexadecimal tiene las características siguientes: 16 dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Base 16 Potencias de base 16 (1, 16, 256, 4096...)

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Se utilizan los diez dígitos del sistema decimal para los primeros diez dígitos del sistema hexadecimal. Se usan las primeras seis letras del alfabeto para los seis dígitos restantes. A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F= 15. El sistema hexadecimal se utiliza en los autómatas programables porque permite representar el estado de un gran número de bits binarios en un pequeño espacio como es la pantalla de un ordenador o un visualizador de programación. Cada dígito hexadecimal representa el estado exacto de 4 bits binarios. Para convertir un número decimal a un número hexadecimal el número decimal se dividirá por base 16. Por ejemplo, para convertir el decimal 28 a hexadecimal: El decimal 28 dividido entre 16 es 1 con un resto de 12. Doce es equivalente a C en hexadecimal. El hexadecimal equivalente del decimal 28 será pues 1C. El valor decimal de un número hexadecimal se obtiene multiplicando individualmente los dígitos hexadecimales por el peso de base 16 y después sumando los resultados. Conversión de números. La siguiente tabla muestra unos pocos valores numéricos en representación decimal, binario, BCD, y hexadecimal.

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HOJA EN BLANCO

1 2 3 4 5 6

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

ORDEN DE EJECUCIÓN

N°

Crear proyecto / archivo Configurar hardware Elaborar programa Descargar programa al PLC Probar programa de arranque directo Probar programa de inversión de giro

Computadoras Software Cables de comunicación PLC

DENOMINACIÓN Programación del PLC para el arranque directo e inversión de giro de un motor trifásico

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

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HT:T03

Tiempo: 8 horas

HOJA:1/1

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 3.1. CREAR PROYECTO / ARCHIVO PARA CONTROLAR EL ARRANQUE Y PARADA DE UN MOTOR TRIFÁSICO. El software que usará para desarrollar el programa es el TIA Portal v12, al ejecutarlo el asistente lo guiará en sus primeros pasos, en las imágenes se indican la manera en que se hace uso del entorno de trabajo.

Seleccionar crear proyecto, ingresar el nombre del proyecto como ArranqueDirecto1, en ruta se indica la dirección donde se almacenará el proyecto creado, ingresar algunos datos adicionales como autor y comentarios, los cuales son opcionales. Luego de crearlo, se mostrará una ventana "Primeros Pasos", seleccionar dispositivos y redes.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Al iniciar tendremos las opciones: Dispositivos y redes (Configurar un dispositivo). Programación PLC (Escribir programa PLC). Motion & Technology (Configurar objetos tecnológicos). Visualización (Configurar una imagen HMI). Vista del proyecto (Abrir la vista del proyecto). Luego agregar dispositivo: SIMATIC S7-1500 CPU 1511-1PN con código siemens: 6ES7 511-1AK00-0AB0 El entorno debe ser igual al que se muestra aquí:

3.2. CONFIGURAR HARDWARE DEL CONTROLADOR UTILIZADO PARA LA SOLUCIÓN DEL PROGRAMA. Una vez creado el proyecto a desarrollar, el siguiente paso es configurar el hardware, para ello arrastrar desde el catálogo de hardware al rack los módulos que tenga conectados o los necesarios para la solución del problema.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Una vez agregados los módulos, añadir el PLC a una subred y asignarle una dirección IP, necesario para la comunicación, si pulsa sobre el puerto Ethernet se abrirá las propiedades para poder hacer los cambios necesarios.

Con lo desarrollado se ha configurado el hardware.

3.3. ELABORAR PROGRAMA PARA EL CONTROL DEL PROBLEMA PROPUESTO. Ingresar al bloque de programa y hacer doble clic en Main OB1, esto abrirá la ventana para editar el programa que se descargará en el PLC.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Desarrollar el programa solución para el arranque directo de un motor, el cual es un programa básico inicial pero muy útil y usado en los programas más avanzados.

Finalmente el Segmento del programa quedará como se muestra a continuación, el direccionamiento y los tags pueden variar de acuerdo a las conexiones realizadas y/o indicaciones del instructor.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 3.4. DESCARGAR PROGRAMA ELABORADO AL PLC. Para realizar la descarga del proyecto (Configuración del Hardware y software), ingresar en el menú Online y hacer clic en Establecer conexión online, o utilizar las teclas Ctrl + K. Se abrirá la ventana establecer conexión online, en donde se elegirá el tipo de interfaz, seleccionar PN/IE.

Luego de configurar la conexión se procede a la actualización de la red, el software se encargará de buscar las estaciones accesibles con la interfaz seleccionada, finalmente seleccionar el PLC conectado al cual se desea descargar el programa y seleccionar conectar. Una vez conectado ingresar al menú Online y hacer clic en Cargar en dispositivo o utilizar las teclas Ctrl + L.

3.5. PROBAR PROGRAMA DE ARRANQUE DIRECTO. El programa desarrollado utiliza 3 pulsadores, 2 son para el arranque del motor en giro horario y el otro para el sentido contrario, y el tercer pulsador para la parada del motor sin importar su sentido de giro. Para realizar la comprobación del programa del arranque directo, es posible realizarlo editando el programa ingresado y modificarlo por el siguiente;

Además de realizar la conexión adecuada de los periféricos como pulsadores y contactores, no olvidar que para controlar el funcionamiento del motor es necesario utilizar contactores, a pesar de que las salidas del PLC sean del tipo ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC relé ya que la corriente de consumo de los motores provocarían que los contactos del relé se fundan o incluso la tarjeta electrónica se queme por la elevada corriente que por ahí circula.

3.6. PROBAR PROGRAMA DE INVERSIÓN DE GIRO. Como se mencionó en el paso anterior el sistema de inversión de giro debe tener un pulsador para el control en un giro y otro más para la inversión, no olvidar que siempre será necesario detener el motor para el cambio de giro, es por ese motivo que por seguridad se conecta un contacto normalmente cerrado de cada sentido con el opuesto para evitar así su activación cuando el motor se encuentre en funcionamiento. También debe tener en cuenta que para realizar la inversión de giro una vez arrancado debe esperar a que el motor esté completamente detenido pues de lo contrario provocará vibraciones, golpes y saltos del motor, lo que ocasionará un deterioro en el mismo.

3.7. CREAR PROYECTO EN ENTORNO DE PROGRAMACIÓN DE PLC DE LA MARCA SIEMENS. Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación. La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego en simulación, hacer clic en iniciar.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Aceptar la advertencia que ha emergido. Luego se mostrará una ventana en el que será necesario ingresar un nombre, ruta, autor y comentario para el proyecto de simulación, colocar los mismos datos que el proyecto de edición (opcional). El simulador puede presentarse de dos formar, la manera compacta y vista proyecto. En la imagen se muestran las dos vistas:

Se puede alternar de una vista a otra con el icono mostrado.

Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Al realizar la carga, el software compilará el programa, de haber algún error ya sea de direccionamiento o de sintaxis, el resultado se mostrará en la ventana de información del software y se detendrá el proceso de descarga, de no ser así la descarga continuará.

Después de la compilación del programa se mostrará la ventana preliminar de carga con algunas opciones a seleccionar. En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual seleccionamos APLICAR TODAS. También es necesario seleccionar el checkbox para sobrescribir la configuración, una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga la configuración.

Para finalizar, seleccionamos arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC En la siguiente hoja se muestran cómo se debe ver al final del enlace la ventana de edición de programa y el simulador.

Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.

El programa se verá como se indica, activando el motor después de haber activado el botón START desde el PLCSIM.

El programa se verá como se muestra, después de desactivar el botón START, como se observa el MOTOR sigue activado por su enclavamiento.

El programa se verá como la figura luego de activar el botón STOP desde el PLCSIM.

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El programa se verá como al inicio luego de desactivar el botón STOP desde el PLCSIM.

Note que cuando la línea está en color verde y es una línea continua, indica que la energía está pasando por esos puntos, si la línea es segmentada y de color azul, indica que no está pasando la energía por lo tanto el circuito está abierto en ese punto. Ejemplo de Aplicación: Desarrollar un programa para el control de apertura y cierre de puertas automáticas con PLC. Descripción del problema: Se tienen dos sensores de proximidad, ambos magnéticos colocados en la parte inferior y superior de la puerta a controlar, además se cuenta con 3 pulsadores, uno es "OPEN" el que servirá para dar la orden de apertura de puertas, y esta se ejecutará hasta estar completamente abierta. El pulsador "CLOSE" servirá para dar la orden de cierre de puertas y esto se ejecutará hasta estar completamente cerradas, para ambos casos se hará uso de los sensores para detener el funcionamiento del motor que controla el movimiento de la puerta.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC El tercer pulsador es para que una vez dada la orden de apertura o cierre, este se pueda detener pero esto será por un tiempo de 30 segundos y luego cerrara la puerta. Se disponen de lámparas que indican el estado de operación. El motor será controlado en arranque directo y utilizará por 2 contactores para el control de giro para el cierre y apertura de puertas. Se dispone de un relé térmico por seguridad del motor en caso de que la puerta se trabe.

Realizar el conexionado de la etapa de potencia, el cual es un arranque directo con inversión de giro. El gráfico muestra su conexión típica.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Crear un nuevo proyecto con el nombre control de puertas en el entorno de programación TIA Portal V12.0 de manera semejante a la tarea anterior. Luego desarrollar la lógica para un arranque con inversión de giro, utilizando los sensores de puertas abiertas y cerrada para la detención del motor en su respectivo giro. Para realizar las pruebas y correcciones de las fallas resultantes puede utilizar los softwares de simulación, en este ejemplo usaremos el TIA PortalSim. Realizar el circuito ladder de la solución del problema, tal y como se muestra en la figura siguiente:

Luego realizar la descarga al simulador y comprobar su funcionamiento, de ser necesario modificar el programa para las funciones adicionales que el instructor pueda señalar. HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. Programación de PLC. El Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) integra diferentes productos SIMATIC en una aplicación de software que le permitirá aumentar la productividad y la eficiencia del proceso. Dentro del TIA Portal, los productos TIA interactúan entre sí, ofreciéndole soporte en todas las áreas implicadas en la creación de una solución de automatización. Una solución de automatización típica abarca lo siguiente: ELECTROTECNIA

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• Un controlador que controla el proceso con la ayuda del programa. • Un panel de operador con el que se maneja y visualiza el proceso.

Con el TIA Portal se configura tanto el control como la visualización en un sistema de ingeniería unitario. Todos los datos se guardan en un proyecto. Los componentes de programación (STEP 7) y visualización (WinCC) no son programas independientes, sino editores de un sistema que accede a una base de datos común. Todos los datos se guardan en un archivo de proyecto común. Para todas las tareas se utiliza una interfaz de usuario común desde la que se accede en todo momento a todas las funciones de programación y visualización. En el SIMATIC S7-1200 los módulos de comunicación se insertan a la izquierda de la CPU y los módulos de I/O se meten a la derecha. Como máximo puede haber 3 módulos de comunicación y 8 de I/O.

La Conexión entre el programador PC y el PLC S7-1200 se realiza mediante cable UTP categoría 5 con terminales RJ-45.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC La memoria de la CPU del S7 – 1200. La CPU dispone tres zonas de memoria en donde se almacena el programa de usuario, los datos y la configuración. Se puede hablar de tres tipos de memoria: memoria de carga, memoria de trabajo y memoria remanente. • La memoria de carga: esta memoria es distinta dependiendo de la CPU escogida (1211,1212 y 1214), permite almacenar de forma no volátil el programa de usuario, los datos y la configuración. El programa de usuario se carga primero en esta área de la CPU. Por otra banda, esta memoria puede ser sustituida por una Memory Card (previamente configurada para este fín) en el caso de estar instalada. Ojo, aunque la SD insertada disponga de más memoria que la CPU, el tamaño para trabajar con ella no puede ser mayor que la de la propia CPU. • La memoria de trabajo: también esta memoria es distinta dependiendo de la CPU escogida (1211,1212 y 1214). Ofrece un almacenamiento volátil, esta área se pierde si se desconecta la alimentación. Almacena las partes del programa de usuario que son relevantes para la ejecución del programa, la CPU copia elementos del proyecto desde la memoria de carga a la memoria de trabajo • La memoria remanente: esta puede almacenar datos de forma no volátil de la memoria de trabajo, el número de datos está limitado. Cuando se produce un corte de alimentación o una caída de tensión, la CPU al arrancar restaurará nuevamente esos valores. Para que realice esta función debe estar previamente configurada para ello. Para saber el uso de la memoria, en el proyecto actual debe estar establecida la conexión online. En el TIA PORTAL se puede realizar de muchos modos, a continuación se explican dos: Ingresar desde el “Árbol del proyecto>[CPU o nombre]>Online y diagnóstico”: 1. Seleccionar “Online y diagnóstico”, haciendo doble clic. 2. Expandir la pestaña “Diagnóstico”. 3. Para acabar, seleccionar “Memoria”. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Llegando a la siguiente visualización de pantalla, ha cargado un programa cualquiera en dicha CPU:

Aunque también se puede realizar de otro modo, también la información que verá será más detallada. Ingresar desde el “Árbol del proyecto>[CPU o nombre]>información del programa”: 1. Seleccionar “información del programa”, haciendo doble clic. 2. Seleccionar la pestaña “Carga de la memoria”.

La “memoria de carga” y la “memoria de trabajo” de la CPU, limitan el tamaño del programa de usuario, los datos y la configuración. Estructura en la memoria. La CPU es quien estructura y direcciona las áreas o zonas de memoria, ofreciendo opciones para almacenar los datos en la ejecución del programa. A la hora de empezar a pensar en la programación, deberá elegir qué tipo de variables utilizará, sean entradas “I” y salidas “Q”, marcas “M” y datos locales. Al mismo tiempo cómo va a estructurarlo, si necesita o no una o más ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC funciones…Con todo, muchas veces dependerá de cómo estructure el programa y las funciones que necesite. Las instrucciones del programa se insertan en bloques lógicos, llamados “bloques de organización OB”, “bloques de función FB” y ”funciones FC”, una manera rápida de estructurar el programa total podría ser el siguiente:

La CPU organiza los bloques de memoria, como: • OBs: Estos definen la estructura del programa principal, denominando al OB1 como el ‘main’. Hay OBs con funciones predefinidas, aunque también se pueden crear con funciones específicas. Abriendo la pestaña de “Bloques de programa” en el “Árbol de proyecto”, y si cliquea dos veces en “Agregar nuevo bloque” y selecciona “Bloque de programación” visualizará estructuras predefinidas. • FBs y FCs: Contienen código de programa específico para realizar alguna función. Pueden tener parámetros de entrada y salida, compartiendo datos con un bloque que lo llama. La diferencia entre un FB y un FC, es que un FB tiene asociado o utiliza un bloque de datos ‘DB’ (denominado ‘DB instancia’) que guardará valores o estados que podrán ser utilizados por otros bloques de programa. Los números van del 1 al 65535.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC • DBs: la función que realizan es guardar datos que pueden ser utilizados por otros, los números van del 1 al 65535. Pueden definirse de tal forma que todos los bloques accedan a ellos, son los que se denominan DBs globales, o por el contrario que sólo estén asignados a un FB, denominándose DBs instancia. Los datos almacenados en este bloque de datos, no son borrados al finalizar la ejecución del bloque lógico asociado. Si tiene la duda de a quién pertenece un bloque u otro, o si está asociado o no al FB, deberá mirar en ‘Atributos’. Para ello realizar lo siguiente: 1. Hacer clic con el botón derecho en el bloque de duda, por ejemplo DB1. 2. Seleccionar ‘Propiedades’. 3. Visualizar ‘Atributos’. Si está seleccionado, es que pertenece a un DB instancia, asociado a un FB. Por el contrario, si no lo estuviese sería un DB global.

Direccionamiento digital: • Las direcciones de entradas y salidas comienzan con la dirección 0 para el primer módulo del rack. • A cada módulo se le asignan 4 bytes (se usen o no). • Para hacer ampliaciones de entradas y salidas en otro rack, se debe colocar un módulo IM para comunicar ambos racks.

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Direccionamiento analógico: • Las direcciones analógicas para entradas y salidas empiezan con la dirección 256 en el rack 0, estas direcciones dependen del tipo de CPU. • Cada módulo analógico, se le asignan 16 bytes (se usen o no). • Cada entrada analógica ocupa 2 bytes.

Tipos de datos. Los tipos de datos se utilizan para determinar el tamaño de un elemento de datos y cómo deben interpretarse los datos. Todo parámetro de instrucción soporta como mínimo un tipo de datos. Algunos parámetros soportan varios tipos de datos. Sitúe el cursor sobre el campo de parámetro de una instrucción para ver qué tipos de datos soporta el parámetro en cuestión. Un parámetro formal es el identificador en una instrucción que indica la ubicación de los datos que deben utilizarse (ejemplo: la entrada IN1 de una instrucción ADD). Un parámetro actual es la posición de memoria (precedida por el carácter "%") o constante que contiene los datos que debe utilizar la instrucción (ejemplo: %MD400 "Número_de_widgets"). El tipo de datos del parámetro actual definido por el usuario debe concordar con uno de los tipos de datos que soporta el parámetro formal especificado por la instrucción. Al definir un parámetro actual es preciso indicar una variable (direccionamiento simbólico) o una dirección absoluta (direccionamiento directo). Las variables

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC asocian un nombre simbólico (nombre de variable) con un tipo de datos, área de memoria, offset y comentario. Se pueden crear bien sea en el editor de variables PLC, o bien en la interfaz del bloque (OB, FC, FB y DB). Si se introduce una dirección absoluta que no tenga una variable asociada, es preciso utilizar un tamaño apropiado que coincida con el tipo de datos soportado. Al realizar la entrada se creará una variable predeterminada. Todos los tipos de datos, excepto String, están disponibles en el editor de variables PLC y en la interfaz del bloque. String sólo está disponible en la interfaz del bloque. También es posible introducir un valor de constante para numerosos parámetros de entrada • Bit y secuencias de bit: Bool (valor booleano o bit), Byte (valor byte de 8 bits), Word (valor de 16 bits), DWord (valor de 32 bits, doble palabra). • Entero: - USInt (entero de 8 bits sin signo), SInt (entero de 8 bits con signo). - UInt (entero de 16 bits sin signo), Int (entero de 16 bits con signo). - UDInt (entero de 32 bits sin signo), DInt (entero de 32 bits con signo). • Real en coma flotante: Real (real de 32 bits o valor en coma flotante), LReal (real de 64 bits o valor en coma flotante). • Fecha y hora: Time (valor de tiempo CEI de 32 bits), Date (valor de fecha de 16 bits), TOD (valor de hora de 32 bits), DT (valor de fecha y hora de 64 bits). • Carácter y cadena: Char (carácter único de 8 bits), String (cadena de longitud variable de hasta 254 caracteres). • Matriz. Aunque no están disponibles como tipos de datos, las instrucciones de conversión soportan el siguiente formato numérico BCD. Tipos de datos Bool, Byte, Word y DWord.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Tipo de datos

Bool

Byte

Can. bits

Tipo de número

Rango numérico

Ejemplos constante

1

Booleano Binario Octal

FALSE o TRUE 0ó1 8#0 ó 8#1

TRUE, 1. 0, 2#0 8#1

Hexa.

16#0 ó 16#1

16#1

Binario Entero s/signo Octal Hexa.

2#0 a 2#11111111

2#00001111

0 a 255

15

8#0 a 8#377 B#16#0 a B#16#FF 2#0 a 2#1111111111111111

8#17 B#16#F,16#F 2#11110000111 10000

0 a 65535

61680

8#0 a 8#177777

8#170360 W#16#F0F0, 16#F0F0

8

Binario

Word

DWord

16

32

Entero s/signo Octal

de

de

I1.0 Q0.1 M50.7 DB1, DBX2.3 Nombre_variable

Hexa.

W#16#0 a W#16#FFFF

Binario

2#0 a 2#11111111111111111 111111111111111

2#11110000111 1111100001111

0 a 42994967295

15793935

8#0 a 8#37777777777

8#74177417

Entero s/signo Octal

Ejemplos dirección

IB2 MB10 DB1, DBB4 Nombre_variable

MW10 DB1, DBW2 Nombre_variable

MD10 DB1, DBD8 Nombre_variable

Tipos de dato entero. Tipos de datos de entero (U = sin signo, S = simple, D= doble) Tipo de datos

Tamaño en bits

USInt SInt UInt Int UDInt

8 8 16 16 32

DInt

32

Ejemplo constante

Rango numérico 0 a 255 -128 a 127 0 a 65535 -32768 a 32767 0 a 4294967295 -2147483648 2147483647

78, 2#01001110 +50, 16#50 65285, 0 30000, +30000 4042322160 a

-2131754992

de

Dirección ejemplo MB0, DB1, Nombre_variable

DBB4,

MW2, DB1, Nombre_variable

DBW2,

MD6,DB1,DBD8, Nombre_variable

Tipos de datos de real en coma flotante. Los números reales (o en coma flotante) se representan como números de 32 bits de precisión simple (Real) o de 64 bits de precisión doble (LReal) según la norma ANSI/IEEE 7541985. Los números en coma flotante de precisión simple ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC tienen una exactitud de hasta 6 dígitos significativos, en tanto que los de precisión doble tienen una exactitud de hasta 15 dígitos significativos. Al introducir una constante en coma flotante, pueden indicarse como máximo 6 (Real) o 15 (LReal) dígitos significativos para conservar la precisión. Tipos de datos de real en coma flotante (L=largo). Tipo de datos

Real

LReal

Tamaño en bits

32

64

Rango numérico -3402823e+38 a -1175495e-38, +1175495e-38 a +3402823e+38 17976931348623158e+ 308 a -22250738585072014e308, +2250738585072014e308 a 17976931348623158e+ 308

Ejemplo contaste

123456, 3.4,1.0e-5

de

-

Ejemplo de dirección

MD100, DB1, Nombre_variable.

DBD8,

Nombre_DB.nombre_var Reglas: 12345, 123456789e40, 1.2e+40

• No se soporta el direccionamiento directo. • Se puede asignar en una tabla de interfaz de OB, FB o FC.

Acceder a un "segmento" de un tipo de datos de variable. Es posible acceder al nivel de bit, byte o palabra de las variables PLC y de bloque de datos en función de su tamaño. A continuación aparece la sintaxis para acceder a un segmento de datos de este tipo: • "".xn (acceso a bit). • "".bn (acceso a byte). • "".wn (acceso a palabra). • ""..xn (acceso a bit). • ""..bn (acceso a byte). • ""..wn (acceso a palabra). A una variable del tamaño de palabra doble se accede a través de los bits 0 - 31, bytes 0 - 3 o palabra 0 - 1. A una variable del tamaño de palabra se accede a través de los bits 0 - 15, bytes 0 - 2 o palabra 0. A una variable del tamaño de byte se accede a través de los bits 0 - 8 o byte 0. Los segmentos bit, byte y

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC palabra se pueden utilizar dondequiera que bits, bytes y palabras estén previstos como operandos.

Ejemplos. En la tabla de variables PLC, "DW" es una variable declarada del tipo DWORD. Los ejemplos muestran el acceso al segmento bit, byte y palabra:

Arranque Directo de un motor trifásico. El arranque de un motor asíncrono consiste en su puesta en marcha al conectarlo a la red. Arranque Directo. Es el que se presenta cuando suministramos directamente al motor su tensión nominal. Este tipo de arranque se utiliza para motores de pequeña potencia, 4 ó 5 HP, cuando se alimenta directamente de la red; en este caso las normas de la Compañía Suministradora establecen, por tanto el valor límite de la potencia. También se utiliza el arranque directo en motores de gran potencia (300 ó 400 HP) cuando son alimentados por transformador particular). Los motores con ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC arranque directo absorben un gran pico de corriente, del orden de 4,5 a 7 veces la intensidad nominal y esto produce un par de arranque del orden de 1,5 a 2 veces el par nominal, lo que permite arrancar estos motores a plena carga. El arranque directo se efectuará en estrella o en triángulo, según los valores de la tensión de red y las tensiones nominales del motor en cada tipo de conexión, datos que vienen siempre indicados en la placa de características del motor (la tensión mayor corresponde a la conexión estrella y la menor a la conexión triangulo). En el siguiente gráfico se muestra el circuito de fuerza y mando para un control de arranque directo en un motor trifásico.

Inversión de giro de un motor trifásico. Para invertir el giro del motor habrá que invertir el giro del campo magnético creado por el estator; de esta forma el rotor tenderá a seguirlo y girará en sentido contrario. Para conseguirlo, basta con invertir un par de fases cualesquiera de la línea trifásica de alimentación al motor, lo que en la práctica se realiza con dos contactores de conexión la red.

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En el gráfico siguiente se muestra como se debe realizar la conexión a la red para realizar la inversión del giro del motor, en un arranque directo.

Advertencia de seguridad: Los contactores no deben cerrarse simultáneamente porque se produciría un cortocircuito entre las fases intercambiadas (V y W en el caso de realizar la conexión como la figura anterior). El control de automatismo debe de prever esta situación "enclavando" ambos contactores.

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N°

ORDEN DE EJECUCIÓN

1 Elaborar programa para el mando secuencial de motores trifásico 2 Simular programa en PC 3 Descargar programa al PLC 4 Probar programa

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

Computadoras Software Cables de comunicación PLC

DENOMINACIÓN Programación del PLC para mando secuencial de motores trifásicos

ELECTRICISTA INDUSTRIAL ELECTROTECNIA

HT:T04

Tiempo: 8 horas

HOJA:1/1

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 4.1. ELABORAR PROGRAMA MOTORES TRIFÁSICOS.

PARA

EL

MANDO

SECUENCIAL

DE

Realizar un circuito de arranque secuencial de 3 motores que cumpla con las siguientes condiciones: Los motores tienen el tipo de arranque estrella triángulo y se considera 10 seg. Para el cambio a la conexión triángulo. Al pulsar el botón de arranque se activa el 1er motor. El segundo motor se activa luego de 50 segundos. El tercer motor se activa 12 segundos después de activarse el segundo. Al pulsar el botón de parada se detienen los tres motores a la vez. Solución con controlador SLC 500 de Allen Bradley. Crear proyecto en entorno RSLogix 500, eligiendo como controlador el 1747 L552C, agregar módulo de entradas discretas 1746 IB16 y el módulo de salidas discretas 1746 OW16, en las imágenes se muestran la forma de hacerlo.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 4.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC. Para realizar la simulación del programa realizado, es necesario hacer uso del software de simulación RSEmu 500, y utilizar un procesador que pueda ser simulado (dependiendo de la versión del software solo algunos procesadores se pueden simular). Hacer clic en File (Archivo) y luego en Save As (Guardar como), y seleccionar como tipo de archivo la extensión *.ACH el cual es el archivo que se abrirá luego desde el RSEmu 500.

Desde el software RSEmu 500 abrir el archivo guardado. Este software le permite probar y depurar todos los programas de lógica de escalera antes de la puesta en servicio y puesta en marcha es un software basadoen Microsoft Windows que emulan uno o más procesadores SLC 500 o Micrologix.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Al cargar el archivo guardado se abrirá la ventana siguiente, el único campo a llenar es el que corresponde al número de estación, en el ejemplo se muestra la estación 4. Es posible ingresar nodos que van desde el 1 hasta el 31, tenga cuidado en colocar un nodo ya ingresado

4.3. DESCARGAR PROGRAMA AL PLC. Para la descarga al controlador del laboratorio es necesario indicar la nueva ruta de descarga en el RSLogix 500, según el driver utilizado, y realizar la descarga desde el cuadro online del mismo software.

4.4. PROBAR PROGRAMA. Realizar la comprobación de la solución del problema, simulando con los pulsadores, las lámparas y contactores los dispositivos necesarios para la realización del proyecto. Solución con controlador S7 1200 de SIEMENS. Para que la solución sea distinta al anterior problema se utilizará comparadores y notará que la solución es más sencilla. Crear proyecto en entorno de programación TIA portal, e ingresar programa solución, al ingresar un temporizador, se puede editar un nombre y asignar un bloque de datos, por defecto el sistema le dará un número libre.

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En el desarrollo del programa, la primera línea es similar al programa anterior, en el segmento 2 el temporizador inicializa su cuenta luego de ser activado la marca ENABLE. Los segmentos 3, 4 y 5 tienen como lógica la activación de los motores en sus respectivos instantes de tiempo, utilizando comparadores para dicho fin.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. Clasificación de las instrucciones dependiendo del tipo de dato a manejar. En el entorno de programación de la marca Rockwell Automation se disponen de grupos de instrucciones que van de acuerdo al tipo de dato que se va a operar, cada una de estas instrucciones tiene un nombre y un propósito, el cual es descrito a continuación para un mejor uso de ellos en su programación. INSTRUCCIONES DE BIT. Estas instrucciones son usadas en condiciones donde se involucren pulsadores, selectores, lámparas, reles, contactores, sensores de proximidad, alarmas, switch, etc. En la tabla se muestra el nombre de las instrucciones y su propósito, los nombre pueden variar de acuerdo a la marca que se programe, pero en esencia el propósito es el mismo.

INSTRUCCIONES DE TEMPORIZADOR Y CONTADOR. Estas instrucciones ayudan a realizar labores más complejas, como son el temporizado para los arranques secuenciales, conteo de botellas, temporizadores para registrar el tiempo de alguna etapa en el proceso, etc. En la tabla a continuación se muestran los nombres de dichas instrucciones y su propósito en la programación. ELECTROTECNIA

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Estas instrucciones, cuando se usan en programas de escalera, representan circuitos de lógica cableados usados para el control de una máquina o equipo. Las instrucciones básicas se dividen en tres grupos: bit, temporizador y contador. Archivos de datos de salida y entrada (archivos O:0 e I:1). Estos representan salidas y entradas externas. Los bits en archivo 1 se usan para representar las entradas externas. En la mayoría de los casos, una sola palabra de 16 bits en estos archivos corresponderá a una ubicación de ranura en su controlador con los números de bit correspondientes a números de terminal de entrada o salida. Los bits de la palabra no usados no están disponibles para su uso. La tabla a continuación explica el formato de direccionamiento para salidas y entradas. Anote que el formato específico e como el número de ranura y s como el número de palabra. Cuando trabaje con instrucciones de archivo, haga referencia al elemento como es (ranura y palabra) tomados juntos. ELECTROTECNIA

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Ejemplo de direccionamiento de bit: O:3/15 O:5/0 O:10/11 I:7/8 I:2.1/3

Salida 15, ranura 3 Salida 0, ranura 5 Salida 11, ranura 10 Entrada 8,ranura 7 Entrada 3, ranura 2, palabra 1

Ejemplo de direccionamiento de palabra: O:5 O:5.1 I:8

Palabra de salida 0, ranura 5 Palabra de salida 1, ranura 5 Palabra de entrada, ranura 8

Valores predeterminados: Su dispositivo de programación mostrará una dirección de una manera más formal. Por ejemplo, cuando asigna la dirección O:5/0, el dispositivo de programación la mostrará como O:5.0/0 (archivo de salida, ranura 5, palabra 0, terminal 0). Archivo de estado (archivo S2). No puede añadir ni eliminar elementos del archivo de estado. Puede direccionar varios bits y palabras según lo siguiente:

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Archivo de datos de bit (B3:). El archivo 3 constituye el archivo de bit, usado principalmente para instrucciones de bit (lógica de relé), registros de desplazamiento y secuenciadores. El tamaño máximo del archivo es de 256 elementos de 1 palabra, un total de 4096 bits. Puede direccionar los bits especificando el número de elemento (0 a 255) y el número de bit (0 a 15) dentro del elemento. También puede direccionar los bits numerándolos secuencialmente, 0 a 4095.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Examine si cerrado (XIC). Use la instrucción XIC en su programa de escalera para determinar si un bit está activado. Cuando la instrucción se ejecuta, si la dirección de bit está activada (1), entonces la instrucción es evaluada como verdadera. Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado está desactivado (0), entonces la instrucción evaluada como falsa.

Ejemplos de dispositivos que se activan o desactivan incluyen:  Un botón pulsador cableado a una entrada (direccionado como I:0/4).  Una salida cableada a una luz piloto (direccionada como O:0/2).  Un temporizador que controla una luz (direccionado como T4:3/DN). Examine si abierto (XIO). Use una instrucción XIO en su programa de escalera para determinar si un bit está desactivado. Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado está desactivado (0), entonces la instrucción es evaluada como verdadera. Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado está activado (1), entonces la instrucción es evaluada como falsa.

Ejemplos de dispositivos que se activan o desactivan incluyen:  Sobrecarga del motor normalmente cerrada (N.C.) cableada a una entrada (I:O/10).  Una salida cableada a una luz piloto (direccionada como O:0/4).  Un temporizador que controla una luz (direccionado como T4:3/DN). Active la salida (OTE). Use una instrucción OTE en su programa de escalera para activar/desactivar un bit cuando las condiciones de renglón son evaluada como verdaderas/falsas respectivamente. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Un ejemplo de un dispositivo que se activa y desactiva es una salida cableada a una luz piloto (direccionada como O:0/4). Las instrucciones OTE se restablecen cuando:  Entra o regresa al modo de marcha REM o prueba REM o cuando se restaura la alimentación eléctrica.  El OTE se programa dentro de una zona de restablecimiento de control maestro.  (MCR) inactiva o falsa. Enclavamiento de salida (OTL) y desenclavamiento de salida (OTU). OTL y OTU son instrucciones de salida retentivas. OTL sólo puede activar un bit, en cambio, OTU sólo puede desactivar un bit. Estas instrucciones se usan generalmente en parejas, con ambas instrucciones direccionando el mismo bit. Su programa puede examinar un bit controlador por instrucciones OTL y OTU tantas veces como sea necesario. Bajo las condiciones de error irrecuperable, las salidas físicas se desactivan. Una vez corregidas las condiciones de error, el controlador reanuda la operación usando el valor de la tabla de datos de la operación. Cómo usar OTL. Cuando asigna una dirección a la instrucción OTL que corresponde a la dirección de una salida física, el dispositivo de salida cableado a este terminal de tornillo está activado cuando el bit está establecido (activado o habilitado). Cuando las condiciones de renglón se convierten en falsas (después de ser verdaderas), el bit permanece establecido y el dispositivo de salida correspondiente permanece activado. Una vez habilitada, la instrucción de enclavamiento indica al controlador que active el bit direccionado. Desde ese momento en adelante, el bit permanece activado, pese a la condición del renglón, hasta que el bit esté desactivado (típicamente por una instrucción OTU en otro renglón).

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Cómo usar OTU. Cuando asigna una dirección a la instrucción OTU que corresponde a la dirección de una salida física, el dispositivo de salida cableado a este terminal de tornillo está desactivado cuando el bit está restablecido (desactivado o inhabilitado). La instrucción de desenclavamiento indica al controlador que desactive el bit direccionado. Desde ese momento en adelante, el bit permanece desactivado, pese a la condición del renglón, hasta que esté activado (típicamente por una instrucción OTL en otro renglón). One Shot Rising (OSR). La instrucción OSR es una instrucción de entrada retentiva que ocasiona un evento durante una sola vez. Use la instrucción OSR cuando un evento debe comenzar basado en el cambio de estado del renglón de falso a verdadero. Cuando las condiciones de renglón precedentes de la instrucción OSR van de falsas a verdaderas, la instrucción OSR será verdadera durante un escán. Después de completarse un escán, la instrucción OSR se hace falsa, aun cuando las condiciones de renglón precedentes permanecen verdaderas. La instrucción OSR sólo volverá a hacerse verdadera si las condiciones de renglón precedentes efectúan una transición de falso a verdadero. El controlador le permite usar una instrucción OSR por cada salida en un renglón. Cómo introducir parámetros. La dirección asignada a la instrucción OSR no es la dirección de ONE–SHOT mencionada por su programa, ni indica el estado de la instrucción OSR. Esta dirección permite que la instrucción OSR recuerde su estado de renglón anterior. Use una dirección de bit desde el archivo de datos del bit o enteros. El bit direccionado está establecido (1) durante un escán cuando las condiciones de renglón precedentes de la instrucción OSR son verdaderas (aun cuando la instrucción OSR se hace falsa); el bit está restablecido (0) cuando las condiciones de renglón precedentes de la instrucción OSR se hacen falsas. Nota: La dirección de bit que usa para esta instrucción debe ser única. No la use en otros lugares del programa.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC No use una dirección de entrada o salida para programar el parámetro de dirección de la instrucción OSR. Ejemplos. Los renglones siguientes ilustran el uso de las instrucciones OSR. Los cuatro primeros renglones se aplican a los procesadores SLC 500 y SLC 5/01. El quinto renglón abarca la bifurcación de salida y se aplica a los procesadores SLC 5/02, SLC 5/03 y SLC 5/04 y controladores MicroLogix 1000.

Cuando la instrucción de entrada va de falso a verdadero, la instrucción OSR acondiciona el renglón para que la salida vaya a verdadero durante un escán de programa. La salida se hace falsa y permanece falsa durante los escanes subsiguientes hasta que la entrada efectúe otra transición de falso a verdadero.

En este caso, el valor acumulado de un temporizador se convierte a BCD y se movió a una palabra de salida donde está conectada una presentación LED. Cuando marcha el temporizador, el valor acumulado está cambiando rápidamente. Este valor puede ser inmovilizado y mostrado para cada transición de falso a verdadero de la condición de entrada del renglón. Uso de una instrucción OSR en una bifurcación (Procesadores SLC 500 y SLC 5/01).

En el renglón de arriba, la instrucción OSR no se permite dentro de una bifurcación. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

En este caso la instrucción OSR no está en la bifurcación, por lo tanto, el renglón es válido. Los procesadores SLC 500 y SLC 5/01 le permiten usar una instrucción OSR por cada renglón.

Los procesadores SLC 5/02, SLC 5/03 y SLC 5/04 y controladores MicroLogix 1000 le permiten usar una instrucción OSR por cada salida en un renglón. Archivos de datos de temporizador y contador (T4: y C5:). Cada dirección de temporizador se compone de un elemento de 3 palabras. Palabra 0 es la palabra de control, palabra 1 almacena el valor preseleccionado y palabra 2 almacena el valor acumulado.

Direccione bits y palabras usando el formato Tf:e.s/b ELECTROTECNIA

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Ejemplos de direccionamiento. • T4:0/15 ó T4:0/EN Bit de habilitación. • T4:0/14 ó T4:0/TT Bit de temporización del temporizador. • T4:0/13 ó T4:0/DN Bit de efectuado. • T4:0.1 ó T4:0.PRE Valor preseleccionado del temporizador. • T4:0.2 ó T4:0.ACC Valor acumulado del temporizador. • T4:0.1/0 ó T4:0.PRE/0 Bit 0 del valor preseleccionado. • T4:0.2/0 ó T4:0.ACC/0 Bit 0 del valor acumulado. Elementos del archivo de datos del contador. Cada dirección de contador se compone de un elemento de archivo de datos de 3 palabras. Palabra 0 es la palabra de control y contiene los bits de estado de la instrucción. Palabra 1 es el valor preseleccionado. Palabra 2 es el valor acumulado. La palabra de control para las instrucciones de contador incluye seis bits de estado, según lo indicado a continuación:

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Estructura de direccionamiento. Asigne direcciones de contador usando el formato Cf:e.s/b

Ejemplos: • C5:0/15 ó C5:0/CU Bit de habilitación de conteo progresivo. • C5:0/14 ó C5:0/CD Bit de habilitación de conteo regresivo. • C5:0/13 ó C5:0/DN Bit de efectuado. • C5:0/12 ó C5:0/OV Bit de overflow. • C5:0/11 ó C5:0/UN Bit de underflow. • C5:0/10 ó C5:0/UA Bit de actualización del valor acumulado (HSC en el controlador fijo solamente). • C5:0.1 ó C5:0PRE Valor preseleccionado del contador. • C5:0.2 ó C5:0.ACC Valor acumulado del contador. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC • C5:0.1/0 ó C5:0.PRE/0 Bit del valor preseleccionado. • C5:0.2/0 ó C5:0.ACC/0 Bit 0 del valor acumulado ¿Cómo funcionan los contadores? La figura siguiente muestra cómo funciona un contador. El valor del contador debe permanecer dentro del rango de ±32768 a +32767. Si el valor de conteo excede +32767 ó desciende a menos de ±32768, se establece un bit de overflow (OV) o underflow (UN) de estado del contador. Un contador se puede poner a cero usando la instrucción de restablecimiento (RES).

Conteo Progresivo CTU. El CTU es una instrucción que cuenta las transiciones de renglón de falso a verdadero. Las transiciones de renglón pueden ser provocadas por eventos ocurriendo en el programa (de la lógica interna o dispositivos de campo externos) tales como piezas que pasan por un detector o que activan un interruptor de límite. Cuando las condiciones de renglón para una instrucción CTU efectúan una transición de falso a verdadero, el valor acumulado se incrementa en uno, siempre que el renglón que contiene la instrucción CTU se evalúe entre estas transiciones. La capacidad del contador para detectar transiciones de falso a verdadero depende de la velocidad (frecuencia) de la señal de entrada. El valor acumulado se retiene cuando las condiciones de renglón vuelven a hacerse falsas. El conteo acumulado se retiene hasta que sea puesto a cero por

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC una instrucción de restablecimiento (RES) que tenga la misma dirección que el contador. Uso de los bits de estado

El valor acumulado se retiene después que la instrucción CTU se hace falsa, o cuando la alimentación eléctrica se corta y luego se restaura al controlador. Además, el estado activado o desactivado de los bits de contador efectuado, overflow y underflow es retentivo. El valor acumulado y los bits de control se restablecen cuando se habilita la instrucción RES correcta. Los bits CU siempre se establecen antes de introducir los modos de marcha REM o prueba REM. Conteo Regresivo CTD. El CTD es una instrucción que cuenta las transiciones de renglón de falso a verdadero. Las transiciones de renglón pueden ser causadas por eventos que ocurren en el programa, tales como piezas pasando por un detector o accionando un final de carrera. Cuando las condiciones de renglón para una instrucción CTD han efectuado una transición de falo a verdadero, el valor acumulado se disminuye en un conteo, siempre que el renglón que contiene la instrucción CTD se evalúe entre estas transiciones.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Los conteos acumulados se retienen cuando las condiciones de renglón se hacen falsas nuevamente. El conteo acumulado se retiene hasta que sea puesto a cero por una instrucción de restablecimiento (RES) que tiene la misma dirección que el contador restablecido. Uso de los bits de estado:

El valor acumulado se retiene después de que la instrucción CTD se hace falsa, o cuando la alimentación eléctrica al controlador se corta y luego se restaura. Además, el estado activado o desactivado de los bits de contador efectuado, overflow y underflow es retentivo. El valor acumulado y los bits de control se restablecen cuando se habilita la instrucción RES correcta. Los bits CD siempre se establecen antes de introducir los modos de marcha REM o prueba REM. RESTABLECIMIENTO (RES). Use una instrucción RES para restablecer un temporizador o contador. Cuando se habilita la instrucción RES, restablece la instrucción de retardo del temporizador a la conexión (TON), temporizador retentivo (RTO), conteo progresivo (CTU) o conteo regresivo (CTD) con la misma dirección que la instrucción RES. Cuando restablece un contador, si la instrucción RES está habilitada y el renglón de contador está habilitado, se pone a cero el bit CU o CD.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Si el valor preseleccionado del contador es negativo, la instrucción RES establece el valor acumulado a cero. Esto, a su vez, causa que el bit de efectuado sea establecido por una instrucción de conteo regresivo o conteo progresivo.

Instrucciones de comparación. 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. Igual EQU. Use la instrucción EQU para probar si dos valores son iguales. Si la fuente A y la fuente B son iguales, la instrucción es lógicamente verdadera. Si estos valores no son iguales, la instrucción es lógicamente falsa. La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser una constante de programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma complementaria de dos. No igual NEQ. Use la instrucción NEQ para probar si dos valores no son iguales. Si la fuente A y la fuente B no son iguales, la instrucción es lógicamente verdadera. Si los dos valores son iguales, la instrucción es ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC lógicamente falsa. La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser un constante de programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma complementaria de dos. Menor que (LES). Use la instrucción LES para probar si un valor (fuente A) es menor que otro (fuente B). Si la fuente A es menor que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera. Si el valor en la fuente A es mayor o igual que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa. La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser una constante de programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma complementaria de dos. Mayor que (GRT). Use la instrucción GRT para probar si un valor (fuente A) es mayor que otro (fuente B). Si la fuente A es mayor que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera. Si el valor en la fuente A es menor o igual que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa. La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser un constante de programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma complementaria de dos. Menor igual que (LEQ). Use la instrucción LEQ para probar si un valor (fuente A) es menor o igual que otro (fuente B). Si la fuente A es menor o igual que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera. Si el valor en la fuente A es mayor que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa. La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser una constante de programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma complementaria de dos. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Mayor igual que (GEQ). Use la instrucción GEQ para probar si un valor (fuente A) es mayor o igual que otro (fuente B). Si la fuente A es mayor o igual que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera. Si el valor en la fuente A es menor que el valor en la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa. La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser un constante de programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma complementaria de dos. Comparación con Máscara (MEQ). Use la instrucción MEQ para comparar datos en una dirección de fuente contra datos en una dirección de comparación. El uso de esta instrucción permite que una palabra separada enmascare porciones de datos. Cómo introducir parámetros. • Fuente es la dirección del valor que desea comparar. • Máscara es la dirección de la máscara mediante la cual la instrucción mueve datos. La máscara puede ser un valor hexadecimal. • Comparación es un valor de entero o la dirección de la referencia. Si los 16 bits de datos en la dirección de fuente son iguales a los 16 bits de datos en la dirección de comparación (menos los bits con máscara), la instrucción es verdadera. La instrucción se hace falsa en el momento en que detecta una desigualdad. Los bits en la palabra de máscara enmascaran los datos al restablecerse; transmiten datos al establecerse. Descripción general de las instrucciones FIFO y LIFO. Las instrucciones FIFO cargan palabras en un archivo y las descargan en el mismo orden en que fueron cargadas. La primera palabra que llega es la primera palabra que sale.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Las instrucciones LIFO cargan palabras en un archivo y las descargan en el orden inverso en que fueron cargadas. La última palabra que llega es la primera palabra que sale. Cómo introducir parámetros. Introduzca los parámetros siguientes al programar estas instrucciones: • La fuente es una dirección de palabra o constante (–32,768 a 32,767) que se convierte en el próximo valor en la pila. • El destino es una dirección de palabra que almacena el valor que sale de la pila.

• FIFO/LIFO es la dirección de la pila. Debe ser una dirección de palabra indexada en el archivo de bit, entrada, salida o entero. Use la misma dirección FIFO para las instrucciones FFL y FFU asociadas; use la misma dirección LIFO para las instrucciones LFL y LFU asociadas. • La longitud especifica el máximo número de palabras en la pila. Para los procesadores SLC se trata de 128 palabras y 105 palabras para los controladores MicroLogix 1000. • La posición es el próximo lugar disponible donde la instrucción carga datos en la pila. Este valor cambia después de cada operación de carga o descarga. Direccione el valor de posición mnemónicamente (POS). • El control es una dirección de archivo de control. Los bits de estado, la longitud de pila y el valor de posición se almacenan en este elemento. No use la dirección de archivo de control para otras instrucciones. Los bits de estado de la estructura mnemónicamente. Estos incluyen:

de

control

son

direccionados

- Bit de vacío EM (bit 12) lo establece el procesador para indicar que la pila está vacía. - Bit de efectuado DN (bit 13) lo establece el procesador para indicar que la pila está llena. Esto inhibe la carga en la pila.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC - Bit de habilitación FFU/LFU EU (bit 14) se establece en una falso a verdadero del renglón FFU/LFU y se restablece en una verdadero a falso. - Bit de habilitación FFL/LFL EN (bit 15) se establece en una falso a verdadero del renglón FFL/LFL y se restablece en una verdadero a falso.

transición de transición de transición de transición de

Efectos en el registro de índice S:24. El valor presente en S:24 se sobrescribe con el valor de posición cuando ocurre una transición de falso a verdadero del renglón FFL/FFU o LFL/LFU. Para el FFL/LFL, el valor de posición determinar a la introducción de la instrucción se coloca en S:24. Para el FFU/LFU, el valor de posición determinado a la salida de la instrucción se coloca en S:24. Cuando el bit DN se establece, una transición de falso a verdadero del renglón FFL/LFL no cambia el valor de posición ni el valor del registro de índice. Cuando el bit EM se establece, la transición de falso a verdadero del renglón FFU/LFU no cambia el valor de posición ni el valor del registro de índice. Carga FIFO (FFL) Descarga FIFO (FFU). Las instrucciones FFL y FFU se usan conjuntamente. La instrucción FFL carga palabras en un archivo creado por el usuario que se llama una pila FIFO. La instrucción FFU descarga palabras de la pila FIFO en el mismo orden en que fueron cargadas. Las figuras siguientes muestran la aplicación de la instrucción FFL y FFU:

Operación de la instrucción FFL: Cuando las condiciones de renglón cambian de falso a verdadero, el bit de habilitación FFL (EN) se establece. Esto carga el contenido de la fuente, N7:10, en el elemento de pila indicado por el número de posición 9. Luego el valor de posición se incrementa.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC La instrucción FFL carga un elemento a cada transición de falso a verdadero del renglón hasta que la pila se llene (34 elementos). Luego el procesador establece el bit de efectuado (DN) inhibiendo así la continuación de la carga.

Operación de la instrucción FFU: Cuando las condiciones de renglón cambian de falsas a verdaderas, el bit de habilitación FFU (EU) se establece. Esto descarga el contenido del elemento a la posición de pila 0 en el destino, N7:11. Todos los datos en la pila se desplazan un elemento hacia la posición 0 y el elemento numerado más alto se pone a cero. La instrucción FFU descarga un elemento en cada transición de falso a verdadero del renglón hasta que la pila se vacía. Luego el procesador establece el bit vacío (EM). Carga LIFO (LFL) Descarga LIFO (LFU). Las instrucciones LFL y LFU se usan conjuntamente. La instrucción LFL carga palabras en un archivo creado por el usuario que se llama una pila LIFO. La instrucción LFU descarga palabras de la pila LIFO en el mismo orden en que fueron cargadas. Las figuras siguientes muestran la aplicación de la instrucción LFL y LFU:

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Operación de la instrucción LFL: Cuando las condiciones de renglón cambian de falso a verdadero, el bit de habilitación LFL (EN) se establece. Esto carga el contenido de la fuente, N7:10, en el elemento de pila indicado por el número de posición 9. Luego el valor de posición se incrementa. La instrucción LFL carga un elemento a cada transición de falso a verdadero del renglón hasta que la pila se llene (34 elementos). Luego el procesador establece el bit de efectuado (DN) inhibiendo así la continuación de la carga.

Operación de la instrucción LFU: Cuando las condiciones de renglón cambian de falso a verdadero, el bit de habilitación LFU (EU) se establece. Esto descarga el contenido del elemento a la posición de pila 0 en el destino, N7:11. Todos los datos en la pila se desplazan un elemento hacia la posición 0 y el elemento numerado más alto se pone a cero. La instrucción LFU descarga un elemento a cada transición de falso a verdadero del renglón hasta que la pila esté vacía. Luego el procesador establece el bit vacío (EM).

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

N°

ORDEN DE EJECUCIÓN

1 Elaborar programa de arranque estrella-triángulo de motor trifásico 2 Simular programa en PC 3 Descargar programa al PLC 4 Probar programa

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

Computadoras Software Cables de comunicación PLC

DENOMINACIÓN Programación del PLC para el arranque estrella triángulo de un motor trifásico

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

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HT:T05

Tiempo: 8 horas

HOJA:1/1

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 5.1. ELABORAR PROGRAMA DE ARRANQUE ESTRELLA - TRIÁNGULO DE MOTOR TRIFÁSICO. El arranque estrella - triangulo es el tipo de arranque más utilizado por su bajo coste, en función de la tensión del motor y de la línea se puede arrancar el motor con los devanados conectados en estrella y una vez en marcha el motor conectarlos en triángulo. Para la realización del mismo se necesitan contactores, son “relés” para potencias elevadas que permiten realizar circuitos de maniobra de las maquinas eléctricas. Al conectar el motor en estrella la corriente de arranque se reduce a la tercera parte que al conectar en triángulo directamente. En el siguiente sistema: la cinta transportadora, alimenta sólidos al silo 1 por un período de tiempo de 10´, después de este tiempo se detiene automáticamente, para evitar problemas de inercia, el motor se detiene por el tiempo de 25” y posteriormente empieza a alimentar sólidos al silo 2 en forma automática, hasta alcanzar el nivel máximo que es controlado por un interruptor de nivel del tipo capacitivo, deteniéndose todo el sistema automáticamente. El motor de la cinta es trifásico de 5HP, 380V. y 60 Hz.. Este sistema se puede detener y arrancar en cualquier instante. Para este sistema realice: a) El circuito de fuerza. b) El diagrama en escalera TIA PORTAL. c) El diagrama de conexión real al PLC CPU 1214C.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC El software que usará para desarrollar el programa es el TIA Portal v12, al ejecutarlo el asistente lo guiará en sus primeros pasos. Seleccionar crear proyecto, ingresar el nombre del proyecto como EstrellaTriangulo1, en ruta se indica la dirección donde se almacenará el proyecto creado, ingresar algunos datos adicionales como autor y comentarios, los cuales son opcionales. Luego de crearlo, se mostrará una ventana "Primeros Pasos", seleccionar dispositivos y redes. Luego agregar dispositivo: SIMATIC S7-1200 CPU 1214C con código siemens: 6ES7 214-1BE30-0XB0. El entorno debe ser igual al que se muestra aquí:

Este PLC tiene 14 entradas digitales y 10 salidas de tipo relé además de 2 entradas analógicas 6 contadores rápidos y 2 salidas de impulso. Una vez agregado asignarle una dirección IP, necesario para la comunicación, si pulsa sobre el puerto Ethernet se abrirá las propiedades para poder hacer los cambios necesarios.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

Ingresar al bloque de programa y hacer doble clic en Main OB1, esto abrirá la ventana para editar el programa que se descargará en el PLC. Desarrollar el programa solución para el arranque estrella - triángulo de un motor.

A continuación se muestra la solución para un arranque estrella triángulo básico, esperando que con esta ayuda solucione el problema propuesto inicialmente. El primer segmento activa y desactiva mediante el pulsador START y STOP un bit interno denominada "ENABLE", con él se activan los demás segmentos ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC haciendo más fácil el entendimiento final del programa para un mejor mantenimiento futuro.

En el siguiente segmento al activar el bit Enable, se activa el contacto que actúa sobre el contactor del motor en conexión estrella, y además activa el temporizador TON denominado "Tiempo_estrella", el tiempo ingresado es de 5seg. Cuando el tiempo alcance el valor preseteado se activa el bit interno denominado bit_estrella que desactiva a la salida indicada.

En el segmento 3 se agrega un temporizador denominado tiempo muerto, esto se utiliza por medida de seguridad ya que si se activa el contactor que comanda el funcionamiento en triangulo en el mismo instante de desactivación del que comanda el funcionamiento en estrella, el tiempo no será el suficiente para asegurarse de no haber un corto circuito, es por esta razón que el tiempo muerto en el ejemplo está regulado para 2 segundos , aunque también es posible que sea de 1 segundo, todo dependerá del tiempo de respuesta mecánico de los contactores para la activación como para la desactivación.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

Finalmente una vez terminado el tiempo muerto este activa un bit que habilita la activación del contactor que comanda el funcionamiento en conexión triángulo del motor.

La compilación del programa se hace automáticamente conforme avanza. Si en el segmente editado Ud. observa una "X" roja, es porque existe algún error en dicha dedición que se borrará automáticamente finalizada la corrección

5.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC. Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación. La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego en simulación, hacer clic en iniciar.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:

En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual seleccionamos APLICAR TODAS. También es necesario seleccionar el checkbox para sobre-escribir la configuración, una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga la configuración. Para finalizar, seleccionar arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM. Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.

5.3. DESCARGAR PROGRAMA EN PC. Modificar el programa para que ejecute la solución del problema propuesto inicialmente, haciendo uso de la ayuda del ejemplo descrito anteriormente y de igual manera como se realizó la descarga al simulador se procede a descargar hacia el PLC conectado, no sin antes observar en las estaciones accesibles la disponibilidad y comunicación con el PLC mencionado. Al realizar la descarga se ejecuta la compilación del programa, de haber algún error, se suspende la descarga y solo podrá continuar corrigiendo dicha falla.

5.4. PROBAR PROGRAMA. Comprobar el funcionamiento del programa generado como solución del problema propuesto, simulando el entorno con los periféricos conectados e instalados en el circuito del laboratorio, como los pulsadores, switches, lámparas, relés, contactores motores, etc.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Tener mucho cuidado con la inversión del giro, esperar a que se detenga por completo el motor, ya que de lo contrario puede provocar saltos, choques y vibraciones inadecuadas del motor utilizado.

HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. Arranque estrella - triángulo de un motor trifásico. El esquema de montaje es el indicado en la Figura mostrada más abajo, que responde asimismo a los elementos que contienen los módulos preparados en el laboratorio para este fin. El circuito principal contiene tres contactores, uno principal CP, otro estrella CY, y otro CD, se incluye el motor con sus terminales de entrada U1, V1, W1 y salida U2, V2, W2 y también las protecciones de relé térmico y fusibles. El contactor principal tiene acoplado mecánicamente un relé de tiempo neumático RT1 con dos contactos uno abierto y otro cerrado que cambian de posición, al cabo de un tiempo fijado previamente. El contactor estrella dispone también de un contacto temporizado RT2 acoplado mecánicamente al contactor CY. 1. En el momento del arranque, debe cerrarse el contactor principal CP para dar alimentación a los terminales U1, V1 y W1 del motor y también el contactor estrella CY para cortocircuitar U2, V2, W2, de tal forma que el motor arranca en estrella. 2. Al cabo de unos segundos, debe abrirse CY, e inmediatamente se cierra CD (que une U1 conW2, V1 con U2 y W1 con V2) y el motor gira ya en condiciones nominales. 3. En la Figura --> se muestra el circuito de mando. Se observa que al presionar el pulsador de marcha b1, se alimenta la bobina del contactor principal y la del contactor estrella. El motor arranca. Al dejar de pulsar b1, el sistema sigue funcionando debido a la acción del contacto de retención CP. 4. Al cabo de algunos segundos, fijados previamente en el relé de tiempo RT1, el contacto abierto a se cierra y el cerrado b se abre, lo que desconecta la bobina CY y excita la bobina CD, el motor queda conectado en triángulo y está en condiciones nominales de marcha. 5. En el circuito de mando existe un enclavamiento secundario entre CD y CY que se realiza con el contacto temporizado RT2 (cY) lo que supone una ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC condición redundante pero que asegura totalmente (debido a su retardo) que en ningún instante puedan quedar excitadas simultáneamente las bobinas CD y CY, lo que provocaría un cortocircuito en la línea, con sus graves consecuencias. 6. La parada se consigue accionando el pulsador bo. Para el desarrollo del laboratorio el circuito de mando y los temporizadores son reemplazados por la lógica programada en el PLC. En la siguiente figura se muestra el comportamiento del torque y la corriente del motor en un funcionamiento de arranque directo y el del arranque estrella triángulo para identificar sus ventajas.

Inversión del sentido de giro en arranque estrella-triángulo. Se trata de un circuito en el cual existe una protección, el interruptor magnetotérmico [Q1], que interrumpirá el paso de la corriente cuando esta sea excesiva para el circuito, dos pulsadores [S1 y S2], un temporizador [KT1], ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC cuatro contactores [KM1, KM2, KM3 y KM4], además de dos relés térmicos [F1 y F2] y un motor trifásico [M1].

Si se acciona el pulsador [S1], se cerraran sus contactos 13-14, el circuito transmitirá corriente a la bobina del contactor [KM1] la cual cerrara los contactos auxiliares NA [13-14] del contactor realimentándola, transmitiendo corriente al motor [M1], girando a derecha; a su vez con un contacto NA [13-14] se transmitirá corriente al circuito del contactor [KT1] activando la temporización del temporizador, también se transmitirá corriente al contactor [KM4] poniendo en funcionamiento el motor [M1] en estrella. Al activarse la bobina del contactor [KM4], se accionara un contacto NC [11-12] correspondiente al circuito del contactor [KM3] imposibilitando el arranque de este, evitando un cortocircuito. Transcurrido un tiempo, una vez accionado el pulsador [S1], la bobina del temporizador actuará, se abrirán sus contactos NC [15-16] y se cerraran sus contactos NA [17-18] transmitiendo corriente a la bobina del contactor [KM3] el cual mediante un contacto NC [11-12] imposibilitara el funcionamiento del contactor [KM4], evitando un cortocircuito. Si en vez de girar a derecha, precisamos del giro del motor a izquierda; una vez parado el circuito mediante el pulsador de paro [S0], accionamos el pulsador [S2]; la acción a realizar por el temporizador [KT1] y los contactores [KM4 y KM3] es la misma, sin embargo estaremos invirtiendo las fases de la línea provocando el giro al contrario.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC En el caso de que el relé térmico [F1 o F2] del motor actuara, debido una sobrecarga por parte del motor [M1], abrirá sus contactos [95 y 96] deteniendo y protegiendo a estos de una sobrecarga o cualquier fallo posible en la línea o en el motor. Temporizadores en el software TIA Portal. Las instrucciones con temporizadores se utilizan para crear retardos programados. El número de temporizadores que pueden utilizarse en el programa de usuario está limitado sólo por la cantidad de memoria disponible en la CPU. Cada temporizador utiliza una estructura de DB del tipo de datos IEC_Timer de 16 bytes para guardar la información del temporizador especificada encima de la instrucción de cuadro o bobina. STEP 7 crea automáticamente el DB al introducir la instrucción.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC El temporizador TP: genera un impulso con una duración predeterminada. El temporizador TON: pone la salida Q a ON tras un tiempo de retardo predeterminado. El temporizador TOF: pone la salida Q a OFF tras un tiempo de retardo predeterminado. El temporizador TONR: pone la salida Q a ON tras un tiempo de retardo predeterminado. El tiempo transcurrido se acumula a lo largo de varios periodos de temporización hasta que la entrada R inicializa el tiempo transcurrido. La bobina PT (carga temporizador): Carga un nuevo valor de tiempo PRESET (predeterminado) en el IEC_Timer especificado. La bobina RT (Inicializar temporizador): Inicializa el IEC_Timer especificado.

Parámetros

Tipo de datos

Cuadro: IN Bobina: Flujo de corriente

Bool

R

Bool

Cuadro: PT Bobina: "PRESET_variable"

Time

Cuadro: Q Bobina: DBdata.Q

Bool

Cuadro: ET Bobina: DBdata.ET

Time

Descripción TP, TON, y TONR: Cuadro: 0 = deshabilitar temporizador, 1 = habilitar temporizador Bobina: Sin flujo de corriente = deshabilitar temporizador, flujo de corriente = habilitar temporizador Sólo cuadro TONR: 0 = Sin inicialización 1 = Inicializar el tiempo transcurrido y el bit Q a 0 Cuadro o bobina de temporizador: Entrada de tiempo predeterminado. Cuadro de temporizador: salida de cuadro Q o bit Q en los datos del DB de temporizador Bobina de temporizador: sólo se puede direccionar el bit Q en los datos del DB de temporizador Cuadro de temporizador: salida de cuadro ET(tiempo transcurrido) o valor de tiempo ET en los datos del DB de temporizador. Bobina de temporizador: sólo se puede direccionar el valor de tiempo ET en los datos del DB de temporizador.

Los valores PT (tiempo predeterminado) y ET (tiempo transcurrido) se almacenan en los datos de DB IEC_TIMER como enteros dobles con signo que representan milisegundos. Los datos TIME utilizan el identificador T# y pueden ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC introducirse como unidad de tiempo simple ("T#200ms ó 200) y como unidades de tiempo compuestas "T#2s_200ms".

HOJA EN BLANCO N°

ORDEN DE EJECUCIÓN

1 Elaborar programa para el arranque con inversión de giro cíclico de un motor trifásico 2 Simular programa al PLC 3 Probar programa

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

Computadoras Software Cables de comunicación PLC

DENOMINACIÓN Programación del PLC para el arranque con inversión de giro cíclico de un motor trifásico

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

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HT:T06

Tiempo: 16 horas

HOJA:1/1

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 6.1. ELABORAR PROGRAMA PARA EL ARRANQUE CON INVERSIÓN DE GIRO CÍCLICO DE UN MOTOR TRIFÁSICO. En este laboratorio se resolverá el problema anterior de la cinta transportadora, la cual alimenta sólidos al silo 1 por un período de tiempo de 10 minutos, después de este tiempo se detiene automáticamente, para evitar problemas de inercia, el motor se detiene por el tiempo de 25” y posteriormente empieza a alimentar sólidos al silo 2 en forma automática, hasta alcanzar el nivel máximo que es controlado por un interruptor de nivel del tipo capacitivo, deteniéndose todo el sistema automáticamente. El motor de la cinta es trifásico de 5HP, 380V. y 60 Hz.. Este sistema se puede detener y arrancar en cualquier instante. Para este sistema realice: a) El circuito de fuerza. b) El diagrama en escalera TIA PORTAL. c) El diagrama de conexión real al PLC CPU 1214C.

La solución del circuito de fuerza, realizarlo en su cuaderno, el diagrama ladder solución al problema se muestra a continuación. El primer segmento es igual al mostrado en el laboratorio anterior:

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC El segmento 2 contiene la activación del contacto principal, se tiene un contador más abajo que cuenta las veces de repetición de la secuencia, cuando el valor del contador sea 0 entonces girará a la derecha y si es 1 girará a la izquierda. Es por esa razón que se comprar el valor de la cuenta para determinar la activación del giro del motor correspondiente.

El segmento 3 es similar al circuito del laboratorio anterior.

El segmento 4 contiene al temporizador de tiempo muerto para evitar cortocircuitos al cambio de conexión de estrella a triangulo, se ha adicionado un contacto normalmente cerrado M0.3 que desactivará el uso del motor cuando se haya pasado los 10 minutos indicados.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Una vez concluido el tiempo muerto se activa el motor en conexión triangulo.

El problema solicita que el motor esté en funcionamiento durante 10´y luego detenerse, en este segmente se agrega un temporizador para el conteo de los 10´ siendo el tiempo en segundo 10x60x1000ms = 600000ms.

El siguiente segmento corresponde al tiempo de espera de 25” para empezar todo nuevamente.

El último segmento contiene un contador que cuenta el número de repeticiones para determinar el sentido de giro del motor.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC El diagrama de conexión del PLC para solución del problema deberá resolverlo en su cuaderno.

6.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC. Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación. La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego en simulación, hacer clic en iniciar. Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:

En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual seleccionamos APLICAR TODAS. También es necesario seleccionar el checkbox para sobre-escribir la configuración, una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga la configuración. Para finalizar, seleccionar arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM. ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).

Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.

6.3. DESCARGAR PROGRAMA EN PC. Modificar el programa para que ejecute la solución del problema propuesto inicialmente, haciendo uso de la ayuda del ejemplo descrito anteriormente y de igual manera como se realizó la descarga al simulador se procede a descargar hacia el PLC conectado, no sin antes observar en las estaciones accesibles la disponibilidad y comunicación con el PLC mencionado. Al realizar la descarga se ejecuta la compilación del programa, de haber algún error, se suspende la descarga y solo podrá continuar corrigiendo dicha falla.

6.4. PROBAR PROGRAMA. Comprobar el funcionamiento del programa generado como solución del problema propuesto, simulando el entorno con los periféricos conectados e

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC instalados en el circuito del laboratorio, como los pulsadores, switches, lámparas, relés, contactores motores, etc. Tener mucho cuidado con la inversión del giro, esperar a que se detenga por completo el motor, ya que de lo contrario puede provocar saltos, choques y vibraciones inadecuadas del motor utilizado. El contactor KM1 y KM2 son los que comandan el sentido de giro del motor, KM3 es el contactor de conexión en triangulo y KM4 el contactor de conexión en estrella.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC HOJA DE INFORMACIÓN. Contadores en el software TIA Portal.

Las instrucciones con contadores se utilizan para contar eventos del programa internos y eventos del proceso externos. Todo contador utiliza una estructura almacenada en un bloque de datos para conservar sus datos. El bloque de datos se asigna al colocar la instrucción de contaje en el editor. CTU es un contador ascendente. CTD es un contador descendente. CTUD es un contador ascendente / descendente. En KOP y FUP: Seleccione el tipo de datos del valor de contaje en la lista desplegable situada debajo del nombre de la instrucción. STEP 7 crea el DB automáticamente al insertar la instrucción. En los ejemplos SCL, "IEC_Counter_0_DB" es el nombre del DB de instancia.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

La siguiente tabla muestra los tipos de datos para el ingreso de parámetros en las instrucciones de conteo.

Parámetro CU, CD R (CTU, CTUD) LD (CTD, CTUD) PV Q, QU QD CV

Tipo de datos Bool Bool Bool SInt, Int, DInt, USInt, UInt, UDInt Bool Bool SInt, Int, DInt, USInt, UDInt

Descripción Contaje ascendente o descendente, en incrementos de uno. Poner a cero el valor del contador. Control de carga del valor predeterminado. Valor de contaje predeterminado. Es verdadero si CV >= PV Es verdadero si CV todos los programas -> Rockwell Software -> RSLogix 500 English. Luego para crear un nuevo proyecto hacer clic en File y luego New, la ventana emergente será como la que se muestra en la imagen más abajo. Completar en el nombre del procesador ALTERNA1, para tener una referencia de a que corresponde el programa editado. En el ejemplo se selecciona el micrologix 1200 serie B, lo usaremos para la simulación, para ud. seleccionar el procesador indicado por el instructor. Como en el ejemplo se va a simular el programa, seleccione "Emulate500" (driver ya configurado anteriormente) en la opción de Comunication Setting driver, no olvidar que para la simulación solo se puede direccionar desde el nodo 1 al nodo 31 para los controladores y el nodo 0 corresponde al HOST(PC, que ya se configuró anteriormente). No olvidar que no se puede repetir un mismo nodo para dos controladores que estén en línea.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

Desarrollar el programa ingresando las instrucciones convenientes para la solución del problema.

La solución del programa se muestra debajo, cada línea como se ve se encuentra con su símbolo y su comentario para una mejor identificación de su función.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC

7.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC. Finalmente se realizará la descarga al controlador, como en el ejemplo se utiliza el simulador y este ya está configurado desde la creación del proyecto simplemente hacer clic en descargar como indica la imagen, posiblemente te pida guardar el proyecto y un par de confirmaciones, guiarse de las imágenes.

Una vez descargado ahora cambiar a modo RUN para la ejecución del programa.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 7.3. DESCARGAR PROGRAMA AL PLC. Para realizar la descarga del programa al controlador, estos deben coincidir, como en el desarrollo de la práctica que se creó el proyecto con el controlador Emu 500, ahora deberá cambiarlo por el controlador que dispone en el laboratorio, para dicho fin haga clic en Controller Propertie, y seleccione el código correcto. En la imagen se observa que se ha elegido el 1747 L552C que corresponde a un controlador de la familia SLC 500

Una vez realizado deberá ingresar la ruta de descarga mediante la comunicación del sistema, para esto haga clic en Comms y luego en system comms, ubicado en la barra de herramientas. Finalmente podrá hacer la descarga utilizando el cuadro online ubicado a la izquierda.

7.4. PROBAR PROGRAMA. Una vez descargado el programa puede realizar la prueba del mismo utilizando los periféricos conectados al sistema, tales como pulsadores, switches, lámparas relés etc.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. Descripción general de las instrucciones de mover y lógicas. Instrucción Mover (MOV) Esta instrucción de salida mueve el valor de fuente al lugar de destino. Siempre que el renglón permanezca verdadero, la instrucción mueve los datos durante cada escán. Cómo introducir parámetros. Introduzca los parámetros siguientes al programar esta instrucción: • La fuente es la dirección o constante de los datos que desea mover. • El destino es la dirección a la cual la instrucción mueve los datos. Nota de aplicación: Si desea mover una palabra de datos sin afectar los indicadores matemáticos, use una instrucción de copiar (COP) con una longitud de 1 palabra en vez de la instrucción MOV. Actualizaciones de los bits de estado aritmético.

Mover con máscara (MVM). La instrucción MVM es una instrucción de palabra que mueve datos de un lugar de fuente a un destino y permite que porciones de los datos de destino estén enmascarados por una palabra separada. Siempre que el renglón permanezca verdadero, la instrucción mueve los datos durante cada escán. Cómo introducir parámetros. Introduzca los parámetros siguientes al programar esta instrucción: • La fuente es la dirección de los datos que desea mover. • La máscara es la dirección de la máscara por la cual la instrucción mueve los datos; la máscara puede ser un valor hexadecimal (constante). ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC • El destino es la dirección a la cual la instrucción mueve los datos. Actualizaciones de los bits de estado aritmético.

Operación: Cuando un renglón que contiene esta instrucción es verdadero, los datos en la dirección de fuente pasan por la máscara a la dirección de destino. Vea la ilustración siguiente:

Enmascare los datos restableciendo los bits en la máscara; transfiera los datos estableciendo los bits en la máscara a uno. Los bits de la máscara pueden ser fijos por un valor constante o los puede variar asignándoles una dirección directa a la máscara. Los bits en el destino que corresponden a ceros en la máscara no se modifican. Mando de electrobombas alternadas. Este sistema posee una gran flexibilidad ya que ese estaría manteniendo dos tanques de almacenamiento para esta única barriada. En caso de falla, mantenimiento, etc., de alguna bomba, este sistema no se detendrá completamente el valioso fluido, ya que, la otra bomba se encargaría de mantener los niveles necesarios en los tanques.

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SIEMENS

N°

ORDEN DE EJECUCIÓN

1 Elaborar programa para el control de velocidad de motor trifásico 2 Configurar y probar variador de velocidad 3 Simular programa en PC 4 Descargar programa al PLC 5 Probar programa

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

Computadora Personal Softwares de programación y simulación Variador de velocidad Multímeto digital Conectores electricos Borneras Destornilladores

DENOMINACIÓN Programación del PLC para el control de velocidad de un motor trifásico

ELECTRICISTA INDUSTRIAL

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HT:T08

Tiempo: 8 horas

HOJA:1/1

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC 8.1. ELABORAR PROGRAMA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTOR TRIFÁSICO. Los variadores de velocidad (drivers) son dispositivos que permiten variar la velocidad en un motor controlando electrónicamente el voltaje y la frecuencia entregada al motor, manteniendo el torque constante (hasta la velocidad nominal). Su uso en cargas de torque cuadrático (bombas y ventiladores) permite ahorrar energía significativamente. Las aplicaciones para un torque constante en la industria son muchas, entre ellas tenemos a bandas transportadoras, grúas, ascensores, prensas de imprenta, etc. en este tipo de aplicaciones se puede ahorrar energía por variación de velocidad. En las aplicaciones de toque variable o cuadrático (el torque varia de forma cuadrática con respecto a la velocidad del motor) bajas velocidades implicará muy bajo torque y un bajísimo consumo de energía. Mayores velocidades implicarán mayor torque y el consumo de energía cercano al de la placa del motor. Existen aplicaciones de torque proporcional en las que el torque crece de manera directamente proporcional a la velocidad, tales como mezcladoras / agitadoras, bombas de desplazamiento positivo, calandrias, extrusoras (plástico y alimentos). En máquinas bobinadoras y des-bobinadoras, máquinas de corte, tornos, taladros, sierras eléctricas, y molinos el par demandado por la carga aumenta a medida que la velocidad disminuye de forma que la potencia (par x velocidad) permanece constante. MICROMASTER 420 es el variador de frecuencia universal de Siemens para redes trifásicas o monofásicas. Gracias a su diseño modular es posible sumar a las nutridas funciones estándar las opciones más diversas. Y para ello no se precisan ni herramientas, ya que los paneles y los módulos de comunicación sólo tienen que enchufarse. Bornes de control sin tornillo como en el resto de la familia simplifican al máximo las labores de conexionado. Es posible hacer uso de las entradas discretas como analógicas del variador para realizar un control externo de su velocidad y arranque.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC En este laboratorio realizaremos un control de velocidad comandando desde la salida analógica del S7 1200 hacia la entrada analógica del variador. Según el diagrama de conexión del variador se tienen los terminales 3 y 4 para que reciban la señal analógica para el control de velocidad, no olvidar utilizar una resistencia de 470 ohmios.

Los terminales 5 y 6 utilizarlo como ingreso de señal para la activación y desactivación del arranque del motor. Para el encendido y apagado del motor solo es necesario enviar pulsos desde el PLC, es por esa razón que los segmentos de arranque son sencillos y simples:

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Para el envío del comando de referencia de velocidad es necesario realizar un procedimiento de escalamiento, siendo la ecuación la correspondiente a la de la línea recta:

Para dicho fin se puede utilizar las instrucciones NORM_X y SCALE_X, la primera normaliza el dato de entrada a un rango de salida que va de 0 a 1.0 esto hago q si se desea una salida de 30 Hz al ingresarlo en MD2 se obtiene 0.5

Y al ingresar 60 en MW0, se obtiene en MD2 el valor 1.0.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Para la salida deberá utilizar la instrucción SCALE_X que hace lo contrario a la otra instrucción, ingresando 0.5 en MD2, se obtiene en el dato de salida 16000 y si es 1.0 la salida será 32000.

Nota: dependiendo del módulo los valores pueden cambiar, para el ejemplo 0 equivale a 0voltios y 32000 a 10 voltios. Modificar el dato para modificar la velocidad.

8.2. CONFIGURAR Y PROBAR VARIADOR DE VELOCIDAD. Retirar las tapas para acceder a los bornes de red y del motor.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Luego realizar el conexionado de acuerdo a las indicaciones del instructor guiándose de las indicaciones de las imágenes mostradas. Para la puesta en servicio rápida (P0010 = 1) se requieren los parámetros siguientes: Puesta en servicio rápida (P0010 = 1) P0100 Europa / Norte América (1) P0300 Selección del tipo de motor (2) P0304 Tensión nominal del motor (1) P0305 Corriente nominal del motor (1) P0307 Potencia nominal del motor (1) P0308 CosPhi nominal del motor (2) P0309 Rendimiento nominal del motor (2) P0310 Frecuencia nominal del motor (1) P0311 Velocidad nominal del motor (1) P0320 Corriente de magnetización del motor (3) P0335 Ventilación del motor (2) P0640 Factor de sobrecarga del motor [%] (2) P0700 Selección de la fuente de órdenes (1) P1000 Selección de la consigna de frecuencia (1) P1080 Velocidad Mín. (1) P1082 Velocidad Máx. (1) P1120 Tiempo de aceleración (1) P1121 Tiempo de deceleración (1) P1135 Tiempo de deceleración OFF3 (2) P1300 Modo de control (2) P1910 Cálculo de los parámetros del motor (2) P3900 Fin de la puesta en servicio (1) El número indicado al lado del parámetro se refiere al nivel de acceso que se requiere para poder modificarlo. Cuando se escoge el P0010 = 1, el P0003 (nivel de acceso de usuario) se puede usar para seleccionar los parámetros a los que se accede. Este parámetro también permite la selección de una lista de parámetros definida por el usuario para la puesta en servicio. Al final de la secuencia de puesta en servicio, ajuste el P3900 = 1 para llevar a cabo los cálculos del motor y borrar todos los demás parámetros (no incluidos en ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC el P0010 = 1) a sus valores por defecto. Reset a los ajustes de fábrica. Para reponer todos los parámetros a los ajustes de fábrica, se deben ajustar los siguientes parámetros como se indica: Ajuste el P0010 = 30 Ajuste el P0970 = 1

8.3. SIMULAR PROGRAMA EN PC. Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:

En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual seleccionamos APLICAR TODAS.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC También es necesario seleccionar el checkbox para sobre-escribir la configuración, una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga la configuración. Para finalizar, seleccionar arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM. Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).

Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.

8.4. DESCARGAR PROGRAMA EN PC. Modificar el programa para que ejecute la solución del problema propuesto inicialmente, haciendo uso de la ayuda del ejemplo descrito anteriormente y de igual manera como se realizó la descarga al simulador se procede a descargar hacia el PLC conectado, no sin antes observar en las estaciones accesibles la disponibilidad y comunicación con el PLC mencionado.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Al realizar la descarga se ejecuta la compilación del programa, de haber algún error, se suspende la descarga y solo podrá continuar corrigiendo dicha falla.

8.5. PROBAR PROGRAMA. Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación. La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego en simulación, hacer clic en iniciar. No olvidar tener todo conectado y siempre revisando el estado y la polaridad de las fuentes para evitar deterioros y anomalías en el sistema.

HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA. Instrucciones matemáticas. Instrucción Calcular: La instrucción CALCULATE permite crear una función matemática que funciona con entradas (IN1, IN2,... INn) y genera el resultado en OUT, según la ecuación definida. • En primer lugar, seleccione un tipo de datos. Todas las entradas y la salida deben tener un mismo tipo de datos. • Para agregar otra entrada, haga clic en el icono de la última entrada. Los parámetros IN y OUT deben tener un mismo tipo de datos (con conversiones implícitas de los parámetros de entrada). Ejemplo: un valor SINT para una entrada se convertiría a un valor INT o REAL si OUT fuera un INT o REAL. Haga clic en el icono de la calculadora para abrir el cuadro de diálogo y definir la función matemática. La ecuación se introduce como entradas (p. ej. IN1 y IN2) y operaciones. Cuando se hace clic en "Aceptar" para guardar la función, el cuadro de diálogo crea automáticamente las entradas de la instrucción CALCULATE. En la parte inferior del editor, se muestra un ejemplo y una lista de las operaciones matemáticas que se pueden incluir. ELECTROTECNIA

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Nota: También es necesario crear una entrada para las constantes que pudiera haber en la función. En este caso, el valor constante se introduciría en la entrada asociada de la instrucción CALCULATE. Si se introducen constantes como entradas, es posible copiar la instrucción CALCULATE a otras ubicaciones del programa de usuario sin tener que cambiar la función. Entonces, pueden modificarse los valores o las variables de las entradas de la instrucción sin modificar la función. Instrucciones "Sumar", "Restar", "Multiplicar" y "Dividir". • ADD: Sumar (IN1 + IN2 = OUT) • SUB: Restar (IN1 - IN2 = OUT) • MUL: Multiplicar (IN1 * IN2 = OUT) • DIV: Dividir (IN1 / IN2 = OUT)

Una operación de división de enteros trunca la parte fraccionaria del cociente y produce un valor de salida entero. Los parámetros IN1, IN2 y OUT deben ser del mismo tipo de datos Para agregar una entrada ADD o MUL, haga clic en el icono "Crear" o haga clic con el botón derecho del ratón en el conector de entrada del parámetro IN existente y seleccione el comando "Insertar entrada". Para quitar una entrada, haga clic con el botón derecho del ratón en el conector de entrada de uno de los parámetros IN existentes (si hay más entradas además de las dos originales) y seleccione el comando "Borrar". ELECTROTECNIA

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Si está habilitada (EN = 1), la instrucción matemática realiza la operación indicada en los valores de entrada (IN1 e IN2) y almacena el resultado en la dirección de memoria que indica el parámetro de salida (OUT). Una vez finalizada correctamente la operación, la instrucción pone ENO a 1. Instrucciones "Incrementar" y "Decrementar". La instrucción INC: Incrementa un valor de número entero con o sin signo: Valor IN_OUT +1 = valor IN_OUT

La instrucción DEC: Decrementa un valor de número entero con o sin signo: Valor IN_OUT - 1 = valor IN_OUT.

Procesamiento de valores analógicos. Los módulos de señales analógicas proporcionan señales de entrada o esperan valores de salida que representen un rango de tensión o de corriente. Estos rangos son ±10V, ±5V, ±2,5V, o 0 - 20mA. Los valores que devuelven los módulos son valores enteros en los que 0 a 27648 representa el rango nominal de corriente, y -27648 a 27648 de tensión. Cualquier valor fuera del rango representa un rebase por exceso o por defecto. En el programa de control puede ser necesario utilizar estos valores en unidades de ingeniería, por ejemplo, para representar un volumen, temperatura, peso o cualquier otro valor cuantitativo. En el caso de una entrada analógica, para hacerlo primero hay que normalizar el valor analógico a un valor real (coma flotante) de 0,0 a 1,0. A continuación hay que escalarlo a los valores mínimo y máximo de las unidades de ingeniería que representa. En el caso de valores de unidades de ingeniería que deben convertirse a valores de salida analógicos, primero hay que normalizar el valor en las unidades de ingeniería a un valor entre 0,0 y 1,0, y a continuación escalarlo entre 0 y 27648 o -27648 a 27648, dependiendo del rango del módulo analógico. Para este propósito, STEP 7 proporciona las instrucciones NORM_X y SCALE_X.

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC Instrucciones matemáticas en coma flotante. Las instrucciones en coma flotante sirven para programar operaciones matemáticas utilizando los tipos de datos Real o LReal: • SQR: Calcular cuadrado (IN 2 = OUT). • SQRT: Calcular raíz cuadrada (√IN = OUT). • LN: Calcular logaritmo natural (LN(IN) = OUT). • EXP: Calcular valor exponencial (e IN =OUT), donde la base e = 2.71828182. • EXPT: Elevar a potencia (IN1 IN2 = OUT) Los parámetros de EXPT IN1 y OUT siempre son del mismo tipo de datos, que puede ser Real o LReal. Para el parámetro del exponente IN2 se puede elegir entre varios tipos de datos. • FRAC: Determinar decimales (parte fraccionaria del número en coma flotante IN = OUT). • SIN: Calcular valor de seno (seno (IN radianes) = OUT). ASIN: Calcular valor de arcoseno (arcoseno(IN) = OUT radianes), donde seno(OUT radianes) = IN • COS: Calcular valor de coseno (coseno (IN radianes) = OUT) ACOS: Calcular valor de arcocoseno (arcocoseno(IN) = OUT radianes), donde coseno(OUT radianes) = IN • TAN: Calcular valor de tangente (tangente (IN radianes) = OUT) ATAN: Calcular valor de arcotangente (arcotangente(IN) = OUT radianes), donde tangente(OUT radianes) = IN Instrucciones "Copiar valor" y "Copiar área". Las instrucciones de desplazamiento permiten copiar elementos de datos en otra dirección de memoria y convertir un tipo de datos en otro. El proceso de desplazamiento no modifica los datos de origen. • La instrucción MOVE copia un elemento de datos individual de la dirección de origen que indica el parámetro IN en la dirección de destino que indica el parámetro OUT. • Las instrucciones MOVE_BLK y UMOVE_BLK tienen un parámetro COUNT adicional. COUNT especifica cuántos elementos de datos se copian. El número de bytes por elemento copiado depende del tipo de datos asignado a

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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC los nombres de variables de los parámetros IN y OUT en la tabla de variables PLC. Las instrucciones MOVE_BLK y UMOVE_BLK se diferencian en la forma de procesar las alarmas: • Los eventos de alarma se ponen en cola de espera y se procesan durante la ejecución de MOVE_BLK. Utilice la instrucción MOVE_BLK si los datos contenidos en la dirección de destino del desplazamiento no se utilizan en un OB de alarma. Si se utilizan, los datos de destino no tienen que ser coherentes. Si se interrumpe una instrucción MOVE_BLK, el último elemento de datos desplazado estará completo y será coherente en la dirección de destino. La instrucción MOVE_BLK se reanuda una vez finalizada la ejecución del OB de alarma. • Los eventos de alarma se ponen en cola de espera pero no se procesarán hasta que no finalice la ejecución de UMOVE_BLK. Utilice la instrucción UMOVE_BLK si la operación de desplazamiento debe finalizarse y los datos de destino deben ser coherentes antes de la ejecución de un OB de alarma. Instrucciones "Escalar" y "Normalizar". SCALE_X: Escala el parámetro VALUE real normalizado (donde 0,0