Automatizacion Industrial Con PLC Rev 2

AUTOMATIZACION INDUSTRIAL CON P.L.C.

QUE ES UN PLC? SALIDAS

ENTRADAS

PLC CR

• Un dispositivo de estado sólido que controla dispositivos de salidas basado en el estado de las entradas, y en el programa desarrollado por el usuario. • En sus orígenes se desarrolló para reemplazar los relés usados en el control discreto.

Dispositivos de Entrada • Botoneras • Switches de selección • Limit Switches

• 120 VAC

• Switches de nivel

• 240 VAC

• Sensores fotoeléctricos

• 12 VDC

• Sensores de proximidad

• 24 VAC/VDC

• Contactos de arrancadores

• TTL

de motores • Contactos de reles

Dispositivos de Salida • Válvulas

Relays • 120 VAC/VDC

• Arrancadores de motores

• 240 VAC/VDC

• Solenoides

• 24 VAC/VDC

• Relés de Control • Alarmas

Triac

• Luces

• 120 VAC

• Ventiladores • Hornos

MOSFET

• 24 VDC

Dentro del PLC Comunicaciones

C i r c u i t o s Alto Voltaje Barrera de Aislamiento

E n t r a d a

Procesador Central

MEMORIA datos

programa Bajo Voltaje

Fuente de Poder AC 85-264 VAC, 50/60Hz

Fuente de Poder DC

C i r c u i t o s

S a l i d a

Barrera de aislamiento

CR

Alto Voltaje

Ciclo de operación del PLC Inicio

Autodiagnóstico Comunicaciones

Scan de salidas

Scan de entradas

Scan del Programa

Descripción de la Organización de Archivos El procesador proporciona control mediante el uso de un programa que usted crea, llamado archivo del procesador. Este archivo contiene otros archivos que dividen su programa en partes más manejables.

Archivos del Programa Los archivos del programa contienen información del controlador, el programa principal de escalera, subrutinas de interrupción y los programas de subrutinas. Programa del sistema (archivo 0) – Este archivo contiene información diversa relacionada con el sistema e información programada por el usuario como por ejemplo tipo de procesador, configuración de E/S, nombre de archivo del procesador y contraseña. Reservado (archivo 1) – Este archivo está reservado. Programa principal de escalera (archivo 2) – Este archivo contiene instrucciones programadas por el usuario que definen cómo va a operar el controlador. Rutina de fallo de error de usuario (archivo 3) – Este archivo se ejecuta cuando se produce un fallo recuperable.

Archivos del Programa (continuación) Interrupción de contador de alta velocidad (archivo 4) – Este archivo se ejecuta cuando se produce una interrupción HSC. También puede usarse para un programa de escalera de subrutina. Interrupción temporizada seleccionable (archivo 5) – Este archivo se ejecuta cuando se produce una STI. Puede usarse también para un programa de escalera de subrutina. Programa de escalera de subrutina (archivos 6 – 15) – Estos se usan de acuerdo a las instrucciones de subrutinas que residen en el archivo del programa de escalera principal u otros archivos de subrutina.

Archivos de Datos Los archivos de datos contienen la información de estado asociada con las E/S externas y todas las otras instrucciones que usted usa en sus archivos de programa de escalera principal y de subrutina. Además, estos archivos almacenan la información concerniente a la operación del procesador. También puede usar los archivos para almacenar “fórmulas” y tablas de referencia si fuera necesario. Estos archivos están organizados según el tipo de datos que contienen. Los tipos de archivos de datos son: Salida (archivo 0) – Este archivo almacena el estado de los terminales de salida para el controlador. Entrada (archivo 1) – Este archivo almacena el estado de los terminales de entrada para el controlador. Estado (archivo 2) – Este archivo almacena la información de operación del controlador. Este archivo es útil para la localización y corrección de fallos del controlador y la operación del programa.

Archivos de Datos (continuación) Bit (archivo 3) – Este archivo se usa para el almacenamiento de la lógica del relé interno. Temporizador (archivo 4) – Este archivo almacena los valores acumulados y predefinidos de temporizador y bits de estado. Contador (archivo 5) – Este archivo almacena los valores acumulados y predefinidos de contador y bits de estado. Control (archivo 6) – Este archivo almacena la longitud, posición del puntero y bits de estado para instrucciones específicas tales como registros de desplazamiento y secuenciadores. Entero (archivo 7) – Este archivo se usa para almacenar valores numéricos o información de bits.

Direccionamiento

Direccionamiento

Cableado de Entradas Bloque de terminales

Dispositivos de Entrada

Barrera de Aislamiento

1 2 3

L1 L1

4 5 6 7 8 9

L2

10 COM

P L C

Cableado de Salidas Barrera de Aislamiento

CR

OUT 1 OUT 1

Bloque de terminales

Dispositivos de Salida L1 L2

OUT 2

P L C

OUT 2 OUT 3 OUT 3 OUT 4 OUT 4

OUT 5 OUT 5 OUT 6 OUT 6

L1 L2

Programación Proceso de Desarrollo de un Programa

Direccionamiento

Direccionamiento

Ejemplo de direccionamiento L2

L1 PB1 LS1

FS2

SOL6

L1

L2 I:1/1

I:1/2 I:1/3

||

Dispositivo

Dirección

PB1

I:1/1

LS1

I:1/2

FS2

I:1/3

SOL6

O:3/1

||

||

O:3/1

()

Conceptos de Lógica Ladder Instrucciones Instrucciones Lectura/Condicionales Escritura/Control Inicio (Rung #1) (Rama #1)

||

()

|| ||

||

||

|/|

()

|/|

()

|/|

()

|/|

()

||

Fin (Rung #5) (Rama #5)

||

Conceptos de Lógica Ladder Instrucciones de entrada

Instrucciones de salida

||

|/|

()

V

V

V

Continuidad lógica

||

|/|

()

V

F

F

No hay continuidad lógica

Construcción lógica Y (AND) Si la entradas 004 Y la entrada 005 tienen tensión entonces energizar la salida 0 I/4

I/5

O/0

||

||

()

Off

Construcción lógica Y (AND) Si la entrada 4 Y la entrada 5 tienen tensión entonces energizar la salida 0 I/4

I/5

O/0

||

||

()

V

V

V

Continuidad lógica

On

Construcción lógica O (OR) SI la entrada 4 O la entrada 5 tienen tensión entonces energizar la salida 0 I/4

O/0

||

()

I/5

||

Off

Construcción lógica O (OR) SI la entrada 4 O la entrada 5 tienen tensión entonces energizar la salida 0

F

I/4 V

O/0 On

||

()

I/5

||

Continuidad lógica

Construcción lógica O (OR) SI la entrada 4 O la entrada 5 tienen tensión entonces energizar la salida 0 I/4

V

O/0

||

On

() Continuidad lógica

I/5

F||

I/4

F

O/0 Off

|| I/5

V||

() Continuidad lógica

Construcción Compleja I/4

I/0

I/1

I/9

I/10 O/0

||

|/|

||

||

|| ()

I/5

I/1

I/7

I/8

||

|/|

|/|

|/|

I/2

I/3

||

|| I/11

I/1

|/|

||

Instrucciones Básicas Entrada XIC, XIO INPUT

Botón pulsador

El estado de la instrucción es Si el bit tiene:

Lógica 0

Lógica 1

XIC

XIO

Examinar si cerrado

Examinar si abierto

-| |-

-|/|-

Falso Verdadero

Verdadero Falso

Instrucción Básicas Salida - OTE ||

|/|

()

V

V

V

Estado Rung

OTE Verdadero Energizar salida

-( )-

FALSO

Estado Bit

Terminal de Salida

ON

ENERGIZADO

OFF

Desenergizado

Luz de Salida OUTPUT

Todo junto SLC 5/03 CPU RUN FLT

INPUT

OUTPUT

OUT 0

DH485

BATT RUN

INPUT

FORCE

RS232 REM

PROG

IN 0

IN 0

OUT 0

||

()

Operación del Mezclador (Definición de las Salidas) Solenoide 1 On = Sol 3 en off, y Motor en off, y Sensor 2 en off, y Auto Switch en on Off = Sol 3 en on, o Motor en on, o Sensor 2 en on

Solenoide 2

Motor Solenoide 1

Solenoide 2

Ingrediente A

Ingrediente B

On = Sol 3 en off, y Motor en off, y Sensor 2 en on Off = Sol 3 en on, o Motor en on, o Sensor 1 en on

Motor Sensor 1

On = Sensor 1 en on, y Solenoide 2 en off, y Solenoide 1 en off Off = Solenoide 3 en on

Sensor 2

Solenoide 3 Solenoide 3

On = Sol 1 en off, y Sol 2 en off, y Motor ha trabajado por 30 seg. Off = Solenoide 3 ha estado activo por 60 seg.

Aplicación Típica de un PLC Motor Solenoide 1

Solenoide 2

Ingrediente A

Ingrediente B

Sensor 1

Sensor 2

Solenoide 3

Instrucciones Avanzadas

PLC’s viene en variedad de tamaños... 







Micro – Menos de 32 I/O Small (pequeño) – Menos de 128 I/O Medium (mediano) – Menos de 1024 I/O Large (grande) – Mas de 1024 I/O

Y una variedad de formas y configuraciones 

Compactos



Compactos con expansión



Modular (sin rack)



Modular (basado en rack)



Distribuidos

PLC Compacto La fuente de poder, las entradas, las salidas y el puerto de comunicaciones está contenidas en un solo bloque. Los dispositivos de entrada (INPUT) y salida (OUTPUT) se cablean individualmente hasta el bloque del controlador. Motor M1

O/3 OOOO OOOO OOOO

Stop

INPUTS Start

I/Ø

I/1

OUTPUT

PLC compacto con expansión Basado en el estándar del PLC compacto, pero también tiene la habilidad de manejar I/O (entradas/salidas) adicionales. La forma mas común de expansión es un bloque de I/O que usa la misma base, o hacen uso de diferentes tipos de módulos de expansión. Las conexiones entre la base y el dispositivo de expansión se hace directamente mediante un conector especifico o usando un cable.

OOOO OOOO OOOO

Chasis de Expansión de 2 slots

PLC’s modulares (Lo último en flexibilidad) 

 

Mezcla de varios componentes – Procesadores, fuentes de poder, módulos de I/O son insertados dentro del rack o chasis – Disponible en diferentes tamaños: pequeños, medianos y grandes. – La flexibilidad resulta en los costos cuando se compara con los compactos. Hay PLC’s modulares sin rack y basados en rack Los SLC-500 y PLC 5 de Allen-Bradley son PLC’s modulares

Indicador RUN Indicador FLT

SLC 5/03 CPU RUN

FORCE

FLT

DH485

BATT

RS232

RUN REM

Indicador Bateria

Indicador Force I/O Indicador puerto DH-485

PROG

OUT 0

Indicador puerto RS-232

IN 0 Fuente de poder

Módulos de salida Módulos de entrada

PLC’s modulares sin rack (Lo último en flexibilidad) 

Funcionamiento idéntico a los PLC modulares basados en rack



Generalmente no tan robustos.



Generalmente se les encuentra en tamaños pequeños y medianos.



Probablemente en el futuro se prefiera los PLC’s basados en rack.

Distribuidos 

Dependen de las comunicaciones para todo.



Todas las I/O se conectan al procesador a través de un enlace de datos de alta velocidad.



Generalmente se les encuentra en tamaños medianos y grandes.



Para ciertas aplicaciones esta forma es muy ventajosa.



Generalmente costos muy altos en hardware, pero mucho menores para la integración del sistema.

Controladores AB

Productos de Rockwell Automation Hardware

MicroLogix 1000 • Versiones de 10 hasta 32 E/S con 4 diferentes configuraciones eléctricas

• 1K memoria • 65 instrucciones programación

de

• EEPROM incorporada • Canal de comunicación RS232. Soporte SCADA

• Tamaño compacto • Red DH485

Familia SLC500 • 5 procesadores desde 1K hasta 64 K de memoria • 4 tamaños de chasis (4, 7, 10 y 13 slots) • Facilidad de expansión • 4 tamaños de fuente (AC/DC) • Sistema de alta eficiencia (0.9 ms)

• Comunicaciones • RS232 • DH485 / DH+

• Ethernet • Hasta 960 I/O

Familia PLC5 • Memoria desde 6K hasta 100K • Puntos E/S (128-7044) y E/S Remotas (4-24) • Ladder, SFC y Texto Estruturado • Set de instrucciones avanzado • Comunicaciones • RIO - RS232 - RS422

• DH+ - ControlNet - Ethernet • Modulos de E/S • Rutina de falla programable

• Multitarea

Modulos E/S • Voltaje AC/DC

BENTLY NEVADA

• Sink, Source, Relay, Triac • RTD, TC, mV, mA, V • Fusible, TTL, HSCE • Comunicaciones • Posicionamiento

• Control de Procesos • VIM y CVIM • Productos Terceros

MARC

Es t ProSoft pd Phoenix Digital

HARDY

Instruments

INTEC

ba

BILES & ASSOCIATES

Interfases de Operador

Productos de Rockwell Automation Software

RSLinx • Solución de comunicaciones Windows 95/NT • Servidor DDE 32 bits • Compatibilidad con productos RSI • Interface de usuario intuitiva

• Excelente velocidad • Reducción de carga a la red • Fácil establecimiento de enlaces DDE

• Amplia variedad de interfaces • Soporta ruteo remoto • RSLinx Gateway (TCP/IP protocol)

RSLogix



Programming f or PLC-5 SLC 50 0 and MicroLogix Families of Processors

RSLogix • Software de programación para PLC-5, SLC-500 y MicroLogix. • Windows 95 / NT • Compatibles con programas DOS • Lo último en tecnología de software • Potente entorno de desarrollo de aplicaciones • Productos:

• RSLogix5 • RSLogix 500 • RSLogix Frameworks

RSLogix 5/500- Características • Programación en línea y fuera de línea • Interface amigable • Editor de Base de Datos • Importar / Exportar

• Configuración de módulos • Direccionamiento simbólico • Referencias Cruzadas

• Histogramas • Detección de fallas • Reportes

RSLogix 5/500- Características • Vista general del proyecto • Editor de Escalera, Texto Estructurado y Diagrama de Función Secuencial y ASCII • Comunicación dependiente • Monitor personalizado • Búsqueda y reemplazo • Ayuda en línea • Contenedor ActiveX

RSLogix FrameworksCaracterísticas

• Programación en línea y fuera de línea • Bloques de función (PLC / SoftLogix) • Tecnologías Microsoft • MFC / OLE / ActiveX

• Tres componentes • Function Builder • Diagram Developer

• Tag Server • Crear bloques propios • Librerías

RSLogix : Requerimientos 

Hardware – Computadora » IBM-compatible 486/66 MHz mínimo. » Intel Pentium 100 MHz o superior recomendado.

– Memoria » 32 MB mínimo. » 64 MB recomendado.

– Espacio en Disco Duro » 12 MB mínimo.

– Video 256 colores (800x600)

RSLogix : Requerimientos 

Software

– Sistema Operativo »Microsoft Windows NT 4.0 o posterior. »Windows 95.

– RSLinx / WinLinx

RSV iew 32 The New Look of MMI Functionality



RSView32 : Características 

Full 32 bits – Aplicación nativa de 32 bits. – Microsoft Foundation Classes – Tecnología de Modelo Objeto Componente – Certificado para » Windows 95 » Windows NT

– Cumple con Año 2000 – Hasta 70000 tags

RSView32 : Características 

Tecnologías de Microsoft – ActiveX »Visual Basic, Visual C, Java – OLE – ODBC – DDE / NetDDE – VBA Scripting – OLE Automation »Microsoft Office / Back Office

RSView32 : Características 

Comunicaciones – Soporte directo RSLinx. – Soporte directo WinLinx. – Identificación automática de drivers. – Nodo tipo DDE. – 4 Canales »DH+, DH485 »TCP/IP – Soporte OPC

RSView32 : Características 

Almacenamiento de Datos – Múltiples modelos de almacenamiento. – Formato Wide / Narrow. – Soporte ODBC – Formato dBASE IV (.dbf) »Excel, Access,Visual Basic »FoxPro, Crystal Report – Rutas de almacenamiento alternativas

RSView32 : Características 

Gráficos y Animación – Objeto Botón Nativo – Rangos en control de color – Colores Parpadeantes. – AutoCAD, WMF – Gráficos reutilizables – Controles »Visibilidad, Color, Relleno »Posición, Tamaño, Rotación

RSView32 : Características 

Seguridad – Proyecto »Acceso a pantallas »Accesso a datos – Sistema »Salir del Proyecto »Cambiar de Aplicación »Ctrl-Alt-Delete »Bloqueo global (NT 4.0)

RSView32 : Características 

Más Herramientas – Cambios en línea – Prueba en diseño – Objetos con Seguimiento Inteligente – Edición en grupo – Substitución de tags – Control de Copiado/Pegado – Menús (Botón derecho)

RSView32 : Características 

Más Herramientas – Barra herramientas – Asistente de Comandos – Barra de mensajes – Nombres largos – Programa desinstalador – Kit de herramientas – Compatible 100% RSView

RSView32 : Características 

Interoperatividad RSI – RSTools – RSLogix500 / Logic 5 – RSTrend – RSPower – RSBatch – RSPortal – RSSQL – Microsoft Office 97

RSView32 : Requerimientos 

Hardware – Computadora » Intel Pentium 100 MHz mínimo. » Intel Pentium 133 MHz o superior recomendado.

– Memoria » 24 MB mínimo. » 32 MB recomendado.

– Espacio en Disco Duro » 100 MB mínimo.

– Video 256 colores (1024x768)

RSView32 : Requerimientos 

Software

– Sistema Operativo »Microsoft Windows NT 3.51 o posterior. (Service Pack 3) »Windows 95.

– CD-ROM

nfiguraciones picas

Configuraciones Típicas

Seleccion de PLC’s

Criterio de Selección de los PLC’s 1. Control Centralizado

• Control Centralizado: Es un sistema jerárquico, el control sobre un proceso completo, se está ejecutando en un procesador de control.

Criterio de Selección de los PLC’s 2. Control Distribuido

• Control Distribuido: Es un sistema en el cual las funciones de control y administración están distribuidas en múltiples procesadores y usan una red entre ellos para la comunicación.

Criterio de Selección de los PLC’s 3. Pautas cuando diseñe su sistema • Su control será centralizado o distribuido. • Que tipo de proceso será controlado por el PLC.

• El proceso es continuo o por etapas. • Cuales son las preocupaciones respecto al ambiente y la seguridad.

Criterio de Selección de los PLC’s 4. Tamaño y Capacidad El 90% de los fabricantes tienen dentro de sus diseños tres tamaños de PLC’s y la promoción de un sistema híbrido. • Controladores Programables Standard. • Controladores Programables Pequeños. • Microcontroladores. (micro PLC’s) • Controlador Híbrido (PLC + DCS).

Criterio de Selección de los PLC’s 5. Controladores Programables Standard.

• Aplicaciones grandes de 300 I/O a más. • Incluye muchas señales análogas (Lazos de Control) • El proceso es crítico para la producción. • Capacidad de expansión del PLC.

• No existen límites en redes de Comunicación. • Instrucciones de cálculo avanzado • Programación en Línea

Criterio de Selección de los PLC’s 6. Controladores Programables Pequeños. • Aplicaciones mediana hasta de 300 I/O’s.

• Incluye pocas señales análogas • El proceso es crítico para la producción. • Capacidad de expansión limitada.

• Redes de comunicación básica. • Instrucciones de cálculo básico. • Programación en Línea (algunos modelos)

• Precio económico.

Criterio de Selección de los PLC’s 7. Micro-Controladores (micro PLC’s). • Aplicaciones puntual hasta 30 I/O’s.

• Incluye hasta 4 señales análogas • Se aplican en máquinas herramientas • No tienen capacidad de expansión

• Redes de comunicación del fabricante y serial. • Instrucciones de cálculo básico. • Programación fuera de Línea.

• Precio económico.

Criterio de Selección de los PLC’s 8. Controlador Híbrido (PLC + DCS) • Los principales fabricantes de PLC’s o controladores programables, están lanzando al mercado una nueva plataforma de control que combina las bondades de un PLC y un DCS, esta nueva generación de controladores reemplazará en un futuro muy cercano a las plataformas tradicionales de controladores, por muchas razones:

Criterio de Selección de los PLC’s 8. Controlador Híbrido (PLC + DCS) • Velocidad • Capacidad de direccionamiento

• Precio • Escalabilidad • Redes de comunicación

• Redundancia • Inserción y remoción de tarjetas en caliente (RIUP) etc.

Criterio de Selección de los PLC’s 9. Fabricantes : • La configuración de Planta distribuida ha sido aceptado por la tecnología de la Automatización. El cual reduce el costo de cableado e incrementa la flexibilidad y la integridad de la Planta. • A Nivel de campo el standard es PROFIBUS-DP en esta red se pueden integrar muchos sensores, PC’s y sistemas de lazos cerrados. • La ET200 es la red remota de I/O’s, y hace posible la conexión de señales digitales y análogas, además permite el uso de módulos inteligentes de I/O’s en configuraciones distribuidas

Criterio de Selección de los PLC’s 9. Fabricantes : • General Electric (FANUC). La familia de controladores GE Fanuc incluye nuevas líneas de PLC’s, I/O’s distribuidas, software de programación y alternativas para tecnología convencional de PLC’s. Si quieres ahorrar dinero sobre tu projecto de Automatización deberías evaluar una solución con GE Fanuc. • Las redes de comunicación que promueve GE Fanuc son Genius y PROFIBUS-DP y como red remota de I/O’s DeviceNet.

Criterio de Selección de los PLC’s 9. Fabricantes : • Modicom TSX Quamtum. La combinación de performance, flexibilidad y escalabilidad hace de quamtum una solución para su más exigente aplicación. Maneja hasta 8 tipos de redes desde Ethernet a ASCII. Soporta múltiples lenguajes de programación. • Las redes de comunicación que promueve Schneider son Modbus y Modbus Plus además de Ethernet. Como red Remota de I/O’s la red Modicom S908. Permite la conexión y desconexión en caliente (Hot Swap).

Criterio de Selección de los PLC’s 9. Fabricantes : • Allen Bradley establece los estándares, desde la invención del Controlador Programable hace cerca de 30 años, mantiene abierta e integrada las plataformas de control. Promueve las plataformas Contrologix,PLC5, SLC500, y micrologix. • Se basa en redes de Arquitectura abierta como Ethernet, ControlNet y DeviceNet para los dispositivos de campo. • Los Lenguajes de programación son los mas amigables del mercado.

PROGRAMACIÓN DE MÓDULOS ANALÓGICOS La transmisión de información analógica está caracterizada por un cambio continuo de la amplitud de la señal. Los humanos, por ejemplo, registran la información óptica, acústica y sensorial esencialmente en la forma de señales analógicas. En la ingeniería de procesos, la señal 4…20 mA es transmitida en una forma puramente analógica. Una corriente proporcional al valor medido fluye entre el transmisor y el instrumento indicador o la tarjeta de entrada de un PLC.

TARJETAS DE ENTRADA ANALÓGICA

Las tarjetas de entrada analógica digitalizan las señales analógicas del proceso para que puedan ser procesadas por el CPU. El valor medido ya digitalizado se almacena en una memoria contenida en la tarjeta. De allí se transfiere a la CPU, donde prosigue su procesamiento.

CONEXIÓN DE EMISORES EN LAS TARJETAS DE ENTRADA

Circuito de medida con línea equipotencial.

CONEXIÓN DE EMISORES EN LAS TARJETAS DE ENTRADA

Conexión de una caja de compensación.

CONEXIÓN DE EMISORES EN LAS TARJETAS DE ENTRADA

Conexión de termoresistencias.

CONEXIÓN DE EMISORES EN LAS TARJETAS DE ENTRADA

Conexión de transmisor de cuatro hilos (activo).

REPRESENTACIÓN DE VALORES MEDIDOS

Dependiendo del tipo de tarjeta de entrada analógica utilizada y del tipo de sensor conectado, existen diferentes representaciones del valor medido, el cual es digitalizado para poder leído y procesada posteriormente por la CPU.

I. Representación digital del valor medido como complemento a dos

II. Representación digital del valor medido como valor y signo

III. Representación digital con termoresistencias, margen pt100

IV. Representación digital en márgenes de corriente de 4..20 mA

TARJETAS DE SALIDA ANALÓGICA

Las tarjetas de salida analógica se encargan de transformar en tensiones o corrientes los valores digitales procesados en la CPU. Existen diversas tarjetas con separación galvánica que cubren determinados márgenes de tensiones e intensidades.

Conexión de Cargas

Conexión de cargas

REPRESENTACIÓN DE VALORES MEDIDOS

La CPU suministra en dos bytes el valor para un canal de salida (complemento a dos).

Representación digital de valores medidos de tensiones o corrientes de salida

BLOQUES PARA PROGRAMACIÓN DE VALORES ANALÓGICOS

Estos módulos funcionales ejecutan conversiones entre el margen nominal de una tarjeta analógica y un margen normalizado, que el usuario puede especificar

MONTAJE MECÁNICO DE LOS PLCs

LAS BONDADES QUE TIENE EL PLC NO DEBE ATENUARSE POR UNA MALA INSTALACIÓN, ES POR ELLO, SE DAN LOS CRITERIOS BÁSICOS PARA EL MONTAJE E INSTALACIÓN DE ESTOS EQUIPOS.

Los módulos periféricos de los PLCs se alojan mecánicamente a un perfil o bastidor normalizado

Y Cuáles son esos perfiles o bastidores normalizados?

MONTAJE MECÁNICO DE LOS PLCs

Los perfiles pueden ser carriles normalizados según DIN EN 50022-35x15, Bastidores de montaje o cualquier otro perfil no normalizado.

Consideraciones previas.

Es importante mencionar que los módulos de un PLC se consideran medios operativos abiertos, es decir, deben estar instalados siempre en cajas, armarios o locales de servicio eléctrico accesible únicamente mediante una llave o una herramienta

Para poner en funcionamiento un PLC se requieren de varios componentes... Y cuáles son esos componentes?  Perfil soporte.  Fuente de alimentación.  Unidad central de proceso.

 Módulos de señal.  Módulos de función.  Procesadores de

comunicaciones.  Módulos de Interfase.

…El montaje de un PLC puede realizarse en forma horizontal o vertical tomando en cuenta la temperatura max. permisible.

 Disposición horizontal: 0…60°C  Disposición vertical: 0…40°C

…Así mismo, tener en cuenta las separaciones mínimas para evacuar el calor disipado y tener suficiente espacio.

Separaciones para una estructura S7-300 (PLC SIEMENS)

CONEXIONADO ELÉCTRICO

Si bien hemos dado las pautas para el montaje mecánico, es necesario saber que consideraciones tomar para el siguiente paso: Cableado!!!

REGLAS Y PRESCRIPCIONES PARA EL FUNCIONAMIENTO DE UN PLC     

Dispositivos de paro de emergencia. Arranque de la instalación tras determinados eventos. Tensión de red. Alimentación de 24VDC. Reglas para el consumo de corriente y potencia disipada.

SISTEMAS DE CONEXIÓN ELÉCTRICA

I. Módulos de señales con circuitos de alimentación de puesta a tierra.

II. Módulos de señales alimentados con una fuente externa.

III. Relación de potencial en la configuración con módulos con separación galvánica.

IV. Relación de potencial en la configuración sin módulos con separación galvánica.

TENDIDO DE LAS LÍNEAS

 

 



No tender cables de señal cerca de cables de potencia paralelos. Tender lo más cerca posible los cables de señal y su línea equipotencial asociada. Tender todas las líneas siempre muy próximas a superficies de masa. Evitar prolongar cables o líneas por intermedio de bornes o similares. Tender por canaletas o cajas separadas los cables de potencia y cables de señal.

MEDIDAS CONTRA INTERFERENCIAS

¡¡Es muy tarde tomar recién precauciones luego de que ocurren preturbaciones!!

MEDIDAS CONTRA INTERFERENCIAS

 Separación especial entre equipos y líneas.  Puesta a masa de todas las piezas metálicas inactivas.

 Filtrado de líneas de red y de señal.  Apantallamiento de los equipos y líneas.  Medidas supresoras especiales.

Separación especial entre equipos y líneas

Los campos magnéticos o alternos de baja frecuencia (p. ej. 50 Hz) solo pueden atenuarse sensiblemente a un costo elevado. Estos problemas se puede resolver con frecuencia sin mas que dejar una separación lo mayor posible entre la fuente y el receptor de interferencia.

Puesta a masa de las piezas metálicas inactivas

Otro factor importante para lograr una instalación inmune es una buena puesta a masa. Baja puesta a masa se entiende la interconexión galvánica de todas las piezas metálicas inactivas (VDE 0160).

Filtros para líneas de red y señal

El filtrado de las líneas de red y de señal constituyen una medida para reducir las interferencias propagadas por las líneas dentro del armario no deberán aparecer en las líneas de alimentación y en las líneas de señal ningún tipo de sobretensiones.

Apantallamiento de equipos y líneas

El apantallamiento (blindaje), constituye una medida para debilitar (atenuar) campos perturbadores de origen magnético eléctrico o electromagnético.

Uso de medidas supresoras especiales

Supresión en inductancias Las inductancias montadas en el mismo armario y que no sean atacadas directamente por salidas de un PLC (p. Ej. Bobinas de contactores y relés) deberán llevar elementos supresores (p. Ej. Elementos RC).

Redes Industriales

Motivaciones de RA • Rockwell Automation ha estado involucrado en redes de automatización industrial por más de 25 años. • Desarrollar redes superiores que incorporen tecnología de punta para las aplicaciones de hoy en día. • Facilitar la integración de equipos, mejorar el diagnóstico y la detección de fallas de los mismos. • Asegurar diferentes abiertas.

la interoperatibilidad vendedores utilizando

entre redes

GENERALIDADES SOBRE EQUIPOS INDUSTRIALES Y AUTOMATIZACIÓN

¿QUÉ ES AUTOMATIZAR?

Automatizar es llegar a controlar un proceso industrial de manera automática haciendo uso de herramientas hardware y software existentes

Y QUIÉN NOS PERMITE DAR EL PRIMER PASO?….. El PLC, que es la denominación dada al Controlador Lógico Programable y la podríamos definir como un dispositivo electrónico digital con memoria programable para almacenar instrucciones que implementan funciones como: lógica secuencial, de tiempo y de cuenta, cálculos aritméticos, etc.

Y CÓMO FUNCIONA UN PLC?…..

El CPU del PLC lee la información proveniente de los SENSORES, la procesa de acuerdo al programa almacenado y genera la respuesta hacia los ACTUADORES.

SENSORES Y ACTUADORES

Sensor: Son aquellos elementos encargados de entregar TODA la información proveniente de un proceso. Proporcionan el estado de las variables a controlar. Actuador: Son los elementos finales, encargados de recibir la información proveniente de un sistema de control.

VENTAJAS DEL USO DE PLCS

 Reducción de costos de cableado  Ahorro de espacio

 Flexibilidad  Confiabilidad  Facilidad en la prueba y puesta en marcha  Rápida detección de fallas y averías

 Menor consumo de energía

CONOCIENDO LOS PLCs, HEMOS DADO EL PRIMER PASO PARA LA INTEGRACIÓN DE SISTEMAS

PANELES DE OPERADOR (OP) Son dispositivos electrónicos diseñados para el manejo y la vigilancia de máquinas. Gracias al elevado grado de protección (frontalmente IP65), los equipos resultan también apropiados para su aplicación en rudos ambientes industriales

TIPOS DE PANELES DE OPERADOR (OP) Visualizadores de texto

Permiten visualizar estados de servicio, valores actuales del proceso y las anomalías de un control acoplado.

Interfases gráficas

Permiten representar gráficamente los estados de servicio, los valores actuales del proceso y las anomalías de un control acoplado.

VARIADORES DE FRECUENCIA

• El método más eficiente de controlar la velocidad de un motor eléctrico es por medio de un variador electrónico, variando la frecuencia. • El variador de frecuencia regula la frecuencia de la tensión aplicada al motor, logrando con ello modificar su velocidad

.... ENTONCES COMO DEFINIRÍA UN VARIADOR DE FRECUENCIA

Es un dispositivo que toma una onda alterna prefijada tanto en tensión como en frecuencia y la transforma en una tensión y frecuencia ajustables, que permiten controlar la velocidad de los motores de corriente alterna

ALGUNAS DEFINICIONES MÁS UTILIZADAS

¿Es un inversor lo mismo que un Variador de frecuencia? Se emplea para describir la red eléctrica completa, los generadores, las líneas y las Un inversor es cargas.una parte realmente del variador de frecuencia, pero se acostumbra intercambiar los términos

¿Por qué se necesita tener una tensión y una frecuencia ajustables?

Un suministro de energía con tensión y frecuencia ajustables permiten que los motores de inducción operen a diferentes velocidades casi con el mismo rendimiento que a su velocidad nominal. Esto permite que se usen motores AC para reemplazar otros sistemas de variación de velocidad más costosos o no disponibles

¿Cómo afectan a la velocidad de operación de un motor AC a una variación de tensión y frecuencia?

n

síncrona 

120  f # polos

Dado que el número de polos del motor está definido por su construcción, un cambio en la frecuencia producirá un cambio en la velocidad. La tensión se ajusta para permitir que la razón voltios/hertz (V/Hz) se mantenga constante y permitir, teóricamente, que el motor no pierda rendimiento

¿Qué sucede si no se mantiene la relación V/Hz constante?

Si la relación V/Hz no es la misma de diseño, el desempeño del motor no será el deseado. Un aumento de esta relación hace que el motor se vuelva ruidoso y se recaliente. La disminución causará una reducción del torque del motor, así como un sobrecalentamiento. El valor de V/Hz de diseño se obtiene dividiendo los datos de placa adecuados

COMPUTADORAS INDUSTRIALES

Las computadoras personales son herramientas muy versátiles para aplicaciones de control y automatización, tanto el hardware como el software de soporte son variados, por lo que es posible una cantidad muy grande de aplicaciones diferentes.

…y Cómo son las PCs Industriales?

 Potentes, robustos y compactos.  Utilizables en rudas condiciones de ambiente.  Funcionabilidad y prestaciones escalables.

CONTROLADOR DE CAMPO

Los controladores de campo son instrumentos digitales diseñados para resolver tareas medianas y complejas de un sistema de automatización (Procesos)

…Y qué es un Proceso?

Un proceso es identificado como poseedor de una o más variables asociadas con él, sobre las cuales es importante conocer sus valores de modo que éstos puedan ser controlados

…Y qué variables son las asociadas a un proceso? Variables Controladas Indican la calidad de un producto o las condiciones de operación de un proceso, como la presión, nivel, temperatura, pH, gravedad específica o densidad, composición, contenido de humedad, peso y velocidad y otras variables, dependiendo del proceso

…Y qué variables son las asociadas a un proceso? Variables Manipuladas Incluyen la posición de una válvula, la posición de un dámper o la velocidad de un motor; un lazo de control es usualmente manipulado para controlar una variables en esquemas de control más complicados.

…Y qué variables son las asociadas a un proceso? Cargas Denominadas así a todas las otras variables que afectan a la variable controlada, diferente de las variables manipuladas. Ambas, las variables de carga y las manipuladas, pueden influenciar a la controlada desde el lado del suministro o demanda del proceso

Preguntas de Autocomprobacion 

   

1 ¿Cuál es el elemento básico que nos permite dar el primer paso para la automatización e integración de sistemas? 2 Enumere tres (03) ventajas de usar PLCs. 3 ¿Qué tipos de paneles de operador existen? 4 ¿Cómo funciona un variador de frecuencia? 5 ¿Cuáles son las ventajas de usar PCs Industriales?

Respuestas a las preguntas de autocomprobacion    



1 Es el Controlador Lógico Programable (PLC) 2 Ahorro de espacio, economía, flexibilidad, confiabilidad, ahorro de espacio, etc. 3 Existen Visualizadores de texto e interfases gráficas. 4 El variador de velocidad regula la frecuencia de la tensión aplicada al motor, logrando con ello, modificar la velocidad del motor. 5 Por su robusta construcción pueden ser utilizadas en entornos industriales rudos con alto nivel de suciedad, polvo y vibración.

CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE COMUNICACIONES DIGITALES

En la actualidad, la rentabilidad de una instalación de producción ya no se evalúa por el gasto en los componentes individuales sino, en una importante medida, por la perfecta acción conjunta de todos los componentes del sistema.

¿QUÉ ES UNA RED?

Una red es la conexión de dos ó más elementos a través de algún medio de transmisión. La forma cómo estos dispositivos son conectados es lo que denominamos Topología de redes.

…La topología de redes describe la forma en que varios equipos son conectados a la red.

Topología tipo Estrella

 Control centralizado. Acceso regulado por controlador central.

 Si falla la inteligencia central, la red falla.  Expandibilidad limitada al

número de conexiones del controlador central.

…La topología de redes describe la forma en que varios equipos son conectados a la red.

Topología tipo Anillo

 Control descentralizado. Acceso pasa de equipo a equipo.

 Si falla la línea, la red falla.  Expandibilidad Ilimitada.

…La topología de redes describe la forma en que varios equipos son conectados a la red.

Topología tipo Bus

 Control centralizado y descentralizado. Acceso pasa de equipo a equipo.  Si falla algún equipo (nodo) esto no afecta el funcionamiento de la red.  Expandibilidad Ilimitada.

CUADRO COMPARATIVO DE DIVERSAS TOPOLOGÍAS CARACTERÍSTICA S

TOPOLOGÍ A

ANILLO

ESTRELLA

BUS

Rendimiento.

Bajo.

Alto.

Medio.

Simplicidad funcional.

La mejor de todas..

Razonable.

Razonable.

Fiabilidad.

Poca.

Buena.

La mejor.

Retraso de transmisión.

Medio.

Bajo.

El mas bajo de todos.

Ninguna.

Ninguna.

El más bajo de todos.

Algunas unidades.

Algunas decenas.

De decenas a centenas.

Inexistente.

Inexistente.

Inexistente.

Aquellas con proceso central de todos los mensajes.

Sin limitaciones.

Sin limitaciones.

Alto.

Intermedio.

Bajo.

Limitaciones en el medio de transmisión. Número de nodos. Encaminamiento. Aplicaciones.

Costos de conexión.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN

Es el soporte que permite conectar físicamente las estaciones y el medio por donde viajan las señales que representan los datos que se transmiten de una estación a otra. El medio de transmisión seleccionado para una red influye en las características de velocidad de transmisión y cantidad de información

CABLE PAR TRENZADO 



 

Su constitución física desprotegida la hace vulnerable a ruidos eléctricos. Son los más baratos con respecto a los otros medios de transmisión. Buena fiabilidad. No son adecuados para altas velocidades a largas distancias, siendo apropiados para una comunicación punto a punto

CABLE COAXIAL

    

Costo ligeramente mayor al cable de par trenzado Ofrece a la red buena fiabilidad Físicamente es fuerte y resistente Son sensibles a la temperatura y maltrato Soporta velocidades de transmisión alta, banda muy ancha y altas frecuencias

FIBRA ÓPTICA

  



Inmune a interferencias electromagnéticas y ruidos De costo elevado Buena fiabilidad Pueden transmitir a velocidades muy altas aproximadamente hasta 1 Gigabits/seg. y distancias mayores que cualquier otro medio

COMPARACIÓN DE MEDIOS DE TRANSMISIÓN MEDIO PAR TRENZADO CARACTERÍSTICA S

CABLE COAXIAL Banda-base

CABLE COAXIAL Banda-ancha

Velocidaes típicas.

Hasta 1 Mbps.

Hasta 50 Mbps.

Hasta 400 Mbps.

Disponibilidad de componentes.

Alta.

Limitada.

Alta.

Costo de componentes.

El más bajo de todos.

Bajo.

Medio.

La más barata de todas.

Baja.

Media.

Baja.

Media (100 nodos).

Complejidad de interconexión.

Relación señal / ruido. Distancias máxima de transmisión.

Teóricamente ilimitada.

Bastante limitada.

Alto. Alta.

Alta (miles de nodos).

Facilidad para conexión multipunto. Cantidad de nodos.

FIBRA ÓPTICA

Muy baja.

Decenas.

Decenas a centenas

Centenas / canal.

Baja

Media.

Media

2 Km.

2,5 Km.

300 Km.

2 (punto a punto). Alta Centenas de Km.

MODOS DE COMUNICACIÓN

El modo de comunicación es la manera en que dialogan los diversos elementos conectados en una red. Existen tres modos posibles de comunicación

COMUNICACIÓN SIMPLEX

 La información fluye en un solo sentido.  No es posible confirmar la recepción de un mensaje.  Ejemplos de comunicación simplex son la radio y la T.V.

COMUNICACIÓN FULL-DUPLEX

 La información fluye en un ambas direcciones.  Primero transmite un elemento y después que este ha finalizado, transmite el elemento que responde.  Un ejemplo simple de esta comunicación es el telefax.

COMUNICACIÓN DUPLEX

 La información puede ser transmitida y recibida simultáneamente.  Un ejemplo es la conversación telefónica entre dos personas.

INTERFASES DE COMUNICACIÓN

Se emplea para describir la red eléctrica Soncompleta, elementos que los generadores, las líneas y las permiten la transmisión cargas. de información de un equipo de datos (DTE) hacia un modem o, hacia el medio de transmisión por el cual va a comunicarse con otro equipo de datos (DTE)

PRINCIPALES INTERFASES DE COMUNICACIÓN SERIAL

 RS - 232 

RS - 232C



RS - 422A



RS - 485



Lazo de Corriente

INTERFASE RS 232C (1) Es una de las interfases muy común en la actualidad sobre todo en aplicaciones informáticas. La RS-232C es una interfase de tensión _12V definida para las transmisiones seriales. El conector utilizado consta de 9 ó 25 pines. Existe dos hilos para la comunicación de datos, (pin 2) para la transmisión y (pin 3) para la recepción. El retorno tanto para las señales de datos como para el control se da a través del hilo conectado al pin 7.

INTERFASE RS 232C (2) Características: 

La distancia entre estaciones a transmitir deberá ser menor a 15 mts.



La velocidad de transmisión puede ser menor o igual a 19.200 bits/s.



Usando modem permite la comunicación mediante

línea telefónica.

INTERFASE RS 232C (3) 

Los niveles de tensión para las señales de datos y control se establecen según la figura: V +15V Datos (estado lógico ¨0¨) Control: encendido +3V

0V

transición

-3V Datos (estado lógico ¨1¨) Control: apagado -15V

INTERFASE RS-485 (1) Estas interfases a diferencia de la RS 232C se define como interfases del tipo balanceada y con transmisión diferencial. Una

interfase

balanceada

consiste

en

que

la

transmisión de cada señal se realiza a través de un circuito exclusivo de dos hilos.

INTERFASE RS-485 (2)

Una

transmisión

diferencial

consiste

en

que

la

información está representada por la diferencia de potencial existente entre los dos hilos del circuito comprendido desde la salida del transmisor hasta la

entrada al receptor.

INTERFASE RS-485 (3) Características: 

Con cable de par trenzado se puede transmitir a velocidades de hasta 100 Kbits/s a una distancia de 1000 mts.



Son interfases de tensión con corriente elevada.

- tensión de señal

< 6V.

- estado lógico 1 = diferencia de potencial

< 200mV.

- estado lógico 0 = diferencia de potencial

> 200mV.

CARACTERÍSTICAS DE LAS INTERFASES DE COMUNICACIÓN SERIAL Distancia

RS 485 1000 mts

Lazo de corriente 20 mA

RS 232C 15 mts

Velocidad 250

500

20K

100K

10M Bits/s

MODELO DE REFERENCIA OSI • El modelo ISO es una estructura modular que contiene 7 capas que gobiernan la transmisión de datos entre diferentes sistemas al igual que el de un sistema dentro de una red heterogénea • Cada capa tiene una función particular • La comunicación en un sistema heterogéneo es posible cuando las funciones de cada capa son ejecutadas de acuerdo al modelo

MODELO DE REFERENCIA OSI

• Las capas mas bajas 1…4 gobiernan la comunicación entre proce-sadores. Con su ayuda se establece la cone-xión, a trav₫s de la cual la información en cual-quier formato es canali-zada desde su lugar de origen hasta su destino.

• Las capas mas altas 5…7 gobiernan la comunicación entre las aplicaciones en cada procesador. Su tarea es asegurar que la comu-nicación entre la com-putadora que transmite y la que recibe funcione correctamente.

MODELO DE REFERENCIA OSI

Capa

Designación

Función

7

Aplicación

Funciones de usuario .Oferta de servicios de comunicación específicos de usuario

6

Presentación

Representación de datos. Conversión del tipo de representación normalizado del sistema de comunicación en un formato adecuado al equipo

5

Sesión

Sincronización. Establecimiento, disolución y vigilancia de una sesión. Coordinación de la sesión

MODELO DE REFERENCIA OSI

Capa

Designación

Función

4

Transporte

Establecimiento/disolución de enlace. Repetición de paquetes, clasificación de paquetes, formación de paquetes .Transmisión asegurada de paquetes

3

Red

Direccionamiento de otras redes (encaminamiento o routing, control de flujo.

2

Enlace de datos

Método de acceso. Limitación de los bloques de datos, transmisión asegurada, detección y eliminación de errores.

1

Física

Características físicas, soporte de transmisión, velocidad, definición de los parámetros el₫ctricos, mecánicos y funcionales de la línea/bus.

Arquitectura de Redes

NIVELES DE INTEGRACIÓN

El control de un proceso extenso y complejo se divide en varios niveles de automatización. La arquitectura del sistema está orientada a las prestaciones de los diferentes equipos, y facilita el manejo del conjunto gracias a una asignación puntual y claramente delimitada de tareas, así como a interfases definidas para el intercambio de datos.

¿QUÉ ES UN BUS DE CAMPO?

FIELDBUS ó Bus de campo, se refiere a tecnologías de comunicación y protocolos usados en automatización y control de procesos industriales

BUS DE CAMPO PROPIETARIO

Son aquellos sistemas que se caracterizan por su restricción de componentes a los productos de un sólo fabricante, por lo tanto, no existe compatibilidad con productos de otros fabricante.

BUS DE CAMPO ABIERTO

Son sistemas que facilitan la comunicación entre dispositivos de diferentes fabricantes sin necesidad de adaptaciones adicionales.

…Pero por qué usar un Bus de Campo?

 Reduce la complejidad del sistema de control en términos de hardware.  La necesidad de diseñar complicados esquemas de control y de cableado se simplifica significativamente.  Las modificaciones futuras, actualizaciones ó ampliaciones son fácilmente implementadas.  Los procedimientos de diagnóstico y corrección de fallas del sistema fieldbus permiten reducir tiempos de parada.

…Y qué opciones de Buses de Campo existen? Ya obsoletos Modbus Hart Data Highway Data Highway Plus

Actuales – Profibus DP – Modbus Plus – FIPIO – SINEC – Omron Symac – AS-i – DeviceNet – Profibus FMS

EJEMPLOS DE BUSES DE CAMPO

P-Net

Profibus DP

Interbus S

SwiftNet

ControlNet IEC TS WorldFIP Foundation Fieldbus

HSE

Norma internacional para buses de campo

IEC 61158 TS

WorldFIP Foundation Fieldbus HSE SwiftNet PROFIBUS-DP Interbus-S ControlNet

P-Net

SISTEMA DE CONTROL DESCENTRALIZADO

Se denomina así a la conexión directa en módulos I/O, de las señales de Entradas y Salidas cerca del proceso ó máquina a controlar.

SISTEMA DE CONTROL DISTRIBUIDO

Se denomina control distribuido a la asignación de tareas a varios controladores (ej. PLC) más pequeños instalados en ubicaciones estratégicas en la planta.

NIVEL ACTUADOR-SENSOR

Integra los equipos situados a pie del proceso. Los aparatos de este nivel consultan a los finales de carrera y emisores de señal del proceso y controlan, siguiendo el programa establecido, los actuadores y señalizadores

NIVEL ACTUADOR-SENSOR Características  Uso de interfases RS-485, RS-422, RS-232 y TTY.  Procesamiento seguro y tiempos muy cortos para la información, alto tráfico en el bus y mensajes cortos.  La transparencia en el bus para comunicar equipos de diversos fabricantes se asegura adoptando normas estándar de comunicación.  Esta nueva serie de “sensores inteligentes” tenía inicialmente un costo elevado comparado con equipos analógicos. Hoy en día, la diferencia de precios no es muy significativa.

NIVEL DE CAMPO

Contiene PLC que gestionan las áreas del proceso interrelacionadas tecnológicamente (por ejemplo líneas de montaje, líneas de transporte, máquinas complejas)

NIVEL DE CAMPO Características  Existe uno ó más controladores llamados Master.  El Master regula el intercambio de información del bus de campo y contiene el programa de control de la planta.  El Master puede ser un PLC o un computador industrial.  El Master debe contar con interfases de comunicación que permita la comunicación con otros equipos o redes industriales de otros fabricantes.  Se recomienda tener capacidad “redundante” para los procesos críticos

NIVEL DE CÉLULA

En este nivel de automatización se visualizan todas las operaciones del proceso y se puede intervenir manualmente en el mismo

NIVEL DE CÉLULA Características  Se basa en el uso del computador con un software tipo SCADA .  Se representa en forma gráfica y dinámica el comportamiento de la planta.  La estación de operador se conecta al controlador.  SCADA es un software de arquitectura abierta.  Ahorro de costos de instalación de equipos periféricos.  Permite la comunicación al nivel superior, ejemplo redes de administración tipo Ethernet, Novell, etc.

NIVEL ADMINISTRATIVO

En este nivel, las computadoras se encargan de funciones administrativas y comerciales para todo el proceso

NIVEL ADMINISTRATIVO Características  Entregan datos primarios (por ejemplo cantidad y tipo de productos a fabricar) a los equipos en los niveles inferiores.  El intercambio de datos entre los diferentes PLC y equipos de los niveles más bajos de automatización pueden hacerse a través de la red local en Bus (Modbus, Profibus, etc).  Ethernet es recomendable en los niveles superiores donde se intercambian grandes cantidades de datos

DIFERENTES REQUERIMIENTOS PARA DIFERENTES NIVELES

Preguntas de Autocomprobacion





  



1 ¿Cómo define CAMPO? 2 ¿Es correcto decir que un Bus da campo agrupa PLCs y PCs? 3 ¿Qué es un control descentralizado? 4 ¿Qué es un control distribuido? 5 ¿Es correcto afirmar que el nivel de mando y regulación es equivalente a un bus de campo? 6 ¿Qué gobierna el nivel administrativo?

Respuestas a las preguntas de autocomprobacion (1) 

 



1 Es definido como el área de producción o manufactura y allí se ubican máquinas y transmisores, junto con sus sensores y actuadores. 2 Falso, es aquella donde se encuentran los sensores y actuadores. 3 Se denomina así a la conexión directa en módulos I/O, de las señales de Entradas y Salidas cerca del proceso ó máquina a controlar. 4 Se denomina a la asignación de tareas a varios controladores (ej. PLC) más pequeños instalados en ubicaciones estratégicas en la planta.

Respuestas a las preguntas de autocomprobacion (2)  

5 Afirmativo. 6 En este nivel, las computadoras se encargan de funciones administrativas y comerciales para todo el proceso

Nivel de Información

Información 5

0

9

2

4

-

v

d

B O D

c

T

 Enlace

entre la planta y los sistemas de administración de producción (MES)

 Conectividad

 Grandes

a servidores de múltiples vendedores

redes con capacidad para transferir gran cantidad de

archivos  Herramientas

estándares

de diagnóstico y administración de red

Ethernet TCP/IP 

10 MBps para transmisión de datos



Componentes físicos y de software estándar





Soporte para Protocolo TCP/IP (Transmision Control Protocol / Internet Protocol) Soporte protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) TCP/IP da acceso a bases de datos SQL



Distancia máxima prácticamente ilimitada



Tecnología Cliente-Servidor incorporado en los procesadores PLC



Ethernet TCP/IP 

Conectividad con todos los fabricantes de computadoras y software. Los clientes pueden elegir el proveedor que ellos prefieran



Todos los tipos de conexión son soportados: UTP, coaxial, fibra óptica, radio, satélite



Software de administración de red estándar



PLCs, software de programación, Gateways, Coprocesadores, Software de Supervisión

Arquitectura del Control del Proceso ERP, MES, Plant Historian, 3rd Pty Application/System

Active Display Brower

Active Display Operator Stations - NT/95

Remote Access

TCP/IP Network (e.g. Ethernet)

Active Display Server - NT Controllers & ControlNet

Nivel de Automatización

Automatización y Control 5

0

9

2

4

-

v

d

B O D

c

T

• Datos E/S en tiempo real – Determinística y repetitiva

• Bloqueo controlador-a-controlador – Determinística y repetitiva

• Mensajes controlador-a-controlador • Carga/Descarga de programas

• Soporte para Software de Supervisión y diagnósticos

ControlNet • ControlNet provee características que no están disponibles en ningún otra red en mercado. • Red de control y E/S de alta velocidad (5 Mbps) – Rendimiento mejorado en manejo de E/S – Comunicación punto-a-punto mejorada • Capacidades de red avanzadas – Determinística - sabe cuando los datos serán transmitidos – Repetitiva - tiempo de transmisión constantes, aún si los dispositivos entran y salen de la red – Modelo Productor/Consumidor • Opciones de instalación flexibles – Ubicación de dispositivos en cualquier lugar de la troncal – Redundancia en medio físico (opcional) – Soporte de hasta 99 dispositivos – 1 Km. (30 Km. con repetidores)

ControlNet - Topología Cable Troncal

Separación No Min

Terminación Requerida

75 W

75 W Cable 1m

Tap

Nodo

Nodo

Nodo

Nodo

Nodo

• Cable coaxial RG-6/U • • • •

Cable estándar usado para TV por cable . Barato Inmunidad al ruido Disponible en varios tipos de diferentes marcas

• Conectores tipo BNC estándar • Los Taps conectan los dispositivos a la troncal de manera sencilla

ControlNet International •

Tecnología desarrollada por Rockwell Automation Octubre de 1995

•

Tecnología disponible a terceros desde Diciembre de 1996

•

Administración de la especificación transferida a la ControlNet International desde Julio de 1997

•

Miembros • Rockwell Automation • Belden Wire & Cable • Cuttler-Hammer • Honeywell • Omron • Toshiba

Nivel de Dispositivos

5

0

9

2

4

-

v

d

Dispositivos

B O D

c

T

509 -BOD 509 -BOD 24vdc 24vdc

T

 

   

Reducción de cableado Tamaño reducido de los dispositivos Costo por nodo reducido Configuración y diagnóstico de la red Soporte Controlador/Sistema Soporte a múltiples vendedores

DeviceNet        

Red de planta de fácil de usar Basado en Productor / Consumidor Optimizada para recolectar datos y hacer diagnóstico de elementos primarios de control Reducción de costos de cableado Reducción de tiempos de puesta en marcha y de mantenimiento Facilita el diagnóstico y la detección de fallas de los dispositivos Basado en CAN - integrados estándar Mas de 200 compañías desarrollan productos

DeviceNet    

   

 

Soporta hasta 64 nodos Los nodos se pueden remover de la red sin afectarla Protección contra errores de cableado Velocidades seleccionables: 125,250,500 Kbps Distancias máximas de 500, 250 y 100 m Topología de bus (Troncal/Cable de conexión) No se requiere separación mínima entre nodos Bus de energía dentro del cable de red Alta capacidad de corriente (el cable grueso soporta hasta 8 A) Scanners, software, sensores, variadores, relés electrónicos, cables, interfaces

DeviceNet - Topología Longitud de Troncal

Tap

Terminación Troncal Nodo

Nodo

Nodo

max 6m Nodo

Nodo Nodo

Nodo

Nodo

Conexión con ramas

Nodo

Directo

Nodo Nodo

Nodo

Conexión corta

DeviceNet Configuración Tee Tap

Trunk line Drop lines - molded connectors - 0 to 20 ft Smart Motor Protector

Smart Motor Microdrive Controller

ALLEN-BRADLEY

SMC PLUS

1336+

SMP3

DevicePort™

64 Nodes max per drop

Open DeviceNet Vendor Association • • • • • • •

Rockwell Automation

Atlas Copco Cuttler-Hammer Danfoss Fisher-Rosemount Festo Medar Toledo

• • • • • • •

Mitsubishi

Omron Dodge Reliance Electric Square D Sumitomo Toshiba

• • •

Wago

Yokogawa etc.