CAP. 1 Curso PLC Omron

CURSO PROGRAMACION PLC CS1

CAPITULO 1 INTRODUCCION AL CONTROL CON PLC’s

CAPITULO 1 INTRODUCCION AL CONTROL CON PLC’s

Definición

PLC: Pro Progr gra amma mm able bl e Logi Lo gic c Con Contr trol oller  ler 

Es un equipo electrónico programable en lenguaje no informático diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial procesos industriales

EVOLUCION HISTORICA • 1968: Procesador cableado sustituye a relés. • Década de los setenta – – – – – – – –

Incorporación de elementos hombre-máquina. Manipulaciones de datos Operaciones aritméticas Comunicaciones (ordenador) Incremento de memoria E/S remotas Instrucciones más potentes Desarrollo de comunicaciones con dispositivos

• Década de los ochenta: Avance de la tecnología µP – Alta velocidad de respuesta, más lenguajes – Reducción de dimensiones – Módulos inteligentes, autodiagnóstico

• Década de los noventa: – – – –

Buses de campo abiertos Utilización de tecnología de ordenador: PCMCIA /ETHERNET Conceptos OMRON Smart Factory Plug & Play / Down sizing / Easy to use

AUTOMATIZACION PLC’s diseñados para cualquier aplicación de tipo industrial o no industrial. • • • • • • • • •

Control de planta Control de línea Telemando Tratamiento de aguas Domótica Gestión de energía Naútica Proyectos públicos Medio ambiente

AUTOMATIZACION PLC’s diseñados para cubrir las necesidades de control de cualquier tipo de máquina.

Plástico Packing

Paletizador 

Herramienta

Montaje

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES CS1

CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES F U N C I O N  A L I D  A D

CJ1M

ZEN 30

CJ1

CPM2A / 2C SRM1 CPM1A 100

120

256

640

2560

5120

E/S

Funcionamiento Básico de un PLC  Todos los PLC’s del mercado se basan en el principio de lectura cíclica de programa. A diferencia de los ordenadores, donde un programa está orientado a objetos y no tiene por que ejecutarse completamente, los PLC si que efectúan el recorrido completo del programa almacenado salvo, se encuentren instrucciones de interrupción o salto que modifiquen este comportamiento inicial.

OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION • INCORPORACION DE UN ELEMENTO (Pej PLC) PARA QUE CONTROLE EL FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACION,DE LA MAQUINA O DEL SISTEMA EN GENERAL • EN DEFINITIVA SE TRATA DE UN LAZO CERRADO ENTRE EL DISPOSITIVO QUE CONTROLA (PLC) Y LA INSTALACION EN GENERAL

OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION • EL ELEMENTO DE CONTROL (PLC) REACCIONA EN BASE A LA INFORMACION RECIBIDA POR LOS CAPTADORES (SENSORES) Y EL PROGRAMA LÓGICO INTERNO, ACTUANDO SOBRE LOS ACCIONADORES DE LA INSTALACION. INSTALACIÓN

CAPTADORES

ACCIONADORES

PLC

OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION • LOS PRINCIPALES FACTORES QUE FAVORECEN LA APARICION Y EVOLUCION DE LOS PROCESOS AUTOMATICOS SON BASICAMENTE : – ECONÓMICOS – CALIDAD – SEGURIDAD LABORAL • POR LO TANTO, LAS FUNCIONES BÁSICAS DE LA AUTOMATIZACION DE UNA MÁQUINA O DE UNA INSTALACIÓN SON: – AUMENTAR LA PRODUCCION – DISMINUIR COSTES – MEJ ORAR LA CALIDAD DEL PRODUCTO ACABADO – EVITAR TAREAS PELIGROSAS AL SER HUMANO – INFORMACION EN TIEMPO REAL DEL PROCESO

PROGAMACION LÓGICA

NEMÓNICO

CONTACTOS

LÓGICA

DIN

SERIE

PARALELO

NEGADO

 AND

OR

NOT

SISTEMAS DE NUMERACION • LAS VARIABLES, EN GENERAL, PUEDEN EXPRESARSE O REPRESENTARSE SEGÚN DISTINTOS SISTEMAS DE NUMERACIÓN • EL SISTEMA HABITUAL QUE SE EMPLEA DE FORMA COTIDIANA ES EL SISTEMA DIGITAL, QUE UTILIZA LOS SÍMBOLOS DEL 0 AL 9. • HAY OTROS SISTEMAS DE NUMERACION QUE, AL TRABAJ AR CON MÁQUINAS Y CON COMUNICACIONES, NOS APARECERÁN CONSTANTEMENTE – BINARIO – BCD (BINARIO CODIFICADO DECIMAL) – HEXADECIMAL – COMA FLOTANTE – GRAY – ASCII

CODIGO BINARIO • CODIGO BINARIO – UTILIZA LOS SIMBOLOS (1 y 0) PARA REPRESENTAR CUALQUIER VALOR – LA FORMULA DE CONVERSION DE UN NUMERO DECIMAL A UN NUMERO BINARIO ES LA SIGUIENTE : – DONDE Zi ES UNO DE LOS 2 SIMBOLOS (0 ó 1) N

N-1

Nº DECIMAL =ZN x 2 +ZN-1 x 2 +....... +Z 0 x 2 0

CODIGO BINARIO • CODIGO BINARIO – EJEMPLO: LA REPRESENTACION DEL Nº12 EN BINARIO SERÁ : 1 x 2 3 + 1 x 2 2 + 0 x 2 1 + 0 x 2 0 = 12

1

1

0

0

= 12

– EJEMPLO : REPRESENTAR EN BINARIO LOS Nº DECIMALES 16 Y 45. 5

2 16 45

 

1

4

3

2

1

2 2 2 2 2 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1

0

CODIGO BCD • CODIGO BCD – CODIGO MEDIANTE EL CUAL CADA NUMERO DEL SISTEMA DECIMAL (0..9) SE REPRESENTA EN BINARIO (0,1). – LA CONVERSION DIRECTA ES LA SIGUIENTE : DECIMAL

BINARIO

0

0000

1

0001

2

0010

3

0011

4

0100

5

0101

6

0110

7

0111

8

1000

9

1001

CODIGO HEXADECIMAL

– Código mediante el cual cada número del sistema decimal se representa en base 16. – La conversión directa es la siguiente: • • • • •

DECIMAL 8 10 57 300

BINARIO 1000 1010 0000 0000 0011 1001 0000 0001 0001 1100

HEXADECIMAL 0001 000A 0039 011C

CARACTERISTICAS PLC’s OMRON

• • • • • • •

Recursos Configurables Comunicaciones compatibles Software de gestión común Mapeado de memoria Periféricos comunes Instrucciones compatibles Marcado CE y fabricación europea

ESTRUCTURA DE UN AUTOMATA ALIMENTACIÓN

SEÑALES DE SENSORES

MEMORIA PROCESADOR

SEÑALES A ACTUADORES

CPU

PERIFÉRICOS

 Unidad central de procesos 

Memoria de programación (RAM,EPROM,EEPROM)



Sistema de control de E/S y perifericos



Dispositivo de entradas / salidas.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDA

EL PLC RECIBE SEÑALES DE ENTRADA TALES COMO, ENCODERS, FOTOCELULAS, PULSADORES, TECLADOS, …. 

EL PLC ACTIVA MEDIANTE SUS SALIDAS, VÁLVULAS, SOLENOIDES, CONTACTORES, INDICADORES LUMINOSOS, ... 

ESTADOS DE FUNCIONAMIENTO • PROGRAM. El PLC está en reposo, y puede recibir ó enviar el programa a un periférico (consola, PC, …)

• MONITOR o RUN. El PLC ejecuta el programa que tiene en memoria, permitiendo en modo monitor el cambio de valores en los registros del mismo. MONITOR RUN

PROGRAM

MODO DE FUNCIONAMIENTO MONITOR-RUN

• CICLO DE SCAN – Se llama así al conjunto de tareas que el automata lleva a cabo cuando está controlando un proceso. • • • •

TAREAS COMUNES: (SUPERVISION GENERAL) ACEPTACION DE ENTRADAS Y ACTUACION SOBRE SALIDAS EJ ECUCION DE LAS INSTRUCCIONES SERVICIO A PERIFERICOS

• TIEMPO DE RESPUESTA – Tiempo necesario para llevar a cabo las distintas operaciones de control. En particular, el tiempo de respuesta de un sistema (activación de una señal de salida en relación a una entrada) viene determinado principalmente por: • TIEMPO DE SCAN DE LA CPU • TIEMPO DE ON/OFF DE LOS MODULOS DE E/S

MODO DE FUNCIONAMIENTO MONITOR-RUN

MEMORIA DEL PLC • La memoria del PLC se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un contenido y características distintas :  AREA DE PROGRAMA: • En este área es donde se encuentra almacenado el programa del PLC (que se puede programar en lenguaje Ladder ó nemónico).  AREA DE DATOS: • Este área es usada para almacenar valores o para obtener información sobre el estado del PLC. Está dividida según funciones en IR, SR, AR, HR, LR,DM, TR, T/C (CIO, A, H, W, D, T, C, E para el CJ 1/CS1).

SELECCION DEL AUTOMATA • CRITERIOS : – Número de E/S a controlar  – Capacidad de la memoria de programa – Potencia de las instrucciones – Posibilidad de conexión de periféricos, módulos especiales y comunicaciones.

CLASIFICACION DE AUTOMATAS

• POR TIPO DE FORMATO – COMPACTOS: Suelen integrar en el mismo bloque la alimentación, entradas y salidas y/o la CPU. Se expanden conectándose a otros con parecidas características. – MODULARES: Están compuestos por módulos o tarjetas adosadas a rack con funciones definidas: CPU, fuente de alimentación, módulos de E/S, etc … La expansión se realiza mediante conexión entre racks.

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

Relé programable • Relé Programable dirigido a maniobras sencillas

• • • • • • • •

Hasta 10 puntos en la CPU Hasta 3 Expansiones Total 34 puntos E/S Entradas analógicas simples (2 puntos compartidos) LCD incorporado – Programación, monitorización, y cambio parámetros. Password. Mensajes EEPROM interna Unidad de Batería (opcional) Programable por Soft en Windows 98 y 2000

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Compacto CPM1A • Hasta 40 puntos en la CPU • Hasta 3 expansiones digitales, analógicas y temperatura, con un máx total 100 E/S. • 2 Controles Analógicos Externos • Salidas a Relé y Transistor • Contador de Alta Velocidad de 5Khz • Manejo de hasta 4 interrupciones en la CPU • 0.7 mseg para 1000 Instrucciones Básicas • Terminales Removibles • Flash EEPROM interna para el Programa • Programable por Soft en Windows 98 y 2000

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Compacto CPM2A • Mejora inmediata del CPM1A • Hasta 60 puntos en la CPU • Utiliza las mismas expansiones, y agrega más resolución en las analógicas, con un máx total 120 E/S. • Salidas a Relé y Transistor • Contador de Alta Velocidad de 20 Khz • Manejo de hasta 4 interrupciones en la CPU • 0.35 mseg para 1000 Instrucciones Básicas • Flash EEPROM interna para el Programa y batería para los datos. • 2 puertos de comunicaciones serie, configurables por el usuario, para protocolos abiertos. • Programable por Soft en Windows 98 y 2000

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Compacto CPM2C • Mejora de Espacio y Capacidad • Es un micro PLC ultra-delgado para espacios reducidos • Los modelos de CPU tienen 10, 20 y 32 E/S. • Permite colocar hasta 5 expansiones, llegando a un máx total 192 E/S. • Como en el CPM2A, las salidas a transistor permiten control de pulsos para manejo de motores paso a paso o servodrivers digitales. Módulos de hasta 32 puntos de E/S para Expansión

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Compacto CPM2C 2 Tipos de Interfase

Conector Doble Phoenix (Solo 10 E/S)

La Combinación de RS232C y peripheral permite el uso simultáneo de aplicaciones serie via el cable CPM2C-CN111.

Conector Doble 24 pines

Conexión Directa a Equipos Serie

CPM2C-CN111

Protocolo Abierto

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

Función SYNC

• Máquina de Envasado • Usando la Función de Pulsos de Entrada • (Max. 10kHz)

Cinta  Transportadora

Entrada de Pulsos

Salida de Pulsos

CPM 2A / CPM 2C

3G3MV

CONECTIVIDAD CPM Conexión de periféricos y HMI’s

Host Link 1:N

PC Link 1:N Dispositivo Serie

Comunicación ASCII

APLICACIONES CPM Contaje, Salida Pulsos levas

Inteligencia Distribuida CompoBus/S

CPM1A CPM2A Serve driver U series SYSDRIVE inverter 3G3MVseries stepping motor driver

Sincronismo Pulse input frequency

CLOCK

Packaging or processing machine Pulse output frequency Rotary encoder

PID

Conveyer

Conveyer

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Distribuido SRM1 • Las 256 E/S Distribuídas maximizan el espacio y la eficiencia al separar la CPU de los Módulos de Interfaz. • Tipo de Red de E/S: Compobus/S • Funciona a través de un cable de par trenzado, de muy bajo costo. • Permite hasta 32 nodos, digitales y analógicos. –  Alta Velocidad: 100 metros, Refresco –

en 0.8 ms Larga Distancia: 500 metros, Refresco en 5 ms

FAMILIA SRM SRM1-C02-V2

SRM1-C01-V2

Puerto periféricos

SRM

Puerto RS232C y periféricos

Terminales E/S Una amplia familia de terminales de E/S digitales y analógicas (comunicación Compobus S)

COMPOBUS S • Sistema bus Maestro Esclavo • Método multipunto con ramas • Hasta 32 nodos • Hasta 256 E/S • Velocidad de 0,75 mbits (en modo alta velocidad)

• Bus de hasta 500 m. (en modo larga distancia)

• Medio de transmisi ón (doble par  trenzado o cable plano)

SRM en MARCHA

S Controller

Se logra un diseño eficiente de la máquina repartiendo los grupos de E/S distribuidas

00100 LD ?@00010

Pequeñas máquinas como embase y embalaje

E/S esclavas

Las E/S se distribuyen por toda la máquina ahorrando espacio

CONECTIVIDAD SRM MMI

Host link li nk,, ASCII ASCII

NT Link Lin k Host Link 1:N

APLICACIONES SRM

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLCs Modulares CJ1 y CS1

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Modular CJ1 • • • • • • •

Hasta 2560 E/S, con 4 Racks de Expansión 40 Módulos Especiales 16 Módulos de Comunicaciones Velocidad: 0.02 useg para 1000 instrucciones. 60 K Pasos Programa 400 Instrucciones de Programación

128 Kwords Datos

Como es posible el CJ1?

• Avances en el diseño de los circuitos impresos (PCB) – Disposición más eficiente. • Nueva Tecnolgía de Componentes – Menores requerimientos de Energía. • Tecnología de PCB de Montaje Superficial – Mejor Disipación de Calor. • Nuevos Procesadores – Más Rápidos y más eficientes.

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

• • • •

Tarjetas de Memoria Compact Flash de 15MB a 64MB. Diseñadas para ambiente industrial. Guarde programas del PLC y transfieralos de/a la memoria del PLC. Genere datos historicos en la tarjeta para acceso manual a traves de redes. • Use FTP para guardar archivos que no son del PLC en la tarjeta flash.

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Modular CJ1M •  Alta funcionalidad en un PLC mediano • Este PLC modular permite la capacidad de procesamiento de la línea CJ 1, pero orientado hacia aplicaciones con menor cantidad de E/S requeridas. • El conjunto de instrucciones y la capacidad de comunicaciones son los mismos que en el CJ 1.

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Modular CJ1M-CPU11/12/13 • Es el modelo de CPU inicial de la línea. • Soportan 160, 320 y 640 E/S locales respectivamente • 5, 10 y 20 Ksteps de Memoria de Programa • 32 Kwords de Memoria de Datos • Puertos RS-232C y Periferico integrados • Tarjetas de Memoria Compact Flash

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLC Modular CJ1M-CPU21/22/23 • Soportan 160, 320 y 640 E/S locales respectivamente • 5, 10 y 20 Ksteps de Memoria de Programa • 32 Kwords de Memoria de Datos • Puertos RS-232C y Periferico integrados • Tarjetas de Memoria Compact Flash • 16 E/S integradas – 10 in, 6 out – De proposito general o configurables – Manejo de Interrupciones. • Contador de alta velocidad integrado – Hasta 100 kHz • Salidas de Pulsos de Alta Velocidad integrados – Hasta 100 kHz

Comunicaciones CJ1M Profibú s (Maestro/Esclavo) Ethernet NT Link, Host Li nk,Modem..

DeviceNet (Maestro/Esclavo) CompoBus/S (Maestro)

Controller Link

PLC-Link Protocol Macro, Modbus (Maestro)

Aplicaciones CJ1M Papel Cerámica

Telecontrol

CJ1M es el autómata programable más adaptable a cualquier tipo de máquina o aplicación media.

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

PLCs Modular CS1 • • • • • • • •

Hasta 5120 E/S, con 7 Racks de Expansión 80 Módulos Especiales 16 Módulos de Comunicaciones Velocidad: 0.02 useg para 1000 instrucciones. 250 K Pasos Programa 400 Instrucciones de Programación

448 Kwords Datos Utilizan 2 procesadores tipo RISC, uno para el programa y otro para el manejo de E/S y comunicaciones

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

Opciones de Redes en OMRON  Amplio soporte de redes Propias y Abiertas, desde dispositivos hasta Administración

ETHERNET PROFIBUSDP DEVICENET

CONTROLLER L INK SERIE COMPOBUS/S

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

Opciones de Redes en OMRON Herramienta de Programación

SCADA

Protocol Macro:

Equipo de Terceros MENSAJES

Ethernet CLK  Placa PCI

Memoria Flash

Ethernet

Host Link

Controller Link DeviceNet o CompoBus/S

Pantalla Sensible al Tacto Omron Software de Programación y Diagnóstico

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

Redes de Campo

DeviceNet es una RED ABIERTA. Permite la conexión de Dispo siti vos de Bajo Nivel al Controlador si n

RED de SENSORES y ACTUADORES, de OMRON, que permi te interfaces de E/S de  Alta Velocidad.

tener que pasar por Modulo s de E/S.

• Hasta 32 nodos

• Hasta 64 Nodos x SCANNER • Máximo: 500 Kbps • Máxim o: 500 m de Longi tud

• 100 metros, refresco en 0.8 mseg • 500 metros refresco en 5 mseg

CONTROLADORES L OGICOS PROGRAMABLES

HOSTLINK y Redes Abiertas Omr on ofrece una gama de posibilidades para sus comunicaciones ser ie en las líneas de PLC:

Ej. PLC modelo CS1 • • • • •

HOSTLINK 1:N NT LINK 1:1 NT LINK 1:N 1:1 LINK Protocolo Abierto

– Usando TXD y RXD o Protocol Macro

Software

Themo

Requisitos mínimos de PC para instalar el CX-ONE:

• Windows 98SE, Windows NT (Service Pack 6a), Windows 2000 (Service Pack 3 o mayor), Windows XP • Procesador Pentium III 1GHz o superior • Memoria 256MB o superior • Disco duro mínimo 1,6Gb disponibles • CD-Room • Mínimo 01 puerto RS232

SOFTWARE

SOFTWARE

CX-Programmer  • Entorno de desarrollo y programación de Omron completo y unificado para Controladores Programables y Redes de Comunicación Omron • Estructura de Manejo de Proyectos para trabajar en forma eficiente con múltiples tareas y programas • Seguimiento de datos avanzado y monitoreo en diagrama de tiempos • Importación y conversión de programas desde herramientas de programación previas • Conversión de programas a plataformas de hardware actuales • Importación de rótulos (tags) de otros proyectos, EXCEL.

ANALISIS DE LA INSTALACION CONEXIONADO E/S ALIMENTACION

Si el cableado de E/S y los cables de potencia han de tenderse por la misma canaleta (por ejemplo estan conectados al mismo equipo), deben ser   protegidos poniendo placas metálicas. 

ANALISIS DE LA INSTALACION • MONTAJ E – Para evitar ruido, se deberían utlizar cables dobles trenzados AWG 14 (mínimo 2mm^2). – Evitar el montaje del PLC junto a equipos de alta potencia. – Verificar que el punto de instalación está al menos a 200 mm de los cables de alta potencia.

– A ser posible, utilizar conductos eléctricos para contener y proteger el cableado del autómata lo suficientemente largos como para contener los cables de E/S y mantenerlos separados de otros cables.