Control de Variables Analogicas Con PLC II

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

PROGRAMA:

CAPACITACIÓN CONTINUA Curso Electricista Industrial

FASCÍCULO DE APRENDIZAJE

CONTROL DE VARIABLES ANALÓGICAS CON PLC II

Técnico de Nivel Operativo

AUTORIZACIÓN Y DIFUSIÓN

MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO CURSOS DE CAPACITACIÓN CONTINUA Con la finalidad de facilitar la capacitación y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓN Y DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido a CONTROL DE VARIABLES ANALÓGICAS CON PLC II. Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusión y aplicación oportuna.

DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TÉCNICO DEL SENATI N° de Página……16……

Firma …………………………………….. Nombre: Jorge Saavedra Gamón Fecha: ………04.09.14…….

Registro de derecho de autor:

CONTROL DE VARIABLES ANALOGICAS CON PLC II

INDICE 1. Presentación

2

1. Tarea 3 )

Programación de PLC para el control de un Proceso Industrial

2. Hoja de Trabajo

3 - 12 13

3.- Medio Ambiente )

El orden y la limpieza benefician la salud

4. Bibliografía

CAPACITACION CONTINUA

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CONTROL DE VARIABLES ANALOGICAS CON PLC II

PRESENTACION El presente Manual de Aprendizaje corresponde al curso de Control Variables Analógicas con PLC II del programa de capacitación continúa de la familia Ocupacional de Electrotecnia. E l curso de Control de Variables Analógicas con con PLC II tiene como objetivo programar el PLC para el control de procesos industriales El presente Manual de Aprendizaje esta estructurado por las siguientes tareas:

1. Programació del PLC para el Control de un Proceso Industrial.

También comprende la tecnología relacionada a aspectos de seguridad Medio ambiente y la bibliografía empleada.

Elaborado en la Zonal

:

Lambayeque Cajamarca Norte

Año

:

2004

Instructor

:

Romelio Torres Mayanga

CAPACITACION CONTINUA

2

CONTROL DE VARIABLES ANALOGICAS CON PLC II

TAREA 1 PROGRAMACION DEL PLC PARA EL CONTROL DE UN PROCESO INDUSTRIAL

CAPACITACION CONTINUA

3

MEZCLADOR DE PINTURA

VÁLVULA 1

VÁLVULA 2

MOTOR

Ingrediente A

Ingrediente B

100%

SENSOR ANALÓGICO

50% 0%

MARCHA

PARO

VÁLVULA 3

N°

OPERACIONES

01 02 03

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

01

MATERIALES / INSTRUMENTOS = = = = = = = = = = = =

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

01

PZA. CANT.

DENOMINACIÓN - NORMA / DIMENSIONES Programación del PLC para el control de un proceso industrial

PERU

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

MATERIAL

OBSERVACIONES

HT

REF. HOJA:

TIEMPO: ESCALA:

1/1

2003

4

CONTROL DE VARIABLES ANALOGICAS CON PLC II

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

3. Digitar Programa en PC 4. Transferir Programa al PLC 5. Verificar Funcionamiento

VÁLVULA 1

VÁLVULA 2

MOTOR

Ingrediente A

Ingrediente B

100%

SENSOR ANALÓGICO

50% 0%

MARCHA

PARO

VÁLVULA 3

DESCARGA

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CONTROL DE VARIABLES ANALOGICAS CON PLC II

1. MÓDULOS ESPECIALES 1.1 Generalidades Son aquellos módulos destinados a funciones de trabajo específicos, poseen microprocesadores y software especializado para su funcionamiento. Debido a que existen una diversidad, se los divide en dos tipos fundamentales: ! !

Módulo pre - procesadores de señal y Módulos procesadores de comunicación.

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

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

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

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

PROCESAMIENTO DE COMUNICACIÓN CAPACITACION CONTINUA

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

PLC CON DIFERENTES MÓDULOS DISCRETOS Y ANALÓGICOS

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

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

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

MODULO DE MEMORIA EPROM DE 8 KB

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

Alim. sonda +

1

Conexión del blindaje

3

Entrada + vía 0

5

Entrada + vía 1

7

Conexión del blindaje

9

Entrada + vía 2

11

Entrada + vía 3

13

Conexión del blindaje

15

2

Alim. sonda +

4

Entrada + vía 0

6

Conexión del blindaje

8

Entrada + vía 1

10

Entrada + vía 2

12

Conexión del blindaje

14

Entrada + vía 3

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

Alim. sonda +

Alim. sonda Termosonda 4 hilos

Conexión del blindaje

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4 2 6

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

Conexión del blindaje

1 5 4 2

Bloque term.

Entrada - vía 0

Alim. sonda + Bloque term.

Entrada + vía 0

1 5

Ejemplo 2: Termosonda 2 hilos

6

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

Salida tensión vía 0

1

Conexión blindaje

3

Salida corriente vía 0

5

Conexión blindaje

7

Salida tensión vía1

9

Conexión blindaje

11

Salida corriente vía 1

13

Conexión blindaje

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2

Común vías

4

Conexión blindaje

6

Común vías

8

Conexión blindaje

10

Común vías

12

Conexión blindaje

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Común vías

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HOJA DE TRABAJO

1. En el proceso indicado poner un calefactor y hacer un programa de control de temperatura para el proceso.

VÁLVULA 1

MOTOR

VÁLVULA 2

Ingrediente A

Ingrediente B

100%

SENSOR ANALÓGICO

50% 0%

MARCHA

PARO

VÁLVULA 3

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EL ORDEN Y LA LIMPIEZA BENEFICIAN LA SALUD La Relación existente entre el orden, la limpieza y algunas enfermedades es muy estrecha. El trabajar en medio del desorden y falta de limpieza aumenta las posibilidades de que se pierdan piezas, herramientas, etc; indispensables, lo cual aumenta los disgustos y las frustraciones y ponen un exceso de presión sobre el corazón y el sistema nervioso. La falta de orden y limpieza presenta también otros peligros para la salud: la amenaza de una lesión corporal. Un simple golpe en la barbilla contra la pared (consecuencia de un resbalón sufrido en charco de aceite ) acelera, a veces con violencia, los latidos del corazón, pudiendo ocasionar un ataque. La responsabilidad por el orden y la limpieza es de todos los trabajadores, no sólo del personal de limpieza. Siempre se debe insistir sobre la necesidad de que todos los trabajadores mantengan su lugar de trabajo limpio, recogiendo la basura y disponiendo de ella en el recipiente adecuado. No es una costumbre plausible dejar la basura amontonada en un rincón o disponer de ella en el lugar inapropiado. El orden y la limpieza es probablemente la fase más importante de la prevención de accidentes. Las empresas donde reina el desorden, generalmente tienen un record de accidentes muy alto; los trabajadores tienen muchas más posibilidades de resbalarse o caerse en suelos grasientos o desordenados que en suelos limpios. Los trabajadores pueden resbalarse y caerse a causa de objetos tirados en el suelo, en escaleras y plataformas. También pueden ser golpeados con objetos que caen desde estantes o armarios. Pueden golpearse o estrellarse contra objetos grandes que se dejan fuera de su lugar apropiado. Pueden lesionarse debido a materiales que se han dejado apoyados contra la pared o encima de otros materiales. Pueden pisar en madera que tienen clavos de punta. Pueden perder el paso y caerse debido a maderas que se dejan tiradas en el suelo. La lista sería interminable. Se tiene que trabajar continuamente para evitar tener un lugar de trabajo limpio o una máquina sucia y desordenada. El mantener su lugar de trabajo limpio es una parte del trabajo de cada día. Si cada uno de nosotros realiza el trabajo que nos corresponde, toda la empresa reflejará el orden y la limpieza. MANTENGAMOS EL ORDEN Y LIMPIEZA

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BIBLIOGRAFÍA

Automatización Tópico de instrumentación y control

Ing. Raymundo Carranza Noriega

Ingeniería de la Automatización Industrial

Ramón Piedrafita Moreno Editorial Alfacomega Ra-Ma

Controladores Lógicos Programables

Elmer Ramirez Q. Editorial Concytec - Ofopcyte

Manual de usuario de PL7Micro

Telemecanique

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PROPIEDAD INTELECTUAL DEL SENATI PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN Y VENTA SIN LA AUTORIZACIÓN CORRESPONDIENTE

CÓDIGO DE MATERIAL 0338

EDICIÓN SETIEMBRE 2004