Programación Básica RSLogix 5000 - Participante

Programación Básica de PLC RSLogix 5000

Objetivo general Al finalizar el curso el participante identificará los conceptos e instrucciones básicas de programación de PLC utilizando la plataforma RSLogix 5000 para su aplicación en la automatización y control de equipos industriales.

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Índice

Introducción 1.- El PLC • 1.1.- Descripción, funciones y partes de un PLC Logix 5000 • 1.2.- Módulos de entradas, salidas y comunicación. • 1.3.- Estableciendo comunicación PC - PLC 2.- RSLogix 5000 • 2.1.- Interfaz de usuario • 2.2.- Organizador de controlador • 2.2.1.- Tareas, programas y rutinas • 2.2.2.- Configuración de I/O • 2.3.- Ir en línea • 2.3.1.- Estados del PLC • 2.3.2.- Upload & Download 3.- Tipos y estructura de datos básicos • 3.1.• 3.2.• 3.3.• 3.4.-

El TAG El bit o BOOLEAN Enteros, dobles enteros y reales Arreglos

4.- Instrucciones básicas en RSLogix 5000 • 4.1.• 4.2.• 4.3.• 4.4.-

Continuidad lógica y escaneo Instrucciones de base BOOL Temporizadores Contadores

5.- Instrucciones comparativas y aritméticas • 5.1.- Comparaciones y límite • 5.2.- Aritmética

6.- Estratégia de monitoreo y navegación

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• 6.2.- Trend Conclusiones del manual

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Introducción Hoy en día la tendencia de la industria a nivel mundial es incrementar producción de calidad mientras se disminuye tiempo y costos. Para lograr esto es necesario apoyarse con las nuevas tecnología de automatización con el fin simplificar el control de equipos y mejorar el desempeño de los mismos. Considerando lo anterior, las diferentes líneas de ensamble y formado de Metalsa han estado migrando o naciendo con la tecnología Control Logix, una familia de PLC que permite automatizar procesos completos con reducción de costos en infraestructura de control y puntos de falla. Esto se logra mediante la centralización del control en un solo equipo, el cual toma decisiones en base a las señales de entrada al sistema y a la programación establecida. Con el fin de responder de forma rápida y eficaz a las necesidades de automatización de Metalsa, se ha diseñado este curso y manual del participante para todo el personal de mantenimiento. Estamos convencidos que la capacitación es la mejor vía para el desarrollo integral de todo el personal y es por esto que te invitamos a que saques el mayor provecho de este material. Esperamos que estos conocimientos los puedas llevar a la práctica y te sirvan para lograr los objetivos personales y comunes dentro de Metalsa.

Disfruta el viaje.

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1.- El PLC

Objetivo particular • Al finalizar el tema el participante describirá los conceptos básicos del PLC Control Logix 5000 mediante la identificación de componentes y software dedicado a fin de establecer comunicación con el sistema.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Introducción El PLC o Controlador Lógico Programable (por sus siglas en inglés) es una computadora industrial dedicada a la automatización de equipos y herramentales. Esta tecnología viene a sustituir al control por relevación, disminuyendo significativamente los costos de instalación de componentes y cableado, así como reducción de puntos de falla y tiempos de corrección. Podemos considerar al PLC como una caja negra que, una vez bien programada, sólo nos debe de preocupar las entradas al mismo, para tener la salida o resultado deseado. Como cualquier computadora, el PLC debe ser alimentado con energía eléctrica y configurado adecuadamente con sus periféricos correspondientes para que su funcionamiento sea el deseado. Un PLC es completamente inútil si no tiene salidas resultado del cómputo de entradas que provengan del entorno. Debemos pensar que el PLC es un cerebro que toma decisiones en base a las señales de entrada y que las salidas correspondientes serán resultado de la programación que hayamos efectuado. Al final del tema, el participante habrá obtenido las bases del funcionamiento de un PLC Control Logix requeridas para establecer comunicación con el equipo.

1.1.- Descripción, funciones y partes de un PLC Logix 5000 Los PLC realizan funciones lógicas en base a señales recibidas por distintos dispositivos como relevadores, switches, sensores, etc. Estas señales son procesadas y el PLC genera señales de salida para llevar a cabo alguna función en específico. El uso del PLC facilita la automatización en procesos industriales. Como se mencionaba anteriormente, una vez bien programado, podemos considerar al PLC como una caja negra donde sólo importa la entrada y la salida, como se muestra en el siguiente diagrama:

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Entradas

PLC CAJA NEGRA

Salidas

Las salidas del PLC pueden ser luces indicadoras, la activación de relevadores o contactores, el cambio de estado de válvulas o la transferencia de datos hacia un robot. Por ejemplo, si queremos encender una luz amarilla cuando un operador presiona el botón de arranque, el sistema se comportaría de la siguiente manera:

Botón presionado

Señal o voltaje de entrada

PLC CAJA NEGRA

Señal o voltaje de Salida

Luz indicadora encendida

Para poder realizar esta simple operación, el PLC debe contar con 4 componentes básicos: A.

Fuente de poder: Es la fuente de alimentación de todo el rack de tarjetas del PLC B. Procesador: Es el cerebro del PLC, quien guarda la configuración y programación. C. Módulos de entradas y salidas [I/O]: Tarjetas electrónicas con las cuales el PLC interactua con el entorno, recibiendo o emitiendo señales eléctricas. D. Módulos de comunicación [Ethernet, Devicenet u otra red industrial]: Tarjetas electrónicas que permiten comunicar al PLC con otros periféricos mediante redes industriales de control.

A D B

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 1.2.- Módulos de entradas, salidas y comunicación

Módulos de Entradas Se llama modulo de entradas a aquella tarjeta en el rack que permite que el PLC lea las variables del proceso, convirtiendo señales eléctricas en datos que se almacenan en la memoria del procesador. Tipos de Módulos de entrada:  Digitales : si la entrada recibe la señal, ésta nos dará un BIT en la memoria del PLC - 110 VAC: Aceptan señales de corriente alterna a 110V para generar un BIT. - 1756 IB16 (PNP): Acepta señales de 24VCD para generar un BIT. - 1756 IV16 (NPN): Acepta señales de 0VDC para generar un BIT.  Análogas: recibe señales que varían en voltaje, por ejemplo, de 0 a 10VDC.

Módulos de Salidas Se llama modulo de salidas a aquella tarjeta electrónica que permite que el PLC transmita datos a través de señales eléctricas hacia el proceso. Es decir que el modulo genera una señal que será utilizada por algún otro dispositivo, por ejemplo la bobina de un relevador. Tipos de Módulos de salida:  Digitales: generan una señal de voltaje que recibirá el dispositivo. - Relevador 1756 OW16: funciona como un relevador ordinario, en el cual se alimenta un lado del contacto con el voltaje deseado y el otro lado del contacto al dispositivo. El PLC controla cuándo se abren y se cierran estos contactos. - Transistor: Este tipo de modulo se alimenta con 24VDC en su contacto de alimentación, y luego tenemos una serie de contactos de salidas, los cuales nos generarán una señal de 24VDC cuando sean activados por el PLC. - Triac: Funcionan igual que los de transistor pero estos manejan un voltaje de 110VAC.  Análogas: genera una señal análoga variable que será recibida por el dispositivo. A continuación se muestra un ejemplo de conexión de módulos de I/O. Considere que las entradas al módulo 1756IB16 pudiera ser un sensor inductivo o un botón de arranque, mientras que en la tarjeta 1756OW16 pudiera estar cableado un relevador o el contactor de un motor.

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Módulos de Comunicación Modulo Ethernet/IP.Nos sirve para comunicar dispositivos ethernet con el PLC, cada dispositivo puede generar señales que serán leídas por el modulo ethernet del PLC para luego ser procesadas tal y como lo hace un módulo de entradas y salidas. La distancia máxima permitida para un cableado de comunicación ethernet es de 100mts. Los dispositivos ethernet que más utilizados son: Controladores de Robots Módulos de entradas y salidas remotas Point I/O Pantallas HMI Switches Ethernet PC de escritorio Módulo DeviceNet.-

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Este módulo comunica dispositivos de red industrial DeviceNet con el PLC, al igual que en el módulo Ethernet los dispositivos generan y reciben señales del PLC. Algunos -

dispositivos DeviceNet son: Nodos de sensores Turk Blocks de válvulas SMC Variadores de PowerFlex

Tar jet a eth ern et

Tarje ta de Entr ada

Scann ers de Red Device Net

PLC

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 1.3.- Estableciendo comunicación con el PLC El módulo ethernet nos permite comunicar nuestra PC con el PLC mediante 2 software del fabricante Rockwell Software/Allen Bradley: RSLinx y RSLogix 5000. Por lo tanto, para comunicarnos con el PLC necesitamos lo siguiente: 1) Una computadora con RSLinx y RSLogix instalado, con tarjeta de red ethernet con su respectivo cable. 2) Tener acceso a la red ethernet del PLC 3) Tener el archivo más reciente del programa a monitorear en el PLC. Una vez cumpliendo con los requisitos anteriores, procedemos a comunicar nuestra PC con el PLC mediante RSLinx. El RSLinx es un servidor de comunicaciones que provee conectividad con los dispositivos de piso a una gran variedad de software como RSLogix5, RSLogix5000, RsView, RsNetworx, etc., así como a terceros.

Estableceremos conexión con el PLC siguiendo estos pasos: Paso 1.- Asegurarnos de tener lo necesario para poder conectarnos al PLC, computadora, software, cable. Paso 2.- Conectamos nuestro cable ethernet de la computadora a la red de nuestro PLC (al switch o a un puerto asignado en el gabinete, (NO DESCONECTAR EL CABLE ETHERNET DEL MODULO EN EL PLC) Paso 3.- Encender la computadora, abrimos el RSLinx.

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Paso 4.- Dar de alta el PLC en el RSLinx: 1. Hacer click en el ícono configurar modulo. 2. Desplegamos las lista de drivers disponibles y seleccionamos Ethernet Devices 3. Click en add new, tecleamos el nombre del PLC, damos clic en OK. 4. En el espacio donde dice hostname tecleamos la dirección IP del PLC [previamente conocida]. Damos clic en OK y en close. 5. Verificamos que tengamos comunicación observando la lista de dispositivos.

Configurar Modulo

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Reflexión: Mencione los componentes básicos de un PLC y una breve función de cada uno:

.

Conclusión El PLC es un sistema completamente autónomo que no requiere ser supervisado para operar, pero depende de entradas provenientes del proceso para poder computar salidas que controlen equipos y herramentales. Una ventaja importante es la integración de las redes industriales al ambiente de programación del PLC ya que permite la comunicación entre dispositivos y el intercambio de datos. Aprovechando la red industrial Ethernet I/P, somos capaces de establecer comunicación con el PLC desde nuestra computadora usando el software RSLinx y la dirección IP del dispositivo. Una vez establecida la comunicación PC-PLC podemos monitorear las rutinas del programa en tiempo real así como entradas y salidas, procedimiento que veremos más adelante en este curso.

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2.- RSLogix 5000

O b je tivo p a rticu la r • A l fi n aliza r e l te m a e l p articip a n te re co n o ce rá la s fu n cion e s b ásicas d e l softw a re R S Lo g ix 5 0 0 0 e n b a se a la e stru ctura d e la in te rfaz d e u sua rio co n e l fi n n a v e g a r d e fo rm a m á s fl u id a e n tre las d istin ta s h e rra m ie n ta s q u e le p e rm itirán m o n itore a r e l com p o rtam ie n to d e lo s p rog ram as y va ria b le s.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Introducción El software RSLogix 5000 es la interfaz que nos permite observar el contenido lógico de un PLC. Programas, variables y alertas son algunos de los elementos que podemos monitorear para comprender el funcionamiento de una estación. Así mismo el RSLogix es la herramienta con la que programamos la operación de una máquina mediante el control de señales de salida y el procesamiento de entradas. Este tema se enfocará en familiarizar al participante en el ambiente de programación y darle a conocer las distintas herramientas que tiene a su disposición para el monitoreo de fallas.

2.1.- Interfaz de usuario Primero que nada es preciso ejecutar la aplicación RSLogix 5000 haciendo doble click en el ícono del escritorio o buscando el archivo ejecutable en la carpeta de programas de Windows.

Ícono del escritorio

Archivo ejecutable en carpeta de programas

Una vez abierto, el participante se percatará que el RSLogix 5000, al igual que cualquier otro software para el sistema operativo Windows, se muestra visualmente como una ventana con diferentes menús e íconos con funciones específicas.

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Barras de menú: Menú Básico.- Es la barra de menú básica de cualquier aplicación base Windows. Contiene los menús file, edit, view, search, logic, entre otros.

Standard Menú.- Es la barra de menú que combina algunos componentes del menú file y edit. Aquí podemos crear un archivo nuevo, abrir uno existente, así como copiar y pegar componentes.

Online Menú.- Nos muestra el estado del PLC.

Path bar.- Es el menú en el cual seleccionamos la dirección del PLC al que nos vamos a comunicar. Se abre una ventana Who ActiveI del RSLinx.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Language element.- Contiene las instrucciones de programación escalera.

Bookmark Toolbar.- Esta barra de herramienta nos permite poner un indicador o bookmark en cualquier subrutina del PLC que estemos monitoreando. Es una herramienta muy útil cuando se navega entre subrutinas extensas.

2.2.- Organizador de controlador El organizador del controlador es una estructura tipo árbol donde se aloja todos los elementos que conforman la memoria interna del PLC. Toda la configuración de tarjetas en el rack del PLC, los programas, instrucciones, memorias (tags1) los podemos localizar en el organizador del controlador, por lo cual se convertirá en una herramienta imprescindible. Generalmente, al abrir un archivo .ACD , localizaremos el organizador de lado izquierdo de la pantalla. De no ser así, se puede abrir haciendo click en el ícono Toggle Controller Organizer Window en la barra de menú estándar. 2

1 Tags.- Localidades de memoria del PLC. Véase tema 3. 2 .ACD.- Es la extensión del archivo RSLogix 5000 que contiene el programa completo de un PLC.

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2.2.1.- Tareas, programas y rutinas En orden de aparición, el organizador tiene los siguientes elementos: Carpeta Controller: Controller Tags: Contiene los tags de alcance controlador. Se revisa a detalle en el tema 3. Controller Fault Handler: Aloja el programa de emergencia en caso de falla en el PLC. El uso de este programa es opcional. Power-Up Handler: Es el programa de arranque del PLC y sólo se ejecuta una vez al energizarse el equipo. El uso de este programa es opcional.

Carpeta Task: Contiene las instrucciones que el PLC ejecuta para el control de máquinas. Los Programas están contenidos en Tasks o tareas. Cuando un Task está activo, ejecuta cada uno de sus Programas en el orden definido por el usuario: 





Continuous: La tarea se ejecuta continuamente de principio a fin de forma permanente. Es la forma de ejecución estándar y más utilizada. Periodic: La tarea se ejecuta de forma periódica, en un punto específico en el tiempo, configurado por el usuario. Event: La tarea se ejecuta cuando se cumplen un conjunto de condiciones configuradas por el usuario.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Main Task: Es la tarea principal del PLC y es generalmente de ejecución continua. Programa: Véase como una carpeta que contiene un grupo de rutinas. Rutinas: Es el elemento que contiene las instrucciones de programación. La rutina principal se ejecuta por default en el PLC. Pueden existir otras subrutinas, pero estas serán ignoradas por el PLC a menos se programe su ejecución mediante una instrucción.

2.2.2.- Configuración de I/O En esta carpeta se observa la configuración de tarjetas en el rack del PLC, siempre y cuando el equipo ya esté configurado. Podemos ver las tarjetas de entradas y salidas instaladas, así como las de comunicación. La imagen de la derecha muestra un PLC ya configurado, pero cuando se trabaja con un PLC nuevo, sólo está dado de alta el procesador. En este caso el usuario debe de configurar cada tarjeta instalada físicamente en el rack. Para dar de alta módulos nuevos se deben seguir las siguientes instrucciones: 1. Click derecho en la carpeta I/O Configuration y seleccionar la opción New Module.

2. Se abre la ventana Select Module, donde nos permite seleccionar entre distintos tipos de módulos (o tarjetas de rack). Page 2

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3. Se selecciona la tarjeta deseada entra todas las opciones y se presiona OK. Nos aparecerá la ventana Select Major Revision donde debemos indicar la versión del firmware 3 que viene impresa en la etiqueta del módulo que estamos dando de alta.

4. Una vez hecho esto, se abrirá la ventana New Module donde debemos nombrar nuestro nuevo módulo y configurarlo según la necesidad. Se presiona OK.

3 Firmware.- Software del fabricante dentro del módulo de I/O, comunicación o motion.

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5. Por último aparecerá la ventana de propiedades del módulo, donde podemos revisar o modificar algunos parámetros de nuestra nueva tarjeta. Véase cómo aparece en el árbol de I/O Configuration.

2.3.- Ir en línea Programar en RSLogix 5000 se vuelve inútil si no interactuamos con el PLC instalado físicamente en piso. Ir en línea o Go Online es el término utilizado para referirse a establecer comunicación con el PLC y ver en tiempo real la ejecución de las tareas. Cuando RSLogix se va a línea, compara el contenido del archivo .ACD que tenemos abierto en nuestra ventana con el contenido dentro de la memoria del PLC en piso.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 RSLogix modifica nuestro archivo .ACD para que su contenido sea exactamente igual al PLC al que nos comunicamos. En caso de que las diferencias sean mayores, nos pedirá hacer Upload o Download, lo cual veremos más adelante en este tema. Una vez abierto el archivo .ACD, hacemos click en ícono Who Active de la Path Bar para desplegar la ventana Who Active del RSLinx. Seleccionamos la dirección del PLC, previamente dado de alta en RSLinx, y presionamos Go Online.

Inmediatamente RSLogix se comunicará con el PLC de piso y comparará contenido. En caso de haber diferencias se realiza una correlación automática para que el contenido del archivo .ACD sea igual al contenido del controlador. Siempre se le da prioridad al controlador en piso.

Una vez que RSLogix se va a línea los indicadores de la barra Online se habilitan y muestran el estado del PLC.

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2.3.1.- Estados del PLC 





Run mode: Modo de operación del controlador donde la lógica es ejecutada, el I/O es escaneado y los cambios/ediciones son permitidos con limitaciones. Program mode: Modo de operación del controlador donde la lógica no es ejecutada y el I/O no es escaneado. Los cambios / ediciones son permitidas. Remote mode: Modo de operación del controlador donde remotamente se puede ejecutar REM RUN o REM PROGRAM. En este estado podemos usar el RSLogix para controlar los modos del PLC.

Para salir del modo en línea hacemos click en el menú Communications en la barra de menú básico y seleccionamos la opción Go Offline. De esta manera RSLogix 5000 rompe la comunicación en tiempo real con el PLC de piso y pasamos al modo fuera de línea.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 2.3.2.- Upload & Download Upload: “Subir” o cargar a la computadora el programa del PLC. Download: “Bajar” o descargar de la computadora al PLC un programa. Cuando se hacen modificaciones grandes en la configuración del PLC o en las subrutinas dentro del archivo .ACD e intentamos ir en línea, al hacer la comparación con el controlador en piso el RSLogix se percatará que los cambios son mayores y nos pedirá 2 opciones: Upload o Download. Al seleccionar Upload, RSLogix ignora el contenido del archivo .ACD y lo sustituye por completo con el contenido del PLC de piso al que nos estamos conectando. Al seleccionar Download, RSLogix descarga al PLC de piso todo el contenido del archivo .ACD. Esta operación implica un riesgo de seguridad, ya que el PLC se detiene por completo y copia el estado de las variables del archivo .ACD. Por lo tanto se estará deteniendo la operación de todas las estaciones controladas por el PLC descargado y al momento de reanudar estos equipos puede realizar acciones inesperadas.

Reflexión: Mencione las implicaciones que pudiera tener un Download a un PLC desconocido:

.

Conclusión El RSLogix 5000 cuenta con una interfaz sencilla y que no le exige al usuario mucho expertise para poder navegar en él. Como se mencionó anteriormente, el organizador del controlador se volverá una herramienta

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 indispensable para localizar las rutinas que ejecutan la lógica del PLC, así como la distribución y configuración de tarjetas de I/O o comunicación en el rack. Está claro que para poder comunicarnos con el PLC y monitorear su comportamiento o para realizar Upload o Download requerimos previamente haber dado de alta dicho controlador en el RSLinx. Una vez realizado esto y verificar que exista comunicación, hacemos Go Online en RSLogix y estaremos observando en tiempo real la ejecución de la lógica. Teniendo claro los menús básicos para revisar el estado del PLC y su contenido, procederemos a estudiar la estructura de información del PLC Logix.

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3.- Tipos y estructura de datos básicos

Objetivo particular • Al concluir el tema el participante describirá los tipos de datos básicos del ambiente de programación del PLC tomando como referencia las señales de entrada y salida para simplificar el uso de instrucciones lógicas

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Introducción El PLC, como cualquier otra computadora, procesa información digital almacenándola en su memoria. Toda información proveniente del mundo exterior ingresa al PLC a través de los módulos de entrada y comunicación, almacenándose en la memoria física del procesador. Esta información será posteriormente procesada por el programa y se emitirá una salida resultante de una operación lógica. En este tema se revisarán los distintos tipos de dato que maneja la memoria del PLC, así como su estructura.

3.1.- El TAG Por definición, el TAG es una localidad en la memoria del PLC a la cual se le asigna un nombre propio. Es el mecanismo básico de locación de memoria. Mediante el nombre asignado podemos monitorear el estado del TAG. En pocas palabras, el TAG es una variable que creamos para almacenar información desde un número, hasta una cadena de caracteres. Para asignar un nombre al TAG, debemos de respetar las siguientes reglas de nombramiento: • • • • •

Máximo 40 caracteres Debe iniciar con letra o guión bajo (“_”), los siguientes caracteres pueden ser letras, números o guión bajo. No puede contener dos guión bajo continuos No puede terminar en guión bajo Mayúsculas o minúsculas tienen el mismo significado Se manejan 2 tipos de tags: 



Tags de alcance controlador (Controller Scope): Es memoria accesible desde cualquier parte del controlador. Cualquier programa pueda hacer uso de esa localidad de memoria. Un tag de controlador no se puede repetir. Tags de alcance programa (Program Scope): Es memoria accesible sólo desde el programa en el cual fue creado. Un tag de programa puede repetir nombre siempre y cuando sea en programas diferentes, no se puede repetir en el mismo programa.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Los módulos de entrada y salida también tienen asociados tags de controlador que hacen referencia a la localidad de memoria donde se estará alojando la información leída por el módulo. Estos tags se nombran automáticamente una vez que se da de alta el módulo en el programa del PLC y llevan la siguiente sintaxis:

Local:#:

□.Data

Donde: #.- Refiere a la posición del módulo I/O o comunicación en el rack del PLC. □.- Refiere a tipo de señal, ya sea entrada (I) o salida (O).

3.2.- El bit o BOOLEAN Este tipo de dato es la unidad más pequeña de información procesada por cualquier equipo de cómputo. Dicho bit o BOOLEAN sólo tiene 2 valores: 1 o 0, SI o NO. Cuando activamos un relevador, aplicamos 24 VCD o 120 VAC a la bobina del mismo, resultando en la abertura o cerrado de los contactos. Estos 2 estados de abierto o cerrado, activado o desactivado son el comportamiento de un BOOLEAN o BOOL como se conocen en el ambiente de programación RSLogix. La siguiente ventana muestra la propiedades de un TAG llamado contacto, el cual tiene alcance controlador y fue dado de alta en el PLC como BOOL.

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Nótese cómo el programa marca un error cuando se intenta ingresar un valor diferente a 0 o 1 a un TAG tipo BOOL:

3.3.- Enteros, dobles enteros y reales

ENTEROS [INT].El BOOL es la base de todos los demás tipos de dato de un PLC pero no sólo 0 y 1 podremos hacer secuencias de control complejas. Para esto tenemos los valores Enteros, Dobles Enteros y reales. El Entero o INT es un arreglo de 16 bits que puede tener valores desde -32768 hasta 32767. Los 16 BOOL que integran el entero sólo pueden valer 0 o 1, pero en conjunto forman valores superiores a 1 en formato decimal, tal y como se muestra en las siguientes figuras:

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Observe cómo el programa despliega una falla cuando se intenta desbordar la memoria del entero al ingresar un valor superior a 32767. Esto se debe a que los 16 BOOL que conforman el INT ya no tienen espacio suficiente para un valor mayor al mencionado.

DOBLES ENTEROS [DINT].En casos donde el entero no es suficiente podemos hacer uso del Data Type Doble entero o DINT, formado de 32 BOOL. Por lo tanto un tag del tipo DINT puede contener valores desde 2147483647 hasta -2147483648

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Nótese cómo el programa despliega una falla cuando se intenta desbordar la memoria del entero al ingresar un valor superior a 2147483647. Esto se debe a que los 32 BOOL que conforman el DINT ya no tienen espacio suficiente para un valor mayor al mencionado.

Reales [REAL].Para valores con punto decimal usamos el Data Type REAL el cual usualmente se asocia a valores análogos como temperatura, presión, velocidad, etc., donde el valor no siempre es entero. Ocupa un espacio en memoria de 32 bits.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 3.4.- Arreglos Un arreglo es una secuencia indexada de elementos del mismo tipo de dato. En Control Logix, un arreglo comienza desde el elemento cero y puede tener hasta 3 dimensiones. Por ejemple, un INT es un arreglo de 16 elementos BOOL. Podemos hacer arreglos de cualquier tipo de dato como se muestra en la siguiente imagen, donde se observa un arreglo de 5 elementos tipo DINT:

El TAG de nombre arreglo es de una sola dimensión. Las siguientes figuras hacen referencia a arregles de 2 y 3 dimensiones:

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 CRÍTICO: Si se llega hacer referencia a un elemento inexistente dentro de un arreglo, el PLC entrará en falla y dejará de operar por encontrarse con una inconsistencia lógica. Por ejemplo si depositamos un valor en el tag Arreglo[5], el cual no existe según las capturas de pantalla anteriores.

Reflexión: Mencione algunos ejemplos de información que podemos asociar con Tags del tipo BOOL, INT, DINT, REAL:

.

Conclusión El PLC es una computadora y como tal tiene memoria y capacidad de procesamiento limitados. El controlador requiere reservar en su memoria un espacio para la información que se requiere procesar, a este espacio se le llama TAG y tiene un nombre propio asignado por el programador. La cantidad de memoria a reservar por el PLC depende del data type del TAG creado. Se puede reservar memoria posible desde un BOOL, hasta inmensos espacios con arreglos de DINT o REAL. Es preciso tomar en cuenta de las limitaciones en recursos que tienen los equipos y siempre aprovecharlos al máximo para no generar sobrecostos en los proceso ya que de un PLC de 4 megas de memoria a uno de 8 hay miles de dólares de diferencia. Una vez que se reserva la memoria en el PLC para las variables (TAGs) ya podemos procesar la información contenida utilizando instrucciones básicas.

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4.- Instrucciones básicas en RSLogix 5000

Objetivo particular • Al finalizar el tema el participante identificará las instrucciones básicas de programación en RSLogix 5000 en base al tipo de dato utilizado con el fin de crear secuencias simples de control.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Introducción El lenguaje de programación del PLC Logix tiene una estructura o sintaxis definida que el usuario debe de respetar para que las instrucciones se ejecuten correctamente. Existen 2 tipos de errores de programación: Errores de Sintaxis y Errores de Escaneo. El error por sintaxis es aquel en el cual el usuario no programa correctamente una instrucción en específico, resultando en un impedimento por parte del RSLogix para ejecutar la instrucción. En este tema se abarcarán las instrucciones más básicas para comenzar a programar, haciendo énfasis en la sintaxis de las mismas para evitar este tipo de errores. Así mismo se mencionarán algunos errores típicos con el fin de evitarlos durante la programación.

4.1.- Continuidad Lógica y Escaneo La siguiente imagen corresponde a la ventana de navegación de una rutina. Cada renglón o Rung4 es una instrucción la cual tiene una serie de condiciones que se deben de cumplir para poder ejecutar una acción.

Un rung está compuesto por: 4 Rung.- Es un escalón en el diagrama escalera. Una lógica ladder está compuesta por varios rungs.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 A. Número de rung: Numeración secuencial ascendente de 0 a n. B. Cable de rung: Considere el rung como un cable eléctrico. Es donde se colocan las instrucciones de programación. C. Líneas de alimentación izquierda y derecha: Considérese como terminales positivo y negativo de una fuente de poder que alimenta al cable de rung. D. Comentario: Texto que agrega el usuario para fines de referencia.

Imagine que el rung #1 de la imagen anterior alimenta la bobina de un relevador. Se requiere de 2 contactos normalmente abiertos (NO) y uno normalmente cerrado (NC) para que la “energía” circule de lado izquierdo hacia el derecho y active la bobina. Se vuelve mucho más sencillo si se considera como un circuito eléctrico.

Cuando los contactos NO se cierran y el NC permanece cerrado, circulará corriente a través de la bobina. En otras palabras, si instrucción.0, instrucción.1 e instrucción.2 son verdaderos, instrucción.3 también se vuelve verdadero. A esto se le llama continuidad lógica y existe cuando todas las condiciones de un rung son verdaderas. La lógica se ejecutará en el orden que marque el número de rung de manera ascendente, comenzando desde 0 hasta el último escalón dentro de la rutina. Por lo tanto se podría decir que el PLC hace un barrido del programa de arriba a abajo tanto en programas como en subrutinas.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Observe la siguiente imagen: Corresponde a un fragmento del organizador del controlador. Por la forma en que están acomodadas las carpetas de programas dentro del Main Task, el PLC comenzará con el barrido del contenido de Programa_1, siendo Rutina_Principal la primera en ser ejecutada. Posteriormente pasará a barrer Programa_2, comenzando por Rutina_Principal_2.

Lectura del

En el caso anterior se omitieron las rutinas Rutina_secundaria y Rutina_secundaria_2 ya que el PLC ignorará cualquier rutina que no sea la principal. Para poder ejecutar rutinas adicionales, se debe hacer uso de instrucciones de control de programa, siendo JSR5 la más utilizada para esta tarea. Considerando lo anterior, el PLC ejecuta la lógica de la siguiente forma:

A este barrido entre programas, subrutinas y rungs se le conoce como escaneo y se ejecuta de la siguiente forma: 1. Ejecuta lógica. 2. Actualiza entradas y salidas. 5 JSR.- Jump to subroutine o saltar a subrutina, es una instrucción de control de programa con la que se le indica al PLC que ejecute una rutina distinta a la principal. Una vez que termina de ejecutar la subrutina el PLC vuelve al punto donde se quedó en la rutina principal.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 3. Ejecuta lógica 4. Actualiza entradas y salidas 5. …. El PLC sigue este mismo flujo una y otra vez mientras permanezca encendido.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 4.2.- Instrucciones de base BOOL Como se había mencionado en el tema anterior, los tags tipo bool tienen sólo 2 valores posibles: 0 o 1, abierto o cerrado, si o no. Las instrucciones base bool también siguen este comportamiento y podemos relacionarlos como un relevador y sus contactos. Observe la siguiente figura:

Considerando este rung como un circuito eléctrico, para poder encender la bobina del tag A3 es preciso que los contactos A1 y A2 se cierren para que la corriente fluya. Por lo tanto A1, A2 y A3 son tags tipo bool debido a que sólo tienen 2 estados: abierto o cerrado (prendido o apagado, en el caso de la bobina). Las instrucciones tipo Bool las podemos encontrar en el menú language element dentro de la pestaña Bit: 

XIC: Examine if closed, es un contacto normalmente abierto que es verdadero cuando el valor del tag es 1.



XIO: Examine if open, es un contacto normalmente cerrado que es verdadero cuando el tag es 0.



OTE: Output energize, cuando el rung es verdadero (existe continuidad lógica), el valor del tag se vuelve 1. Si el run el falso el tag se vuelve 0.



OTL: Output Latch, es un enclave. Cuando el rung es verdadero, el tag se vuelve 1 y este valor se mantiene aunque el rung se vuelva falso.



OTU: Output Unlatch, es un desenclave. Cuando el rung es verdadero, el tag se vuelve 0 y se mantiene aunque el rung se vuelva falso.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 4.3.- Temporizadores Son instrucciones basadas en el tiempo. Existen 3 tipos de timers:   

TON: Timer On Delay, temporizador no retentivo que acumula tiempo cuando el rung es verdadero. TOF: Timer Off Delay, temporizador no retentivo que acumula tiempo cuando el rung es falso. RTO: Retentive Timer ON, temporizador retentivo que acumula tiempo cuando el rungo es verdadero.

Para poder hacer uso de los temporizadores se requiere crear un tag del tipo timer. Este tag se crea igual que cualquier otro y sigue las mismas reglas de nomenclatura.

TON Es el timer más utilizado debido a su simplicidad y a la posibilidad de cubrir la mayoría de las necesidades de automatización que requieran una base de tiempo. La instrucción es la siguiente:

Tiene 5 parámetros principales: 

Timer: Es el nombre del tag tipo timer que ejecutará el conteo del tiempo.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000    

Preset: Es un doble entero que contiene un valor preestablecido por el usuario. Accum: Es un doble entero donde se almacena el tiempo acumulado por el timer en milisegundos. EN: Es un bool que indica que el timer está habilitado (rung verdadero). DN: Es un bool que indica cuando el valor del Accum es mayor o igual al Preset.

TOF Es el temporizador menos utilizado ya que su lógica de funcionamiento es confusa y la mayoría de las aplicaciones para el TOF pueden ser resueltas con el TON. La instrucción es la siguiente:

Tiene 5 parámetros principales:     

Timer: Es el nombre del tag tipo timer que ejecutará el conteo del tiempo. Preset: Es un doble entero que contiene un valor preestablecido por el usuario. Accum: Es un doble entero donde se almacena el tiempo acumulado por el timer en milisegundos. EN: Es un bool que indica que el timer está habilitado (rung verdadero). DN: Es un bool que indica cuando el valor del Accum es menor o igual al Preset.

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RTO Es el temporizador bastante útil cuando se trata de acumular tiempo aunque la condición del rung se vuelva falsa. Este timer comienza a contar una vez que la condición es verdadera, pero no pierde información cuando se vuelve falsa como en el caso del TON (o TOF al volverse verdadera). Se requiere de una instrucción de reset para limpiar el contenido del timer. La instrucción es la siguiente:

Tiene 5 parámetros principales:     

Timer: Es el nombre del tag tipo timer que ejecutará el conteo del tiempo. Preset: Es un doble entero que contiene un valor preestablecido por el usuario. Accum: Es un doble entero donde se almacena el tiempo acumulado por el timer en milisegundos. EN: Es un bool que indica que el timer está habilitado (rung verdadero). DN: Es un bool que indica cuando el valor del Accum es mayor o igual al Preset.

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CRÍTICO: Si se asigna un valor negativo (ejemplo: -1200) al elemento .pre de cualquier temporizador, el PLC entrará a estado de falla debido a que es una operación imposible. No existe el tiempo negativo.

4.4.- Contadores El Counter es un tipo de tag o datatype6 especializado para el conteo de eventos. Existen 2 tipos de contadores: Ascendente y Descendente. Ambos contadores requieren de un reset para limpiar el contenido de los mismos.

6 Datatype: Es la definición del tamaño y estructura de la memoria que será localizada cuando se crea un tag. Ejemplo: BOOL, DINT, COUNTER, TIMER, REAL.

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 

CTU: Counter Up, contador ascendente que cuenta cada vez que el rung en el que está colocado es verdadero. CTD: Counter Down, contador descendente que resta un elemento cada vez que el rung es verdadero.

CTU

Tiene 5 parámetros principales:     

Counter: Es el nombre del tag tipo counter que contiene todos los componentes de memoria que conforman el contador. Preset: Es un doble entero que contiene un valor preestablecido por el usuario. Accum: Es un doble entero donde se almacena el conteo de eventos. CU: Es un bool que indica que el conteror está contando (rung verdadero). DN: Es un bool que indica cuando el valor del Accum es mayor o igual al Preset.

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CTD

Tiene 5 parámetros principales:     

Counter: Es el nombre del tag tipo counter que contiene todos los componentes de memoria que conforman el contador. Preset: Es un doble entero que contiene un valor preestablecido por el usuario. Accum: Es un doble entero donde se almacena el conteo de eventos. CU: Es un bool que indica que el conteror está contando (rung verdadero). DN: Es un bool que permanece encendido mientras que ACC sea mayor al preset.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 RES Es la instrucción de reset que limpia todo el contenido de los contadores y temporizadores que están asignados. La siguiente imagen muestra la instrucción reset para el counter Contador_1.

Cabe mencionar que el reset sólo se ejecuta cuando la condición del run es verdadera. Véase la siguiente imagen: Cada segundo estará contando Contador_1 y cuando el acumulado sea igual o mayor al preset, el XIC Contador_1.DN se volverá verdadero y se efectuará reset en Contador_1.

Reflexión: ¿Cómo programaría un foco que permanezca encendido un segundo y apagado otro segundo?

Conclusión El lenguaje de programación escalera del PLC RSLogix 5000 es mucho más fácil de comprender si se hace analogía con un circuito eléctrico por relevación, donde el rung es un cable conductor entre componentes (instrucciones). Las instrucciones tipo bool se pueden considerar como contactos de relevadores y bobinas. En el caso de las instrucciones tipo timer y counter, la analogía no aplica al 100%, pero sólo es cuestión de considerar que su función depende de la

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 condición verdadera o falsa del rung. Si el rung energiza 7 el timer/contador, éste entrará en funcionamiento.

7 Que exista continuidad lógica.

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5.- Instrucciones comparativas y aritméticas

Objetivo particular • Al finalizar este apartado, el participante aplicará las instrucciones comparativas y aritméticas del lenguaje escalera del RSLogix 5000 para la programación de aplicaciones de toma de decisiones.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Introducción El RSLogix 5000 cuenta con una muy amplia gama de instrucciones lógicas para programación, desde las vistas anteriormente como contadores y temporizadores, hasta conversiones aritméticas complejas. En este tema se abordarán los elementos comparativos y aritméticos más básicos para enriquecer el abanico de opciones que tiene el usuario para programar. Es un hecho que el PLC se convierte en el dispositivo que toma decisiones de acción en función de las entradas que recibe. Las instrucciones comparativas y aritméticas le permiten al usuario programar de forma sencilla una serie de condiciones que se deben de cumplir para que se ejecute una acción determinada.

5.1.- Comparaciones y límites Estas instrucciones se localizan en la pestaña Compare del menú Language element:

Tenemos un total de 9 opciones, siendo 7 las más utilizadas y que se describen a continuación: 

LIM: Limit, instrucción que examina un valor entre un límite superior e inferior. Se usa generalmente con tags INT, DINT o REAL. En el ejemplo: el OTE del tag light_1 se activa cuando el tag value dentro de la instrucción tiene un valor entre 0 y 100, incluyendo el 0 y el 100.



EQU: Equal, instrucción comparativa que es verdadera cuando el tag en la casilla A tiene el mismo valor que el tag en la casilla B. También se usa con INT, DINT o REAL. En el ejemplo: el tag light_a

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 debe de tener un valor de 1 ya que su instrucción OTE es verdadera debido a que value_1 y value_2 tienen el mismo valor.



NEQ: Not equal¸ instrucción opuesta a EQU, donde la instrucción es verdadera cuando los tags en las casillas A y B tienen valores diferentes entre sí. En el ejemplo el tag light_4 debe de tener un valor de 0 debido a que la condición NEQ no se cumple.



LES: Less Than, examina si A es menor que B. En el ejemplo el tag light_3 es 1 debido a que A es menor que B.



GRT: Greater than, examina si A es mayor que B. En el ejemplo light_1 tiene valor de 1 ya que se cumple A>B.



LEQ: Less or Equal, examina si A es menor o igual a B.



GEQ: Greater or Equal, examina si A es mayor o igual a B.

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5.2.- Aritmética Son instrucciones de cómputo matemático. Éstas, a diferencia de las instrucciones comparativas, no se consideran condicionantes para la continuidad lógica de un rung. En otras palabras, no son empleadas para tomar decisiones. Las instrucciones aritméticas ejecutan un cálculo matemático y modifican un tag específico, asignándole el valor resultante [se usan tags IND, DINT o REAL]. Las podemos encontrar en la pestaña Compute/Math en el menú de Language element. En total tenemos 9 instrucciones a nuestra disposición, siendo las más utilizadas las siguientes: 

CPT: Compute, ejecuta una operación aritmética definida por el usuario mediante una expresión. En el ejemplo de la izquierda, si Valor_2 tiene un valor de 4, al ejecutarse la instrucción CPT con la expresión definida, el valor de Valor_1 sería de 16.

Ejemplo de expresiones

Instrucción



ADD: Add, suma el valor del tag de la casilla A con el de la casilla B y lo deposita en Dest.



SUB: Subtract¸ efectúa A – B y el valor lo deposita en Dest .

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

MUL: Multiply, efectúa A*B y el resultado se deposita en Dest.



DIV: Division, ejecuta A/B y el resultado es depositado en Dest.

Reflexión: Considerando lo aprendido en este tema: ¿Cómo evitaría que una falla de PLC por mal indexado en un arreglo? . . . . . . . . . .

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Conclusión Las instrucciones de comparación y aritméticas también son componentes básicos de programación que nos permite ampliar el abanico de posibilidades para la solución de problemas de automatización. Las comparativas simplifican muchas de las tomas de decisión o condiciones que mediante instrucciones XIO, XIC u otros bool sería muy complicado o imposible. En cambio las aritméticas nos permiten manipular información en base a la necesidad que tenga el usuario. Es posible modificar tags de otras instrucciones, como el Pre de un contador o un temporizador. Es preciso considerar que las instrucciones vistas en este tema trabajan con datatypes INT, DINT y REAL, donde se debe de emplear el mismo tipo de tag dentro de la misma instrucción. No es adecuado comparar un INT con un DINT o sumar 2 DINT y depositarlo en un REAL. Es posible, pero se pierde información debido a la conversión. Con este tema cubierto el participante ya está preparado para programar algunas secuencias básicas que pueden resolver la mayoría de las necesidades de automatización. Más sin embargo, antes de iniciar a programar, se sugiere analizar y entender los procesos de secuencia ya existentes en las líneas.

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6.- Estrategias de monitoreo y navegación

Objetivo particular • Al final del tema el usuario hará uso de las herramientas básicas de navegación y monitoreo de tags para simplificar el estudio de las rutinas y detectar fallas de secuencia con mayor facilidad.

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Programación Básica de PLC RSLogix 5000 Introducción Observe robótica. Tiene con todo tipo instrucción que

la siguiente imagen de un programa real de una estación un gran número de rutinas, cada una con al menos 20 rungs de instrucciones. Ahora imagine que requiere encontrar la activa un determinado OTE entre todas estas subrutinas.

En este tema se abordarán algunas de las herramientas más útiles para navegar entre rungs y tags con el fin de simplificar el monitoreo de rutinas.

6.1.- Referencia cruzada y monitoreo de Tags La referencia cruzada8 o Cross Reference es una función que permite buscar en todo el proyecto9 y encontrar cada ocurrencia del tag o subrutina seleccionada. La siguiente imagen muestra la ventana de referencia cruzada:

8 Cross reference: Ctrl + E 9 Proyecto: Se refiere al archivo .ACD.

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La referencia cruzada se vuelve una herramienta extremadamente útil e indispensable cuando se trabaja con programas extensos y con un gran número de tags ya que permite visualizar todas las intervenciones de dicho tag o rutina en todo el programa. Observe el siguiente ejemplo: Tenemos en el rung un XIC del tag Seq.Active y nos interesa ver la instrucción OTE que lo vuelve verdadero.

Hacemos click derecho sobre el nombre del tag y seleccionamos Go to Cross Reference.

Inmediatamente aparecerá la ventana de referencia cruzada donde visualizaremos todas las ocurrencias del tag, en las diferentes instrucciones. La instrucción OTE para dicho tag se encuentra en el programa TCM102, en la rutina C00_Sequence, en el rung 2. Haciendo doble click en el elemento nos abrirá la subrutina y el rung donde se encuentra la OTE.

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Otro instrumento de monitoreo es el Monitor de tags, donde podemos observar el valor de los tags en tiempo real. Así mismo se visualiza toda la estructura del tag, como en el caso de los contadores o temporizadores formados por diferentes elementos de distinto tipo de dato. Para poder acceder al monitor de tags se hace click derecho sobre el tag en la instrucción y se selecciona Monitor.

6.2.- Trend Es una herramienta que nos permite visualizar un muestreo de los valores de un tag sobre un periodo de tiempo. Básicamente es como un osciloscopio que sólo puede graficar elementos BOOL, INT, DINT y REAL. Igual que con la referencia cruzada y el monitor, hacemos click derecho sobre el tag y seleccionamos Trend.

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El trend nos permite monitorear señales en intervalos milisegundos, siendo mucho más detallado que el monitor de tags.

de

10

Reflexión: Bajo qué situación considera usted que el Trend es la mejor opción para detectar una falla? . . . . . .

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Conclusión Las herramientas de monitoreo y navegación simplifican en gran medida el uso del RSLogix 5000. Cuando los programas se vuelven muy extensos y existe una gran cantidad y variedad de tags, el usuario fácilmente se puede confundir y equivocar, dificultando la detección y corrección de fallas de secuencia. El uso de las herramientas cross reference, trend y monitor debe de volverse de costumbre para el usuario debido a la alta complejidad de procesos automatizados que se tienen en Metalsa y a la urgencia constante de corregir fallas inmediatamente.

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Conclusión del manual

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