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CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

Prof. Francisco Luis De la CruzUNEXPO, 2009

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

• Introducción• Definición• Evolución de los PLC• Estructura• Funcionamiento• Clasificación• Áreas Industriales de Aplicación

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INTRODUCCIÓN

• AutomatizaciónUso de los sistemas de control (tales como el control numérico, control lógico programable, y otros sistemas de control industrial), en coordinación con otras aplicaciones de la tecnología de la información (por ejemplo, las tecnologías asistidas por ordenador [CAD, CAM, CAx]), para controlar maquinaria industrial y de procesos, reduciendo la necesidad de intervención humana.

INTRODUCCIÓN

• Automatización• Procesos continuos• Procesos secuenciales o por lotes (batch)

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Tecnologías de automatización

AUTOMATIZACIÓN

LÓGICA CABLEADA

LÓGICAPROGRAMADA

ELECTRICA NEUMATICA

ELECTRONICA

COMPUTADOR

PLC

µCONTROLADOR

HIDRAULICA

Lógica Cableada • Escasa flexibilidad• Falta de funciones avanzadas de control• Cableado externo complejo y costos elevados• Falta de hardware estándar• Difícil interconexión de procesos• Elevado tiempo de desarrollo del proyecto

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Lógica Programada

• Gran flexibilidad• Cálculos y algoritmos de control complejos• Simplicidad de cableado externo y bajo costo • Estandarización• Fácil interconexión de procesos• Reducido tiempo de desarrollo del proyecto

PLC•El término “Programable Logic Controller” (PLC) se define en la norma IEC 61131-1, como:“Sistema electrónico de funcionamiento digital, diseñado para ser utilizado en un entorno industrial, que utiliza una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones orientadas al usuario, para la realización de funciones específicas tales como enlaces lógicos, secuenciación, temporización, conteo y cálculo, para controlar, a través de entradas y salidas digitales o analógicas, diversos tipos de máquinas o procesos”. Tanto el PLC como sus periféricos asociados están diseñados de forma que puedan integrarse fácilmente en un sistema de control industrial y ser fácilmente utilizados en todas las aplicaciones para las que están previstos

•En la actualidad, los PLC incluyen capacidades adicionales como control analógico, funciones aritméticas, comunicación, reloj de tiempo real, etc.

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Evolución de los PLC

Surge el Modicon 284, primer PLC basado en microprocesador y memoria UVEPROM

1975

Desarrollo de redes de PLC, y control distribuido de plantas industriales

+1985

Aparecen en el mercado pequeños PLC de bajo costo1983

Desarrollo de los PLC. Uso de PC para programar PLC1980

Allen-Bradley Co. desarrolla el primer PLC basado en un microprocesador 8080

1977

Sale al mercado un PLC con temporizadores, contadores, operaciones aritméticas, 12K de memoria y 1024 E/S

1974

La empresa Bedford Associates (Dick Morley) presenta el Modular Digital Controller MODICON 084, un Controlador Electrónico, con instrucciones lógicas, 1K de memoria y 128 E/S

1969

General Motors concibió un controlador programable industrial1968

AcontecimientoAÑO

ESTRUCTURA DE UN PLC

PROGRAMADOR

SENSORES

CPU CIRCUITOS

DE ENTRADA

CIRCUITOS DE SALIDA

MEMORIA DE TRABAJO

MEMORIA DE PROGRAMA

ACTUADORES

FUENTE DE PODER

PROGRAMADOR

SENSORES

CPU CIRCUITOS

DE ENTRADA

CIRCUITOS DE SALIDA

MEMORIA DE TRABAJO

MEMORIA DE PROGRAMA

ACTUADORES

FUENTE DE PODER

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FUNCIONAMIENTO DEL PLC

• Programa• Norma o Standard IEC 61131-3:

– Lenguajes gráficos• Diagrama en escalera (ladder)• Bloques de funciones

– Lenguajes de texto• Listado de instrucciones• Texto estructurado

• GRAFCET (GRAFica de Control de Etapasde Transición)

Lenguajes de programación

BLK %TM0LD %M5AND %M0AND %I0.0.7INOUT_BLKLD QS %M2S %M10END_BLK

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FUNCIONAMIENTO DEL PLC

• Programador o terminal de programación– Tipo calculadora– Terminal industrial– Computador Personal (PC)– Software de programación– Panel frontal del PLC (microPLC)

FUNCIONAMIENTO DEL PLC

Tratamiento interno

Barrido de entradas

Ejecución programa

Tratamiento interno

Actualización de salidas

RUN STOP

o Ciclo de trabajo

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CLASIFICACIÓN DE LOS PLC

4 MB64 KbMuy grandes2 MBHasta 4096Grandes

470 KB Hasta 1024Medianos

64 KBhasta 64Compactos

100 instrucciones

Hasta 24Micro PLC

Memoria de programa

E/S

Mercado de los PLC

• Siemens: 30% • Rockwell Automation: 16% • Mitsubishi Electric: 11% • Schneider Electric: 9% • Omron: 8% • GE Fanuc: 3,5% • Moeller: 1,5% • Hitachi: 1,5% • Fuji Electric: 1,5%.

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APLICACIÓN DE LOS PLC

• Industria química y petroquímica• Industria de plásticos y vulcanizados• Industria del vidrio• Industria de alimentos y bebidas• Industria de pulpa y papel• Producción y control de energía• Manufactura y maquinado