Apuntes Automatica Upv

5/9/2018 Apuntes Automatica Upv - slidepdf.com

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Automática (Ing. Químico)

Introducción

• Horario: Electrónica: Martes de 10:15 a 12:15 Automática: Miércoles de 10:15 a 12:15

• Profesores:2.6 cred. Marta Monserrat (DIE)Teoría y Problemas

1 Grupo 2.6 cred. Enric Picó (DISA)

0.6 cred. Marta Monserrat (DIE)Prácticas

3 Grupos 0.6 cred. Carlos Ricolfe (DISA)

• Tutorias: Enric Picó i Marco

[email protected]

Dep. Ing. de Sistemas y Automática Despacho 22

- Lunes y Miércoles de 15:30 a 17:30

- Viernes 9:30 a 11:30

• Prácticas de Automática:2 prácticas de 2 horas

Laboratorio de Tabarca (EUITI - 3º Piso - Ala Norte)

Práctica 1Jueves 23-Mayo de 12:30-2:30 o

Viernes 24-Mayo de 8-10 o 15-17

Práctica 2Jueves 30-Mayo de 12:30-2:30 o

Viernes 31-Mayo de 8-10 o 15-17

• Evaluación: 50%Prácticas+50%Trabajo

Tema 1: Introducción 1




OBJETIVOS

I. Conocer los tipos de Señales y Sistemas.

II. Conceptos básicos de lógica binaria.

III. Conceptos básicos de Automática.

IV. Conceptos básicos de sistemas de eventos discretos:

autómatas.

V. Programación de sistemas de control mediante el GRAFCET.

VI. Conceptos básicos relacionados con los sistemas de

producción automatizados.

• PROGRAMA

Automática Horas


Tema 2: Sistemas y Señales 2

Tema 3: Algebra binaria 2

Tema 4: Sistemas de Eventos Discretos 4

Tema 5: Automatismos Combinacionales y Secuenciales 4

Tema 6: Diseño de Automatismos mediante GRAFCET 10

Tema 7: Arquitecturas hardware y software de un

sistema de control 2

TOTAL 26





• INTRODUCCIÓN

• ¿Qué estudia la asignatura?

- Sistemas, procesos.

- La automatización de procesos industriales.

• SISTEMAS: Una definición informal.

“Entidad que mantiene su existencia gracias a la interacción mutua

de sus partes constituyentes.”

• La evolución del sistema puede deberse a:

- Que sobre el sistema hay influencias, ’ACTUACIONES’,

externas (algo que le afecta).- Evolución propia, ‘LIBRE’, ‘NO FORZADA’, a partir de

unas condiciones iniciales, hasta un punto de equilibrio.

• La teoría de sistemas intenta analizar, caracterizar, el

comportamiento de los sistemas dinámicos. Es decir, aquellos

cuya evolución futura depende de las influencias externas en el

presente y de la evolución pasada.

• Para ello, utiliza características genéricas de las ecuaciones

matemáticas que definen dicho comportamiento. Se obtiene unmodelo matemático del sistema.

• Fundamentalmente los sistemas que trataremos de controlar serán

procesos industriales.





• EJEMPLOS

- Ejemplo 1: En el calefactor , el estado del sistema (‘como se

encuentra’) depende no sólo de la entrada actual, sino también

de lo que le haya pasado antes. El sistema ‘recuerda’,

‘almacena’ lo que le ha pasado antes, su ‘historia’.

V

T

t

t

V

R

T

- Ejemplo 2: Almacén de productos :

tDesperdicios

AlmacénCompras Ventas

Productos

en stock






• PROCESO INDUSTRIAL

• Definición:

- Secuencia de operaciones sobre unas materias primas para

obtener un producto elaborado.

- Distintas máquinas, línea de producción.

• Control de procesos industriales:- Comunicación con el proceso (sensores y actuadores).

- Control de variables de interés.

- Control Manual/Automático.

Consignas Informaciones

Actuadores Sensores

Unidad deControl

Proceso

• Automatización:

- Procesos industriales complejos.

-

Sincronización de la secuencia de operaciones.- Reducción del tiempo de producción.

- Reducción de costes de producción.- Flexibilidad (cambio de producción).

- Obtención de datos de producción (estadísticas).

- Detección de fallos.

- Gestión de alarmas.




Tema 2:

Sistemas y Señales

1. Concepto de señal.

1.1. Tipos de señales.

2. Características de las señales.

3. Señales básicas.

4. Definición de sistema.4.1. Clasificación.

5. Caracterización de un sistema.

6. Ejemplos.





1. CONCEPTO DE SEÑAL

• Sistema: Ente que puede presentar variaciones en su ‘estado’, por causa de influencias externas o por evolución ‘libre.

• Ejemplo: Calefactor

V

R

T Text

•

El estado, y las influencias (actuaciones) externas se traducen enmagnitudes que toman valores a lo largo del tiempo (Ej. T, V,Text). En estos valores se encuentra la información relevante delsistema.

• Señal: Información proveniente de una magnitud. Ej.

-

Tensión V en la resistencia a lo largo del tiempo.- Temperatura T a lo largo del tiempo.

- Variación de T a lo largo del tiempo

dt

dT.






1.1. Tipos de señal:

aCualitativ

taDeterminis)(aleatoriaaEstocástic

Binaria

dacuantificaDiscreta,

Real

magnitudladedominioelSegúnB)

Muestreada

Discreta

Continua

temporaldominioelSegúnA)

A) Dominio temporal:

• Continuas: existen para todo el tiempo

T

t

t

Ej: Temperatura en elcalefactor

S ← No continua en magnitud, pero si en el tiempo

• Discretas: existe valor sólo en instantes determinados (y puntuales) del tiempo.

t

S Ej: Medida provenientedel laboratorio

Da lugar a secuencias de números.




• Muestreadas: Discretas obtenidas a partir de una señalcontinua medida en instantes discretos de tiempo.

T

tt

T

Aparecen en: control por computador y en sensores(mediciones) que sólo se activan para tomar una muestracada cierto tiempo.

B) Dominio de la magnitud:

• Real: Toma valores en ℝ. Puede ser continua o no.

T T

t

T

tt

• Discreta (en magnitud), cuantificada: sólo puede tomar determinados valores en ℝ. Ej. Sensor digital de temperatura.

Binario Dec Temp0 0 0 00 0 0 10 0 1 0

.

.1 1 1 1

012..

15

Tmin ....

Tmax

min

maxT real

t

min

maxT cuantificada

t

• Binaria: Sólo toma 2 valores (1/0, Alto/Bajo). Ej. Termostato todo/nada (Encendido/Apagado).

U

t





• Estocástica: Toma valores aleatorios (no predecible). Ej. Medida de ruido, valor de las acciones de la bolsa, ...

Pr

t

• Determinista: Predecible, responde a una fórmula con todoconocido.

t

S

S(t) = sen 2·t

Nota: pueden superponerse una señal estocástica y unadeterminista. Ej. Consumo de energía (se repite periódicamente de un día a

otro con pequeñas variaciones) se podría modelar comouna señal senoidal superpuesta con una señal aleatoria.

t

• Cualitativa: No da información numérica, sino cualitativa. Ej. “La presión sube mucho”,

“Baja la temperatura un poco”El valor de las variables se expresa mediante etiquetaslingüísticas, que tienen un significado en general impreciso,vago, ‘borroso’.





2. CARACTERÍSTICAS DE LAS SEÑALES

• Periodicidad: ( ) ( )T t f t f +=

T

t

Ej. Tensión red, 220 V, 50 Hz

• Retardo: Retraso en el tiempo respecto de otra señal. Ej. Caudal en una tubería.

Q2(t)

Q1(t)

Q2(t)=Q1(t-τ)τ t

L↑↑

Q2(t)Q1(t)

• Información derivada:A) Valor medio:

( )( )

( )

∑

∫

=

=⇒

−=⇒

N

ok

t

t

k S N

m

dt t S t t

m

1discretoEn

1continuoEn

2

112

B) Valores máximo y mínimo.C) Valor absoluto.D) Potencia: Medida de la ‘energía’ por unidad de tiempo que

posee la señal.

( )∫ →∞=T

T S dt t S

T

lim P 0

21





3. SEÑALES BÁSICAS

Utilizadas como señales ‘de prueba’ para ver la respuestadinámica de un sistema ante ellas. Permiten caracterizar o modelar los sistemas.

• Impulso: (δ de Dirac) Pulso de duración muy corta (un instante) yamplitud muy grande.

( )≠

==

0tsi0

0tsiAtδ

A

δ

t

• Escalón:u

( )

∫ =

<

≥=

IMPULSOESCALÓN0tsi0

0tsiutu 0

t

u0

• Rampa:r

( )

∫ =

<

≥⋅=

ESCALÓNRAMPA

0tsi0

0tsitr tr 0

t

• Senoide:y T

t T

Hz f

T

t At y

1)(,

2

)sen()(

==

⋅⋅=

π

ω

ω

A





4. DEFINICIÓN DE SISTEMA

• Un Sistema es cualquier ente en el que:A) Existen unas variables (cuyo valor a lo largo del tiempo

hemos definido antes como una ‘señal’) que nos indicanqué pasa con el sistema, cómo está.

B) Esas variables evolucionan en el tiempo:1) Como consecuencia de las señales externas que actúan

sobre el sistema.

2) Porque, no actuando ninguna señal externa, el sistemaevoluciona a partir de unas condiciones iniciales dadas.

• Desde el punto de vista de la información el sistema puedeentenderse como un ‘procesador’ de señales.

• Ejemplo: Depósito

q2

xe

xs

qe

qs

SISTEMA

h

sss ·xh·K q =

qe = K e·xe

h

xe

q2 (lluvia)

xs

• Se distinguen:- Señales de entrada

- Manipulables: xe, xs - No manipulables, perturbaciones: q2

- Señales de salida: h (variable cuya evolución interesa analizar).- Señales internas: qe, qs

- Parámetros: K e, K s





• ¿Qué nos puede interesar?- Analizar la evolución de la salida y/o de las señales internas en

función de las señales de entrada.- De momento nos fijaremos en relaciones entrada-salida.

4.1. Clasificación de los sistemas:

híbrido

discreto

continuo

señalesdetipoelSegúnD)

osdistribuid parámetrosde

osconcentrad parámetrosde /espacio parámetrosaDependenciC)

rio)(estacionainvariante

variante

oento/tiempcomportamiaDependenciB)

causalnorecurrenteno

recurrente dinámico

estático causal

variablesentreRelaciónA)





• Causal: Salida actual = f (presente, pasado)Salida actual ≠ f (futuro)

Ej. Coche frenando:velocidad actual = f (velocidad anterior, fuerza pisada freno)vel. actual ≠ f (velocidad futura, fuerza con que pisare el freno)

• No causal: Salida actual = f (presente, pasado, futuro) No son físicamente realizables. Ej. La reconstrucción de una señal digitalizada

1) Digitalización de los datosS

t

T

muestreo

S

t

2) Hay varias posibilidades de recuperar la señal original:- Reconstrucción causal:

señal(t*) = señal(muestra anterior)

S

t t*t*t

- Reconstrucción no causal:señal(t*) = interpolación con señal(anterior) y señal(posterior)

S

tt*

tt*





- Interpolación usando más muestras hacia atrás y haciadelante.

S

tt* t*

t

En la práctica: para reconstruir bien la señal se usan muestras pasadas y futuras. Por tanto habrá que esperar a tener el número

de muestras futuras que en cada instante se necesitan parareconstruir la señal correspondiente a ese instante; es decir, para poder construir este sistema hay que introducir un retardoque lo haga causal.

• Estático: Salida actual = f (Entrada actual)

Ej. Intensidad a través de una resistencia

( )( ) R

t V t I =

I

V R No hay ‘memoria’

• Dinámico: Salida actual = f (Ent. actual, Ent/Sal pasadas)La salida del sistema depende de lo que la haya pasado antes. Elsistema ‘recuerda’ su ‘historia’. Ej. El nivel de un depósito, depende de:

- lo que había antes (información pasada)- lo haya entrado y salido (información actual)





Ej. Enfriamiento de un sólido.Si el calor que desprende por unidad de tiempo es proporcionala su temperatura, y como el calor interno en un cuerpo es:

Q = m·Ce·T

Tm·C

K

dt

dTK·T

dt

dT·m·C

K·Tdt

o)desprendidd(calor dtdQ

ee −=⇒−=

−=−=

- La variación de temperatura en un instante dado depende de

la temperatura en ese instante.- La variación de temperatura nos dará la temperatura siguiente(futura). La derivada, ‘pendiente’, indica hacia donde semueve la temperatura y con que ‘velocidad’.

dt

dTTT 1

12 +=

- Conclusión: la temperatura en un instante T(t) dependerá de

las temperaturas por las que ‘ha pasado’ el sólido antes.

• Recurrente: Salida actual = f (Sal. anterior, Ent. actual y pasadas)Puede ser o no función de entradas actual y/o pasadas pero si esfunción de salidas pasadas. Ej. Los ejemplos dinámicos anteriores.

Ej. Sistemas discretos como:( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) recurrente No2k u b1k u bk y

1k 7u1k 2yk y

nk ya2k ya1k yak y

21

n21

⇒−+−=

−+−−=

−−−−−−−= K

• No recurrente: Salida actual = f (Ent. Act/pasad) ≠ f (Sal. pasadas)

Ej. El sistema discreto: ( ) ( ) ( 2k u b1k u bu(k) bk y 210 )−+−+=





• Invariante en el tiempo: Si el valor de los parámetros es constantea lo largo del tiempo, el sistema siempre responde de la misma

manera, igual, ante las mismas señales. Ej.

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

−−⇒−+−−=

⇒−=

1111

e

b ,a :Parámetros

1k u,1k y,k y:Variables1k u b1k yak y

C m, K, :Parámetros

T,dtdT

:Variables·

T C m

K

dt

dT

e

• Variante en el tiempo: El valor de los parámetros puede variar alo largo del tiempo. Ej. El amortiguador de un coche:

Con el tiempo el amortiguador se desgasta y tendrá distintocoeficiente de elasticidad.

• Parámetros concentrados (o distribuidos): el valor de los parámetros permanece constante (o varía) a lo largo del espacio.

• Continuo: trata con señales continuos. Ej: Sistemas con sensores continuos.

• Discreto: trata con señales discretas. Ej: Sistemas con sensores digitales.

• Híbrido: aparecen señales continuas y discretas dentro delsistema. Ej: Sistemas de eventos discretos o automatismos.





5. CARACTERIZACIÓN DE UN SISTEMA

• Respuesta libre:- Entrada nula.- Condiciones iniciales no nulas. Ej. Calefactor.

300º

T

t

Text=20º

V=0

R

T0=300º

• Respuesta forzada:- Entrada no nula. Ej. Calefactor.

Suponiendo una tensión V=100 voltios, la resistencia caldea lo

suficiente para compensar las pérdidas de calor de las paredes,y la temperatura se logra mantener a 300ºC.

V100

T300º

t

t

¿Qué pasa si aumento de golpe de V=100 a V=120?a) Respuesta sobreamortiguadaTransitorio Reg. Permanente

120

t

300º

T

t

100

V

300º

T

t

(el transitorio no oscila) b) Respuesta subamortiguada

(el transitorio oscila)c) Respuesta oscilatoria

(en régimen permanente)

d) Respuesta inestable(no hay régimen permanente)






6. EJEMPLOS

• Ejemplo 1: Almacén donde se pierde un porcentaje (α) de loalmacenado.

Compras

VentasAlmacén

Stock

Desperdicios- Señales de entrada:

- Controlable: Compras (ck )- No controlable: Ventas (vk )

- Señales de salida: Stock (sk ), desperdicios(dk )

( ) k k k 1k

k k k k k k k k 1k

vcsα1s

sαvcsdvcss

−+⋅−=

⋅−−+=−−+=

+

+

• Ejemplo 2: El Nº de alumnos que aprueban una asignatura es proporcional a los nuevos alumnos matriculados (factor α) y a losque no aprobaron el curso anterior (factor β).

Nuevos

Alumnos Aprobados

- yk : nº de alumnos que aprueban la asignatura.- uk : nº de nuevos alumnos en la asignatura.- xk : nº de alumnos matriculados en la asignatura (estado del

sistema).( )

( )

−+=

−+=

−−

−−

1k 1k k k

1k 1k k k

yxux

yxβ·α·uy




Tema 3:

Álgebra Binaria

1. Sistemas numéricos.

1.1. Equivalencias.1.2. Conversiones.1.3. Otros códigos.

2. Aritmética binaria.

3. Álgebra de Boole.3.1. OR.3.2. AND.3.3. NOT.3.4. OR exclusiva.3.5. Propiedades.

Tema 3: Álgebra Binaria 1




1. SISTEMAS NUMÉRICOS

• En los sistemas electrónicos y automáticos es más útil emplear

otros sistemas de numeración más sencillos.

• Tipos de sistemas de numeración:

Sistema Base EstadosDecimal 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Binario 2 0 1Octal 8 0 1 2 3 4 5 6 7

Hexadecimal 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

• El sistema decimal emplea 10 dígitos diferentes para expresar cualquier cantidad, teniendo en cuenta que la posición de cada

uno le confiere un peso, correspondiente a las distintas potencias

de 10:76080030001071061081033867 0123

10 +++=⋅+⋅+⋅+⋅=

• El sistema binario está basado en la utilización exclusiva de dos

números (0 y 1) para expresar cualquier magnitud, teniendo en

cuenta que la posición de cada uno tiene un peso derivado de las

distintas potencias de 2:

100123

2 111208212120211011 =+++=⋅+⋅+⋅+⋅=

• La sencillez de las reglas aritméticas binarias hace que sea idóneo

para el uso en computadores y dispositivos digitales.

• El 0 y 1 binario se puede interpretar como estados lógicos

opuestos: ON/OFF, VERDADERO/FALSO.





1.1. Equivalencias:

Bin. Dec. Oct. Hex. Bin. Dec. Oct. Hex.0 0 0 0 100000 32 40 20

1 1 1 1 100001 33 41 21

10 2 2 2 100010 34 42 22

11 3 3 3 100011 35 43 23

100 4 4 4 100100 36 44 24

101 5 5 5 100101 37 45 25

110 6 6 6 100110 38 46 26

111 7 7 7 100111 39 47 271000 8 10 8 101000 40 50 28

1001 9 11 9 101001 41 51 29

1010 10 12 A 101010 42 52 2A

1011 11 13 B 101011 43 53 2B

1100 12 14 C 101100 44 54 2C

1101 13 15 D 101101 45 55 2D

1110 14 16 E 101110 46 56 2E

1111 15 17 F 101111 47 57 2F

10000 16 20 10 110000 48 60 30

10001 17 21 11 110001 49 61 31

10010 18 22 12 110010 50 62 32

10011 19 23 13 110011 51 63 33

10100 20 24 14 110100 52 64 34

10101 21 25 15 110101 53 65 35

10110 22 26 16 110110 54 66 3610111 23 27 17 110111 55 67 37

11000 24 30 18 111000 56 70 38

11001 25 31 19 111001 57 71 39

11010 26 32 1A 111010 58 72 3A

11011 27 33 1B 111011 59 73 3B

11100 28 34 1C 111100 60 74 3C

11101 29 35 1D 111101 61 75 3D

11110 30 36 1E 111110 62 76 3E11111 31 37 1F 111111 63 77 3F





1.2. Conversiones:

• De Decimal a Binario: divisiones sucesivas por la base 2. Los

restos de las divisiones y el último cociente formarán el número

binario en sentido ascendente.

175 2

15 87 2

1 07 43 2

1 03 21 21 1 10 2

0 5 2

1 2 2

0 1

210 10101111175 =

La parte fraccionaria de un número decimal se obtiene tomando

las partes enteras de las sucesivas multiplicaciones por 2.

210 011,0375,0

000,12500,0

500,12750,0

750,02375,0

=

=×

=×

=×

• De Binario a Decimal: suma ponderada de cada dígito con sucorrespondiente potencia de 2.

10

0123

2 151248212121211111 =+++=⋅+⋅+⋅+⋅=

La parte fraccionaria de un número binario se obtiene mediante la

suma ponderada de cada dígito por su correspondiente potencia

negativa de 2.

10

321

2 625,0125,005,0212021101,0 =++=⋅+⋅+⋅= −−−





• De Decimal a Octal: Divisiones sucesivas por la base 8. Losrestos de las divisiones y el último cociente formarán el número

octal en sentido ascendente.6534 8

134 816 8

54 16 102 8

6 0 22 12 8

6 4 1

810 146066534 =

• De Octal a Decimal: suma ponderada de cada dígito con su

correspondiente potencia de 8.

10

012

8 213516192858283325 =++=⋅+⋅+⋅=

• De Binario a Octal: agrupar de tres en tres dígitos binarios

añadiendo los ceros necesarios a la derecha y hacer la conversión

directa a la cifra octal.

82 1651011100011110101 ==

• De Octal a Binario: convertir directamente cada dígito octal a suequivalente binario de 3 dígitos.

28 11000111111000011307 ==

Binario Octal Binario Octal

000 0 100 4

001 1 101 5

010 2 110 6

011 3 111 7





• De Hexadecimal a Decimal: suma ponderada de cada dígito consu correspondiente potencia de 16.

10

012

16 1375158012801615165165F55 =++=⋅+⋅+⋅=

• De Decimal a Hexadecimal: divisiones sucesivas por la base 16.

Los restos de las divisiones y el último cociente formarán el

número hexadecimal en sentido ascendente.

932 16

132 58 16

4 10 3

1610 4A3932 =

• De Binario a Hexadecimal: agrupar de cuatro en cuatro dígitos binarios añadiendo los ceros necesarios a la derecha y hacer la

conversión directa a la cifra hexadecimal.

162 B17101101110001101111011 ==

• De Hexadecimal a Binario: convertir directamente cada dígitohexadecimal a su equivalente binario de 4 dígitos.

216 011110101101100101001117AC ==

Bin Hex Bin Hex Bin Hex Bin Hex

0000 0 0100 4 1000 8 1100 C

0001 1 0101 5 1001 9 1101 D

0010 2 0110 6 1010 A 1110 E

0011 3 0111 7 1011 B 1111 F





1.3. Otros códigos:

• Sistema BCD (Decimal Codificado en Binario):- Sirve para representar números decimales.

- Cada dígito decimal se expresa con 4 bits.

- Sólo se usan los diez primeros números binarios.

Dec BCD Dec BCD

0 0000 5 0101

1 0001 6 01102 0010 7 0111

3 0011 8 1000

4 0100 9 1001

010000001001904

001010000111782

→

→

• Código Gray:

- El paso de un dígito al siguiente se efectúa cambiando un solo

bit cada vez.- Empleado en elementos de tipo electromagnético o mecánico

para evitar el disparo de varios relés sincronizados cuando se

cambia de un número al siguiente.

- Complicado para operaciones algebraicas.

Dec GRAY Dec GRAY Dec GRAY Dec GRAY

0 0000 4 0110 8 1100 12 1010

1 0001 5 0111 9 1101 13 1011

2 0011 6 0101 10 1111 14 1001

3 0010 7 0100 11 1110 15 1000





2. ARITMÉTICA BINARIA

• Las reglas son similares a la aritmética decimal, pero al existir

sólo dos números (0 y 1) son muchos más simples.

• Las reglas fundamentales de las cuatro operaciones son:

Suma Resta Producto División

0 + 0 = 0 0 – 0 = 0 0 × 0 = 0 0 : 0 = 0

0 + 1 = 1 0 – 1 = 1(y me prestan 1)

0 × 1 = 0 0 : 1 = 0

1 + 0 = 1 1 – 0 = 1 1 × 0 = 0 1 : 0 = ∞

1 + 1 = 0(y llevo 1)

1 – 1 = 0 1 × 1 = 1 1 : 1 = 1

• Ejemplos

1 1 1 ← Acarreos o arrastres1 0 1 1 0 1

+ 1 1 0 0 1

1 0 0 0 1 1 0

-1 -1 ← Prestado

1 0 0 1 0

− 1 0 0 10 1 0 0 1

1 1 0 1

× 1 0 1

1 1 0 1

0 0 0 0

1 1 0 11 0 0 0 0 0 1





1 0 1 1 0 1 1 1 1 1

− 1 1 1 1 1 0 1

1 0 0 0− 1 1 1

1 1 1

− 1 1 1

0 0 0

• Bit de signo: se utiliza el bit de mayor peso como bit de signo (1

si es negativo y 0 si es positivo).• Complemento a 1: cambiar 1 por 0 y 0 por 1.

• Complemento a 2: cambiar 1 por 0 y 0 por 1 y sumar 1.

• Resta en complemento a 1: el número negativo se complementa a

1 y se suma al número positivo y el acarreo se suma al bit de

menor peso.

1110 – 0111 → Complemento a 1 de 10111 = 010001

0 1 1 1 0 14

+ 0 1 0 0 0 − 7

1 0 1 1 0 7

+ 1

0 1 1 1

• Resta en complemento a 2: el número negativo se complementa a2 y se suma al número positivo y el acarreo se desprecia.

1101 – 1001 → Complemento a 2 de 11001 = 00111

1 1 1 1

0 1 1 0 1 13

+ 0 0 1 1 1 − 9

1 0 1 0 0 40 1 0 0





3. ÁLGEBRA DE BOOLE

• En el álgebra de Boole o álgebra lógica o binaria sólo se tienendos estados válidos posibles, que son opuestos entre si (1 y 0).

• Los símbolos del álgebra de Boole se usan para representar

entradas y salidas de los elementos lógicos, que se combinan enecuaciones lógicas para representar elementos más complejos.

• Las operaciones lógicas básicas del álgebra de Boole son:- Suma o unión (OR)

- Producto o intersección (AND)- Inversión o negación (NOT)

3.1. OR:

A B A+B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

A

BA+B+V

B

AA+B

3.2. AND:

A B A·B

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

A·B+V BAA·B

B

A





3.3. NOT:

A A 0 1

1 0

A A A+V A

3.4. OR exclusiva:

A B A⊕B0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

A A⊕B

B

3.5. Propiedades:A·1 = A A+1 = 1

A·0 = 0 A+0 = A

A· A = 0 A+ A = 1

A·A = A A+A = A

A·B = B·A A+B = B+A

A·B·C = (A·B)·C = (A·C)·B = (B·C)·A

A·(B+C) = A·B+A·C

A+B+C = (A+B)+C = (A+C)+B = (B+C)+A

A+B·C = (A+B)·(A+C)

AA = B·ABA =+ A·BBA =+ AAA =+

BAA·B += BAB·A += AA·A =






4. RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS LÓGICOS

• Para resolver problemas basados en el álgebra de Boole esconveniente seguir un proceso metódico, que consta de las

siguientes fases:

1) Identificar entradas y salidas y sus posibles estados.

2) Formulación de la tabla de verdad.

3) Obtención de las ecuaciones lógicas.

4) Simplificación de las ecuaciones lógicas.5) Implementación del esquema lógico o eléctrico.

Las simplificaciones se basan en la siguiente identidad:

( ) A·BA·B·1CCA·B·CA·B·A·B·C ==+=+

5. PROBLEMAS

• Ejemplo 1: Simplificar la ecuación: C B AC B AC B AS ······ ++=

• Ejemplo 2: Simplificar:

DC A DC B A DC AC B AS ········· +++=

• Ejemplo 3: Diseñar un sistema que gobierne una máquina Mdesde 3 interruptores, A, B y C, de forma que se active M siempre

que A y B estén pulsados y también si A está pulsado y los otros

dos no.




Tema 4:

Automatismos

1. Introducción a los Automatismos.

1.1. Concepto de automatismo.1.2. Estructura de un automatismo.1.3. Implementación de automatismos.1.4. Métodos de diseño y análisis de

automatismos.1.5. Opciones tecnológicas.

2. Sistemas de Eventos Discretos.

3. Modelado de Sistemas de Eventos Discretos.3.1. Diagrama de Transición de Estados.

4. Ejemplo.

Tema 4: Automatismos 1




1. INTRODUCCIÓN A LOS AUTOMATISMOS

1.1. Concepto de Automatismo

• Los automatismos son dispositivos que permiten a las máquinas o

a las instalaciones funcionar de forma automática.

• Ventajas de automatizar:

- Simplificar considerablemente el trabajo del hombre, a quienlibera de la necesidad de estar permanentemente situado frente

a la máquina.

- Eliminar las tareas complejas, repetitivas, peligrosas, pesadas o

indeseadas, haciendo que las realice una máquina.

- Facilitar el cambio en los procesos de fabricación, tanto de

nivel de producción como de tipo de producción (flexibilidad).

- Mejorar la calidad de los productos al supervisar la propiamáquina los criterios de fabricación y las tolerancias que se

deben respetar.

- Incrementar la producción y la productividad.

- Ahorrar materiales y energía.

- Aumentar la seguridad de los operarios.

- Controlar y proteger las instalaciones y las máquinas.

• Los automatismos están presentes en todas las etapas de unaindustria (compras, fabricación, ventas, ...); y en todo tipo de

empresas incluidas las de servicios.





1.2. Estructura de un Automatismo

• Un sistema a automatizar se descompone en dos partes:

Operario

InformaciónConsignas

Actuadores

Sensores

Unidad de

ControlProceso

- La parte de control o autómata que elabora las ordenes

necesarias para la ejecución del proceso en función de las

consignas que recibe del operario y de la información que

recibe del proceso.

- La parte operativa o proceso que efectúa las operacionesejecutando las órdenes que le proporciona la parte de control.

• Ejemplo: Ascensor.

- Parte operativa: cabina, motor, puertas.

- Parte de control: pulsadores de llamada, luces indicativas y la

lógica de los armarios.

• Para la automatización de un proceso es necesario que el

ingeniero conozca con detalle el proceso a controlar, para ello son

necesarias una serie de especificaciones:

- Especificaciones funcionales: describen el comportamiento dela parte de control frente al de la parte operativa.

- Especificaciones tecnológicas y operativas: establece las

condiciones bajo las que el automatismo deberá insertarse

físicamente en el proceso.





• Especificaciones funcionales:

Lo que el automatismo debe hacer frente a las diferentes

situaciones que pueden presentarse. Cuál será el papel de la parte de control a construir.

Las condiciones de seguridad de funcionamiento previstas.

• Especificaciones tecnológicas:

Tipos de sensores y actuadores empleados.

Condiciones ambientales de funcionamiento (temperatura,

humedad, polvo).

Riesgos de explosiones.

Tensiones de alimentación, ...

Radiaciones electromagnéticas.

• Especificaciones operativas:

Fiabilidad.

Ausencia de fallos.

Disponibilidad.

Flexibilidad de modificación de la parte operativa.

Facilidad de mantenimiento (cambios de componentes).

Comunicación con el operario.





1.3. Implementación de un Automatismo

• La implementación de todo sistema automatizado requiere la

realización de una serie de etapas sucesivas e interrelacionadas.

1. Estudio previo de viabilidad.

1.1. Establecimiento de especificaciones.1.1.1. Especificaciones funcionales.

1.1.2. Especificaciones tecnológicas.

1.1.3. Especificaciones operativas.1.2. Análisis técnico económico.

1.2.1. Estudio de las opciones tecnológicas.

1.2.2. Estudio económico.

1.2.3. Toma de decisión.

2. Estudio y preparación.

Diseño del automatismo.

3. Fabricación y pruebas.

3.1. Montaje o carga del programa.

3.2. Cableado.

3.3. Pruebas.

4. Explotación.

4.1. Puesta en servicio.

4.2. Explotación.4.3. Mantenimiento.

4.4. Reparación.





1.4. Métodos de diseño y análisis de Automatismos

a) Esquema eléctrico de contactos.

b

d

a

c

S

b) Esquema lógico o booleano.

dc baS ⋅+⋅=

c) Diagrama de transición de estado.

d) Diagrama funcional GRAFCET.

e) Redes de Petri.

1.5. Opciones tecnológicas

- Electromagnética (relés).- Electrónica (puertas lógicas).

- Neumática.

- Informática (PLC, µP).





2. SISTEMAS DE EVENTOS DISCRETOS

• Los automatismos se conocen también con el nombre de sistemas

de eventos o estados discretos.

• Variables de estado: son las variables cuyos valores definen elestado del sistema.

• Variables de estado discretas: son variables de estado del

sistema que sólo pueden adoptar un conjunto limitado de valores.

Algunos ejemplos son:

- Variables binarias: {0, 1}- Variables lógicas: {On, Off}, {Activado, Desactivado}

- Piso donde se encuentra un ascensor: {1, 2, 3, 4, 5}

- Semáforo: {Rojo, Ambar, Verde}

- Bus de datos: {Libre, Ocupado}

• Evento: es un cambio en el estado del sistema. Ejemplos:- Pulsar un botón de llamada en un ascensor.

- Pulsar el botón de arranque de un motor.

- Cumplimiento de una temporización en un semáforo.

- Llegada de una pieza a una máquina.

- Activación de una alarma.

• Modelo de Eventos Discretos o de Estados Discretos: cuando

las variables de estado son discretas y las transiciones entre

estados están motivadas por la ocurrencia de eventos.

- Control de acceso a un recurso (una máquina-herramienta, unacinta transportadora, un bus de datos, ...).

- Procesos industriales complejos.





• La ocurrencia de eventos puede darse en cualquier instante detiempo. Lo que se discretiza es la magnitud, no el tiempo.

• Sistema de Eventos Discreto Síncrono: los eventos sólo puedenocurrir en determinados instantes de tiempo, marcados

generalmente por los tics de un reloj. En realidad pueden ocurrir

en cualquier instante de tiempo, pero el modelo sólo los computa

cuando se cumple el ciclo.

• Sistema de Eventos Discretos Dinámico: el comportamiento del

sistema varía con el tiempo.

• Sistema de Eventos Discretos no determinista: el mecanismo

de transiciones puede ser alterado. Habrá selección de transición

por el propio sistema mediante algún mecanismo de cambio o

bien por alguien ajeno al sistema. El comportamiento del sistema

no es predecible, dependerá de la ocurrencia de unos u otros

eventos.

• Las ecuaciones en diferencia no son válidas para modelar este

tipo de sistemas regidos por eventos.





3. MODELADO DE ST. DE EVENTOS DISCRETOS

3.1. Diagrama de Transición de Estados

• Se basa en una representación gráfica del comportamiento del

sistema, donde tenemos:

- Estados: todos los posibles estados que puede tomar el sistema.

- Transiciones: de un estado a otro motivadas por la ocurrenciade un evento.

• Ejemplo: Motor M con un pulsador P.

1

0/OFF

0/OFF

1/OFF1/OFF

0/ON

0/ON

1/ON

1/ON

3 2

0 Estado

0 → P = 0, M = 0

1 → P = 1, M = 1

2 → P = 0, M = 13 → P = 1, M = 0

• Para cada posible entrada al autómata existe una transición

definida para cada uno de los estados. Dichas transicionesrepresentan información redundante que puede ser eliminadasimplificándose así el diagrama de estados asociado al autómata.

• Si sólo se consideran las transiciones que hacen cambiar de

estado, se llega a una simplificación marcada por la definición de:

- Etapa: se define como el estado y el conjunto de transicionesque hacen evolucionar al sistema al mismo estado.






+=

+=

+=

+=

+=

++=

)(

)(

··

··

··

2··

21

30

3023

2312

1201

0130

ON E E M

OFF E E M

E E P E E

E E P E E

E E P E E

SM E E P E E

- Receptividad: se define como las condiciones que hacen salir al sistema de un estado.

• Así se dice que un sistema es receptivo a una determinada

combinación de los valores de las variables de entrada, si hace

evolucionar el estado del mismo.

• Para la implementación hay que tener en cuenta que tendremos

variables de:

- Entrada.

- Salida.

- Estado (memorias).

• Para representan la evolución del sistema se utilizan las

ecuaciones lógicas de activación/desactivación de cada etapa, y

las ecuaciones lógicas de activación de las operaciones de mando.

ióndesactivacdecondiciónlaesR

activacióndecondiciónlaesS:donde·

+= X RS X

- Condición de activación de una etapa: que este activada la

etapa precedente y que se cumplan su receptividad.

- Condición de desactivación de una etapa: que se active la etapa

posterior.

- Condición de activación de una salida: que esté activada alguna

de las etapas donde esa salida se active.

P=1

OFF ON

0 1

P=0 P=0

3 2

P=1OFF ON




• Estas ecuaciones se pueden implementar mediante:

- Circuitos de puertas lógicas (AND, OR).- Diagramas de contactos (relés).

- Lenguajes específicos de programación de autómatas.

• En sistemas complejos tendremos diferentes subsistemasmodelizados con diferentes grafos, que podrán ser:

- De ejecución independiente.

- De ejecución concurrente (sincronizados). Deben tener un

estado común.

- De ejecución secuencial . Un subsistema permanece en unestado determinado mientras no se cumplan unas condiciones

impuestas por el otro subsistema.

• La sincronización de dos subprocesos se expresará mediante las

receptividades.

• Ejemplos: 2 cintas transportadoras.

S2S1

P2P1

M2M1

- Ejecución independiente:

1

0

2

S1

M1

M1

S1

P1

1

0

2 M2

S2

S2

M2P2





- Ejecución secuencial:

1

S1

E1,M1 M2

S2

S2

M2E1

2

0

1

M1

S1

P1

2

0

• Ejemplo: Biprocesador.

M

P1 P2 bus_ocup

bus_ocup

fin_acceso2

bus_ocup

pet_mem2

P2 acceso M

P2 en colaP2 Activo

fin_acceso1

bus_ocup

P1 acceso M

P1 en colaP1 ActivoBus

pet_mem1

Los dos procesadores están sincronizados por las receptividades.





4. EJEMPLO: PLANTA EMBOTELLADORA

Descripción del proceso:

La planta consta de dos cintas transportadoras motorizadas, una para transportar las

botellas (CB) y otra los cajones (CC).

Además dispone de un dispositivo para llenar las botellas que consta de un depósito

mediante un tubo flexible a un cono que se adapta al cuello de las botellas. Una válvula

en el fondo del depósito permite controlar el paso de líquido al tubo, y un motor permite

colocar el cono en el cuello de la botella o subirlo para permitir el transporte de las

botellas.

Un brazo mecánico automatizado se encarga de recoger las botellas llenas de la cinta

CB y colocarlas en la posición correspondiente del cajón situado en la cinta CC (la

automatización de este brazo se supone que ya está realizada, y sólo hace falta indicarle

que tiene una botella para recoger; cuando ha finalizado nos indica con una señal que

está listo para recoger una nueva botella).

Secuencia de control:

La cinta CB transporta botellas vacías hacia el dispositivo de llenado. Una vez que

una botella vacía está en posición se debe bajar el cono, accionando el motor correspondiente, hasta que se adapte al cuello de la botella y abrir la válvula del

depósito, con lo que la botella se llena. Una vez llena (se considera que una botella se ha

llenado al cabo de 2 segundos) se debe cerrar la válvula del depósito y elevar el cono

para permitir que la cinta CB coloque otra botella vacía en posición. La botella llena, al

llegar a la zona de descarga, debe ser recogida por el brazo mecánico que la sitúa en un

compartimento vacío del cajón. El brazo mecánico dispone de un controlador que

permite realizar esta operación automáticamente mediante una señal de activación.

Cuando termina la operación indica mediante una señal de salida que está listo para

recoger otra botella. Una vez que el cajón está lleno, la cinta CC debe situar un cajónvacío en la zona de descarga del brazo mecánico.





Solución:

División en subprocesos:1. Transporte de botellas, compuesto por la cinta CB y su motor.2. Llenado de botellas, compuesto por el depósito, la válvula de

salida, el cono que se adapta a la botella y el motor deposicionamiento del mismo.

3. Llenado de cajones, compuesto por el brazo mecánico.4. Transporte de cajones, compuesto por la cinta CC y su motor.

Interacción entre los subprocesos:- El subproceso de transporte de botellas opera de forma secuencial

con los de llenado de botellas y llenado de cajones.- La ejecución de los dos procesos de llenado de botellas y de

cajones es concurrente.- Los subprocesos de llenado de botellas y cajones están a la

espera de que el subproceso de transporte de botellas las sitúe en

las zonas requeridas. Cuando la botella está en posición, la cintase detiene y pueden comenzar los procesos de llenado. Cuandoterminan, la cinta de transporte de botellas continúa su marcha.

- El funcionamiento del subproceso de transporte de cajones essecuencial con el de llenado de cajones e independiente de losdemás.

Variables de entrada al proceso:

- MOTOR_CB: señal de activación del motor de la cinta CB.- MOTOR_CC: señal de activación del motor de la cinta CC.- ABRIR: señal de apertura de la válvula del depósito.- SUBIR_CONO: señal para subir el cono de llenado.- BAJAR_CONO: señal para bajar el cono de llenado.- ACTIVAR_BRAZO: orden al brazo para recoger la botella.






Variables de salida del proceso:- cono_arriba: sensor para detectar que el cono está en la posición

superior.

- cono_abajo: sensor para detectar que el cono está en la posicióninferior.

- fin_brazo: señal que activa el proceso de llenado de cajones paraindicar que ha colocado la botella en el cajón.

- llenar: señal que activa el proceso de transporte de botellascuando ha situado la botella en la posición de llenado.

Temporizadores:

- T1: para medir el tiempo de llenado de la botella (2 sg).- T2: para medir el tiempo de arrastre de la cinta de botellas, para

situar la siguiente botella en posición.- T3: para medir el tiempo de arrastre de la cinta de cajones, para

situar el siguiente cajón en posición.Estos temporizadores permiten realizar un control en bucle abierto

de los distintos subprocesos sin información de sí se realizancorrectamente. Pero los podemos sustituir por sensores que detecten

la botella llena, la botella bajo el depósito y el cajón en la posición dellenado respectivamente; con lo que tendríamos un control en buclecerrado de estos subprocesos que garantizarían el funcionamientoante perturbaciones como: desigualdad de distancia entre las botellasy entre los cajones, obturación del cono de llenado.

Contador :Se necesita un contador en el proceso de llenado de cajones, que

cuente el número de botellas depositas en el cajón para determinar cuando está lleno (12 botellas) y poder colocar otro cajón vacío.




Tema 5:

AutomatismosCombinacionales ySecuenciales

1. Introducción.

2. Automatismos combinacionales.

3. Automatismos secuenciales.3.1. Diagrama de etapa/transición.

Tema 5: Automatismos Combinacionales/Secuenciales 1




1. INTRODUCCIÓN

• Los automatismos pueden ser de dos tipos:

- Automatismos combinacionales.

- Automatismos secuenciales.

• En los automatismos combinacionales las salidas en un instante

de tiempo determinado sólo dependen de las entradas (variables

de medida) en ese mismo instante (ecuaciones lógicas estáticas).

• En los automatismos secuenciales las salidas en un instante de

tiempo determinado dependen de las entradas y de variablesinternas que recogen el estado del proceso en ese instante

(ecuaciones dinámicas).





2. AUTOMATISMOS COMBINACIONALES

• Las variables de salida sólo dependen de las entradas (variables

de medida) en el instante actual.

• Su descripción se realiza mediante tablas de verdad, dondeaparecen todas las posibles combinaciones de las entradas y el

valor correspondiente de las salidas en cada caso.

• Ejemplo: Control de una cinta transportadora.

Se trata de controlar el motor (M); ponerlo en marcha cuando el

interruptor (I) esté encendido y el sensor (D) no esté activado.

I D M

0 0 0

0 1 0

1 0 11 1 0

I

M

D

• Se diseñan a partir de la tabla de verdad:

1. A partir de la descripción funcional del automatismo, se

genera su tabla de verdad.

2.

Con la tabla de verdad se obtienen las ecuaciones lógicascorrespondientes a cada salida.

3. Representación mediante puertas lógicas; o en forma de

diagrama de contactos para su implementación en un PLC, en

caso de ser necesario.





• Ejemplo 1: Clasificador de piezas

ProcesoAutomatismo¿?

S1

S2

AB

C

Der (Tipo 3)

D3 Izq (Tipos 1 y 2)

D2 D1

Generar 3 variables T 1, T 2 y T 3 activas cuando el tipo de pieza es:

- Tipo 1: sensor D1 activo.

- Tipo 2: Sensores D1 y D2 activos.

- Tipo 3: sensores D1, D2 y D3 activos.La variable M indica si el motor está en marcha (M=1).

Generar una señal de error que se active cuando estando el motor parado no se active ni T 1 ni T 2 ni T 3.

Para T 1 y T 2 activas, accionar ' Izq'.

Para T 3 activa accionar ' Der '.





• Ejemplo 2: Control Todo/Nada de nivel y temperatura

Nivel

Temp

F C

- Sensor de Nivel binario:

NOK = 1 si Nivel > Nivel mín

- Sensor de Temperatura binario suministra tres señales binarias:

TB = 1 si Temp ≤ Ref − ∆

TA = 1 si Temp ≥ Ref + ∆

TOK = 1 si Ref − ∆ < Temp < Ref + ∆

- Actuadores binarios:C = 1 abre válvula de caudal caliente

F = 1 abre válvula de caudal frío

- Automatismo:

1) Si el nivel está por debajo del mínimo hay que llenar (abrir F

y C).

2) Si la temperatura está por debajo del mínimo hay que

calentar (abrir C).

3) Si la temperatura está por encima del máximo hay queenfriar (abrir F).

4) Detectar errores del sensor de temperatura (sólo puede haber

una señal del sensor activada a la vez).





3. AUTOMATISMOS SECUENCIALES

• Las salidas (Y) dependen de las variables medidas (U) y de las

variables internas (E) que recogen el estado del proceso en ese

instante.

• Es necesaria la incorporación de unas variables (binarias) para

almacenar el estado. Estas variables hacen la función de

memoria, representan lo que ha ocurrido hasta ese instante.

• El automatismo estará formado por un conjunto de ecuaciones

lógicas que debe incluir unas funciones lógicas para obtener lassalidas, y también otras funciones lógicas para actualizar el

estado.

- Ecuaciones de estado: ( ) ( ) ( )( )t U t E f t E ,1 =+

-

Ecuaciones de salida:( ) ( ) ( )( )t U t E g t Y ,=

• Ejemplo: Máquina pulidora

D I

f=1

f=0

f 1 f 2

La herramienta debe ir de f 1 a f 2 y viceversa indefinidamente

(hasta que se apague la máquina).

Para controlar este movimiento se dispone de las medidas de los

finales de carrera f 1

y f 2, y se actúa sobre D e I .





f 1 f 2 I D

0 0 ¿? ¿?

0 1 1 01 0 0 1

1 1 ! !

No se puede obtener I y D

únicamente con los valores

de los sensores

Esta combinación no

es posible

No se puede resolver como un automatismo combinacional, es

necesaria la inclusión de variables de estado.

• Resolución como automatismo secuencial:

Se define un estado que almacena la dirección en la que se mueve

la máquina:

E = 1 ⇒ Hacia la izquierda.

E = 0 ⇒ Hacia la derecha.

Es necesario obtener la ecuación de estado y las ecuaciones de

salida. Por ejemplo planteando las tablas de verdad.

E actual f 1 f 2 E futuro I D

0 0 0 0 0 10 0 1 1 1 0

0 1 0 ! ! !

0 1 1 ! ! !

1 0 0 1 1 01 0 1 ! ! !

1 1 0 0 0 1

1 1 1 ! ! !

Estas combinaciones se

suponen no posibles.






3.1. Diagrama de etapa/transición

• Una forma bastante intuitiva de representar la secuencia de

operaciones que debería seguir el proceso se obtiene de la

representación gráfica etapa/transición (GRAFCET).

• A partir de esta representación se puede obtener el conjunto de

ecuaciones lógicas que forman el automatismo secuencial.

• La evolución del proceso se representa mediante una serie de

etapas o estados del sistema.

• Las condiciones de evolución de una etapa a otra esta indicada

por las transiciones.

• Una etapa puede tener una serie de acciones asociadas a ella, que

se ejecutarán cuando el sistema alcance dicha etapa.

• Ejemplo: Máquina pulidora

D I

Ir a la

derecha

Ir a la

izquierda

Tr1 = f 1

Tr0 = f 2

E0

E1

f=1

f=0

f 1 f 2




Tema 6:

Diseño de Automatismosmediante el GRAFCET

1. Introducción.

2. Definición de elementos gráficos.2.1. Etapa.2.2. Acción asociada.2.3. Transición y Receptividad.2.4. Arco.2.5. Trazos paralelos.

3. Condiciones evolutivas.3.1. Implementación del GRAFCET en un PLC.

4. Estructuras en el GRAFCET.

4.1. Estructuras básicas.4.2. Estructuras lógicas.4.3. Saltos condicionales.4.4. Macroetapas.

5. Ciclos de ejecución.

6. Ejemplo.

Tema 6: Diseño de automatismos mediante Grafcet 1




1. INTRODUCCIÓN

• El GRAFCET es un método de análisis y diseño de

automatismos.

• En los automatismos intervienen un elevado número de variablesde entrada, lo que hace que sea un problema intratable para el

diseño clásico con puertas lógicas.

• En la implementación de dispositivos basados en Lógica

Programada no resulta ya rentable buscar una ley de mando con

un número mínimo de “puertas lógicas”. El coste de dicha búsqueda excede al de la memoria disponible en el dispositivo

programable, ya que esta experimenta abaratamientos constantes

debido al alto nivel de integración alcanzados con los avances

tecnológicos en la microelectrónica.

• El GRAFCET no busca la minimización de las funciones lógicasque representan la dinámica del sistema, bien al contrario su

potencia radica precisamente en que impone una metodología

rigurosa y jerarquizada de solución de problemas, evitando así las

incoherencias, los bloqueos o los conflictos durante el

funcionamiento del automatismo.

• Las principales características del GRAFCET son:

- Claridad, legibilidad y presentación sintética.

- Ofrece una metodología de programación estructurada, “top-

down” (de forma descendente) que permite el desarrolloconceptual de lo general a lo particular.

- Introduce un concepto de “tarea” de forma jerarquizada.





2. DEFINICIÓN DE ELEMENTOS GRÁFICOS

• Se definen los siguientes elementos gráficos en el GRAFCET:

- Etapa.

- Acción asociada.

- Transición y Receptividad.- Arco.

- Trazos paralelos.

2.1. Etapa

• Se define como la situación del sistema que representa un estado

invariante con respecto a las entradas y salidas del sistema

automatizado.

• Gráficamente se representa por un rectángulo que se numera en su

interior dando de esta manera una secuencialidad a las etapas

representadas.

10 0

• Cuando la etapa es de inicialización, el rectángulo se representacon doble línea.





2.2. Acción asociada

• La acción o acciones elementales a realizar durante una etapa,

vienen indicadas mediante etiquetas.

• Se representan mediante rectángulos conectados a las etapascorrespondientes y situados a la derecha de las mismas.

Abrir válvula10

•

• Se dice que la etapa está activa, cuando se ejecutan sobre el

proceso las tareas elementales programadas.

• Las acciones asociadas se pueden clasificar como:

- Reales: acciones concretas que se producen en el automatismo:

- Internas: acciones que se producen en el interior del

dispositivo de control, tales como temporizaciones, contéos.- Externas: acciones que se producen sobre el proceso en si,

tales como abrir/cerrar una válvula, arrancar/parar un motor.

- Virtuales: no se realiza ninguna acción sobre el sistema, suelenutilizarse como situaciones de espera a que se produzcan

determinados eventos (activación de determinadas señales) que

permitan la evolución del proceso. En estas etapas la etiqueta

está vacía o no hay.





- Incondicionales: acciones que se producen con solo quedar activada la etapa correspondiente.

- Condicionales: acciones que requieren el cumplimiento de unacondición adicional además de la propia activación de la etapa

correspondiente.

10 Abrir válvula nº1 Abrir válvula nº2

x

• Puede haber diferentes tipos de acciones asociadas a una mismaetapa.

• El estado de activación de una etapa, se indica gráficamente,

mediante la colocación de una señal testigo (token) en el interior

de la etapa. Dicho testigo irá avanzando por las etapas conformevaya ejecutándose el automatismo.

• Una etapa no activa puede ser a su vez activable o inactiva

dependiendo de si la etapa precedente está activa o no.





2.3. Transición y Receptividad

• El concepto de transición se asocia a la barrera existente entre

dos etapas consecutivas y cuyo franqueo hace posible la

evolución lógica del automatismo.

• A toda transición le corresponde una receptividad, que es la

condición lógica necesaria para que se produzca el paso de una

etapa a la siguiente; si bien este se producirá siempre que además

la etapa precedente esté activa.

• La condición lógica viene expresada mediante una función lógica booleana.

• Gráficamente se representa mediante dos segmentos

perpendiculares, junto a la correspondiente condición lógica de la

receptividad.

10

Transición nº10





2.4. Arco

• Un arco es un segmento de recta que une una transición con una

etapa o viceversa, pero nunca elementos homónimos entre sí.

2.5. Trazos paralelos

• Se utilizan para representar a varias etapas cuya evolución estácondicionada por una misma transición.

a·b+c

2019

1817

11

Transición nº10

10





3. CONDICIONES EVOLUTIVAS

• La dinámica evolutiva del GRAFCET viene dada por un conjunto

de reglas que nos permitirán hacer un seguimiento de las señales

testigo (token), a través del diagrama funcional.

• Una etapa puede ser activa, inactiva o activable, y su evolución

viene dada por el gráfico siguiente:

Activa

•

Si se activa la

etapa anterior

Si se satisface

la receptividad

Si se activa la

etapa posterior

Activable

Inactiva

• Reglas:- La etapa de inicialización se activa de forma incondicional.

- El franqueamiento de una transición, tiene como consecuencia

la activación de la/s etapa/s siguiente/s, y el paso a inactiva/s de

la/s precedente/s.

- Transiciones conectadas en paralelo que sean franqueables, sefranquean de forma simultánea si se cumplen las condiciones

para ello.- Si una etapa es activada y desactivada simultáneamente,

permanecerá activada.

- Una transición se define como validada, si todas las etapas que

le preceden son activas.

- Una etapa se define como activable, si la transición precedente

está validada.

- Una transición puede estar: validada, no validada y liberada(franqueada).





3.1. Implementación del GRAFCET en un PLC

• La implementación de un autómata programable (PLC) consisteen la programación de las ecuaciones lógicas del automatismo

(mediante diagrama de contactos o en lenguajes propios del PLC).

• Puesto que el PLC ejecuta una tras otra las ecuaciones, para sucorrecta ejecución de deben programar en un orden determinado.

La ejecución del programa en un PLC consiste en:

1. Leer las variables de entrada.2. Evaluar las ecuaciones de actualización de los estados.

3. Evaluar las ecuaciones de salida.

4. Fin de ciclo (volver al paso 1).

• Ecuaciones de activación de cada una de las etapas:

nnnn Reset·ESetE +=

- : Condición de activación de la etapa n (que este activadala etapa o etapas precedentes y se cumplan sus receptividades).

nSet

- : Condición de desactivación de la etapa n (que se active

la etapa o etapas precedentes).nReset

• Ecuaciones de activación de las salidas: una salida estará activada

si está activada alguna de las etapas donde aparezca dicha salida

como acción asociada. Si además la acción asociada es

condicional, además se multiplicará la etapa por dicha condición

para activar dicha salida.

• Activación de la etapa inicial (E0): Los PLC’s disponen de unaseñal de Start (SM2) que sólo se activa durante el primer ciclo de

ejecución permitiendo la inicialización del automatismo.

StartReset·ESetE 0000 ++=





4. ESTRUCTURAS EN EL GRAFCET

4.1. Estructuras básicas

• Permiten realizar el análisis del sistema mediante su

descomposición en subprocesos.

• Secuencia única: está compuesta de un conjunto de etapas que

van siendo activadas una tras otra, sin interacción con ningunaotra estructura.

- A cada etapa le sigue una sola transición y cada transición es

validada por una sola etapa.

- La secuencia estará activa, si una de sus etapas lo está. Y estará

inactiva si todas sus etapas lo están.





• Secuencias paralelas: son aquellas secuencias únicas que sonactivadas de forma simultánea por una misma transición. Después

de la activación de las distintas secuencias su evolución se produce de forma independiente.





4.2. Estructuras lógicas

• Divergencia en OR : nos permite optar por secuencias

alternativas cuando el automatismo así lo requiere.

1n1n1n1n

nn1nn

1nn1n1n1n

ResetE bEE

ResetEaEE

EEESetE

++−+

−

+−−−

⋅+⋅=

⋅+⋅=

+⋅+=

n+1n

ba

n−1

- La etapa n pasa a ser activa si, estando activa la etapa n− 1 se

satisface la receptividad de la transición a.

- La etapa n+1 pasa a ser activa si, estando activada la etapa n− 1

se satisface la receptividad de la transición b.

• Convergencia en OR : se utiliza cuando se puede llegar a una

misma etapa desde diferentes situaciones.

n−2n−1

c

nnn

n

2n1nn

n2n2n2n

n1n1n1n

ResetE

Set

dEcEE

EESetE

EESetE

⋅+⋅+⋅=

⋅+=

⋅+=

−−

−−−

−−−

4 4 4 34 4 4 21

d

- La etapa n pasa a ser activa, si estando activa la etapa n− 1 se

satisface la receptividad de la transición c, o si estando activada

la etapa n− 2 se satisface la receptividad de la transición d .





• Divergencia en AND: se utiliza para activar simultáneamente dos

o más secuencias paralelas.

2n2nn2n

1n1nn1n

2n1nnnn

ResetEf EE

ResetEf EE

EEESetE

+++

+++

++

⋅+⋅=

⋅+⋅=

⋅⋅+=

n+2n+1

n

f

- Las etapas n+1 y n+2 pasan al estado activo, si estando activala etapa n se satisface la receptividad de la transición f .

• Convergencia en AND: permite la convergencia de dos o más

secuencias paralelas.

nn2n1nn

n2n2n2n

n1n1n1n

ResetEf EEE

EESetE

EESetE

⋅+⋅⋅=

⋅+=

⋅+=

−−

−−−

−−−

n−2n−1

f

n

- La etapa n pasa al estado activo, si estando las etapas n− 1 y

n− 2 activas, se satisface la receptividad de la transición f .





4.3. Saltos condicionales

• n el GRAFCET de la figura a, se producirá un salto de la etapa n ala etapa n+i+1, si la receptividad representada por la variable A

es A=0. En caso contrario ( A=1) se prosigue la secuencia normal:n, n+1, n+2, etc.

n+1

n+2

n+4

n+3

•

D

C

A

B

n

B

n+2

n+i

G

n+i+1

A

n+1

n

•

D

Figura a Figura b

• En el GRAFCET de la figura b, se producirá la repetición de las

etapas n, n+1, n+2, n+3 mientras se mantenga el valor de la

variable D en D=0.





4.4. Macroetapa

• Un conjunto de etapas cuya aparición puede repetirse a lo largodel diagrama GRAFCET, puede ser representado mediante una

macroetapa. De esta forma sólo habrá que detallar de forma

explícita la secuencia una sola vez.

• Una macroetapa se representa con un rectángulo con bordes

verticales de doble trazo y conteniendo los números de la etapa

inicial y final.

15-209

d

10

e

b

15-206

5

a

8

7

c





5. CICLOS DE EJECUCIÓN

• Dependiendo de las características del automatismo, éste

requerirá distintas modalidades de ejecución de ciclo, de tal forma

que podemos tener ciclos ininterrumpidos, ciclos interrumpidos bajo determinadas condiciones al principio de su ejecución, etc.

• Atendiendo a diversos criterios los ciclos de ejecución pueden

clasificarse en:

5.1. Marcha ciclo a ciclo

• Para cada nueva ejecución, se requiere la inicialización del mismo por parte del operario que está al cargo del sistema.

Ciclo

fin

Visor de encendido

Ac·Ci

0

•

n

1

Ac = Arranque del ciclo

Ci = Condiciones iniciales





5.2. Ciclo único

• Se ejecuta una sola vez, aunque se mantenga accionada la ordende arranque.

Ciclo

Ac

n+1

fin

Visor de encendido

Ac·Ci

0

•

n

1







5.3. Marcha automática/Parada de ciclo:

• El ciclo se repite automáticamente tras su arranque, hasta que seactive una señal de parada tras lo cual, el ciclo en curso acabará

su ejecución y se detendrá.

Ciclo

fin

Visor de encendido

E20·Ci

0

•

n

1

19•

20

Parada

Ac·Ci

Marcha automática

Pc



Pc = Parada de ciclo





5.4. Marcha automática/Marcha ciclo a ciclo

• El ciclo se inicia por la actuación sobre la señal de “arranque deciclo”. El bloqueo se producirá actuando nuevamente sobre dicha

señal.

Ciclo

finauto

finciclo a ciclo

Ac·Ci

0

•

n

1







6. EJEMPLOS

• Ejercicio 1:

Un grupo moto-bomba lleva agua a un depósito a partir de estanques de

reserva. El grupo deberá arrancar o pararse automáticamente en función de

los niveles de agua del depósito (S2 bajo, S1 alto).

Diséñese el diagrama funcional GRAFCET del sistema.

• Ejercicio 2:

Realizar el diagrama funcional de un automatismo, para el control de

acceso a un túnel que es compartido por dos vías recorridas por trenes en

sentidos contrarios.





• Ejercicio 3:

El sistema de la figura se trata de un proceso compuesto por un brazo-

robot, una máquina envasadora y tres cintas transportadoras. Las condicionesde funcionamiento son las siguientes:

- La cinta C1 suministra piezas de forma aleatoria al robot. Dispone de

un sensor de posición S1 de aviso de llegada de pieza. La cinta se ha de

detener si llega una pieza y el robot no está disponible.

- La cinta C2 recoge las cajas empaquetadas y las transporta a su destino

final. Dispone de un sensor de posición S2 de aviso de llegada de una

caja a la cinta, tras lo cual la cinta se pone en marcha durante 10 seg.

-

La cinta C3 suministra cajas vacías al robot. Dispone de un sensor de posición S3 de aviso de llegada de caja. Cuando la caja es retirada por

el robot la cinta arranca hasta situar una nueva caja en posición.

- El robot recoge las piezas de la cinta C1 y las coloca en la caja situada

en la cinta C3. Una vez la caja llena con seis piezas, el robot la coge, la

lleva a la envasadora y espera a que ésta termine. Cuando la caja está

empaquetada el robot la vuelve a coger y la deposita sobre la cinta C2.

- El robot dispone de una señal DR, que advierte que está en disposición

de coger una nueva pieza.

- La empaquetadora dispone de un sensor de posición Se para detectar de

la presencia de una caja para empaquetar; además dispone de una señal

DE que advierte que está en disposición de empaquetar una nueva caja.

DR

DE

Se

S3

C3

S1

S2

C1

C2





• Ejercicio 4: Túnel de pintado

- Sensores:

F1: Sensor de peso instalado en la grúa (F1=1 si el Peso > Peso

mínimo). F2 ... F8: Sensores de posición (Fx=1, si se detecta presencia).

- Accionadores:

Motor 1: (MS=1 sube la grúa, MB=1 baja la grúa, MS=MB=0

parado).

Motor 2: (MA=1 avanza la grúa, MR=1 retrocede la grúa,

MR=MA=0 parado).

- Automatismo:El proceso comienza, estando la grúa en F2 y F4 (posición inicial en la

zona de carga), se detecta peso de una pieza en el sensor F1. La pieza

tiene que pasar por todos los tanques sucesivamente. Para pasar de un

tanque a otro la grúa debe subir, avanzar hasta el siguiente tanque y

bajar. Cuando se llega a la zona de descarga (F2 y F8) la grúa debe

esperar a que le desenganchen la pieza, cuando el sensor F1 ya no

detecta peso la grúa debe regresar a la zona de carga (subir, retroceder

y bajar) volviendo al estado inicial.






• Ejercicio 5: Control de un tanque

- Sensores:

Tok = 1 (si la temperatura está en el rango correcto).

Nok = 1 (si el nivel está `por encima de un nivel máximo).

Nmin = 1(si el nivel está por encima de un nivel mínimo).

- Accionadores: V1 y V2 = 1 (Válvulas abiertas).

PIDon = 1 (Control PID de temperatura en marcha).

Ag = 1 (Agitador en marcha).

- Funcionamiento del proceso:

Si Nmin=0 no debe funcionar el PID ni el agitador ( para prevenir

averias).

El punto de operación normal del proceso consiste en V1=V2=1

(válvulas abiertas) y el control de temperatura activado.

Para modificar los niveles se pueden utilizar V1 y V2.

Si la temperatura no es la correcta no debe abrirse V2.




Tema 7:

Diseño Estructurado deAutomatismos

1. Introducción.

2. Modos de marcha.2.1. Marchas automáticas.

2.1.1 Funcionamiento semiautomático:Marcha ciclo a ciclo – Ciclo único.

2.1.2 Funcionamiento automático: Marchaciclo automático – Ciclos continuos.

2.2. Marchas de intervención.

3. La seguridad.3.1. Tratamiento de alarmas y emergencias.

4. Diseño estructurado.4.1. Diagramas jerarquizados y forzado desituaciones.

4.2. Reglas de forzado.

Tema 7: Diseño estructurado de automatismos 1




1. INTRODUCCIÓN

• Hasta el momento, se ha realizado el diseño del automatismo

atendiendo sólo al control del funcionamiento normal del

automatismo sin otras consideraciones.

• Sin embargo las necesidades de altos niveles de automatización,

así como la dedicación a tareas de seguridad, vigilancia y

autodiagnóstico, imponen una complejidad creciente a los

automatismos.

• Por tanto para un análisis más adecuado y una mejor comprensióndel modelo global, es conveniente realizar el diseño del

automatismo de forma estructurada.

• La estructuración en diversos submodelos, permite realizar un

diseño más detallado de cada una de las tareas, a la vez quefacilita una posterior revisión.

• La jerarquía entre los diversos aspectos de un automatismo viene

dada por este orden: seguridad, modos de marcha y

funcionamiento normal.





2. MODOS DE MARCHA

• Se describen los diversos modos de funcionamiento que pueden

presentar los automatismos.

• El funcionamiento normal del automatismo es generalmentecíclico, pudiendo funcionar de las siguientes formas:

- Ejecutando el ciclo de forma indefinida a partir de una

autorización del operador.

- Ejecutando el ciclo uno a uno con requerimiento deautorización por parte del operador en cada ocasión.

- Ejecutando por parte del operador un control permanente

permitiendo la activación de una o más etapas en cada

autorización.

• A partir de estos modos de funcionamiento, se pueden realizar

diversas combinaciones, pero en general los modos defuncionamiento se clasifican en:

- Marchas Automáticas.

- Marchas de Intervención.

2.1. Marchas automáticas

• Se trata del modo de funcionamiento normal, para el cual el

automatismo ha sido diseñado.

• Las marchas automáticas a su vez se pueden clasificar en:- Funcionamiento Semiautomático.

- Funcionamiento Automático.





2.1.1. Funcionamiento semiautomático: Marcha ciclo a ciclo –

Ciclo único

• Cada ciclo necesita la autorización del operador para ejecutarse.

• El control sobre cada uno de los ciclos se lleva a cabo mediante la

variable AC (arranque de ciclo).

• Para ejercer un control estricto sobre el ciclo y evitar su repetición

indeseada, se suele introducir la señal de arranque de ciclo ACmediante flanco de bajada evitando de esta manera su repetición

aun en el caso que dicha señal haya quedado activada desde el

ciclo precedente. Otra forma es introducir una etapa antirepetición

al final de cada ciclo cuya acción asociada consiste en desactivar

la condición de arranque de ciclo AC activada al inicio del ciclo.



Ac

Ciclo

n+1

fin

Visor de encendido

Ac·Ci

0

n

1





2.1.2. Funcionamiento automático: Marcha ciclo automático –

Ciclos continuos

• Cuando se ejecuta la orden de arranque de ciclo (AC), el sistema permanece funcionando de forma ininterrumpida, hasta que se

efectúe una orden de parada normal.

• La parada normal, detiene el sistema al final del ciclo en curso a

diferencia de paradas de emergencia cuyo objetivo es parar de

inmediato la ejecución del ciclo sea cual sea su situación.

• Para el control sobre el Ciclo Continuo, se suele establecer una

estructura jerarquizada con dos diagramas Grafcet, donde el

maestro controla el funcionamiento del esclavo.

Ciclo

fin

Visor de encendido

E20·Ci

0

•

n

1

19

•

20

Parada

Ac·Ci

Marcha automática

Pc



Pc = Parada de ciclo





2.2. Marchas de intervención

• Se trata de modos de funcionamiento especiales, utilizados

generalmente en los periodos de ajuste y puesta a punto del

funcionamiento de los automatismos.

• En este modo de funcionamiento se ejerce un control estricto no

ya sobre la ejecución de un ciclo, sino sobre la ejecución de una o

varias etapas en un mismo ciclo.

• Permite la corrección de funcionamientos imprevistos, fallos,

averías o correcciones precisas en el funcionamiento de lasmáquinas o del dispositivo de control.

• En este modo se requiere frecuentemente la parada del sistema,

bien por inhibición de las acciones asociadas a las etapas, o bien

por congelación del automatismo impidiendo el franqueo dedeterminadas transiciones.

Ciclo

Ac = Arranque del cicloCi = Condiciones iniciales

finauto

finciclo a ciclo

Ac·Ci

0

•

n

1





3. LA SEGURIDAD

• Los dispositivos de control han de contar con los recursos

necesarios dedicados al objetivo de garantizar el buen

funcionamiento del sistema en caso de situaciones imprevistas,

averías o emergencias.

• Bajo el concepto de seguridad se engloba la capacidad del

automatismo para minimizar la probabilidad de aparición de

fallos en su funcionamiento así como sus defectos.

• El estudio de la seguridad debe abordarse teniendo en cuenta lossiguientes conceptos:

- Seguridad: Ausencia de peligro para las personar e

instalaciones.

- Disponibilidad: Ausencia de paradas como consecuencia de

fallos en el sistema.

• A continuación se citan algunas de las soluciones que se adoptande forma combinada y con carácter general para conseguir la

seguridad de los automatismos.





3.1. Tratamiento de Alarmas y Emergencias

• Atendiendo al grado de afectación las alarmas pueden ser:

- Alarmas Locales: sólo afectarán parcialmente al sistema, de

forma que su efecto solo debe repercutir sobre un conjunto

delimitado de dispositivos.- Alarmas Generales: afectarán a la totalidad del sistema y por

lo general can a disponer de prioridad frente a las alarmas

locales.

• Las alarmas pueden implementarse en un automatismo mediante

la introducción de una nueva variable asociada según los

siguientes casos:

- Introducción de la variable asociada en las condiciones dedesactivación de la función lógica de activación/desactivación

de la etapa.

11 +− ⋅+⋅⋅⋅= nnnnG Ln E E T E A A E

- Introducción de la variable asociada en las funciones lógicas

asociadas a las receptividades; lo que permite de forma

relativamente fácil, hacer evolucionar el sistema a

determinadas situaciones de parada o secuencias de

emergencia.

- Introducción de la variable asociada como condición adicional

a la ejecución de las acciones asociadas a las etapas, lo que

permite inhabilitar las acciones en caso de producirse la alarma.

• Clasificación del tratamiento de alarmas:

- Sin secuencia de emergencia.

- Inhibición de acciones.

- Congelación del automatismo.

- Con secuencia de emergencia.





• Alarmas sin secuencia de emergencia: ante una situación de

alarma el automatismo se limita a detener su evolución ysuspender las acciones básicas asociadas a la etapa donde se

produce la parada. Se establecen dos variantes:

- Inhibición de acciones: la aparición de la alarma no detienedirectamente la evolución del automatismo, sino que inhibe a

las propias acciones asociadas a las etapas.

- Congelación del automatismo: la señal de alarma aparece en

cada una de las receptividades asociadas a las transiciones,

de forma que su activación impide la evolución del sistema.

Cuando la señal de alarma desaparece, el sistema puede

continuar su evolución a partir de la etapa donde se produjo

la alarma.

G2n AT ⋅−

Gn AT ⋅

G1n AT ⋅−

GA

GA

GA

A

A

A

n

n–1

n–2





• Alarmas con secuencia de emergencia: la evolución del sistemaderiva hacia una secuencia de emergencia, constituida por una o

más etapas, cuyas acciones están orientadas a situar el proceso enlas mejores condiciones de seguridad posibles.

G2n AT ⋅−

Gn AT ⋅

n–2

n–1

n

G1n AT ⋅−

e1

en emergencia

de

Secuencia

GA





4. DISEÑO ESTRUCTURADO

• Realizar un diseño estructurado del automatismo, consiste en

realizar en la medida de lo posible, una representación separada

de los diversos aspectos del modelo del sistema, tales como

funcionamiento normal de producción, distintos modos de marcha posibles, paradas de emergencia asociadas a la seguridad, etc.,

mediante la utilización de diagramas funcionales parciales.

4.1. Diagramas jerarquizados y forzado desituaciones

• Cada Grafcet parcial debe modelar el funcionamiento del sistemateniendo en cuenta el aspecto en cada momento considerado.

• Puesto que todos los aspectos del funcionamiento del sistema

están estrechamente interrelacionados es preciso garantizar dicha

interrelación entre todos y cada uno de los diagramas parciales, altiempo que hay que establecer las condiciones de dependencia y

relación de jerarquía entre los diagramas en orden de importancia

de las funciones asociadas a los mismos.

4.2. Reglas de forzado

• La relación entre diagramas parciales diferentes, se lleva a cabomediante las denominadas ordenes de forzado, ejecutadas en un

diagrama parcial jerárquicamente superior.






• Las ordenes de forzado se efectúan en un diagrama jerárquicosuperior, y su efecto se produce en uno inferior.

• Las ordenes de forzado permiten modificar el conjunto de etapasactivadas en un instante determinado, en función de la activación

de una o más variables que intervienen en la receptividad de

alguna transición

• Reglas de forzado:

1) El forzado es una orden interna, como resultado de una

evolución. Para una situación que comporta una o variasordenes de forzado, los grafcets forzados tomarán de inmediato

y directamente la o las situaciones impuestas.

2) A toda aparición de una nueva situación, la aplicación del

forzado es prioritaria con relación a toda actividad del modelo

(evolución, afectado de las salidas, etc.).

3) Las reglas de evolución no se aplican más que en una situación

por la cual el grafcet parcial forzado está en la situaciónimpuesta por el grafcet forzante.

4) Los grafcets forzados se mantienen en la situación impuesta

mientras sean válidas las órdenes de forzado.

5) Si un grafcet fuerza a otro lo recíproco será imposible.

6) En todo momento del funcionamiento, un grafcet solo puede

ser forzado por un único grafcet.



Roger Ciscar VillacortaDiagrama Tema 5.Electónica. 4º Curso Ingeniería Química

ACTUADOR ACONDICIONADOR

Fuente DeAlimentación

PROCESO

CONTROLA

DOR

SENSOR ACONDICIONADORACONDICIONADORACONDICIONADOR

ACONDICIONADOR(COMPONENTES)

PASIVOS

Potenciómetro:

Tiene 3 terminales y es unaResistencia cuyo valor esmodificable.

Bobina:

Hilo conductor arrollado a unmaterial aislante.

Resistencia:

Posee un código de colores paraconocer el valor numérico.

Condensador:

2 placas de metal separadas por un material dieléctrico.

SEMICONDUCTO

Diodo:

Sólo permite el paso de en el sentido de la flecha

Transistor:

Funcionamiento:

-lineal-Saturación-Corte

Circuito integrado:

Placas de plástico con pcobre y con componenteforman un circuito.

N

P

ACONDICIONADOR(FUNCIONES

BÁSICAS)

OBTENCIÓN DE LA SEÑAL ELECTRICA

p

S R R

U +

=

0

0α

Puente de wheatstone:

Escogiendo el valor adecuado de las

resistencias:T VR

IR1 Rp

VR2 R

Amplificador operacional

+

uS=A·ui ui -

+

+ R L

AMPLIFICADOR NO INVERSOR

R 2R 1

1

21 R

RG +=

AMPLIFICADOR INVER

R 2 R 1

G =

TIPOS DE AMPLIFICADORES

AMPLIFICACIÓN

WS>We

ue A uS

uS=G·ue

REGLAS DE ORO: (c0==→∞=−+

I I z e−+

=V V



Trabajo automática 2002-2003 Opción 3

-1-

PROCESO

ε ⋅1m

ε ⋅ sT 50/1

ε ⋅⋅ 12 mm

ε ⋅ sT 60/3

ε ⋅ sT 40/4ε ⋅ sT 50/2

ε ⋅+ )( max5 T T

min N

ε

ε

ε

ε

ε

ε ⋅min N

0

1 VA T1 VA T311

2 VA T1 VB T412

3 R T5

5 VC

4 VD BD




ECUACIONES LÓGICAS

1110min5min40 E E E N E N E E ⋅⋅+⋅⋅+⋅= ε

521101 E E E M E E ⋅⋅+⋅⋅= ε

532112 E E E T E E ⋅⋅+⋅⋅= ε

5121112011 E E E M M E E ⋅⋅+⋅⋅⋅= ε

5121131112 E E E T E E ⋅⋅+⋅⋅= ε

1143412223 E E E T E T E E ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅= ε ε

04max534 )( E E T T E E ⋅+⋅+⋅= ε

0512113215 )( E E E E E E E E ⋅+++++⋅= ε

-2-




SUBPROCESOS

LLENADO M1

0240112

2140101

1040220

E E E T E E

E E E m E E

E E E T E E

⋅+⋅⋅=

⋅+⋅⋅=

⋅+⋅⋅=

401 E m ⋅

4050/1 E sT ⋅

4050/2 E sT ⋅

0

2 T2 VB

1 T1 VA

LLENADO M2

10124031112

121104021011

11104041210

E E E T E E

E E E E m E E

E E E T E E

⋅+⋅⋅=

⋅+⋅⋅⋅=

⋅+⋅⋅=

-3-

0402E E m ⋅⋅

4060/3 E sT ⋅

4040/4 E sT ⋅

10

12 T4 VB

11 T3 VA




CALENTAMIENTO

202140)212122(2021

212040max)5(2120

E E E E E E E E E

E E E T T E E

⋅+⋅⋅+⋅⋅=

⋅+⋅+⋅=

)( max5 E T T ⋅+

40)212122( E E E E E ⋅⋅+⋅

21 T5R

20

BOMBEO

303140203031

3130min3130

E E E E E E

E E N E E

⋅+⋅⋅=

⋅+⋅=

min N

4020 E E ⋅

31 VDBD

30

-4-




-5-

EMERGENCIA

40414041

4140min4140

E E E E

E E N E E

⋅+⋅=

⋅+⋅⋅=

ε

ε

ε ⋅min N

40

ε

41 VC



A

B

Descripción del software PL7

Descripción detallada de las instrucciones y funciones

Manual de

referencia



Generalidades PL7 1

___________________________________________________________________________

1/1

A

• un lenguaje booleano, el lenguaje de lista de instrucciones, que es un lenguaje

"máquina" con escritura de tratamientos lógicos y numéricos.

(1) En la siguiente documentación se utilizará PL7 para designar indistintamente PL7

Junior, PL7 Micro, PL7 Pro o PL7 Prodyn.

1.1 Presentación del programa PL7

1.1-1 Presentación

El programa PL7 Junior es un software de programación, diseñado para los autómatas

TSX 37 y TSX/PMX/PCX 57, que funcionan en Windows. El PL7 Micro permite

programar únicamente los autómatas TSX 37.

El software PL7 Pro ofrece, además de las funcionalidades PL7 Junior, la posibilidad

de crear bloques de función de usuario DFB (Derived Function block) y pantallas de

explotación.

EL software PL7 Prodyn es una herramienta de explotación (conducción, diagnóstico,

mantenimiento) para los autómatas TSX 37 y TSX/PMX/PCX 57. No permite crear o

modificar aplicaciones.

Capítulo 11 Generalidades

El programa PL7 (1) propone:

• un lenguaje gráfico, el lenguaje de contactos con transcripción de esquemas de

relés, que está adaptado al tratamiento combinatorio. Ofrece dos símbolos gráficos

de base: contactos y bobinas. La escritura de cálculos numéricos puede efectuarse

en de los bloques de operación.



1/2

___________________________________________________________________________

A

• un lenguaje literal estructurado, que es un lenguaje de tipo "informática" con una

escritura estructurada de tratamientos lógicos y numéricos.

• un lenguaje Grafcet que permite representar gráficamente y de forma estructurada

el funcionamiento de un automatismo secuencial.

Estos lenguajes formulan bloques de función predefinidos (temporizadores,

contadores,...) que las funciones específicas (analógica, comunicación, contaje ...) y las

funciones particulares (gestión de tiempo, cadena de caracteres ...) pueden completar.

Los objetos del lenguaje pueden simbolizarse.

El programa PL7 es conforme a la norma IEC 1131-3. Los anexos contienen las tablas

de conformidad: véase la sección B, capítulo 6.



1/8

___________________________________________________________________________

A

1.2 Objetos direccionables

1.2-1 Definición de los principales objetos booleanos

Bits de entradas/salidas

son las "imágenes lógicas" de los estados eléctricos de las entradas/salidas. Se

almacenan en la memoria de datos y se actualizan en cada exploración de la tarea

en la que están configurados.

Bits internos

Los bits internos %Mi permiten almacenar estados intermediarios durante la ejecución

del programa.Nota: los bits de entradas/salidas no utilizados no pueden emplearse como bits internos.

Bits sistema

Los bits sistema de %S0 a %S127 supervisan el buen funcionamiento del autómata

así como la ejecución del programa de aplicación. El propósito y el uso de estos bits

se describen en el apartado 3.1 de la sección B.

Bits de bloques de función

Los bits de bloques de función corresponden a las salidas de los bloques de función

estándar o instancia DFB. Estas salidas pueden cablearse directamente o utilizarse

como objeto.

Bits extraídos de palabras

El programa PL7 ofrece la posibilidad de extraer uno de los 16 bits de un objeto palabra.

Bits de estado de las etapas y macroetapas Grafcet

Los bits Grafcet de estado de las etapas %Xi , de las macroetapas %XMjy de las etapasde macroetapas %Xj.i (Xj.IN y Xj.OUT para las etapas de entradas y salidas de

macroetapas) permiten de conocer el estado de la etapa i, de la macroetapa o de laetapa i de la macroetapa j del Grafcet.

Lista de operandos de bits

La tabla siguiente contiene la lista de todos los tipos de operandos booleanos.

Tipo Dirección Acceso en Véase

(o valor) escritura(1) Cap. Secc.

Valor inmediato 0 ó 1 (False o True) – 1.2-4 A

Bits de entradas %Ix.i o %IXx.i no 1.2-2 Ade salidas %Qx.i o %QXx.i sí 1.2-3

Bits internos %Mi o %MXi sí –

Bits de sistema %Si según i 3.1 B

Bits de bloques ej.: %TMi.Q no 1.2-5 Ade función %DRi.F.....

Bits Grafcet %Xi , %XMj, %Xj.i... sí 5.2 A

Bitsextraídos de pals. ej.: %MW10:X5 según tipo de palabra 1.2-4 A

(1) escritura desde el programa o en modo de ajuste desde el terminal.



Generalidades PL7 1

___________________________________________________________________________

1/9

A

N°vía

i= 0 a 127

o MOD

Posición

x= Número de

posición en

el rack

Formato

X = booleano

W = palabra

D = doble palabra

Símbolo Tipo de objeto

I = entrada

Q = salida

8

7 9

06

5

10

TSX 37-10 TSX 37-21/22

ExtensiónBaseBase Extensión

6 8

5 7

2

1

4

3

2

1

4

3

1.2-2 Direccionamiento de objetos de módulos entradas/salidas del TSX 37

Los caracteres siguientes definen el direccionamiento de los principales objetos bits

y palabras de módulos de entradas/salidas:

% I o Q X, W o D x . i

• Tipo de objetoI y Q: para las entradas y salidas físicas de módulos. Esta información se intercambia

implícitamente en cada ciclo de la tarea asociada.

Observación: también pueden intercambiarse a solicitud de la aplicación otro tipo

de información (palabras de estado, de comando ...).

• Formato (tamaño)

Para los objetos de formato booleano, se puede omitir la X. Los demás tipos de

formato (byte, palabra, doble palabra) se definen en el apartado1.2-4.

• Posición y número de víaLa modularidad de base del TSX 37 es de semiformato. Las esquemas siguientes

indican las posiciones de cada tipo de autómata TSX 37 (base y extensión).

Los módulos de formato estándar se direccionan como 2 módulos de semiformato

superpuestos (véase la tabla siguiente).

Por ejemplo, un módulo de 64 E/S se ve como 2 módulos de semiformato:un módulo de semiformato de 32 entradas situado en la posición 5 y un módulo de

semiformato de 32 salidas situado en el alojamiento 6.



1/10

___________________________________________________________________________

A

Módulo Semiformato Formato estándar

4 S 8 S 12 E 28 E/S 32 E 32 S 64 E/S

Número de vía: i 0 a 3 0 a 7 0 a 11 0 a 15 0 a 15 0 a 15 0 a 31

0 a 11 0 a 15 0 a 15 0 a 31

Posición y N° vía x.0 x.0 x.0 x.0 x.0 x.0 x.0(x = posición) a a a a a a a

x.3 x.7 x.11 x.15 x.15 x.15 x.31

(x+1).0 (x+1).0 (x+1).0 (x+1).0a a a a

(x+1).11 (x+1).15 (x+1).15 (x+1).31

Nota

Es posible reemplazar el número de vía por "MOD" para acceder a la información general sobre

el módulo.

• Rango: este sufijo opcional puede agregarse al número de vía. Permite marcar

objetos del mismo tipo asociados a una misma vía.

ERR: indica uno fallo de módulo o de vía.

Ejemplos: %I4.MOD.ERR: información de fallo del módulo 4,

%I4.3.ERR: información de fallo de la vía 3, módulo 4.

Nota

En el direccionamiento a través de la red o de entradas/salidas remotas, se agrega al número de

posición en el rack la ruta completa de acceso a la estación.

Ejemplos

%I1.5 vía de entrada n°5 del módulo

situado en la posición n°1.

%I3.8 vía de entrada n°8 del módulo de

formato estándar situado en las

posiciones n°3 y 4.

%Q4.5 vía de salida n°5 del módulo de

formato estándar situado en las

posiciones n°3 y 4.%I5.MOD.ERR información sobre el fallo

del módulo situado en la posición

n°5.

%IW8.0 vía de entrada n°0 del módulo de

semiformato situado en la posición

n°8.

Extensión

6 8

5 7

Base

%IW8.0TSX 37-10

%Q4.5

%I5.MOD.ERR%I3.8%I1.5

2

1

4

3



Generalidades PL7 1

___________________________________________________________________________

1/17

A

R

S

CU

CD F

D

E

%Ci

C.P : 9999

MODIF : Y

1.2-5 Objetos de bloques de función

Los bloques de función implantan objetos bits y palabras específicos.

• Objetos bits

Corresponden a salidas de bloques.

Las instrucciones booleanas de

comprobación permiten acceder a estos

bits.

• Objetos palabrasCorresponden:

- a parámetros de configuración del

bloque. El programa permite acceder

a ellos (ej.: parámetro de preselección)

o no (ej.: base de tiempo).

- a valores actuales (ej.: %Ci.V valor de

contaje en curso).

Lista de objetos bits y palabras de bloques de función accesibles desde el programa

Bloques funci ón Palabras y bits asociados Dirección Acceso enV éase

predefinidos (2) escritura secc. B

Temporizador Palabra Valor actual %TMi.V No 1.3-2%TMi (i=0 a 63) Valor de preselección %TMi.P Sí

(1) Bit Salida temporizador %TMi.Q No

Contador/ Palabra Valor actual %Ci.V No 1.3-3descontador Valor de preselección %Ci.P Sí%Ci (i=0 a 31) Bit Salida desbord. (vacío) %Ci.E No

Salida preselección alcanz. %Ci.D NoSalida desbord. (lleno) %Ci.F No

Monoestable Palabra Valor actual %MNi.V No 2.2-1%MNi (i=0 a 7) Valor de preselección %MNi.P Sí

Bit Salida monoestable en curso %MNi.Q No

Registro palabra Palabra Acceso al registro %Ri.I Sí 2.2-2%Ri (i= 0 a 3) Salida del registro %Ri.O Sí

Bit Salida registro lleno %Ri.F NoSalida registro vacío %Ri.E No

Programador Palabra Número de paso en curso %DRi.S Sí 2.2-3cíclico Estados del paso j %DRi.Wj No%DRi (i=0 a 7) Tiempo de actividad del paso %DRi.V No

Bit Ult. paso definido en curso %DRi.F No

Temporizador Palabra Valor actual %Ti.V No 2.2-4serie 7 Valor de preselección %Ti.P Sí%T (i=0 a 63) (1) Bit Salida en curso %Ti.R No

Salida temporizador transc. %Ti.D No

(1) El número total de temporizadores %TMi y %Ti se limita a 64 para un TSX 37 y a 255 para un TSX/PMX/PCX 57.

(2)Número máximo para el TSX 37; para el TSX/PMX/PCX 57, i=0 a 254 para todos los bloques de función.

Bloque contador/descontador



Lenguaje de contactos 2

___________________________________________________________________________

2/1

A

2.1 Presentación del lenguaje de contactos

2.1-1 Principio

Un programa escrito en lenguaje de contactos se compone de una serie de redes

ejecutadas secuencialmente por el autómata.

Trazada entre dos barras de potencial, una red es un conjunto de elementos gráficos

que representan:

• las entradas/salidas del autómata (botones pulsadores, detectores, relés,

indicadores...),

• funciones de automatismos (temporizadores, contadores...),

• operaciones aritméticas, lógicas y específicas,

• las variables internas del autómata.

Estos elementos gráficos están vinculados entre sí mediante conexiones horizontales

y verticales.

Cada red así constituida

contiene un máximo de

16líneas y 11 columnas

(para los autómatas TSX/

PMX/PCX 57) ó 7 líneas y

11 columnas (para los

autómatas TSX 37).

Se divide en 2áreas:• el área de prueba, en la

que figuran las

condiciones necesarias

para una acción,

• el área de acción, que

presenta el resultado de

un encadenamiento de

pruebas.

MAIN

EVT

SR

FAST

PRE

MAST

POST

AUX

CHART

%L

%I1.0 %M12 %Q2.5 %I3.7

%TM4.Q %M17

%MW4<50

%MW15 : = %MW18+500 %TM0 %I3.10 %Q4.3

IN

TYP : TP TB : 100ms

TM.P : 200 MODIF : Y

Q

SR1

C

%I1.2 %I1.4

%M27 %M25 %MW0:X5

Formulario de programación

Esquema de contactos

Capítulo 2

2 Lenguaje de contactos

Espera de secado



2/2

___________________________________________________________________________

A

2.1-2 Elementos gráficos

Elementos de base

Cada uno ocupa una sola celda (1 línea de alto, 1 columna de ancho).

Designación Gráfico Funciones

Elementos de • Contacto de Contacto establecido cuando el objeto bit queprueba cierre lo controla está en el estado 1.

• Contacto de Contacto establecido cuando el objeto bit queapertura lo controla está en el estado 0.

• Contacto de Flanco ascendente: detección del paso de 0 adetección de 1 del objeto bit que lo controla.cambio deestado Flanco descendente: detección del paso de 1

a 0 del objeto bit que lo controla.

Elementos de • Conexión Permite vincular en serie entre las dos barrasenlace horizontal depotencial elementos gráficos de prueba

y de acción.

• Conexión Permite vincular en paralelo los elementosvertical gráficos de prueba y de acción.

Elementos • Bobina El objeto bit asociado toma el valor delde acción directa resultado del área de prueba.

• Bobina El objeto bit asociado toma el valor inverso delinversa resultado del área de prueba.

• Bobina El objeto bit asociado se pone a 1 cuando elde conexión resultado del área de prueba es 1.

• Bobina de El objeto bit asociado se pone a 0 cuando eldesconexión resultado del área de prueba es 1.

• Salto condi- Permite una desviación a una red etiquetadacional a que se encuentra arriba o abajo.otra red Sólo son válidos los saltos dentro de una(JUMP) misma entidad de programación (programa

principal, subprograma,...)La ejecución de un salto provoca:• la parada de la exploración de red en curso,• la ejecución de la red con la etiqueta

solicitada,• la no exploración de la parte del programasituada entre la acción de salto y la reddesignada.

• Bobina de signo Propuesta en lenguaje Grafcet, utilizada alde número programar receptividades asociadas a

transiciones; hace pasar a la etapa siguiente.

->> %Li

S

N

P

R

#




___________________________________________________________________________

2/3

A

Bloque de función DFB


Elementos • Bloques Cada uno de los bloques de función DFButiliza entradas, salidas y entradas/salidasque permiten vincularlos a los otroselementos gráficos para los objetos detipo bits o que puedan asignarse a objetosnuméricos o tablas.Las funciones del bloque DFB se describenen el capítulo 6.Dimensiones: véase apartado 2.2-5

Los bloques de función DFB no pueden utilizarse en los autómatas TSX37.


Elementos • Bobina de Permite una desviación en el inicio del subpro-de acción llamada a un grama cuando el resultado del área de prueba(cont.) subprograma es 1.

(CALL) La ejecución de una llamada a un sub-programa tiene como consecuencia:

• la parada de la exploración de red en curso,

• la ejecución del subprograma,

• la reanudaciónde laexploracióninterrumpida.

• Regreso del Reservada para el subprograma SR. Permite re-subprograma gresar al módulo que llama cuando el resultado

del área de prueba es 1.

• Parada de Detiene la ejecución del programaprograma cuando el resultado del área de prueba es 1.

Bloques de función


Elementos • Bloques: Cada bloque de función estándar utilizade prueba Temporizador entradas y salidas que permiten vincularlos

Contador a otros elementos gráficos. Las funciones de

Monoestable los bloques se describen en la sección B.Registro Dimensión: véase el capítulo 2.2-5.Programadorcíclico Drum

C

<RETURN>

<HALT>



2/4

___________________________________________________________________________

A

Bloques de operación


Elementos • Bloque de Permite comparar 2 operandos; según elde prueba comparación resultado, la salida correspondiente pasa a 1.

verticalDimensión: 2 columnas/4 líneas

• Bloque de Permite comparar 2 operandos; la salida pasacomparación a 1 cuando se ha verificado el resultado. (Un

horizontal bloque puede contener hasta 4096 caracteres.)

Dimensión: 2 columnas/1 línea

Elemento • Bloque de Realizan las operaciones aritméticas, lógicas…

de acción operación utilizando la sintaxis del lenguaje literal. (Unbloque puede contener hasta 4096 caracteres.)Dimensión: 4 columnas/1 línea




___________________________________________________________________________

2/5

A

MAIN

EVT

SR

FAST

PRE

MAST

POST

AUX

CHART

%L

2.2 Estructura de una red de contactos

2.2-1 Generalidades

Una red se inscribe entre dos barras de potencial y se compone de un conjunto de

elementos gráficos vinculados entre sí por enlaces horizontales o verticales.

Las dimensiones máximas de una red son 16líneas y 11 columnas (para los

autómatas TSX/PMX/PCX 57) ó 7 líneas y 11 columnas (para los autómatas TSX 37)

repartidas en dos áreas: el área de prueba y el área de acción.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Líneas

1

2

3

4

56

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Columnas

Area de prueba

Area de acción

Barras de

potencial

Formulario de programación

esquema de contactos



2/6

___________________________________________________________________________

A

2.2-2 Etiqueta

La etiqueta (opcional) permite marcar una red en una entidad de programa (programa

principal, subprograma, ...).

La sintaxis de la etiqueta es la siguiente: %Li, con i comprendida entre 0 y 999. Se coloca

en la parte superior izquierda en frente de la barra de potencial.

Se puede asignar una

etiqueta a una sola red

dentro de una misma

entidad de programa.

En cambio, es necesario

poner etiqueta a una red

para permitir una

desviación después de un

salto de programa.

El orden de las etiquetas no tiene importancia (es el orden de introducción de las redes

que el sistema tiene en cuenta durante la exploración).

2.2-3 Comentario

El comentario (opcional) se integra en la red y comprende un máximo de 222 caracteres

alfanuméricos, con los caracteres '(*' y '*)' en cada extremo. Facilita la interpretación de

la red a la que está asignado.

Los comentarios se

muestran en el área

reservada en la parte

superior de la red de

contactos.

Cuando se elimina una red,se elimina también el

comentario asociado.

Los comentarios se almacenan en el autómata, donde quedan a la disposición del

usuario en todo momento. Por consiguiente, consumen memoria de programa.

%L

%Q2.3 %Q4.7 %I1.4 %MW2:X9

%M16

%I1.3

SR4

C

%M12 %TM3.Q

%C8.E

%Q2.0 %M155 %MW3:X0 %M3 %I5.2

S

%I1.3 %I3.1 %M13 %Q4.7

%L2 4 5

%M3 %Q2.1%I1.6 %MW1:X2

%TM4.D

%L245 %M20

Area de comentario




___________________________________________________________________________

2/7

A

2.2-4 Red de contactos

Su representación se parece a un esquema eléctrico de relés.

Los elementos gráficos simples de prueba y de acción ocupan cada uno una línea y

una columna en una red.

Todas las líneas de

contactos comienzan en la

línea de potencial

izquierda y se terminan en

la línea de potencialderecha.

Las pruebas se sitúan

siempre en las columnas

de 1 a 10.

Las acciones se sitúan

siempre en la columna 11.

El sentido de circulación

del corriente es el

siguiente:

• para los enlaces horizon-

tales, de la izquierda a la

derecha,• para los enlaces vertica-

les, en ambos sentidos.

Area de prueba

Contiene:

• los contactos, a los que

se pueden asignar todos

los objetos bits definidos

previamente,

• los bloques de función,

• los b loques decomparación.

Los flancos pueden

asociarse sólo a objetos

bits E/S y a bits internos.

%L

%Q2.3 %Q4.7 %I1.4 %MW2:X9

%M16

%I1.3

SR4

C

%M12 %TM3.Q

%C8.E

%Q2.0 %M155 %MW3:X0 %M3 %I5.2

S

%I1.3 %I3.1 %M13 %Q4.7

%L

%M16 %T3.D

%I5.4

%C13.E

%L

%I6.8

S

TB : 100ms

MN.P : 80

%C2.D

%MW8:X4

%MN0 %M9

R

%Q2.6 %M85

%S6



2/8

___________________________________________________________________________

A

Area de acciónContiene:

• las bobinas directas, in-

versas, de conexión y

desconexión, que

pueden asignarse a

todos los objetos bits que

el usuario puede escribir,

• los b loques de

operación,• las demás "bobinas":

Call, Jump, Halt, Return.

Red simpleControl de una bobina

condicionada por un

contacto.

Se utiliza un máximo de 10

contactos en serie en una

línea.

Es posible probar 16

contactos (7 contactos

para TSX37) máximo enparalelo en una columna y

colocar 16 bobinas (7 bo-

binas para TSX37) en

paralelo.

%I1.3 %Q4.12

%L

%M52

%MW2 := %MW0+1

%MW8:X10 %MW8:X1

/

%Q6.5 %M8

S

%M12

R

%M1 %Q6.3 %I3.2 %MW18:X4 %Q4.2 %M15 %TM2.Q %I3.4 %MW1:X5 %M5 %C0.D

/

%L

%M5 %Q6.2

%M25

%MW8:X0

SR9

%L20

%M12

%Q2.6

S

R

C

/

%I6.9

%MW15:X5

%C6.E

%Q5.2

%I3.7

%S4

%M8 %M30

%M31

%M32

%M33

%M34

%M35

%M36

S

R

C

/

%M9

%M10

%M11

%M12

%M13

%M14

%M15 %M37

%M38 %M16




___________________________________________________________________________

2/9

A

Red que utiliza varias cadenas de contactos

Una red puede dividirse

en varias cadenas de

contactos independientes

que controlan bobinas

independientes.

16 líneas (7 líneas paraTSX37) de contactos

independientes.

Redes que utilizan los

diferentes principios

enunciados.

Están rodeados los

elementos que seencuentran en el estado

lógico 1. La corriente

puede pasar de los

elementos A y C hacia la

bobina F, pero no puede

pasar del elemento C hacia

los elementos D y E. Por

consiguiente, no se activa

la bobina G.

%L

F A C

G

B D

E

%L

%I3.2 %L12

SRØ

%Q3.2

%Q3.3

%MW3:X6

%M27

%M68

S

/

%C2.E

%S4

%I6.5

%M53

%MW8:X4

%M12

%MW6:X10 %M88

P

C

%M30

%M31

%M32

% M33

%M34

%M35

S

/

%M8

%M9

%M10

%M11

% M12

%M13

P

C

%M36

%M37

%M38

/

%M14

%M15

%M16

P

C



2/10

___________________________________________________________________________

A

Observación:

Las entradas no cableadas de los bloques de función estándar se ponen a 0.

2.2-5 Red de contactos con bloques de función y de operación

• Los bloques de función se posicionan en el área de prueba y se insertan en una red

de contactos.

Existen cuatro dimensiones de grafismo que representan todos los bloques de

función del lenguaje PL7.

Contador/Descontador 2 columnas

Comparador "vertical" 4 líneas

Temporizadores 2 columnasMonoestable 3 líneas

Registro

Programador cíclico

Comparador "horizontal" 2 columnas

1 línea

%TM10

%C4

COMPARE




___________________________________________________________________________

2/11

A

• Los bloques de función DFB se posicionan en el área de prueba y se insertan en

una red de contactos.

Las dimensiones del grafismo dependen del número de entradas, salidas y de

entradas/salidas utilizadas:

EL ancho es fijo y es igual a 3 columnas.

La altura es igual al más mayor de los 2 números

siguientes más 1:

• número de entradas y de entradas/salidas

o

• número de salidas y de entradas/salidas

Ejemplo:

El número de entradas y de entradas/salidas es de 4,

el número de salidas y de entradas/salidas es de 3, la

altura del bloque es 4+1=5 columnas.

La altura máxima de un bloque de función DFB es de

16 líneas.

Observaciones:

• Un bloque de función DFB debe tener por lo menos

una entrada booleana cableada.

• Las entradas, salidas o entradas/salidas

numéricas del bloque no están cableadas. En

estos puntos se asocian objetos mencionados en

la celda colocada frente al punto.

• Las entradas no cableadas de los bloques de

función DFB conservan el valor anterior a la llamada

o el valor de inicialización si el bloque jamás ha

sido llamado con esta entrada introducida o

cableada.

• Los bloques de operación se posicionan siempre en el área de acción. Utilizan 1

línea y 4 columnas y el lenguaje literal. Se conectan siempre directamente a la barra

de potencial derecha.

%MW22 : = %MW1+%MW9

%MW10:X5

DFB



2/12

___________________________________________________________________________

A

Bloques de función en cascada

Igual que para los elementos gráficos del tipo contacto, es posible realizar combinaciones

de bloques de función.

Serielización de bloques de función:

Combinaciones de bloques de función y de operación

Otras posibilidades de bloques de funciónTodos los tipos de bloques de función deben conectarse obligatoriamente en entrada

a la barra de potencial izquierda, o directamente o a través de otros elementos gráficos.

• Salidas "sueltas":no es necesario conectar las salidas de bloques de función a otros

elementos gráficos.

• Salidas que se pueden probar: el usuario accede a las salidas de los bloques

función bajo forma de objetos bits.

Las variables internas de bloques y las salidas gráficas son objetos que pueden ser

explotados a distancia desde otra parte del programa.

%L

%MN1

S

TB : 100ms

MN.P : 80

R

%TM12

IN

TYP : TP

TB : 100ms

TM.P : 200

MODIF : Y

Q

%I3.6 %Q6.3

%L

%MW1>100

%TM10

IN

TYP : TP

TB : 1s

TM.P : 50

MODIF : Y

Q

%I1.5 %M28

%MW2>500

%I1.2

%TM2.P := 3450

%TM12.Q %Q4.12 %C5.E




___________________________________________________________________________

2/13

A

2.3 Reglas de ejecución de una red de contactos

2.3-1 Principio de ejecución de una red

Una red se ejecuta red conexa por red conexa, y luego, dentro de la red conexa, de la

izquierda a la derecha.

Una red conexa contiene elementos gráficos vinculados entre sí por elementos de

enlace (fuera de la barra de potencial), pero independientes de los demás elementos

gráficos de la red (en el límite de la red conexa, sin enlaces verticales hacia arriba o

abajo).

La primera red conexa evaluada es la cuya esquina izquierda se encuentra lo más arriba

a la izquierda.

Una red conexa se evalúa en el sentido de la ecuación: de arriba abajo, línea por línea

y cada línea de la izquierda a la derecha.

Si se encuentra un enlace vertical de convergencia, se evalúa la subred asociada

(según la misma lógica) antes de continuar la evaluación de la red que la engloba.

Respetando este orden de ejecución, el sistema:

• evalúa el estado lógico de cada contacto, según el valor actual de los objetos internos

de la aplicación o del estado de las entradas de los módulos E/S adquiridas en el inicio

del ciclo,

• ejecuta los tratamientos asociados a funciones, a bloques de función y a subprogramas,

• actualiza los objetos bits asociados a bobinas (las salidas de los módulos E/S se

actualizan al final del ciclo),

• desvía hacia otra red etiquetada del mismo módulo de programa (salto a otra red -

>>%Li), regresa al módulo que llama <RETURN> o detiene el programa <HALT>.

Nota

Una red de contactos no debe contener redes conexas imbricadas.

Red

conexa 1

Redconexa 2

%Q2.5 %M0 %M8

%I2.5 %TM1

IN Q

%MØ INIT

%Q2.6 %MØ

Red

conexa 3



2/14

___________________________________________________________________________

A

El orden de ejecución de los elementos de esta red es el siguiente:

• evaluación de la red

hasta que se encuentre

el primer enlace vertical

de convergencia: con-

tactos A, B, C,

• evaluación de la primera

subred: contacto D,

• cont inuación de laevaluación de la red

hasta que se encuentre

el segundo enlace verti-

cal de convergencia:

contacto E,

• evaluación de la

segunda subred:

contactos F y G,

• evaluación de la bobina

H.

Ejemplo de red

"booleana"

Orden de evaluación:

• bobina 1: INIT, %M5,

%M7, %Q2.1,

• bob ina 2: %M4,

%MW2:X1, AUTO,

UP_1,

• b o b i n a 3 : I N I T ,

DOWN_1.

Ejemplo de red que

contiene bloques

Orden de evaluación:

• bobina 1: %M0, %M8,%M2, %T1, %Q2.9,

• bobina 2: %T1.R, %T2,

%M9,

• bloque de operación.

%L

A H B C E

D

F G

%L

INIT %Q2.1%M7

UP_1

DOWN_1

%M5 %M4

%MW2:X1

AUTO

INIT

%L

%Q2.9 %MØ %M8

%M9

%M2 %T1

E

C

D

R

%T2

D

R

%T1.D

E

C %MW10 := %MW1+50



Descripción de las instrucciones de base 1

___________________________________________________________________________

1/1

B1.1 Presentación de las instrucciones de base

1.1-1 Generalidades

Las instrucciones descritas en este capítulo son conformes a las instrucciones de base

principales definidas en la norma IEC 1131.3.

El lenguaje utilizado no tiene importancia: estas instrucciones tienen siempre el mismo

efecto. Sólo cambia su presentación en el programa.

Ejemplo de ecuación booleana:

en Lista de instrucciones: LD %I1.0ST %Q2.0

en lenguaje de contactos:

en lenguaje Literal estructurado: %Q2.0 := %I1.0 ;

Estas tres ecuaciones booleanas son equivalentes. El objeto bit %Q2.0 asume el valor

(instrucción de asignación) del objeto bit %I1.0 (instrucción de carga).

Las instrucciones de base comprenden:

• las instrucciones booleanas (tratamientos en bits),• los bloques de función predefinidos de automatismo temporizador y contador,

• las instrucciones numéricas para enteros (tratamientos en palabras y dobles

palabras),

• las instrucciones de programa.

Las demás instrucciones se detallan en el capítulo 2 "Descripción de las instrucciones

avanzadas".

%I1.0 %Q2.O

Capítulo 1

1 Descripción de las instrucciones de base



1/2

___________________________________________________________________________

B1.2 Instrucciones booleanas

1.2-1 Presentación de las instrucciones booleanas

Las instrucciones booleanas actúan sobre todas las informaciones del tipo bit (bits de

entradas/salidas, bits internos...).

• Elementos de prueba, ejemplo: contacto de cierre

Contacto establecido cuando el objeto bique lo controla está en el estado 1.

LD %I1.0 %I1.0

• Elementos de acción, ejemplo: bobina directa.

El objeto bit asociado toma el valor lógico del resultado del elemento de prueba.

ST %Q2.0 %Q2.0 :=

• Ecuación booleana:El resultado booleano de los elementos de prueba se aplica al elemento de acción.

LD %I1.0

AND %I1.1 %Q2.0 := %I1.0 AND %I1.1 ;

ST %Q2.0

Flancos ascendente y descendenteLas instrucciones de prueba permiten detectar el flanco ascendente o descendente

en los bits de entradas y salidas de autómatas o en los bits internos.

Contacto de detección de flanco asc.: Contacto de detección de flanco desc.:

LDR %I1.0 RE %I1.0 LDF %I1.0 FE %I1.0

• Para todas las entradas (TON, contaje, ...): un flanco se detecta cuando el estado

del bit ha cambiado entre el ciclo n-1 y el ciclo n en curso; permanece detectado

durante el ciclo en curso (véase la sección A, capítulo 1.3-2).

Flanco ascendente: detección del pasoFlanco descendente: detección del paso

de 0 a 1 de la entrada que lo controla. de 1 a 0 de la entrada que lo controla.

• Para las salidas o los bits internos: la detección de un flanco es independiente

del ciclo de tarea; se detecta uno en el bit interno %Mi cuando su estado ha cambiado

entre 2 lecturas. El flanco permanece detectado mientras no se explore %Mi en el

área de acción.

• El usuario no debe efectuar un SET o RESET de un objeto cuyo flanco está probando

(en lenguaje de contactos y Lista de instrucciones).

%I1.0%I1.0

%I1.0

N

%I1.0

P

%I1.0 %I1.1 %Q2.0

%Q2.0

%I1.0

Result.booleano

tiempo

tiempo

1 ciclo de tarea 1 ciclo de tarea

tiempo

tiempo

Resultadobooleano




___________________________________________________________________________

1/3

B

%Q2.3

%I1.1

LD

1.2-2 Descripción de las instrucciones

Las instrucciones booleanas se describen del modo siguiente.

Instrucciones de cargaEstas instrucciones corresponden a:

• contactos de cierre: contacto cuando el objeto bit que lo controla está en el estado 1,

• ...

Lenguaje de contactos Lenguaje Lista de instrucciones

LD %I1.1ST %Q2.3LDN %M0ST %Q2.2

Lenguaje Literal estructurado

%Q2.3 := %I1.1 ;%Q2.2 := NOT %M0 ;

Operandos autorizados Cronograma

Código Operando

LD %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi

LDN %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi

%Q2.3

%I1.1

LD

%M0

LDN

%Q2.2

%M0

%I1.1 %Q2.3

%Q2.2

Cronograma de

la instrucción LD

Cronograma

Estado de la entrada

Estado de la

salida

Los 4 cronogramas están agrupados.Lista de operandos

0/1 valor inmediato 0 (false) o 1 (true)

%I entrada autómata %Ix.i

%Q salida autómata %Qx.i

%M bit interno %Mi

%S bit sistema %Si

%BLK bit bloque función (ej.: %TMi.Q)

o de instancia DFB

%•:Xk bit extr. de pal., ej.: %MWi:Xk

%Xi bit de etapa, macroetapa (%XMi)

o etapa de macroatapa (%Xj.i)

La instrucción descrita se presenta en negrita.

Cada ecuación se ilustra en todos los

lenguajes.



1/4

___________________________________________________________________________

B

%Q2.3

%I1.1

LD

%M0 %I1.2 %I1.3

LDN LDR LDF

%Q2.2 %Q2.4 (2) %Q2.5 (2)

NP

1.2-3 Instrucciones de carga

Estas instrucciones corresponden a:

• contactos de cierre: se establecen cuando el objeto bit que los controla = estado 1,

• contactos de apertura: se establecen cuando el objeto bit que los controla = estado

0,

• contactos de flanco ascendente: detección del paso de 0 a 1 del objeto bit que los

controla,

• contactos de flanco descendente: detección del paso de 1 a 0 del objeto bit que los

controla.Lenguaje de contactos Lenguaje Lista de instrucciones

LD %I1.1ST %Q2.3LDN %M0ST %Q2.2LDR %I1.2ST %Q2.4LDF %I1.3ST %Q2.5


%Q2.3 := %I1.1 ;%Q2.2 := NOT %M0 ;%Q2.4 := RE %I1.2 ;%Q2.5 := FE %I1.3 ;


Código Operando

L D %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi (1)

LDN %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi (1)

LDR %I,%Q,%M

LD F %I,%Q,%M

(1) True (1) / False (0) en lenguaje Lista

de instrucciones o Literal estructurado

(2) Puesto a 1 durante1 ciclo

%M0

%I1.1 %Q2.3

%I1.2

%Q2.2

%Q2.4

%I1.3 %Q2.5

P

N

P

N




___________________________________________________________________________

1/5

B1.2-4 Instrucciones de asignación

Estas instrucciones corresponden a:

• bobinas directas: el objeto bit asociado toma el valor del resultado de la ecuación,

• bobinas inversas: el objeto bit asociado toma el valor de inverso del resultado de la

ecuación,

• bobinas de conexión: el objeto bit asociado se pone a 1 cuando el resultado de la

ecuación = 1,

• bobinas de desconexión: el objeto bit asociado se pone a 0 cuando el resultado de

la ecuación = 1.


LD %I1.1ST %Q2.3

STN %Q2.2

S %Q2.4

LD %I1.2R %Q2.4


%Q2.3 := %I1.1 ;%Q2.2 := NOT %I1.1 ;IF %I1.1 THEN

SET %Q2.4 ;END_IF ;IF %I1.2 THEN

RESET %Q2.4 ;END_IF ;


Código Operando

ST %I,%Q,%M,%S,%•:Xk

STN %I,%Q,%M,%S,%•:Xk

S %I,%Q,%M,%S,%•:Xk, %Xi (1)

R %I,%Q,%M,%S,%•:Xk, %Xi (1)

(1) Unicamente en el tratamiento preliminar.%Q2.3

%I1.1

ST

%I1.1 %I1.1 %I1.2

STN S R

%Q2.2 %Q2.4

S R

%I1.1 %Q2.3

%Q2.2

%Q2.4

%I1.2 %Q2.4

S

R

S

R



1/6

___________________________________________________________________________

B1.2-5 Instrucciones Y lógica

Estas instrucciones efectúan:

• una Y lógica entre el operando y el resultado booleano de la instrucción previa,

• una Y lógica entre el inverso del operando y el resultado booleano de instrucción

previa,

• una Y lógica entre el flanco ascendente del operando y el resultado booleano de

instrucción previa,

• una Y lógica entre el flanco descendente del operando y el resultado booleano de

instrucción previa.


LD %I1.1AND %M1ST %Q2.3LD %M2ANDN %I1.2ST %Q2.2LD %I1.3ANDR %I1.4ST %Q2.4LD %M3ANDF %I1.5

ST %Q2.5


%Q2.3 := %I1.1 AND %M1 ;%Q2.2 := %M2 AND (NOT %I1.2) ;%Q2.4 := %I1.3 AND (RE %I1.4) ;%Q2.5 := %M3 AND (FE %I1.5) ;

Nota: los paréntesis son opcionales, pero facilitan la legibilidad del programa.


Código Operando

AND %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi (1)

ANDN %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi (1)

ANDR %I,%Q,%M

ANDF %I,%Q,%M

(1) True (1) / False (0) en lenguaje Lista

de instrucciones o Literal estructurado

(2) Puesto a 1 durante 1 ciclo

N

P

%M2

%I1.1 %Q2.3

%I1.3

%Q2.2

%Q2.4

%M3 %Q2.5

%I1.2

%M1

%I1.4

%I1.5

P

N

%Q2.3

%I1.1

AND

%M2 %I1 .3 %M3

ANDN ANDR ANDF

%Q2.2 %Q2.4 (2) %Q2.5 (2)

%M1 %I1.2 %I1.4 %I1.5

P N




___________________________________________________________________________

1/7

B1.2-6 Instrucciones O lógica


• una O lógica entre el operando y el resultado booleano de la instrucción previa,

• una O lógica entre el inverso del operando y el resultado booleano de la instrucción

previa,

• una O lógica entre el flanco ascendente del operando y el resultado booleano de la

instrucción previa,

• una O lógica entre el flanco descendente del operando y el resultado booleano de la

instrucción previa.


LD %I1.1OR %M1ST %Q2.3

LD %M2ORN %I1.2ST %Q2.2

LD %I1.3ORR %I1.4ST %Q2.4

LD %M3ORF %I1.5ST %Q2.5


%Q2.3 := %I1.1 OR %M1 ;%Q2.2 := %M2 OR (NOT %I1.2) ;%Q2.4 := %I1.3 OR (RE %I1.4) ;%Q2.5 := %M3 OR (FE %I1.5) ;



Código Operando

OR %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk,%Xi (1)

ORN %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk,%Xi (1)

ORR %I,%Q,%M

ORF %I,%Q,%M

(1) True (1) / False (0) en lenguaje Lista de instrucciones o Literal estructurado

%Q2.3

%I1.1

OR

%M2 %I1.3 %M3

ORN ORR ORF

%Q2.2 %Q2.4 %Q2.5

%M1 %I1.2 %I1.4 %I1.5

NP

P

N

%I1.1

%M1

%Q2.3

%M2

%I1.2

%Q2.2

%I1.3

%I1.4

%Q2.4

%M3

%I1.5

%Q2.5

P

N



1/8

___________________________________________________________________________

B

%Q2.3

%I1.1

XOR

%M2 %I1.3 %M3

XORN XORR XORF

%Q2.2 %Q2.4 %Q2.5

%M1 %I1.2 %I1.4 %I1.5

1.2-7 Instrucciones O exclusiva


• una O exclusiva entre el operando y el resultado booleano de la instrucción previa,

• una O exclusiva entre el inverso del operando y el resultado booleano de la instrucción

previa,

• una O exclusiva entre el flanco ascendente del operando y el resultado booleano de

la instrucción previa,

• una O exclusiva entre el flanco descendente del operando y el resultado booleano de

la instrucción previa.

Nota

En el lenguaje de contactos, no hay elementos gráficos específicos para la O exclusiva. Sin

embargo, la O exclusiva puede ser programada utilizando una combinación de contactos de

apertura y cierre (véase el ejemplo siguiente).


LD %I1.1XOR %M1ST %Q2.3

LD %M2XORN %I1.2ST %Q2.2

LD %I1.3XORR %I1.4ST %Q2.4

LD %M3XORF %I1.5ST %Q2.5


Código Operando

XOR %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi

XORN %I,%Q,%M,%S,%BLK,%•:Xk, %Xi

XORR %I,%Q,%M

XORF %I,%Q,%M


%Q2.3 := %I1.1 XOR %M1 ;%Q2.2 := %M2 XOR (NOT %I1.2) ;%Q2.4 := %I1.3 XOR (RE %I1.4) ;%Q2.5 := %M3 XOR (FE %I1.5) ;


%I1.1

%M1

%Q2.3

%M2

%I1.2

%Q2.2

%M 1

%I1.1

%I1.2

%M2




___________________________________________________________________________

1/9

B1.3 Bloques de función predefinidos

1.3-1 Principio de programación de bloques de función predefinidos

Los bloques de función implantan objetos bits y palabras específicas.

Los bloques de función se preprograman

en el autómata y ocupan pues un área

particular en la memoria de usuario.

A fin de optimizar el espacio de memoria

ocupado, es necesario definir

previamente el tipo y el número de losbloques de función utilizados, dentro de

los límites impuestos por el sistema

(mediante los editores de configuración y

de datos).

Existen 6 tipos de bloques de función:

Tipo de bloque Máx. TSX 37 Máx. TSX 57 Véase cap.

Temporizador (Timer) %TMi 64 (1) 255 (1) 1.3-2

Contaje/descontaje %Ci 32 255 1.3-3

Monoestable %MNi 8 255 2.2-1

Registro %Ri 4 255 2.2-2

Programador cíclico (Drum) %DRi 8 255 2.2-3

Temporizador (Timer série 7) %Ti 64 (1) 255 (1) 2.2-4

(1) el número total de temporizadores %TMi + %Ti debe ser inferior o igual a 64 en el TSX 37 e

inferior o igual a 255 en el TSX 57.

Cada bloque contiene:

• entradas (ej.: IN) que permiten

controlarlo,

• salidas (Ej.: Q) que indican su estado. A

cada salida se asocia un bit de salida

(ej.: %TM1.Q) que puede ser probado

por el programa de usuario. Además,

cada salida puede controlar una

ovariasbobinas (ej.: %Q2.3 y SR2),

• parámetros que permiten adaptarlo a la

aplicación (preselección, base de

tiempo...).

Los parámetros de los bloques de función (preselección, valor actual...) se visualizan

dentro del bloque. En el lenguaje Lista de instrucciones, las instrucciones programan

los bloques predefinidos (véase la sección A, capítulo 3.2-6).

Bloque contaje/descontaje

R

S

CU

CD F

D

E

%Ci

C.P : 9999

MODIF : Y

%Q2.3%I1.1

IN Q

%TM1

SR2

c



1/10

___________________________________________________________________________

B1.3-2 Bloque de función temporizador %TMi (Timer)

El temporizador tiene 3 modos de

funcionamiento:

• TON: permite administrar retardos a la

conexión. El retardo es programable y

puede ser modificado o no desde el

terminal.

• TOF: permite administrar retardos a la

desconexión. El retardo es programable

y puede ser modificado o no desde elterminal.

• TP: permite elaborar un impulso de una

duración precisa. La duración es

programable y puede ser modificada o

no desde el terminal.

Características

Número de temporizador %TMi 0 a 63 para un TSX 37, 0 a 254 para un TSX 57

Modo TON • retardo a la conexión(predeterminado)TOF • retardo a la desconexiónTP • monoestable

Base de tiempo TB 1 min (valor predeterminado), 1 s, 100 ms, 10ms. Cuanto más pequeña la base de tiempo,tanto mayor será la precisión del temporizador.

Valor actual %TMi.V Palabra que aumenta de 0 a %TMi.P al transcurreel temporizador. Puede ser leída yprobada, pero no escrita por el programa (1).

Valor de preselección %TMi.P 0%TMi.P9999. Palabra que puede ser leída,probada y escrita por el programa. De formapredeterminada, se pone a 9999. La duracióno el retardo elaborado es igual a %TMi.P x TB.

Ajuste desde Y/N Y: posibilidad de modificar el valor de pre-el terminal selección %TMi.P en modo ajuste.(MODIF) N: sin acceso en modo ajuste.

Entrada (instrucción) IN En el flanco ascendente (modo TON o TP) o

"Activación" descendente (modo TOF), activa el temporizador.

Salida "Temporizador" Q Bit asociado %TMi.Q. Su puesta a 1 dependede la función realizada TON, TOF o TP.

(1) %TMi.V puede ser modificado desde el terminal.

IN

MODE:TON

MODIF:Y

Q

%TMi

TB: 1mn

TM.P:9999

Bloque temporizador




___________________________________________________________________________

1/11

BTemporización con retardo a la conexión: modo TON

El temporizador se activa en un flanco

ascendente de la entrada IN: su valor

actual %TMi.V toma el valor 0. Luego, el

valor actual aumenta hacia %TMi.P en

una unidad a cada impulso de la base de

tiempo TB. El bit de salida %TMi.Q pasa a

1 cuando el valor actual alcanza %TMi.P y

permanece a 1mientras la entrada está en

el estado 1.Cuando la entrada IN pasa al estado 0, el

temporizador se detiene aun cuando

estaba en curso de evolución: %TMi.V

toma el valor 0.

Temporización con retardo a la desconexión: modo TOF

El valor actual %TMi.V toma el valor0 en

un flanco ascendente de la entrada IN

(aun cuando el temporizador está en curso

de evolución). El temporizador se activa

en un flanco descendente de la entrada

IN.

Luego, el valor actual aumenta hacia%TMi.P en una unidad a cada impulso de

la base de tiempo TB. El bit de salida

%TMi.Q pasa a 1 cuando se detecta un

flanco ascendente en la entrada IN y el

temporizador se pone a 0 cuando el valor

actual alcanza %TMi.P.

Monoestable: modo TP

El temporizador se activa en un flanco

ascendente de la entrada IN: su valor

actual %TMi.V toma el valor 0 (si el

temporizador no está en curso de

evolución). Luego el valor actual aumentahacia %TMi.P en una unidad a cada

impulso de la base de tiempo TB. El bit de

salida %TMi.Q pasa a 1 cuando el

temporizador se activa y se pone a 0

cuando el valor actual alcanza %TMi.P.

Cuando la entrada IN y la salida %TM.iQ

están a 0, TMi.V toma el valor 0.

Este monoestable no puede reactivarse.

IN

Q

%TMi.V

%TMi.P

IN

Q

%TMi.V

%TMi.P

IN

Q

%TMi.V

%TMi.P



1/12

___________________________________________________________________________

BProgramación y configuraciónLa programación de los bloques de función temporizador es idéntica en todos los

modos de utilización. La elección del funcionamiento TON, TOF o TP se efectúa en el

editor de variables.

• Configuración

Se introducen los parámetros siguientes en el editor de variables:

- Modo: TON, TOF o TP.

- TB: 1 min, 1 s, 100 ms o 10 ms.- %TMi.P: 0 a 9999.

- MODIF : Y o N.

• Programación



IF RE %I1.1 THENSTART %TM1 ;

ELSIF FE %I1.1 THENDOWN %TM1 ;

END_IF ;%Q2.3 := %TM1.Q ;

La instrucción START %TMi genera un flanco ascendente en la entrada IN del bloque

temporizador.

La instrucción DOWN %TMi genera un flanco descendente en la entrada IN del bloque

temporizador.

LD %I1.1IN %TM1LD %TM1.QST %Q2.3TON

%Q2.3%I1.1

IN Q

%TM1




___________________________________________________________________________

1/13

BCasos específicos

• Incidencia de un arranque en frío: (%S0=1) tiene como consecuencia la puesta a

0 del valor actual y la puesta a 0 de la salida %TMi.Q. El valor de preselección se

reinicializa al valor definido en la configuración.

• Incidencia de un rearranque en caliente: (%S1=1) no tiene incidencia en el valor

actual del temporizador, ni en el valor de preselección. El valor actual no evoluciona

durante el corte de corriente.

• Incidencia de un paso a STOP, una desactivación de tarea o una ejecución depunto de parada: no inmoviliza el valor actual.

• Incidencia de un salto de programa: el hecho de no explorar las instrucciones

donde se programa el bloque temporizador no inmoviliza el valor actual %TMi.V que

sigue aumentando hacia %TMi.P. Asimismo, el bit %TMi.Q asociado a la salida Q

del bloque temporizador conserva su funcionamiento normal y, por consiguiente,

puede ser probado por otra instrucción. En cambio, no se activa la salida cableada

directamente a la salida del bloque, puesto que no la explora el autómata.

• Prueba del bit %TMi.Q: se aconseja probar el bit %TMi.Q una sola vez en el

programa.

• Incidencia de la modificación de la preselección %TMi.P: la modificación del valor

de preselección, mediante una instrucción o en modo de ajuste, se acepta sólo

cuando se activa el temporizador por próxima vez; la modificación del valor de

preselección en el editor de variables se acepta sólo después de un arranque en

frío (%S0=1).



1/14

___________________________________________________________________________

B1.3-3 Bloque de función contaje/descontaje %Ci

El bloque de función contaje/descontaje

permite contar o descontar sucesos. Es-

tas dos operaciones pueden ser

simultáneas.

Caracteristicas

Número de contador %Ci 0 a 31 para un TSX 37, 0 a 254 para un TSX 57

Valor actual %Ci.V Palabra aumentada o disminuida en función de lasentradas CU y CD.Puede ser leída y probada, pero no escrita porel programa (1).

Valor de preselección %Ci.P 0%Ci.P9999. Palabra que puede ser leída,probada y escrita (valor predeterminado: 9999).

Ajuste desde Y/N S: posibilidad de modificar el valor de pre-el terminal selección en modo de ajuste.

(MODIF) N: sin acceso en modo de ajuste.Entrada (instrucción) R En el estado 1 : %Ci.V = 0.puesta a cero

Entrada (instrucción) S En el estado1: %Ci.V = %Ci.P.preselección

Entrada (instrucción) CU Aumenta %Ci.V en el flanco ascendente.contaje

Entrada (instrucción) CD Disminuye %Ci.V en el flanco ascendente.descontaje

Salida rebasamiento E(Empty) El bit asociado %Ci.E=1, cuando el descontaje%Ci.V pasa de 0 a 9999 (se pone a 1 cuando%Ci.V alcanza 9999; se pone a 0 si el contadorsigue descontado).(2)

Salida preselección D(Done) El bit asociado %Ci.D=1, cuando %Ci.V=%Ci.P.alcanzada

Salida rebasamiento F (Full) El bit asociado %Ci.F =1 cuando %Ci.V pasa de9999 a 0 (se pone a 1 cuando %Ci.V alcanza 0;se pone a 0 si el contador sigue contando).

(1) %Ci.V puede ser modificado desde el terminal.

(2) cuando se produce un rebasamiento en el contaje o descontaje, el bit %S18 pasa a 1.

R

S

CU

CD F

D

E

%Ci

C.P : 9999

MODIF : Y

Bloque contaje/descontaje




___________________________________________________________________________

1/15

BFuncionamiento

• Contaje: al aparecer un flanco ascendente en la entrada de contaje CU, el valor

actual se aumenta en una unidad. Cuando este valor alcanza el de preselección

%Ci.P, el bit de salida %Ci.D "preselección alcanzada" asociado a la salida D pasa

al estado 1. El bit de salida %Ci.F (rebasamiento de contaje) pasa al estado 1 cuando

%Ci.V pasa de 9999 a 0; se pone a 0 si el contador sigue contando.

• Descontaje: al aparecer un flanco ascendente en la entrada de descontaje CD, el

valor actual %Ci.V se disminuye en una unidad. El bit de salida %Ci.E (rebasamiento

de descontaje) pasa al estado 1 cuando %Ci.V pasa de 0 a 9999; se pone a 0 si el

contador sigue descontando.

• Contaje/Descontaje: para utilizar simultáneamente las funciones contaje y

descontaje, es necesario controlar las dos entradas correspondientes (CU y CD),

que se exploran sucesivamente. Si ambas entradas están simultáneamente en el

estado 1, el valor actual permanece sin cambiar.

• Puesta a cero: cuando la entrada R se pone 1, el valor actual %Ci.V se fuerza a 0.

Las salidas %Ci.E, %Ci.D y %Ci.F están en el estado 0. La entrada "puesta a cero"

es prioritaria.

• Preselección: si la entrada S "preselección" está en el estado 1 y la entrada R

"puesta a cero" en el estado 0, el valor actual %Ci.V toma el valor %Ci.P y la salida

%Ci.D el valor1.

Observación

Al poner a cero (entrada R o instrucción R):

• en el lenguaje de contactos, los historiales de las entradas CU y CD se actualizan

con los valores cableados,

• en el lenguaje Lista de instrucciones y en el Literal estructurado, los historiales

de las entradas CU y CD no se actualizan; cada uno conserva el valor anterior

a la llamada.

Casos específicos

• Incidencia de un arranque en frío: (%S0=1)

- puesta a 0 del valor actual %Ci.V.

- puesta a 0 de los bits de salida %Ci.E, %Ci.D y %Ci.F.

- inicialización del valor de preselección por el definido en la configuración.

• Incidencia de un rearranque en caliente (%S1=1), un paso a STOP, unadesactivación de tarea o una ejecución de punto de parada: no tiene incidencia

en el valor actual del contador (%Ci.V).

• Incidencia de la modificación de la preselección %Ci.P: la modificación del valor

de preselección, mediante una instrucción o en modo de ajuste, se acepta durante

la gestión del bloque por la aplicación (activación de una de las entradas).



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BConfiguración y programación

Contaje de un número de piezas = 5000. Cada impulso en la entrada %I1.2 (cuando el

bit interno %M0 = 1) incrementa el contador %C8 hasta el valor de preselección final

del contador %C8 (bit %C8.D=1). La entrada %I1.1 pone el contador a cero.

• ConfiguraciónSe deben introducir los parámetros siguientes mediante el editor de variables:

- %Ci.P, definido como 5000 en este ejemplo,

- MODIF : Y.

• Programación


LD %I1.1R %C8LD %I1.2AND %M0CU %C8LD %C8.DST %Q2.0


IF %I1.1 THENRESET %C8 ;

END_IF ;%M1 := %I1.2 AND %M0 ;IF RE %M1 THEN

UP %C8 ;END_IF ;%Q2.0 := %C8.D;

En el lenguaje Literal estructurado, 4 instrucciones permiten programar los bloquesde función contaje/descontaje:

• RESET %Ci : puesta a cero del valor actual,

• PRESET %Ci : carga del valor de preselección en el valor actual,

• UP %Ci : aumenta el valor actual,

• DOWN %Ci : disminuye el valor actual.

En el caso del lenguaje Literal estructurado, el historial de las entradas CU y CD se

pone a cero al utilizar las instrucciones UP y DOWN. Es pues el usuario que debe

efectuar la gestión de los flancos ascendentes para estas dos instrucciones.

%I1.2

%C8.D

%I1.1

%Q2.0

%M0

R

S

CU

CD F

D

E

%C8

C.P : 5000

MODIF : Y

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