basico de plc.doc

7/25/2019 basico de plc.doc

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Introduccin

Bienvenidos al curso en la serie STEP, el Programa de Educacin Tcnica

Siemens,.Este curso cubre conceptos bsicos de los PLC .

Al trmino de Bsico de PLCs , usted debera ser capa! de "

#denti$icar los principales componentes de un PLC % describir sus $unciones

Convertir n&meros de decimal a binario, BC' % (e)adecimal

#denti$icar las entradas % salidas discretas % analgicas tpicas

#denti$icar las principales di$erencias de los diversos modelos S*+ -- #denti$icar los tipos de mdulos de e)pansin disponibles para

S* +-- PLCs

'escribir los tipos o de programacin disponibles para el S*+ --

PLCs

'escribir el $uncionamiento de las $unciones del programa de uso com&n tales

como tempori!adores % contadores

#denti$icar el manual adecuado para re$erirse a la programacin o lainstalacin de un PLC S* +--

sted debe completar Bsico de Electricidad antes de intentar Bsico de PLCs. Se

re/uiere una comprensin de muc(os de los conceptos tratados en 0undamentos de

Electricidad para este curso.

'espus de completar este curso, si se desea determinar lo bien /ue (anconservado la in$ormacin tratada, puede completar un e)amen $inal en lnea, como

se describe ms adelante en este curso. Si pasa el e)amen, se le dar la

oportunidad de imprimir un certi$icado de $inali!acin.

Siemens es una marca comercial de Siemens A1. Los nombres de productos

mencionados son marcas comerciales o marcas comerciales registradas de sus

respectivas compa2as. Las especi$icaciones estn su3etas a cambios sin previo

aviso.

PLC


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n controlador lgico programable 4PLC5, tambin conocido como controlador lgico

programable, es un e/uipo utili!ado en aplicaciones de control industrial % comercial.

Los PLC di$ieren de computadoras de la o$icina en el tipo de tareas /ue reali!an,

adems en el (ard6are % el so$t6are /ue necesitan para reali!ar di$erentes tareas.

7ientras /ue las aplicaciones espec$icas varan ampliamente, n PLC 7onitori!a

todas las entradas % otros valores variables, % toma decisiones basadas en un

programa almacenado en la memoria del mismo de esta manera controla sus

salidas % automati!a un proceso o una m/uina.

Este curso est dirigido a proporcionarle la in$ormacin bsica sobre las $unciones %

con$iguraciones de los autmatas Programables como tambin son conocidos, con

n$asis en la $amilia PLC S*+-- de S#E7E8S por ser uno de los ms usados en

tareas didcticas.

Operacin bsica del PLC

Los elementos bsicos de un PLC inclu%en mdulos de entrada, una unidad de

procesamiento central 4CP5, mdulos de salida % un dispositivo de programacin. El


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tipo de mdulos de entrada utili!ados por un PLC depender de los tipos de

dispositivos de entrada utili!ados. Algunos mdulos de entrada de responder a las

entradas digitales, tambin llamados entradas discretas, /ue son dentro o $uera.

9tros mdulos de entradas o responder a las se2ales analgicas. Estas se2ales

analgicas representan condiciones de la m/uina o el proceso como una serie de

valores de volta3e o corriente. La $uncin principal del circuito de entrada de un PLC

es la de convertir las se2ales proporcionadas por los diversos interruptores %

sensores en las se2ales lgicas /ue pueden ser utili!ados por la CP.

La CP eval&a el estado de las entradas, salidas % otras variables mientras se

e3ecuta un programa almacenado. La CP enva se2ales para actuali!ar el estado

de las salidas.

7dulos de salida de convertir las se2ales de control de la CP en valores digitales

o analgicos /ue se pueden utili!ar para controlar varios dispositivos de salida.

El e/uipo de programacin se utili!a para introducir o cambiar el programa del PLC o

para controlar o cambiar los valores almacenados. na ve! introducido, el programa

% las variables asociadas se almacenan en la CP.

Adems de estos elementos bsicos, un sistema de PLC tambin puede incorporar

un dispositivo de inter$a! de operador de alg&n tipo para simpli$icar el control de la

m/uina o proceso.

Control de Lgica Cableada

Antes de los PLC, las tareas de control se llevaron a cabo por medio de contactores,

rels de control, % otros dispositivos electromecnicos con un cableado de

intercone)in comple3a. Este en$o/ue es llamado tambin como control de lgica

cableada.

A pesar de /ue el control de lgica cableada es capas de reali!ar muc(as de las

mismas tareas /ue las basadas en so$t6are, por lo general son ms di$ciles de

dise2ar, instalar % mantener. Adems, el proceso de (acer incluso modi$icaciones


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simples a una sistema de control cableado puede ser di$cil por/ue la lgica del

sistema de control es determinado por la intercone)in de los cables de control % sus

componentes.

Ejemplo Sencillo

En este sencillo e3emplo, pulsadores 4sensores5 conectados a las entradas del PLC,

se utili!an para iniciar o detener un motor conectado a una salida del PLC a travs

de un arrancador de motor 4actuador5. 8o (a% ning&n dispositivo de programacin o

de la inter$a! del

operador se

muestra en este e3emplo


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Ventajas de los PLC

Los PLC no slo son capaces de reali!ar las mismas tareas /ue el control de de

lgica cableada, tambin son capaces de muc(as de las aplicaciones muc(o ms

comple3as. Adems, el programa del PLC % las lneas de comunicacin electrnica

reempla!an la ma%or parte de los cables de intercone)in re/ueridos por el control

de lgica cableada. Por lo tanto, de di$cil cableado, aun/ue sigue siendo necesario

cablear para conectar dispositivos de campo, es menos e)tensivo. Esto tambin

(ace ms $cil la correccin de errores % modi$icar la aplicacin.

Algunas de las venta3as adicionales del PLC son los siguientes"

7enor tama2o $sico /ue el (ard+6ire soluciones.

7s $cil % rpido de (acer cambios.

PLCs diagnstico integrado % $unciones de anulacin.

'iagnsticos son disponible centralmente.

Las aplicaciones pueden ser rpidamente documentadas.

Las solicitudes se pueden duplicar rpidamente %a un menor costo.


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El PLCs Modular de Siemens

El PLC S#7AT#C Siemens esta basada en el concepto" Automati!acin. Total.

#ntegrada 4T#A por sus siglas en ingles5 'ebido a las necesidades de los usuarios

$inales % los $abricantes de m/uinas son mu% variables, los PLC S#7AT#C estn

disponibles como los controladores convencionales modulares, productos de

automati!acin integrados, o como los controladores basados en PC.

Controladores S#7AT#C modulares estn optimi!ados para tareas de control %

pueden ser adaptadas para satis$acer las necesidades de aplicacin mediante

mdulos conectables de entrada:salida 4# : 95, de $unciones especiales % de

comunicaciones. Entre los productos de automati!acin estn" L919, S*+;--

micro S*+-- % S*+ Controlador combinacin

C* % el panel % ET -- sistema de E : S distribuidas con inteligencia local.

Otros controladores SIMATIC

Controladores basados en PC combinan la robuste! % la ar/uitectura abierta de los

PCs industriales con el poderoso so$t6are PLC S#7AT#C ?inAC. n S#7AT#C S*

est integrado en el PC como un PLC so$t6are % el controlador basado en PC se

con$igura % programa con STEP * e)actamente de la misma $orma /ue un

controlador normal de S*. Todos los componentes de automati!acin estn

integrados en un solo PC industrial, lo /ue resulta en una solucin completa %

rentable.


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Pa/uetes lntegrados S#7AT#C son una combinacin de (ard6are % so$t6are,

precon$igurado para todas las tareas de automati!acin. El sistema operativo est

dise2ado % optimi!ado para el (ard6are utili!ado. 'ebido a /ue las pie!as giratorias

no son necesarias, el sistema resultante es e)tremadamente resistente. Cada

sistema integrado combina las venta3as de los controladores abiertos basados en PC

con la robuste! de los controladores convencionales.

Sistema um!rico "inario

'ebido a /ue un PLC es un ordenador, almacena la in$ormacin en $orma 4; -5,

conocidos como bits. A veces estos bits se utili!an de $orma individual % otras veces

se utili!an para representar valores numricos. La comprensin de cmo estos bitspueden utili!arse para representar valores numricos re/uiere una comprensin del

sistema numrico binario.

El sistema binario tiene una base de % utili!a slo dos caracteres, ; % -. Cada bit

est asociado con una potencia de en $uncin de su posicin en el n&mero. Cuanto

ms a la i!/uierda, ma%or ser la potencia de . El n&mero de la columna de la

i!/uierda a(ora se conoce como el bit ms signi$icativo o 7SB % el n&mero en la

columna de la e)trema derec(a se conoce como el bit menos signi$icativo o LSB. n

; se coloca en una posicin /ue si potencia de se utili!a en el n&mero. 'e lo

contrario, se coloca un - en un El n&mero de bits utili!ados para representar


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n&meros vara con el dispositivo usando los n&meros. En el e3emplo mostrado a/u,

se utili!a un n&mero binario de @ bits.

La con#ersin de binario a decimal

El proceso de conversin de un n&mero binario de un valor decimal igual es tan

simple como a2adir el valor decimal e/uivalente para cada posicin en el n&mero

binario en el /ue se muestra un ;. Posiciones con un - no suman el valor del

n&mero.


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"its$ "%tes % Palabras

Cada Elemento binario de datos es un Bit. 9c(o bits $orman un b%te. 'os b%tes o ;

bits, $orman una palabra.

Lgica & % Lgica '

Los PLC son capaces de detectar % generar valores analgicos, internamente,

controladores programables utili!an se2ales /ue estn encendidas o apagadas.

Estos % $uera de las condiciones corresponden a los valores binarios ; % -. Por

e3emplo, un - binario, tambin llamados lgica -, se puede utili!ar para indicar /ue

un interruptor est apagado, % un binario ; 4; lgico5 se puede utili!ar para indicar

/ue un interruptor est encendido.

Cdigo "inario()ecimal *"C)+

Si bien es necesario para PLC para utili!ar valores binarios, los seres (umanos a

menudo tienen /ue ver valores representados en decimal. Como resultado, algunosdispositivos de entrada % salida proporcionan una pantalla de decimales donde cada

dgito decimal se corresponde con cuatro entradas o salidas binarias de PLC. El


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sistema ms com&n utili!ado por los dispositivos de entrada % salida de este tipo se

conoce como Cdigo Binario+'ecimal 4BC'5.

n e3emplo de un dispositivo de BC' es un tipo de interruptor manual de cuatro

dgitos. Cada dgito ruedecilla controla cuatro entradas del PLC. Esto signi$ica /ue

para una rueda selectora de cuatro dgitos, se re/uieren ; entradas. 'ebido a /ue

cada dgito rueda slo tiene /ue representar los valores decimales del - al , slo se

re/uieren die! valores binarios correspondientes para cada dgito.

,e-adecimal

e)adecimal es otro sistema utili!ado en los PLC.

Los die! dgitos del sistema decimal se utili!an para los die! primeros caracteres del

sistema (e)adecimal. Las primeras seis letras del al$abeto se utili!an para los seis

caracteres restantes.

El sistema (e)adecimal se utili!a en los PLC por/ue permite /ue el estado de un

gran n&mero de bits binarios para ser representados en un espacio tan pe/ue2o

como en una pantalla de ordenador o la pantalla del dispositivo de programacin.

Cada carcter (e)adecimal representa el estado e)acto de cuatro bits binarios.


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Sensores % actuadores

El desarrollo de una comprensin de los PLC re/uiere aprender la terminologa

bsica utili!ada para describir estos dispositivos % sus componentes relacionados.

En esta leccin proporcionan descripciones resumidas de los trminos del PLC deuso com&n.

Los sensores son dispositivos /ue convierten una condicin $sica en una se2al

elctrica para ser usada por el PLC. Los sensores estn conectados a la entrada de

un PLC. n pulsador es un e3emplo de un sensor. na se2al elctrica se enva

desde el pulsador para el PLC /ue indica el estado 4abierto : cerrado5 de los

contactos del pulsador.

Los actuadores son dispositivos /ue convierten una se2al elctrica desde el PLC en

una condicin $sica. Los actuadores estn conectados a las salidas del PLC. n

arrancador de motor es un e3emplo de un actuador. 'ependiendo de la se2al de

salida del PLC, el motor de arran/ue del motor o bien proporciona corriente al motor

o impide /ue la corriente /ue $lu%e al motor.


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Entradas % Salidas )iscretas

na entrada discreta, tambin re$erido como una entrada digital, puede estar

encendida, 98 o apagada, 900. Estos son los Pulsadores, interruptores, $inales de

carrera, detectores de pro)imidad % los contactos de rel son e3emplos de

dispositivos /ue se pueden conectar a las entradas discretas del PLC. En la

condicin 98, una entrada discreta se representada en el PLC como un ; lgica. En

la condicin de 900, una entrada discreta se representa como un - lgico.

na salida discreta es una salida /ue est encendida o apagada. Los solenoides,

bobinas de los contactores, % lmparas son e3emplos de dispositivos /ue pueden ser

conectados a las salidas discretas. Las salidas binarias tambin se les conocen

como salidas digitales.

Entradas % salidas analgicas

na entrada analgica es una se2al continua, variable. Entradas analgicas tpicas

varan de - a - miliamperios, de = a - miliamperios, o de - a ;- voltios. En el


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e3emplo mostrado a/u, un transmisor de nivel controla el nivel de l/uido en un

tan/ue de almacenamiento.

na salida analgica es tambin una se2al /ue vara continuamente dentro de un

rango, tal como de - a - miliamperios, de = a - miliamperios, o de - a ;- voltios.

Por e3emplo, la salida puede ser tan simple como una se2al de -+;- D'C /ue

impulsa un medidor de panel analgico.

En este e3emplo, el medidor de panel muestra el nivel de l/uido en el tan/ue. 9tras

dos salidas analgicas, no se muestran a/u, estn conectados a los transductores

de corriente a neumtico 4#:P5 En el mane3o de vlvulas de control /ue $uncionan con

$lu3o de aire4Dlvula Automaticas5. Esto permite /ue el PLC para controlar

automticamente el $lu3o de l/uido dentro % $uera del tan/ue de almacenamiento.

.nidad Central de Procesamiento *CP.+

La unidad central de procesamiento 4CP5 es un sistema basado en un

microprocesador /ue contiene la memoria del sistema % es la unidad de toma de

decisiones del PLC.

La CP controla las entradas, salidas % otras variables % toma decisiones basadas

en instrucciones reali!adas en la memoria del programa.


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Programacin de lgica de escalera$ LA))E/

n programa consiste en instrucciones /ue cumplen tareas espec$icas. El grado de

comple3idad del programa de PLC depende de la comple3idad de la aplicacin, el

n&mero % tipo de dispositivos de entrada % salida, % los tipos de instrucciones

utili!ados.

La lgica de escalera 49P5 es un lengua3e de programacin utili!ado en los PLC. La

lgica de escalera incorpora $unciones de programacin /ue se muestrangr$icamente para parecerse a los smbolos utili!ados en los diagramas de control

cableados.

La lnea vertical a la i!/uierda de un diagrama de lgica de escalera representa el

poder o el conductor energi!ado. La instruccin de la bobina de salida representa el

camino neutro o retorno del circuito. La lnea vertical derec(a, /ue representa la ruta

de retorno de un diagrama de la lnea de control cableado, se omite. 'iagramas delgica de escalera se leen de i!/uierda a derec(a % de arriba a aba3o. Los pelda2os

se re$ieren a veces como redes o 8et6orF. na red puede tener varios elementos de

control, pero una sola salida de bobina.


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Lista

de

Listas de Instrucciones % diagramas de blo0ues de 1unciones

Si bien los programas de lgica de escalera siguen siendo comunes, (a% muc(as

otras maneras de programar los PLC. 9tros dos e3emplos comunes son la lista de

instrucciones % diagramas de blo/ues de $unciones.

Lista de instrucciones 4A?L5 o$rece otro punto de vista de un con3unto de

instrucciones. La operacin, lo /ue se debe (acer, se muestra a la i!/uierda. El

operando, el artculo a ser operado por la operacin, se muestra a la derec(a.

0uncin diagramas de blo/ue 40B'5 proporcionan otro punto de vista de un con3unto

de instrucciones. Cada $uncin tiene un nombre para designar a su tarea espec$ica.

Las $unciones se indican por un rectngulo. Las entradas se muestran en el lado

i!/uierdo del rectngulo % las salidas se muestran en el lado derec(o. En el e3emplo

mostrado a/u, los segmentos de programa reali!an la misma $uncin. Adems de

9P, A?L % 0P, se utili!an otros varios tipos de lengua3es de programacin para

PLC. Cada tipo de programacin tiene sus venta3as % desventa3as. 0actores tales

como la comple3idad de la aplicacin, tipos de programacin disponibles para un

modelo espec$ico de PLC, % las normas % pre$erencias del usuario a determinar /u

tipo de programacin se utili!a para una aplicacin.


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Ciclo de Scan

La CP lee las entradas, e3ecuta el programa, escribe en las salidas % e3ecuta$unciones del sistema % de comunicacin en un ciclo continuo. Este ciclo ocurre mu%deprisa, varias veces por segundo. Aun/ue STEP *+7icro:?#8


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Tipos de memoria % tama2os de las memorias

7emoria de acceso aleatorio 4IA7 5 es la memoria de la /ue los datos se puede

acceder directamente en cual/uier direccin . Los datos se pueden escribir % leer

desde la memoria IA7 . En la IA7 se utili!a como un rea de almacenamiento

temporal para los datos /ue pueden necesitar ser cambiados rpidamente. na IA7

es voltil , lo /ue signi$ica /ue los datos almacenados en la IA7 se perdern si se

pierde la alimentacin . Se re/uiere una copia de seguridad de la batera para evitar

la prdida de datos en caso de una prdida de potencia.

La 7emoria de slo lectura 4I975 programas % datos /ue no se pueden cambiar

despus de la $abricacin del c(ip de memoria almacena . I97 se utili!a

normalmente para almacenar los programas % los datos /ue de$inen las capacidades

del PLC . 7emoria I97 no es voltil , lo /ue signi$ica /ue su contenido no se

perdern si se pierde la energa .

Programable % borrable memoria de slo lectura 4 EPI975 proporciona un cierto

nivel de seguridad $rente a cambios no autori!ados o no deseados en un programa.

7emorias EPI97 estn dise2adas de manera /ue los datos almacenados en ellos

se pueden leer, pero no alteran $cilmente sin e/uipo especial. Por e3emplo, lasEPI97 D 4ultravioleta programable % borrable memoria de slo lectura5 slo se

pueden borrar con una lu! ultravioleta. EEPI97 4memoria electrnicamente

programable % borrable de slo lectura5 , slo se puede borrar electrnicamente .

So1t3are$ ,ard3are % 4irm3are

El so$t6are es el nombre dado a las instrucciones del ordenador,

independientemente del lengua3e de programacin. Esencialmente, el so$t6are

inclu%e las instrucciones o programas /ue dirigen (ard6are.


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El (ard6are es el

nombre dado a todos

los componentes

$sicos de un sistema.

El PLC, la unidad de

programacin,

% el cable de

cone)in son

e3emplos de

(ard6are.

El $irm6are es el

programa

introducido por

el usuario o el

so$t6are de aplicacin espec$ica /uemado en EPI97 % entregado como parte del

(ard6are. 0irm6are da al PLC su $uncionalidad bsica.

/e0uerimientos bsicos


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Jl PLC S*+-- es un miembro pe/ue2o, pero capa! de la $amilia S#7AT#C S* de

controladores programables.

Los elementos /ue aparecen en la ilustracin son necesarias para crear o cambiar

un programa S*+-- PLC. El programa se (a creado usando el so$t6are de

programacin STEP *+7icro:?#8, /ue se e3ecuta en un e/uipo basado en ?indo6s

personal 4?in---, ?indo6s KP % el sistema operativo superior5.

Se necesita un cable especial cuando un ordenador personal se utili!a como un

dispositivo de programacin. E)isten dos versiones de este cable estn disponibles.

na versin, llamado 7ulti+7aster Cable IS+


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Entradas % salidas 4E : S5 son los puntos de control del sistema. Entradas monitorear

los dispositivos de campo, tales como interruptores % sensores analgicos. Salidas

de control de otros dispositivos, tales como motores % vlvulas de control.

El puerto de programacin es la cone)in con el dispositivo de programacin %

tambin proporciona un medio para conectar el PLC a otros dispositivos, tales como

paneles de visuali!acin.

a% seis S*+-- tipos de CP" CP ;, CP , CP =, =KP CP, CP

=KPsi % CP , % dos con$iguraciones de la $uente de alimentacin para cada

tipo.

En la descripcin del modelo, el primer trmino a continuacin del tipo de CP indica

el tipo de $uente de alimentacin, el segundo trmino indica el tipo de entrada, % el

tercer trmino indica el tipo de salida. Por e3emplo, un modelo de AC : 'C : rel

se alimenta desde una $uente de corriente alterna, tiene puntos de entrada de CC, %

los puntos de salida de rel de contacto.

4uentes de Poder

'ependiendo del modelo de CP, una CP S*+-- es alimentada desde un = D'C

o ;- a =- DCA. Por e3emplo, una CP ; modelo 'C : 'C : 'C es la energa de

una $uente de alimentacin de = D'C % una CP modelo de AC : 'C : rel se

alimenta desde una $uente de alimentacin de ;- o =- DAC.


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Interruptor de modo % ajuste analgico

Cada CP S*+-- tiene un interruptor de modo de tres posiciones, I8, ST9P %

TEI7. Cuando el selector de modo est en la posicin I8, la CP est en modo

I8 % e3ecutar el programa, a menos /ue ocurra una $alla. Cuando el selector de

modo est en la posicin ST9P, la CP se encuentra en modo ST9P % no e3ecuta el

programa de usuario. Cuando el selector de modo est en la posicin TEI7, el

dispositivo de programacin puede seleccionar el modo de $uncionamiento.

n a3uste analgico est disponible para aumentar o disminuir los valores

almacenados en la memoria especial. Esto puede permitir a una variable en el

programa de usuario para cambiar a medida /ue cambia el a3uste analgico. CP

; % CP modelos tienen un a3uste analgico. La CP =, CP =KP, la

CP = KPsi, % la CP tiene dos a3ustes analgicas.


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Indicadores de estado de la CP.

Los indicadores de estado de la CP se muestran el modo actual de la CP.

Cuando la CP est en modo I8, el indicador verde I8 se ilumina. Cuando la

CP est en ST9P, el indicador amarillo ST9P est encendido. El indicador de 0alla

del Sistema : diagnstico 4S0 : '#A15 se vuelve ro3o durante un $allo del sistema %amarillo para indicar determinadas condiciones de diagnstico.


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Cartuc7os opcionales

S*+-- CPs soportan un cartuc(o de memoria opcional /ue proporciona

almacenamiento EEPI97 porttil para el programa de usuario. El cartuc(o se

puede utili!ar para copiar un programa de un PLC S*+-- a un S*+-- como PLC.'os tama2os de cartuc(os de memoria estn disponibles, =F % F b%tes.

9tros dos cartuc(os estn tambin disponibles. n relo3 de tiempo real con batera

est disponible para el uso de la CP ; % CP . 4CP =, CP =KP, CP

=KPsi % CP tiene un relo3 de tiempo real construido adentro5 La batera

proporciona (asta -- das de tiempo de retencin de datos en el caso de una

prdida de potencia. 9tro cartuc(o est disponible slo con una batera de respaldo.


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Entradas % salidas

Los 'ispositivos de Entrada, #nterruptores cuentos de Como, pulsadores, % 9tros

Sensores estan Conectados a la regleta de terminales se Ba3o La Cubierta in$erior

del PLC.

n 7todo conveniente de 98 ProBar Programa es Alternar #nterruptores de cable

a Las Entradas. Simuladores de entrada MCon #nterruptores de palanca

precableados ESTA8 '#SP98#BLES prra$o do S9 esta$a CPs S*+--. Los#nterruptores ESTA8 C98ECTA'9S Entre la $uente de Alimentacin de = D'C 4L

N5 % Los insumos. EOE7PL9 Por, el #nterruptor del situado en el E)tremo #!/uierdo

no est Conectado Entre La Primera Entrada 4-,-5 % L N. 'e Cuando el #nterruptor no

est cerrado, = DCC SE APL#CA a la Entrada. 'e Cuando el #nterruptor no est

abierto, - DCC SE APL#CA a la Entrada.

Los 'ispositivos de salida, IELJS cuentos de Como, estan Conectados a la regleta

de terminales se Ba3o La Cubierta Superior del PLC. Al ProBar 98 Programa, no


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es necessar% Conectar los 'ispositivos de Salida. Los #ndicadores LE' de Estado

se2alan Si na Salida no est activa.

Conector opcional % de la terminal de 8a9a

n conector del ventilador de salida opcional permite las cone)iones de cableado de

campo se mantengan $i3os al retirar o sustituir una CP ; . Las diapositivas

de conectores apropiados en cual/uiera de los terminales de entrada, de salida, o

mdulo de e)pansin. CP =, CP =KP, CP =KPsi % CP no tienen un

conector para el ventilador de salida opcional. En cambio, sus regletas son

e)trables.


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Mdulos de e-pansin

PLCs S*+-- se pueden ampliar. Los mdulos de e)pansin inclu%en entradas %

salidas adicionales o $uncionalidad especial. Estos mdulos estn conectados a la

unidad de base utili!ando un conector de cinta.

El conector de cinta est protegido por una cubierta en la unidad base. Side+b%+side

de monta3e encierra completamente % protege el conector de cinta.

Montaje

S*+-- PLC se puede montar en una de dos maneras. n clip '#8 permite la

instalacin en un carril '#8 estndar. El clip '#8 enca3e abierta para permitir la

instalacin % broc(es de presin cerradas para asegurar la unidad en el carril. El S*+


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-- tambin se puede montar en panel utili!ando los ori$icios de monta3e ubicados

detrs de las tapas de acceso.

STEP 5(Micro:;I

STEP *+7icro:?#8 es el so$t6are utili!ado con el PLC S*+-- para crear un

programa de usuario. Programas de STEP *+7icro:?#8 se componen de una serie

de instrucciones /ue deben ser dispuestos en un orden lgico para obtener la

operacin del PLC deseado.

STEP * +7icro?#8 es un so$t6are de programacin /ue se puede e3ecutar $uera de

lnea 49ut line5 o en lnea 49n line5. Programacin $uera de lnea permite al usuarioeditar el programa % reali!ar una serie de tareas de mantenimiento. El autmata no

necesita estar conectado a la unidad de programacin en este modo.

La programacin en lnea re/uiere el PLC para ser conectado a la unidad de

programacin. En este modo, los cambios de programa se cargan en el PLC.

Adems, el estado de los elementos de entrada : salida se puede controlar . La CP

se puede iniciar, detener o reiniciar

S*+-- disponen de dos 3uegos de instrucciones, S#7AT#C e #EC ;;


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a menudo pre$erido por los programadores e)perimentados debido a la similitud de

los programas de STL a los programas in$ormticos en lengua3e ensamblador. Sin

embargo, el editor A?L se puede utili!ar solamente con el 3uego de operaciones

S#7AT#C . Tanto el 9P % 0P editores se pueden utili!ar con el bien del con3unto de

instrucciones. A lo largo de este curso, aun/ue de ve! en cuando aparecen otros

tipos de instrucciones, el n$asis se pondr en las operaciones 9P S#7AT#C.

"sico S


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Bobinas representan rels /ue estn en tensin cuando la energa $lu%e a ellos.

Cuando se energi!a una bobina , se produce una salida correspondiente para activar

cambiando el estado del bit de estado /ue el control de salida a ; . Ese mismo bit de

estado de salida se puede utili!ar para controlar normalmente abierto % contactos

normalmente cerrados en el programa en otros lugares.

Ca3as representan varias instrucciones o $unciones /ue se e3ecutan cuando circula

corriente (acia el cuadro. 0unciones de las carpetas tpicas inclu%en tempori!adores,

contadores % operaciones matemticas.

Introducir elementos de control

Elementos de control se introducen en el es/uema de contactos posicionando el

cursor % seleccionar el elemento de una lista. En el e3emplo ad3unto, el cursor se (a

colocado en la posicin a la derec(a del E-.. na bobina $ue seleccionada de una

lista desplegable % se inserta en esta posicin.


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La Operacin A)

Cada pelda2o o en la red en una escalera representa una o ms lgicasoperaciones. Los e3emplos de programacin /ue se acompa2an son para una

operacin A8'.

En el e3emplo de diagrama de escalera, dos contactos normalmente abiertos se

colocan en serie el control de una bobina de salida. Si ambos contactos estn

cerrados, -.- bobina de salida se activa % el bit de estado para esa salida es una

logic;.


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Tenga en cuenta /ue en la lista de instrucciones de una nueva operacin lgica

siempre comien!a con una instruccin de carga 4L'5. En este e3emplo, #-.; Q #-.

deben ser ambas un ; lgico para /ue la salida -.- ser una lgica ;. La $uncin Q

est representado por A en la lista de instrucciones. Las mismas reglas se aplican al

e3emplo de diagrama de blo/ues de $uncin.

9tra $orma de ver cmo $unciona una $uncin Q es con una tabla de verdad. En estecaso, (a% dos entradas 4E -.; % #-.5 % una salida 4A-.-5. La tabla de verdad muestra

la condicin de salida 4lgica - o lgica ;5 para cada combinacin de condiciones de

entrada.

Operacin O/

Los e3emplos de programacin /ue se acompa2an son para una operacin 9I. En el

e3emplo de diagrama de escalera, dos contactos normalmente abiertos estn enparalelo. Si bien el contacto se cierra o si ambos contactos estn cerrados, la bobina

de salida se activa % el bit de estado de salida -.- se convierte en un ;.

La misma lgica se repite en la lista de instrucciones % e3emplos de diagramas de

blo/ues de $unciones. Si bien #-.; 9 #-. o ambos son un ; lgico, la salida -.-

ser un ; lgico. Esta lgica tambin est representada en la tabla de verdad

asociada.

Prueba de un programa

na ve! /ue un programa (a sido escrito en la memoria tiene /ue ser probado %

depurado. na $orma en /ue esto se puede (acer es simular las entradas de los


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3

dispositivos de campo con un simulador de entrada, como la reali!ada para el S*+

--.

El programa primero se descarga desde la P1 a la CP. Entonces, el interruptor de

modo se coloca en la posicin I8. A continuacin, los interruptores del simulador

son operados mientras observa las luces indicadoras de estado de salida para las

condiciones deseadas.

Contacto % estado de bobina

'espus de un programa /ue se (a cargado % se est e3ecutando en el PLC, el

estado real de los elementos de la escalera se puede controlar mediante so$t6are

STEP * 7icro : ?#8.

Por e3emplo, en la ilustracin de acompa2amiento, el interruptor de palanca controla

el bit de estado para #.;. 7ientras el interruptor est abierto, el bit de estado #.; es

un - lgico. El bit de estado #.; #.; controla el contacto normalmente abierto.

'ebido a /ue el bit de estado #.; es un - lgico, la $uncin de contacto de traba3o


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est abierto % ning&n poder se pasa a la $uncin de bobina


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Condiciones de contactos % bobina

La ilustracin ad3unta muestra la aparicin de elementos de diagrama de escalera

con los bits de estado asociadas en el encendido, apagado, $or!ado activado, % tuvo

/ue retirar las condiciones.

Circuito de control de un motor

Si bien la aplicacin de la lmpara discutido previamente es &til para e)plicar el$uncionamiento bsico del PLC, un en$o/ue ms prctico, % slo un poco ms

comple3o, como la aplicacin de arran/ue % parada para el control de un motor de


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3

corriente alterna. Antes de e)aminar la aplicacin del PLC, primero considere un

en$o/ue de lgica cableada .

El diagrama de lneas en la ilustracin representa un pulsador normalmente cerrado

% uno normalmente abierto /ue esta relacionado con el control de un motor de

corriente alterna tri$sica. En este e3emplo, una bobina de arrancador de motor 475

est conectado en serie con un pulsador Start momentneo normalmente abierto %

un pulsador de parada normalmente cerrado tambien momentneo % los contactos

normalmente cerrado de un rel de sobrecarga 4 9L5.

Presionando 7omentneamente el pulsador de inicio completa el camino de $lu3o de

corriente % energi!a el motor de arran/ue del motor 475 . Esto cierra los contactos 7

asociados % 7a 4contacto au)iliar ubicado en el contactor de arran/ue del motor5.

Cuando se suelta el botn #nicio, corriente contin&a $lu%endo a travs del botn de

parada % el contacto 7a, % la bobina 7 permanece energi!ada.

El motor $uncionar (asta /ue se pulse el botn de parada normalmente cerrado o

/ue el rel de sobrecarga 49L5 se dispare % abra los contactos desconectando todo

el circuito % por ende el motor. Cuando se pulsa el botn Stop, se corta el camino

para el $lu3o de corriente % este se interrumpe, abre los contactos 7a asociados acontactor 7, 'eteniendo el 7otor.


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3

Control de motores mediante un PLC

Esta aplicacin de control del motor tambin se puede lograr con un PLC. En el

e3emplo ad3unto, un pulsador de inicio normalmente abierto est conectado a la

primera entrada 4#-.-5, un pulsador de parada normalmente cerrado est conectado

a la segunda entrada 4#-.;5, % los contactos de rel de sobrecarga normalmente

cerrados 4parte del Contactor 7,;< % ;=5 estn conectados a la tercera entrada

4E-.5. Estas entradas se usan para controlar los contactos normalmente abiertos en

una lnea de lgica de escalera programados en el PLC.

#nicialmente, #-.; bit de estado es un ; lgico debido a /ue el normalmente cerrado

48C5 Botn pulsador de parada est cerrado. #-. bit de estado es un ; lgico,

por/ue los 48C5 del rel de sobrecarga 49L5 contactos normalmente cerrados se

cierran. #-.- bit de estado es un - lgico, sin embargo, debido a /ue el botn de

inicio normalmente abierto no (a sido presionado.

-.- Salida normalmente abierta tambin est programado en el 8et6orF ; como un

contacto de retencin tambin nombrado -.-. Con esta simple red, se re/uiere la

salida -.- bobina energi!ada para encender el motor.

Programa de Control del Motor


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Cuando se pulsa el botn de inicio, la CP recibe un ; lgico a partir de la entrada E

-.-. Esto (ace /ue el contacto #-.- cierre. Las tres entradas son a(ora un ; lgico.

La CP enva un ; lgico a la salida -.-. El arrancador de motor se activa % el

motor arranca.

El bit de estado de salida para -.- es a(ora un ;. En el siguiente anlisis, cuando

se resuelve -.- contacto normalmente abierto, el contacto se cerrar % la salida

-.- permanecer activada aun/ue se suelte el botn Start.

Cuando se pulsa el botn Stop, la entrada #-.; se apaga, se abre el contacto #-.;, la

bobina de salida -.- se desactiva % el motor se apaga.

Adicin de Indicadores /un % Stop

La aplicacin se puede ampliar $cilmente para incluir las luces indicadoras de

condiciones de marc(a % paro. En este e3emplo, un indicador luminoso I8 se

conecta a la salida -.; % una lu! indicadora del motor est conectada a la salida

-..


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La lgica de escalera para esta aplicacin inclu%e contacto -.- normalmente

abierto conectado a la 8et6oFr -.- bobina dirige a la salida Bobina -.; %

contacto normalmente cerrado conectado en 8et6or < a la salida bobina -..

Cuando -.- est apagado, el contacto normalmente abierto -.- 8et6orF est

abierto % el indicador I8 apagado. Al mismo tiempo, el contacto normalmente

cerrado -.- se cierra % el indicador esta en ST9P.

Cuando se pulsa el botn de inicio, el PLC arranca el motor. La salida -.- se

activa. El Contacto -.- normalmente abierto en la 8et6orF estara cerrada % el

indicador I8 est encendido. Al mismo tiempo, el contacto normalmente cerrado

-.- 8et6orF < estaria abierto % la lu! del indicador de ST9P conectado a la salida

-. est apagado.

Adicin de un 1inal de carrera

La aplicacin se puede ampliar mediante la adicin de un $inal de carrera. El

interruptor de lmite podra utili!arse en esta aplicacin para una variedad de$unciones. Por e3emplo, el interruptor de lmite podra utili!arse para detener el motor

o evitar /ue el motor sea puesto en marc(a.


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En este e3emplo, el $inal de carrera est asociada con un Portn de Entrada al

e/uipo asociado al motor. El $inal de carrera est conectado a la entrada E -.< %

controla un contacto normalmente abierto en el programa. Si El Porton de Entrada

est abierto, interruptor de lmite LS; estara abierto % #-.< contacto normalmente

abierto as tambin estar abierto. Esto evitando /ue el motor arran/ue

descarrilando el motor.

Cuando la puerta de acceso est cerrada, el interruptor de lmite LS; est cerrado %

#-.< contacto normalmente abierto se cierra tambin. Esto permite /ue el motor

arran/ue cuando se presiona el botn Stara para abrir el Porton pero en la posicin

Portn cerrado el motor estar parado LS; por el mismo evitando /ue siga

traba3ando % se /ueme.


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ue#as e-tensiones

El programa de PLC se puede ampliar para dar cabida a una amplia variedad de

aplicaciones comerciales e industriales.

Pulsadores STAIT : ST9P, selectores, luces indicadoras, % columnas de

se2ali!acin se pueden a2adir. Los arrancadores de motor se pueden agregar para

el control de motores adicionales. Se pueden a2adir 0inales de carrera 3unto con

interruptores de pro)imidad para detectar la posicin del ob3eto. Darios tipos de rels

se pueden a2adir a ampliar la variedad de dispositivos /ue se estn controlados.

Seg&n sea necesario, los mdulos de ampliacin se pueden a2adir para aumentar

a&n ms la capacidad de E : S. Las aplicaciones son limitadas solamente por el

n&mero de E : S % la cantidad de memoria disponible en el PLC.


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Entradas % salidas analgicas

7uc(os PLCs tambin traba3an con dispositivos de E : S analgicas. Los dispositivos

analgicos utili!an se2ales /ue son continuamente variable dentro de un intervalo

especi$icado como - a ;- D'C o = a - mA.

Las se2ales analgicas se utili!an para representar valores de variables tales como

la velocidad, la velocidad de $lu3o, temperatura, peso, nivel, etc Con el $in de procesar

una entrada de este tipo, un PLC debe convertir la se2al analgica en una

representacin digital .

S*+ -- PLC convierten cada volta3e analgico o el valor actual en un valor digital de

; bits. Dalores digitales de las entradas analgicas se almacenan en la memoria

direccionable para el uso del programa de usuario. 'el mismo modo, el programa de

usuario puede colocar los valores digitales en locali!aciones de memoria

direccionables para la conversin a valores analgicos para las salidas analgicas

designados.

El &nico modelo de la CP S*+ -- con E : S analgicas puntos a bordo es =KP

CP, /ue tiene entradas analgicas % ; salida analgica. Sin embargo, E : S

analgicas puntos se pueden a2adir mediante mdulos de e)pansin para cual/uier

CP /ue no sea la CP ;. CP permite mdulos de e)pansin % las CP

restantes permiten * mdulos de e)pansin modules. 7dulos de E)pansin estn

disponibles con = u @ entradas analgicas, o = salidas analgicas o = entradas

analgicas % ; salida analgica. Adems, los mdulos de e)pansin estndisponibles para su uso con termopares o sensores tipo IT' /ue detectan la

temperatura en un punto espec$ico en una m/uina o proceso.


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Ejemplo de entrada analgica

Las entradas analgicas se pueden utili!ar para una variedad de propsitos. En este

e3emplo, una escala est conectado a una clula de carga. na clula de carga es

un dispositivo /ue genera una salida elctrica proporcional a la $uer!a aplicada.

La clula de carga en este e3emplo se convierte un valor de peso a partir - a -

libras en un - + ;- DCC valor analgico. El - + se2al de la clula de carga D'C ;-

est conectado a la entrada analgica de un S*+-- PLC.El valor de consigna /ue se aplica a la PLC se puede utili!ar de varias maneras. Por

e3emplo, el peso real se puede comparar con un peso deseado para un pa/uete.

Luego, cuando el pa/uete se mueve sobre una cinta transportadora, el S*+-- PLC

puede controlar una puerta a los pa/uetes de di$erentes pesos dirigir. n pa/uete

/ue pesa igual o ma%or /ue un valor especi$icado se encamina a lo largo de una

tra%ectoria de transporte al inventario de productos terminados. n pa/uete /ue

pesa menos /ue un valor especi$icado se encamina a lo largo de otra ruta detransporte a una estacin de inspeccin, donde se comprobar la $alta de contenido.


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Ejemplo de Salida Analgica

Las salidas analgicas de un PLC se acomodan a menudo directamente oa travs

de convertidores de se2al o transmisores para controlar vlvulas, instrumentos,

unidades electrnicas u otros dispositivos de control /ue responden a las se2ales

analgicas.

Por

e3emplo, salidas analgicas del PLC se podran utili!ar para controlar el $lu3o de

$luido en un proceso mediante el control de los accionamientos de CA. En lugar de

simplemente girando la accionamientos de CA encendido o apagado, /ue podra

llevarse a cabo por salidas discretas, se2ales analgicas se pueden utili!ar para

controlar la salida de los convertidores de CA. Esto permitira a la velocidad de las

bombas a variar dinmicamente en respuesta a los cambios en los re/uisitos del

proceso.

Circuito de Tempori9ados cableados


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En un PLC, los tempori!adores estn programando las $unciones /ue (acen un

seguimiento del tiempo % permiten a los programas de PLC para proporcionar

respuestas variadas en $uncin del tiempo transcurrido.

Tempori!adores en un programa de PLC se pueden comparar con los circuitos de

tempori!acin cableados, como el representado en el diagrama de la lnea de control

/ue acompa2a. En este e3emplo, el interruptor normalmente abierto 4895 4S;5 se usa

con tempori!ador 4TI;5. Cuando S; se cierra, TI; comien!a a cronometrar. Cuando

el tiempo preestablecido del tempori!ador (a%a transcurrido TI; cierra su contacto

asociado TI; % la lu! piloto PL; normalmente abierto se enciende. Cuando S; se

abre, TI; desenergi!a inmediatamente, el contacto se abre TI; % PL; se apaga.

Este tipo de tempori!ador /ue se conoce como un tempori!ador de retardo a la

cone)in. El trmino Gretardo a la cone)inG indica /ue el tiempo comien!a cuando el

tempori!ador recibe una se2al para encender. En este e3emplo, eso sucede cuando

S; se cierra.

Tempori9adores S5(6&& SIMATIC

El con3unto de instrucciones 9P S#7AT#C S*+-- inclu%e tres tipos de

tempori!adores" 9n+'ela% Timer 4T985, como retardo del tempori!ador 4T98I5, %

retardo a la descone)in 4T905.

Los tempori!adores se representan en un programa de lgica de escalera S*+PLC

por ca3as. Tempori!adores S*+-- tienen una resolucin de ; milisegundo, ;-

milsimas de segundo, o ;-- milisegundos. Esta resolucin aparece en la es/uina

in$erior derec(a del cuadro de tempori!ador. Como se muestra en la ilustracin

ad3unta, la resolucin % el tipo de tempori!ador /ue se puede utili!ar depende del


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n&mero de tempori!ador. El valor m)imo de tiempo /ue se muestra es para un solo

tempori!ador. 7ediante la adicin de los elementos del programa, los intervalos de

tiempo ma%ores pueden ser programados.

Tempori9acin SIMATIC On()ela% *TO+

El e3emplo anterior ilustra el $uncionamiento de un (ard6are de retardo a la

cone)in. La $uncin de so$t6are correspondiente en el S* +-- con3unto de

instrucciones 9P es el retardo a la cone)in 4T985.

Cuando el tempori!ador de retardo a la 4T985 permitiendo la entrada 4#85 pasa a ;

lgico, el tempori!ador comien!a a cronometrar. 'espus de un tiempo pre$i3ado

4PT5, el bit de tempori!acin 4bit T5 se enciende. El T+bit es una $uncin lgica interna

al tempori!ador % no se muestra en el smbolo. El tempori!ador se reinicia el tiempo

acumulado a cero cuando la entrada de (abilitacin va a un - lgico.

En el e3emplo del tempori!ador de acompa2amiento, cuando la entrada E -.< activa,

el contacto #-.< se cierra % T


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4

en ;-- ms , un valor predeterminado de ;- es igual a ; segundos 4 ;- ) ;-- ms5.

Por lo tanto, a ; segundos despus de /ue se cierra el contacto #-.


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enciende segundos despus de la entrada E -.< se cierra por segunda ve!.

Cuando el bit de tempori!ador T se enciende, el contacto T se cierra % -.; salida

se activa.

La $uncin de reposicin 4I5 , /ue se muestra en la red ; , es necesario restablecer

el tiempo acumulado del retardo a Timer 4 T98I 5 a cero. En este e3emplo, la $uncin

de reposicin 4I5 se enciende % se pone a cero el tempori!ador cuando el contacto

#-. se cierra. Esto (ace /ue el contacto T para abrir % salida -.; para apagar.

SIMATIC O11(

)ela% Timer

*TO4+

El S#7AT#C retardo a la descone)in 4T905 comien!a a cronometrar cuando laentrada 4#85 se apaga. En el e3emplo /ue acompa2a, cuando el contacto #;.= se

cierra, el valor actual del tempori!ador T


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Instrucciones IEC ''='(= Timer

8o es la intencin de este curso para cubrir todas las CP S*+--, pero las

instrucciones del tempori!ador proporciona una oportunidad para entender algunas

de las di$erencias entre los con3untos de instrucciones ;;


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sincroni!acin. Cuando ET es igual a PT, se apaga. El tiempo transcurrido se

mantiene (asta /ue en se apaga.

Contadores S5(6&& SIMATIC *Counters+

Al igual /ue los contadores mecnicos, las instrucciones del contador PLC reali!ar

un seguimiento de los acontecimientos. Como cuenta, una instruccin de contador

se compara un valor de conteo acumulado de un valor preestablecido paradeterminar cuando se (a alcan!ado el recuento deseado. Los contadores pueden

ser utili!ados para sus iniciales en una operacin cuando se alcan!a un recuento o

para prevenir una operacin /ue ocurra (asta /ue se (a%a alcan!ado un recuento.

El con3unto de instrucciones 9P S#7AT#C S*+-- inclu%e tres tipos de contadores"

Cuenta #ncrementar contador 4CT5, la cuenta atrs Contadores 4CT'5 % el recuento

de arriba : aba3o del contador 4CT'5.

El Conde Contar adelante 4CT5 aumenta en uno cada ve! /ue la cuentaascendente 4C5 transiciones de entrada de apagado a encendido. Cuando la

cuenta acumulada es igual al valor de preseleccin 4PD5 el bit del contador 4no

mostrado5 se enciende. El contador sigue contando (asta /ue el recuento

acumulado es igual al valor m)imo 4


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apagado a encendido. Cuando el recuento acumulado es igual al valor de

preseleccin 4PD5, el bit de conta3e se activa. Cuando la entrada de reset 4I5 se

enciende o cuando se e3ecuta una instruccin de reinicio, se restablece el recuento

acumulado a cero % el bit de conta3e se apaga. Si el recuento alcan!a el valor

positivo m)imo 4


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Cuando el contacto #-.- se cierra, el contador cuenta (acia arriba en ;. Esto podra

ser provocada por un interruptor de pro)imidad de deteccin de /ue un artculo se (a

colocado en el lugar de almacenamiento.

Cuando el contacto #-.; se cierra, el contador cuenta (acia aba3o en ;. Esto podra

ser provocada por un interruptor de pro)imidad sintiendo /ue un artculo (a sido

eliminado de la ubicacin de almacenamiento.

En este e3emplo, la ubicacin de almacenamiento tiene ;- espacios. Cuando la

cuenta acumulada alcan!a ;-, el bit de conta3e se activa, el contacto C=@ se cierra

% -.; salida se activa. Esto podra desencadenar otra lgica en el programa para

desviar nuevos elementos a otro lugar (asta /ue se elimina un elemento de esta

ubicacin.

Instrucciones de

contador orma

IEC ''='(=

Los contadores discutidos previamente eran contadores S#7AT#C. El con3unto de

8ormas #EC ;;


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5

Con e)cepcin de los valores de CD % , la #EC ;;


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