Control Lógico Programable PLC

Sergio Leonardo Fonseca Mancera

CONTROL LÓGICO PROGRAMABLE PLC

Servicio Nacional de Aprendizaje Medellín

SENA

Es la tecnología utilizada para realizar procesos o procedimientos sin la ayuda de las personas.


Proceso. Es el desarrollo natural de un acontecimiento, caracterizado por una serie de eventos o cambio graduales, progresivamente continuos y que tienden a un resultado final. Un proceso Industrial la material o energía es convertida a otras formas de material o energía. Ejemplos: – Cambio en presión, temperatura, velocidad, potencial eléctrico, etc.


• Proceso Continuo El material es introducido y removido del proceso al mismo tiempo y el proceso una vez iniciado, no para (Reacciones químicas, destilaciones, separaciones, etc).

. Proceso Batch

El material se agrega a un contenedor; algún proceso se lleva a cabo; el producto es removido y se sigue una secuencia que puede parar o reiniciarse (Bebidas alcoholicas, productos alimenticios, etc).


Conjunto de elementos ordenados que cumplen un objetivo, y uno solo de estos elementos no puede cumplir, por si solo, el trabajo de todo el sistema.


Eléctrica. Mecánica. Térmica Fuentes alternativas: combustibles fósiles,

hidráulica, solar, eólica.


Proceso Forma de energía

utilizada Acción lograda

Moldeado Térmica Funde el metal antes de colocarlo dentro de moldes donde

ocurre su solidificación

Maquinado por

descarga eléctrica Eléctrica

A través de descargas eléctricas, se remueve material de la pieza

ocasionado por altas temperaturas

Forjado Mecánica Se logra a través de modificar la forma original de un metal

presionado entre dados, generalmente a altas temperaturas

Templado Térmica La piezas se calientan por debajo de su punto de fusión para que

las moléculas unifiquen su estructura interna

Moldeado por

inyección Térmica y mecánica

Un polímero transformado a consistencia plástica mediante

calor, se inyecta en un molde para que tome la forma de éste

Corte por láser Luminosa y térmica El rayo láser crea una vaporización y fundición de los metales

por los que pasa, haciendo cavidades al paso de su haz

Maquinado Mecánica Se elimina el material sobrante mediante el movimiento relativo

de las piezas contra las herramientas y viceversa

Troquelado Mecánica Mediante dados y sellos, las partes metálicas toman su forma

Soldadura Térmica A través del calor se funde una parte del metal de la pieza

metálica para adherirse a otra

Procesos comunes de manufactura y sus requerimientos de energía


Implementación física de la lógica de la Unidad de Control

Tecnologías cableadas

Familias tecnológicas: • Mecánicos • Neumáticos • Hidráulicos • Eléctricos • Electrónicos, etc.

Ejemplos: • Control de nivel de líquido por flotador • Regulador de Watt • Cuadros de mando por contactores.

Ventajas: • Simplicidad • Adecuadas para problemas sencillos

Inconvenientes: • Ocupa mucho espacio • Poca flexibilidad • Mantenimiento costoso • No adaptados a funciones de control complejas


Utilización de dispositivos capaces de ejecutar algoritmos, dotados de entradas y salidas analógicas y/o digitales

Tecnología Programada

Inconvenientes: Complicados y caros para aplicaciones simples

Ventajas: •Flexibilidad •Ocupan poco espacio •Coste compensa para aplicaciones de complicación media/alta •Mantenimiento sencillo Familias tecnológicas:

•Microprocesadores (ordenadores de proceso) •Microcontroladores •Autómatas Programables (PLCs) •PCs industriales

Ejemplos: •Automatización industrial con PLCs

Manual. El operador a través de Pulsadores, interruptores, teclado, etc. va ordenando las diferentes operaciones a realizar en la planta Automático. La planta funciona sin intervención del operador. Semi Automatico. Parte de las operaciones de la planta las realiza en forma automática y parte el operador.


Son los distintos dispositivos eléctrico, manuales o automáticos que se emplean para permitir o interrumpir el paso de la corriente a los diferentes circuitos de control


Aparatos de Maniobra Manuales

Automáticos

Pulsadores Pulsador con enganche Conmutadores Botón de pulso y giro

Dispositivo para abrir o cerrar circuitos, dependiendo de ciertas magnitudes física: Presión,Temperatura, Luz..

Aparatos de Protección Fusibles Conductores calibrados específicamente

para el paso de determinada corriente

Aparatos de protección Automática

Relé Térmico Relé Termomagnético Relé Electromagnético

Aparatos de Señalización

Acústicos

Ópticos

Timbres, Zumbadores, Chicharras, Sirenas, pitos

Lámpara o Pilotos


Presostato

Relé de protección por termistancia


http://exposicionesvirtuales.com/fotos/s30-127r1.jpg


Relé Térmico

Relé Termomagnético Relé Electromagnético


Operación Y y O

S 1

S 2

S 4 S 3

H 1 H 2

Y O

& S 1 S 3

S 2 S 4 H 1 H 2

1


Símbolo Normalizado Relé o Contactor auxiliar Nomenclatura Para representar Contactos Abierto y cerrados en relés

Simbología completa de un Relé Simbología del Contactor

Nomenclatura de un Relé auxiliar

Realizar el esquema del montaje.

Seleccionar los elementos a emplear según esquema. Probar el funcionamiento de los elementos y montarlos. Realizar el cableado del circuito auxiliar según el esquema. Revisión física del cableado en forma visual y la continuidad de

la misma. Comprobar el funcionamiento del circuito con lámpara en

serie. Compruebo el funcionamiento de tensión normal . Detectar posibles fallas y corregirlas


Un autómata programable (AP) , también llamado PLC (Programmable Logic Controller) es:

un sistema electrónico programable diseñado para ser utilizado en un

entorno industrial, que utiliza una memoria programable para el

almacenamiento interno de instrucciones orientadas al usuario, para

implantar unas soluciones específicas tales como funciones lógicas,

secuencia, temporización, recuento y funciones aritméticas con el fin de

controlar mediante entradas y salidas, digitales y analógicas diversos tipos

de máquinas o procesos. (Según IEC 61131)


Direccionamiento

SIMATIC

S7-300

SIEMENS

RUN-P

RUN

STOP

MRES

SF

BAF

DC 5V

FRCE

RUN

STOP

314-1AE00-0AB0

0

0

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

321-1BH00-0AA0

SM321

DI 16xDC24V

DC 24V

VOLTAGE

SELECTOR

ON

OFF

Fuente de alimentacioón CPU Módulo interface Entrada digitales

Número de slot 1 2 3 4

0

Dirección de byte: Byte número 0

Dirección de byte Byte número +1

Dirección de bit

Posibles entradas:

E 0.0 to E 0.7

E 1.0 to E 1.7

Dirección digital


BIT

Longitud = 1 BIT Estado "1" or "0"

BYTE Longitud = 8 BITS

PALABRA Longitud = 16 BITS

DOBLE PALABRA Longitud = 32 BITS

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

BIT, BYTE, PALABRA, DOBLE PALABRA

Representa un valor numérico comprendido en (-128 a +127)

(-32.768 a + 32.767)

(-2.147.483.648 a +2.147.483.647)


Dirección

Dirección bit

Dirección byte

Dirección Palabra

Dirección Doble Palabra

Área de direc. Desig. Acceso al área Abrev. Máx. direcc. área

Imagen de proceso E/A entrada / salida bit E / A 0.0 a 65,535.7

entrada / salida byte E / AB 0 a 65,535

entrada / salida palabra EW / AW 0 a 65,534

entrada / salida doble palabra ED / AD 0 a 65,532

Marcas bit de memoria M 0.0 a 255.7

byte de memoria MB 0 a 255

palabra de memoria MW 0 a 254

doble palabra de memoria MD 0 a 252

E/A externa entrada/salida byte E/A, periferia PEB / PAB 0 a 65,535

palabra E/A, periferia PEW/PAW 0 a 65,534

doble palabra E/A, periferia PED/PAD 0 a 65,532

Temporizador Temporizador (T) T 0 a 255

Contador Contador (C) C 0 a 255

Módulo de dato Módulo de dato (DB) DB 1 a 65,532

Módulo de dato Abierto con AUF DB

Bit,byte,palabra,doble palabra DBX,DBB

DBW,DBD

0 a 65,532

Abierto con AUF DI

Bit,byte,palabra,doble palabra DIX,DIB

DIW,DID

0 a 65,532


Posibles palabras de entrada IW 0 con EB 0 y EB 1 IW 4 con EB 4 y EB 5 Palabras de salidas: AW 8 con AB 8 y AB 9 AW 12 con AB 12 y AB 13

SIMATIC

S7-300

SIEMENS

RUN-P

RUN

STOP

MRES

SF

BAF

DC 5V

FRCE

RUN

STOP

314-1AE00-0AB0

0 0 0 0

0 0 0 0

1 1 1 1

1 1 1 1

2 2 2 2

2 2 2 2

3 3 3 3

3 3 3 3

4 4 4 4

4 4 4 4

5 5 5 5

5 5 5 5

6 6 6 6

6 6 6 6

7 7 7 7

7 7 7 7

321-1BH00-0AA0 321-1BH00-0AA0 321-1BH00-0AA0 321-1BH00-0AA0

SM321

DI 16xDC24V

SM321

DI 16xDC24V

SM321

DI 16xDC24V

SM321

DI 16xDC24V

DC 24V

VOLTAGE

SELECTOR

ON

OFF

Fuente de alimentación CPU Módulo interface Entradas digitales Salidas digitales

Numero de slot

Direccionamiento digital

1 2 3 4 5 6 7

0 4 8 12


IM CPU

y

fuente de

alimentación

CPU

y

fuente de

alimentación

IM

IM

(emisor)

(receptor

y

fuente de

alimentación)

0.0

a

3.7

4.0

a

7.7

8.0

a

11.7

12.0

a

15.7

16.0

a

19.7

20.0

a

23.7

24.0

a

27.7

28.0

a

31.7

32.0

a

35.7

36.0

a

39.7

44.0

a

47.7

48.0

a

51.7

52.0

a

55.7

56.0

a

59.7

60.0

a

63.7

40.0

a

43.7

Como por defecto, las restantes direcciones digitales se dividen en grupo de cuatro bytes

sucesivos por módulo desde 64,0 a 127,7 (16 módulos adicionales en dos racks adicionales).

Dirección digital (byte de dirección 0 - 127)

Direcciones analógicas (byte de dirección 256 a 752)

256

a

271

336

a

351

352

a

367

368

a

383

304

a

319

320

a

335

272

a

287

288

a

303


• Establecen la comunicación entre CPU y proceso: – Filtran, adaptan y codifican las señales de entrada – Decodifican y amplifican las señales de salida. • Entradas habituales: – CC a 24 ó 48 VCC. – AC a 110 ó 220 VAC. – Analógicas de 0-10 V o 4-20 mA. • Salidas típicas: – Por relé – Estáticas por triac a 220 V (max.) – Colector abierto a 24 ó 48 VCC. – Analógicas de 0-10 V o 4-20 mA.


• Centralizadas – Autómatas compactos, mautómatas (+módulos) – Autómatas modulares (+módulos y +bastidores) • Distribuidas – Locales. Bastidor de expansión – Remotas. Bus de campo – Pueden disminuir los costes de instalación (menos cableado) – Aumenta la seguridad de la transmisión (menos cables, y transmisión digital de la información)


Buses de campo: • AS-i • PROFIBUS • Uni-Telway Redes industriales: • ETHERNET Industrial • MODBUS • Inalámbricas – Wifi – Bluetooth – Zigbee

Los sistemas de control se encargan de la regulación automática de operaciones y del equipo asociado, así como de la integración y coordinación de estas operaciones en un sistema de producción global.


◦ Planta: Funcionamiento en lazo abierto o lazo cerrado.

◦ Unidad de Control: Decide la operación a realizar. Trabajo con señales.

◦ Accionamientos:

El sistema de control gobierna la planta a través de los accionamientos. Equivales a un amplificador de potencia donde la entrada son las salidas de baja de control . Ejemplos: Variador de Velocidad , Electro válvula. ◦ Transductor: Sensor + Interfaz

El sensor convierte la magnitud física de la planta ( velocidad, aceleración, ph, etc). En magnitudes eléctricas. La interfaz adapta las señales del sensor a las entradas del sistema de control

Factor de comparación.

Control Continuo. Control Discreto.

Medidas de salida del producto.

Peso, volumen líquido y volumen sólido.

Número de partes o de productos.

Medidas de calidad. Consistencia, concentración, ausencia de contaminantes.

Dimensiones, Acabado, Apariencia, ausencia de defectos.

Variables y parámetros.

Temperatura, tasa de flujo, presión.

Posición velocidad, aceleración.

Sensores. Sensores de flujo, presión y de temperatura.

Interrupores, sensores fotoeléctricos y válvulas.

Actuadores. Válvulas, calentadores, bombas.

Interruptores, motores y pistones.

Unidades de tiempo Segundos, minutos, horas.

Menos de un segundo.

Nivel Industrias de Proceso.

Industrias de Manufactura Discreta.

5 Nivel corporativo.

Nivel corporativo.

4 Nivel de planta. Nivel de planta o fábrica.

3 Nivel de control de supervisión.

Nivel de celdas o sistema de manufactura.

2 Nivel de control regulatorio.

Nivel de máquinas.

1 Nivel de Equipo.

Nivel de equipo.

Industrias de Proceso. Industrias de Manufactura Discreta.

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Education

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