DOcumento Resumen Controladores Logicos Programables[1]

Controladores Logicos Programables

Elaborado por:

Wilson Hernandez Martınez

Sergio Ramiro Gonzalez

20 de abril de 2016

Bogota DC.

1 HISTORIA Y SURGIMIENTO DE LOS PLC

Un controlador logico programable, mas conocido por sus siglas en ingles PLC (Program-

mable Logic Controller), se trata de una computadora, utilizada en la ingenierıa automati-

ca o automatizacion industrial, para automatizar procesos electromecanicos, tales como el

control de la maquinaria de la fabrica en lıneas de montaje o atracciones mecanicas. Sin

embargo, la definicion mas precisa de estos dispositivos es la dada por la NEMA (Asocia-

cion Nacional de Fabricantes Electricos) que dice que un PLC es: “Instrumento electronico,

que utiliza memoria programable para guardar instrucciones sobre la implementacion de

determinadas funciones, como operaciones logicas, secuencias de acciones, especificacio-

nes temporales, contadores y calculos para el control mediante modulos de E/S analogicos

o digitales sobre diferentes tipos de maquinas y de procesos”.[7]

El Controlador Logico Programable (PLC) surge como la necesidad de reemplazar los sis-

temas cableados de reles en las lineas de produccion. Ver Fig.1. El problema de estos

sistemas era que cuando los requerimientos de produccion cambiaban tambien lo hacıa

el sistema de control. Esto comenzo a resultar bastante caro cuando los cambios fueron

frecuentes. Dado que los reles son dispositivos mecanicos y poseen una vida limitada se

requerıa un estricto mantenimiento planificado. Por otra parte, a veces se debıan realizar

conexiones entre cientos o miles de reles, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseno y

mantenimiento. El primero en involucrar estos dispositivos fue la Division Hydramatic de la

General Motors en 1969. La empresa Bedford Associates (Bedford, MA) propuso un siste-

ma al que llamo Modular Digital Controller o MODICON conocido como el primer PLC de la

historia. Las ventajas adicionales que ofrecieron estos sistemas frente al sistema clabeado

de reles fueron; el menor consumo de energıa, reduccion de espacio en los tableros, rapido

mantenimiento, entre otras ventajas. A mediados de los 70 las tecnologıas dominantes de

los PLC eran maquinas de estado secuencial y CPU basadas en desplazamiento de bit. En

1972 aparecieron equipos que ya se programaban usando esquemas de contactos (Relay

Ladder Logic). Estos esquemas los usaban los ingenieros y tecnicos para disenar los an-

tiguos equipos cableados, por lo que resultaba facil pasarse a la nueva tecnologıa y ello

popularizo mas su uso.[7]

1

FIGURA 1: Sistema cableado de reles

Fuente.http://sintaxisweb.es/eniac/

Las comunicaciones comenzaron a aparecer en 1973 aproximadamente. El primer sistema

fue el bus Modicon (Modbus). El PLC podıa ahora dialogar con otros PLC y en conjunto

podıan estar aislados de las maquinas que controlaban. Tambien podıan enviar y recibir

senales de tension variables, entrando en el mundo analogico. En los 80 se produjo un

intento de estandarizacion de las comunicaciones con el protocolo Manufacturing Automa-

tion Protocol (MAP) de General Motors. Tambien fue un tiempo en el que se redujeron las

dimensiones del PLC y se paso a programar con programacion simbolica a traves de orde-

nadores personales en vez de los clasicos terminales de programacion. Hoy dıa el PLC mas

pequeno es del tamano de un simple rele.

En los 90 se mostro una gradual reduccion en el numero de nuevos protocolos, y en la

modernizacion de las capas fısicas de los protocolos mas populares que sobrevivieron a

los 80. El ultimo estandar (IEC 1131-3) intenta unificar el sistema de programacion de todos

los PLC en un unico estandar internacional. Ahora disponemos de PLC’s que pueden ser

programados en diagramas de bloques, lista de instrucciones y texto estructurado al mismo

tiempo. Fig.2 se muestra la evolucion de los PLC.[5]

2

FIGURA 2: Historia de los PLC

Fuente: http://www.ieec.uned.es/investigacion/Dipseil/PAC

1.1. Ventajas de los PLC

Se puede hablar de las siguientes ventajas del uso de los PLC frente a logica cableada

antigua:

Menor tiempo empleado en la elaboracion del proyecto.

3

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni anadir elementos.

Reducido espacio de ocupacion.

Menor costo de mano de obra de instalacion.

Menor tiempo para la puesta en funcionamiento, al quedar reducido el de cableado.

Posibilidad de controlar varias maquinas con el mismo automata.

Economıa de mantenimiento.

Si por alguna razon la maquina queda fuera de servicio, el PLC sigue siendo util para

otra maquina o sistema de produccion.

1.2. Campos de aplicacion

El PLC por sus especiales caracterısticas de diseno tiene un campo de aplicacion muy ex-

tenso. La constante evolucion del hardware y software amplıa constantemente este campo

para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades

reales. Su utilizacion se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es ne-

cesario un proceso de maniobra, control, senalizacion, etc., por tanto, su aplicacion abarca

desde procesos de fabricacion industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales,

control de instalaciones, etc.[4]

4

2 ESTRUCTURA Y CLASES DE PLC

Un controlador logico programable esta constituido por un conjunto de tarjetas o circuitos

impresos, sobre los cuales estan ubicados componentes electronicos.

El controlador Programable tiene la estructura tıpica de muchos sistemas programables, co-

mo por ejemplo una microcomputadora. La estructura basica del hardware de un consolador

Programable propiamente dicho esta constituido por:

Fuente de alimentacion. A partir de una tension exterior proporciona las tensiones

necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos electronicos del automata,

ademas posee una baterıa para mantener el programa y algunos datos en la memoria

si hubiera un corte de la tension exterior.

Unidad de procesamiento central (CPU). Esta parte del PLC es considerada como la

mas importante, ya que dentro de ella se encuentra un microcontrolador que lee y eje-

cuta el programa de usuario que a su vez se localiza en una memoria (normalmente

del tipo EEPROM), ademas de realizar la gestion de ordenar y organizar la comunica-

cion entre las distintas partes que conforman al PLC. El programa de usuario consiste

en una serie de instrucciones que representan el proceso del control logico que debe

ejecutarse, para poder hacer este trabajo, la unidad central de proceso debe almace-

nar en localidades de memoria temporal las condiciones de las variables de entrada y

variables de salida de datos mas recientes. La capacidad de memoria de estos modu-

los se disenan para diferentes tamanos, las mas tıpicas son: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128,

256 Kb, y mas, excepcionalmente.[4]

• Memoria Ram (Random Access Memory).Este tipo de memoria sirve para alma-

cenar el programa del usuario durante su elaboracion y prueba, donde es posible

modificarlo constantemente. El contenido de la memoria RAM, es volatil, es decir,

su contenido se pierde si el suministro de energıa proporcionado por la fuente de

alimentacion se desconecta.

Por consiguiente, para evitar perder la informacion ante fallas del suministro, es

necesario salvaguardarlo mediante una baterıa de larga duracion enchufable en

la CPU, estas baterıas estan disponibles para todos los tipos de controladores y

tienen una duracion que varıa entre 2 a 5 anos, dependiendo del tipo de CPU. Es

5

importante por consiguiente, que esta baterıa se mantenga en perfectas condi-

ciones durante todo el tiempo de funcionamiento del PLC.

• Memoria Eprom (Enable Programmable Read Only Memory).Es un modulo de

memoria enchufable del tipo no volatil, es decir, la informacion contenida se con-

serva aun cuando se pierde el suministro de energıa. Se utiliza normalmente pa-

ra guardar programas definitivos ya probados y debidamente depurados, ademas

pueden ser transportados y utilizados en cualquier controlador de su marca y tipo.

Para grabar este modulo es necesario utilizar aparatos de programacion destina-

dos tambien, para este proposito, mientras que para borrarlos deben ser someti-

dos a rayos ultravioletas durante 15 a 45 minutos. Por lo tanto, se requiere de una

unidad para la escritura y otra para el borrado.[3]

Modulos o interfases de entrada (E). Adapta y codifica de forma comprensible para la

CPU las senales procedentes de los dispositivos de entrada captadores.

• Captadores Pasivos son aquellos que cambian su estado logico, activado - no

activado, por medio de una accion mecanica. Estos son los Interruptores, pulsa-

dores, finales de carrera, etc. Fig.3

• Captadores Activos son dispositivos electronicos que necesitan ser alimentados

por una tension para que varıen su estado logico. Este es el caso de los dife-

rentes tipos de detectores (Inductivos, Capacitivos, Fotoelectricos). Muchos de

estos aparatos pueden ser alimentados por la propia fuente de alimentacion del

automata.[3] Fig.3

6

FIGURA 3: Entradas del PLC

Fuente.https://automatismoindustrial.com/d-9-2-estructura/

Se puede utilizar como captadores contactos electricamente abiertos o electricamente

cerrados dependiendo de su funcion en el circuito.

Modulos o interfases de salidas (s). Decodifica las senales procedentes de la CPU, las

amplifica y las envıa a los dispositivos de salida o actuadores, como lamparas, reles,

contactores, arrancadores, electrovalvulas, etc. Fig.4

FIGURA 4: Salidas del PLC

Fuente. Autores

7

Terminal o consola de programacion. Es a traves de esta como se comunica el tecnico

o programador, con el automata. Introduce los programas en la memoria de trabajo.

Con ella se pueden hacer los cambios, revisiones y adaptaciones necesarias, para el

buen funcionamiento.

En la actualidad se sustituyen en su practica totalidad por equipos informaticos, que-

dando su uso practicamente restringido a la monitorizacion o programas de escasa

entidad.

Perifericos. Son aquellos sistemas o equipos que realizan una funcion especıfica, am-

plia las aplicaciones del automata , pero con independencia sobre este, normalmente

no forman parte de el y se autogestionan. (impresoras, visualizadores de cristal lıqui-

do, etc)[1]

En la Fig.5 se muestra las partes basicas del PLC.

FIGURA 5: Estructura del PLC

Fuente.https://automatismoindustrial.com/d-9-2-estructura/

8

2.1. Clases de PLC

Debido a la gran variedad de tipos distintos de PLC, tanto en sus funciones, en su capacidad,

en el numero de I/O, en su tamano de memoria, en su aspecto fısico y otros, es que es

posible clasificar los distintos tipos en varias categorıas.

2.1.1. PLC compacto

Este tipo de Controlador Logico Programable se distingue por presentar en un solo bloque

todos sus elementos, esto es, fuente de alimentacion, CPU, memorias, entradas/salidas,

etc.Son los PLC de gama baja o nanoautomatas los que suelen tener una estructura com-

pacta. Su potencia de proceso suele ser muy limitada dedicandose a controlar maquinas

muy pequenas o cuadros de mando. Fig.6

FIGURA 6: PLC compacto

Fuente.http://automatica.mex.tl/imagesnew/5/0/1/4/2/Presentaci

2.1.2. PLC semi-modular

Se caracteriza por separar las E/S del resto del Controlador Logico Programable, de tal for-

ma que en un bloque compacto estan reunidas las CPU, memoria de usuario o de programa

9

y fuente de alimentacion y separadamente las unidades de E/S . Son los Controlador Logico

Programable de gama media los que suelen tener una estructura semi-modular. [2]

2.1.3. PLC modular

Su caracterıstica principal es la de que existe un modulo para cada uno de los diferentes

elementos que componen el PLC como puede ser una fuente de alimentacion, CPU, E/S,

etc. La sujecion de los mismos se hace por riel DIN, placa perforada o sobre RACK, en

donde van alojado el BUS externo de union de los distintos modulos que lo componen. Son

los PLC de gama alta los que suelen tener una estructura modular, que permiten una gran

flexibilidad en su constitucion. Fig.7

FIGURA 7: PLC modular

Fuente.http://automatica.mex.tl/imagesnew/5/0/1/4/2/Presentaci

10

3 LENGUAJES DE PROGRAMACION

Se puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, ordenes y sımbolos reco-

nocibles por el PLC, a traves de su unidad de programacion, que le permiten ejecutar una

secuencia de control deseada. Los lenguajes de programacion son necesarios para la co-

municacion entre el usuario (sea programador u operario de la maquina o proceso donde se

encuentre el PLC) y el PLC. La interaccion que tiene el usuario con el PLC la puede realizar

por medio de la utilizacion de un cargador de programa (loader Program) tambien recono-

cida como consola de programacion o por medio de un PC (computador Personal).Tenga

en cuenta que: En procesos grandes o en ambientes industriales el PLC recibe el nombre

tambien de API (Automata Programable Industrial) y utiliza como interfase para el usuario

pantallas de plasma, pantallas de contacto (touch screen) o sistemas SCADA (sistemas

para la adquisicion de datos, supervision, monitoreo y control de los procesos)

3.1. Clasificacion de los lenguajes de programacion

Los lenguajes de programacion para PLC son de dos tipos, visuales y escritos. Los visuales

admiten estructurar el programa por medio de sımbolos graficos, similares a los que se

han venido utilizando para describir los sistemas de automatizacion, planos esquematicos y

diagramas de bloques. Los escritos son listados de sentencias que describen las funciones

a ejecutar. [10]

3.1.1. Programacion visual

Diagramas de contactos (Ladder).Es un lenguaje grafico, derivado del lenguaje de

reles. Mediante sımbolos representa contactos, bobinas, etc. Su principal ventaja es

que los sımbolos basicos estan normalizados segun el estandar IEC y son empleados

por todos los fabricantes. sımbolos basicos Ver Fig.8

11

FIGURA 8: Sımbolos basicos

Fuente.http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama20Escalera.pdf

En estos diagramas (Fig.9) la lınea vertical a la izquierda representa un conductor con

tension, y la lınea vertical a la derecha representa tierra. Con este tipo de diagramas se

12

describe normalmente la operacion electrica de distintos tipos de maquinas, y puede

utilizarse para sintetizar un sistema de control y, con las herramientas de software

adecuadas, realizar la programacion del PLC.

FIGURA 9: Ejemplo diagrama de contactos


• Contactos.Los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en

determinado .escalon”, son variables logicas o binarias, que pueden tomar solo

dos estados: 1 o 0, Estos estados que provienen de entradas al PLC o reles

internos del mismo. En la programacion Escalera (Ladder), estas variables se

representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados:

abierto o cerrado.

• Salidas.Las salidas de un programa Ladder son equivalentes a las cargas (bobi-

nas de reles, lamparas, etc.) en un circuito electrico.

• Marcas. Como salidas en el programa del PLC se toma no solo a las salidas que

el equipo posee fısicamente hacia el exterior, sino tambien las que se conocen

como Reles Internos o Marcas”. Los reles son simplemente variables logicas que

se pueden usar, por ejemplo, para memorizar estados o como acumuladores de

resultados que utilizaran posteriormente en el programa.

• Temporizadores. Como lo indica su nombre, cada vez que alcanzan cierto valor

de tiempo activan un contacto interno. Dicho valor de tiempo, denominado PRE-

SET o meta, debe ser declarado por el usuario. Luego de haberse indicado el

tiempo de meta, se le debe indicar con cuales condiciones debe empezar a tem-

porizar, o sea a contar el tiempo. Para ello, los temporizadores tienen una entrada

denominada START o inicio, a la cual deben llegar los contactos o entradas que

sirven como condicion de arranque. Dichas condiciones, igual que cualquier otro

13

renglon de Ladder, pueden contener varios contactos en serie, en paralelo, nor-

malmente abiertos o normalmente cerrados. Los tipos de temporizador que se

tienen son;

◦ SE - Temporizador con retardo a la conexion. La senal de salida es 1 so-

lamente si ha finalizado el tiempo programado y (AND) la senal de entrada

sigue siendo 1. Fig.10

FIGURA 10: Retardo a la conexion


◦ SS - Temporizador con retardo a la conexion con memoria. La senal de salida

cambia de 0 a 1 solamente si ha finalizado el tiempo programado, indepen-

dientemente del tiempo en que la senal de entrada este a 1.

◦ SA - Temporizador con retardo a la desconexion. La senal de salida es 1 el

tiempo que la senal de entrada es 1 y, a partir de ahı, el tiempo marcado por

el temporizador. El temporizador arranca cuando la senal de entrada cambia

de 1 a 0. Fig.11

14

FIGURA 11: Retardo a la desconexion


• Contadores .Definidos como posiciones de memoria que almacenan un valor

numerico, mismo que se incrementa o decrementa segun la configuracion da-

da a dicho contador. Como los temporizadores, un contador debe tener un valor

prefijado como meta o PRESET, el cual es un numero que el usuario programa

para que dicho contador sea activo o inactivo segun el valor alcanzado.

◦ Contador descendente. En este contador se empieza en un valor de prefijado

(valor) cada vez que le llega un pulso a la entrada el contador decrementa su

cuenta. Cuando llegue a cero su salida se activa. Hay dos tipos de contado-

res descendentes Uno cıclico, no cıclico y operacion normal. En el caso de

tener un contador cıclico: una vez su cuenta llegue a cero su cuenta vuelve

nuevamente a su valor de prefijado y la salida se activa cada vez que ha-

ya un rebose y se mantiene activa mientras el contador este en el valor del

rebose.Fig.12

FIGURA 12: Contador descendente

Fuente.http://datateca.unad.edu.co

15

◦ La operacion de un contador ascendente es simple, el contador empieza en

cero, cada vez que le llegue un pulso a su entrada, este contador incremen-

ta su cuenta; cuando el contador llega a un valor prefijado sus contactos

cambian de estado. En otras palabras, un flanco de subida en la entrada del

elemento hace que el valor de la cuenta se incremente en uno. El flanco de

subida se define como el cambio de una senal de F a V (0 a 1). Fig.13

FIGURA 13: Contador ascendente

Fuente.http://datateca.unad.edu.co

• Operaciones aritmeticas. Puede haber operaciones matematicas como sumas,

restas, comparaciones, multiplicaciones, divisiones, desplazamientos de bits, etc.

Todas ellas utilizan valores contenidos en registros de memoria referenciados a

contadores, entradas, salidas, temporizadores y demas. Las funciones matemati-

cas son usadas especialmente para la manipulacion de variables analogicas.

Las operaciones aritmeticas con numeros enteros son representadas por cajas (

Boxes) en las que se indica la operacion a efectuar y los operandos. El funciona-

miento sigue las reglas generales del diagrama de contactos, cuando se cierra el

contacto XXX se realiza la operacion.

Programacion diagramas de bloques.

Es un lenguaje grafico que permite al usuario construir procedimientos complejos me-

diante la union de bloques funcionales predisenados. Este lenguaje grafico tambien

describe una funcion entre las variables de entrada y variables de salida, como un con-

junto de bloques elementales, que estan conectados por lıneas de conexion, al igual

que un circuito electrico. Generalmente utilizan sımbolos logicos para representar al

bloque de funcion. Las salidas logicas no requieren incorporar una bobina de salida,

porque la salida es representada por una variable asignada a la salida del bloque.

16

El diagrama de funciones logicas, resulta especialmente comodo de utilizar, a tecnicos

habituados a trabajar con circuitos de puertas logicas, ya que la simbologıa usada en

ambos es equivalente.

Adicionalmente a las funciones logicas estandares y especıficas del vendedor, el len-

guaje FBD de la Norma IEC 1131-3 permite al usuario construir sus propios bloques

de funciones, de acuerdo a los requerimientos del programa de control. Fig.14

FIGURA 14: Diagrama de bloques

Fuente.http://infosys.beckhoff.com/espanol.php?content

Diagrama secuencial de funciones (SFC). Surgio en Francia a mediados de los anos

70, y fue creado por una agrupacion de algunos fabricantes de automatas, en con-

creto Telemecanique y Aper, junto con dos organismos oficiales, AFCET (Asociacion

Francesa para la Cibernetica, Economıa y Tecnica y ADEPA (Agencia Nacional pa-

ra el Desarrollo de la Produccion Automatizada). Fue homologado en Francia (NFC),

Alemania (DIN), y con posterioridad por la Comision Electrotecnia Internacional (IEC

848, en 1998). Los lenguajes graficos que proveen una representacion diagramatica

de secuencias de control en un programa como el SFC, que es similar a un diagrama

de flujo, se puede organizar los subprogramas o subrutinas (programadas en LD, FBD,

IL y/o ST) que forman el programa de control. SFC es particularmente util para opera-

ciones de control secuencial, donde un programa fluye de un punto a otro una vez que

una condicion ha sido satisfecha (cierta o falsa). Fig.15 El marco de programacion de

SFC contiene tres principales elementos que organizan el programa de control:

• Accion.

• Transicion (Condiciones).

17

• Pasos (Etapas).

FIGURA 15: Lenguaje SFC

Fuente.http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2150512/

3.1.2. Lenguajes literales

Lista de instrucciones. Es un lenguaje de bajo nivel basado en operaciones Booleanas

y cuya apariencia es similar al codigo del lenguaje ensamblador; se podrıa afirmar

tambien que este lenguaje no es mas que la representacion en forma de texto del

lenguaje grafico ”Ladder”. Es el mas antiguo de los lenguajes de programacion de PLC.

Precursor del Ladder se usaba cuando los computadores aun no tenıan capacidad

grafica. En este lenguaje cada instruccion se basa en las definiciones del algebra de

algebra logica. Fig.16

18

FIGURA 16: Lista de instrucciones


El lenguaje Booleano utiliza la sintaxis del Algebra de Boole para ingresar y explicar la

logica de control. Consiste en elaborar una lista de instrucciones o nemonicos, hacien-

do uso de operadores Booleanos (AND, OR, NOT, etc.) y otras instrucciones nemoni-

cas, para implementar el circuito de control. El lenguaje “Lista de Instrucciones” (IL)

de la Norma IEC 1131-3, es una forma de lenguaje Booleano.[10]

Texto estructurado. Este es un lenguaje estructurado de alto nivel, que es estructurado

en bloques y sintacticamente similar a Pascal, aunque sus raıces provienen de Ada y

C, pero mas intuitivo para el ingeniero de control, por que usa subrutinas para llevar

a cabo diferentes partes de las funciones de control y paso de parametros y valores

entre las diferentes secciones del programa.

Al igual que LD, FBD e IL, el lenguaje de texto estructurado utiliza la definicion de

variables para identificar entradas y salidas de dispositivos de campo y cualquier otra

variable creada internamente.

Contiene todos los elementos esenciales de un lenguaje de programacion moderno,

incluyendo seleccion del flujo de ejecucion condicional (IF-THEN-ELSE y CASE OF)

y lazos de iteracion o calculo repetitivo (FOR, WHILE y REPEAT), que pueden ser

anidados. Ademas soporta operaciones Booleanas (AND, OR, NOT) y una variedad

de datos especıficos, tales como fecha, hora.

19

La programacion en Texto Estructurado es apropiada para aplicaciones que involucran

manipulacion de datos, ordenamiento computacional y aplicaciones matematicas que

utilizan valores de punto flotante. ST es el mejor lenguaje para la implementacion de

aplicaciones de inteligencia artificial, logica difusa, toma de decisiones, entre otros.

Este lenguaje resulta excelente para la definicion de bloques de funcion complejos o

procedimientos que no pueden ser expresados mediante lenguajes graficos. Fig.17

FIGURA 17: Texto estructurado


20

4 Norma IEC-61131-1

En la actualidad aun siguen persistiendo sistemas de control especıficos del fabricante, con

programacion dependiente y conexion compleja entre distintos sistemas de control. Esto

significa para el usuario costos elevados, escasa flexibilidad y falta de normalizacion en las

soluciones al control industria.

IEC 1131 es el primer paso en la estandarizacion de los automatas programables y sus

perifericos, incluyendo los lenguajes de programacion que se deben utilizar. Esta norma se

divide en cinco partes:

Vista general.

Hardware.

Lenguaje de programacion.

Guıas de usuario.

Comunicacion.

IEC 1131-3 es la base real para estandarizar los lenguajes de programacion en la automa-

tizacion industrial, haciendo el trabajo independiente de cualquier companıa.

Cumplir todos los requerimientos de la norma IEC 1131-3 no es facil, por eso se permiten

implementaciones parciales en varios aspectos. Esto hace referencia al numero de lengua-

jes que soportan las herramientas de desarrollo disponibles, y al numero de funciones y de

bloques funcionales. Con ello se deja libertad al suministrador, pero el usuario debe tener

cuidado durante el proceso de seleccion de la herramienta adecuada. Incluso una actualiza-

cion del software puede dar lugar a un nivel muy alto de trabajo durante la implementacion.

Muchos entornos de programacion IEC actuales ofrecen aquello que se espera a nivel de

interface de usuario: uso de raton, menus desplegables, pantallas de programacion grafica,

multiples ventanas, ayuda en lınea, verificacion durante el diseno, etc. Debe hacerse notar

que estos detalles no estan especificados en la norma por lo que es una de las partes donde

los proveedores pueden diferenciarse.

Las implicaciones tecnicas de la norma IEC 1131-3 son altas, dejando bastante espacio

para el crecimiento y la diferenciacion. Esto la hace adecuada para entrar optimamente en

21

el proximo siglo. La norma IEC 1131-3 tendra un gran impacto en el mundo del control

industrial y este no se restringe al mercado convencional de los PLC. Ahora mismo, se

pueden ver adoptada en aplicaciones para control de movimiento, sistemas distribuidos

y sistemas de control basados en PC (SoftPLC), incluyendo los paquetes SCADA. Y las

areas de su utilizacion siguen creciendo. El uso de IEC 1131-3 proporciona numerosos

beneficios para usuarios/programadores. Los beneficios de la adopcion de este estandar

son varios, dependiendo de las areas de aplicacion: control de procesos, integrador de

sistemas, educacion, programacion, mantenimiento, instalacion, etc. Vamos a nombrar solo

algunos de estos beneficios:

Se reduce el gasto en recursos humanos, formacion, mantenimiento y consultorıa.

Evita las fuentes habituales de problemas por el alto nivel de flexibilidad y reusabilidad

del software.

Las tecnicas de programacion son utilizables en amplios sectores (control industrial en

general).

Combinan adecuadamente diferentes elementos que pueden provenir de diferentes

fabricantes, programas, proyectos...

Incrementa la conectividad y comunicacion entre los distintos departamentos y com-

panıas. [6]

22

5 EJERCICIOS BASICOS DE PROGRAMACIONDE PLC

5.1. Expresiones logicas

Determine la expresion logica para cada salida.

1.

Fuente. Autores

2.

Fuente. Autores

3.

Fuente. Autores

23

4.

Fuente. Autores

5.

Fuente. Autores

5.2. Circuitos electro-neumaticos

Determine el diagramas de contactos de los siguientes circuitos electro-neumaticos.

1.

Fuente. Autores

24

2.

Fuente. Autores

3.

Fuente. Autores

25

4.

Fuente. Autores

5.

Fuente. Autores

26

5.3. Secuencial Function Chart

Interprete los siguientes diagramas Secuencial Function Chart.

1.

Fuente. Autores

2.

Fuente. http://www.udb.edu.sv/udb/

27

3.


4.


La transicion X3 y X5 indican que las marcas de ambas etapas esten activas.

28

6 Anexos

6.1. Metodologıa paso a paso para sistemas secuenciales

electro-neumaticos

1. Definir la secuencia. Para este ejemplo se trabajara la secuencia A+B+B-A-

2. Listado de elementos: en este caso se necesita :

a. 2 actuadores neumaticos (cilindros) b. 4 valvulas estranguladoras antirretorno c. 2 elec-

trovalvulas d. 4 sensores: pueden ser inductivos, capacitivos u opticos

3. Montar el circuito neumatico con base en la siguiente distribucion

Fuente. Autores

29

4. Determinar los grupos y las transiciones de los mismos

.1

Fuente. Autores

5. Alimentacion: el circuito se puede dividir en etapas (las cuales seran grupos). La primera

de ellas tiene como proposito la alimentacion del circuito controlada en forma indirecta.

30

.1

Fuente. Autores

6. Memorias electricas: el homologo de las valvulas 5/2 en la metodologıa de cascada en el

circuito electrico es un conjunto de 2 contactos N.A, un rele en configuracion con autorreten-

cion, y un contacto NC que permite la desactivacion de los grupos con base en la activacion

del grupo posterior.

31

Fuente. Autores

7. Ahora se incluyen las condiciones de activacion de cada grupo (CI y CII). En este caso el

M/P es general, luego la condicion para el grupo 1 es s1 y para el grupo 2 es s4.

32

Fuente. Autores

8. Ahora se ponen las bobinas correspondientes a la primera accion que se realiza en cada

grupo dependiendo de los contactos asociados a los reles de las memorias.

33

Fuente. Autores

9. Ahora se hacen las conexiones de los otros sensores, dependiendo de los contactos de

los grupos activados.

Fuente. Autores

34

10. Ahora se introduce un elemento de parada que permita la desconexion inmediata del

circuito. Ese pulsador con enclavamiento lo que hara es cortar la energıa por la etapa I de tal

forma que se rompa la autorretencion y mientas este oprimido el circuito no puede arrancar.

35

7 Bibliografıa

[1]Automatas Programables. (s.f.). Obtenido de GRAFCET y S7-1200.

www.udb.edu.sv/udb/archivo

[2]Automatas Programables. (PLC). Implementacion I . (s.f.). Obtenido de Automatas Pro-

gramables. (PLC). Implementacion I. http://www.herrera.unt.edu.ar/eiipc/material/apuntes/

Automatas

[3]control, I. y. (s.f.). Instrumentacion y control. Obtenido de http://www.instrumentaciony

control.net/cursos-libres/automatizacion/ curso-completo-de-plcs.html

[4]EDUCATIVA, A. Y. (s.f.). AUTOMATIZACION Y ROBOTICA EDUCATIVA. Obtenido de

http://automatica.mex.tl/frameset.php?url=/imagesnew/5/0/1/4/2

/PresentaciC3B3n20P.L.C..pdf

[5]Electonica Unicrom. (s.f.). Obtenido de

http://unicrom.com/historia- del-plc-modicon-modbus/

[6]ESTANDARIZACION EN LA PROGRAMACION DEL CONTROL INDUSTRIAL ESTAN-

DARIZACION EN LA PROGRAMACION DEL CONTROL INDUSTRIAL . (s.f.). Obtenido de

http://isa.uniovi.es/docencia/IngdeAutom/transparencias/iec1131-3

[7]HISTORIA DE LOS PLC’s . (s.f.). Obtenido de HISTORIA DE LOS PLC’s.

http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos /apuntes/ApuntePLC.pdf

[8]LOGICOS, C. (s.f.). CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES. Obtenido de CON-

TROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES: http://automatica.mex.tl/

[9]UNAD. (s.f.). Obtenido de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2150512/ContenidoLinea/

leccin 241

[10]UNAD. (s.f.). Obtenido de http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2150512/ContenidoLinea

[11]UNED. (s.f.). Obtenido de http://www.ieec.uned.es/investigacion/Dipseil/PAC/

[12]UNLP. (s.f.). Obtenido de http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes.

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DOcumento Resumen Controladores Logicos Programables[1]

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