ieam1uf5ud7

Autmats programablesLlus Martnez Novoa

Automatismes industrials

Automatismes industrials Autmats programables

ndex

Introducci ............................................................................................... 5

Resultats daprenentatge ....................................................................... 6

1. Maquinari i funcionament intern dels autmats programables ...... 71.1. Installaci electromecnica ...................................................... 7

1.1.1. Tipus de senyals elctrics ................................................ 9

1.1.2. Circuit dautomatisme amb autmat programable ...... 10

1.2. Programa de lautmat programable ........................................ 11

1.2.1. Codificaci interna dels programes dels autmats

programables ..................................................................... 13

1.2.2. Memries ........................................................................... 15

1.3. Arquitectura i funcionament intern dels autmats

programables ............................................................................... 16

1.3.1. Arquitectura dels autmats programables .................... 17

1.3.2. Funcionament intern dels autmats programables ..... 19

1.3.3. Interpretaci del programa dels autmats

programables ..................................................................... 21

1.3.4. Estructura i components dels autmats programables ... 23

1.4. Perifria dels autmats programables ...................................... 24

1.4.1. Entrades digitals ............................................................... 25

1.4.2. Sortides digitals ................................................................ 27

1.4.3. Senyals analgics .............................................................. 29

1.4.4. Entrades analgiques ....................................................... 31

1.4.5. Sortides analgiques ........................................................ 32

1.5. Funcionalitat dels autmats programables .............................. 32

1.5.1. Llenguatges de programaci ........................................... 33

1.5.2. Caracterstiques generals dels autmats

programables ........................................................................... 34

1.5.3. Evoluci dels autmats programables ........................... 35

2. Instruccions bsiques de programaci dels autmats programables 1 .......................................................... 372.1. Lautmat programable S7-200 de Siemens ............................. 37

2.1.1. Maquinari .......................................................................... 37

2.1.2. Programari ........................................................................ 38

2.1.3. Exemple de programaci amb MicroWin

i comprovaci del programa amb el simulador S7-200 ..... 39

2.2. Programaci dentrades i sortides ............................................ 40

2.2.1. Activaci duna sortida mitjanant una entrada ........... 41

2.2.2. Activaci de diverses sortides amb diverses entrades ...... 42

2.2.3. Programaci de contactes en srie i en parallel .......... 42

Automatismes industrials Autmats programables

2.2.4. Programaci de contactes en connexi

mixta sense parntesis .................................................... 43

2.2.5. Programaci de contactes en connexi mixta

amb parntesis .................................................................. 44

2.2.6. Programaci de contactes oberts i tancats

de sortides ......................................................................... 45

2.3. Programaci de biestables ......................................................... 46

2.3.1. Circuit amb polsadors daturada i marxa ....................... 47

2.3.2. Programaci de sortides amb instruccions de set-reset ... 48

2.3.3. Programaci duna mateixa sortida diverses vegades .. 49

2.3.4. Funcionament del registre de sortides .......................... 49

2.4. Flancs i modificador not ............................................................ 50

2.4.1. Programaci de flancs positiu i negatiu ......................... 50

2.4.2. Programaci del modificador not ................................... 52

2.5. Merkers ........................................................................................ 53

2.5.1. Programaci de merkers ................................................. 53

3. Instruccions bsiques de programaci dels autmats programables 2 .......................................................... 55

3.1. Temporitzadors ........................................................................... 55

3.1.1. Programaci del temporitzador a la connexi .............. 56

3.1.2. Posada en marxa dun contactor mitjanant polsadors

i temporitzadors a la connexi ........................................ 58

3.1.3. Posada en marxa progressiva de tres contactors

mitjanant dos temporitzadors a la connexi ............... 58

3.1.4. Programaci del temporitzador a la desconnexi ......... 59

3.1.5. Programaci del temporitzador a la desconnexi

accionat mitjanant flanc positiu ................................... 60

3.1.6. Programaci del temporitzador acumulatiu .................. 61

3.1.7. Control del temps de funcionament dun contactor

mitjanant un temporitzador acumulatiu ..................... 63

3.2. Comptadors .................................................................................. 63

3.2.1. Comptador progressiu ...................................................... 64

3.2.2. Programaci dun comptador progressiu amb

selecci dinicialitzaci manual o automtica ............... 65

3.2.3. Comptador regressiu ........................................................ 66

3.2.4. Comptador progressiu-regressiu ..................................... 67

3.2.5. Control de fabricaci de peces en un procs

de producci ...................................................................... 68

3.3. Multivibradors ............................................................................. 69

3.3.1. Generador dimpuls .......................................................... 70

3.3.2. Funcions especials ............................................................ 71

3.4. Programaci estructurada .......................................................... 73

3.4.1. Instruccions de salt ......................................................... 73

3.4.2. Subrutines ......................................................................... 75

Automatismes industrials 5 Autmats programables

Introducci

Els autmats programables van aparixer lany 1968 com els substituts

dels armaris de rels i altres components de maniobra en els processos

dautomatismes, i avui sn els equips de control que sutilitzen en la ma-

joria dinstallacions automatitzades, des de la installaci ms gran, com

pot ser una planta petroqumica, a la ms petita, com el control de llums,

calefacci i altres equips duna casa.

La majoria de tcnics en automatismes, quan es refereixen als autmats

programables, ho fan amb les sigles PLC, inicials del terme angls progra-

mable logic controller (controlador lgic programable).

La unitat Autmats programables est dissenyada per estudiar els prin-

cipis de funcionament dels autmats programables, i tamb les principals

instruccions de programaci i la seva aplicaci en els circuits de comanda-

ment i regulaci.

Aquesta unitat est temporitzada dintre del mdul, de manera que abans

shan tractat tots els aspectes relatius als sistemes de comandament i re-

gulaci de manera convencional, s a dir, mitjanant sistemes cablats, i

que serviran de base per entendre millor les aplicacions dels autmats

programables.

En lapartat Maquinari i funcionament intern dels autmats programa-

bles es descriuen els components que configuren els autmats programa-

bles, se nestudia el funcionament i sanalitza la manera com la unitat

central de processament (CPU) de lautmat executa el programa.

En els apartats Instruccions bsiques de programaci dels autmats pro-

gramables 1 i 2, sestudien exhaustivament les diferents instruccions que

es poden programar en lautmat perqu la installaci es comporti segons

les condicions definides en els esquemes dautomatitzaci.

Per treballar els continguts daquesta unitat s convenient fer les activi-

tats i els exercicis dautoavaluaci, llegir els annexos i consultar els recur-

sos multimdia.


Resultats daprenentatge

En acabar la unitat, heu de ser capaos de fer el segent:

1. Identificar els components i dispositius utilitzats en automatismescablats i programables, a partir desquemes i documentaci tcnica.

2. Diferenciar entre la part de comandament i la part de potncia enautomatismes cablats i programables, a partir desquemes i docu-

mentaci tcnica.

3. Interpretar el programa de control dun automatisme programable,a partir de les relacions de cada part o subrutina del programa amb

les especificacions funcionals de lequip.

4. Relacionar modificacions en elements del circuit o amb parts delprograma de control amb variacions dels parmetres caracterstics

de lequip.

5. Elaborar el quadern de crregues dun automatisme a partir de lesespecificacions funcionals sollicitades.

6. Seleccionar la soluci ms adient, mitjanant un sistema programa-ble, per a cada aplicaci que sha dautomatitzar, a partir de les seves

caracterstiques.

7. Codificar programes de control en algun llenguatge (contactes, llistadinstruccions i altres), a partir de les especificacions del projecte i

de diagrames de seqncia.


1. Maquinari i funcionament intern dels autmats programables

Abans destudiar els autmats programables, heu de tenir clar qu sn i

per a qu sutilitzen. Per aclarir aquests conceptes, fixeu-vos en les dife-

rncies entre un automatisme convencional, basat en el cablatge de tots

els seus components, i un automatisme programat, basat en el programa

que sha introdut a lautmat programable.

En lautomatisme convencional o cablat les condicions de funcionament de lainstallaci estan definides per les connexions mitjanant cables entre tots

els elements de maniobra que componen la installaci, que connecten en s-

rie o parallel els contactes de polsadors, trmics, rels, temporitzadors, etc.,

que acabaran connectant les bobines dels rels, temporitzadors, contactors,

etc., que en activar-se faran que la installaci faci els moviments desitjats.

En lautomatisme programat tots els elements de control estan connec-tats mitjanant cables, directament a lautmat programable, i no estan

interconnectats entre ells. s mitjanant les instruccions introdudes al

programa de lautmat que es defineixen com han destar connectats, en

srie o parallel, i quan han dobrir o tancar els contactes dels elements de

comandament i, en definitiva, quan shan de connectar les bobines dels

contactors que activaran els actuadors de la installaci i faran que la ins-

tallaci faci els moviments desitjats.

1.1. Installaci electromecnica

Entenem per installaci electromecnica qualsevol installaci que sali-menta amb energia elctrica i mitjanant components mecnics duu a ter-

me una tasca determinada i produeix un producte final; es componen,

com es veu en la figura 1, de tres parts:

Pupitre de comandament. El lloc des del qual els operaris poden interve-nir en el funcionament de la installaci enviant informaci al quadre de

control mitjanant els captadors, com polsadors, selectors, etc., i on es pot

visualitzar com funciona la installaci mitjanant les ordres que reben els

actuadors, com pilots, visualitzadors, etc., des del quadre de control.

Maquinaria o installaci. El conjunt delements que configuren les-tructura i components que fan la tasca per a la qual ha estat dissenyada

la installaci; rep les ordres del quadre de control per activar els ac-

tuadors, com motors, cilindres, etc., i envia informaci de lestat de la ins-

tallaci mitjanant els captadors, com finals de cursa, detectors, etc.

Exemples dinstallacions electromecniques

D'installacions electromecniques n'hi ha moltes i de tot tipus, petites i molt senzilles com la porta automtica dun prquing, o grans i complexes com una cadena de producci de cotxes.


Quadre de control. El lloc de la installaci on hi ha definit el tipus defuncionament o seqncia de treball que ha de fer la installaci; en

funci de la informaci que li envien els captadors dna ordres de con-

nexi als actuadors.

Cont tots els elements de maniobra com comptadors, rels, temporit-

zadors etc., que poden ser substituts per un autmat programable, i

tamb els elements de potncia i protecci, com transformadors, con-

tactors, fusibles, trmics, etc.

Figura 1. Components duna installaci electromecnica

Quan una installaci electromecnica tingui un autmat programa-

ble en el quadre de control per definir la seqncia de treball, tots

els captadors, s a dir, tots els elements que envien informaci alquadre de control, es consideren entrades, i tots els actuadors, s adir, tots els elements que reben ordres del quadre de control, sorti-

des del PLC, independentment que estiguin situats al pupitre de co-

mandament o a la installaci.

La informaci que envien els captadors i les ordres que reben els

actuadors es fan mitjanant senyals elctrics.

Preactuadors

Per adaptar el senyal elctric del PLC, que s de petita potncia, en els actuadors que acostumen a consumir ms potncia sutilitzen els preactuadors, com els contactors.

En la secci Recursos de contingut del web daquest mdul podeu veure un vdeo amb exemples dinstallacions automatitzades.

!!


1.1.1. Tipus de senyals elctrics

El senyal elctric, referit als circuits dautomatismes, s la quantitatdenergia elctrica que circula pels components de comandament duna

installaci per enviar informaci i rebre ordres del quadre de control.

En els circuits dautomatismes hi ha dos tipus de senyals elctrics, els di-

gitals i els analgics.

Senyal digital. Normalment sn senyals de tensi, tant de corrent continucom daltern; noms poden tenir dos estats, que es representen utilitzant

el sistema de numeraci binari, que est format per zeros i uns.

Estat 0: relacionat amb: no dna senyal, no funciona, est des-

connectat, circuit obert.

Estat 1: relacionat amb: s que dna senyal, s que funciona, est

connectat, circuit tancat.

Senyal analgic. Acostumen ser tant de tensi com dintensitat de cor-rent continu; sn senyals elctrics que, entre un valor mnim i un m-

xim, poden tenir qualsevol valor, i per representar-los sutilitza el sistema

de numeraci decimal. s a dir, el captador enviar 1,2 V o 6,4 V, etc.,

el PLC convertir aquest senyal analgic en digital per poder processar-

lo, visualitzant-lo convertit en una magnitud fsica que puguem enten-

dre. En la taula 1 tenim un exemple de captadors (entrades) i actuadors

(sortides), que envien o reben informaci mitjanant senyals elctrics

digitals i analgics.

Taula 1. Exemple dentrades i sortides digitals i analgiques

Els senyals elctrics poden ser de tensi o dintensitat i de corrent

continu o altern.

Els senyals de tensi ms freqents sn 10 V o 24 V en correntcontinu i 220 V en corrent altern.

Els senyals dintensitat ms freqents sn 0-20 mA (milliampe-res) o 4-20 mA en corrent continu.

Digital Analgica

Entrades

Sensor ultrasnic de presncia.

Quan detecta en qualsevol punt de la seva zona daccs, dna 1.

Cllula fotoelctrica.

En funci de la distancia on detecti dintre de la seva zona dacci, dna un valor entre 0 i 10 V.

Sortides

Contactor per a laccionament dun motor.

El motor funciona, girant a la velocitat nominal, o no funciona i est parat.

Variador de velocitat dun motor.

En funci de la tensi de consigna entre 0 i 10 V el motor gira a ms o menys velocitat.

Exemple del tipus de senyal

El senyal que envia linterruptor duna habitaci quan laccionem s de 220 V de corrent altern, i el senyal que envia el polsador dun ascensor s de 24 V de corrent continu.

Tractament del senyal analgic

Quan ens pesem en una bscula electrnica, el senyal que es genera s una tensi entre 0i 10 V, que la bscula converteix en un valor binari per processar-lo i visualitzar-lo en la pantalla convertit en un valor proporcional expressat en kg.


1.1.2. Circuit dautomatisme amb autmat programable

Lautmat programable simplifica i abarateix molt els circuits dautoma-

tisme, i per aix actualment estan molt introduts, sutilitzen molt i hi ha

models de diferents configuracions per adaptar-se a les caracterstiques

de qualsevol installaci, des del ms simple fins al ms complex. En la fi-

gura 2 es mostren les diferncies fonamentals entre un circuit fet amb l-

gica cablejada, el sistema convencional, s a dir, sense PLC, i amb lgica

programada amb un PLC.

Figura 2. Circuit dautomatisme amb lgica cablejada i programada

Els dos esquemes de la figura 2 representen un mateix circuit dautoma-

tisme fet amb les dues tecnologies, cablada i programada. Si us fixeu b en

els esquemes podreu observar les diferncies segents:

El cablatge, s a dir, la interconnexi entre els elements que configu-

ren la installaci, s molt ms complexa en la lgica cablada, ja que hi

ha connexions en srie, en parallel i mixtes, mentre que en la lgica

Aplicacions dels autmats

Hi ha PLC per a aplicacions molt petites i molt econmiques, prcticament pel preu dun parell de rels i un temporitzador, per tamb podeu trobar un PLC amb ms de cent rels i deu temporitzadors interns, entre altres funcions.


programada la connexi s molt senzilla i consisteix en un cable que

uneix tots els captadors i un altre cable que uneix tots els actuadors, i

desprs hi ha uns cables que uneixen cada captador i actuador amb el

PLC.

Amb la lgica cablada hi ha molts ms contactes, en total quinze, i amb

la programada noms set. Aix es deu al fet que:

El captador FC1 (final de cursa) fa dues funcions i amb lgica cablada

necessita dos contactes, per amb la programada amb un contacte

nhi ha prou.

Amb lgica cablada sn necessaris els contactes auxiliars de contac-

tors, com K1M, de rels, com K1 i K2, i de temporitzadors, com K1T,

i amb lgica programada no cal connectar-los, ja que podem progra-

mar els que t el PLC internament.

Amb la lgica cablada hi ha ms bobines corresponents a actuadors, en

total sis, i amb la programada noms tres. Aix es deu al fet que les bo-

bines dels temporitzadors i rels auxiliars no cal connectar-les, ja que

podem programar els que t internament el PLC.

El circuit amb lgica programada utilitza un autmat programable, que

necessita un programa, i amb la cablada no cal.

1.2. Programa de lautmat programable

El programa de lautmat programable duna installaci est format per

una srie ordenada dinstruccions que corresponen a lesquema elctric

que fareu si realitzssiu la installaci amb lgica cablejada; cada ins-

trucci ha de contenir tota la informaci necessria de cada element de

lesquema elctric. En la figura 3 teniu un exemple dun circuit molt ele-

mental en qu es veu com es connecten els elements dun esquema amb

lgica cablada, i com es connecten a lautmat programable per fer el

mateix circuit amb lgica programada, que ens servir dexemple per rao-

nar com hem de fer el programa del PLC, que consistir a indicar com

estan interconnectats aquests elements.

Memries de PLC

La diferncia fonamental entre el circuit amb lgica cablada i lgica

programada s que en el primer circuit, si el connectem a la xarxa

elctrica i accionem el captadors, la installaci funciona, i per con-

tra, el circuit amb lgica programada no ho fa, i aix s degut al fet

que el circuit amb autmat programable necessita que aquest tingui

un programa emmagatzemat a la memria del PLC.


Figura 3. Connexi dentrades i sortides al PLC

En lesquema de lesquerra de la figura 3, que correspon al circuit amb l-

gica cablada, podeu comprovar el funcionament de la installaci, i veureu

que perqu funcioni lactuador K1M han destar activats el captador S3 i

un dels captadors S1 o S2.

A la dreta de la figura 3 teniu la interconnexi dels captadors i lactuador

amb el PLC, i podeu observar que S1 est connectat al born 3 del PLC, S2

al born 5 i S3 al born 6. Aix implica que a partir daquest moment els cap-

tadors els considerem com a entrades del PLC i ja no seran S1, S2 i S3, sin

les entrades E3, E5 i E6, respectivament, i pel mateix motiu el captador

K1M ser la sortida S4.

Com que lesquema t quatre elements necessitarem quatre instruccions per

fer el programa del PLC; cada instrucci del programa ha de contenir tota la

informaci de cada element i aix ho aconseguim mitjanant tres dades:

1) Operaci. Ha dindicar qu fa aquest element dintre del circuit o, dit dunamanera ms entenedora, com est connectat. En principi descriurem les ope-

racions ms elementals per entendre aquest exemple, que sn:

Inici: si est connectat al principi de lesquema, en aquest exemple cor-

respondria a S1.

Final: si est connectat al final de lesquema, en aquest exemple cor-

respondria a K1M.

Parallel: si est connectat en parallel, en aquest exemple correspon-

dria a S2.

Srie: si est connectat en srie, en aquest exemple correspondria a S3.

2) Operand. Ha dindicar quin tipus delement s. De moment noms des-criurem els dos que necessitem per entendre aquest exemple, que sn:

Entrades: elements que envien senyals elctrics al PLC.

Sortides: elements que reben senyals elctrics del PLC.

El conjunt doperacions, operands i parmetres dun PLC es coneix com a mapa de memria del PLC.


3) Parmetre: ha dindicar quina entrada o sortida s.

En la taula 2 sindica com seria el programa corresponent a lesquema de

la figura 3.

Taula 2. Exemple de realitzaci programa de PLC

Aquest programa est format per quatre instruccions; shan descrit les dife-

rents operacions, operands i parmetres amb unes denominacions molt ge-

nerals i fcils dentendre, per heu de tenir en compte que cada fabricant

dautmats utilitza uns codis diferents i que no corresponen a aquesta deno-

minaci general. Aix doncs, la primera cosa que heu de fer per fer un progra-

ma per a un PLC s conixer els codis del fabricant daquest autmat, que es

coneixen com a rees de memria i funcions. En la taula 3 sindica com seriael programa de la taula 2 adaptat als codis de lautmat S7-200 de Siemens.

Taula 3. Adaptaci del programa de la figura 3 adaptat a lautmat S7-200 de Siemens

1.2.1. Codificaci interna dels programes dels autmats programables

Quan nosaltres introdum el programa corresponent a un esquema en un

autmat programable, ho fem escrivint directament amb la programadora

els codis corresponents a loperaci, operand i parmetre daquest aut-

mat (LD, O, I, Q, etc.), per, lgicament, dintre del PLC no es guarda

Cada instrucci del programa del PLC correspon a un element de

lesquema. Normalment lordre de programaci es porta a terme

amb els elements situats desquerra a dreta i de dalt a baix.

Totes les instruccions dels autmats programables estan forma-

des per tres dades, que sn: operaci, operand i parmetre.

Informaci delelement

Adrea Operaci Operand Parmetre

S1 1 Inici Entrada 3

S2 2 Parallel Entrada 5

S3 3 Srie Entrada 6

K1M 4 Final Sortida 4

Adrea Programa general Programa S7-200 de Siemens

1 Inici entrada 3 LD I 0.3

2 Parallel entrada 5 O I 0.5

3 Srie entrada 6 A I 0.6

4 Final sortida 4 = Q 0.0

Per veure les caracterstiques del maquinari i programari de les diferents CPU de lautmat S7-200 de Siemens, aneu a la secci Annexos del web daquest mdul.

!!

Codi binari

s el codi utilitzat pels autmats programables per realitzar totes les operacions internes. Cada dgit del sistema de numeraci binari que pot tenir el valor zero o u, l'anomenem bit.


aquesta informaci tal com lescrivim, sin que cada codi corresponent a

loperaci, operand i parmetre es converteix en una seqncia de zeros i

uns, s a dir, es guarda codificat en binari.

Cada instrucci del programa necessita 16 bits per guardar la informaci

corresponent a cada element, i cada grup de 16 bits sanomena paraula,encara que sutilitza molt el terme angls word. El programa codificat en

binari en words es guarda en la memria del PLC. En la taula 4 teniu un

exemple de com es codifiquen en binari les instruccions de programaci

dun autmat programable.

Taula 4. Exemple duna possible codificaci en binari de les instruccions dun PLC

En la taula 5 teniu com es guardaria el programa de la figura 3 segons la

codificaci que hem posat com a exemple en la taula 4.

Taula 5. Exemple de com queda codificat un programa a la memria del PLC

Loperaci que fa lautmat programable de guardar el programa co-

dificat en binari sanomena compilaci.

InstrucciCodi operaci

bits 1 a 3Codi operand

bits 4 a 6Codi parmetre

bits 7 a 16

Inici 000

Srie 010

Parallel 101

Final 111

Entrada 000

Sortida 111

Parmetre 0 0000000000

Parmetre 1 0000000001

Parmetre 2 0000000010

Parmetre 3 0000000011

Parmetre 4 0000000100

Parmetre 5 0000000101

Parmetre 6 0000000110

Programa generalPrograma

codi S7-200 SiemensPrograma codificat

en binari

Inici entrada 3 LD I 0.3 000 000 0000000011

Parallel entrada 5 O I 0.5 101 000 0000000101

Srie entrada 6 A I 0.6 010 000 0000000110

Final sortida 4 = Q 0.0 111 111 0000000100


1.2.2. Memries

Els programes que fa lusuari perqu la installaci faci una tasca concreta

i els que introdueix el fabricant perqu lautmat faci les operacions inter-

nes necessries es guarden en les memries del PLC, que sn un circuitsintegrats que emmagatzemen tota la informaci codificada en binari.

El programa sintrodueix mitjanant una programadora, que actualment

consisteix en un programari que sinstalla en qualsevol ordinador perso-

nal; aix doncs, mentre sest confeccionant el programa sutilitza la me-

mria de lordinador i quan es vol provar el funcionament es transfereix

el programa a la memria del PLC.

Les memries es poden dividir en dos grups segons la funci que fan: les

memries dusuari i les de sistema.

Memria dusuari. s la memria on es guarda el programa fet pel tc-nic en automatismes i que fa que la installaci funcioni executant la

seqncia de treball dissenyada.

Memries de sistema. Sn les memries que programa el fabricant peremmagatzemar els programes i la informaci necessries per al funcio-

nament intern correcte del PLC, entre daltres:

Programa per convertir les instruccions introdudes per lusuari en

un llenguatge que el PLC pugui processar, s a dir, per compilar el

programa.

Dades de procs i de control.

Variables internes.

Dades de configuraci del PLC.

En funci de les tecnologies emprades i de seva funcionalitat, es pot

donar la classificaci segent de tipus de memries:

RAM (random access memory) o memria daccs aleatori

s una memria voltil, i per aix si falla lalimentaci elctrica es per-

den les dades emmagatzemades; es pot posar una pila o una bateria per

mantenir les dades en cas que es talli lalimentaci elctrica i es poden

modificar les dades en qualsevol moment.

ROM (read only memory) o memria nicament de lectura

No perd la informaci en cas de tall dalimentaci elctrica; s una

memria amb un programa fix, muntada pel fabricant amb compo-

nents electrnics, no est programada, lusuari no hi t accs i no es

pot modificar. Sol tenir les instruccions de funcions necessries per

al funcionament correcte de lautmat, com rutines dinicialitzaci,

test, autodiagnstic...

Programadores de PLC


PROM (programmable read only memory) o memria nicament delectura programable

s com una memria ROM, per que el fabricant ha programat, a dife-

rncia de la ROM, que est muntada fsicament amb components elec-

trnics, i una vegada programada no es pot modificar.

EPROM (erasable PROM) o memria nicament de lectura programable

s possible esborrar-la totalment si se sotmet a lexposici de rajos ul-

traviolats entre 10 i 20 min la finestreta que t a la part superior del cir-

cuit integrat.

EEPROM (erasable electrically PROM, programmable read only me-mory erasable electrically) o memria nicament de lectura progra-

mable i esborrable elctricament

s com una memria PROM, per es pot esborrar tot o part del progra-

ma mitjanant la programadora, sense necessitat dexposar-la als rajos

ultraviolats, i no perd la informaci si falla el corrent.

1.3. Arquitectura i funcionament intern dels autmats programables

Lautmat programable s un equip electrnic programable que en funci

de lestat de les entrades i de lalgoritme de control que t introdut mit-

janant el programa, dna ordres de connexi o desconnexi a les sorti-

des; a escala interna es pot dir que tots els autmats programables estan

constituts per tres grans blocs:

CPU (central processing unit) o unitat central de processament.

s lencarregada dorganitzar el trfic de dades, fer les operacions in-

ternes i controlar les entrades i sortides.

El programa que fabrica lusuari normalment es fa en una memria

RAM, per la facilitat de fer modificacions, i una vegada que el programa

s definitiu, es pot deixar en aquesta memria amb el suport duna ba-

teria, o copiar-lo a una memria EPROM si no es vol que es modifiqui,

o a una memria EEPROM si es preveu que durant el funcionament

normal de la installaci shagi de modificar alguna dada.

Els programes propis del sistema utilitzen tots els tipus de me-

mria: RAM i EEPROM per a les dades que es modifiquen durant

el processament del programa, i les ROM, PROM i EPROM per a

les dades fixes.

Els tipus de memria dusuari ms utilitzats sn la RAM, EPROM i EEPROM.

El funcionament intern dels PLC est basat en un sistema amb microprocessador.


Memries. De diferents tipus de suport fsic.

Contenen el programa fet per lusuari, les dades que es produeixen

mentre sexecuta el programa i els programes introduts pel fabricant

per al funcionament intern del PLC.

Entrades i sortides

Mitjanant els corresponents mduls dinterfcie per adaptar els se-

nyals, sencarreguen de comunicar la CPU amb lexterior, reben se-

nyals de les entrades i nenvien a les sortides.

1.3.1. Arquitectura dels autmats programables

Els tres grans blocs de qu consten els PLC(CPU, memries i entrades/

sortides) es troben units mitjanant unes lnies elctriques per comuni-

car-se dades entre ells, anomenades busos de comunicaci, que es dividei-xen en tres grups:

Bus dadreces. s per on el processador envia ladrea de lelement alqual vol enviar informaci o que vol que li envi informaci.

Bus de dades s per on tots els elements envien les dades. s bidirec-cional, i la CPU pot posar dades perqu una adrea la llegeixi o pot lle-

gir una dada que li envi una adrea.

Bus de control. s on el processador indica quina operaci est fent; lesms freqents sn llegir i escriure. Controla els blocs de memria i

dentrades i sortides.

En la figura 4 teniu un exemple de com es comuniquen els diferents blocs

que configuren els PLC.

Figura 4. Blocs constitutius dels autmats programables


Els components que intervenen en el procs dexecuci del programa (re-

presentats en lesquema de la figura 5) sn els segents:

Valor dentrada: es posa a 1 o 0 en funci de lestat del captador.

Registre dentrada: emmagatzema el valor de lentrada corresponent.

Programa: instruccions corresponents a lesquema elctric que defi-

neix el funcionament de la installaci.

ALU (unitat aritmeticolgica): s lencarregada de fer les operacions

aritmtiques, bsicament sumes o productes, en funci del tipus de

connexi dels contactes del circuit, parallel o srie.

Memries internes: emmagatzemen els resultats de les operacions

aritmtiques fetes per lALU, les dades de configuraci del PLC, i altres

dades de control.

Comptador dadreces o rellotge: encarregat de dir en cada moment qui-

na instrucci del programa sha dexecutar. La CPU executa totes les ins-

truccions del programa, duna en una i en lordre que li marca el rellotge.

Registre de sortides: emmagatzema el valor corresponent a la sortida

en funci del resultat de lexecuci del programa.

Valor de sortida: es posa a 1 o 0 quan la CPU carrega el valor del regis-

tre de sortides a la sortida corresponent.

Figura 5. Components que intervenen en lexecuci del programa

La CPU dels autmats programables sencarrega dorganitzar totesles tasques de control i comunicaci entre els diferents blocs, per

executar el programa fet perqu la installaci funcioni.


1.3.2. Funcionament intern dels autmats programables

Els PLC poden tenir bsicament dos estats: run i stop.

Run. El PLC est actiu, la CPU llegeix el programa i dna ordres de

connexi o desconnexi als actuadors.

Stop. El PLC est connectat al corrent per la CPU no llegeix el pro-

grama i, per tant, no es dna cap ordre de connectar les sortides.

Quan el PLC est en run, la CPU, unitat central de processament de lau-

tmat, executa el programa cclicament, s a dir, llegeix contnuament el

programa, instrucci rere instrucci.

Hi ha tres conceptes que heu de tenir clar quan treballeu amb autmats

programables, que sn: scan, temps de scan i watchdog.

1) Scan

Cada cop que executa el programa una vegada, es diu que ha executat un

cicle o un scan.

Lexecuci dun scan consisteix en el segent:

a) La CPU fa un autodiagnstic intern i dels perifrics.

b) Mira el valor que tenen totes les entrades i guarda els valors en el re-gistre dentrades corresponent. Cada entrada t un bit que emmagatzema

el seu valor en el registre dentrades.

c) El rellotge marca la primera adrea per llegir-ne la instrucci.

d) La unitat aritmeticolgica fa loperaci corresponent a la instrucci.

Aquesta operaci pot ser:

LD: inici, llegeix el valor de loperand corresponent.

A: srie, fa loperaci aritmtica del producte.

O: parallel, fa loperaci aritmtica de la suma.

=: final, assigna el valor a loperand corresponent.

En aquest procs, quan ha de llegir el valor duna entrada ho fa del re-

gistre de lentrada, no de lentrada directament, i si ha dassignar un va-

lor a una sortida, ho fa sobre el registre de la sortida.

e) Guarda en la memria interna el resultat de loperaci aritmtica siaquesta s LD, O, A, o el guarda en el registre de sortides si loperaci arit-

mtica s =.

Watchdog significa gos de vigilncia, i fa referncia a la tasca que duu a terme de controlar el temps de cicle.


f) El rellotge marca ladrea segent.

g) Es repeteixen el passos 3 i 4 fins que executa la darrera instrucci.

h) Mira els valors emmagatzemats en el registre de sortides i els assignaa les sortides corresponents.

i) Es torna a repetir el procs des del pas 1 de manera cclica.

2) Temps de scan o de cicle

s el temps que triga la CPU a executar un cicle; aquest temps s molt im-

portant, ja que les ordres de connexi o desconnexi en els actuadors con-

nectats a les sortides es fan al final del cicle, encara que la instrucci

corresponent estigui al principi. Per tant, si el temps s massa llarg, po-

dria succeir que es dons lordre daturar un motor perqu ha saltat una

alarma i aquesta trigus massa a executar-se.

El temps de cicle depn del segent:

Tipus de CPU: tots els fabricants dautmats disposen de diferents

CPU per a cada model de PLC, i aix sadapten a les necessitats dels

usuaris. Una de les caracterstiques ms importants que diferencien

les diferents CPU s la velocitat de processament.

Nombre i tipus dinstruccions del programa: com ms instruccions tin-

gui el programa, ms temps trigar la CPU a llegir-lo, de la mateixa ma-

nera que hi ha instruccions que sn ms complexes que altres i

lgicament es tarda ms a executar-les.

Nombre i tipus de perifrics: al principi de cada cicle es fa un autodiag-

nstic dels perifrics; per tant, com ms nhi hagi i ms complexos si-

guin ms temps trigar la CPU.

Scan s lexecuci del programa una vegada i consisteix en el se-

gent:

Fer un autodiagnstic.

Llegir lestat de totes les entrades i carregar els valors al registre

dentrades.

Executar tot el programa llegint les dades de les entrades del re-

gistre dentrades i escrivint els resultats de les combinacions en

el registre de sortides.

Copiar els valors del registre de sortides a les sortides.

Temps de cicle

Mentre sexecuta el cicle, les ordres de connexi i desconnexi es fan en el registre de sortides, no en la sortida, que es fa en finalitzar el cicle.

s ms complex processar una entrada analgica que una de digital.


3) Watchdog

El watchdog controla la durada del temps de cicle, i quan aquest supera

els valors establerts, dna ordre daturar lautmat i passa de run a stop;

per tant, la CPU deixa dexecutar el programa i es desconnecten totes les

sortides.

El temps del watchdog pot ser fix o programable, i depn del tipus delCPU.

Les CPU petites, dirigides a installacions senzilles i sense requeriments

de seguretat, estan configurades de fabrica amb un temps de watchdog

que el fabricant considera acceptable, i que pot arribar fins a 500 ms; en

daltres CPU, les ms potents, el temps de cicle es pot definir en funci de

la complexitat de la installaci i, com sn molt ms rpides, es poden fi-

xar temps entre 10 i 200 ms.

1.3.3. Interpretaci del programa dels autmats programables

Un programa dun PLC s la traducci dun esquema elctric en un con-junt dinstruccions, per el PLC el que fa s interpretar el programa i no

lesquema elctric. En la figura 6 tenim un esquema elctric que corres-

pon a un circuit que hem muntat amb un PLC; shi pot veure en quines en-

trades i sortides estan connectats els captadors i els actuadors.

Figura 6. Interpretaci del programa. Connexi elctrica

En les taules 6 i 7 tenim el programa corresponent a lesquema amb les

operacions que fa la CPU en cada lnia de programa en funci de lestat de

les entrades.

Taula 6. Interpretaci del programa. Lectura de la CPU amb el captador S3 accionat

Adrea ProgramaValor dentrades

o sortidesUnitat

aritmeticolgicaMemria interna

001 LD I 0.3 0 Carrega el valor 0 0


Interpretaci de la taula 6:

Com que noms est accionat el captador S3, fixeu-vos que el valor corres-

ponent a la seva entrada, la I0.6, est a 1 i la resta dentrades estan a 0.

En la instrucci 001 hi ha programada loperaci LD; per tant, la CPU

carrega el valor de lentrada programada en aquesta instrucci, lentra-

da I0.3, que val 0, en la memria interna.

En la instrucci 002 est programada la instrucci O, que correspon a

una connexi en parallel, per la CPU del PLC, que no interpreta cap

esquema elctric, fa loperaci de sumar i suma el valor guardat a la

memria interna, que s 0, al valor de lentrada programada en aquesta

instrucci, I0.5, que tamb s 0, i el resultat de loperaci, que s 0, el

torna a guardar en la memria interna.

En la instrucci 003 est programada la instrucci A, que correspon a

una connexi en srie, per la CPU del PLC fa loperaci de multipli-

car i multiplica el valor guardat en la memria interna, que s 0, amb

el valor de lentrada programada en aquesta instrucci, I0.5, que s 1,

i el resultat de loperaci, que s 0, el torna a guardar en la memria

interna.

En la instrucci 004 est programada loperaci =, que correspon a lor-

dre dassignar el valor guardat en la memria interna, que s 0, al re-

gistre de la sortida programada en aquesta instrucci, que s la Q0.0.

Ara podeu analitzar el funcionament del circuit quan estan accionats els

captadors S2 i S3 (taula 7), que corresponen a les entrades I0.5 i I0.6, se-

guint el mateix raonament que hem fet amb la taula 6.

Taula 7. Interpretaci del programa. Lectura de la CPU amb els captadors S2 i S3 accionats


o sortidesUnitat


002 O I 0.5 0 0 + 0 = 0 0

003 A I 0.6 1 0 1 = 0 0

004 = Q 0.0 Assigna el valor 0 0


o sortidesUnitat


001 LD I 0.3 0 Carrega el valor 0 0

002 O I 0.5 1 0 + 1 = 1 1

003 A I 0.6 1 1 1 = 1 1

004 = Q 0.0 Assigna el valor 1 1


1.3.4. Estructura i components dels autmats programables

Hi ha molts tipus dautmats programables, i la classificaci que sen pot

fer s molt diversa, en funci dels criteris que es vulguin aplicar, per la

ms usual s segons lestructura fsica que t i segons com estan ubicats

tots els components del PLC; atenent a aquest criteri els podem dividir en

dos grans grups: compactes i modulars.

Estructura modular

Cada component del PLC es troba en un mdul diferent, anomenats normal-

ment targetes, que es munten damunt dun bastidor, que pot ser un carril

DIN o un perfil especfic de cada fabricant, i que suneixen elctricament mit-

janant els busos de comunicaci, que poden estar incorporats al bastidor ma-

teix, o mitjanant uns cables amb connectors que uneixen tots les targetes.

Estructura compacta

En un nic element, hi ha tots els components del PLC: CPU, bateries,

memries, mdul dentrada i de sortida, etc.

Independentment de lestructura constructiva que tinguin els autmats,

tots estan configurats per una srie de components per fer les diferents

funcions; els ms comuns sn:

Unitat central de processament o CPU. La CPU s lencarregada dor-ganitzar el trnsit de dades, executar el programa i controlar les entra-

des i sortides.

Mdul dalimentaci. s lencarregat de subministrar totes les tensionsauxiliars a la resta de components.

La CPU del PLC, sense interpretar cap esquema elctric, per lle-

gint el programa i fent les operacions aritmtiques en funci de les

operacions programades, arriba a la mateixa conclusi que raonant

lesquema, i dna ordre de desconnectar la sortida Q0.0 en lexem-

ple de la taula 6 i de connectar-la en el de la taula 7.

PLC modulars

PLC compactes

Molts dels PLC compactes de gama baixa i amb poques entrades i

sortides tenen incorporada una petita consola de programaci. Es

coneixen com a microautmats, i actualment la majoria daquestsautmats tenen la possibilitat dampliar les funcions mitjanant

mduls perifrics, com ho fan els modulars.


Mdul de bateries. Cont la pila que alimenta els rels amb memria,el temporitzador horari o rellotge i la memria RAM perqu no perdi

la informaci quan falla lalimentaci elctrica.

Mdul de memries. Cont el xip amb la memria del programa.

Mdul de temporitzadors. La majoria de temporitzadors sn progra-mables, s a dir, el temps es pot variar mitjanant les instruccions de

programaci, per tamb nhi ha dajustables, que tenen lavantatge

que el temps es pot modificar externament, ajustant un petit poten-

cimetre, sense haver dentrar en el programa.

Mduls dentrada i sortida digitals. Sn els mduls on es connecten lesentrades i sortides digitals que hi ha a la installaci, i tenen uns LED

que ens indiquen en cada moment quins elements estan activats; en

funci de les necessitats de lusuari hi ha mduls:

Per a diferents tensions: 24 V CC, 24 V CA, 127 V CA, etc.

Que suporten diferents intensitats: 20 mA, 2,5 A, etc.

Tamb nhi ha amb el segent:

Separaci galvnica, amb la qual cosa es protegeix el circuit interior

del mdul.

Sense separaci galvnica.

Mduls dentrada i sortida analgics. Nhi ha de molts tipus:

Amb senyals dintensitat o tensi.

Amb diferents resolucions, com 8, 10 o 12 bits.

Amb diferents codificacions: binari, BCD.

Mduls especials. Dissenyats per fer tasques complexes, sutilitzen enPLC modulars i de gran potncia; els ms freqents sn: controladors

PID, control deixos i comunicacions.

1.4. Perifria dels autmats programables

La caracterstica ms important dels autmats programables s que

sn uns equips totalment oberts, ampliables i dissenyats per admetre

la connexi de molts tipus diferents de components; els ms comuns

en tots els PLC sn les entrades i sortides, tant digitals com analgi-ques.

La majoria dautmats tenen incorporades a la CPU (unitat central de pro-

cessament) una srie dentrades i sortides que es coneixen com a perif-

ria integrada.

Els temporitzadors ajustables sn adequats quan el personal que ha dajustar els temps no s tcnic en PLC.

Rangs de les entrades i sortides analgiques

La majoria dentrades i sortides analgiques treballen amb els senyals elctrics de 0-10 V CC (volts de corrent continu) i 4-20 mA (milliamperes).

Per connectar o desconnectar les targetes al PLC, el PLC ha destar sense alimentar.


1.4.1. Entrades digitals

Les entrades digitals subministren informaci al PLC de lestat de la ins-

tallaci mitjanant les targetes dentrada.

Tipus dentrades

Les entrades poden ser amb contacte elctric i sense contacte elctric.

Amb contacte elctric: polsadors, interruptors, finals de cursa, contac-

tes auxiliars de contactors, contactes auxiliars de rels de protecci, en-

coders, etc.

Sense contacte elctric: detectors inductius, capacitatius, fotoelctrics,

ultrasnics, etc.

Poden estar preparades per funcionar amb corrent continu o altern. Nhi

ha que donen el senyal elctric amb lgica positiva o negativa, i aquesta

polaritat ha de coincidir amb la del tipus de targeta en qu es connectin.

Tipus de detectors

Els detectors sn entrades sense contacte elctric, s a dir, no tenen un con-

tacte fsic que obre o tanca per transmetre el senyal, sin que envien el senyal

mitjanant un component electrnic. Hi ha detectors de dos o de tres fils.

Detectors de dos fils: sha de tenir en compte el corrent residual, que

s el corrent que necessita el detector en estat obert per funcionar i

que pot arribar a activar lentrada del PLC. Nhi ha de dos tipus: no po-

laritzats i polaritzats.

No polaritzats: no importa la polaritat; nhi ha per treballar amb cor-

rent continu i amb corrent altern i alguns funcionen indistintament

en totes dues tensions.

Polaritzats: noms poden treballar amb corrent continu i se nha de

controlar la polaritat. No tenen corrents residuals, necessiten ali-

mentaci externa i poden ser amb lgica positiva (PNP) o amb lgicanegativa (NPN). En la figura 7 podeu veure la polaritat a la sortidadels detectors PNP i NPN.

Detectors de tres fils: tots els detectors de tres fils sn polaritzats.

Figura 7. Esquema detectors NPN i PNP

Tipus de detectors

Si intercanviem els cables de connexi en un detector polaritzat, es pot avariar.

Connexi de detectors de tres fils

Si el detector s del tipus PNP, vol dir que dna sortida + a la bobina i, per tant, el com de la bobina sha de connectar al . Si s del tipus NPN, s a linrevs.


Condicionament del senyal de les entrades

Les targetes dentrada sencarreguen dadaptar i filtrar el senyal proce-

dent de les entrades, normalment a 24 V, a les caracterstiques del fun-

cionament intern del PLC, que solen treballar a 5 V.

Les targetes dentrada poden ser de dos tipus, amb el senyal dentrada a-

llat galvnicament o sense allar.

Lallament galvnic del senyal pot ser:

a) Inductiu: per a entrades amb senyals de corrent altern; es fa mitjan-ant un transformador.

b) ptic: per a entrades amb senyals de corrent continu; es fa mitjanantun optoacoblador.

En la figura 8 podeu veure el procs dadaptaci del senyal.

Figura 8. Condicionament del senyal dentrada

Fixeu-vos que el senyal del captador que arriba a la targeta dentrades s

tractat en tres fases per adaptar-la al bus intern del PLC:

1) Si el senyal s de corrent altern:

a) Es converteix a corrent continu.

b) El senyal passa per un filtre per evitar que hi entrin parsits.

c) Es defineixen els valors mnims i mxims del senyal, en qu es consi-dera lentrada activada o no, seliminen les petites fluctuacions i es con-

verteix el senyal en un valor digital, que ser 1 o 0.

d) Es disposen els elements de protecci per evitar sobretensions.

Optoacoblador

El senyal que arriba a loptoacoblador produeix un raig de llum en el dode electroluminiscent que capta el fototransistor i el converteix un altre cop en un senyal elctric proporcional al raig de llum.


2) Salla galvnicament el senyal que arriba de lexterior del senyal inte-rior, s a dir, no hi ha contacte elctric entre tots dos senyals; en aquest

exemple es fa mitjanant un optoacoblador.

3) Sadapta la tensi generada per l'optoacoblador als valors en qu treba-lla internament la targeta dentrades.

1.4.2. Sortides digitals

Les sortides digitals reben ordres del PLC i en posar-se en funcionament

fan que la installaci faci les tasques per a la qual ha estat concebuda.

Els actuadors o elements de sortida ms freqents sn:

Pilots i pantalles per subministrar informaci.

Motors i cilindres pneumtics i hidrulics per realitzar moviments.

Els motors no es poden connectar directament a les targetes de sortida, ja

que acostumen a ser trifsics i de molta potncia, i els cilindres realitzen

els moviments mitjanant les electrovlvules, que tamb tenen una po-

tncia superior a la que subministren les targetes; aix doncs, aquests ele-

ments es posen en funcionament des del PLC a travs dels preactuadors,que adapten el senyal elctric que subministra la targeta al senyal que ne-

cessiten els actuadors per funcionar correctament.

Tipus de targetes de sortida

Amb sortida de tensi alterna o contnua.

Amb lgica positiva o negativa.

Lliures de potencial o a una tensi determinada.

Allades galvnicament o sense allar.

Tipus dallament:

Allament inductiu o magntic mitjanant rel.

Allament ptic mitjanant optotriac o optoacoblador.

Targetes de sortida a corrent continu

El senyal de sortida pot ser per transistor o per rel.

Els mduls o targetes dentrada sencarreguen del segent:

Amplificar el senyal que arriba del captador.

Adaptar els nivells de tensi del captador als del PLC.

Filtrar el senyal per evitar comportaments no volguts.

Codificar el senyal perqu pugui ser processat pel PLC.

Preactuadors

Els preactuadors ms freqents sn els contactors; tenen la bobina amb un consum molt baix i es pot connectar directament a la targeta de sortida, i mitjanant els seus contactes de potncia es pot activar qualsevol actuador.


Per transistor (estat slid):

Entra en conducci quan la sortida sactiva.

s adequat per accionar elements de petita potncia.

Pot ser amb negatiu com o positiu com.

Per rel (lliure de potencial):

Sn sortides lliures de potencial, la sortida es connecta a un contacte

del rel que no est alimentat elctricament.

Cada sortida pot accionar una sortida a tensi diferent.

T linconvenient de la velocitat de resposta.

Targetes de sortida de corrent altern

El senyal de sortida pot ser per triac o per rel.

Per triac (estat slid):

Entra en conducci quan la sortida sactiva.

Quan la sortida es desactiva, el triac continua conduint fins al primer

pas per zero del corrent, i per aquest motiu no serveix en corrent con-

tinu.

Per rel (lliure de potencial):

Contacte lliure de potencial.

Cada sortida pot accionar un accionador a tensi diferent.

T linconvenient de la velocitat de resposta.

En la figura 9 podeu veure com es connecten els actuadors a la targeta de

sortides en funci del tipus de senyal que envia el mdul de sortida.

Targetes PLC

Els mduls o targetes de sortida sencarreguen de:

Descodificar la informaci procedent del registre de sortides (re-

bre els valors 0 i 1).

Amplificar i codificar el senyal de sortida que senvia a lactua-

dor.

Adaptar el nivells de tensi del senyal al tipus dactuadors.

Les targetes de sortida que envien el senyal a lexterior mitjanant

un rel sanomenen lliures de potencial i les que ho fan mitjanantun component electrnic com dodes o triacs, sanomenen destatslid.


Figura 9. Connexi de les sortides

1.4.3. Senyals analgics

Els senyals analgics sutilitzen per convertir magnituds fsiques, comtemperatures, cabals, pressions, etc., en senyals elctrics, mitjanant una

relaci entre els valors mnims i mxims de totes dues magnituds.

Les variacions produdes en la magnitud fsica produeixen una variaci del

senyal elctric directament proporcional a aquest senyal elctric analgic,

que obt infinits valors entre els seus valors mnim i el mxim, i necessita

convertir-se en un senyal digital per poder ser tractat per lautmat. Aquest

senyal digital tamb ser proporcional al senyal elctric analgic, per no

obtindr valors infinits, sin que entre el valor mnim i mxim canviar

dunitat en unitat i en funci del nombre de bits del seu convertidor tindr

ms o menys resoluci.

Caracterstiques dels senyals analgics

Els senyals analgics poden ser de:

Tensi:

Els valor ms freqents sn 0 a 10 V i 10 a +10 V.

Poden tenir caigudes de tensi en funci de la distncia.

Intensitat:

Els valors ms freqents sn 0 a 20 mA i 4 a 20 mA; aquest ltim s

el ms emprat perqu detecta si el fil es trenca.

Els senyals dintensitat no els afecta la distncia.

La temperatura duna sala amb un calefactor augmenta de manera progressiva, sense fer salts.

En un senyal analgic de 0 a 20 mA, no hi diferncia entre el valor mnim de la magnitud fsica, que donaria 0 mA, i la trencadora de fil, que tamb donaria 0 mA.


Els senyals dentrada requereixen un convertidor A/D (analgic/digital)

per convertir el senyal analgic en digital, i els de sortida un converti-

dor D/A (digital/analgic); aquests convertidors poden ser de 8, 10 o 12

bits.

La resoluci del convertidor varia en funci del nombre de bits; com ms

bits millor resoluci, i per tant ms precisi.

En la figura 10 podeu observar la relaci entre el valor analgic i el digital

dun senyal, i com el senyal analgic varia de manera progressiva sense es-

glaons i el digital fa salts dun en un, entre 0 i 255 unitats, en un exemple

amb un codificador A/D de 8 bits.

Figura 10. Grfic dun senyal analgic

Clcul de la resoluci dun convertidor

Amb un convertidor de 8 bits es poden fer 256 combinacions binries dife-

rents, des de 0000 0000, fins a 1111 1111, corresponents als valors en deci-

mal de 0 a 255, i si el senyal analgic que li entra s 0-10 V, vol dir que la

sortida digital incrementar positivament o negativament una unitat el

seu valor cada: 10/256 = 0,03906 39 mV.

En la taula 8 podeu comprovar la diferncia de resoluci entre els conver-

tidors de 8, 10 i 16 bits.

La resoluci dun convertidor A/D o D/A s la capacitat que t perdiscernir entre dos valors molts similars de la magnitud dentrada.


Taula 8. Clcul de la resoluci dels codificadors A/D o D/A

1.4.4. Entrades analgiques

Les entrades analgiques sutilitzen per fer mesures de totes les magni-

tuds fsiques que es produeixen en un procs de fabricaci, com nivells,

pressions, cabals, nivell de CO2, etc.

El captador per a senyals analgics consta bsicament de dues parts:

Transductor, que sencarrega de convertir la magnitud fsica a mesuraren una magnitud elctrica.

Convertidor A/D, analgic/digital, que converteix el senyal elctric ana-lgic en un senyal digital (figura 11), quan aquest senyal sha denviar

a un PLC, un autmat programable, sutilitzen captadors sense conver-

tidor A/D, ja que les entrades analgiques dels PLC tenen incorporats

els convertidors.

Figura 11. Exemple del procs de transformaci de lentrada analgica

Per a la connexi de les entrades analgiques, conv utilitzar fil trenat i apan-

tallat per evitar pertorbacions i obtenir valors incorrectes, i sha de connectar

la pantalla al terra al costat del PLC, i el negatiu al costat del captador.

Nre. de bitsValor detensi

Valordecimal

Clcul de laresoluci

Valor de laresoluci

8 0-10 V 0-255 10 / 256 = 0,0390 39 mV

10 0-10 V 0-1.023 10 / 1.024 = 0,0097 9,8 mV

12 0-10 V 0-4.095 10 / 4.096 = 0,0024 2,4 mV

Les entrades analgiques requereixen un convertidor A/D (analgic/

digital) per adaptar el senyal del captador al PLC. Aquest converti-

dor el pot tenir el captador mateix, o si es treballa amb PLC el t in-

corporat el mdul dentrades analgiques mateix del PLC.

Observeu com passant dun convertidor de 8 bits a un de 10 augmentem la resoluci 4 vegades, i amb un de 12 bits, 16 vegades.

Procs de transformaci del senyal analgic

El valor de la temperatura es troba entre 20 i +260o, es converteix en un valor de tensi entre 0 i 10 V i mitjanant el convertidor A/D es torna a convertir en un valor binari entre 0 i 255.


1.4.5. Sortides analgiques

Les sortides analgiques permeten accionar vlvules proporcionals, varia-

dors de velocitat i tot tipus dactuadors en qu convingui que el funciona-

ment no sigui tot o res, sin que es pugui ajustar.

En la figura 12 podeu comprovar el procs de transformaci del valor bi-

nari que processa el PLC en un valor analgic de tensi entre 0 i 10 V, que

produeix en el variador de velocitat uns canvis de freqncia que fa que el

motor giri entre el 0% i el 140% de la seva velocitat nominal.

Figura 12. Exemple del procs de transformaci de la sortida analgica

Per a la connexi de les sortides analgiques, conv utilitzar fil trenat i

apantallat, i sha de connectar la pantalla al terra al costat del PLC, i el ne-

gatiu al costat de lactuador, ats que el negatiu de les diferents sortides

del mateix PLC sol ser com.

1.5. Funcionalitat dels autmats programables

Tots els autmats tenen una srie de caracterstiques comunes i que s

important conixer, com lestat de funcionament, que pot ser:

Stop: est connectat a lalimentaci per la CPU (unitat central de proces-

sament) no executa el programa i, per tant, la installaci no funciona.

Les sortides analgiques requereixen un convertidor D/A (digital/

analgic) per adaptar el senyal del PLC. Aquest convertidor el pot

tenir lactuador mateix, o si es treballa amb PLC el t incorporat el

mdul de sortides analgiques mateix del PLC.

Sortida analgica

Una vlvula proporcional permet obrir ms o menys la comporta dun dipsit en funci de la quantitat de producte que volem que caigui.

Variador de velocitat

Programadora dautmats programables

Fa uns quants anys cada PLC tenia la seva consola de programaci, i actualment tots els fabricants de PLC utilitzen ordinadors porttils amb els programaris corresponents, com programadores.


Run: la CPU executa el programa i la installaci funciona.

La programadora pot treballar en dues situacions respecte al PLC:

Off line: la programadora treballa sense estar connectada al PLC.

On line: la programadora est connectada al PLC i pot intercanviar in-

formaci.

Quan selabora un programa es poden fer moltes funcions que ajuden a

ledici daquest; les ms comunes sn:

Esborrar un element o conjunt delements.

Inserir un element o conjunt delements.

Modificar el tipus, adrea o dades associades a lelement.

Esborrar, copiar o afegir blocs o subrutines.

Cercar o substituir elements.

Crear taules docupaci delements i referncies creuades.

Mentre la installaci est funcionant s molt interessant poder monitorar i

intervenir en lexecuci del programa; tots els PLC tenen funcions com:

Visualitzaci de lestat dels elements.

Visualitzaci de lestat del programa.

Forar entrades, sortides, registres, temporitzadors, etc.

1.5.1. Llenguatges de programaci

Els autmats han adaptat els llenguatges de programaci als usuaris

daquests equips i sn molt intutius; els ms usuals sn:

Esquema de contactes: es programa amb un esquema elctric.

Diagrama de funcions: es programa mitjanant un circuit de portes l-

giques.

Llista dinstruccions: utilitza unes instruccions relacionades amb ll-

gebra de Boole.

GRAFCET, graphe de comande tape-transition: es descriu el funcio-

nament de la installaci sense necessitat de raonar el circuit elctric o

electrnic.

Llenguatges dalt nivell: per fer programes molt complexos es poden

confeccionar en BASIC, Pascal, C, etc.

Quan el PLC treballa en lniasha de tenir molta cura amb les opera-

cions que es fan, ja que pot variar el funcionament de la installaci,

i per aix noms ho ha de fer personal especialitzat.

Per veure un exemple de com es pot realitzar un programa en els diferents llenguatges de programaci que podeu utilitzar amb els autmats programables, aneu a la secci Annexos del web daquest mdul.

!!


1.5.2. Caracterstiques generals dels autmats programables

Es pot definir un PLC com un equip que t les caracterstiques segents:

s una caixa negra configurada per mduls estndards, de configura-

ci fcil per a lusuari o programador.

s de dimensions redudes i amb gran capacitat de compactaci.

s fcil de muntar i installar.

s fcil de programar amb programaris molt intutius.

Disposa de programaris que generen molta documentaci del projecte.

Disposa de programaris que subministren molta informaci en lnia.

Disposa de la possibilitat demmagatzemar molts programes.

s de reutilitzaci fcil per part daltres aplicacions.

La utilitzaci dels PLC en el camp de lautomatitzaci ha representat una

srie davantatges molt importants, com ara els segents:

Menys temps dedicat a la realitzaci del projecte, ja que:

No s necessari dibuixar esquemes de manera detallada, perqu els

genera el programari del PLC mateix.

Disposa de molta memria i no s necessari simplificar les equacions.

Sutilitzen menys materials i components, ja que el PLC t incorpo-

rades moltes funcions.

Possibilitat dintroduir modificacions sense canviar el cablatge i sense

haver dafegir components.

Menys cost de m dobra en la installaci.

Economia en el manteniment, ja que en el PLC mateix es poden pro-

gramar funcions per a la detecci derrors i tasques de manteniment.

Sutilitzen pocs elements amb accionament electromecnics.

Possibilitat de governar diverses mquines amb un sol PLC. En cas de

necessitar-ne diversos es poden comunicar fcilment.

Com sn modulars s fcil dadaptar la seva constituci i funcionalitat.

Hi ha la possibilitat dintroduir modificacions en lnia, sense haver

daturar la producci.

Simplificaci de les posades en marxa.

El programari del PLC converteix automticament els programes

fets en un llenguatge de programaci concret, en els altres llenguat-

ges disponibles en el programari.

Un autmat programable s un equip electrnic amb un microproces-sador, que rep uns senyals de les entrades i que, en funci de lalgorit-

me de control que shagi programat, dna unes ordres de connexi a

les sortides.


Amb tota la gamma dautmats que hi ha al mercat, s molt important te-

nir en compte una srie de dades a lhora de seleccionar el ms adequat

per a cada projecte; entre altres, poden ser:

Dades de catleg: marca, model, fabricant, data de comercialitzaci.

Mapa de memria: nombre mxim dentrades, sortides, temporitza-

dors, etc.

Dades de la CPU (unitat central de processament): temps de scan per

a 1 kB de memria, operacions que fa, etc.

Ampliacions: tipus i quantitat de mduls que es poden acoblar.

Comunicacions: tipus de xarxes de comunicaci que es poden configurar.

Programaci: llenguatges de programaci disponibles, possibilitat de pro-

gramaci en lnia, etc.

Criteris econmics: preu de lequip, formaci, assessorament, manteni-

ment, servei tcnic, etc.

1.5.3. Evoluci dels autmats programables

Els autmats programables van aparixer lany 1968 per encrrec de lem-

presa automobilstica General Motors, ja que en les seves cadenes de pro-

ducci es trobaven que hi havia:

Excessives avaries en components electromecnics com els rels, dels

quals nhi havia milers en els quadres de control.

Gran varietat de targetes electrniques: cada targeta estava dissenyada

per a una funci concreta.

Dificultat per fer modificacions en els processos de producci quan es

volia introduir alguna millora.

Actualment disposen de funcions de clcul complexes, com operacions

matemtiques, llaos de control, control numric, etc., disposen de m-

El PLC apareix lany 1968 com el substitut del segent:

Armaris de rels. Internament disposen de multitud de rels,temporitzadors i altres components de comandament.

Targetes electrniques. El PLC est basat en un microprocessa-dor i es poden programar totes les funcions electrniques que

calguin.

Rigidesa en els processos automatitzats. Els PLC sn programa-bles, i per aix s fcil fer modificacions en els processos de pro-

ducci.


duls de comunicaci per a diferents xarxes, com PROFIBUS, ethernet, etc.

Poden comunicar-se amb sistemes SCADA (sistemes dadquisici i visua-

litzaci de dades en processos de control) per visualitzar i controlar el pro-

cs des dun ordinador, poden treballar en sistema redundant en el qual

dos PLC controlen un procs i comparen en cada scan els registres den-

trades i sortides i, si detecten discrepncies, porten el procs a una posici

estable i segura i saturen els dos, o poden tenir un sistema que determini

quin dels dos equips falla.

En un futur no molt lluny ser el substitut dels ordinadors de processos

i dels equips de control distribut en aplicacions mitjanes.

En la figura 13 podeu observar levoluci dels PLC des de la seva aparici:

fixeu-vos que en un principi resultava car per a petites aplicacions i no ser-

via per a aplicacions molt complexes, per actualment la relaci cost-com-

plexitat s molt competitiva, i comprn quasi tot el terreny de la lgica

cablejada i moltes aplicacions dels controls distributs, i la tendncia en un

futur molt prxim s agafar tot el camp de la lgica cablejada i la majoria

daplicacions dels controls distributs.

Figura 13. Evoluci dels PLC


2. Instruccions bsiques de programaci dels autmats programables 1

Lautmat programable s un equip electrnic amb un microprocessador

que rep uns senyals de les entrades i que, en funci de lalgoritme de control

que shagi programat, dna unes ordres de connexi a les sortides. Cada fa-

bricant dautmats programables utilitza un programari de programaci

propi; per tant, heu de conixer lautmat i el programari de lautmat

S7-200 de Siemens, amb el qual fareu tots els exemples de programaci.

Amb els autmats podeu fer programes per a installacions molt senzilles,

i en aquest cas parlarem dautomatismes, o molt complexes, i en aquestcas parlarem dautomatitzaci i control industrial. La diferncia est enel tipus dinstruccions que utilitzem: normalment es diu que en automa-

tismes sutilitzen molt les instruccions de bit i en control industrial les ins-

truccions de paraula o word.

2.1. Lautmat programable S7-200 de Siemens

Lautmat programable S7-200 de Siemens s un PLC compacte, ja que in-

corpora en una mateixa carcassa la CPU (unitat central de processament),

una font dalimentaci integrada, les memries i els mduls dentrades i

sortides, per a ms s ampliable, per la qual cosa es poden connectar al

bloc de la CPU altres mduls dentrades i sortides digitals i analgiques,

mduls de comunicaci, etc. Totes les caracterstiques daquest autmat,

tant de maquinari com de programari, sn molt semblants a la majoria de

PLC daltres fabricants.

2.1.1. Maquinari

La CPU 224 de lautmat S7-200 t unes dimensions molt petites, 120 80

62 millmetres, per unes caracterstiques molt potents, com:

Memria de programa de 12 MB.

14 entrades i 10 sortides digitals.

Ampliable fins a 7 mduls.

2 potencimetres analgics.

Rellotge en temps real.

Port de comunicaci.

32 bytes de registres interns.

256 temporitzadors.

256 comptadors.


En la figura 14 podeu veure les caracterstiques del maquinari de laut-

mat S7-200 i com es connecta a la programadora.

Figura 14. Maquinari autmat programable

2.1.2. Programari

El programari que es fa servir per programar el PLC S7-200 s el Mi-croWin, que us permet escriure els programes en tres llenguatges deprogramaci:

KOP, o esquema de contactes.

FUP, o diagrama de funcions.

AWL, o llista dinstruccions.

Per poder escriure un programa heu de conixer el mapa de memria del

PLC que esteu treballant; en la taula 9 teniu un resum del mapa de mem-

ria del PLC S7-200 amb els elements mnims necessaris per comenar a

treballar amb el MicroWin.

Els autmats de Siemens treballen amb els parmetres en format

de byte, s a dir, en agrupacions de 8 bits, i per aix tots els bits van

del 0 al 7 i no existeixen els bits 8 i 9; per tant, el bit segent a 0.7 s

1.0, i el segent a 3.7 s 4.0.

En lespai de lAula, trobareu les carpetes amb els arxius necessaris per installar els programaris MicroWin i el simulador S7-200.

!!


Taula 9. Mapa memria Autmat S7-200

2.1.3. Exemple de programaci amb MicroWin i comprovaci del programa amb el simulador S7-200

Per poder introduir un esquema dautomatismes en lautmat programa-

ble, s a dir, per escriure un programa per a un PLC, heu de conixer en

primer lloc en quins borns de connexi del PLC estan connectades les en-

trades i les sortides de lesquema; en aquest exemple estan representades

en la figura 15, i podeu veure, per exemple, que linterruptor S1 est con-

nectat al born corresponent a lentrada I0.1 i el pilot H3 al born de la sor-

tida Q0.3.

Figura 15. Connexions dentrades i sortides al PLC

Operand Codi Parmetres

Entrada I I 0.0 a I 1.5

Sortida Q Q 0.0 a Q 1.1

Registre (marca) M M 0.0 a M 31.7

Temporitzador T T 0 a T 255

Comptador C C 0 a C 255

Parmetres dels operands

Per simplificar els exemples, encara que en la realitat en la indstria no coincideix prcticament mai, fem coincidir el nmero de lelement amb el de lentrada o sortida: S1 connectat a lentrada I0.1 i K3M a la sortida Q0.3.

Connexi dentrades i sortides al PLC

Fixeu-vos que en les sortides Q0.0 a Q0.2 hi ha connectades bobines de contactor, en la Q0.3 a la Q0.7 hi ha bombetes i en Q1.0 i Q1.1 electrovlvules.

En lentrada I0.2 hi ha connectat el trmic F2, en la I0.0 i I0.3 interruptors normalment tancatsi en la resta interruptors normalment oberts.


Tamb heu de saber que lalgoritme de control, s a dir, les condicions de

funcionament de la installaci, est representat en aquest exemple en

lesquema de lgica cablada de la figura 17.

Una vegada que teniu aix clar, noms es tracta de convertir lesquema

simplificat segons la norma europea, amb esquema de lgica cablada, a la

representaci americana, amb representaci KOP i esquema de contac-

tes, i amb els parmetres dentrades i sortides corresponents.

En la figura 16 es mostren els passos per fer un programa per al PLC a par-

tir de lesquema en lgica cablejada.

Figura 16. Conversi de lesquema dautomatisme en programa per al PLC

Mentre no treballeu connectats amb el PLC, comproveu el funcionament

dels programes corresponents a les activitats i exercicis fets amb Micro-

Win amb el simulador S7-200.

2.2. Programaci dentrades i sortides

Les instruccions ms senzilles que es poden programar en els autmats

programables sn les corresponents a entrades i sortides, per tamb sn

Ara feu lactivitat Installaci i comprovaci del funcionament dels programaris MicroWin i el simulador de PLC S7_200 SIMU en lordinador personal de lalumne, que trobareu en la secci Activitats del web daquest mdul.

!!

En la secci Recursos de contingut del web del mdul trobareu el programa daprenentatge per a la comprovaci dels programes de lautmat S7-200 de Siemens amb els programaris MicroWin i S7_200 SIMU.

!!


les que ms sutilitzen, i per aix s important entendre com es progra-

men i com les tracta la unitat central del PLC, ja que us servir per raonar

amb fonament programes ms complexos.

2.2.1. Activaci duna sortida mitjanant una entrada

En la figura 17 podeu veure lesquema de lgica cablejada i el programa en

esquema de contactes corresponent a lenunciat.

Si analitzeu lesquema de lgica cablejada de la figura 17 veureu que, en

tancar linterruptor S1, arriba la lnia L1 al born superior de la bombeta H3

mitjanant el fil que uneix els dos elements, i com a la part inferior de la

bombeta arriba la lnia L2, aquesta sillumina en arribar-li les dues lnies

dalimentaci.

Amb el PLC no hi ha connexi elctrica entre linterruptor i la bombeta;

s el programa que fa que en funci de lestat de linterruptor doni ordre

de connectar o desconnectar la bombeta, i ho fa de la manera segent:

Lautmat llegir el valor que tingui lentrada I0.1 i ho assignar a la

sortida Q0.3; per tant, si linterruptor est obert, no deixar passar cor-

rent i no arribar tensi al born corresponent a lentrada I0.1, i per aix

el PLC prendr aquesta informaci com un zero i carregar aquest

zero a la sortida Q0.3, s a dir, no subministrar tensi al born corres-

ponent i no funcionar la bombeta H3.

Quan es tanqui linterruptor, arribar tensi al born de lentrada I0.1, i

per aix el PLC prendr aquesta informaci com un u, que assignar

a la sortida Q0.3 i llavors silluminar la bombeta H3.

Figura 17. Activaci duna sortida mitjanant una entrada

Ara feu lactivitat Activaci duna sortida mitjanant una entrada, que trobareu en la secci Activitats del web daquest mdul.

!!


2.2.2. Activaci de diverses sortides amb diverses entrades



Si analitzeu lesquema veureu que les condicions perqu funcioni, per

exemple la bombeta H3, sn diferents de les que necessita qualsevol altra

sortida, s a dir, que siguin circuits independents, encara que estiguin re-

presentats en el mateix esquema. Cadascun daquests circuits indepen-

dents normalment sanomenen branques; per tant, en aquest esquema

teniu cinc branques.

Figura 18. Connexi de diverses entrades amb diverses sortides

2.2.3. Programaci de contactes en srie i en parallel

En la figura 19 podeu veure lesquema de lgica cablada i el programa

en esquema de contactes corresponent a lenunciat, i podeu comprovar

la diferncia entre la lgica cablada i la programada. En la cablada es

veu que linterruptor S3 t dues funcions diferents i, per tant, necessita

dos contactes, s a dir, ser un interruptor de doble cmera, fet que en-

careix el producte. En la lgica programada linterruptor S3 noms t

En el programari de Siemens sha de programar cada branca en un

network, en un segment diferent; si no ho feu aix, veureu que a

lhora de transferir el programa al PLC, quan aquest es compili per-

qu el PLC el pugui executar, us donar un error de compilaci i no

es podr transferir.

Hi ha autmats que permeten programar totes les branques juntes, s a dir, que no divideixen el programa en segments.

En la secci Recursos de contingut del web del mdul trobareu una animaci en qu podeu veure com es pot editar un programa.

!!

Ara feu lactivitat Connexi de diverses entrades amb diverses sortides, que trobareu en la secci Activitats del web daquest mdul.

!!


un contacte, que est connectat a lentrada I0.3, encara que desprs es

programi dues vegades.

En un programa es poden programar, repetir, els contactes de les entra-

des tantes vegades com sigui necessari, encara que noms hi hagi una en-

trada fsica. El PLC, en llegir el programa, consulta lestat de lentrada

cada vegada que la trobi programada i multiplica o suma el valor daquesta

amb el resultat anterior emmagatzemat en la memria interna en funci

de loperaci en srie o parallel que tingui lentrada.

Figura 19. Programaci de contactes en srie i en parallel

2.2.4. Programaci de contactes en connexi mixta sense parntesis

En la figura 20 podeu veure lesquema de lgica cablada i el programa en


Un programa sense parntesis s aquell en qu, cada vegada que progra-mem un contacte en srie o en parallel, est en srie o en parallel amb

tots els contactes programats abans en la mateixa branca.

Vegeu la figura 20 i comproveu com lentrada I1.4 est en srie amb

I1.0, i la I1.1 est en parallel amb les dues anteriors, i la I1.5 en srie

amb tot lanterior, i aix successivament. Aix vol dir que, encara que

lesquema s llarg, el programa s senzill, ja que lexpressi algebraica

corresponent no cont parntesis: I1.0 I1.4 + I1.1 I1.5 + I1.2 I1.7

+ I1.3 = Q0.3

En la secci Recursos de contingut del web del mdul trobareu una animaci en qu podeu veure com es poden programar contactes connectats en srie o en parallel.

!!

Ara feu lactivitat Programaci de contactes en srie i en parallel, que trobareu en la secci Activitats del web daquest mdul.

!!

En la secci Recursos de contingut del web del mdul trobareu una animaci en qu podeu veure com es poden programar contactes en connexi mixta (connectats en srie i en parallel entre ells).

!!


Figura 20. Programaci de contactes en connexi mixta sense parntesis

2.2.5. Programaci de contactes en connexi mixta amb parntesis



Funcionament de la branca corresponent a lelectrovlvula Y10:

Linterruptor S3 est en srie amb lS4.

Linterruptor S5 est en srie amb lS6.

El conjunt de S3 i S4 est en parallel amb el conjunt format per S5 i S6.

Figura 21. Programaci de contactes en connexi mixta amb parntesis

Ara feu lactivitat Programaci de contactes en connexi mixta (sense parntesis), que trobareu en la secci Activitats del web daquest mdul.

!!


Aix correspon a lexpressi algebraica (S3 S4) + (S5 S6) = Y10, que,

com podeu veure, cont parntesis.

De la mateixa manera a la segona branca li correspon lexpressi algebrai-

ca (S10 + S11) (S12 + S13) = K1M.

2.2.6. Programaci de contactes oberts i tancats de sortides



Fixeu-vos que en aquest exemple hi ha contactes que no corresponen a

entrades, s a dir, contactes que no podeu accionar manualment com

feu amb les entrades, sin que es tanquen i obren automticament

quan funciona la bobina corresponent. Aquests contactes, que corres-

ponen a la bobina del preactuador identificats amb el smbol KxM, es

programen en el PLC amb loperand de la sortida corresponent, i sn

uns contactes interns, o millor dit, uns registres interns que tenen va-

lor 1 quan sactiva la sortida. Per tant, els contactes oberts valen 0 quan

la sortida est a 0, i 1 quan aquesta sortida sactiva. Per contra, els con-

tactes negats valen 1 quan la sortida est a 0, i 0 quan aquesta sortida

sactiva. Com que sn contactes interns, es poden programar tants con-

tactes de sortides com sen necessitin; lnic lmit s la capacitat de la

memria del PLC.

Figura 22. Programaci de contactes oberts i tancats de sortides

Ara feu lactivitat Programaci de contactes en connexi mixta (amb parntesis), que trobareu en la secci Activitats del web daquest mdul.

!!

Ara feu lactivitat "Programaci de contactes oberts i tancats de sortides", que trobareu en la secci Activitats del web daquest mdul.

!!


2.3. Programaci de biestables

Els biestables sn elements de memria que amb un impuls dentradaconserven indefinidament qualsevol dels dos estats de sortida 1 o 0. Sano-

menen bscules, flip-flop, forrellat, multivibrador biestable, i nhi ha de

dos tipus:

Asncrons. No necessiten cap senyal de rellotge per activar la sortida.

Sncrons. Els senyals dentrada han de coincidir amb un senyal de re-llotge perqu les sortides siguin connectades. Aquest senyal de rellotge

pot ser:

Amb flanc de pujada: val 1 quan el senyal del rellotge passa de 0 a 1.

Amb flanc de baixada: val 1 quan el senyal del rellotge passa d1 a 0.

Que valgui 1: val 1 mentre el senyal del rellotge est a 1.

Hi ha diferents tipus de biestables depenent del valor que pren la sortida

en funci de lestat de les entrades.

Biestable R-S. Amb un impuls a lentrada S i ordre de connectar set,connecta la sortida, i amb un altre impuls a lentrada R i ordre de des-

connectar reset, la desconnecta. En el cas denviar senyal a la vegada a

les entrades S i R, la sortida es posa a 0 sigui quin sigui el seu valor an-

terior. Aquests biestables sn els que es poden programar en la majoria

dautmats programables, per amb la diferncia que en el cas denviar

senyal a la vegada a les instruccions set i reset, no posa a 0 la sortida,

sin que predomina la que estigui programada en ltim lloc.

Les instruccions de set/reset sutilitzen molt en circuits dautomatismes i

realitzen la mateixa funci que un circuit daturada i marxa, amb lavantat-

ge que el circuit set/reset es programa en dues branques independents i el

daturada i marxa ho fa en una de sola, per la qual cosa no es poden sepa-

rar les condicions daturada de les de marxa. La instrucci set correspon a

lordre de marxa, s a dir, amb un impuls a la bobina set s suficient per-

qu aquesta es connecti, i resta connectada fins que arribi un altre impuls

a la bobina del reset, que correspon a lordre daturada, i es fa, com podeu

veure, la mateixa funci que els polsadors de marxa i aturada.

Biestable J-K. Amb un impuls a lentrada J i ordre de connectar, con-necta la sortida, i amb un altre impuls a lentrada K i ordre de descon-

Sanomena senyal de rellotge lentrada que ha de coincidir en eltemps amb els senyals que activen els biestables; no sn, per tant,

senyals proporcionats per cap rellotge.


nectar, la desconnecta. En el cas denviar senyal a la vegada, en les

entrades J i K la sortida inverteix el valor que tenia anteriorment.

Biestable T. s un biestable J-K en el qual shan unit les dues entra-des; aix doncs, sempre tenim el mateix valor en les entrades J i K i

cada vegada que arriba senyal a les entrades, canvia el valor de la

sortida.

Biestable D. s un biestable sncron, i cada vegada que arriba un sin-cronisme, s a dir, cada vegada que arriba senyal a lentrada del rellot-

ge, posa a la sortida el mateix valor que hi ha a lentrada D.

2.3.1. Circuit amb polsadors daturada i marxa



Podeu ob

ieam1uf5ud7

Documents

Transcript of ieam1uf5ud7