Manual plc general preparado

RAMA ESTUDIANTIL IEEE DE LA UCSA. RESUMEN PREPARADO PARA EL CURSO DE

AUTOMATIZACION MEDIANTE PLC.

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Contenido INTRODUCCION AL CURSO Y CONCEPTOS IMPORTANTES: ........................................................................................ 7

2.2- PLC en comparación con otros sistemas de control............................................................................. 10

2.4 - Señales Analógicas y digitales ................................................................................................................ 11

2.5 - Capacidades E/S en los PLC modulares .............................................................................................. 12

2.6 - ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC .................................................................................................... 13

2.8 - Programación ............................................................................................................................................. 18

2.8.1-Lenguajes .................................................................................................................................................. 20

• MNEMÓNICO : ........................................................................................................................................... 20

» Constituido por el conjunto ó “SET” de instrucciones de la CPU. ...................................................... 20

» Las funciones de control vienen representadas con expresiones abreviadas. ................................ 20

» No es muy intuitiva la correspondencia con el esquema eléctrico ..................................................... 20

» La fase de programación es más rápida. ............................................................................................... 20

• DIAGRAMA DE RELES ............................................................................................................................. 20

» SIMBOLOS FUNDAMENTAL: .................................................................................................................. 20

» ............................................................................................................................................................................. 21

DIAGRAMA DE RELES ..................................................................................................................................... 21

» Esquema de contactos .............................................................................................................................. 21

• Permite una representación de la lógica de control similar a los esquemas electromecánicos .... 21

• ESQUEMA FUNCIONAL ........................................................................................................................... 21

» Cada función lógica tiene asociado un bloque funcional que realiza la operación correspondiente.

21

» Requiere una aproximación más matemática y lógica. ........................................................................ 21

• GRAFCET .................................................................................................................................................... 21

» Método utilizado en procesos secuenciales, cíclicos ó repetitivos. .................................................... 21

» Los estados y transiciones (paso entre estados) se implementan con funciones del autómata. .. 22

2.8.2 - AREAS DE MEMORIA .......................................................................................................................... 22

• La memoria del PLC se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un cometido y

características distintas: .................................................................................................................................... 22

» AREA DE PROGRAMA: ............................................................................................................................ 22

Donde se encuentra almacenado el programa del PLC (en lenguaje Ladder ó mnemónico). .............. 22

» AREA DE DATOS: ..................................................................................................................................... 22

Usada para almacenar valores ó para obtener información sobre el estado del PLC. ........................... 22

Esta dividida según funciones en IR, SR, AR, HR, LR, DM, TR, T/C. ....................................................... 22

» AREA DE E/S y AREA INTERNA (IR): ................................................................................................... 22



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Esta área de memoria comprende: ................................................................................................................. 22

• Los canales asociados a los terminales externos (entradas y salidas) ............................................. 22

• los relés internos (no correspondidos con el terminal externo), gestionados como relés de E/S. 22

Accesibles como bits ó Canales ...................................................................................................................... 22

Los relés E/S no usados pueden usarse como IR ........................................................................................ 22

No retienen estado frente falta de alimentación ó cambio de modo de operación .................................. 22

» AREA ESPECIAL (SR) .............................................................................................................................. 22

Son relés de señalización de funciones particulares como: ........................................................................ 22

• SERVICIO (siempre ON, OFF) ................................................................................................................ 22

• DIAGNOSIS (señalización ó anomalías) ................................................................................................ 22

• TEMPORIZACIONES (relojes a varias frecuencias) ............................................................................ 22

• CALCULO (<,>,=) ....................................................................................................................................... 22

• COMUNICACIONES .................................................................................................................................. 22

» AREA AUXILIAR (AR): .............................................................................................................................. 22

Contiene bits de control e información de recursos del PLC como:puerto RS232C, puerto de

periféricos, casetes de memoria. ..................................................................................................................... 23

• Se dividen en dos bloques: ....................................................................................................................... 23

• Señalización ................................................................................................................................................ 23

• Errores de Configuración .......................................................................................................................... 23

• Datos del Sistema ...................................................................................................................................... 23

• Memorización y gestión de datos. ........................................................................................................... 23

Es un área de retención. ................................................................................................................................... 23

» TEMPORIZADORES Y CONTADORES (TIM/CNT) ............................................................................ 23

Es el área de memoria que simula el funcionamiento de estos dispositivos. ........................................... 23

Son usados por el PLC para programar retardos y contajes. ..................................................................... 23

Elementos característicos: ................................................................................................................................ 23

SV. Valor de preselección ......................................................................................................................... 23

PV. Valor actual .......................................................................................................................................... 23

BIT. Valor de estado. ................................................................................................................................. 23

2.8.3 - INSTRUCCIONES ................................................................................................................................. 23

• INSTRUCCION : Especifica operación a realizar (operador) .............................................................. 23

• PARÁMETROS OPERANDOS : Son los DATOS asociados a la operación lógica (operando). Los

parámetros son en general de formato TIPO y VALOR. .............................................................................. 23

• DIRECCION: Indica la posición de la instrucción en la memoria de programa ................................ 23

» Tomando como ejemplo 0000 LD H0501 ............................................................................................... 23



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• EJEMPLO DE INSTRUCCIONES: .......................................................................................................... 23

• LD .................................................................................................................................................................. 23

Instrucción de apertura de una rama de circuito ........................................................................................... 24

Está asociada a un contacto. ........................................................................................................................... 24

• OUT .............................................................................................................................................................. 24

Activa una bobina de salida. ............................................................................................................................. 24

Constituye la terminación de un circuito ......................................................................................................... 24

• AND .............................................................................................................................................................. 24

Coloca 2 contactos en serie.............................................................................................................................. 24

• OR ................................................................................................................................................................. 24

Coloca 2 contactos en paralelo ........................................................................................................................ 24

• NOT .............................................................................................................................................................. 24

Invierte la lógica del contacto (cerrado/abierto) ............................................................................................. 24

PUEDEN USARSE EN COMBINACION LAS INSTRUCCIONES. .................................................... 24

NOTA : LAS INSTRUCCIONES DEPENDE DEL SET DE INSTRUCCIONES SOPORTADAS POR EL

MICROPROCESADOR DEL PLC. Y PUEDEN VARIAR ENTRE MARCAS Y MODELOS DE LOS

MISMOS. ............................................................................................................................................................. 24

2.8.4 - EJEMPLOS DE PROGRAMACION: ................................................................................................... 25

2.9 - ELEMENTOS EXTERNOS DEL SISTEMA: ......................................................................................... 28

2.10 - Comunicaciones .......................................................................................................................................... 28

2.11 - Requerimientos técnicos a considerar para seleccionar PLC ...................................................................... 29

SENSORES Y ACTUADORES ........................................................................................................................................ 30

PARTES QUE COMPONEN EL PLC STANDARD ........................................................................................................... 81

AMPLIACION EN VARIAS FILAS DEL PLC .................................................................................................................... 82

DIRECCIONAMIENTO DEL PLC ................................................................................................................................... 82

Secuencia de Ejecución del PLC................................................................................................................................. 86

MARCAS (RELÉS INTERNOS) ...................................................................................................................................... 87

PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA EN EL PLC ........................................................................................................... 88

MÓDULOS DE ORGANIZACIÓN (OB). ........................................................................................................................ 89

MÓDULOS DE PROGRAMA PB. ................................................................................................................................. 89

MÓDULOS FUNCIONALES FB. ................................................................................................................................... 89

MÓDULOS DE DATOS DB. ......................................................................................................................................... 90

MÓDULOS SECUENCIALES SB. .................................................................................................................................. 90

MODOS O ESQUEMAS DE REPRESENTACION EN EL PLC: .......................................................................................... 90

UNIDADES FUNCIONALES .......................................................................................................................................... 94



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OPERACIONES DE LLAMADA Y RETORNO DE MODULO ............................................................................................ 95

Tipos tres llamadas: ................................................................................................................................................... 95

Los retornos son siguientes: ...................................................................................................................................... 95

MODULOS INTEGRADOS Y SUS FUNCIONES: ........................................................................................................... 96

ESTRUCTURA Y AJUSTE DEL DB1 ............................................................................................................................... 97

PROCESAMIENTO DE VALORES ANALOGICOS:........................................................................................................ 116

EJEMPLOS DE MODULOS ANALOGICOS .................................................................................................................. 140

MODULO DE SALIDA ANALOGICO ........................................................................................................................... 141

MODULOS DE ADAPTACION ANALOGICOS FB250/FB251 ...................................................................................... 146

MODULO DE DATOS ................................................................................................................................................ 154

TEORIA: CONTROL PID ............................................................................................................................................. 156

Proporcional integral derivativo ............................................................................................................................. 156

Funcionamiento .................................................................................................................................................. 157

Proporcional .................................................................................................................................................... 157

Integral ............................................................................................................................................................ 158

Derivativo ........................................................................................................................................................ 159

Significado de las constantes .............................................................................................................................. 161

Usos ..................................................................................................................................................................... 161

Ajuste de parámetros del PID ............................................................................................................................. 161

Ajuste manual.................................................................................................................................................. 162

Limitaciones de un control PID ........................................................................................................................... 162

Ejemplos prácticos .............................................................................................................................................. 163

CONTROL PID MEDIANTE PLC ................................................................................................................................. 164

REFERENCIA AL EMULADOR AW-SYS ...................................................................................................................... 179

PLC .................................................................................................................................................................. 179

Editor de programa ladder ........................................................................................................................ 179

Editor de programa AWL ........................................................................................................................... 180

Lista de bloques .......................................................................................................................................... 182

Lista de las operaciones fundamentales posibles ................................................................................................... 183

Lista de operaciones integrativas soportadas: ........................................................................................................ 186

EJERCICIOS REALIZADOS CON LA HERRAMIENTA AW-SYS. .................................................................................... 189

Composición del PLC ............................................................................................................................................... 189

OPERACIONES DE TIEMPO .......................................................................................................................... 192

COMBINACION AND ................................................................................................................................................ 195



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COMBINACION OR .................................................................................................................................................. 195

COMBINACION AND DE OR .................................................................................................................................... 196

COMBINACION OR DE AND ..................................................................................................................................... 196

COMBINACION XOR ................................................................................................................................................ 197

AUTORETENCION .................................................................................................................................................... 198

ACTIVACION POR FLANCOS ..................................................................................................................................... 198

TEMPORIZADOR A IMPULSO ................................................................................................................................... 200

TEMPORIZADOR A IMPULSO PROLONGADO .......................................................................................................... 200

TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA ACTIVACION ................................................................................................ 201

TEMPORIZACION CON RETARDO A LA ACTIVACION CON MEMORIA Y RESET ....................................................... 202

TEMPORIZACION CON RETARDO A LA DESACTIVACION ......................................................................................... 203

TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA ACTIVACION Y A LA DESACTIVACION ......................................................... 204

IMPULSO RETARDADO ............................................................................................................................................ 205

TREN DE IMPULSOS ................................................................................................................................................. 206

CONTEO HACIA ATRÁS ............................................................................................................................................ 207

CONTEO HACIA ADELANTE ...................................................................................................................................... 207

CONTEO DEL TIEMPO DE CIERRE DE UNA ENTRADA (EN SEGUNDOS) ................................................................... 208

CONTEO DEL TIEMPO DE CIERRE DE UNA ENTRADA (EN HORAS, MIN. Y SEGUNDOS) .......................................... 210

GENERADOR DE ONDA CUADRADA ........................................................................................................................ 211

OTRO EJEMPLO DE GENERADOR DE ONDA CUADRADA ......................................................................................... 213

CONTROL TEMPORIZADO DE LUCES ....................................................................................................................... 213

DIVISOR DE FRECUENCIA (X4) ................................................................................................................................. 214

CONTEO DE ENTRADAS CERRADAS. SOLUCION 1 ................................................................................................... 218

CONTEO DE ENTRADAS CERRADAS. SOLUCION 2 ................................................................................................... 219

SEMAFORO PARA FORMULA 1 ................................................................................................................................ 220

LUCES SECUENCIALES EN CUATRO CANALES .......................................................................................................... 223

LUCES SECUENCIALES EN BARRA ............................................................................................................................ 226

PLC – EJEMPLO DE USO CONTACTOS Y BOBINAS ................................................................................................... 228

TEMAS COMPLEMENTARIOS - ANEXOS: ................................................................................................................. 229

MINIS PLCs. Logo Siemens ...................................................................................................................................... 229

BUSES DE COMUNICACIÓN ENTRE PLCs ................................................................................................................. 229

CONTROL NUMERICO - CNC .................................................................................................................................. 229

BIBLIOGRAFIA Y MATERIALES UTILIZADOS: ............................................................................................................ 229



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INTRODUCCION AL CURSO Y CONCEPTOS IMPORTANTES:

INTRODUCCION: El crecimiento en la producción ha impulsado la automatización de

procesos industriales, y el PLC ha ganado terreno rápidamente en estos años, gracias a su flexibilidad los hace aptos para acomodarse dentro del mundo exigente en que hoy estamos inmersos.

Toda la electrónica y el software puesta al servicio en las instalaciones o plantas industriales que cooperan junto con equipos de hidráulica, neumática, y electrónica de potencia, siendo uno de los elementos más importantes dentro de todo el engranaje del automatismo.

Gracias a su programación le da posibilidad de realizar un sin fin de tareas que antes se realizaban con diversos componentes y cuando se desean modificar implica cambiar todos los equipos, ahora gracias a los plcs dicha tarea es más fácil, ya que por ejemplo podemos arrancar motores de diferentes formas, manejar pistones, procesar lecturas de sensores como detección de temperaturas elevadas en líquidos y actuar cuando sea necesario.

Sin más palabras nos adentramos dentro de este apasionante mundo de los controladores programables.

Resumiendo, los campos de aplicación de un PLC o autómata programable en procesos industriales son: cuando hay un espacio reducido, cuando los procesos de producción son cambiantes periódicamente, cuando hay procesos secuenciales, cuando la maquinaria de procesos es variable, cuando las instalaciones son de procesos complejos y amplios, cuando el chequeo de programación se centraliza en partes del proceso. Sus aplicaciones generales son las siguientes: maniobra de máquinas, maniobra de instalaciones, señalización y control.

1 - AUTOMATISMO: Dispositivo que realiza una labor de manera automática de

acuerdo a los parámetros con los cuales ha sido diseñado. Con un sistema automático se busca principalmente aumentar la eficiencia del proceso incrementando la velocidad, la cantidad y la precisión, y disminuyendo los riesgos que normalmente se tendrían en la tarea si fuese realizada en forma manual.

1.1 - AUTOMATISMO COMPOSICION:

SENSORES (OBTENCION DE SEÑALES)

PROCESADORES INTELIGENTES (PROCESAMIENTO DE SEÑALES)

ACTUADORES (EJECUCION DE LA RESPUESTA)

ACTUADORES

SENSORES

PROCESADORES



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1.2 - CLASIFICACION DE LOS AUTOMATISMOS:

1.2.1 - Dependiendo al tipo de arquitectura:

Programable: Si existe modificación en las condiciones de servicio se adaptan rápidamente

Cableada: si existe modificación en las condiciones de servicio su adaptación es más costosa.

1.2.2 - Dependiendo al tipo de señal que manejan pueden ser:

ANALOGICA

DIGITAL

HIBRIDA (ANALOGICA/DIGITAL)

2- PLC (Programable Logic Controller )

Dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial, es un dispositivo de control de estado sólido que puede ser programado para ejecutar instrucciones que controlan máquinas y operaciones de proceso, a través de la implementación de funciones especificas como lógica de control, secuenciamiento, control de tiempo, contage y operaciones aritméticas.

Un PLC está proyectado para funcionar en ambientes industriales donde son comunes altas temperaturas y ruido eléctrico.

Los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integral derivativo (PID).

Es un elemento utilizado ampliamente en empresas de manufactura, plantas de ensamble de vehículos, plantas productoras de químicos, refinerías de petróleo, elaboración de semiconductores, y otras innumerables aplicaciones, en las cuales se requieran operaciones que puedan ser efectuadas directamente por dispositivos automáticos.

Un Plc posee las herramientas necesarias, tanto de software como de hardware, para controlar dispositivos externos, recibir señales de sensores y tomar decisiones de acuerdo a un programa que el usuario elabore según el esquema del proceso a controlar. Lo anterior

PROGRAMABLE

CABLEADA

ANALOGICA

DIGITAL

HIBRIDA

(A/D)

AUTOMATISMO



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significa que, además de los componentes físicos requeridos para la adaptación de las señales, es necesario disponer de un programa para que el PLC pueda saber que tiene que hacer con cada una de ellas.

Las entradas pueden recibir señales de tipo digital, por ejemplo, interruptores, o de tipo analógico, como sensores de temperatura. Estas señales son transformadas internamente en señales compatibles con los microprocesadores y demás circuitos integrados de procesamiento interno.

De igual manara, después que se ha hecho el procesamiento de las señales y se han tomado decisiones, el PLC altera sus salidas, inicialmente con señales de formato digital y posteriormente a otro formato de acuerdo a los actuadores que se vayan a utilizar, ya sean digitales o analógicos.

PLC instalado dentro del tablero eléctrico.

Los PLC pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de área local, y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido. Existen varios lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el diagrama de escalera (Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de instrucciones y programación por estados, aunque se han incorporado lenguajes más intuitivos que permiten implementar algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los informáticos y electrónicos, es el FBD (en inglés Function Block Diagram) que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas funciones conectados entre sí.

En la programación se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los más simples como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas), apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación multiprotocolo que le permitirían interconectarse con otros dispositivos.

2.1- Marcas y Modelos de PLC de alto prestigio:

Existen disponibles en el mercado distintas marcas de Plcs y cada marca puede tener una gama de modelos las cuales pueden se pueden utilizar según la necesidad de diseño, que soportan distintos números de entrada/salida, procesos y otras características, de las cuales la más destacada al modelo es el conjunto de instrucciones que soporta el microprocesador.

Entre las marcas que podemos citar: ABB Ltd., Koyo, Honeywell, Siemens, Trend Controls, Schneider Electric, Omron, Rockwell (Allen-Bradley), General Electric, fraz max, Tesco Controls, Panasonic (Matsushita), Mitsubishi e Isi Matrix machines.



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Por ejemplo dentro de la marca Siemens modelos como: S5 100U, S7 Que tienen lógica de programación distinta.

2.2- PLC en comparación con otros sistemas de control

Los PLC están adaptados para un amplio rango de tareas de automatización. Estos son típicos en procesos industriales en la manufactura donde el coste de desarrollo y mantenimiento de un sistema de automatización es relativamente alto contra el coste de la automatización, y donde van a existir cambios en el sistema durante toda su vida operacional. Los PLC contienen todo lo necesario para manejar altas cargas de potencia; se requiere poco diseño eléctrico y el problema de diseño se centra en expresar las operaciones y secuencias en la lógica de escalera (o diagramas de funciones). Las aplicaciones de PLC son normalmente hechos a la medida del sistema, por lo que el costo del PLC es bajo comparado con el costo de la contratación del diseñador para un diseño específico que solo se va a usar una sola vez. Por otro lado, en caso de productos de alta producción, los sistemas de control a medida se amortizan por sí solos rápidamente debido al ahorro en los componentes, lo que provoca que pueda ser una buena elección en vez de una solución "genérica".

Sin embargo, debe ser notado que algunos PLC ya no tienen un precio alto. Los PLC actuales tienen todas las capacidades por algunos cientos de dólares.

Diferentes técnicas son utilizadas para un alto volumen o una simple tarea de automatización, Por ejemplo, una lavadora de uso doméstico puede ser controlada por un temporizador CAM electromecánico costando algunos cuantos dólares en cantidades de producción.

Un diseño basado en un microcontrolador puede ser apropiado donde cientos o miles de unidades deben ser producidas y entonces el coste de desarrollo (diseño de fuentes de alimentación y equipo de entradas y salidas) puede ser dividido en muchas ventas, donde el usuario final no tiene necesidad de alterar el control. Aplicaciones automotrices son un ejemplo, millones de unidades son vendidas cada año, y pocos usuarios finales alteran la programación de estos controladores. (Sin embargo, algunos vehículos especiales como son camiones de pasajeros para tránsito urbano utilizan PLC en vez de controladores de diseño propio, debido a que los volúmenes son pequeños y el desarrollo no sería económico.)

Algunos procesos de control complejos, como los que son utilizados en la industria química, pueden requerir algoritmos y características más allá de la capacidad de PLC de alto nivel. Controladores de alta velocidad también requieren de soluciones a medida; por ejemplo, controles para aviones.

Los PLC pueden incluir lógica para implementar bucles analógicos, “proporcional, integral y derivadas” o un controlador PID. Un bucle PID podría ser usado para controlar la temperatura de procesos de fabricación, por ejemplo. Históricamente, los PLC’s fueron configurados generalmente con solo unos pocos bucles de control analógico y en donde los procesos requieren cientos o miles de bucles, un Sistema de Control Distribuido (DCS) se encarga. Sin



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embargo, los PLC se han vuelto más poderosos, y las diferencias entre las aplicaciones entre DCS y PLC han quedado menos claras.

2.3 – Ventajas de utilizar PLC:

menor cableado

reducción de espacio

facilidad para mantenimiento y puesta a punto

flexibilidad de configuración y programación

reducción de costos

2.4 - Señales Analógicas y digitales

Las señales digitales o discretas como los interruptores, son simplemente una señal de On/Off (1 ó 0, Verdadero o Falso, respectivamente). Los botones e interruptores son ejemplos de dispositivos que proporcionan una señal discreta. Las señales discretas son enviadas usando la tensión o la intensidad, donde un rango especifico corresponderá al On y otro rango al Off. Un PLC puede utilizar 24V de corriente continua en la E/S donde valores superiores a 22V representan un On, y valores inferiores a 2V representan Off. Inicialmente los PLC solo tenían E/S discretas.

Las señales analógicas son como controles de volúmenes, con un rango de valores entre 0 y el tope de escala. Esto es normalmente interpretado con valores enteros por el PLC, con varios rangos de precisión dependiendo del dispositivo o del número de bits disponibles para almacenar los datos. Presión, temperatura, flujo, y peso son normalmente representados por señales analógicas. Las señales analógicas pueden usar tensión o intensidad con una magnitud proporcional al valor de la señal que procesamos. Por ejemplo, una entrada de 4-20 mA o 0-10 V será convertida en enteros comprendidos entre 0-32767.

Las entradas de intensidad son menos sensibles al ruido eléctrico (como por ejemplo el arranque de un motor eléctrico) que las entradas de tensión.



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Ejemplo:

Como ejemplo, las necesidades de una instalación que almacena agua en un tanque. El agua llega al tanque desde otro sistema, y como necesidad a nuestro ejemplo, el sistema debe controlar el nivel del agua del tanque. Usando solo señales digitales, el PLC tiene 2 entradas digitales de dos interruptores del tanque (tanque lleno o tanque vacío). El PLC usa la salida digital para abrir o cerrar una válvula que controla el llenado del tanque. Si los dos interruptores están apagados o solo el de “tanque vacío” esta encendido, el PLC abrirá la válvula para dejar entrar agua. Si solo el de “tanque lleno” esta encendido, la válvula se cerrara. Si ambos interruptores están encendidos sería una señal de que algo va mal con uno de los dos interruptores, porque el tanque no puede estar lleno y vacío a la vez. El uso de dos interruptores previene situaciones de pánico donde cualquier uso del agua activa la bomba durante un pequeño espacio de tiempo causando que el sistema se desgaste más rápidamente. Así también se evita poner otro PLC para controlar el nivel medio del agua.

Un sistema analógico podría usar una báscula que pese el tanque, y una válvula ajustable. El PLC podría usar un PID para controlar la apertura de la válvula. La báscula esta conectada a una entrada analógica y la válvula a una salida analógica. El sistema llena el tanque rápidamente cuando hay poca agua en el tanque. Si el nivel del agua baja rápidamente, la válvula se abrirá todo lo que se pueda, si el al contrario, la válvula se abrirá poco para que entre el agua lentamente.

Con este diseño del sistema, la válvula puede desgastarse muy rápidamente, por eso, los técnicos ajustan unos valores que permiten que la válvula solo se abra en unos determinados valores y reduzca su uso.

Un sistema real podría combinar ambos diseños, usando entradas digitales para controlar el vaciado y llenado total del tanque y el sensor de peso para optimizarlos.

2.5 - Capacidades E/S en los PLC modulares

Los PLC modulares tienen un limitado número de conexiones para la entrada y la salida. Normalmente, hay disponibles ampliaciones si el modelo base no tiene suficientes puertos E/S.

Los PLC con forma de rack tienen módulos con procesadores y con módulos de E/S separados y opcionales, que pueden llegar a ocupar varios racks. A menudo hay miles de entradas y salidas, tanto analógicas como digitales. A veces, se usa un puerto serie especial de E/S que se usa para que algunos racks puedan estar colocados a larga distancia del procesador, reduciendo el coste de cables en grandes empresas. Alguno de los PLC actuales pueden comunicarse mediante un amplio tipo de comunicaciones incluidas RS-485, coaxial, e incluso Ethernet para el control de las entradas salidas con redes a velocidades de 100 Mbps.

Los PLC usados en grandes sistemas de E/S tienen comunicaciones P2P entre los procesadores. Esto permite separar partes de un proceso complejo para tener controles individuales mientras se permita a los subsistemas comunicarse mediante links. Estos links



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son usados a menudo por dispositivos de Interfaz de usuario (HMI) como keypads o estaciones de trabajo basado en PC (personal computer).

El número medio de entradas de un PLC es 3 veces el de salidas, tanto en analógico como en digital. Las entradas “extra” vienen de la necesidad de tener métodos redundantes para controlar apropiadamente los dispositivos, y de necesitar siempre mas controles de entrada para satisfacer la realimentación de los dispositivos conectados.

2.6 - ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC

Unidades funcionales

Un PLC se compone de 4 unidades

Funcionales:

- Unidad de memoria

- Unidad lógica

- Unidad de salidas

- Unidad de entradas



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2.7- Funciones básicas de un PLC:

Detección:

Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación.

Mando:

Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.

Dialogo hombre maquina:

Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando

del estado del proceso.

Programación:

Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación

debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la maquina.

Redes de comunicación:

Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la

comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos

pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida.

Sistemas de supervisión:



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También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de

supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple

conexión por el puerto serie del ordenador.

Control de procesos continuos:

Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan

incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de

entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el

autómata.

Entradas- Salidas distribuidas:

Los módulos de entrada salida no tienen porqué estar en el armario del autómata. Pueden estar

distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de

red.

Buses de campo:

Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y accionadores,

reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta cíclicamente el estado de los captadores y

actualiza el estado de los accionadores.

2.8 -Campos de aplicación

El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso.

La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder

satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de

maniobra, control, señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación

industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar

los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, etc.,



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hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales

como:

Espacio reducido

Procesos de producción periódicamente cambiantes

Procesos secuenciales

Maquinaria de procesos variables

Instalaciones de procesos complejos y amplios

Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso

Ejemplos de aplicaciones generales:

Maniobra de máquinas

Maquinaria industrial de plástico

Máquinas transfer

Maquinaria de embalajes

Maniobra de instalaciones:

Instalación de aire acondicionado, calefacción...

Instalaciones de seguridad

Señalización y control:

Chequeo de programas

Señalización del estado de procesos

2.8 - Programación

Los primeros PLC, en la primera mitad de los 80, eran programados usando sistemas de programación propietarios o terminales de programación especializados, que a menudo tenían teclas de funciones dedicadas que representaban los elementos lógicos de los programas de PLC. Los programas eran guardados en cintas. Más recientemente, los programas PLC son escritos en aplicaciones especiales en un ordenador, y luego son descargados directamente mediante un cable o una red al PLC. Los PLC viejos usan una memoria no volátil (magnetic core memory) pero ahora los programas son guardados en una RAM con batería propia o en otros sistemas de memoria no volátil como las memoria flash.



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Los primeros PLC fueron diseñados para ser usados por electricistas que podían aprender a programar los PLC en el trabajo. Estos PLC eran programados con “lógica de escalera”("ladder logic"). Los PLC modernos pueden ser programados de muchas formas, desde la lógica de escalera hasta lenguajes de programación tradicionales como el BASIC o C. Otro método es usar la Lógica de Estados (State Logic), un lenguaje de programación de alto nivel diseñado para programas PLC basándose en los diagramas de transición de estados.

Recientemente, el estándar internacional IEC 61131-3 se está volviendo muy popular. IEC 61131-3 define cinco lenguajes de programación para los sistemas de control programables: FBD (Function block diagram), LD (Ladder diagram), ST (Structured text, similar al Lenguaje de programación Pascal), IL (Instruction list) y SFC (Sequential function chart).

Mientras que los conceptos fundamentales de la programación del PLC son comunes a todos los fabricantes, las diferencias en el direccionamiento E/S, la organización de la memoria y el conjunto de instrucciones hace que los programas de los PLC nunca se puedan usar entre diversos fabricantes. Incluso dentro de la misma línea de productos de un solo fabricante, diversos modelos pueden no ser directamente compatibles.

La estructura básica de cualquier autómata programable es: - Fuente de alimentación: encargada de convertir la tensión de la red, 220 ac a baja tensión de cc ( 24v )que es la que se utiliza como tensión de trabajo en los circuitos electrónicos que forma el autómata. - CPU: Esta Unidad Central de Procesos es el auténtico cerebro del sistema. Es el encargado de recibir ordenes del operario a través de la consola de programación y el módulo de entradas. Después las procesa para enviar respuestas al módulo de salidas. - Módulo de entradas: aquí se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera...). La información que recibe la envia al CPU para ser procesada según la programación. Hay 2 tipos de captadores conectables al módulo de entradas: los pasivos y los activos. - Módulo de salida: es el encargado de activar y desactivar los actuadores ( bobinas de contactores, motores pequeños... ). La información enviada por las entradas a la CPU, cuando esta procesada se envía al módulo de salidas para que estas sean activadas ( también los actuadores que están conectados a ellas ). Hay 3 módulos de salidas según el proceso a controlar por el autómata: relés, triac y transistores. - Terminal de programación: El terminal o consola de programación es el que permite comunicar al operario con el sistema. Sus funciones son la transferéncia y modificación de programas, la verificación de la programación y la información del funcionamiento de los procesos. - Periféricos: No intervienen directamente en el funcionamiento del autómata pero si que facilitan la labor del operario



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2.8.1-Lenguajes escalera (“ladder”)

listado de instrucciones (mnemónicos)

diagramas lógicos

lenguajes de alto nivel (Grafcet, lenguajes de programación)

• MNEMÓNICO : » Constituido por el conjunto ó “SET” de instrucciones de la CPU. » Las funciones de control vienen representadas con expresiones abreviadas. » No es muy intuitiva la correspondencia con el esquema eléctrico

» La fase de programación es más rápida.

• DIAGRAMA DE RELES

» SIMBOLOS FUNDAMENTAL:



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»

DIAGRAMA DE RELES

» Esquema de contactos • Permite una representación de la lógica de control similar a los esquemas

electromecánicos

• ESQUEMA FUNCIONAL » Cada función lógica tiene asociado un bloque funcional que realiza la operación

correspondiente. » Requiere una aproximación más matemática y lógica.

• GRAFCET

» Método utilizado en procesos secuenciales, cíclicos ó repetitivos.



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» Los estados y transiciones (paso entre estados) se implementan con funciones del autómata.

2.8.2 - AREAS DE MEMORIA

• La memoria del PLC se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un cometido y características distintas:

» AREA DE PROGRAMA:

Donde se encuentra almacenado el programa del PLC (en lenguaje Ladder ó

mnemónico).

» AREA DE DATOS:

Usada para almacenar valores ó para obtener información sobre el estado del

PLC.

Esta dividida según funciones en IR, SR, AR, HR, LR, DM, TR, T/C.

» AREA DE E/S y AREA INTERNA (IR):

Esta área de memoria comprende:

• Los canales asociados a los terminales externos (entradas y salidas) • los relés internos (no correspondidos con el terminal externo), gestionados

como relés de E/S.

Accesibles como bits ó Canales

Los relés E/S no usados pueden usarse como IR

No retienen estado frente falta de alimentación ó cambio de modo de operación

» AREA ESPECIAL (SR)

Son relés de señalización de funciones particulares como:

• SERVICIO (siempre ON, OFF) • DIAGNOSIS (señalización ó anomalías) • TEMPORIZACIONES (relojes a varias frecuencias) • CALCULO (<,>,=) • COMUNICACIONES

» AREA AUXILIAR (AR):



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Contiene bits de control e información de recursos del PLC como:puerto RS232C,

puerto de periféricos, casetes de memoria.

• Se dividen en dos bloques: • Señalización

• Errores de Configuración • Datos del Sistema

• Memorización y gestión de datos.

Es un área de retención.

» TEMPORIZADORES Y CONTADORES (TIM/CNT)

Es el área de memoria que simula el funcionamiento de estos dispositivos.

Son usados por el PLC para programar retardos y contajes.

Elementos característicos:

SV. Valor de preselección PV. Valor actual BIT. Valor de estado.

2.8.3 - INSTRUCCIONES

• INSTRUCCION : Especifica operación a realizar (operador) • PARÁMETROS OPERANDOS : Son los DATOS asociados a la operación lógica

(operando). Los parámetros son en general de formato TIPO y VALOR. • DIRECCION: Indica la posición de la instrucción en la memoria de programa

» Tomando como ejemplo 0000 LD H0501

• EJEMPLO DE INSTRUCCIONES:

• LD



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Instrucción de apertura de una rama de circuito

Está asociada a un contacto.

• OUT

Activa una bobina de salida.

Constituye la terminación de un circuito

• AND

Coloca 2 contactos en serie

• OR

Coloca 2 contactos en paralelo

• NOT

Invierte la lógica del contacto (cerrado/abierto)

PUEDEN USARSE EN COMBINACION LAS INSTRUCCIONES.

NOTA : LAS INSTRUCCIONES DEPENDE DEL SET DE INSTRUCCIONES SOPORTADAS POR EL MICROPROCESADOR DEL PLC. Y PUEDEN VARIAR ENTRE MARCAS Y MODELOS DE LOS MISMOS.



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2.8.4 - EJEMPLOS DE PROGRAMACION:



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Realizar A2.2 = E0.0 AND E0.1

La salida A2.2 debe activarse tan sólo si los dos interruptores conectados a las entradas E0.0 y

E0.1 están cerrados.

La solución ladder se obtiene poniendo en serie dos contactos, con operandos E0.0 y E0.1, y la

bobina A2.2. De hecho, la combinación lógica AND, traducida al lenguaje ladder, equivale a la

serie de dos contactos: en la disposición en serie 'se lee' el cierre del circuito sólo cuando

ambos contactos están cerrados; de manera que esta es la única condición que activa la bobina.

La solución en AWL se obtiene cargando primero el estado de E0.0 en el registro RLC (U E0.0).

De hecho, la operación puramente dicha es una AND pero aquí, al ser la primera de una

secuencia, se interpreta como una operación de carga de bit y por lo tanto el estado del

operando se copia en RLC. A continuación, se efectúa una AND entre este último y el estado de

la entrada E0.1 (U E0.1) y el resultado se deposita de nuevo en RLC. Esta instrucción no es la

primera de una secuencia y por lo tanto, la operación se interpreta realmente como una AND. La

última instrucción (= A2.2) se encarga de transferir el contenido de RLC, que en ese momento

representa la combinación lógica E0.0 AND E0.1, a la salida A2.2.

Realizar A2.2 = E0.0 OR E0.1

La salida A2.2 debe activarse si al menos uno de los interruptores conectados a las entradas

E0.0 o E0.1 está cerrado.

La solución ladder se obtiene poniendo en serie con la bobina A2.2 el paralelo de dos contactos,

con operandos E0.0 y E0.1. De hecho, la combinación lógica OR, traducida a un esquema de

contactos, equivale al paralelo de dos contactos: a las cabezas del paralelo 'se lee' el cierre del

circuito cuando al menos uno de los contactos está cerrado. Esta es pues la condición que

conduce a la activación de la bobina.

La solución en AWL se obtiene cargando primero el estado de E0.0 en el registro RLC (O E0.0).

De hecho, la operación puramente dicha es una OR pero aquí, al ser la primera de una



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secuencia, se interpreta como una operación de carga de bit y por tanto, el estado del operando

se copia en RLC. En este caso la instrucción equivale perfectamente a la U E0.0, que puede ser

sustituida por ella, obteniéndose un programa con idéntico funcionamiento. A continuación se

efectúa una OR entre el RLC y la entrada E0.1 (O E0.1), que deposita de nuevo el resultado en

el RLC. Esta instrucción no es la primera de una secuencia y por tanto, la operación se

interpreta en realidad como una OR. La última instrucción (= A2.2) se encarga de transferir el

contenido de RLC, que en ese momento punto representa la combinación lógica E0.0 OR E0.1,

a la salida A2.2.

Realizar A2.0 = (E0.0 OR E0.1) AND (E0.2 OR E0.3)

Después de haber realizado los ejercicios anteriores, la solución ladder debería de ser intuitiva:

se disponen en serie (AND) dos paralelos (OR) de contactos, conectando adecuadamente los

operandos en correspondencia con estos y con la bobina.

Por el contrario, la solución AWL requiere alguna clarificación ya que se han introducido dos

nuevas operaciones. En primer lugar, observamos que, después de la ejecución de la segunda

instrucción, RLC contiene el resultado de la combinación lógica OR entre E0.0 y E0.1 (ver

Ejemplo 2). La siguiente operación es una apertura de paréntesis; el RLC actual se deja de lado

por el momento para ser combinado sucesivamente en AND con el resultado de la expresión del

interior del paréntesis. La operación U( es delimitadora de RLC y por tanto la siguiente

instrucción será la primera de una nueva secuencia. Así, la cuarta instrucción (O E0.2) será

interpretada como una carga en RLC del estado de E0.2 y, después de la ejecución de la

siguiente instrucción, RLC contendrá el resultado de la combinación lógica E0.2 OR E0.3. La

siguiente instrucción de cierre de paréntesis hará ejecutar al PLC la combinación AND (la

tercera era U() entre el RLC actual, es decir, el resultado de la OR entre paréntesis, con el RLC

que antes se había dejado a un lado, o sea, el resultado de la primera OR. La última instrucción

(= A2.0) se encarga de transferir el contenido del RLC, que en ese momento representa la

combinación lógica (E0.0 OR E0.1) AND (E0.2 OR E0.3), a la salida A2.0.



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2.9 - ELEMENTOS EXTERNOS DEL SISTEMA:

• Cables y conectores entre racks, fuente de alimentación y módulos de comunicación.

• Repuestos

• Manuales de hardware y hardware de interfaz de programación

• Software de programación y documentación

• Periféricos y acoplamiento de señales (sensores, actuadores).

• Fuente de poder

• Rack de entrada/salida

• Interfaz de comunicación

2.10 - Comunicaciones

Las formas como los PLC intercambian datos con otros dispositivos son muy variadas. Típicamente un PLC puede tener integrado puertos de comunicaciones seriales que pueden cumplir con distintos estándares de acuerdo al fabricante. Estos puertos pueden ser de los siguientes tipos:

RS-232 RS-485 RS-422 Ethernet

Sobre estos tipos de puertos de hardware las comunicaciones se establecen utilizando algún tipo de protocolo o lenguaje de comunicaciones. En esencia un protocolo de comunicaciones define la manera como los datos son empaquetados para su transmisión y como son codificados. De estos protocolos los más conocidos son:

Modbus Bus CAN Profibus Devicenet Controlnet Ethernet I/P Otras dependiendo del fabricante.

mhtml:file://E:/PLC/Controlador%20lógico%20programable%20-%20Wikipedia,%20la%20enciclopedia%20libre.mht!/wiki/Profibus

mhtml:file://E:/PLC/Controlador%20lógico%20programable%20-%20Wikipedia,%20la%20enciclopedia%20libre.mht!/w/index.php?title=Controlnet&action=edit&redlink=1

mhtml:file://E:/PLC/Controlador%20lógico%20programable%20-%20Wikipedia,%20la%20enciclopedia%20libre.mht!/w/index.php?title=Ethernet_I/P&action=edit&redlink=1



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2.11 - Requerimientos técnicos a considerar para seleccionar PLC Interfaz de operación

Precisión de los conversores análogo-digitales (discretas, analógicas, niveles de señal)

Características de las señales de entrada

Tipos de instrucciones

Indicadores: fuente, batería, status

Lenguaje de programación

Tiempo de ciclo

Tipo de señales a procesar

Capcidad de la fuente de alimentación

Capacidad de entradas/salidas

Modularidad y flexibilidad



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SENSORES Y ACTUADORES

Contenido:

Actuadores

o Accionamiento neumático

o Conectores (relés) para accionamiento eléctricos

Conexión de sensores o captadores

o Finales de carrera (sensores de proximidad con contacto)

o Detectores inductivos

o Detectores Capacitivos

o Detectores ópticos

o Detectores ultrasónicos

Cuadro eléctrico



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PARTES QUE COMPONEN EL PLC STANDARD

1 – FUENTE DE ALIMENTACION: para alimentar la CPU, por ejemplo 24 Vc.c.

2 – CPU: Unidad Central de Proceso

3 – PERIFERICOS: Módulos de Entrada/Salida ya sean Digitales o Analógicos, módulos especiales.

4 - CONEXIÓN DE BUS : para unir varios periféricos

5- INTERFASES IM: para configurarlo a varias filas

6 - CARRIL O RIEL NORMALIZADO: sobre el que van montados el PLC.



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AMPLIACION EN VARIAS FILAS DEL PLC

Los autómatas se pueden ampliar en varias líneas o filas cuando en el gabinete donde están dispuestos cuando

los módulos no caben en una fila. Como se ve en el gráfico, a continuación se muestra como se realiza esto:

Pare y observe:

“Un punto importante a tener en cuenta es revisar las características del PLC a utilizar ver hasta cuantos módulos

soporta y la cantidad de filas que puede expandirse”.

DIRECCIONAMIENTO DEL PLC 1- DIRECCIONAMIENTO MODULOS DIGITALES:

Los módulos digitales tienen la siguiente estructura



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Formato: X . Y

Donde la X representa al modulo en sí, tienen valor de byte.

Donde la Y representa al número de canal, tiene valor de bit.

Ejemplos de direccionamiento de módulos digitales:

Tipo de modulo puede ser de Entrada “E” o Salida “A”

Referenciar al modulo de Entrada del puesto “0”, que es el primer modulo colocado después

de la CPU, y el canal 1. E 0.1

De igual forma se pueden direccionar otros canales dentro del mismo modulo, o

direccionar otros módulos, o direccionar a otros tipos de módulos como ser los de salida

“A” como se muestra a continuación:

A 2.1 que referencia al modulo 2 que es de Salida y al

canal 3.

2- DIRECCIONAMIENTO MODULOS ANALOGICOS:

Los módulo analógico se pueden leer o transferir por cada canal 65536 informaciones diferentes

“Y” canal con

valor de bit

“X” modulo con

valor de byte

E 0.1

A 2.3 Referencias:

1 bit: valor 0 o 1, activo o inactivo

1 puesto o modulo: compuesto de 8

bits “1 byte” por lo general, pero

depende del número de canales que

tenga el modulo.

“1 modulo contiene a los canales

respectivos o bits “



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(Se precisan 16 bits = 2 bytes = 1 palabra). O Word del Ingles.

Esto significa que los módulos pueden direccionarse usando operaciones de carga o transferencia:

Byte a byte

Palabra a palabra En contraposición de los módulos Digitales que se direccionarse:

bit a bit.

NOTA:

puestos 0...7 pueden combinarse arbitrariamente módulos analógicos y

digitales.

Para algunos modelos de PLCs los módulos analógicos solo pueden enchufarse en los puestos 0 a 7. Así como también al conectar un módulo analógico el PLC reconoce que es preciso más espacio de memoria:

Por cada puesto se reservan ocho bytes (= cuatro palabras).

Por cada canal se reservan dos bytes (= una palabra).

Se conmuta la zona de direcciones del puesto de enchufe.

El margen de direcciones abarca del byte 64 (puesto 0, canal 0) hasta el byte 127 (puesto 7, canal 3).

Figura que muestra la asignación de direcciones para direcciones para módulos analógicos.

Ejemplos:

1) Bytes 88 + 89 = módulo analógico en el puesto 3, número de canal 0

2) ¿Cuál es la dirección del canal 1 de un módulo analógico enchufado en el

puesto 5? Bytes 106 + 107 ..

3- Módulos combinados de entrada y salida:

En este tipo de módulos es posible escribir datos en el módulo desde el programa de mando y leer desde el módulo datos en el programa de mando. Las direcciones de byte son iguales en la imagen de proceso de las entradas y en la imagen de proceso de las salidas. Los datos transmitidos tienen generalmente diferente significado.



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4- Módulos de salida con diagnosis de perturbaciones:

Para algunos modelos de CPU se disponen de estos módulos que pueden por ejemplo, adicionalmente a la indicación Óptica (LED rojo), señalizar perturbaciones a la CPU. Las señales de error correspondientes se consultan en los canales de entrada E X.0 y E X.l

Es posible señalizar las siguientes perturbaciones:

Entre otras perturbaciones como corto circuitos en un canal, falta de alimentación, etc.

5- Módulos funcionales hardware:

Cada módulo funcional tiene su direccionamiento propio. Algunos se direccionan como módulos digitales, otros como módulos analógicos.



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Secuencia de Ejecución del PLC



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MARCAS (RELÉS INTERNOS)

Las marcas son como las salidas, exactamente iguales, la única diferencia de funcionamiento es que a las marcas no podemos conectarles eléctricamente nada, o sea, sólo son para realizar operaciones internas del PLC; memorias internas, guardar valores de operaciones analógicas, etc. Las marcas remanentes son aquellas que en el caso de haber un fallo de tensión, cuando se restablece recuerdan su estado anterior, o sea, si estaban a 1 se pondrán a 1 solas (las salidas NO son remanentes).

NOTA : En CPU 100 el número de marcas es de 1024, que van desde:

M B0 a MB 63 - M 0.0 a M 63.7 - remanentes.

M B64 a MB 127 – M 64.0 a M 127.7 - no remanentes.



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PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA EN EL PLC

La programación en los autómatas se realiza de forma estructurada, o sea, programada por módulos

que realizan cada uno una parte de la instalación, cosa que facilitará la lectura del programa y permitirá

a cualquier programador un seguimiento del mismo de manera más sencilla y clara para él y cualquier

otra persona.



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MÓDULOS DE ORGANIZACIÓN (OB).

Los módulos de organización fijan la estructura del programa, el orden en el que van a

ejecutarse los demás módulos. Estos OB’s no se pueden llamar por programa por parte del

usuario, los ejecuta automáticamente el autómata:

OB1 : Es el módulo que va a fijar el ciclo de funcionamiento del programa

y se ejecuta cíclicamente desde la primera hasta la última y vuelve a

empezar, realizando todos los saltos que tengamos programados.

OB21 : se ejecuta una vez, antes del OB1, cuando pasa de STOP a RUN.

OB22 : también una vez, antes del OB1, cuando se produce un "RED

CON" (el autómata arranca en RUN).

Dependiendo del tipo de CPU tendrá más o menos tipos de módulos, p.e.

la OB 34 (comprueba estado de la batería) sólo se encuentra en las CPU

– 100 y superiores.

MÓDULOS DE PROGRAMA PB.

En estos módulos se escribe el programa a realizar. Su número será desde el PB 0 al PB 63 y

estará compuesta como máximo de 1024 instrucciones aproximadamente (2 Kbytes en CPU –

100). El aparato de programación genera automáticamente un encabezamiento que ocupa 5

WORDS de la memoria del programa.

MÓDULOS FUNCIONALES FB.

Son módulos iguales que los PB’s, pero con la diferencia que pueden ser parametrizables y

siempre deben ser programables en lista de instrucciones. Por ejemplo, tengo que realizar tres

arranques de motor Estrella - Triángulo que son todos iguales, en lugar de escribir tres PB

iguales pero con diferentes estradas y salidas, escribo un único código en un FB y realizo tres

llamadas a este FB, cada uno con sus señales ahorrándonos código y clarificando el programa.

Dependiendo de cada CPU, existen FB ya diseñadas y cargadas, por ejemplo FB250 y 251 que

se utilizan para el tratamiento de señales analógicas, y otras que se pueden comprar con el

paquete de software.



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MÓDULOS DE DATOS DB.

En estos módulos se almacenan datos precisos del programa, p. e. valores de temporizadores y

contadores, lectura de entradas analógicas, textos de avisos, etc., con diferentes posibilidades

de formatos de datos (binario, decimal, carácter, etc.). En estos módulos no se pueden guardar

instrucciones.

MÓDULOS SECUENCIALES SB.

Son módulos especiales para trabajar en GRAFCET (no incluido en el paquete

estándar).

MODOS O ESQUEMAS DE REPRESENTACION EN EL PLC:



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UNIDADES FUNCIONALES



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OPERACIONES DE LLAMADA Y RETORNO DE MODULO

Las operaciones de la llamada son utilizadas para la gestión de los módulos y siempre que el

programa las encuentra saltará a los módulos indicados (OB´s, PB´s, FB´s y DB´s). La vuelta se

realizará al encontrar una instrucción de retorno.

Tipos tres llamadas:

SPA módulo Llamada incondicional.

SPB módulo Llamada condicionada a la instrucción anterior (VKE = 1).

ADB módulo Llamada a un módulo de datos.

Los retornos son siguientes:

BE Fin de módulo al final del mismo.

BEA Fin de forma absoluta en mitad del módulo (VKE = 0).

BEB Fin de módulo de forma condicional a las instrucciones anteriores (VKE = 1).

Ejemplo : programa modular



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MODULOS INTEGRADOS Y SUS FUNCIONES:

Algunos de los módulos integrados de funciones ajustables o parametrizables a voluntad incluyen:



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Procesamiento de valores analógicos

Programación de intercambio de datos (ejemplo via SINEC L1)

Cambio de intervalo de llamada para ejecución de programa controlada por tiempo (OB 13)

Ajuste de las características del sistema

Fijación de la dirección para código de errores de parametrización.

NOTA: TODAS ESTAS FUNCIONES SE PARAMETRIZAN EN EL MODULO DB1

ESTRUCTURA Y AJUSTE DEL DB1



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PROCESAMIENTO DE VALORES ANALOGICOS:



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EJEMPLOS DE MODULOS ANALOGICOS



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MODULO DE SALIDA ANALOGICO



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MODULOS DE ADAPTACION ANALOGICOS FB250/FB251



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MODULO DE DATOS



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TEORIA: CONTROL PID

Proporcional integral derivativo

Un PID (Proporcional Integral Derivativo) es un mecanismo de control por realimentación que se utiliza

en sistemas de control industriales. Un controlador PID corrige el error entre un valor medido y el valor

que se quiere obtener calculándolo y luego sacando una acción correctora que puede ajustar al proceso

acorde. El algoritmo de cálculo del control PID se da en tres parámetros distintos: el proporcional, el

integral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la reacción del error actual. El Integral genera

una corrección proporcional a la integral del error, esto nos asegura que aplicando un esfuerzo de control

suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reacción del tiempo en el

que el error se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso vía un elemento

de control como la posición de una válvula de control o la energía suministrada a un calentador, por

ejemplo. Ajustando estas tres constantes en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer

un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar. La respuesta del controlador puede ser

descrita en términos de respuesta del control ante un error, el grado el cual el controlador llega al "set

point", y el grado de oscilación del sistema. Nótese que el uso del PID para control no garantiza control

óptimo del sistema o la estabilidad del mismo. Algunas aplicaciones pueden solo requerir de uno o dos

modos de los que provee este sistema de control. Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD,

P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente

comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y la ausencia del proceso integral puede

evitar que se alcance al valor deseado debido a la acción de control.

Diagrama en bloques de un control PID.

http://es.wikipedia.org/wiki/Realimentaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_de_control

http://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmo

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Estabilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:PID.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:PID.svg



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Funcionamiento

Para el correcto funcionamiento de un controlador PID que regule un proceso o sistema se necesita, al

menos:

1. Un sensor, que determine el estado del sistema (termómetro, caudalímetro,manómetro, etc). 2. Un controlador, que genere la señal que gobierna al actuador. 3. Un actuador, que modifique al sistema de manera controlada (resistencia eléctrica, motor, válvula,

bomba, etc).

El sensor proporciona una señal analógica o digital al controlador, la cual representa el punto actual en el

que se encuentra el proceso o sistema. La señal puede representar ese valor en tensión eléctrica,

intensidad de corriente eléctrica o frecuencia. En este último caso la señal es de corriente alterna, a

diferencia de los dos anteriores, que son con corriente continua.

El controlador lee una señal externa que representa el valor que se desea alcanzar. Esta señal recibe el

nombre de punto de consigna (o punto de referencia), la cual es de la misma naturaleza y tiene el mismo

rango de valores que la señal que proporciona el sensor. Para hacer posible esta compatibilidad y que, a

su vez, la señal pueda ser entendida por un humano, habrá que establecer algún tipo de interfaz(HMI-

Human Machine Interface), son pantallas de gran valor visual y fácil manejo que se usan para hacer más

intuitivo el control de un proceso.

El controlador resta la señal de punto actual a la señal de punto de consigna, obteniendo así la señal de

error, que determina en cada instante la diferencia que hay entre el valor deseado (consigna) y el valor

medido. La señal de error es utilizada por cada uno de los 3 componentes del controlador PID. Las 3

señales sumadas, componen la señal de salida que el controlador va a utilizar para gobernar al actuador.

La señal resultante de la suma de estas tres se llama variable manipulada y no se aplica directamente

sobre el actuador, si no que debe ser transformada para ser compatible con el actuador que usemos.

Las tres componentes de un controlador PID son: parte Proporcional, acción Integral y acción Derivativa.

El peso de la influencia que cada una de estas partes tiene en la suma final, viene dado por la constante

proporcional, el tiempo integral y el tiempo derivativo, respectivamente. Se pretenderá lograr que el

bucle de control corrija eficazmente y en el mínimo tiempo posible los efectos de las perturbaciones.

Proporcional

http://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro

http://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_(m%C3%A1quina)

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_anal%C3%B3gica

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digital

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua

http://es.wikipedia.org/wiki/Interfaz



158

Proporcional

La parte proporcional consiste en el producto entre la señal de error y la constante proporcional como

para que hagan que el error en estado estacionario sea casi nulo, pero en la mayoría de los casos, estos

valores solo serán óptimos en una determinada porción del rango total de control, siendo distintos los

valores óptimos para cada porción del rango. Sin embargo, existe también un valor límite en la constante

proporcional a partir del cual, en algunos casos, el sistema alcanza valores superiores a los deseados. Este

fenómeno se llama sobreoscilación y, por razones de seguridad, no debe sobrepasar el 30%, aunque es

conveniente que la parte proporcional ni siquiera produzca sobreoscilación. Hay una relación lineal

continua entre el valor de la variable controlada y la posición del elemento final de control ( la válvula se

mueve al mismo valor por unidad de desviación ). La parte proporcional no considera el tiempo, por lo

tanto, la mejor manera de solucionar el error permanente y hacer que el sistema contenga alguna

componente que tenga en cuenta la variación respecto al tiempo, es incluyendo y configurando las

acciones integral y derivativa.

La fórmula del proporcional esta dada por:

El error, la banda proporcional y la posición inicial del elemento final de control se expresan en tanto por

uno. Nos indicará la posición que pasará a ocupar el elemento final de control

Ejemplo: Cambiar la posición de la una válvula ( elemento final de control ) proporcionalmente a la

desviación de la temperatura ( variable ) respeto al punto de consigna ( valor deseado )

Integral

http://es.wikipedia.org/wiki/Producto

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Valor_l%C3%ADmite&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sobreoscilaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Error_permanente&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Proporcional.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Proporcional.PNG



159

Integral

El modo de control Integral tiene como propósito disminuir y eliminar el error en estado estacionario,

provocado por el modo proporcional. El control integral actúa cuando hay una desviación entre la

variable y el punto de consigna, integrando esta desviación en el tiempo y sumándola a la acción

proporcional. El error es integrado, lo cual tiene la función de promediarlo o sumarlo por un periodo de

tiempo determinado; Luego es multiplicado por una constante I. I representa la constante de integración.

Posteriormente, la respuesta integral es adicionada al modo Proporcional para formar el control P + I con

el propósito de obtener una respuesta estable del sistema sin error estacionario.

El modo integral presenta un desfasamiento en la respuesta de 90º que sumados a los 180º de la

retroalimentación ( negativa ) acercan al proceso a tener un retraso de 270º, luego entonces solo será

necesario que el tiempo muerto contribuya con 90º de retardo para provocar la oscilación del proceso.

<<< la ganancia total del lazo de control debe ser menor a 1, y así inducir una atenuación en la salida del

controlador para conducir el proceso a estabilidad del mismo. >>> Se caracteriza por el tiempo de acción

integral en minutos por repetición. Es el tiempo en que delante una señal en escalón, el elemento final de

control repite el mismo movimiento correspondiente a la acción proporcional.

El control integral se utiliza para obviar el inconveniente del offset ( desviación permanente de la

variable con respeto al punto de consigna ) de la banda proporcional.

La formula del integral esta dada por: Isal

Ejemplo: Mover la válvula ( elemento final de control ) a una velocidad proporcional a la desviación

respeto al punto de consigna ( variable deseada ).

Derivativo

http://es.wikipedia.org/wiki/Integral

http://es.wikipedia.org/wiki/Media_aritm%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Suma

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Integral.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Integral.PNG



160

Derivativo

La acción derivativa se manifiesta cuando hay un cambio en el valor absoluto del error; (si el error es

constante, solamente actúan los modos proporcional e integral).

El error es la desviación existente entre el punto de medida y el valor consigna, o "Set Point".

La función de la acción derivativa es mantener el error al mínimo corrigiéndolo proporcionalmente con la

misma velocidad que se produce; de esta manera evita que el error se incremente.

Se deriva con respecto al tiempo y se multiplica por una constante D y luego se suma a las señales

anteriores ( P+I ). Es importante adaptar la respuesta de control a los cambios en el sistema ya que una

mayor derivativa corresponde a un cambio más rápido y el controlador puede responder acordemente.

La fórmula del derivativo esta dada por:

El control derivativo se caracteriza por el tiempo de acción derivada en minutos de anticipo. La acción

derivada es adecuada cuando hay retraso entre el movimiento de la válvula de control y su repercusión a

la variable controlada.

Cuando el tiempo de acción derivada es grande, hay inestabilidad en el proceso. Cuando el tiempo de

acción derivada es pequeño la variable oscila demasiado con relación al punto de consigna. Suele ser

poco utilizada debido a la sensibilidad al ruido que manifiesta y a las complicaciones que ello conlleva.

El tiempo óptimo de acción derivativa es el que retorna la variable al punto de consigna con las mínimas

oscilaciones

Ejemplo: Corrige la posición de la válvula ( elemento final de control ) proporcionalmente a la velocidad

de cambio de la variable controlada.

http://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_derivada

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Derivativo.PNG

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Derivativo.PNG



161

La acción derivada puede ayudar a disminuir el rebasamiento de la variable durante el arranque del

proceso. Puede emplearse en sistemas con tiempo de retardo considerables, porque permite una

repercusión rápida de la variable después de presentarse una perturbación en el proceso.

Significado de las constantes

P constante de proporcionalidad: se puede ajustar como el valor de la ganancia del controlador o el

porcentaje de banda proporcional. Ejemplo: Cambia la posición de la válvula proporcionalmente a la

desviación de la variable respecto al punto de consigna. La señal P, mueve la válvula siguiendo fielmente

los cambios de temperatura multiplicados por la ganáncia.

I constante de integración: indica la velocidad con la que se repite la acción proporcional.

D constante de derivación: hace presente la respuesta de la acción proporcional duplicándola, sin esperar

a que el error se duplique. El valor indicado por la constante de derivación es el lapso de tiempo durante

el cual se manifestará la acción proporcional correspondiente a 2 veces el error y después desaparecerá.

Ejemplo: Mueve la válvula a una velocidad proporcional a la desviación respeto al punto de consigna. La

señal I, va sumando las áreas diferentes entre la variable y el punto de consigna repitiendo la señal

proporcional según el tiempo de acción derivada ( minutos/repetición ).

Tanto la acción Integral como la acción Derivativa, afectan a la ganancia dinámica del proceso. La acción

integral sirve para reducir el error estacionario, que existiría siempre si la constante Ki fuera nula.

Ejemplo: Corrige la posición de la válvula proporcionalmente a la velocidad de cambio de la variable

controlada. La señal d, es la pendiente ( tangente ) por la curva descrita por la variable.

La salida de estos tres términos, el proporcional, el integral, y el derivativo son sumados para calcular la

salida del controlador PID. Definiendo u (t) como la salida del controlador, la forma final del algoritmo

del PID es:

Usos

Por tener una exactitud mayor a los controladores proporcional, proporcional derivativo y proporcional

integral se utiliza en aplicaciones más cruciales tales como control de presión, flujo,fuerza, velocidad, en

muchas aplicaciones química, y otras variables. Además es utilizado en reguladores de velocidad de

automóviles (control de crucero o cruise control), control de ozono residual en tanques de contacto.

Ajuste de parámetros del PID

El objetivo de los ajustes de los parámetros PID es lograr que el bucle de control corrija eficazmente y en

el mínimo tiempo los efectos de las perturbaciones; se tiene que lograr la mínima integral de error. Si los

parámetros del controlador PID (la ganancia del proporcional, integral y derivativo) se eligen

incorrectamente, el proceso a controlar puede ser inestable, por ejemplo, que la salida de este varíe, con o

sin oscilación, y está limitada solo por saturación o rotura mecánica. Ajustar un lazo de control significa

ajustar los parámetros del sistema de control a los valores óptimos para la respuesta del sistema de

control deseada. El comportamiento óptimo ante un cambio del proceso o cambio del "setpoint" varía

dependiendo de la aplicación. Generalmente, se requiere estabilidad ante la respuesta dada por el

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_proporcional&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Proporcional_derivativo&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Proporcional_integral&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Proporcional_integral&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Flujo

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Variable

http://es.wikipedia.org/wiki/Regulador_de_velocidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vil

http://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Lazo_de_control&action=edit&redlink=1



162

controlador, y este no debe oscilar ante ninguna combinación de las condiciones del proceso y cambio de

"setpoints". Algunos procesos tienen un grado de no-linealidad y algunos parámetros que funcionan bien

en condiciones de carga máxima no funcionan cuando el proceso está en estado de "sin carga". Hay

varios métodos para ajustar un lazo de PID. El método más efectivo generalmente requiere del desarrollo

de alguna forma del modelo del proceso, luego elegir P, I y D basándose en los parámetros del modelo

dinámico. Los métodos de ajuste manual pueden ser muy ineficientes. La elección de un método

dependerá de si el lazo puede ser "desconectado" para ajustarlo, y del tiempo de respuesta del sistema. Si

el sistema puede desconectarse, el mejor método de ajuste a menudo es el de ajustar la entrada, midiendo

la salida en función del tiempo, y usando esta respuesta para determinar los parámetros de control. Ahora

describimos como realizar un ajuste manual.

Ajuste manual

Si el sistema debe mantenerse online, un método de ajuste consiste en establecer primero los valores de I

y D a cero. A continuación, incremente P hasta que la salida del lazo oscile. Luego establezca P a

aproximadamente la mitad del valor configurado previamente. Después incremente I hasta que el proceso

se ajuste en el tiempo requerido (aunque subir mucho I puede causar inestabilidad). Finalmente,

incremente D, si se necesita, hasta que el lazo sea lo suficientemente rápido para alcanzar su referencia

tras una variación brusca de la carga.

Un lazo de PID muy rápido alcanza su setpoint de manera veloz. Algunos sistemas no son capaces de

aceptar este disparo brusco; en estos casos se requiere de otro lazo con un P menor a la mitad del P del

sistema de control anterior.

Limitaciones de un control PID

Mientras que los controladores PID son aplicables a la mayoría de los problemas de control, puede ser

pobres en otras aplicaciones. Los controladores PID, cuando se usan solos, pueden dar un desempeño

pobre cuando la ganancia del lazo del PID debe ser reducida para que no se dispare u oscile sobre el valor

del "setpoint". El desempeño del sistema de control puede ser mejorado combinando el lazo cerrado de

un control PID con un lazo abierto. Conociendo el sistema (como la aceleración necesaria o la inercia)

puede ser avanaccionado y combinado con la salida del PID para aumentar el desempeño final del

sistema. Solamente el valor de avanacción puede proveer la mayor porción de la salida del controlador.

El controlador PID puede ser usado principalmente para responder a cualquier diferencia o "error" que

quede entre el setpoint y el valor actual del proceso. Como la salida del lazo de avanacción no se ve

afectada a la realimentación del proceso, nunca puede causar que el sistema oscile, aumentando el

desempeño del sistema, su respuesta y estabilidad.

Por ejemplo, en la mayoría de los sistemas de control con movimiento, para acelerar una carga mecánica,

se necesita de más fuerza (o torque) para el motor. Si se usa un lazo PID para controlar la velocidad de la

carga y manejar la fuerza o torque necesaria para el motor, puede ser útil tomar el valor de aceleración

instantánea deseada para la carga, y agregarla a la salida del controlador PID. Esto significa que sin

importar si la carga está siendo acelerada o desacelerada, una cantidad proporcional de fuerza está siendo

manejada por el motor además del valor de realimentación del PID. El lazo del PID en esta situación usa

la información de la realimentación para incrementar o decrementar la diferencia entre el setpoint y el

valor del primero. Trabajando juntos, la combinación avanacción-realimentación provee un sistema más

confiable y estable.

Otro problema que posee el PID es que es lineal. Principalmente el desempeño de los controladores PID

en sistemas no lineales es variable. También otro problema común que posee el PID es, que en la parte

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Avanacci%C3%B3n&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_instant%C3%A1nea

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_instant%C3%A1nea

http://es.wikipedia.org/wiki/Lineal



163

derivativa, el ruido puede afectar al sistema, haciendo que esas pequeñas variaciones, hagan que el

cambio a la salida sea muy grande. Generalmente un Filtro pasa bajo ayuda, ya que removería las

componentes de alta frecuencia del ruido. Sin embargo, un FPB y un control derivativo pueden hacer que

se anulen entre ellos. Alternativamente, el control derivativo puede ser sacado en algunos sistemas sin

mucha pérdida de control. Esto es equivalente a usar un controlador PID como PI solamente.

..

Ejemplos prácticos

Deseamos controlar el caudal de un flujo de entrada en un reactor químico. En primer lugar tendremos

que poner una válvula de control del caudal de dicho flujo, y un caudalimetro, con la finalidad de tener

una medición constante del valor del caudal que circule. El controlador ira vigilando que el caudal que

circule sea el establecido por nosotros, en el momento que detecte un error, mandara una señal a la

válvula de control de modo que esta se abrirá o cerrará corrigiendo el error medido. Y tendremos de ese

modo el flujo deseado e necesario. El PID, es un cálculo matemático, lo que manda la información es el

PLC.

Deseamos mantener la temperatura interna de un reactor químico en su valor de referencia. Deberemos

tener un dispositivo de control de la temperatura (ya puede ser un calentador, una resistencia eléctrica,...),

y un sensor (termómetro). El P, PI o PID irá controlando la variable (en este caso la temperatura). En el

instante que esta no sea la correcta avisará al dispositivo de control de manera que este actúe, corrigiendo

el error. De todos modos lo más correcto es poner un PID, si hay mucho ruido un PI peró un P no nos

sirve mucho, puesto que no llegaría a corregirnos hasta el valor exacto.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ruido

http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_pasa_bajo



164

CONTROL PID MEDIANTE PLC



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179

REFERENCIA AL EMULADOR AW-SYS

Es uno de los simuladores de PLC incluidos en el paquete AW-SYS. Éste simula el

PLC modelo S5 100U de Siemens.

PLC

Esta ventana muestra la imagen del PLC y, obviamente, su contenido varía en

función del modelo que se esté utilizando. Dicha ventana ha sido estudiada y realizada para representar una instalación lo más parecida posible en sus formas

exteriores al PLC real. Este hecho, aunque no tenga ningún valor desde un punto de vista funcional, le hará más fácil el paso hacia el PLC real, cuando se decida a

hacerlo. En todas las ventanas se han incorporado de nuevo los indicadores

luminosos del estado de las entradas y de las salidas digitales. Como en el PLC real, el encendido de un LED de entrada indica el cierre del contacto al que está

conectado y el encendido de un LED de salida indica la activación de la salida correspondiente.

En la ventana están presentes 16 pulsadores/interruptores que se utilizan para el

control de las entradas digitales, cuando se emplea el PLC sin instalación, o cuando no todas las entradas del PLC están conectadas a la instalación.

Estos pulsadores/interruptores pueden programarse, tanto como pulsadores que como interruptores. Su aspecto indicará la función adjudicada:

interruptor

pulsador

La doble flecha indica la función biestable, y la flecha sencilla, la función monoestable.

Editor de programa ladder

http://www.autoware.com/spanish/aw-sys.htm



180

El Ladder diagram o Esquema de contactos es, sin duda alguna, el lenguaje de

programación de PLC más difundido. Es una metodología de programación gráfica. Entre dos líneas verticales, que representan la alimentación, se dibuja un esquema

eléctrico compuesto por diversos circuitos dispuestos uno tras otro de manera sucesiva. El PLC los ejecuta ordenadamente uno por uno durante la carga del

programa utilizado. El editor ladder de PC-Sim le ofrece la posibilidad de escribir el programa cómoda y

rápidamente, uniendo a la velocidad de las acciones realizadas con el mouse, la potencia de los comandos típicos de un editor avanzado: por ejemplo, los

comandos cortar, copiar y pegar. El diseño del esquema se realiza utilizando los instrumentos de la Casilla

instrumentos y los Menús de selección rápida, que se activan con el botón derecho del mouse. La comprobación de la corrección sintáctica de los operandos, que

podrán introducirse incluso en forma de símbolo, se efectúa al final de cada

escritura. El mismo editor permitirá, durante la ejecución del programa realizado, la visualización del debug. Se mostrarán, con variaciones de color, los contactos

cerrados, las bobinas activas y el paso de la corriente. La coloración se actualizará en tiempo real y en función de los resultados de la elaboración y de las variaciones

de las señalizaciones empleadas.

Editor de programa AWL



181

El lenguaje AWL o STL o Lista de instrucciones es una de las modalidades más

difundidas de programación de los PLC. Escribir un programa AWL quiere decir teclear una serie de instrucciones, cada una de las cuales representa una tarea

elemental que la CPU del PLC ejecutará de manera secuencial. Cada instrucción ocupa una sóla línea del programa y cada línea contiene una única instrucción.

Una instrucción está compuesta por una operación y, generalmente, por un

operando. La operación especifica la acción que la CPU debe realizar y el operando especifica

el objeto sobre el que debe efectuarse la citada acción. El editor AWL de PC-Sim para S5 100U permite una cómoda y rápida introducción

de las instrucciones, gracias también a la posibilidad de utilizar los comandos cortar, copiar y pegar. La sintaxis de cada una de éstas se controla de manera

inmediata y, en caso de error, el programador recibe un aviso. Además, pueden incorporarse al programa textos con comentarios.

El mismo editor permitirá, durante la ejecución del programa realizado, la visualización del debug. Correspondiéndose con cada línea, se visualizarán las

informaciones acerca de los registros principales del PLC y sobre el estado de los operandos. Estas informaciones se actualizarán en tiempo real y como

consecuencia de los resultados de la elaboración y de las variaciones de los indicadores empleados.



182

Lista de bloques

Detalla la lista de los bloques presentes en el proyecto en marcha, especificando la

sigla, el tipo de editor y el estado. Permite el acceso a los editores de programa y a las funciones de debug, además de la creación, la eliminación y el cambio de

nombre de los bloques.

Las demás ventanas que forman parte del programa son comunes a todos los PLC

y se describen en la página PC-Sim: el simulador de PLC.

http://www.autoware.com/spanish/pc-sim.htm



183

Lista de las operaciones fundamentales posibles

Operación AWL

Operandos admitidos

Descripción

Operaciones lógicas

U E, A, M, T, Z Combinación AND o test sobre el estado "1"

UN E, A, M, T, Z Combinación AND o test sobre el estado "0"

O E, A, M, T, Z Combinación OR o test sobre el estado "1"

ON E, A, M, T, Z Combinación OR o test sobre el estado "0"

O Combinación OR de funciones AND

U( Combinación AND de expresiones entre paréntesis

O( Combinación OR de expresiones entre paréntesis

) Fin de una expresión entre paréntesis

Operaciones de memorización

S E, A, M Activación del operando sobre RLC=1

R E, A, M Desactivación del operando sobre RLC=1

= E, A, M Asignación del operando al valor de RLC

Operaciones de carga

L EB Carga de un byte del IPI en ACCU1

L AB Carga de un byte del IPU en ACCU1

L EW Carga de una word del IPI en ACCU1

L AW Carga de una word del IPU en ACCU1

L MB Carga de un merker byte en ACCU1

L MW Carga de un merker byte en ACCU1

L DL Carga de una palabra de datos (byte de izquierda) del bloque actual en ACCU1

L DR Carga de una palabra de datos (byte de derecha) del bloque actual en ACCU1

L DW Carga de una palabra de datos del bloque actual en ACCU1

L KB Carga de una constante de byte en ACCU1

L KF Carga de una constante en coma fija en ACCU1

L KH Carga de una constante hexadecimal en ACCU1

L KM Carga de una constante binaria en ACCU1

L KY Carga de una constante de doble byte en ACCU1

L KT Carga de una constante de tiempo en ACCU1



184

L KZ Carga de una constante de conteo en ACCU1

L T,Z Carga de un valor de tiempo o de conteo en ACCU1

LC T,Z Carga de un valor de tiempo o de conteo, codificado BCD, en ACCU1

Operaciones de transferencia

T EB Transferencia del contenido de ACCU1 en un byte del IPI

T AB Transferencia del contenido de ACCU1 en un byte del IPU

T EW Transferencia del contenido de ACCU1 en una word del IPI

T AW Transferencia del contenido de ACCU1 en una word del IPU

T MB Transferencia del contenido de ACCU1 en un merker byte

T MW Transferencia del contenido de ACCU1 en una merker word

T DL Transferencia del contenido de ACCU1 en una palabra de datos (byte de izquierda)

T DR Transferencia del contenido de ACCU1 en una palabra de datos (byte de derecha)

T DW Transferencia del contenido de ACCU1 en una palabra de datos

Operaciones de temporización

SI T Activación de un temporizador a impulso

SV T Activación de un temporizador a impulso prolongado

SE T Activación de un temporizador con retraso a la conexión

SS T Activación de un temporizador con retraso a la conexión con memoria

SA T Activación de un temporizador con retraso a la desconexión

R T Reset de un temporizador

Operaciones de conteo

ZV Z Incremento del conteo

ZR Z Disminución del conteo

S Z Programación de un contador

R Z Reset de un contador

Operaciones aritméticas

+F Adición de dos números en coma fija (ACCU2 + ACCU1)



185

-F Sustracción de dos números en coma fija (ACCU2 – ACCU1)

Operaciones de comparación

!=F Comparación de igualdad de dos números en coma fija (ACCU2 = ACCU1)

><F Comparación de desigualdad de dos números en coma fija (ACCU2 < ACCU1)

>F Comparación de superioridad de dos números en coma fija (ACCU2 >ACCU1)

>=F Comparación de superioridad o igualdad de dos

números en coma fija (ACCU2 ACCU1)

<F Comparación de inferioridad de dos números en coma fija (ACCU2 < ACCU1)

<=F Comparación de inferioridad o igualdad de dos

números en coma fija (ACCU2 ACCU1)

Operaciones de llamada de bloques

SPA PB Salto absoluto a un bloque de programa

SPA FB Salto absoluto a un bloque funcional

SPB PB Salto condicionado a un bloque de programa

SPB FB Salto condicionado a un bloque funcional

A DB Apertura de un bloque de datos

Operaciones de salto de retorno

BE Final de bloque

BEB Final de bloque condicionado

BEA Final de bloque absoluto

Operaciones nulas

NOP0 Ninguna operación

NOP1 Ninguna operación

Operaciones de stop

STP Stop de la elaboración. La CPU es conducida hasta el stop al final del ciclo



186

Lista de operaciones integrativas soportadas:

Operación AWL

Operandos admitidos

Descripción

Operaciones lógicas sobre operando formal

U= Operando formal E, A, M, T, Z

Combinación AND o test sobre el estado “1”

UN= Operando formal E, A, M, T, Z

Combinación AND o test sobre el estado “0”

O= Operando formal E, A, M, T, Z

Combinación OR o test sobre el estado “1”

ON= Operando formal E, A, M, T, Z

Combinación OR test sobre el estado “0”

Operaciones lógicas sobre word

UW Combinación AND (bit a bit) entre ACCU1 y ACCU2 con resultado ACCU1

OW Combinación OR (bit a bit) entre ACCU1 y ACCU2 con resultado en ACCU1

XOW Combinación XOR (bit a bit) entre ACCU1 y ACCU2 con resultado en ACCU1

Operaciones de memorización sobre operando formal

S = Operando formal E, A, M

Activación del operando formal sobre RLC=1

RB = Operando formal E, A, M

Desactivación del operando formal sobre RLC=1

RD = Operando formal T, Z Desactivación del operando formal sobre RLC=1

= = Operando formal E, A, M

Asignación del operando formando el valor de RLC

Operaciones de carga y transferencia de operando formal

L = Operando formal E, A, M, T, Z

Carga en ACCU1 del valor del operando formal

LC = Operando formal T, Z Carga en ACCU1 del valor codificado BCD del operando formal

LW = Operando formal Carga en ACCU1 del valor del operando formal constante

T = Operando formal E, A, M

Transferencia del valor en ACCU1 al operando formal

Operaciones de temporización y conteo con operando formal

SI = Operando formal T Activación de un temporizador a impulsos

SE = Operando formal T Activación de un temporizador con retraso a la



187

conexión

SVZ = Operando formal T, Z Activación de un temporizador de impulso prolongado o programación de un contador

SSV = Operando formal T, Z Activación de un temporizador con retraso a la conexión con memoria o bien conteo hacia adelante de un contador

SAR = Operando formal T, Z Activación de un temporizador con retraso en la desconexión o bien conteo hacia atrás de un contador

Operaciones aritméticas

ADD BF Suma a ACCU1 la constante de byte con signo (-128…+127), resultado en ACCU1

ADD KF Suma a ACCU1 la constante de word con signo (-32768…+32767), resultado en ACCU1

Operaciones de conversión

KEW Complemento a 1 de ACCU1

KZW Complemento a 2 de ACCU1

Operaciones de desplazamiento

SLW n = 0…15 Desplazamiento hacia la izquierda del contenido de ACCU1 por el número de bit indicado en el parámetro. Los puestos libres se lIenan con 0

SRW n = 0…15 Desplazamiento hacia la derecha del contenido de ACCU1 por el número de bit indicado en el parámetro. Los puestos libres se llenan con 0

Operaciones de salto

SPA = Etiqueta Salto absoluto a la etiqueta

SPB = Etiqueta Salto condicionado a la etiqueta (si RLC=0)

SPZ = Etiqueta Salto si el resultado es nulo

SPN = Etiqueta Salto si resultado no es nulo

SPP = Etiqueta Salto si es positivo

SPM = Etiqueta Salto si es negativo

SPO = Etiqueta Salto para overflow

Operaciones de stop

STS Stop de la elaboración. La CPU es conducida al stop inmediatamente

Operaciones especiales

D n = 0…255 Decrecimiento del byte inferior de ACCU1 de n

I n = 0…255 Incremento del byte inferior de ACCU1 de n

TAK Intercambio del contenido de ACCU1 y de ACCU2

Operaciones de elaboración



188

B DW Elaboración de la palabra datos: la instrucción siguiente se combina con el parámetro y se ejecuta

B MW Elaboración de la palabra merker: la instrucción siguiente se combina con el parámetro y se ejecuta

B= Operando formale B Elaboración del bloque para OB, PB e FB; apertura del bloque para DB



189

EJERCICIOS REALIZADOS CON LA HERRAMIENTA AW-SYS.

Composición del PLC El PLC contenido en la ventana PLC representa una instalación lo más parecida posible en sus formas externas al PLC real.

Esto, aunque no tiene utilidad desde un punto de vista funcional, le facilitará el camino hacia el PLC real. De hecho, se ha

replanteado la estructura modular del PLC real, el tipo y la posición de los LED de estado de la CPU y de los LED de estado

de las entradas/salidas. Incluso se han rediseñado las etiquetas sobre las cuales se van a escribir los tag de las señales en vigor.

El PLC simulado está compuesto por los siguientes módulos: El tipo y la posición de los módulos no pueden modificarse.

CPU

módulo 0: 8 entradas digitales;

módulo 1: 8 entradas digitales;

módulo 2: 8 salidas digitales;

módulo 3: 8 salidas digitales;

módulo 4: 4 entradas analógicas (no visualizado)

módulo 5: 4 salidas analógicas (no visualizado)



190

LAS DOS ENTRADAS E0.0 Y E0.1 DEBEN ESTAR ACTIVAS PARA ACTIVAR LA SALIDA A2.2

: U E0.0

: U E0.1

: = A2.2

: BE

PARA ELLO DEBE ABRIR UN NUEVO PROYECTO, LUEGO EN LA VENTANA DE LISTA DE BLOQUE,

SELECCIONE “NUEVO” Y APARECE UNA VENTANA COMO SE MUESTRA A CONTINUACION:

DONDE APARECE SIGLAS PUEDE INTRODUCIR LOS SIGUIENTES BLOQUES:

POR EJEMPLO OB1 COMO EN EL CASO DEL EJEMPLO.

EL TIPO DE EDITOR PUEDE SER LISTA DE INSTRUCCIONES O DIAGRAMAS EN ESCALERA, LOS

CUALES PUEDE SELECCIONAR CON QUE TIPO DESEA TRABAJAR, EN EL EJEMPLO SE SELECCIONA

AWL.

SE PUEDE INCLUIR ALGUN COMENTARIO COMO EN EL CASO SIGUIENTE:

COMBINACION AND

COMO SE MUESTRA A CONTINUACION:

Luego se pulsa la tecla crear y se abre la ventana donde se ingresa las

instrucciones.



191

DEL EJEMPLO:

: U E0.0

: U E0.1

: = A2.2

: BE

ESTE ES EL EJEMPLO QUE VIENE CON EL PROGRAMA DE SIMULACION Y APRA ELLO SE DEBE

ABRIR EL ARCHIVO DE EJEMPLO QUE FIGURA PARA EL STEP 5.

“ARCHIVO-ABRIR PROYECTO ” LA CARPETA ES EJEMPLOS ES: S5100/EJEMPLOS Y

SE ABRE EL ARCHIVO QUE SE INDICA, QUE ES UN ARCHIVO DE PROYECTO.

DENTRO DE LA LISTA DE BLOQUES, PULSAR EL BOTON CODIGO PARA QUE SE ABRA LA VENTANA

QUE CONTIENE EL CODIGO.



192

OPERACIONES DE TIEMPO

http://www.automatas.org/siemens/tutorial_s5_5.htm

Las operaciones de tiempo permiten programar los temporizadores internos del autómata. Existen diversos tipos de temporizadores y para utilizarlos se deben ajustar una serie de parámetros:

Arranque del temporizador: conjunto de contactos que activan el temporizador, conectados

como se desee.

Carga del tiempo: la forma habitual es mediante una constante de tiempo, pero pueden haber

otros ajustes, p.e. leyendo las entradas, un valor de una base de datos, etc. Esta carga del valor se

debe realizar con la instrucción L que lo almacena en una zona de memoria llamada acumulador

(AKKU1) para luego transferirlo al temporizador.

L KT xxx.yy KT constante de tiempo.

xxx tiempo (máx. 999).

y base de tiempos.

0 = 0.01 seg. (centésimas).

1 = 0.1 seg. (décimas).

2 = 1 seg.

3 = 10 seg. (segundos x 10)

ejemplo: KT 243.1 24’3 segundos

Tipos de temporizador: SE, SS, SI, SV y SA.

T0…MAX: número de temporizador. El número MAX depende del tipo de CPU, por ejemplo, la

CPU-90 tiene 32, la CPU-95 128, etc.

Paro del temporizador: es opcional y pone a cero el valor contado en el temporizador.



193

A continuación definimos los cinco tipos de temporizadores.

7. Temporizador SE: retardo a la conexión manteniendo la entrada set a 1. La entrada reset

desconecta el temporizador.

8. Temporizador SS: retardo a la conexión activado por impulso en set. Sólo se desconectará la

salida por la entrada reset.



194

9. Temporizador SI: mientras mantenemos conectada la señal set, la salida estará activa durante

KT.

10. Temporizador SV: mantiene la salida activa durante KT independientemente del tiempo de la

señal set esté activa.



195

COMBINACION AND

Realizar A2.2 = E0.0 AND E0.1

La salida A2.2 debe activarse tan sólo si los dos interruptores conectados a las entradas E0.0 y E0.1

están cerrados.

La solución ladder se obtiene poniendo en serie dos contactos, con operandos E0.0 y E0.1, y la

bobina A2.2. De hecho, la combinación lógica AND, traducida al lenguaje ladder, equivale a la serie

de dos contactos: en la disposición en serie 'se lee' el cierre del circuito sólo cuando ambos

contactos están cerrados; de manera que esta es la única condición que activa la bobina.

La solución en AWL se obtiene cargando primero el estado de E0.0 en el registro RLC (U E0.0). De

hecho, la operación puramente dicha es una AND pero aquí, al ser la primera de una secuencia, se

interpreta como una operación de carga de bit y por lo tanto el estado del operando se copia en

RLC. A continuación, se efectúa una AND entre este último y el estado de la entrada E0.1 (U E0.1) y

el resultado se deposita de nuevo en RLC. Esta instrucción no es la primera de una secuencia y por

lo tanto, la operación se interpreta realmente como una AND. La última instrucción (= A2.2) se

encarga de transferir el contenido de RLC, que en ese momento representa la combinación lógica E0.0 AND E0.1, a la salida A2.2.

COMBINACION OR

Realizar A2.2 = E0.0 OR E0.1

La salida A2.2 debe activarse si al menos uno de los interruptores conectados a las entradas E0.0 o

E0.1 está cerrado.

La solución ladder se obtiene poniendo en serie con la bobina A2.2 el paralelo de dos contactos, con

operandos E0.0 y E0.1. De hecho, la combinación lógica OR, traducida a un esquema de contactos,

equivale al paralelo de dos contactos: a las cabezas del paralelo 'se lee' el cierre del circuito cuando

al menos uno de los contactos está cerrado. Esta es pues la condición que conduce a la activación de la bobina.

La solución en AWL se obtiene cargando primero el estado de E0.0 en el registro RLC (O E0.0). De

hecho, la operación puramente dicha es una OR pero aquí, al ser la primera de una secuencia, se

interpreta como una operación de carga de bit y por tanto, el estado del operando se copia en RLC.



196

En este caso la instrucción equivale perfectamente a la U E0.0, que puede ser sustituida por ella,

obteniéndose un programa con idéntico funcionamiento. A continuación se efectúa una OR entre el

RLC y la entrada E0.1 (O E0.1), que deposita de nuevo el resultado en el RLC. Esta instrucción no

es la primera de una secuencia y por tanto, la operación se interpreta en realidad como una OR. La

última instrucción (= A2.2) se encarga de transferir el contenido de RLC, que en ese momento punto representa la combinación lógica E0.0 OR E0.1, a la salida A2.2.

COMBINACION AND DE OR

Realizar A2.0 = (E0.0 OR E0.1) AND (E0.2 OR E0.3)

Después de haber realizado los ejercicios anteriores, la solución ladder debería de ser intuitiva: se

disponen en serie (AND) dos paralelos (OR) de contactos, conectando adecuadamente los

operandos en correspondencia con estos y con la bobina.

Por el contrario, la solución AWL requiere alguna clarificación ya que se han introducido dos nuevas

operaciones. En primer lugar, observamos que, después de la ejecución de la segunda instrucción,

RLC contiene el resultado de la combinación lógica OR entre E0.0 y E0.1 (ver Ejemplo 2). La

siguiente operación es una apertura de paréntesis; el RLC actual se deja de lado por el momento

para ser combinado sucesivamente en AND con el resultado de la expresión del interior del

paréntesis. La operación U( es delimitadora de RLC y por tanto la siguiente instrucción será la

primera de una nueva secuencia. Así, la cuarta instrucción (O E0.2) será interpretada como una

carga en RLC del estado de E0.2 y, después de la ejecución de la siguiente instrucción, RLC

contendrá el resultado de la combinación lógica E0.2 OR E0.3. La siguiente instrucción de cierre de

paréntesis hará ejecutar al PLC la combinación AND (la tercera era U() entre el RLC actual, es decir,

el resultado de la OR entre paréntesis, con el RLC que antes se había dejado a un lado, o sea, el

resultado de la primera OR. La última instrucción (= A2.0) se encarga de transferir el contenido del

RLC, que en ese momento representa la combinación lógica (E0.0 OR E0.1) AND (E0.2 OR E0.3), a la salida A2.0.

COMBINACION OR DE AND

Realizar A2.0 = (E0.0 AND E0.1) OR (E0.2 AND E0.3). ). Donde los paréntesis, si bien no son

necesarios dado que la operación AND tiene preferencia sobre la OR, se han añadido para mayor claridad.

La solución ladder pone en paralelo (OR) dos serie (AND) de contactos, conduciendo oportunamente los operandos en correspondencia con estos y con la bobina.



197

Por lo que se refiere a la solución AWL, observamos en primer lugar que, después de la ejecución de

la segunda instrucción, RLC contiene el resultado de la combinación lógica AND entre E0.0 y E0.1

(ver Ejemplo 1). La siguiente operación es una apertura de paréntesis; el RLC actual se deja a un

lado por el momento para combinarse sucesivamente en AND con el resultado de la expresión del

interior del paréntesis. La operación O( es delimitadora del RLC y por tanto la siguiente instrucción

será la primera de una nueva secuencia. Así, la cuarta instrucción (U E0.2) se interpretará como

una carga en RLC del estado de E0.2 y, después de la ejecución de la siguiente instrucción, RLC

contendrá el resultado de la combinación lógica E0.2 AND E0.3. La siguiente instrucción de cierre de

paréntesis hará ejecutar al PLC la combinación OR (la tercera era O() entre el RLC actual, es decir,

el resultado de la AND entre paréntesis, con el RLC que antes se había dejado de lado, o sea, el

resultado de la primera AND. La última instrucción (= A2.0) se encarga de transferir el contenido

del RLC, que en ese momento representa la combinación lógica (E0.0 AND E0.1) OR (E0.2 AND

E0.3), a la salida A2.0.

COMBINACION XOR

Realizar A2.2 = E0.1 XOR E0.2

La operación lógica XOR aplicada a dos variables booleanas da un resultado cierto cuando una y

sólo una de las dos variables es cierta.

La primera serie de contactos del programa ladder está cerrada únicamente cuando E0.1 está

cerrado y E0.2 está abierto. La segunda serie, por el contrario, está cerrada tan sólo cuando E0.1

está abierto y E0.2 está cerrado. Realizando el paralelo de las dos se obtiene la función deseada. Es decir, la bobina se activa tan sólo cuando una entrada está cerrada y la otra está abierta.

La solución AWL no es más que la traducción del programa ladder y su funcionamiento es muy

similar al ejemplo anterior salvo en que en correspondencia con los contactos NC, se programan

operaciones UN, un test sobre el estado negado del operando.



198

AUTORETENCION

Un pulsador conectado a la entrada I0.0 debe activar la salida Q0.15 y un segundo pulsador

conectado a la entrada I0.1 debe desactivarla.

En el programa ladder propuesto como solución se realiza un circuito con autorretención.

Accionando el pulsador conectado a E0.0 la bobina A3.7 se activa y entonces, el contacto con el

mismo operando de la segunda línea se cierra (imaginen que el contacto y la bobina son parte de

un mismo relé A3.7) y continua manteniendo activada la bobina incluso después de la apertura de

E0.0. El cierre del pulsador en la entrada E0.1 provoca la apertura del contacto, normalmente cerrado en el esquema, desactivando la bobina y cortando la autorretención.

El programa AWL propone la conversión de lo anteriormente descrito. El valor de la salida A3.7 en

la última instrucción se calcula cargando el estado de E0.0, valorando luego la OR con A3.7 y, poniendo a continuación en AND el resultado con el complemento de E0.1.

ACTIVACION POR FLANCOS

Activar las salidas A2.0 y A2.1 respectivamente con los flancos ascendente y descendente de la

entrada E0.0.

Observamos que el último recorrido del esquema ladder y las dos últimas instrucciones del

programa AWL imponen, al final de la ejecución del programa, la igualdad del merker bit M0.0 al

estado de la entrada E0.0. Sin embargo, en correspondencia con los flancos y para los recorridos o

las instrucciones anteriores, se da el hecho que el estado de las dos variables es opuesto y que

únicamente al final de la carga del programa utilizado son iguales. Todo ello queda representado en

las dos primeras líneas del diagrama con un retraso temporal de M0.0 respecto a E0.0, que vale un

ciclo de ejecución.

La parte inicial del programa activa la bobina A2.0, para un ciclo de ejecución, cuando E0.0 está a 1

y M0.0 está a 0, es decir, en correspondencia con el flanco ascendente de E0.0, tal como aparece

indicado en la tercera línea del diagrama. En cambio, la bobina A2.1 se activará para un ciclo de

ejecución, cuando E0.0 esté a 0 y M0.0 esté a 1, es decir, en correspondencia con el flanco descendente de E0.0, tal como aparece indicado en la cuarta línea del diagrama.



199

Diagrama temporal de un generador de flancos



200

TEMPORIZADOR A IMPULSO

La salida A2.5 se activa al cierre de la entrada E0.0 y se desactiva 5 segundos después. Si la

entrada vuelve a abrirse durante ese periodo, la salida se desactiva inmediatamente.

Diagrama temporal del temporizador a impulso

El funcionamiento del temporizador está ilustrado en el diagrama temporal situado aquí arriba. La

primera línea representa la señal de entrada, la segunda su salida.

El programa ladder se ha realizado utilizando un temporizador SI (impulso) activado por el contacto

NA de E0.0, con una constante de tiempo igual a 500 centésimas de segundo, y con la salida conectada a la bobina de A2.5.

El primer grupo de instrucciones del programa AWL conduce a la activación del temporizador T2

como impulso (SI T2) a continuación de un flanco ascendente de la entrada (U E0.0), con la

constante de tiempo de 5 segundos cargada en el acumulador 1 (L KT500.0). El segundo grupo de

instrucciones copia el estado del temporizador (U T2) en la salida del PLC (= A2.5).

TEMPORIZADOR A IMPULSO PROLONGADO

La salida A2.5 se activa al cierre de la entrada E0.0 y se desactiva 5 segundos después,

independientemente de si la entrada se reabre o no durante dicho periodo.



201

Diagrama temporal del temporizador a impulso prolongado

El funcionamiento del temporizador queda ilustrado en el diagrama temporal que aparece aquí

arriba. La primera línea representa la señal de entrada y la , segunda, su salida

El programa ladder se ha realizado utilizando un temporizador SV (impulso prolongado) activado

por el contacto NA de E0.0, con una constante de tiempo igual a 500 centésimas de segundo, y con la salida conectada a la bobina de A2.5.

El primer grupo de instrucciones del programa AWL produce la activación del temporizador T2 como

impulso prolongado (SV T2) a continuación de un flanco ascendente de la entrada (U E0.0), con la

constante de tiempo de 5 segundos cargada en el acumulador 1 (L KT500.0). El segundo grupo de instrucciones copia el estado del temporizador (U T2) en la salida del PLC (= A2.5).

TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA ACTIVACION

La salida A2.5 se activa 5 segundos después del cierre de la entrada E0.0. Cuando la entrada se

reabre, la salida se desactiva.

Diagrama del temporizador con retardo a la activación

El funcionamiento del temporizador queda ilustrado en el anterior diagrama temporal. La primera

línea representa la señal de entrada y la segunda, la salida que se obtiene.



202

El programa ladder se ha realizado utilizando un temporizador SE (retardo a la activación) activado

por el contacto NA de E0.0, con una constante de tiempo igual a 500 centésimas de segundo y con la salida conectada a la bobina de A2.5.


como retardo a la activación (SE T2) a continuación de un flanco ascendente de la entrada (U E0.0),

con la constante de tiempo de 5 segundos cargada en el acumulador 1 (L KT500.0). El segundo grupo de instrucciones copia el estado del temporizador (U T2) en la salida del PLC (= A2.5).

TEMPORIZACION CON RETARDO A LA ACTIVACION CON MEMORIA Y RESET

La salida A2.5 se activa 5 segundos después del cierre de la entrada E0.0 (aunque este último se

vuelva a abrir durante ese período) y se desactiva en correspondencia con el cierre de la entrada E0.1.

Diagrama de un temporizador con retardo a la activación con memoria y reset

El funcionamiento del temporizador con retardo a la activación con memoria y reset se obtiene

comparando las dos primeras líneas y la última del diagrama temporal precedente. Las dos

primeras líneas representan las señales de entrada y la última, la correspondiente salida.

El programa ladder se ha realizado utilizando un temporizador SS (retardo a la activación con

memoria) activado por el contacto NA de E0.0, con una constante de tiempo igual a 500 centésimas de segundo, el reset conectado a un contacto NA de E0.1 y la salida conectada a la bobina de A2.5.



203


como retardo a la activación con memoria (SS T2) a continuación de un flanco ascendente en la

entrada E0.0 (U E0.0), con una constante de tiempo de 5 segundos cargada en el acumulador 1 (L

KT500.0). El segundo grupo de instrucciones se ocupa del reset del temporizador (R T2) en

correspondencia con el estado alto de E0.1 (U E0.1). El último grupo copia el estado del

temporizador (U T2) en la salida del PLC (= A2.5).

TEMPORIZACION CON RETARDO A LA DESACTIVACION

La salida A2.5 debe activarse al cierre de la entrada E0.0 y desactivarse 5 segundos después de su

reapertura.

Diagrama del temporizador con retardo a la desactivación

El funcionamiento del temporizador queda ilustrado en el diagrama temporal. La primera línea

representa la señal de entrada y la segunda, la correspondiente salida.

El programa ladder se ha realizado utilizando un temporizador SA (retardo a la desactivación)

activado por el contacto NA de E0.0, con una constante de tiempo igual a 500 centésimas de segundo y con la salida conectada a la bobina de A2.5.



204


como retardo a la desactivación (SA T2), a continuación de un flanco descendente de la entrada (U

E0.0), con la constante de tiempo de 5 segundos cargada en el acumulador 1 (L KT500.0). El

segundo grupo de instrucciones copia el estado del temporizador (U T2) en la salida del PLC (=

A2.5).

TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA ACTIVACION Y A LA DESACTIVACION

La salida A3.3 se activa 3 segundos después del cierre de la entrada E0.1 y se desactiva 7 segundos

después de su reapertura.

Diagrama temporizador con retardo a la activación y a la desactivación

La figura precedente ilustra, en la primera y la última línea del diagrama, el desarrollo de las dos

señales descritas en el trazado. En la línea intermedia se ha diseñando el desarrollo de un

temporizador con retardo a la activación cuya entrada es precisamente E0.1. Observemos que el

desarrollo de la salida A3.3, respecto al desarrollo de T0, representa un retardo a la desactivación.

¡Hagan juego, señores!. Se trata pues de escribir un programa que contenga dos temporizadores: el

primero, un retardo a la activación de 3 seg., tiene como entrada E0.1; el segundo, un retardo a la

desactivación de 7 seg., tiene como entrada el estado del primer temporizador y como salida A3.3. Los programas ladder y AWL tratados representan precisamente esto.



205

IMPULSO RETARDADO

La salida A2.7 se activa 2 segundos después de la apertura de la entrada E1.5 por un período de 1

segundo.

El diagrama siguiente ilustra en la primera línea el desarrollo de la entrada y en la última, el de la

salida que se desea obtener. La segunda y la tercera línea representan el desarrollo de dos

temporizadores con retardo a la desactivación T10 y T11, de 2 y 3 segundos respectivamente, que

tienen como señal de entrada, precisamente E1.5.

Observamos entonces que la salida debe ser cierta cuando se dan simultáneamente las condiciones: T11 cierto y T10 falso. Es decir, en términos de expresión booleana: A2.7 = T11 · NOT(T10)

Diagrama de tiempos del impulso retardado

En el programa ladder los dos primeros recorridos están destinados a la activación de los dos

temporizadores. Ambos tiene por entrada la señal E1.5. El tercer recorrido implementa la expresión

lógica recién obtenida. La serie de los dos contactos representa la AND y la utilización del tipo NC

para el segundo equivale a la negación del su operando.

Análogamente, para el programa AWL, el primer grupo de instrucciones activa los dos

temporizadores sobre la señal de entrada. El segundo grupo calcula el valor de la expresión

booleana y lo asigna a la salida.



206

TREN DE IMPULSOS

La salida A2.4 debe activarse un instante a cada segundo.

Diagrama de tiempos del tren de impulsos

El ejercicio se resuelve utilizando un temporizador que se autoarranca cíclicamente.

Concentrémonos primero en el recorrido 2 del ladder y en el segundo grupo de instrucciones del

AWL. La primera ejecución del programa encuentra el temporizador parado; por tanto, su contacto

NC en el esquema ladder está cerrado y la interrogación sobre el estado bajo en el programa AWL

da resultado cierto. En ambos casos la salida del temporizador con retardo a la desactivación se

lleva al estado alto. A causa de ello, al ciclo siguiente, las interrogaciones antes descritas ya no se

verificarán. Así pues, la entrada del temporizador se ha llevado a cero y el tiempo empieza a

avanzar. Durante todo este período, la salida permanece alta. Finalizado el tiempo, ésta se pone a

cero. A continuación, las condiciones de interrogación sobre la entrada del temporizador vuelven a

verificarse y todo se repite tal como se ha descrito. El diagrama precedente describe, en la primera

línea, el desarrollo de la salida del temporizador que resulta ser la señal opuesta a la requerida por

el trazado. Ya tan solo queda invertir esta señal y asignarla a la salida A2.4. El primer recorrido del

esquema de contactos y el primer grupo de instrucciones del programa AWL se encarga de esta tarea.

Queda por aclarar que el recorrido de asignación de A2.4 debe preceder necesariamente al de la

activación del temporizador. De hecho, si no fuera así, el tiempo se reiniciaría antes que A2.4 pueda

ser programado a 1. A2.4 se mantendría constantemente en estado bajo ya que el estado de T3,

visto en este punto de la elaboración del programa, aparecería siempre alto. Todo lo anterior es

válido también para el programa AWL, en el que el grupo de instrucciones de asignación de A2.4

debe preceder, por las mismas razones, al del arranque de T3. Estas consideraciones deberán recordarse cada vez que, en los ejemplos siguientes, se utilice un tren de impulsos.



207

CONTEO HACIA ATRÁS

El contador Z4 está programado a un valor 10 en correspondencia con el cierre de la entrada E1.3 y

va decreciendo a cada cierre de la entrada E1.2. La salida A2.7 se desactiva al final del conteo (valor 0).

El programa ladder es muy sencillo. La constante KZ10, asignada a la entrada ZW, facilitará el valor

de preset 10 al contador. Su entrada de set (S) se ha conectado a un contacto de E1.3, mientras

que la de decremento (ZR) a un contacto de E1.2. En el flanco de cierre de E1.3 se produce la

programación del valor de conteo a 10. A cada flanco de cierre de E1.2 el conteo decrece en 1. La

salida del contador (Q) es de potencial alto cuando el valor de conteo es distinto de 0. Por tanto, será suficiente pilotar con ella la salida A2.7 del PLC.

El primer grupo de instrucciones del programa AWL se encarga de incrementar en 1 el valor de

conteo del contador Z4 a cada flanco ascendente de E1.2. El segundo efectúa la programación del

conteo al valor cargado en ACCU1 (10) en correspondencia con el flanco ascendente de E1.3. El último grupo se encarga de transferir el estado del contador a la salida A2.7.

CONTEO HACIA ADELANTE

El contador Z12 se incrementa a cada cierre de la entrada E0.0 y se pone a cero correspondiendo

con el cierre de la entrada E0.1. La salida A2.0 es activa cuando el valor de conteo es cero.

La entrada de reset (R) del contador Z12 está conectada a un contacto de E0.1, mientras que la de

incremento (ZV) lo está a un contacto de E0.0. En el flanco de cierre de E0.1 se produce el reset del

contador, es decir, la programación del valor de conteo a 0. A cada flanco de cierre de E0.0, el

conteo se incrementa en 1. La salida del contador (Q) es de potencial alto cuando el valor de conteo

es distinto de 0. Bastará pues con invertirla para pilotar la salida A2.0 del PLC, tal como se ha hecho en el recorrido 2.



208

CONTEO DEL TIEMPO DE CIERRE DE UNA ENTRADA (EN SEGUNDOS)

Determinar durante cuantos segundos se mantiene cerrada la entrada E0.5 y utilizar la entrada

E0.6 para poner a cero el conteo del tiempo.

En primer lugar, es preciso realizar una base de tiempo de un segundo, es decir, un tren de

impulsos que tenga este período. A continuación, será preciso contar cuantos impulsos de la base

de tiempos se generan durante el cierre de la entrada, es decir, los instantes en los cuales la entrada y el impulso son ciertos a la vez.



209

Diagrama del contador del tiempo de cierre de una entrada

El recorrido 2 del esquema de contactos implementa el tren de impulsos en 1 segundo de período,

tal como hemos visto en el ejemplo 16. En el recorrido 1 se observa que la entrada ZV del contador

está pilotada por la combinación lógica AND (serie de contactos en el diagrama) entre la entrada

E0.5 y el tren de impulsos, es decir, precisamente los impulsos que hay que contar. Por su parte, un

contacto de E0.6 pilota la entrada reset del contador para la puesta a cero del conteo, tal como se ha requerido.

En el programa AWL, el primer grupo de instrucciones se encarga del incremento del contador en

correspondencia con el flanco ascendente de la AND entre E0.5 y el tren de impulsos generado por



210

T3 en el segundo grupo de instrucciones. El último grupo realiza el reset del conteo sobre el flanco

ascendente de la entrada E0.6 (cierre del contacto respectivo).

El valor de conteo de Z5 representa el número de segundos durante los cuales la entrada se ha mantenido cerrada, con el límite propio de los contadores de este PLC, de 999.

CONTEO DEL TIEMPO DE CIERRE DE UNA ENTRADA (EN HORAS, MIN. Y

SEGUNDOS)

Determinar cuantas horas, minutos y segundos la entrada E0.5 permanece cerrada y utilizar la

entrada E0.6 para reponer el conteo del tiempo.

Para programar la solución a este problema se ha hecho uso de símbolos. Su correspondencia con los operandos absolutos se ha establecido según la tabla siguiente.

El programa propuesto termina con la construcción de un tren de impulsos con el temporizador

CLOCK, que funcionará como base de tiempos con un periodo de 1 segundo (ver Ejemplo 16). Al

inicio del mismo, las tres primeras instrucciones hacen avanzar el conteo del contador SEC cuando

un impulso de CLOCK se detecta durante el cierre de ENTRADA. SEC, o bien Z5, es, por

consiguiente, el contador de los segundos.

El segundo grupo de instrucciones se ocupa de la carga del valor de los segundos en ACCU2 y de la

constante 60 en ACCU1. Por tanto, los dos valores se confrontan para igualarse y, en caso de test

afirmativo, el contador MIN aumenta y el contador SEC se repone a cero. Así pues, el contador MIN

va aumentando cada 60 segundos y constituye así el contador de los minutos.

El tercer grupo de instrucciones se ocupa de la carga del valor de los minutos en ACCU2 y de la

constante 60 en ACCU1. Luego, los dos valores se confrontan para igualarse y, en caso de test

afirmativo, el contador HORAS se incrementa y el contador MIN se repone a cero. Así pues, el

contador HORAS se incrementa cada 60 minutos y constituye así el contador de las horas.

En resumen, el cuentatiempo de software construido nos permite contar hasta a 999 horas, 59

minutos y 59 segundos (¡precisos!). Todo ello, partiendo de la base que pueda considerarse un

valor tan preciso, sobre un tiempo tan largo, teniendo presentes los inevitables errores de los

relojes internos, tanto del PLC real como del PC en el que 'gira' el simulador.

Como ejercicio, modifique el programa añadiendo un contador DIAS que se incrementará en 1 cada

24 horas.

Para probar el programa, sin tener que esperar tiempos muy largos, pueden reducir la constante de

tiempo en la carga de CLOCK, aumentando así la frecuencia del tren de impulsos, o bien forzar manualmente valores de conteo próximos a los de comparación.

http://www.autoware.com/spanish/support/samples/s5100/sample16.htm



211

GENERADOR DE ONDA CUADRADA

La salida A2.7 debe estar controlada por una señal de onda cuadrada con Ton =0.5s y Toff =1.5s.

En la solución propuesta se emplean dos temporizadores que se 'rebotan' la activación.

Durante la primera carga del programa ladder, el contacto NC de T2 está cerrado y por lo tanto, la

salida del temporizador T1 (retardo a la desactivación) se activa. Ahora, también el contacto NA de

T1 en el recorrido 2 está cerrado y la salida de T2 también se activa.

Al ciclo siguiente, el contacto NC de T1 en esta ocasión está abierto y el tiempo de T1 empieza a

avanzar y su salida continua estando alta, dejando a T2 en el mismo estado.

Finalizado el tiempo de T1 (1.5 seg) la salida del mismo pasa a nivel bajo y el contacto NA en el

recorrido 2 se abre, el temporizador T2 se pone en marcha y su tiempo empieza a avanzar.

Mientras, su salida continua alta.

Transcurrido el tiempo T2, la salida del temporizador pasa a nivel bajo. Hemos vuelto así a la

condición inicial y tal como ya se ha descrito, el ciclo se repite indefinidamente.

El desarrollo temporal de las señales T1 y T2 se muestra en las dos primeras líneas del siguiente

diagrama; mientras que la tercera línea muestra el desarrollo que debería tener la salida A2.7.

Observemos que esta salida es el complemento de la señal T1, salvo en una pequeña diferencia de

tiempo, igual a un ciclo de ejecución que, para mayor claridad, se ha exagerado voluntariamente en

el diagrama. Concluyamos el programa implementando al tercer recorrido la función de asignación

de la salida del PLC según este criterio.



212

Diagrama temporal del generador de onda cuadrada

El programa AWL es la conversión pura y simple del programa ladder y consideramos que, a estas

alturas, debería ser de fácil comprensión.

Programando oportunamente el valor de las dos constantes de tiempo se puede variar Ton y Toff, realizando una onda cuadrada con la frecuencia y el ciclo de trabajo que se quieran.



213

La salida A2.7 debe estar dirigida por una señal de onda cuadrada con Ton =0.5s y Toff =1.5s.

OTRO EJEMPLO DE GENERADOR DE ONDA CUADRADA

La solución que aquí se presenta es diferente de la propuesta en el ejemplo anterior para el mismo

trazado. En efecto, aquí se ha utilizado un único temporizador de autoarranque que se programa,

en el primer grupo de instrucciones, con un tiempo igual al período de la señal requerida (2 seg).

Así pues, mientras transcurre, el tiempo varia entre 200 y 0 centésimas de segundo. Entre los

valores 200 y 50, la salida A2.7 debe programarse al estado bajo, mientras que para valores

menores de 50, esa misma deberá asumir el estado alto.

El segundo grupo de instrucciones se encarga de comparar el valor de tiempo actual con la

constante 50 y, si es menor, activar la salida.

También en este caso se puede cambiar tanto el período de la señal, variando la constante de tiempo de T3, como el tiempo en el estado alto, variando la constante decimal de comparación.

CONTROL TEMPORIZADO DE LUCES

Un pulsador conectado a la entrada E0.0 activa, durante tres minutos, un grupo de luces

conectadas a la salida A2.1. Junto con éstas se activa un piloto luminoso conectado a la salida A2.2

que, 15 segundos antes de que se apaguen las luces empieza a parpadear para avisar de la inminente finalización del tiempo. El piloto se apaga definitivamente a la vez que las luces.

Los temporizadores T2 y T3 se utilizan para generar una onda cuadrada con periodo de 1s y ciclo de

trabajo del 50%. Ambos están cargados con una constante de tiempo de 50 centésimas de

segundo. Ver Ejemplo 21.

Además, se utilizan otros dos temporizadores a impulso prolongado. T1, cargado con un tiempo de

3 minutos (KT180.2 , es decir, 180 segundos), dirige directamente la salida del grupo de luces. T0,

cargado con un tiempo inferior en 15 segundos (KT165.2), se utilizará para discriminar el instante de inicio del parpadeo del piloto indicador.





214

Diagrama del control temporizado de luces

Los desarrollos temporales de T0 y T1 a continuación del impulso sobre E0.0, se detallan en la

segunda y tercera línea del diagrama superior. La cuarta línea indica el trazado, no a escala, del

temporizador T2.

Observando la quinta línea se observa que el piloto indicador debe permanecer encendido o bien

cuando está activo T0.0 o bien cuando están activos A2.1 y T2 y simultáneamente T0 está inactivo.

Es decir, en términos de función booleana:

A2.2 = T0 OR (A2.1 AND NOT T0 AND T2)

Las soluciones propuestas implementan con precisión todo cuanto se ha descrito.

En la primera, realizada en ladder, se utilizan los dos primeros recorridos para la construcción de la

señal de onda cuadrada. Los dos siguientes activan los temporizadores de las luces y del piloto

indicador.

En el programa AWL, el primer grupo de instrucciones genera la señal de onda cuadrada. El

segundo pone en marcha los temporizadores para las luces y el piloto indicador. El tercero enciende

las luces y, por último, el cuarto enciende el piloto según las modalidades determinadas por la

expresión indicada anteriormente.

DIVISOR DE FRECUENCIA (X4)

Realizar un divisor de frecuencia por 4: cada cuatro impulsos en la entrada se activa un impulso en

la salida A2.1.

La primera parte de las soluciones propuestas realiza un tren de impulsos, tal como hemos

aprendido a hacer en el Ejemplo 16, y muestra la señal en la salida A2.0. La segunda parte

implementa efectivamente el divisor que no es otra cosa que un contador que va disminuyendo a

cada impulso del generador (entrada ZR pilotado por A2.0) y que, cuando llega a cero, se

autoprograma a valor 4 (salida Q llevada sobre la entrada S a través de M0.0).

Cada 4 impulsos de A2.0, en un sólo ciclo de ejecución, el conteo vuelve a cero. En este ciclo, la

salida del contador se desactiva y también el merker M0.0 conectado a ella. Por el contrario, la salida A2.1 del PLC se activa, a causa de la negación del contacto de M0.0 que la dirige.



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Diagrama temporal del divisor de frecuencia por 4



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CONTEO DE ENTRADAS CERRADAS. SOLUCION 1

Contar el número de las entradas cerradas del módulo 0.

Para resolver este ejemplo son necesarias operaciones que pertenecen al set integrativo. Por tanto

es necesario escribir el programa en un bloque funcional y luego reclamar a éste desde el OB1 para

permitir la ejecución cíclica. No será pues posible programar en ladder.

Depositaremos en MB80 el número de las entradas cerradas y utilizaremos W10 como puntero a la

entrada normalmente examinada. La primera parte del programa en OB1 consiste en la

inicialización a 0 de estas dos variables. La instrucción siguiente llama al bloque FB4 que contiene el

núcleo del programa.

Como consecuencia de la instrucción de llamada de bloque incondicional, la elaboración del

programa prosigue desde la primera instrucción de FB4.

Las dos primeras instrucciones de este bloque permiten cargar en RLC el complemento de la

entrada apuntado por MW10, con dirección de canal en el byte alto y dirección de módulo en el byte

bajo. Al primer paso, al estar MW10 a 0, se cargará el complemento del estado de E0.0.

La instrucción siguiente es un salto condicionado: si RLC=1, es decir, si el complemento de E0.0 es

igual a 1, o sea, si la entrada está abierta, la elaboración prosigue desde la etiqueta INC. En

cambio, si la entrada está cerrada, el salto no se efectúa y la elaboración continua con la instrucción

siguiente.

Las cuatro instrucciones siguientes incrementan el valor de MB80, es decir, del número que

representa el conteo de entradas que se hayan encontrado cerradas, cargando primero el valor en

ACCU1, y luego sumando a 1 a éste y, por último, transfiriendo el resultado de nuevo a MB80. El

conjunto de la función de estas instrucciones y de las anteriores es el de incrementar la variable

MB80 si la entrada está cerrada y de no incrementarla si la entrada está abierta.

En uno y otro caso, la elaboración llega al grupo de instrucciones señalado con la etiqueta INC que

se encarga, como primera acción, de incrementar el byte alto de MW10, es decir, MB10 y el byte

que representa el número del canal de la entrada en la operación de carga dirigida que ya habíamos

visto (con fines didácticos, hemos utilizado una operación diferente para obtener el incremento del

byte). A continuación, se confronta el valor recién obtenido con el valor 7. Si es menor o igual, la

entrada existe y debemos valorar su estado volviendo a la etiqueta TEST, tal como se ha

especificado en la instrucción de salto condicionado. Por el contrario, en caso de que el valor sea 8,

el canal no existe y tenemos que salir del bloque, habiendo examinado las ocho entradas posibles,

de E0.0 a E0.7.

La parte de programa que va de la etiqueta TEST a la instrucción SPB =TEST se realiza pues ocho

veces, antes de regresar al bloque emisor OB1 por medio de la última instrucción BE. Cada vez,

MW10 contará un valor diverso: en una sucesión y en hexadecimal 0000, 0100, 0200, 0300, 0400,

0500, 0600, 0700; y cada vez, el grupo de instrucciones B MW10 y UN E0.0 cargará en RLC el

complemento de una entrada distinta del módulo, desde el primero hasta el último. La parte de

programa que va de L MB80 hasta T MB80 se cargará únicamente si la entrada verificada

normalmente está cerrada, con el resultado de ejecutar un incremento de MB80 solo con esta

condición, y, puesto que el valor inicial de este merker byte es igual a 0, al final de la ejecución del bloque, este contará efectivamente el número de las entradas cerradas.



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Si desea analizar las entradas cerradas del módulo 1 bastará con cargar 1 como valor de

inicialización para MW10. También es posible valorar el total de entradas cerradas para los dos

módulos. Se trata de reclamar dos veces el FB4, la primera inicializando MW10 a 0 y la segunda

inicializándolo a 1. En cambio, para MB80 hará falta una sola inicialización a 0 al principio del OB1. Dejamos al lector la realización de este programa.

CONTEO DE ENTRADAS CERRADAS. SOLUCION 2

Contar el número de entradas cerradas del módulo 0.

En este ejercicio, con el propósito de utilizar una operación de desplazamiento, afrontamos una

solución diferente a la programada en el ejemplo precedente.

El contador de entradas cerradas sigue siendo MB80 y su valor sigue inicializado a 0 al principio del

OB1. Por su parte, MB10 representa una máscara de 8 bit, uno solo de los cuales será, por turno, a

1. Su valor inicial es 1, por tanto, (00000001)2, donde solo el bit 0 es cierto.

Las tres primeras instrucciones del bloque FB4 cargan en los acumuladores los valores de la

máscara y del byte de entrada relativo al módulo 0 y ejecutan la AND bit a bit. Al primer paso, con

el valor de la máscara apenas visto, la AND da resultado distinto de 0 sólo si E0.0 está cerrado. Así

pues, el salto sobre cero previsto por la siguiente instrucción solo se efectúa por entrada abierta.

Si la entrada está cerrada, como en el ejemplo anterior, incrementamos el byte de conteo MB80.

En uno u otro caso, los dos recorridos de elaboración se reúnen en la etiqueta INC donde, tras

haber cargado la máscara en ACCU1, se dispone el desplazamiento hacia la izquierda de una

posición. El resultado del desplazamiento o, mejor aun, la parte baja de éste, se retransfiere

nuevamente a MB10. Después de la instrucción L KF+256, ACCU1 contendrá el valor 256 y ACCU2

contendrá el resultado del desplazamiento. Si el bit de máscara, después de 8 desplazamientos, ha

acabado en la posición 8 del registro de 16 bit del acumulador, el valor de este último será 28=256,




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la instrucción de salto condicionado se ignora y la elaboración del bloque termina. Si el bit ocupa

posiciones inferiores, y entonces el contenido del acumulador resulta menor de 256, el salto a la etiqueta TEST se ejecuta para repetir la elaboración con el fin de examinar la entrada siguiente.

SEMAFORO PARA FORMULA 1

Con la activación del pulsador conectado a la entrada E0.0, las cinco luces de un semáforo deben

encenderse una tras otra, una a cada segundo. Al cabo de un segundo del encendido completo, las

luces deberán apagarse.

Para programar la solución a este problema se ha hecho uso de símbolos. Su correspondencia con los operandos absolutos se ha establecido según la tabla siguiente.



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El diagrama temporal siguiente muestra, en las líneas intermedias, el desarrollo de las salidas del

PLC que controlan las luces del semáforo, en función de la entrada START indicada en la primera línea.

Diagrama temporal para un semáforo de Fórmula 1

El cierre de esta entrada, además de activar la salida que controla la primera luz, que se enciende

inmediatamente, activa cinco temporizadores del tipo retardo a la activación con memoria, con

tiempos de 1 a 5 segundos. La salida de cada uno de ellos, T1 excluido, una vez transcurrido el

tiempo programado, se llevará al estado alto, activando la correspondiente luz y obteniendo con

facilidad la secuencia de encendido. Por su parte, el temporizador T1, se encarga del apagado de

todas las luces desactivando L1 y todos los demás temporizadores, incluido él mismo.

Ponga en Run el PLC, trasforme el interruptor 0.1 en un pulsador, accione el pulsador y ¡que gane el mejor!



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LUCES SECUENCIALES EN CUATRO CANALES

Construir un secuenciador de 4 canales que prevea el siguiente esquema de encendido.

Esquema de encendido para un secuenciador de 4 canales

El esquema establece la secuencia de encendido de las luces conectadas a cuatro canales. Los

círculos negros indican la activación del canal durante su paso específico. Así, durante el paso 0

estará activo el canal 0, durante el paso 1 el canal 1, y así sucesivamente. Si las luces se disponen

en línea, el efecto será el de un desplazamiento de la fuente luminosa desde la primera hasta la

última posición y luego al contrario.

Al paso 5 le sucede un paso 6 idéntico al 0 y luego otro idéntico al paso 1, es decir, el diagrama se

va recorriendo cíclicamente. Imaginen que lo recortan y lo enroscan formando un cilindro y hacen

coincidir los límites opuestos del paso 0 y del 5, sería algo similar al tambor de un carillón: cuando

se acaba la musiquilla, vuelve a empezar de nuevo.

Continuando con nuestro símil sonoro, para que un carillón funcione necesitamos un cilindro con

unas levas dispuestas de un modo adecuado sobre su superficie lateral y un mecanismo que lo haga

girar.

Empezaremos precisamente por construir este último. El mecanismo de avance de nuestro

secuenciador será un tren de impulsos con período de 0.2 segundos, es decir, una base de tiempo

con un período elegido arbitrariamente. Las instrucciones

UN -TIMER

L KT20.0

SA -TIMER

constituyen un tren de impulsos, tal como hemos aprendido a hacer en el Ejemplo 16. El cilindro,

por su parte, estará formado por un contador que, partiendo de 0, va incrementándose a cada

impulso.

UN -TIMER

ZV -COUNTER

Cuando llegue a 6, es decir, después del último paso, deberá reprogramarse al valor 0 de partida,

siendo, además, idéntico el paso 6 al paso 0 .

L -COUNTER

L KF+6

!=F

R -COUNTER

Antes de disponer las levas sobre el cilindro identificamos los tramos del cilindro que corresponden

a cada paso especifico. Las instrucciones

L -COUNTER

L KF+0

!=F

= -PASO0

programan a 1 el merker PASO0 cuando el contador vale 0, identificando entre los posibles valores

del contador el correspondiente a dicho paso. Los siguientes grupos de instrucciones programan los

merker correspondientes para cada uno de los demás pasos. Así, al final, cada 0.2s será activo un

merker diverso, a continuación de PASO0 a PASO5 y, luego, volviendo a empezar desde PASOO0.

Ahora que hemos identificado las posiciones podemos insertar las levas. Empezamos por el canal 0

y observamos de nuevo la parrilla de encendido. El canal 0 está activo sólo durante el paso 0, o



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sea:

O -PASO0

= -CH0

El canal 1 debe estar activo tanto durante el paso 1 como durante el paso 5:

O -PASO1

O -PASO5

= CH1

Proseguimos así para los otros dos canales, hasta terminar el carillón o, abandonando ya el símil

didáctico, el secuenciador.

En este ejemplo se puede aumentar o disminuir la duración de los pasos simplemente cambiando la

constante con la que se carga el temporizador, produciendo el efecto de variar la velocidad del

desplazamiento aparente de la fuente luminosa. Se puede modificar el número de pasos, cambiando

la constante del valor de conteo para la reposición del contador y añadiendo otros valores para

confrontar los nuevos pasos. También es posible cambiar la secuencia de encendido de las luces, modificando las condiciones en los grupos de OR que constituyen la última parte del programa.



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Seguramente, la que hemos presentado no es la única solución al problema y, por lo general, a

medida que éste se hace más complejo, las posibles soluciones aumentan. Posiblemente ni siquiera

es la mejor en términos de versatilidad, simplicidad, de mantenimiento o de elegancia de



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programación, si bien en el próximo ejemplo propondremos una solución que responde mejor a

estos requisitos, pero es la aproximación más sencilla, que utiliza en definitiva las instrucciones más

comunes, que hemos logrado reproducir, y esto es un requisito fundamental para la tarea que nos hemos propuesto: acompañarles en sus primeros pasos en el mundo de la programación de los PLC.

LUCES SECUENCIALES EN BARRA

Construir un secuenciador de 8 canales que prevea el siguiente esquema de encendido.

Esquema de encendido para luces secuenciales en barra

El efecto óptico, si las luces están dispuestas en línea vertical al igual que los LED del módulo del

PLC, es el de un llenado progresivo de la barra debido a fuentes luminosas que aparecen por arriba

y que poco a poco van descendiendo hasta ocupar la última posición libre, es decir, apagada. Una

vez iluminada toda la barra, el ciclo vuelve a empezar, apagando las luces y reiniciando su llenado.

La secuencia es bastante más complicada que la anterior como para obligarnos a buscar una

solución distinta, más funcional y, tal vez, más versátil. La solución prevista utiliza un bloque de

datos para memorizar las combinaciones de encendido de la secuencia. Cada data word contiene,

en el byte bajo, el código de encendido de las luces. La última word contiene el dato (FFFF)16 que

actúa de finalizador de secuencia con las modalidades que en seguida veremos.

El corazón del programa está constituido por el bloque FB10 que se llama cada 2 décimas de

segundo y que se encarga de leer los datos y de enviarlos al módulo de salida. Veamos como.

MW100 constituye el puntero en la data word actual. Su valor inicial es 0. El grupo de instrucciones

en la etiqueta READ, siguiente a la apertura del DB20, carga primero el valor (FFFF)16 en el

acumulador, y luego el valor de la data word corriente, utilizando una instrucción dirigida, y




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confronta los dos valores: si son distintos, la elaboración continua transfiriendo el contenido de

ACCU1, el dato de la secuencia, al módulo 2 de salida. A continuación, después de haberse

incrementado con el valor del puntero, se retorna al bloque reclamante de manera que, cuando sea

nuevamente reclamado FB4, la data word cargada será la siguiente.

En cambio, si el valor leído es igual a (FFFF)16, la elaboración continua primero en la etiqueta INIT,

donde se realiza la puesta a cero del índice para la vuelta al principio de la secuencia, y luego en la etiqueta READ para la nueva lectura de la primera combinación de la secuencia, DW0.



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PLC – EJEMPLO DE USO CONTACTOS Y BOBINAS

A continuación se dará ejemplo sencillo en

donde se pueden utilizar puros contactos y

bobinas.

Ejemplo: armar un programa en escalera el

cual me encienda un motor eléctrico a través

de un contacto y que éste se apague cuando

presionemos otro contacto.

Como se observa el contacto I0.0 e I0.2 son

elementos de entrada y la bobina M0.0 es una

bobina interna del PLC.

La salida en este caso un motor eléctrico se

representa con la bobina Q0.0

Explicación del ejemplo A: cuando usted presione el elemento I0.0 este hará que se active la bobina

M0.0 y a causa de ello provocara que el contacto auxiliar M0.0 se cierre y así se encienda el motor

eléctrico.

El contacto auxiliar M0.0 sirve como una retroalimentación al circuito.



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TEMAS COMPLEMENTARIOS - ANEXOS:

MINIS PLCs. Logo Siemens

BUSES DE COMUNICACIÓN ENTRE PLCs

CONTROL NUMERICO - CNC

BIBLIOGRAFIA Y MATERIALES UTILIZADOS: 1- Simatic S5 Autómata programable S5-100U:

Manual CPU 100/102/103 - Referencia del Manual: 6ES5998-0UB43

EWA 4NEB 81 2 61 20-04 - Edición 03

2- simatic S5 - S5-155u

Manual de Programación - Referencia del Manual:

6ES5 998-3PR41 10/98 - C79000-G8578-C848 - Versión 04

3 - http://www.autoware.com/spanish/support/s5samp.htm

4 - http://www.autoware.com/spanish/s5100.htm

5 - http://www.infoplc.net/

6 - http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia%3aPortada

7 - Manual LOGO! Siemens- A5E00067783 01

8 - http://w1.siemens.com/entry/es/es/

9 - Curso práctico de electrónica industrial y automatización:

Incluye PLCS, electricidad industrial y electrónica de potencia.

Ramos Ramos, G., Hernández M., J. & Castano Welgos, J. (2002).

Pereira: CEKIT. ISBN 958-657-382-6; 958-657-383-4

10 - SOFTWARE DE SIMULACION DE LA EMPRESA AW-SYS

11 - SOFTWARE DE SIMULACION LOGO DE LA EMPRESA SIEMENS

12 - VIDEOS SOBRE AUTOMATIZACION Y ACTUADORES/SENSORES EMPRESA FESTO

Manual plc general preparado

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Transcript of Manual plc general preparado