Plc- Learnmate 1

8/3/2019 Plc- Learnmate 1

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Introduccin

En este mdulo recibirs una introduccin acerca de los ControladoresLgicas Programables, las entradas y las salidas y los diagramas deescalera. Utilizars el software de simulacin PLCMotion para escribir,ejecutar y modificar un programa de control. Finalmente desarrollarsun proyecto virtual para demostrar tus conocimientos de programacin.

Este mdulo consta de cinco actividades:

Actividad 1: Conceptos bsicosActividad 2: Examinar las relaciones entrada/salidaActividad 3: Herramientas de monitoreo del PLCActividad 4: Escritura y simulacin de un diagrama de escalera bsicoActividad 5: Proyecto: Control de un sistema de clasificacin

Pgina 1 de 45Print Tecnologa del PLC 1: Fundamentos de la Lgica de Escalera (1)

10/08/2011http://www.learnmate.net/cgi-bin/bu.cgi?page=good_content_pr&module_id=966&modu...


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Charla en lneay del Foro

A lo largo de esta clase,usa la 'Charla en lnea' yel 'Foro' para interactuarcon tu instructor y con tuspares.

Adems de la 'Charla enlnea' y del 'Foro'generales de la clase, sehan creado otrosexclusivos para esteproyecto que completarsmas tarde.




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Actividad 1: Conceptos bsicos

En esta actividad aprenders sobrecontroladores lgicos programables (PLC) y suutilizacin en el mundo industrial moderno de

hoy. Experimentars con un panel virtual deentrada/salida para aprender la diferencia entrelos componentes de entrada y de salida.

Esta actividad incluye los siguientes temas:.

Controladores lgicos programables.

Entradas y salidas




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OBJETIVOS

En esta actividad realizars lo siguiente:.

Definir el trmino controlador lgico programable.

Definir los trminos entrada y salida.

Aprender sobre los usos tpicos de los PLC en la industria y la vidacotidiana.

Distinguir entre entradas y salidas discretas y analgicas.

Determinar si los dispositivos son de entrada o de salida.




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Controladores lgicos programables (PLC)

Qu es un PLC?

En este mdulo te introducirs en un controlador llamado PLC. La siglaPLC significa controlador lgico programable. Un PLC se utiliza amenudo como el "cerebro" en un amplio rango de sistemas controladosmodernos.

Esencialmente, un PLC es un computador de bajo nivel capaz deconectarse con instrumentos de campo para leer datos de entrada ycontrolar datos de salida. Los PLC pueden generalmente programarse

desde una PC, utilizando tpicamente lgica de escalera, grficos defunciones secuenciales y/o texto estructurado.

En algunos casos, los PLC se conectan a un computador de controlcentral. Cada PLC trabaja independientemente para controlar su tareamientras realimenta informacin al computador central.

Los PLC constituyen los fundamentos de lo que se denomina "controldistribuido". De la misma forma que los sistemas informticos hanmigrado desde grandes computadoras con una unidad central, lossistemas de control han distribuido la "toma de decisiones" en los PLC(nodos de control inteligentes).




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Cmo funciona?

Los controladores lgicos programables adquieren entradas del mundoreal a travs de sensores y convierten esas entradas en sealeselctricas. Estas seales actualizan una tabla de entrada en el"computador".

Una placa de E/S (entrada/salida) suministra el vnculo decomunicacin entre procesador y sensor. Las seales de entrada seutilizan para determinar cules salidas estarn activadas y cualesdesactivadas.




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El PLC en el mundo industrial moderno

El PLC es habitual en el mundo industrial de hoy. Por ejemplo, debido asu capacidad de control de entradas en memoria, muchos elementosde una planta de ensamblaje utilizan PLC. En realidad, casi todas laslneas de automatizacin existentes estn controladas por un PLC .

Estas pequeas unidades estn basadas en microprocesador ycontienen posiciones de memoria no voltil (memorias que conservan

almacenados los datos al quitar la alimentacin). Un PLC podracontrolar una instalacin de bombeo de aguas residuales para elDepartamento de Servicios Pblicos de una ciudad, mientras que otroPLC controla un horno de fundicin en una fbrica cercana.

Los PLC se utilizan para controlar procesos que necesitanrealimentacin para poder crear consistencia. Por ejemplo, enJanesville (Wisconsin, EE.UU.), en el Establecimiento Fabril deCamiones de General Motors, los controladores lgicos programablesse utilizan en el taller de chapa y pintura conectados a robots,equipamiento de sellado y herramientas pesadas automticas quesueldan la carrocera de planchas metlicas de un vehculo utilitariosuburbano.




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El PLC en el mundo industrial moderno (continuacin)

Algunas aplicaciones que utilizan PLC en la planta de Janesville sonlas siguientes:

Automatizacin de soldadura dura

Sistemas de fabricacin flexible

Aplicaciones de sellado

Sistemas de llenado de fluidos

Sistema de monitoreo de instalaciones




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Entradas ysalidas

Qu son las entradas ysalidas?

En la siguiente actividad,activars y utilizars unPLC para controlar variosdispositivos. Estosdispositivos puedendividirse en dos categorasprincipales: dispositivos deEntrada y dispositivos deSalida.

Entrada dispositivo quetransmite datos al PLC. Elestado de los dispositivosde entrada refleja el estadodel sistema controlado o un

requerimiento operativo. ElPLC monitoreaconstantemente el estadode estos dispositivos y loscontrola utilizando unsistema de instruccionespredefinidas.




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Qu son las entradas y

salidas? (continuacin)

Salida dispositivo querecibe instrucciones deactivacin desde el PLC. Elestado de los dispositivosde salida se determina porel estado de losdispositivos de entrada ypor las instrucciones decontrol.




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Dispositivos de entrada ysalida

Cmo ya aprendiste, loscontroladores lgicosprogramables controlanentradas y salidas del

mundo real paraautomatizar un proceso.Desplaza tu ratn sobre laimagen para ver algunosdispositivos de entrada ysalida. Los dispositivos deentrada y salida incluyen:

Dispositivos de entrada:.

Interruptores deproximidad.

Flujmetros.

Interruptores delmite.




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Dispositivos de entrada ysalida (continuacin)

Dispositivos de salida:.

Vlvula solenoide.

Rel electromagntico.

Arrancador de motor.

Manmetros.

Bocina instalada enun automvil .




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Ejemplo del mundo real

Fjate en el ejemplo de unsistema de control de nivelcontrolado por PLC. En untanque se ajusta un flotanteal nivel marcado como 2. Elflotador es un dispositivo deentrada que se utiliza como

sensor de nivel. Al controlaruna vlvula deapertura/cierre que sirvecomo dispositivo de salida,el usuario puede controlarel nivel de agua.

Las instrucciones de controlestn almacenadas en lamemoria del PLC. El PLCrecibe constantemente unaseal de entrada (en estecaso, el nivel de agua). Elcontrolador controla eldispositivo de salida (la

vlvula) de acuerdo a laentrada (el nivel de agua) ylas instruccionesprogramadas en sumemoria.




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Discreto y analgico

Los dispositivos de E/S se refieren a los datos ledos y escritos por elcontrolador programable.

Hay dos tipos de entradas y salidas:.

E/S discretas, que consisten en datos representados por unos yceros. Los sistemas de E/S discretas se utilizan para controlar sistemas

que pueden nicamente permanecer en uno de dos estados posibles,tales como el estado de ENCENDIDO o APAGADO de un motor o deuna lmpara.

Las E/S analgicas utilizan varios bits para representar un valor

entero. Por ejemplo, la presin de un sistema neumtico podra tenercualquier valor entre 0 y el valor entero ms alto disponible en unaescala indicadora de presin determinada.




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Discreto y analgico

Las seales de entradadiscretas generalmente se

utilizan para determinar siocurri un cierto evento(por ejemplo, el pistn seencuentra totalmenteextendido o la presin essuperior a 3 bars). Losdispositivos de salidasdiscretas se utilizan paracontrolar elementos queslo pueden permaneceren uno de dos estadosposibles.




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Introduccin a la lgica de escalera

En este mdulo, emplears un PLC y dispositivos de entrada virtualespara controlar dispositivos de salida. Programars un PLC virtualutilizando el lenguaje de programacin de lgica de escalera, unlenguaje que se utiliza habitualmente en la programacin de PLC.

En todo este mdulo, aprenders comandos bsicos del lenguaje de

programacin de lgica de escalera. Ms adelante programarsdiagramas de escalera utilizando esos comandos para controlardiferentes sistemas de control de tipo industrial. Este lenguaje grficoest estrechamente relacionado con los diagramas elctricos de lgicade rels.




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Actividad 2: Examinar las relacionesentrada/salida

En la actividad anterior, te introdujiste en elmundo de los controladores lgicos

programables y sus principales usos en laindustria y en las aplicaciones diarias que nosrodean. En esta actividad explorars lasdefiniciones de lgica y software PLCMotion.Como veremos, los controladores lgicosprogramables pueden simularse mediante eluso del software PLCMotion.




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Esta actividad incluye los siguientes temas:

Controlador lgico programable

Introduccin a la lgica

Software PLCMotion




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OBJETIVOS

En esta actividad realizars lo siguiente:

Explorar en profundidad el significado que encierra la sigla PLC.

Definir el trmino variable lgica.

Definir el trmino HMI (interfaz hombre mquina).

Activar el software PLCMotion.

Cargar y ejecutar un programa de PLC.

Examinar las relaciones entre entradas y salidas en un diagrama deescalera.

Observar la funcionalidad de una HMI.




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MATERIALES

En esta actividad necesitars los siguientes materiales:

Computador con software PLCMotion.




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Controlador lgico programable

Qu implica el nombre?

Habindote introducido en el PLC (controlador lgico programable),debers ahora entender lo que representa la sigla PLC en s misma:

Programable - Esta palabra indica que el PLC puede programarse.Esta caracterstica te permite ordenarle al PLC que realice un ampliorango de tareas de control.

Lgico - Esta palabra indica que la tcnica de programacin del PLCest basada en los principios de la lgica. Programar un PLC suponevariables y funciones lgicas. Seguir a continuacin un breve repasode los principios de la lgica para suministrarte los fundamentos quenecesitas para programar un PLC.

Controlador- Esta palabra indica que el PLC controla y supervisaun proceso o la accin de alguno de sus componentes. Naturalmente,el programa lgico que reside en la memoria del PLC determina elcontrol del mismo.




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Introduccin a la lgica

Definicin

La lgica es un campo de las matemticas. Presenta una manera deobtener conclusiones consistentes, por medio de deducciones basadasen un conjunto de hechos y las relaciones entre ellos.

Los "hechos" utilizados en lgica se denominan variables lgicas.Las caractersticas de estas variables es que pueden tener los estadosverdadero o falso. La lgica no se ocupa de hechos o variables que noconcuerden con esta definicin.

La deduccin lgica puede definir claramente cul debe ser el resultado(salida) de un cierto estado factual(entrada). Las instrucciones del"cmo deducir" se definen en el programa. En otras palabras, la salidaes el resultado de las instrucciones del programa Y el estado de laentrada. El estado de la salida se puede utilizar para activar elementosen el sistema de control, provocando que ste ejecute tareas, segn lodefina el programador.




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Software PLCMotion

Resea general

PLCMotion es un paquete de software de simulacin y emulacin quecuenta con animacin de HMI para brindar una simulacin prctica delprograma de un PLC. PLCMotion te permite disear, operar y observarlos diferentes parmetros de un programa en ejecucin. Los diagramasde escalera se pueden imprimir, alterar y mejorar si fuera necesario.

Las escaleras pueden simularse con una interfaz hombre mquina(HMI) basada en Flash, que consiste bsicamente en una interfazgrfica de usuario que representa las relaciones E/S y los procesos quese controlan.

PLCMotion est compuesto de dos mdulos diferentes: PLCEditor(editor de PLC) y PLCSimulator (simulador de PLC). PLCEditor permiteque los usuarios escriban y editen diagramas de escalera yPLCSimulator que simulen diagramas de escalera por medio de unaanimacin de HMI.

En esta actividad ejecutars PLCSimulator, cargars un programa de

PLC y lo ejecutars. Por medio de la HMI en Flash, vers como elestado del dispositivo de entrada afecta al estado del dispositivo desalida.




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Resea general(continuacin)

Los vnculos internos delas tareas de LearnMate tepermiten controlar yoperar PLCMotiondirectamente desde elentorno LearnMate.Cuando haces clic en unvnculo para poderejecutar PLCMotion,LearnMate verifica quePLCMotion est instaladoen tu computador. Si noest instalado, recibirs unaviso para que lo instales.

Importante: Si no poseespermisos deadministracin (si no estsautorizado para instalarprogramas) en estecomputador, por favor

contacta al administradordel sistema para que teinstale PLCMotion.




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HMI del panel de E/S

Algunas actividades eneste mdulo incluyen el usode la HMI del panel de E/S.Este panel de E/S estprovisto de variosdispositivos de entrada ysalida que te permiten

entender mejor laactivacin y desactivacinde entradas y salidascuando utilizas un PLC:

Unidad de motor de CCequipado con:

Sensor de proximidad(entrada) en el extremoizquierdo

Interruptor deproximidad (entrada) en elextremo derecho

Codificador (entrada)

Motor (salida)




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HMI del panel de E/S(continuacin)

Zumbador (salida)

Unidad de interruptoresde palanca que contienetres interruptores (entrada)

Unidad de tres lmparas- roja, amarilla y verde -(salida)

Unidad de solenoide quecontiene:

Interruptor de lmiteoperado por solenoide(entrada)

Solenoide (salida)




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El codificador es accionadopor el motor y se utilizapara medir el movimientodel eje. La unidad del motorse controla utilizando lassalidas de dos PLC. Alenergizar una de lassalidas se mueve el motoren un sentido, accionandola tuerca hacia la izquierda.Al energizar la otra salidase mueve el eje de salidadel motor en sentidocontrario, accionando as latuerca hacia la derecha.Por ejemplo cuando latuerca del motor alcanza ellmite izquierdo de la rosca,el sensor recibe una sealy le enva esa informacinal sistema. Lo mismo

sucede cuando la tuercaalcanza el interruptor dellado derecho de la rosca.




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Arriba del codificador hayun zumbador. Esteelemento se utiliza comodispositivo de salida.Cuando ciertas condicionesde entrada son verdaderasy por lo tanto se activa unasalida, se puede hacersonar el zumbador odesactivarlo.

Los interruptores depalanca, que puedenconectarse odesconectarse, sondispositivos de entrada,mientras que la unidad delmparas, que puedeencenderse o apagarse, es

un dispositivo de salida.




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Finalmente, la unidad desolenoide es un dispositivode salida. El interruptor delmite es el dispositivo deentrada de la unidad, queindica cuando el solenoidese encuentracompletamente extendido.El solenoide, por otra parte,es un dispositivo de salida,que se activa cuandorecibe instrucciones delPLC.




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Tarea: EjecutarPLCSimulator ycargar unprograma

1 Haz clic aqu para abrirun diagrama de escaleraen PLCSimulator junto conuna HMI.

2 Selecciona File | Open(Archivo | Abrir).

3 Haz doble clic sobre lacarpeta Solutions(Soluciones).

4 Selecciona el archivoPLCLINE4.LAD.

5 Haz clic en Open(Abrir).




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Utilizars PLCSimulatorpara simular diagramas deescalera. El mdulo HMIse utilizar para observar

la simulacin en lnea dediagramas de escalera.

La parte superior de lapantalla contiene lasinstrucciones de controlque determinarn laaccin del dispositivo desalida del sistema. Cadaconjunto de instruccionesest dispuesto en unpatrn que se parece a losescalones de unaescalera.




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De aqu que este tipo de tcnica de programacin se denomineprogramacin de Diagrama de escalera.

La parte inferior de la pantalla contiene la HMI, que representa unmodelo virtual de E/S.




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Tarea: Simularun diagrama deescalera

Como aprendiste,PLCSimulator te permitesimular programasescritos y editados conPLCEditor.

1 Asegrate que lasventanas PLCSimulator yHMI aparezcan en tupantalla. Si no aparecen,presiona las teclas Alt yTab simultneamentehasta que lo hagan.PLCSimulator deberocupar el tercio superiorde tu pantalla, mientrasque HMI ocupar los dostercios inferiores.




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Tanto PLCSimulator comoHMI deben permanecervisibles en esta tarea. SiPLCSimulator quedaoculto debajo de tuventana de LearnMate,

sigue las siguientesinstrucciones:

2 Haz clic con el botnderecho en el iconoPLCSimulator en tu barrade tareas de Windows

.

Aparece un men. Lamarca de verificacinaparecer al lado deAlways on Top (Siempreen la parte superior).

3 Haz clic en Always onTop.




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4 Haz de nuevo clic con elbotn derecho en el iconoPLCSimulator en tu barrade tareas de Windows

.




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Se muestra nuevamenteel men. La marca deverificacin ya no estpresente.

5 Haz clic en Always on

Top.

Ahora PLCSimulatorpermanecer visible.

Para ver unademostracin de esteproceso, haz clic aqupara minimizar lasventanas PLCSimulator y

HMI. Haz clic en ShowMe (mustrame).

6 Haz clic aqu pararecuperar las ventanas

PLCSimulator y HMI.




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7 Asegrate de que los tres

interruptores conmutadoresde la HMI estn en laposicin de desconexin(posicionados hacia laizquierda).

8 Haz clic en Simulate

para simular elprograma.




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9 Haz clic en Onlinepara iniciar la comunicacinentre PLC y HMI.

Todas las operaciones(conexin de interruptores,etc.) se pueden realizarutilizando ya sea la HMI oel diagrama de escalera. LaHMI es un mdulo demonitoreo grfico. Porejemplo, activar la direccinde un interruptor en eldiagrama de escaleraafectar el estado de losinterruptorescorrespondientes en la HMIy viceversa.




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Tarea: Examinarlas relacionesentrada/salida

Ahora conectars losinterruptores en variasconfiguraciones. Anota lasconfiguraciones para quepuedas responder laspreguntas que seencuentran al final de tuprctica. Recuerda quecada interruptorrepresenta una direccinde entrada en el diagramade escalera. Asimismo,cada uno de losdispositivos mostradosson dispositivos deentrada y de salida que sepueden activar segn la

configuracin de losinterruptores.

Observa que losinterruptores de la HMI(Interfaz hombre mquina)son del tipo conmutador,lo que significa quemoviendo el interruptorhacia la derecha, seproduce contacto hastaque vuelvas el interruptora su posicin anterior.




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1 Conecta el interruptor superior. Los dos interruptores restantesdebern estar desconectados.

La lmpara roja se enciende. La lmpara se enciende debido a lapresencia de una instruccin que especifica la activacin de la lmparasegn el estado del interruptor.

2 Desconecta el interruptor superior.

3 Conecta el interruptor central. Los dos interruptores restantesdebern estar desconectados.




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Ahora se enciende la lmpara amarilla. La lmpara se enciende debido

a la presencia de una instruccin que especifica la activacin de lalmpara segn el estado del interruptor.Podras pensar que conectando los dos interruptores se encendernlas dos lmparas. Ahora verificars esta suposicin.

4 Mantn el interruptor central conectado y conecta el superior.

Se apaga la lmpara amarilla y se enciende la lmpara verde.

5 Conecta el interruptor inferior, dejando conectados los interruptoressuperior y central.




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El pistn del solenoide se extiende y se retira rpidamente.

6 Desconecta el interruptor superior, dejando conectados losinterruptores central e inferior.

Suena el zumbador.

7 Desconecta el interruptor central, dejando desconectado el interruptorsuperior y conectado el inferior.

La tuerca del motor comienza a moverse a lo largo de la rosca hacia laderecha. Observa que mientras el motor est girando, parpadea lalmpara amarilla. Una vez que la tuerca alcanza el sensor derecho, elmotor se detiene y la lmpara amarilla se apaga.




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8 Conecta el interruptor superior, dejando desconectado el interruptorcentral y conectado el inferior.

La tuerca del motor comienza ahora a volver a lo largo de la roscahacia la izquierda Observa que mientras el motor est girando,parpadea la lmpara roja. Una vez que la tuerca alcanza el sensorizquierdo, el motor se detiene y la lmpara roja se apaga.

9 Desconecta todos los interruptores.

10 Haz clic aqu para minimizar PLCSimulator y la HMI.




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11 Compara losresultados que registrastedurante la operacin de laHMI con la tablamostrada.

12 Haz clic aqu pararestaurar PLCSimulator yla HMI.

13 Para el programaseleccionando Simulate |Simulation (Simular |Simulacin) o haciendoclic en Start/Stop

Simulation(Iniciar/Detenersimulacin).




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14 Haz clic en On-Line para cancelar la comunicacin en lnea.

15 Haz clic aqu para cerrar PLCSimulator y la HMI.


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