Reporte 2 Programacion en PLC

8/19/2019 Reporte 2 Programacion en PLC

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Unidad Profesional Interdisciplinaria enIngeniería y Tecnologías Avanzadas

Automatización Industrial

Lógica con PLC

Alumnos:

Perdomo Fragoso Daniel Alejandro

Pioquinto Cruz Jonathan

Ramírez Martínez Marino Ary

Grupo:

3MM8

México D.F. a 29 de febrero de 2016


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Índice

Objetivo ..................................................................................................................................................................... 3

Introducción ............................................................................................................................................................ 3PLC ......................................................................................................................................................................... 3

Funciones ....................................................................................................................................................... 3

Lenguaje Ladder ............................................................................................................................................... 4

Programación ............................................................................................................................................... 5

Entornos de programación ..................................................................................................................... 6

Material ..................................................................................................................................................................... 6

Desarrollo................................................................................................................................................................. 6

Procedimiento ........................................................................................................................................................ 8

Conclusiones ......................................................................................................................................................... 11

Bibliografía ............................................................................................................................................................ 15

Anexos ........................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.


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Objetivo Utilizar el programa Step7 de siemens para programar las compuertas lógicas en

lenguaje ladder.

Cargar el programa al PLC y realizar las conexiones pertinentes para verificar el

funcionamiento del programa.

Introducción

PLC

Un Controlador Lógico Programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC

(Programmable Logic Controller), es una computadora utilizada en la ingeniería automática

o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el

control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.

En pocas palabras es un dispositivo programable por el usuario destinago a gobernar

máquinas o procesos lógicos y/o secuenciales.

Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras

de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida,

rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración

y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen

almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo

de un sistema de tiempo real «duro», donde los resultados de salida deben ser producidos

en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no

producirá el resultado deseado.

Funciones

La función básica y primordial del PLC ha evolucionado con los años para incluir el control

del relé secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de control

distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación, almacenamiento,

potencia de procesamiento y de comunicación de algunos PLCs modernos son

aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio. Un enlace-PLC

programado combinado con hardware de E/S remoto, permite utilizar un ordenador de

sobremesa de uso general para suplantar algunos PLC en algunas aplicaciones.

En cuanto a la viabilidad de estos controladores de ordenadores de sobremesa basados en

lógica, es importante tener en cuenta que no se han aceptado generalmente en la industria

pesada debido a que los ordenadores de sobremesa ejecutan sistemas operativos menos

estables que los PLCs, y porque el hardware del ordenador de escritorio está típicamente

no diseñado a los mismos niveles de tolerancia a la temperatura, humedad, vibraciones, y la

longevidad como los procesadores utilizados en los PLC. Además de las limitaciones de

hardware de lógica basada en escritorio; sistemas operativos tales como Windows no se

prestan a la ejecución de la lógica determinista, con el resultado de que la lógica no siempre

puede responder a los cambios en el estado de la lógica o de los estado de entrada con la

consistencia extrema en el tiempo como se espera de los PLCs.

Sin embargo, este tipo de aplicaciones de escritorio lógicos encuentran uso en situacionesmenos críticas, como la automatización de laboratorio y su uso en instalaciones pequeñas


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en las que la aplicación es menos exigente y crítica, ya que por lo general son mucho menos

costosos que los PLCs.

Lenguaje Ladder

LADDER, también denominado lenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de

programación gráfico muy popular dentro de los autómatas programables debido a que estábasado en los esquemas eléctricos de control clásicos. De este modo, con los conocimientos

que todo técnico eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de

lenguaje.

Ladder es uno de los varios lenguajes de programación de PLC estandarizado en IEC 61131-

3.

Para programar un autómata con LADDER, además de estar familiarizado con las reglas de

los circuitos de conmutación, es necesario conocer cada uno de los elementos de que consta

este lenguaje. A continuación se describen de modo general los más comunes.

Símbolo Nombre Descripción

Contacto NA

Se activa cuando hay un

uno lógico en el elemento

que representa; esto es,

una entrada (para captar

información del proceso a

controlar), una variable

interna o un bit de sistema.

Contacto NC

Se activa cuando hay un

cero lógico en el elemento

que representa; esto es,

una entrada (para captar

información del proceso a

controlar), una variable

interna o un bit de sistema.

Bobina NA

Se activa cuando lacombinación que hay a su

entrada (izquierda) da un

uno lógico. Su activación

equivale a decir que tiene

un uno lógico. Su

comportamiento es

complementario al de la

bobina NC.


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Bobina SET

Una vez activa (puesta a 1)

no se puede desactivar

(puesta a 0) si no es por su

correspondiente bobina en

RESET. Sirve para

memorizar bits y, usada

junto con la bobina RESET,

dan una enorme potencia

en la programación.

Bobina JUMP

Permite saltarse

instrucciones del programa

e ir directamente a la

etiqueta que se desee. Sirve

para realizar

subprogramas.

Se suele indicar mediante los caracteres B ó M y tienen tanto bobinas como contactos

asociados a las mismas de los tipos vistos en el punto anterior. Su número de identificación

suele oscilar, en general, entre 0 y 255. Su utilidad fundamental es la de almacenar

información intermedia para simplificar esquemas y programación.

Los bits de sistema son contactos que el propio autómata activa cuando conviene o cuando

se dan unas circunstancias determinadas. Existe una gran variedad, siendo los más

importantes los de arranque y los de reloj, que permiten que empiece la ejecución desde unsitio en concreto y formar una base de tiempos respectivamente. Su nomenclatura es muy

diversa, dependiendo siempre del tipo de autómata y fabricante.

Programación

Una vez conocidos los elementos que LADDER proporciona para su programación, resulta

importante resaltar cómo se estructura un programa y cuál es el orden de ejecución.

El siguiente esquema representa la estructura general de la distribución de todo programa

LADDER, contactos a la izquierda y bobinas y otros elementos a la derecha.


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En cuanto a su equivalencia eléctrica, podemos imaginar que la línea vertical de la izquierda

representa el terminal de alimentación, mientras que la línea vertical de la derecha

representa el terminal de masa.

El orden de ejecución es generalmente de arriba abajo y de izquierda a derecha, primero los

contactos y luego las bobinas, de manera que al llegar a éstas ya se conoce el valor de loscontactos y se activan si procede. El orden de ejecución puede variar de un autómata a otro,

pero siempre se respetará el orden de introducción del programa, de manera que se ejecuta

lo que primero se introduce.

Entornos de programación

Para programar en Ladder se necesita un entorno de desarrollo integrado (IDE, por sus

siglas en inglés), que consiste en un software que normalmente corre en una computadora

y permite diseñar y transferir la lógica implementada al PLC (Controlador Lógico

Programable).

Un ejemplo de software de programación Ladder es el entorno Step 7 de Siemens, el cual se

usará a lo largo del curso, el cual permite implementar la lógica Ladder y luego transferirla

al PLC.

Material 25 cables banana-banana.

PLC Siemens S7-2000 con su respectivo cable de alimentación y de comunicación

PPI.

Computadora con Step 7 instalado.

DesarrolloEmpleando el programa Step 7 y conociendo los nombres de las entradas y salidas del PLC

para usarlos como variables de E/S se comenzará la programación de las compuertas

lógicas.


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Cabe mencionar que es muy importante conocer los nombres de las entradas y salidas del

PLC pues el propio programa realiza el direccionamiento de las variables creadas y si se

emplean nombres cualesquiera, el programa marcará error.


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Al terminar únicamente resta conectar el PLC a la computadora por medio del cable PPI y

compilar y poner el programa en modo RUN.

ProcedimientoEn la siguiente imagen se puede apreciar la consola de conexiones, donde en la parte

superior se tienen los botones que en el caso de esta práctica funcionaran como entradas.

Más abajo se encuentran las bases usadas para relevadores, en donde se colocaran para

obtener acceso a sus terminales a través de los cables banana.

En la parte baja se encuentra el riel estandarizado donde irá montado el PLC. En la parte

inferior se encuentran varios focos de neón que funcionaran como salidas para cada una de

las compuertas que se construirán con lógica de relevadores.


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Se realizó la siguiente conexión teniendo cuidado de energizar primero al PLC y

posteriormente conectar el cable de comunicación y por último las entradas y salidas.

Al cargar el programa se pondrá al PLC en modo run y se habilitará la opción “Estado del

programa” para ver desde software que el estado de las entradas y salidas cambiende acuerdo a los pulsadores de la mesa de trabajo.


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ConclusionesEl desarrollo de la práctica permitió iniciar los primeros pasos con el trabajo del PLC. Fue

posible aprender el cómo realizar las conexiones de alimentación a las entradas y salidas y

nos fue recalcado que antes de operar a un equipo por primera vez es necesario leer la hoja

de especificaciones para no dañarlo.

La programación resultó sencilla pues únicamente es una traducción de la práctica pasada

al lenguaje de programación Ladder que es muy sencillo de comprender visualmente y es

de vital importancia para automatizar los procesos.

Al ser la primera práctica con el PLC es natural encontrarse con ligeros imprevistos como el

hecho de que si no se realiza una buena conexión con el cable, el programa Step 7 no

reconocerá al PLC y mandará un mensaje de error de direccionamiento. De la misma forma

es importante conocer la estructura del PLC para determinar en qué posición debe

colocarse el interruptor del estado del programa, ya sea en RUN, STOP etc.

El programa Step 7 ayuda a reducir los tiempos de ajuste y facilita el trabajo enormemente

ya que permite monitorear el PLC en tiempo real desde el simulador, lo que permite

observar el estado de las variables de entrada y salida del sistema durante la operación.


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Cuestionario práctica 2

Introducción al PLC

1.- ¿Cuál es la definición de un autómata programable o PLC?

Programable Logic Controller, es un dispositivo electrónico programable por el usuario

destinado a gobernar máquinas o procesos lógicos y/o secuenciales

2.- Construya una línea de tiempo que muestre el surgimiento y la evolución de los

autómatas programables?

Dédalo -estatuas

animadas

Griegos yRomanos -

juguetes conaccionamiento mecánico

1500 AC.Etiopía -

Amenhotepconstruyó

estatua queemitía

sonidos

Siglo IV - AC.Ktesibiosdiseñó el

reloj de agua

78 A.C. aPlatón creaun sistemaautomáticode alarma

Siglo I A.C.,Herón de

Alejandríaescribe

“Pneumática” y

“Autómata”.

1352-1789Gallo de

Estrasburgo

XIX -RevolucionIndustrial

1912 -Torres

Quevedo

1952 -Jugador de

Nim

70s -PLCs


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3.- Muestre un diagrama a bloques de un autómata programable indicando sus partes

principales y las funciones de cada una de ellas.

En el CPU se encuentra el procesador que se encarga de computar los programasubicados en la memoria.

La interfaz de salida es aquella donde se tienen conectados los actuadores digitales yanalógicos.

La interfaz de entradas es donde se encuentran los sensores o captadores, porejemplo, botones.

La fuente de alimentación es donde se conecta el PLC a la red eléctrica

4.- ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de un autómata programable?

Ventajas:

menor cableado

reducción de espacio

facilidad para mantenimiento y puesta a punto

flexibilidad de configuración y programación

reducción de costos


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Desventajas:

Se necesita acondicionar las señales tanto de entrada como de salida

5.- ¿Cuáles son las características específicas del autómata programable con el que va a

interactuar en el laboratorio?

SIMATIC S7-200

• Tarjeta de memoria para Data Logging, administración de recetas, almacenamiento de

proyecto Micro/WIN, archivo de la documentación en formatos diversos

• Función PID Auto Tune

• 2 puertos integrados amplían las posibilidades de comunicación, p. ej. Con equipos

externos (CPU 224 XP, CPU 226)

• CPU 224 XP con entradas y salidas analógicas integradas

6.- ¿Qué programa y lenguaje utiliza para la programación de un autómata programable?

Se programa en el software STEP 7-Micro/WIN en lenguaje Ladder.

7.- ¿Cuáles son las particularidades de la comunicación entre el autómata programable y el

ordenador personal?

• Puerto estándar RS-485 con velocidad de transferencia de datos comprendida entre 1,2 y

187,5 kbits/s.

• Protocolo PPI en calidad de bus del sistema para interconexión sin problemas.

• Modo libremente programable con protocolos personalizados para comunicación con

cualquier equipo.

• Rápido en la comunicación por PROFIBUS vía módulo dedicado, operando como esclavo.

• Potente en la comunicación por bus AS-Interface, operando como maestro

• Accesibilidad desde cualquier punto gracias a comunicación por módem (para

telemantenimiento, teleservice o telecontrol)

• Conexión a Industrial Ethernet vía módulo dedicado

• Con conexión a Internet mediante módulo correspondiente


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• S7-200 PC ACCESS, servidor OPC para simplificar la conexión al mundo del PC.

8.- Describa qué es el enclave de un motor y si existe una sola forma de ejecutarlo.

Es un dispositivo que controla la condición de estado de cierto mecanismo para habilitar o

no un accionamiento, es decir, una vez activado, el circuito seguirá energizado hasta que

otra señal desactive el dispositivo.

Bibliografía http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article

/502-monografico-lenguajes-de-programacion?start=2

http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama%20Escal

era.pdf
http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article/502-monografico-lenguajes-de-programacion?start=2http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article/502-monografico-lenguajes-de-programacion?start=2http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article/502-monografico-lenguajes-de-programacion?start=2http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article/502-monografico-lenguajes-de-programacion?start=2http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama%20Escalera.pdfhttp://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama%20Escalera.pdfhttp://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama%20Escalera.pdfhttp://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama%20Escalera.pdfhttp://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama%20Escalera.pdfhttp://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Diagrama%20Escalera.pdfhttp://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article/502-monografico-lenguajes-de-programacion?start=2http://recursostic.educacion.es/observatorio/web/gl/component/content/article/502-monografico-lenguajes-de-programacion?start=2

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