INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE HUAUCHINANGO

MATERIA:Control lgico programable

Docente:Ing. Juan Fernando Hernndez

Alumno:Daniel nava torres

UNIDAD 4 PROGRAMACIN DE BLOQUES FUNCIONALES

CONTENIDO 4.1 BLOQUES FUNCIONALES BSICOS 4.2 BLOQUES FUNCIONALES DE EXPANSIN 4.3 INSTRUCCIONES ESPECIALES 4.4 DOCUMENTACIN DEL SISTEMA PLC

4.1 BLOQUES FUNCIONALES BSICOS

El ejemplo de una comunicacin entre personas nos introduce los primeros bloques funcionales:

Emisor: Conjunto de elementos que transforman la informacin de la fuente -la voz en la figura- en seales que a su vez se modifican para transmitirlas a travs del canal.

Receptor: Toma las seales recibidas que le interesan y las transforma para que el destinatario oiga al que habla

Canal: Medio a travs del cual viajan las seales del emisor al receptor. Es en l donde la seal sufre mayor deformacin debido a dos fenmenos: Atenuacin: La potencia inicial de la seal se va disipando a medida que viaja por l.

Distorsin: La distorsin es a su vez la consecuencia de dos causas: El ruido: El canal capta seales radioelctricas de diversa procedencia. Su nivel se reparte ms o menos por igual en toda nuestra banda. Cuando la seal procede de otro canal cercano al fenmeno se le llama diafona.

Transmisin analgica: sus bloques funcionales

Adaptador: Adapta los circuitos anteriores al canal para que la seal viaje por l.Dependiendo de los casos, puede ser tan sencillo como un conector o tan complejo como una antena parablica de ms de treinta metros de dimetro.

Amplificador: Aumenta la potencia de la seal. La energa necesaria la obtiene de la fuente de alimentacin. Suele llevar asociado un atenuador a su entrada para ajustar el nivel de potencia de la seal.

De-modulador: Mezclando la seal modulada con la portadora obtiene la sealmoduladora original.

Fuente: Generador de la informacin a transmitir. En este caso la voz. En el caso del vdeo es la luz que emite un objeto, paisaje o persona.

Filtro: Selecciona la banda de frecuencias que se desea y se descarta el resto delespectro. Tipos

Filtro paso bajo: Deja pasar todo el espectro por debajo de un valor defrecuencia.

Filtro paso banda: Deja pasar una banda de frecuencias entre dos valores.

Filtro paso alto: Deja pasar todo el espectro por encima de un valor defrecuencia.

Filtro banda eliminada: Elimina una banda de frecuencias entre dos valores ydeja pasar el resto.

Igualador: Compensa la desigual respuesta en frecuencia del canal.

Modulador: Mezclando la seal moduladora de la banda base con la portadora,traslada en el espectro de frecuencias de la fuente en torno a la frecuencia portadora.

Oscilador: Generador de una seal sinusoidal, con una frecuencia nica y estable que se usa como portadora.

Transductores: Transforman la energa de una naturaleza en otro tipo de energa.En el caso del telfono el micrfono transforma las variaciones de presin de las ondas

sonoras en seales elctricas. su banda de frecuencias, llamada banda base, coincide con la de la fuente.

El auricular transforma las seales elctricas en variaciones de presin en el aireproduciendo ondas sonoras. El altavoz tiene la misma funcin que el auricular, aunque su potencia sonora sea mayor.

La cmara de video es el transductor, si es la imagen lo que queremos transmitir. La pantalla del televisor es el transductor que nos transforma las seales elctricas en luz

Codificacin: A cada muestra de la seal se le asigna un valor discreto y se codifica en binario.

Los infinitos valores distintos que puede tener una seal analgica en un instante se asocian a un nmero finito de valores. En el caso de la voz se usa un Byte con 256 valores posibles.

Conversor digital-analgico: A cada valor obtenido saca un nivel de seal. La seal sigue sin ser analgica pues sigue tomando slo el mismo conjunto de valores. Podramos decir que va a "saltitos"

Decodificador:Reconstruye los valores de la seal a partir de el tren de bits. Realiza el proceso inverso al codificador,

Muestreo: es el proceso por el que se toman muestras peridicas de la seal.Para poder reconstruir la seal es necesario que se tomen muestras con unafrecuencia superior al doble de la frecuencia mxima de la banda base.

Regenerador de impulsos: Compara la seal distorsionada que llega con un valorumbral.

Si est por encima le asigna un uno y si por debajo un cero. As obtenemos un tren de impulsos equivalente al que envi el emisor.

La norma define cuatro lenguajes de programacin normalizados. Esto significa que su sintaxis y semnticas han sido definidas, no permitiendo particularidades distintivas (dialectos)

Los lenguajes consisten en dos tipos literal y dos de tipo grfico:

Literales:

Lista de instrucciones (instrution list , il)Textos estructurado (structured text . st)

Grficos:

Diagramas de escalera (ladder diagram , ld)Diagramas de bloques funcionales (function block daigram , FDB)

En la figura superior , los cuatro programas describen la misma accin.

La eleccin depende:

Los conocimientos del programador El problema a tratar El nivel de descripcin del proceso La estructura del sistema de control La coordinacin con otras personas o departamentos

Los cuatro lenguajes estn interrelacionados y permiten su empleo para resolver conjuntamente un problema comn segn la experiencia del usuario

El diagrama de bloques funcionales (FDB) es muy comn en aplicaciones que implican flujo de informacin o datos entre componentes de control. Las funciones y bloques funcionales aparecen como circuitos integrados y es ampliamente utilizado en la industria.

Una de las formas ms recientes de programar un PLC es a travs de una carta grfica de bloques funcionales. Este tipo de programacin ha sido diseado para describir, programar y documentar la secuencia del proceso de control. En Europa, se ha comenzado a utilizar el lenguaje de programacin llamado GRAFCET (creado en FRANCIA), orientado a la programacin de PLC mediante Bloques funcionales .En la lgica combi nacional, la programacin con bloques funcionales es muy superior a otras formas de programacin, mientras que los diagramas escalera ybooleanos son mejores en lgica combinacional .Debido a que hoy en da el control de procesos se programa principalmente con lgica secuencial, la programacin con bloques funcionales ser pronto el estndar para programarPLC. Este lenguaje incluye un conjunto de smbolos y convenciones tales como pasos, transiciones, conectividades (tambin llamados enlaces) y condiciones

PasosSon smbolos secuenciales individuales, representados porcuadrados numerados, los que pueden contener nemnicos que describen la funcin del paso.

TransicionesLas transiciones describen movimiento de un paso a otro. Su representacin es una lnea horizontal corta.

EnlacesLos enlaces muestran el flujo del control, el que va desde arriba hacia abajo, salvo que se indique lo contrario.

CondicionesLas condiciones estn asociadas a las transiciones y deben ser escritas a la derecha

Este tipo de programacin facilita un vnculo entre el programador y el diseador del proceso. Adems es una gran herramienta para: describir esquemticamente el proceso. localizar fallas rpidamente. integrar fcilmente el sistema de control y el usuario.4.2 BLOQUES FUNCIONALES DE EXPANSIN

El diseo modular descendente es un proceso en que inicialmente se especifica una funcin con un alto nivel de abstraccin y despus se descompone en sub funciones de menor nivel, cada una de las cuales es ms concreta. El proceso de descomposicin contina hasta reducir el diseo aun conjunto de funciones, cada una de las cuales bien definida y con la que se puede realizar un circuito relativamente sencillo. Por tanto, el diseo se desarrolla desde un nivel superior hasta un nivel inferior, en donde se pueden controlar los mdulos individuales. Despus de definir todas las funciones, cada una de estas se realiza mediante un mdulo de circuito diseado, implementado y probado de forma individual. Despus, los mdulos terminado se conectan entre s para completar el diseo. Este proceso deimplantacin se conoce como proceso

Ascendentepues comienza con los elementos inferiores del diseo y trabaja hacia la funcin de nivel superior.

DECODIFICADORESUn decodificador n a 2 n es una red lgica combinatoria de varias salidas, con n lneas de entrada y 2 n seales de salida, como se muestra en la Figura 5.1. Para cada posible combinacin de entrada, una y slo una seal de salida tendr el valor lgico 1. Por tanto, podemos considerar al decodificador n a 2 n como un generador de mintrminos donde cada salida se correspondeprecisamente con un mini trmino Se utilizan para cosas como interrogar a la memoria a fin de elegir una palabra especfica de las que estn disponibles, convertir cdigos y direccional datos. Por ejemplo, la Figura 5.2 muestra las entradas salidas y la tabla de verdad de un decodificadorde 2 a 4. La palabra de cdigo de salida Y3, Y2, Y1,Y0 tiene Yi igual a uno si y slo si la palabra de cdigo de entrada esla representacin binaria de i yla entrada de habilitacinEN es 1. Si EN es 0, entonces todas las salidas son 0.

Una implementacin alternativa del decodificador se hara sustituyendo las puertas lgicas AND en la Figura 5.2 por puertas lgicas NAND, en cuyo caso, los mintrminos de apareceran complementados a la salida. La tabla de verdad del decodificador binario introduce una notacin sin importancia para combinaciones de entrada. Si uno o ms valores de entrada no afectan los valores de salida para alguna combinacin de las entradas restantes, se marcan con una x para esa combinacin de entrada

Es posible negar las entradas de algunas funciones bsicas, con lo que el programa invierte una seal lgica "1" aplicada a una entrada determinada en una seal lgica "0". Si la seal "0" est aplicada en la entrada, el programa activa un "1" lgico. Consulte el ejemplo de programacin del captulo Introducir el programa (Pgina 86). La lista GF contiene las funciones bsicas que pueden utilizarse en el programa. Existen las siguientes funciones bsicas:

4.3 INTRUCCIONES ESPECIALES

Designacin de las entradas

Entradas lgicas

Aqu se describen los conectores que pueden utilizarse para crear un vnculo lgico con otros bloques o las entradas del dispositivo LOGO!.

S (Set):

Una seal en la entrada S pone la salida a un "1" lgico.

R (Reset):

La entrada de reset R tiene prioridad sobre todas las dems entradas y desactiva las salidas.

Trg (Trigger):

Esta entrada se utiliza para disparar el inicio de una funcin.

Cnt (Count):

Esta entrada sirve para contar impulsos.

Fre (Frequency):

Las seales de frecuencia a evaluar se aplican a esta entrada.

Dir (Direction):

Esta entrada determina el sentido (+ -).

En (Enable):

Esta entrada habilita la funcin de un bloque. Si el estado de seal de la entrada es "0",

se ignoran otras seales del bloque.

Inv (Invert):

Una seal aplicada en esta entrada invierte la seal de salida del bloque.

Ral (Reset all):

Se reinician todos los valores internos.

El siguiente conector slo est disponible en la serie de dispositivos 0BA7:

Lap(para la funcin de cronmetro)

Una seal en esta entrada detiene el cronmetro.

Nota

Las entradas lgicas no utilizadas de funciones especiales quedan predeterminadas en un "0" lgico.

Conector X en las entradas de las funciones especiales

Las entradas de las funciones especiales conectadas al conectorx se desactivan. Por tanto, estas entradas tienen aplicada una seal 'lo'. Entradas de parmetros En algunas entradas no se aplica ninguna seal, sino que se configuran los valores relevantes del bloque. Ejemplos:

Par (Parameter):

Esta entrada no se conecta. Aqu se ajustan los parmetros relevantes del bloque (temporizadores, umbrales de conexin/desconexin, etc.).

No (Cam):

Esta entrada no se conecta. Aqu se configuran los patrones de tiempo.

P (Priority):sta es una entrada abierta. Aqu se definen las prioridades y se especifica si un aviso debe acusarse en RUN.

4.4 DOCUMENTACIN DEL SISTEMA DE PLC.

Muchas empresas disponen de herramientas heterogneas en las diferentes fases del ciclo de vida dentro de un proyecto de Automatizacin. Esto implica que hay que disponer de empleados especializados en cada herramienta. Lo que conlleva un coste elevado y poca flexibilidad. Se pretende solucionar este problema, y conseguir interoperabilidad entre herramientas de diferentes fabricantes para poder llegar a ser ms competitivos en el mercado.

Esta situacin ha provocado que tanto fabricantes como usuarios, empiecen a trabajar juntos, para buscar una solucin a este problema y conseguir mejorar la produccin, optimizar el proceso y reducir costes y tiempo. Para ello se busca establecer un estndar abierto para conseguir integracin, reusabilidad, flexibilidad y optimizacin, para adaptarse al mercado actual. Por ello se crea una nueva norma IEC 1131, para estandarizar los autmatas programables y sus perifricos. Y con la norma IEC1131-3, estandarizar los lenguajes de programacin en la automatizacin industrial, para hacer el trabajo independiente de cualquier compaa.

PLCopen, una organizacin relacionada con el control industrial, pretende solucionar los temas relacionados con la programacin de control, para soportar el uso de los estndares internacionales en este campo. Problema En los proyectos de automatizacin, se deben seguir las diferentes etapas del ciclo de vida; desarrollo, explotacin y mantenimiento y cada una de ellas tiene que estar correctamente documentadas.

Cada fabricante ofrece herramientas de programacin diferentes para los elementos de control, por lo que hay que estar especializado en cada herramienta para trabajar con ellas haciendo muy difcil la interoperabilidad entre ellas. En este caso, nos vamos a centrar en la generacin de documentacin. Al igual que la programacin, que es diferente en cada herramienta, la documentacin que se puede generar tambin vara. Se pretende, que desde cualquier herramienta se pueda generar automticamente una documentacin siguiendo un estndar de tal manera que no sea necesario ser experto en todas las herramientas de los diferentes fabricantes, simplemente con conocer el estndar, que fuera entendible.Anlisis del problema Vamos a analizar las herramientas de Software de algunos de los fabricantes ms importantes dentro de la automatizacin industrial: Step7, TwinCat, Multriprog. www.infoPLC.net Step7 Es el Software estndar para configurar y programar los sistemas de automatizacin SIMATIC.

La documentacin ir en base a la estructura del proyecto. No da la posibilidad de generar una documentacin directamente de todo el proyecto, sino que hay que hacerlo por partes. Para ello aporta dos opciones. Imprimir como; Lista de objetos: muestra los componentes de los siguientes niveles de la estructura.

El nico parmetro que te deja modificar es si el contenido lo quieres imprimir en una tabla o con forma de rbol. No aporta gran informacin, simplemente nombra los componentes.

Se genera un documento PDF con toda la informacin que hemos seleccionado, pero al igual que con la otras herramientas, tienes que estar familiarizado con Twincat para entenderlo. El cdigo prcticamente es un copy paste de la herramienta, de hecho ni se acopla al tamao de un din-A4. Sobre las POUS; es una copia de las variables donde solo indica el tipo, no sabemos si son de entrada o salida y las network, es una copia del grfico. A continuacin sigue con los recursos que se utilizan, pero no se entiende nada. No estn enlazados. En las siguientes figuras podemos ver un ejemplo de cmo quedara un documento;

La disciplina de ingeniera del software proporciona estndares que identifican la necesidad de documentos relacionados con el ciclo de vida del software. Documentos similares son tambin necesarios en el ciclo de vida de una aplicacin de automatizacin. Entonces, para tener la posibilidad de automatizar la generacin de diferentes tipos de documentacin, puede ser extremadamente til para los expertos que participan en el diseo. En este sentido, se ha realizado un anlisis de la documentacin que facilitan las herramientas de programacin de PLCs.

Por lo general ofrecen una impresin de los mdulos de programacin y las variables, y en algunos casos los dispositivos de la configuracin HW.

Por ello se crea una nueva norma IEC 1131, para estandarizar los autmatas programables y sus perifricos.

Y con la norma IEC1131-3, estandarizar los lenguajes de programacin en la automatizacin industrial, para hacer el trabajo independiente de cualquier compaa y poder tener la posibilidad de intercambiar programas, libreras y proyectos entre los diferentes entornos de desarrollo. De aqu surge la organizacin PLCopen decidida a apoyar este estndar. Esto ha dado lugar a un nombre de grupo de trabajo TC6 para XML (eXtended Markup Language). Este comit ha definido una interfaz abierta, que soporta diferentes tipos de herramientas de software, y proporciona la capacidad de transferir la informacin que aparece en la pantalla a otras plataformas. Esta informacin de la pantalla no slo contiene informacin textual, sino tambin la informacin grfica. Esto puede incluir la posicin y el tamao de los bloques de funcin, y cmo estn conectados.

Mediante los lenguajes de marcado, se puede obtener una documentacin estndar desde cualquier herramienta de programacin.

IEC 61131 El estndar IEC 61131 se ha establecido para estandarizar los mltiples lenguajes, conjuntos de instrucciones y diferentes conceptos existentes en el campo de los sistemas de automatizacin.La gran variedad de conceptos de PLCS han dado lugar a una incompatibilidad entre las diferentes plataformas y fabricantes.

IEC 61131 estandariza los lenguajes de programacin, las interfaces entre el PLC y el sistema de programacin, los conjuntos de instrucciones y el manejo y estructuracin de los proyectos. La ventaja de utilizar IEC 61131 conforme los autmatas programables y sistemas de programacin, es una portabilidad de todas las plataformas y el uso de conceptos que reduce los costes para los sistemas de automatizacin.