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Programación de PLCs bajo IEC-61131 y las directrices GEMMA. Fco Javier Molina Cantero. Dto. Tecnología Electrónica. Estación de Impulsión. - PowerPoint PPT Presentation
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Programación de PLCs bajo IEC-61131 y las
directrices GEMMA
Fco Javier Molina Cantero
Dto. Tecnología Electrónica
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Estación de Impulsión Una instalación de impulsión de agua consta de un depósito principal cuya
alimentación se gestiona con una válvula motorizada V1, dos bombas, y un circuito de bypass controlado mediante una segunda válvula motorizada. La función de bypass es la de abrir una vía directa hacia el siguiente tramo de impulsión si el sistema falla o se detiene
Abierta
NA
Cerrar Abrir
Cerrada
NA
V1
NB
B2
NA
BYPASS
B1
Rebosadero
V2
Desagüe
Purga
Abierta
NA
Cerrar Abrir
Cerrada
NA
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Cuestiones¿Qué estados del proceso se pueden
definir como A1 –Parada en el estado inicial, y F1 – Producción normal?
A1 corresponde al siguiente estado de los elementos del proceso:
V1 cerrada sin averías V2 Abierta sin averías Bombas sin servicio
F1 corresponde a: V1 abierta sin averías V2 cerrada sin averías Bombas en servicio
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Cuestiones¿Qué acciones pueden considerarse como
F2 – Marcha de arranque y F3 – Marcha de cierre?
F2 – Las acciones de arranque serían, por el orden que se indican:
Abrir V1 Cerrar V2 Las acciones deberán ejecutarse sin errores
F3 – Marchas de cierre (por orden) Abrir V2 Cerrar V1 Acciones secuenciadas y sin errores
F3 es más adecuado para un final del ciclo de trabajo “automático”, causado por las condiciones del propio proceso. En este caso no tiene mucho sentido.
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
CuestionesAlternativa
A2 – Parada solicitada Esperar al final del bombeo y detener. Abrir V2 Cerrar V1 Las acciones deberán ejecutarse secuencialmente y sin
errores
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
CuestionesAnalice las posibles situaciones de
emergencia que tengan su causa en los elementos de control del proceso. Suponga que las bombas son capaces de evacuar individualmente cualquier caudal entrante.
Las emergencias vendrán de pulsar la Parada de Emergencia
Atascos en las válvulas o fallos térmicos de sus motores
Error simultáneo de los térmicos de ambos motores
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
CuestionesDiseñe la consola de mando teniendo en
cuenta la necesidad de un modo Manual y una parada de ciclo.
Dibuje todos los estados GEMMA y las condiciones de evolución entre ellos.
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
A1 Parada en el estado inicial
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
V1 Cerrada
V2 Abierta
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
F2 Marcha depreparación
A1 Parada en el estado inicial
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
AUTO • MARCHA
Abrir V1
Cerrar V2
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
F2 Marcha depreparación
A1 Parada en el estado inicial
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
F1Producción normal
AUTO • MARCHA
C.I.PCondiciones iniciales de producción
V1 Abierta . V2 Cerrada
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
F2 Marcha depreparación
A1 Parada en el estado inicial
A2 Paradasolicitada alfinal del ciclo
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
F1Producción normal
AUTO • MARCHA
C.I.P
Parada
Fin ciclo • C.I.
A6 Establecimiento delestado inicial
F4Marcha deverificaciónsin orden
MAN • RE
MAN • RE
AUTO • RE
C.I
Pasa a modo MANUAL
Conmutando AUTO-MAN
y validando con RE
Pasa a AUTO
Conmutando MAN-AUTO
y validando con RE
Reinicialización
C.I – Condiciones Iniciales
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
F2 Marcha depreparación
F4Marcha deverificaciónsin orden
A1 Parada en el estado inicial
A6 Establecimiento delestado inicial
A2 Paradasolicitada alfinal del ciclo
A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto
D1 Parada de emergencia
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
F1Producción normal
C.A = /PE + /TE1•/TE2 + V1Err + V2Err
C.I.P
Parada
Fin ciclo • C.I.
MAN • RE
MAN • RE
AUTO • RE
AUTO • MARCHA
/CA
/CA • RE
C.I
Avería
PARADA POR AVERÍA
Falla alguna de las válvulas
Fallan ambos térmicos
Separa la reparación de las maniobras A6
Se solicita el rearme
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
F2 Marcha depreparación
F4Marcha deverificaciónsin orden
A1 Parada en el estado inicial
A6 Establecimiento delestado inicial
A2 Paradasolicitada alfinal del ciclo
A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto
D3 Producción a pesar dedefectos
D1 Parada de emergencia
D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
F1Producción normal
C.E = /PE + /TE1•/TE2 + V1Err + V2Err
C.I.P
Parada
Fin ciclo • C.I.
MAN • RE
MAN • RE
AUTO • RE
AUTO • MARCHA
MAN • RE/CE
/CE • RE • AUTO
AUTO • /CE
C.I
Se ha escogido como un modo manual dentro
de la avería para facilitar la reparación
¿Al saltar uno de los dos térmicos?
¡NO ES ACERTADO. Si se sigue
GEMMA de forma estricta, este
estado representa errores que al
final conducen a parada
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
F2 Marcha depreparación
F4Marcha deverificaciónsin orden
A1 Parada en el estado inicial
A6 Establecimiento delestado inicial
A2 Paradasolicitada alfinal del ciclo
A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto
D1 Parada de emergencia
D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
F1Producción normal
C.E = /PE + /TE1•/TE2 + V1Err + V2Err
C.I.P
Parada
Fin ciclo • C.I.
MAN • RE
MAN • RE
AUTO • RE
AUTO • MARCHA
MAN • RE/CE
/CE • RE • AUTO
AUTO •/CE
C.I
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Consola de Mando
AUT AJUSTE
EMERGENCIA REARME
Emergencia
Servicio
Ajuste
Marcha Parada
Parada obtenida
ON OFF
BOMBA 2
Marcha
Térmico
ON OFF
BOMBA 1
Marcha
Térmico
Abrir Cerrar
Válvula 1
Abierta
Cerrada
Abrir Cerrar
Válvula 2
Abierta
Cerrada
Parada solicitada
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Cuestiones Diseñe la estructura del programa principal en base al
modelo PLCOpen simplificado. Defina qué señales se requieren para coordinar todo el programa.
Paso1: Definir las unidades de programa (POUs) y sus funciones
Paso 2: Definir las interfases (actuadores y secuencia ppal) Paso 3: Diseñar un CFC aproximado Paso 4: Diseñar bloques de acción (si procede) Paso 5: Programar bloques actuadores Paso 6: Programar SFC de la secuencia principal Paso 7: Programar bloques de acción (si procede)
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Modelo PLCOpen
(A)
(C)
(B)
F2 Marcha depreparación
F4Marcha deverificaciónsin orden
A1 Parada en el estado inicial
A6 Establecimiento delestado inicial
A2 Paradasolicitada alfinal del ciclo
A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto
D1 Parada de emergencia
D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
F1Producción normal
C.E = /PE + /TE1•/TE2 + V1Err + V2Err
C.I.P
Parada
Fin ciclo • C.I.
MAN • RE
MAN • RE
AUTO • RE
AUTO • MARCHA
MAN • RE/CE
/CE • RE • AUTO
AUTO •/CE
C.I
SENSORES
S60
A60
CICLOP0 {A60}INI
/INIT_SQ
INIT_SQ ; Inicialización
ON
P1 { }
ON
N Abrir_V2
S Bombeo_OFF
A61
V2_Abierta
V1_Abierta
N Cerrar_V1
/CICLO • Fin Ciclo
F10
F20 N Abrir_V1
V1_Cerrada
F21 N Cerrar_V2
V1_Abierta
N FinCicloN Bombeo_OFF
F11
CICLO • NA ; Nivel > max
/NB ;Nivel < min
N Bombeo_ON
R Bombeo_OFF
N C.IA1
P0 C.I.PModos GEMMA
implementados
con SFCs
No existe en este caso
Reglas básicas: Un bloque por actuador
si requiere inteligencia Incluye modo manual
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 1: Definir las unidades de programa y sus funciones
(A) (B)
V1
V2
Válvulas 1 y 2
B1 y B2, o conjunto?
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 1: Definir las unidades de programa y sus funciones
POUs para el control de actuadores Control de la Válvula Motorizada:
Funciones:Abrir, cerrar y señalar averías
POUs para el control del modo GEMMA FUNCIONES: gestionar la consola de mando (órdenes y
señalizaciones) y llamar a las POUs de operación
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 2: Definir las interfases de las POUs
Control de Actuadores
Control de ejecución Según el modelo EN = 1 siempre Recomendación: diseñar el bloque
sin estas señales
Rearme: Propio o Global? Global: se conectaría al RE del
GEMMA Propio: Tiene sentido cuando el
operador que hace la reparación tiene cerca esa señal. En tal caso, la restauración en GEMMA se hace en el centro de mando y se asemeja más a un RST (reset).
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 2: Definir las interfases de las POUs
Control de Actuadores
Modo Automático: Abrir/Cerrar – Se ejecutan hasta el
final de recorrido. Activas por flanco.
Timeout – Tiempo límite hasta el final de las maniobras
Modo Manual: MAN_Abrir/MAN_Cerrar – Se
ejecutan mientras esté activo y hasta el final de recorrido. Activas por nivel. No se vigila el tiempo de ejecución.
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 2: Definir las interfases de las POUs
Control de Actuadores
Control de ejecución Según el modelo EN = 1 siempre Recomendación: diseñar el bloque
sin estas señales
Para controlar de forma efectiva el bombeo es necesario disponer del nivel. El modo manual debe tener en cuenta esto.
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 2: Definir las interfases de las POUs
Control de Actuadores
Funcionamiento: Modo AUTOMATICO (AUTO/MAN = 0):
ON = 1 bombeo en servicio ON = 0 desactiva el bombeo La impulsión se inicia cuando se
encuentra en servicio y el nivel alcanza NivelA. Finaliza cuando desciende por debajo de NivelB
Modo MANUAL (AUTO/MAN = 1) La impulsión se inicia si el nivel está
por encima del mínimo y se ordena con MAN_Marchax
Se detiene con MAN_Parox o por nivel
Pierde sentido dar ordende marcha automática
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Control de la Secuencia principal
Paso 2: Definir las interfases de las POUs
AUT AJUSTE
EMERGENCIA REARME
Averia
Servicio
Ajuste
Marcha Parada
Parada
ON OFF
BOMBA 2
Marcha
Térmico
ON OFF
BOMBA 1
Marcha
Térmico
Abrir Cerrar
Válvula 1
Abierta
Cerrada
Abrir Cerrar
Válvula 2
Abierta
Cerrada
Parada solicitada
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 3: Diseñar el CFC aproximado
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 5: Programar los bloques actuadores
Control de válvulas
Automático: Abrir/Cerrar – Se ejecutan hasta el final de recorrido.
Activas por flanco. Timeout – Tiempo límite hasta el final de las maniobras
Manual: MAN_Abrir/MAN_Cerrar – Se ejecutan mientras esté
activo y hasta el final de recorrido. Activas por nivel. No se vigila el tiempo de ejecución.
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 5: Programar los bloques actuadores
Control de bombeoFuncionamiento: Modo AUTOMATICO (AUTO/MAN = 0):
La impulsión se inicia cuando se encuentra en servicio y el nivel alcanza NivelA. Finaliza cuando desciende por debajo de NivelB
Modo MANUAL (AUTO/MAN = 1) La impulsión se inicia si el nivel está por encima
del mínimo y se ordena con MAN_Marchax Se detiene con MAN_Parox o por nivel
IEC 61131-3, GEMMA Y STEP7
Paso 6: Programar la secuencia ppal
F2 Marcha depreparación
F4Marcha deverificaciónsin orden
A1 Parada en el estado inicial
A6 Establecimiento delestado inicial
A2 Paradasolicitada alfinal del ciclo
A5 Preparación para la puestaen marcha tras un defecto
D1 Parada de emergencia
D2 Diagnóstico y/otratamiento de fallos
F - Proceso en funcionamientoA - Proceso en parada
D - Proceso en defecto
F1Producción normal
C.E = /PE + /TE1•/TE2 + V1Err + V2Err
C.I.P
Parada
Fin ciclo • C.I.
MAN • RE
MAN • RE
AUTO • RE
AUTO • MARCHA
MAN • RE/CE
/CE • RE • AUTO
AUTO •/CE
C.I
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