Abril 20151

PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA

LOS DIAGRAMAS DE ESTADO

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Programación estructurada en un PLCDiseño de un proceso secuencial usando métodos estructurados a través de la generación de diagramas de estado.

La construcción de estos diagramas ayuda al análisis del funcionamiento total de un control y permite dividir un control complejo en partes menores, segmentos mas manejables.

La depuración de programas estructurados es mucho mas fácil debido a que ellos están organizados y además, en este caso, el diagrama de estados provee ayuda visual.

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Programación estructurada en un PLCCaracterísticas propias de los procesos que se controlan de forma secuencial :

El proceso puede descomponerse en una serie de estados que se activarán de forma secuencial ( variables internas ). Cada uno de los estados, cuando está activo realiza una serie de acciones sobre los actuadores ( variables de salida ).Las señales procedentes de los captadores ( variables de entrada ) controlan la transición entre estados Las variables empleadas en el proceso y sistema de control ( entrada, salida e internas ), son múltiples y generalmente de tipo discreto, solo toman 2 valores, activado y desactivado.

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Diagrama de Estados

La lógica escalera a menudo es escrita en forma no estructurada lo que se hace difícil de analizar y corregir. Esto puede ser remediado mediante un simple enfoque estructural llamado diagrama de estados.

Un diagrama de estados es una representación pictórica, un tipo especial de diagrama de flujo, de un proceso de control secuencial que muestra los posibles caminos que el proceso puede tomar y las condiciones booleanas necesarias para pasar de un estado al otro.

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Diagrama de Estados - ProcedimientoGenerar una descripción de lo que se necesita hacer.

Trasladar esta descripción a un diagrama de estados, determinando los estados únicos a través de los cuales el proceso avanza.

Conectar estos estados con líneas y flechas para indicar las direcciones de cambio deseado.

Agregar las transiciones o condiciones lógicas, escritas en forma booleana, que causan una transición de un estado a otro.

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Ej. Nº1: “Llave secuencial”Diseñar una llave secuencial que operará un dispositivo por 15 segundos después de que tres pulsadores han sido presionados en la secuencia correcta, (1-2-3).

Si se presiona una secuencia incorrecta un aviso de error deberá ser activado para prevenir un nuevo intento antes de 10 segundos, luego de los cuales se permite un nuevo intento.

Si el aviso de error es activado mas de dos veces la llave permanecerá bloqueada hasta que un pulsador, para tal fin, lo libere.

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Ej. Nº1: Diagrama de Estados

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E0, E1, E2, E3, E4 y E5, representan los estados del proceso, los cuales tienen asignado un nombre que simplifique la comprensión del proceso. Sólo un estado puede estar activado a la vez para evitar conflictos que atenten contra la seguridad.

Las etiquetas (en naranja) indican las transiciones necesarias para poder pasar de un estado al siguiente.

Las flechas indican los caminos que son posibles.

E0, se utiliza para inicializar el proceso.

Ej. Nº1: Diagrama de Estados

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A los fines de generar una mayor claridad, se definen las transiciones como se indica.

Dependen de su propio estado inicial para que sean únicas.

Para expresiones booleanas complejas y/o modificaciones resulta muy útil.

Ej. Nº1: Transiciones

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Implementación en LadderAsignación de marca a cada estado y a cada transición.

Creación de las siguientes subrutinas para estructurar el programa:

•General (llamada al resto de las subrutinas)• Inicialización•Estados_y_Transiciones•Transiciones•Actuadores

Escritura del programa secuencial.

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Implementación en LadderPLC Micro1400 / RSLogix Micro

Asignación de marca a cada estado.

Asignación de marca a cada transición.

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Implementación en LadderPLC Micro1400 / RSLogix Micro

Creación de las rutinas, que luego serán llamadas para ejecutarse, desde una rutina que tenga la gestión de todo el proceso secuencial (en este caso la rutina “General”).

En la foto aparecen en el árbol del proyecto.

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Llamada a subrutinas.

En este caso es incondicional.

General

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Se define el estado que se activa al inicio de la ejecución del programa.

Los otros estados deben inicializarse desactivados.

Se usa la marca de primer ciclo de scan.

Inicialización

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Estados y Transiciones

(1 de 3)Cuando el proceso esta en un estado determinado y se activa la transición correspondiente se setea el siguiente estado y se resetea el anterior.

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Estados y Transiciones

(2 de 3)

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Estados y Transiciones

(3 de 3)

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Transiciones(1 de 3)

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Transiciones(2 de 3)

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Transiciones(3 de 3)

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Actuadores

Se coloca en esta subrutina todo lo que debe estar accionado durante un estado determinado.

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Ej. Nº2: “Control de Nivel”Un tanque de agua tiene tres sensores, para detectar tres diferentes niveles de agua: Lleno, Bajo y Vacío. Hay dos bombas para llenar el tanque,P1 y P2. Cuando el control automático es habilitado podría suceder que:1. El tanque, inicialmente vacío, requiere que arranquen las dos bombas, hasta que se llena.2. El tanque, inicialmente lleno, o con un nivel de agua entre lleno y bajo, mantiene las dos bombas apagadas.3. Una condición inicial abajo del nivel bajo, pero no vacío, arranca una de las bombas, hasta que el tanque se llena.Si el tanque se vacía mientras una bomba esta encendida, la otra bomba se arranca yambas permanecen encendidas hasta que el tanque se llena. Las bombas son alternadas en cada ciclo de llenado.

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Construimos el diagrama de estado.

Sensor de Tanque vacío LSLLSensor de Tanque lleno LSHSensor de bajo nivel LSLRelé de cambio de bomba RCBomba 1 P1Bomba 2 P2

Nota: Los sensores producen un contacto cerrado cuando el agua los toca.