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inicio en la programación de componentes de la domotica
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INTRODUCCIÓN.
Los CLP o PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en ingles) son dispositivos electronicos muy usados en la autamotizacion industrial.
En toda empresa industrial como productora de bienes, siempre se encuentra sometida al entorno competitivo del mercado ya sea nacional o internacional, por eso para poder competir y adaptarse a las exigencias del mercado, haciendo uso de la automatizaron de maquinas y procesos que le permitan incrementar su productividad así como su calidad reduciendo costos de fabricación, por lo tanto:
La automatización de una máquina productiva simple que tiene como consecuencia la liberación física y mental del hombre de dicha labor, ya sea eléctrico, neumático electrónico que realiza la función del hombre controlando su funcionamiento.
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HISTORIA.
La historia del los PLC se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria estaba en busca de nuevas tecnologías electrónicas para reemplazar y hacer más eficiente los sistemas de control basados en circuitos electricos con reles, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de logica combinacional.
En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisiones automáticas de General Motors) ofertó un concurso para una propuesta del reemplazo electrónico de los sistemas cableados.
La propuesta ganadora vino de Bedford Associates de Boston, Masachusets. El primer PLC, fue designado 084, debido a que fue el proyecto ochenta y cuatro de Bedford Associates. fueron empleados más en el sector de la industria automotriz. Fueron empleados dos años más tarde en Europa. Su creación coincide con el comienzo de la era del microprocesador y con la generación de la lógica cableada modular.
Dick Morley, el que es considerado como “padre” del PLC.
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CONCEPTO.
Un CLP es un sistema electrónico que opera en base de señales de dos niveles lógicos o estados:
(1) encendido ON. * (0) apagado OFF.
A este sistema se le conoce como sistema binario, pero en algunos CLP además de manejar señales discretas o lógicas nos permiten el manejo para programar señales continuas o analógicas utilizando para ello un convertidor digital analógico.
Específicamente un CLP sirve para controlar los procesos encaminados a la automatizacion manipulados a través de una lista de instrucciones, comandos o un lenguaje de programación y las diferentes formas de programar un CLP son:
Desde un teclado de programación propio del CLP.
- Lista de instrucciones.
- Paso a paso.
Desde una computadora personal.
-Lista de instrucciones.
- Paso a paso.
- Programación básica.
- Por diagramas de escalera (software propio del CLP).
El CLP es un equipo electrónico diseñado para controlar en un tiempo real procesos secuenciales de cualquier tipo y volumen en la industria en general.
Las amplias ventajas que ofrece la loica cableada, convierte en un elemento imprescindible al campo de la automatización industrial por su seguridad, fácil manejo, economía y tiempo que son los factores fundamentales que han determinado su aceptación.
Los destinatarios de este tipo de trabajo son numerosos dado que su extenso campo de aplicación en sus distintas especialidades como son la electricidad, electrotécnica, mecánica y en cualquier aplicación de sistemas de automatización dentro de la industria.
Se entiende por CLP, a toda maquina electrónica diseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales, su manejo y programación puede ser realizada por personal técnico eléctrico, electrónico, y mecánico con los conocimientos en informática.
Realiza funciones lógicas en los temporizadores, contadores y otros mas potentes como sistemas numéricos, también se les puede definir como una caja en la que existen unas terminales de entrada y salida a las que se conectan todos los elementos de control como estaciones de botones, interruptores de limite, interruptores de presión y comúnmente son denominados en la automatización como captadores y van conectados a la zona de entrada.
En la zona de salida se conecta todo tipo de relevadores, sensores neumáticos, ópticos y todo aquello que contenga una bobina eléctrica o electrónica no importando el voltaje de salida, a estos se les denomina comúnmente como actuadores de tal forma que la actuación de estos últimos esta en función de las señales de entrada que estén activadas en cada momento según sea el programa almacenado.
Ahora los elementos tradicionales como son los relevadores auxiliares, contactos de enclava miento, relevadores de tiempo, son por lo general equipos internos y la tarea del usuario se
reduce en solo realizar el programa, que no es mas que la relación entre las señales de entrada que se tienen que cumplir para activar cada salida.
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EVOLUCION.
El desafío que toda industria tiene planteado para ser competitiva ha siso el conseguir una mayor productividad, debido a esto, ciertas etapas de los procesos de fabricación se realizan en ambientes nocivos para la salud como gases toxico, ruidos, temperaturas extremas (altas o bajas), uniendo todos estos factores para una productividad mejor se tiene que dejar ciertas tareas tediosas y repetitivas y peligrosas, pero gracias al surgimiento de las maquinas se logro que se dejaran de realizar esas tareas y por consiguiente surgió la automatización.
Al ver el desarrollo de la automatización, empezaron a surgir empresas dedicadas a crear y producir los elementos para la automatización y como las tareas eran muy diferentes así como las maquinas, se llego a la conclusión de que ciertos elementos de harían estándar y mediante la combinación de los mismos el usuario podía realizar la secuencia de movimientos deseados para así solucionar su problema de aplicación particular.
Los relevadores, temporizadores y contadores hasta la fecha son los elementos con que se cuenta para realizar el control de cualquier maquina, debido a la constante mejora de la calidad de estos elementos y la demanda del mercado que exige mayor calidad en la producción, incrementando así el numero de etapas en los procesos de fabricación y que son controlados en forma automática.
El desarrollo tecnológico que trajeron los semiconductores fueron los circuitos integrados, después los relevadores por funciones realizadas con puertas lógicas, conduciendo así a la fiabilidad y a la reducción del problema del espacio, pero no a la detención de averías o fallas del mismo, ni al problema del mantenimiento, pero de todas maneras subsistía el problema de la falta de flexibilidad de los sistemas.
Debido a las constantes modificaciones que las industrias realizaron obligatoriamente para la mejora de su productividad, por lo común los armarios de maniobra tenían que ser cambiados y por consiguiente esto formaba parte de una perdida de tiempo y a la vez un aumento de costos.
Como ya se menciono anterior mente en el año de 1968 las compañías FORD y GENERAL MOTORS impusieron a sus proveedores de automatismos con unas especificaciones para la realización de un sistema de control electrónico para maquinas TRANSFER, este equipo debía ser fácil de programar sin recurrir a los computadores industriales.
A medio camino entre los microcomputadores y la lógica cableada aparecen los primeros modelos de CLP limitados a los tratamientos de lógica secuencial, los CLP se desarrollaron rápidamente y actualmente tienen aplicaciones al conjunto de sistemas de control de procesos y de maquinas.
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IMPORTANCIA DE LA AUTOMATIZACION.
Los factores fundamentales económicos son los que causan la aparición del automatismo e impulsan a su desarrollo, apoyándose en la evolución de la tecnología ya que como se encuentra en un entorno altamente competitivo y siempre trata de conseguir:
Alcanzar un nivel de calidad constante.
Producir las cantidades necesarias en el momento preciso.
Mejorar la productividad y disminuir los costos.
Adaptarse con facilidad y en breve tiempo a los cambios del mercado.
El nivel de automatización no ha dejado de elevarse, desde las primeras y elementales funciones de vigilancia o enlace en operaciones, generalmente son conducidos por el operador a nivel maquinaria, pasando por el control total de una maquina compleja hasta llegar al completo control de un sistema productivo.
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FUNCIONAMIENTO.
Los CLP al igual que las computadoras operan instrucción por instrucción, de tal forma que un CLP al llegar a su ultima instrucción o orden es necesario que vuelva e ejecutar la operación nueva mente, repitiendo todo el proceso y en ciclos de tiempo muy cortos del orden de microsegundos, pero también depende del tamaño y numero de instrucciones del programa de tal manera que se pueda detectar instantáneamente cualquier cambio de las entradas y que causara algún cambio en las salidas.
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ENTORNO.
Normalmente el fabricante expresa el entorno adecuado en donde se debe situar el PLC y tendrá que reunir las condiciones físicas siguientes:
Ausencia de vibraciones, golpes, etc.
No exponer directamente a los rayos del sol o focos de alta intensidad, así como a temperaturas que no se sobrepasen de los 50-60° C aproximadamente.
No ubicarlo en lugares donde la temperatura descienda en algún momento por debajo de los 5° C.
No situarlo en lugares donde exista mucha humedad relativa.
Ausencia de polvo y ambientes salinos.
Ausencia de gases corrosivos.
No situarlo junto a lineas de alta tensión.
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MANTENIMIENTO.
El PLC al igual que otra maquina necesita de un mantenimiento preventivo o de una inspección periódica, esta inspección a de ser mas corta cuando mas complejo sea el sistema y puedan variar desde semanalmente hasta anualmente, aunque la con fiabilidad de estos sistemas es alta, las consecuencias derivadas de sus averías originan un alto costo por lo cual hay que reducir esta posibilidad al mínimo, otra que debe de realizar el personal de mantenimiento es la colocación y reparación de las averías que se produzcan, por ser un elemento electrónico complejo y se deberá de realizar su rápida reparación.
Su mantenimiento es tan extenso únicamente las baterías tampón, eventualmente incorporadas para la conservación de los contenidos de memoria requieren ocasionalmente una comprobación respecto a si estado de carga, y los equipos de ventilación una inspección respecto a su permeabilidad.
El PLC los suministra el fabricante como una instalación completa, ya ensayada en marcha continua en todos los detalles bajo condiciones climáticas y mecánicas por lo general muy severas. De modo que el usuario no ha de preocuparse en cuanto a fallos prematuros.
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APLICACIONES.
Actualmente los sistemas programados, no cableados están a la orden del día, incluso para el control de pequeños automatismos, la gran capacidad de memoria y la elevada velocidad del proceso de los circuitos integrados abren una amplia gama de aplicaciones ya que el PLC por sus características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso, la constante
evolución del hardware amplia continuamente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.
Su utilización se hace principalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario realizar procesos de maniobra, control, señalización, etc., por lo tanto su aplicación abarca desde procesos de fabricación industrial de cualquier tipo al de transformaciones industriales, sus reducidas dimensiones hacen la facilidad de su montaje y la modificación o alteración de os mismos, también hace que su eficacia fundamentalmente se de en aplicaciones de maquina, instalaciones etc.
A continuación se dan algunas de sus aplicaciones:
Maniobra de maquinas.Las maquinas modernas tienen por lo regular un control numérico computarizado. El operador ya no pone a punto su maquina moviendo manivelas y tornillos. En lugar de eso, programa el control numérico computarizado. Este realiza los ajustes para trabajar la pieza correspondiente. para que el control numérico computarizado actué es necesario entregar un PLC que se encargue de la comunicación entre los primeros.
1. Maquinaria industrial del mueble y madera.
2. Maquinaria en procesos de grava, arena y cemento.
3. Maquinaria en la industria del plástico.
4.Maquinaria de ensamble.
5.Maquinas de herramienta.
Maniobra de instalaciones. El PLC se verifican condiciones de temperatura, presión, nivel, etc. Cuando su control registra un exceso en los coeficientes máximos o mínimos puede actuar aplicando medidas correctivas para evitar desperfectos o emite señales de alarma hacia los operarios.
1. Instalaciones de aire acondicionado, calefacción etc.
2. Instalaciones de seguridad.
3. Instalaciones de frío industrial.
4. Instalaciones de almacenamiento y transvase de cereales.
5. Instalaciones de plantas embotelladoras.
6. Instalaciones de tratamientos térmicos.
7. Instalaciones en la industria de automoción.
8. Instalaciones de plantas depuradoras de residuos.
Antes de iniciar el manejo de un autómata es imprescindible familiarizarse con los modos y funciones específicas mediante el manual de instrucciones del mismo y al principio tenerlo delante hasta tanto dominemos estas.
Existen variaciones de unos fabricantes a otros y de unos autómatas a otros tanto en el teclado como en la forma de proceder para realizar cualquier función.
4.1.- PROCEDIMIENTO DE PROGRAMACION POR LISTA DE FUNCIONES.
1. Tener diagramas de control electromagnético.2. Identificar las entradas (interruptores o botones), salidas (bobinas de los
arrancadores, bobinas auxiliares y relevadores de tiempo.3. Asignar número de entradas (INPUT), salidas (OUTPUT), relevadores
de tiempo (TIMER) y contactos auxiliares.4. La programación se efectúa línea por línea del programa de control,
empezando siempre por los contactos conectados en paralelo y posteriormente con los contactos en serie.
5. Los contactos NC se indican con la instrucción NOT.6. La asignación para las salidas s realiza con el signo “ = “.7. La actividad del TIMER se efectúa con la instrucción SET.8. Al inicio del programa se coloca la instrucción LAB seguida en el caso de
que existan TIMER el ajuste de cada uno.9. El término del programa es con la instrucción LOAD PROG seguida de
la instrucción JUMP.
TABLA DE INSTRUCCIONES BASICAS DEL PLC.
INSTRUCCION NMONICO FINALIDAD
LOAD LD Indica ir a programación de línea (cargar programa).
AND AND Conexión en serie de contactos.
OR OR Conexión en paralelo de contactos.
NOT NOT Negación o contactos N.C.
FLAG FLAG Bandera O bit
auxiliar.
INPUT IN Definir entrada.
OUTPUT OUT Definir salida.
TIMER TM Relevador de tiempo.
SET SET Activar salidas.
PRE-TIMER PTM Ajustar tiempo de timers.
LAB LB Instrucción del destino de brincos.
JUMP JM Brinco c/destino a la instrucción LAB.
LD PROG LD PROG Definición del número de programa.
EDIT No. PROG
EDIT PROG
Editar No. de programa.
EDIT 1.2 EDIT 1.2 Editar programa No. 1 a pasos
EDIT 5.3 EDIT 5.3 Editar programa No. 5 por lista.
4.2.- PROCEDIMIENTO DE PROGRAMACION POR DIAGRAMAS DE ESCALERA
PCIS
Es un programa que sirve para crear circuitos o diagramas en escalera de control para entrar a dicho programa se siguen las indicaciones que a continuación se detallan.
¿QUE SE NECESITA PARA ENTRAR AL PROGRAMA PCIS?
° Encender su computadora y esperar a que cargue Windows.
° Habrá su unidad A y entre a su directorio.
¿QUE SE NECESITA PARA EXPLICAR LOS TRES PROGRAMAS DE PCIS Y COMO IDENTIFICAR EL EXE.?
° Ya que haya abierto su directorio busque los programas PCIS en donde encontrara tres programas y son los siguientes:
1. PCIS.CFG2. PCIS.PIF3. PCIS.EXE
Para arrancar el programa se utiliza al archivo PCIS.EXE ya que es el archivo ejecutable y lo encontraremos mejor en el administrador de archivos desplegado en donde observaremos sus datos:
PCIS.EXE 14/19/84 12:00
Al oprimir la tecla F5 seleccionaremos el tipo de bobina que necesitamos y para seleccionarla nos auxiliamos del cursor y otorgándole el numero 001.
¿POR QUE ES NECESARIO TENER LOS TRES ARCHIVOS PCIS?
Por que al fallar alguno de estos tres archivos dentro del disco no se podrá arrancar el programa.
LEER INSTRUCCIONES DE LA MAQUINA
- En la hoja de presentación tenemos:
PRESS AND KEY TO CONTINUE (presione cualquier tecla para continuar)
PANTALLA DEL MENU PRINCIPAL
(F1) PROGRAM TRANSFER-SAVE/READ/PRINT/CLEAR (programa de transferencia –guardar /leer/imprimir/borrar).
(F2) PROGRAM DE VELOPMENT/EDIT (edición del programa/editar)
(F6) EXIT TO DOS (salida al sistema operativo)
Al oprimir F1 aparecerá una nueva pantalla, que dice:
WORKSPACE: EMPTY o NEW LADDER PROGRAM
(Espacio de trabajo: vació o nuevo diagrama de escalera)
En el submenu F1 en NEW LADDER DIAGRAM aparecen los siguientes comandos:
F1 F2 F3 F4 F5
READ
Leer
SAVE
Guardar
Imprimir
CLEAR
Borrar
CHANGE
Dir
En SUBMENU F1 en EMPTY aparecen también otros comandos:
F1 F4 F6
READ
Leer
CLEAR
Borrar
CHANGE
Dir
Al oprimir F2 de MAIN MENU aparecerá:
- F2 PROGRAM DEVELOPMENT/EDIT
(desarrollo de 1 programa /editar)
- F6 UNDO (borrar)
RUNG (línea)
Al oprimir F6 EN MAIN MENU (menú principal)
- F6 EXIT TO DOS (salir al sistema operativo)
MAIN MENU
F1 SIRVE PARA BORRAR /LEER/SALVAR F2 SIRVE PARA EDITAR F6 SIRVE PARA SALIR A MS DOS
Al presionar la tecla F1 aparece en la pantalla WORKSPACE y en el lado superior de la pantalla aparece WORKSPACE = EMPTY, si desea salir de la pantalla y regresar a MAIN MENU presione la tecla ESC, si desea editar presione la tecla F2 y sale la pantalla para realizar circuitos de control o diagramas de escalera, para salir presione la tecla ESC.
F6 PARA SALIR AL ADMINISTRADOR DE ARCHIVOS.
SUBMENU
La tecla F2 del menú le permite editar, apareciendo una nueva pantalla con un submenú en donde se encontrarán los elementos necesarios para crear un circuito de control en diagrama de escalera, los cuales se encuentran en la parte inferior de la pantalla.
Cada símbolo es un equivalente de los dispositivos que se utilizan en el control electromagnético y tiene una clave o un numero que es la dirección, (en este caso para la marca ALLEN BRADLEY), en donde los contactos tienen la funcion de entradas y a las bobinas como salidas.
Oprimiendo la tecla F2 insertamos en la línea nuestro contacto normalmente cerrado con el numero 001.
Oprimiendo la tecla F3 prepararemos a la máquina para una línea paralela (nuestra línea No. 1) y podremos seguir trabajando en la línea anterior, dejando la maquina un espacio para nuestro siguiente elemento.
Oprimiendo la tecla F1 podemos insertar el contacto normalmente abierto entre las líneas paralelas con el numero 002.
Oprimiendo la tecla F3 se podrá trabajar en la segunda línea y oprimiendo la tecla F1 podremos poner nuestro contacto de enclave con el numero 001 y con la tecla F4 podremos subir nuevamente a nuestra línea numero 1.
EQUIVALENCIAS DE ELEMENTOS DE ENTRADA Y SALIDA
Entendemos como elementos de entrada a todo tipo de interruptor de contacto sostenido o de contacto momentáneo e inclusive a los sensores.
Un contacto debe conservar su estado (CERRADO O ABIERTO)
Para los relevadores de tiempo y las bobinas se van a representar con un simple paréntesis.
NOTA: en los diagramas de escalera se omiten los relevadores de sobrecarga.
Elementos de entrada:
interruptor de contacto sostenido. interrptor de contacto momentáneo. sensores.
Números de asignación:
O01, 002, 003, 004, 005, 006
101, 102, 103, 104, 105, 106
Elementos de salida:
-bobina del contactor
Número de asignación:
011, 012, 013, 014, 015, 016, 017
101, 112, 113, 114, 115, 116, 117
Relevador de tiempo
bobina temporizadora
Número de asignación:
901, 902, 903, 904, 905, 906.
4.3.- PROCEDIMIENTO DE PROGRAMACION PASO A PASO
La programación del FPC 202 puede realizarse en cualquiera de las formas siguientes:
Utilizando las facilidades del programa. Por medio de un ordenador personal COMPATIBLE IBM a través de una
interfaz como se cito al principio el FPC puede obedecer comandos desde una PC estos comandos quedan en memoria mediante este método y se pueden modificar desde el FPC O CPU.
LENGUAJE DE PROGRAMACION
Los programas pueden introducirse en dos diferentes lenguas seleccionándolos de a cuerdo con los requerimientos del problema de control.
PASO A PASO
La programación paso a paso FESTO está basada en la estructura principalmente en circuitos con secuencia.
MNEMONICOS (LISTA DE INSTRUCCIONES)
Este método de escribir la programación con la utilización de abreviaciones técnicas son conocidas como instrucciones y sus presentaciones más importantes son:
1. método de programación orientada a líneas.2. no hay bloqueo del programa cuando la condición no se cumple con
instrucciones AND.3. posibilidad de representación gráfica de los programas.
El programa se realiza a base de líneas sucesivas, este lenguaje en particular es adecuado para automatizaciones simples, los temporizadores hacen posible incluir funciones dependientes del tiempo en proceso de control con el ritmo de 10 ms, el control es posible al contar hasta 0 desde un tiempo predeterminado.
Los flags son posiciones reservadas de memoria que pueden asumir estado 0: memorizar entradas o estados en un determinado momento, memorizar resultados parciales.
Operaciones en casi paralelas de dos programas. Los flags pueden activarse o desactivarse y ser interrogados por su estado.
INSTRUCCIÓN
FUNCION UNIDAD FUNCIONAL
PARAMETRO
C / A Tecla de cambio entre acción y parte condicional
SET Activación de una unidad funcional
Output salida
PROGRAM
temporizador contador flag
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
RST Desactivación de una unidad funcional
Output salida
PROGRAM
temporizador contador flag
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
PRE Definición de un valor de preselección para contadores y temporizadores
temporizador
(0…7)
INIT El contactor empieza en el valor de preselección
Contador
(0…7)
INC Incrementa el contador en uno
Contador
(0…7)
DEC Decrementa el contador en uno
contador (0…7)
JMP Salta al paso especificado
(0…99)
INTRODUCCION
FUNCION UNIDAD FUNCIONAL
PARAMETRO
NOT Función lógica NOT, sólo en la parte condicional
Interrogación de funciones por señal cero Fin de una condición con inversión
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
LD Interrogación de una Ld por señal 1
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
LD NOT Interrogación de una Uf por señal 0
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
SET Activación de una Uf
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
RST Desactivación de una Uf
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
— Asignación
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
- NOT Asignación negada
(0…7) hasta (70…77)
(0…7)
(0…7) hasta (60…67)
PRE Preselección para temporizadores y contadores
(0…7)
INIT Incrementa el contador en 1
(0…7)
INC Decrementa el contador en 1
(0…7)
DEC Salta a una etiqueta especificada
(0…7)
JMP Salta a rala etiqueta especifica
Salta a rala etiqueta especifica
Salta a rala etiqueta especifica
AND Función lógica AND
Función lógica AND
Función lógica AND
OR Función lógica OR
Función lógica OR
Función lógica OR
SHOW Cuando el sistema se halla en estado RUN el valor de los contadore
Cuando el sistema se halla en estado RUN el valor de
Cuando el sistema se halla en estado RUN el valor de
s se muestra en el display
los contadores se muestra en el d.
los contadores se muestra en el display
EL PLC FESTO FPC – 202.
QUE SIGNIFICA FPC
FPC es la abreviación de las siglas control programable FESTO; este es el nombre dado a un tipo de controles que pueden ofrecer importantes ventajas técnicas y económicas, sobre los mandos convencionales a reales, denominados generalmente mandos cableados. Con este programa FPC, FESTO ofrece una solución completa a una amplia gama de planteamientos de control.
El FPC 202 es un control compacto que es, en principio, válido para cualquier proceso de control (excluyendo aquellos que por sus dimensiones o complejidad lo hacen inadecuado) pero que actúa solamente cuando se le introduce un programa para un mando específico.
Si la tarea debe de cambiar, solamente el programa es decir, el software, debe cambiarse no es necesario intervenir en el hardware, así, el FPC 202 es un control apto para todo tipo de aplicación, P. E., máquinas de proceso en estaciones de montaje, empaquetadoras, todo tipo de utilidades.
Las partes más importantes del control son las señales de entrada, las del proceso del circuito y las señales de salida. El principio de funcionamiento es simple.
FPC 202 es conectado eléctricamente al proceso que debe controlarse a través de las entradas y salidas. En su estado operativo las entradas reciben continuamente información sobre el proceso a controlar y relacionar esta información.
Junto con las instrucciones del programa de tal manera que las salidas adopten la situación requerida (abierto – cerrado), para ello la información necesaria debe ser suministrada por los sensores de la instalación a controlar, las salidas transfieren su señal a los actuadotes como válvulas y bragues, motores.
El programa puede establecer que si se haya presente alguna señal en la entrada 3 y no se haya señal en la entrada 5 o 7 entonces la salida (contactor) sea abierta para poder enlazar éstas y otras conexiones lógicas.
FPC tiene las siguientes operaciones electrónicas a su disposición:
microprocesador para operaciones lógicas – memoria de programa del sistema que controla la organización interna del FPC
memoria para el programa de uso. El microprocesador y la memoria son componentes electrónicos de alta integración con una elevada velocidad de actuación y una gran capacidad de memoria utilizable por el usuario y componentes electrónicos de alta integración con una elevada velocidad de actuación y una gran capacidad de memoria RAM / Random Acces Only Memory.
Memoria programada eléctricamente que puede borrarse y volverse a programar, la programación puede realizarse utilizando el teclado del equipo o externo tal como un ordenador u otro sistema con las interfaces adecuadas. Con la memoria EPROM la ventaja que el programa se borra momentáneamente.
DONDE SE UTILIZAN LOS CONTROLES LÓGICOS PROGRAMABLES FPC 202
Actualmente los sistemas programados, por cableados están a la orden del día, incluso de pequeños automatismos, la gran capacidad de memoria y elevada rapidez de proceso de los circuitos integrados abre una amplia gama de aplicaciones incluso para pequeños controles como el FPC – 202.
Las aplicaciones rentables empiezan con diseños que precisan más de 10 redes auxiliares, como un experto en aplicaciones prácticas de PLC’s hemos estado utilizando nuestros controles con éxito en nuestra propia producción, montaje y control de calidad. Por ellos sabes lo importante que es tener la solución más adecuada a un determinado problema.
Para poder abarcar los más diversos sectores de la industria, aplicaciones tipo de industrias hemos producido una gran gama de FPC capaz de cubrir todas las necesidades que se requieran en la práctica.
Uno de nuestros principales objetivos al desarrollar esta gama ha sido ofrecer una tecnología de punta, manteniendo la producción para futuros desarrollos si los requerimientos del sistema de control crecen, nuestros sistemas crecen junto con ellos actualmente FESTO ofrece 5 controles lógicos programables.
UNIDAD BASICA
Sistema de control
Control lógico programable con teclado incorporado
Dimensiones 240mm x 158mm x 60mm
Peso 1.2 kilogramos máximo
Fuente de alimentación
Externa de 24 VCD tolerancia 18.5 -30 V
Potencia Potencia máxima 7.2 W
absorbida
Entradas / salidas
16 entradas 24 VCD (opto acopladas)
8 salidas transistorizadas 24 VCD
8 salidas por relé protegidas individualmente con fusible de 1 A
Máx. tensión de conmutación 250 VCA
Máx. potencia de contacto 50 WCD
Memoria de datos
RAM 32 kb; opcionalmente EPROM 32 kb
Protección de la memoria
Batería para asegurar el contenido de la memoria RAM en caso de fallo de tensión.
Duración aprox. 5 años de servicio continuo
Unidades funcionales
8 contactores (c) de cuatro dígitos
(0….9999)
8 temporizadores (T), 0, 1-327, 6s
58 recordadores o flags (F)
Indicadores led para dos por ocho entradas (verde)
para dos por ocho salidas (amarillo)
para contactor C, temporizador T, flag F (rojo).
Visualizadores de 7 segmentos
Para visualización del estado del control durante
la edición e indicación de errores y durante el ciclo del programa.
Campo de programación
edición de programas
test y diagnosis listado de
programas
Interfase de diagnostico
Interfase Serial Ocurrent Loop 20 mA para dispositivos de listado, carga / descarga de programas y dispositivos de programación externos.
Tipos de programas
Paso a paso, lista de mnemónicos
Prestaciones especiales
rearranque automático programable después de un fallo de tensión
reconocimiento del fallo de batería
posibilidad de cambiar la batería sin pérdida de datos
visualización de errores (durante la edición y para control de programas)
facilidad de diagnostico por medio del sistema test.
Fusibles para la tensión de alimentación y etapas de salida.
Es posible conectar dos módulos de extensión al módulo básico proporcional a 96 entradas / salidas. Las dimensiones y conexiones eléctricas son idénticas al de la unidad básica.
MODULO DE EXTENSION
Fuente de alimentación
24 VCD tolerancia 18.5 V – 30 V
Entradas / salidas 16 entradas 24 VCD 8
8 salidas transistorisadas a 24 VCD
8 salidas por relé protegidas individualmente por un fusible de 1 A
TENSION DE ALIMENTACION
La tensión de alimentación se conecta separadamente a la señal por medio de dos terminales. Cuando el sistema es conectado por primera vez, el led rojo de bajo del pulsador se enciende si no se ha programado el autoarranque.
El sistema de diagnostico automáticamente comprueba la operatividad y la respuesta de las señales. Cuando la tensión de alimentación es conectada de nuevo, la suma de prueba del directorio es automáticamente verificada si el directorio es defectuoso es creado nuevamente.
SITUACION DE LAS CONEXIONES CON EL EXTERIOR
Las regletas de terminales para las entradas y salidas están cubiertas por tapas de plástico, las cuales pueden desmontarse levantándolas.
ENTRADAS
Regleta de terminales superior, dos grupos de ocho terminales, tensión de alimentación a 24 V, junto con conexión a tierra a derecha e izquierda de las dos terminales 100-107
e 110 – 117.
SALIDAS
Regleta de terminales inferior de lado izquierdo, seis salidas por relevadores 000-007, tensión de alimentación por medio de conexión en el lado izquierdo para las salidas
00 – 03 y a al derecha para las salidas 04 – 07.
Las salidas transistorisadas O10 – O17 en la parte derecha de la regleta, tensión de alimentación 24 V por medio de R +, conexión a tierra por R -.
INSTRUCCIÓN FUNCION
RUN Instrucción de arranque manual para programas.
STOP Instrucción de paro.
SINGLE Ejecución de programas de acuerdo a la instrucción.
EDIT Llamada al editor
SHIFT Tecla para funciones secundarias.
CLR Tecla de borrar
AUTO Arranque automático
SAFE Aseguramiento de datos
INS Insertar línea
DEL Borrar línea
EXT Entrar / salir del programa
DISP Una vez alcanzado el modo Edit las funciones especiales que hayan sido programadas como pueden ser visualizados
SHOW En el estado de Run, la instrucción show indica el valor actual del contador o temporizador seleccionado en forma dinámica.
C / A Tecla de cambio entre acción y parte condicional
SET RST Activación de la unidad funcional
PRE Desactivación de una función opcional
INIT
INC
DEC
JMP
NOT
OR
Estructura de los autómatas programables Estructura externa. Estructura interna. Memoria. CPU. Unidades de entrada/salida. Interfaces. Equipos o unidades de programación. Dispositivos periféricos. Bibliografía.
Introducción Este tutorial es de libre distribución y uso, con la única condición de mencionar al autor en caso de incluir parte o el total del mismo en otro documento. Es de obligado cumplimiento mandar una carta sellada en el caso de emplear este documento en centros de enseñanza y empresas, indicando el centro o empresa que emplea este tutorial. Este requisito valida su empleo y la distribución gratuita en dichos lugares, ya sea en formato electrónico o en papel impreso. Miguel Angel Montejo RáezAV. Granada 67 5D23001 Jaén, España Definición de autómata programable Se entiende por controlador lógico programable (PLC), o autómata programable, a toda máquina electrónica diseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales. Esta definición se está quedando un poco desfasada, ya que han aparecido los micro-plc's, destinados a pequeñas necesidades y al alcance de cualquier persona. Campos de aplicación Un autómata programable suele emplearse en procesos industriales que tengan una o varias de las siguientes necesidades:
Espacio reducido. Procesos de producción periódicamente cambiantes. Procesos secuenciales. Maquinaria de procesos variables. Instalaciones de procesos complejos y amplios.
Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.
Aplicaciones generales:
Maniobra de máquinas. Maniobra de instalaciones. Señalización y control.
Tal y como digimos anteriormente, esto se refiere a los autómatas programables industriales, dejando de lado los pequeños autómatas para uso más personal (que se pueden emplear, incluso, para automatizar procesos en el hogar, como la puerta de un cochera o las luces de la casa). Ventajas e inconvenientes de los PLC's Entre la ventajas tenemos:
Menor tiempo de elaboración de proyectos. Posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes. Mínimo espacio de ocupación. Menor costo de mano de obra. Mantenimiento económico. Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo autómata. Menor tiempo de puesta en funcionamiento. Si el autómata queda pequeño para el proceso industrial puede seguir siendo de
utilidad en otras máquinas o sistemas de producción.
Y entre los inconvenientes:
Adiestramiento de técnicos. Costo.
A dia de hoy los inconvenientes se han hecho nulos, ya que todas la carreras de ingeniería incluyen la automatización como una de sus asignaturas. En cuanto al costo tampoco hay problema, ya que hay autómatas para todas las necesidades y a precios ajustados (tenemos desde pequeños autómatas por poco más de 10000 pts. hasta PLC's que alcanzan cifras escandalosas). Estructura externa
Todos los autómatas programables, poseen una de las siguientes estructuras:
Compacta: en un solo bloque están todos lo elementos. Modular:
o Estructura americana: separa las E/S del resto del autómata. o Estructura europea: cada módulo es una función (fuente de alimentación,
CPU, E/S, etc.).
Exteriormente nos encontraremos con cajas que contienen una de estas estructuras, las cuales poseen indicadores y conectores en función del modelo y fabricante.
Para el caso de una estructura modular se dispone de la posibilidad de fijar los distintos módulos en railes normalizados, para que el conjunto sea compacto y resistente. Los micro-autómatas suelen venir sin caja, en formato kit, ya que su empleo no es determinado y se suele incluir dentro de un conjunto más grande de control o dentro de la misma maquinaria que se debe controlar. Estructura interna
Los elementos esenciales, que todo autómata programable posee como mínimo, son:
Sección de entradas: se trata de líneas de entrada, las cuales pueden ser de tipo digital o analógico. En ambos casos tenemos unos rangos de tensión característicos, los cuales se encuentran en las hojas de características del fabricante. A estas líneas conectaremos los sensores.
Sección de salidas: son una serie de líneas de salida, que también pueden ser de caracter digital o analógico. A estas líneas conectaremos los actuadores.
Unidad central de proceso (CPU): se encarga de procesar el programa de usuario que le introduciremos. Para ello disponemos de diversas zonas de memoria, registros, e instrucciones de programa.
Adicionalmente, en determinados modelos más avanzados, podemos disponer de funcones ya integradas en la CPU; como reguladores PID, control de posición, etc.
Tanto las entradas como las salidas están aisladas de la CPU según el tipo de autómata que utilicemos. Normalmente se suelen emplear optoacopladores en las entradas y relés/optoacopladores en las salidas. Aparte de estos elementos podemos disponer de los siguientes:
Unidad de alimentación (algunas CPU la llevan incluida). Unidad o consola de programación: que nos permitirá introducir, modificar y
supervisar el programa de usuario. Dispositivos periféricos: como nuevas unidades de E/S, más memoria, unidades de
comunicación en red, etc. Interfaces: facilitan la comunicación del autómata mediante enlace serie con otros
dispositivos (como un PC).
En los siguientes apartados comentaremos la estructura de cada elemento. Memoria Dentro de la CPU vamos a disponer de un área de memoria, la cual emplearemos para diversas funciones:
Memoria del programa de usuario: aquí introduciremos el programa que el autómata va a ejecutar cíclicamente.
Memoria de la tabla de datos: se suele subdividir en zonas según el tipo de datos (como marcas de memoria, temporizadores, contadores, etc.).
Memoria del sistema: aquí se encuentra el programa en código máquina que monitoriza el sistema (programa del sistema o firmware). Este programa es ejecutado directamenrte por el microprocesador/microcontrolador que posea el autómata.
Memoria de almacenamiento: se trata de memoria externa que empleamos para almacenar el programa de usuario, y en ciertos casos parte de la memoria de la tabla de datos. Suele ser de uno de los siguientes tipos: EPROM, EEPROM, o FLASH.
Cada autómata divide su memoria de esta forma genérica, haciendo subdivisiones específicas según el modelo y fabricante. CPU La CPU es el corazón del autómata programable. Es la encargada de ejecutar el programa de usuario mediante el programa del sistema (es decir, el programa de usuario es interpretado por el programa del sistema). Sus funciones son:
Vigilar que el tiempo de ejcución del programa de usuario no excede un determinado tiempo máximo (tiempo de ciclo máximo). A esta función se le suele denominar Watchdog (perro guardián).
Ejecutar el programa de usuario. Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe acceder
directamente a dichas entradas. Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas obtenida al
final del ciclo de ejecución del programa de usuario. Chequeo del sistema.
Para ello el autómata va a poseer un ciclo de trabajo, que ejecutará de forma continua:
Unidades de E/S
Generalmente vamos a disponer de dos tipos de E/S: - Digital. - Analógica. Las E/S digitales se basan en el principio de todo o nada, es decir o no conducen señal alguna o poseen un nivel mínimo de tensión. Estas E/S se manejan a nivel de bit dentro del programa de usuario. Las E/S analógicas pueden poseer cualquier valor dentro de un rango determinado especificado por el fabricante. Se basan en conversores A/D y D/A aislados de la CPU (ópticamente o por etapa de potencia). Estas señales se manejan a nivel de byte o palabra (8/16 bits) dentro del programa de usuario. Las E/S son leidas y escritas dependiendo del modelo y del fabricante, es decir pueden estar incluidas sus imágenes dentro del área de memoria o ser manejadas a través de instrucciones específicas de E/S. Interfaces Todo autómata, salvo casos excepcionales, posee la virtud de poder comunicarse con otros dispositivos (como un PC). Lo normal es que posea una E/S serie del tipo RS-232 / RS-422. A través de esta línea se pueden manejar todas las características internas del autómata, incluida la programación del mismo, y suele emplearse para monitorización del proceso en otro lugar separado. Equipos o unidades de programación
El autómata debe disponer de alguna forma de programación, la cual se suele realizar empleando alguno de los siguientes elementos:
Unidad de programación: suele ser en forma de calculadora. Es la forma más simple de programar el autómata, y se suele reservar para pequeñas modificaciones del programa o la lectura de datos en el lugar de colocación del autómata.
Consola de programación: es un terminal a modo de ordenador que proporciona una forma más cómoda de realizar el programa de usuario y observar parámetros internos del autómata. Desfasado actualmente.
PC: es el modo más potente y empleado en la actualidad. Permite programar desde un ordenador personal estándar, con todo lo que ello supone: herramientas más poetentes, posibilidad de almacenamiento en soporte magnético, impresión, transferencia de datos, monitorización mediante software SCADA, etc.
Para cada caso el fabricante proporciona lo necesario, bien el equipo o el software/cables adecuados. Cada equipo, dependiendo del modelo y fabricante, puede poseer una conexión a uno o varios de los elementos anteriores. En el caso de los micro-plc se escoge la programación por PC o por unidad de programación integrada en la propia CPU. Dispositivos periféricos El autómata programable, en la mayoría de los casos, puede ser ampliable. Las ampliaciones abarcan un gran abanico de posibilidades, que van desde las redes internas (LAN, etc.), módulos auxiliares de E/S, memoria adicional... hasta la conexión con otros autómatas del mismo modelo. Cada fabricante facilita las posibilidades de ampliación de sus modelos, los cuales pueden variar incluso entre modelos de la misma serie. Bibliografía "Autómatas Programables: fundamentos, manejo, instalación y prácticas"A. Porras / A.P.MontaneroEd. Mc Graw Hill
Tipos de plc
Debido a la gran variedad de tipos distintos de PLC, tanto en sus funciones, en su capacidad, en su aspecto físico y otros, es que es posible clasificar los distintos tipos en varias categorías.
PLC tipo Nano:
Generalmente PLC de tipo compacto ( Fuente, CPU e I/O integradas ) que puede manejar un conjunto reducido de I/O, generalmente en un número inferior a 100. Permiten manejar entradas entradas y salidas digitales y algunos módulos especiales.
PLC tipo Compactos:
Estos PLC tienen incorporado la Fuente de Alimentación, su CPU y módulos de I/O en un solo módulo principal y permiten manejar desde unas pocas I/O hasta varios cientos ( alrededor de 500 I/O ) , su tamaño es superior a los Nano PLC y soportan una gran variedad de módulos especiales, tales como:
- entradas y salidas análogas
- módulos contadores rápidos
- módulos de comunicaciones
- interfaces de operador
- expansiones de i/o
PLC tipo Modular:
Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el controlador final, estos son:
- Rack
-- Fuente de Alimentación
- CPU
Módulos de I/O
De estos tipos existen desde los denominados MicroPLC que soportan gran cantidad de I/O, hasta los PLC de grandes prestaciones que permiten manejar miles de I/O.
Bibliografía
http://tesisalfovan.wordpress.com/fdfdf/
http://www.industriaynegocios.cl/Academicos/AlexanderBorger/Docts%20Docencia/Seminario%20de%20Aut/trabajos/trabajos%202002/PLC/plc.htm
http://www.slideshare.net/josueacerov/plc-festo
http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20071005213059AAajKbC
El término PLC proviene de las siglas en inglés para Programmable Logic Controler, que traducido al español se entiende como “Controlador Lógico Programable”. Se trata de un equipo electrónico, que, tal como su mismo nombre lo indica, se ha diseñado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industriales.
Para que un PLC logre cumplir con su función de controlar, es necesario programarlo con cierta información acerca de los procesos que se quiere secuenciar. Esta información es recibida por captadores, que gracias al programa lógico interno, logran implementarla a través de los accionadores de la instalación.
Un PLC es un equipo comúnmente utilizado en maquinarias industriales de fabricación de plástico, en máquinas de embalajes, entre otras; en fin, son posibles de encontrar en todas aquellas maquinarias que necesitan controlar procesos secuenciales, así como también, en aquellas que realizan maniobras de instalación, señalización y control.
Dentro de las funciones que un PLC puede cumplir se encuentran operaciones como las de detección y de mando, en las que se elaboran y
envían datos de acción a los preaccionadores y accionadores. Además cumplen la importante función de programación, pudiendo introducir, crear y modificar las aplicaciones del programa.
Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y mantenimiento de bajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos calificados y adiestrados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento.
