Cuando hablamos de mantenimiento de PLC, en realidad se esta hablando de dar un chequeo al sistema automatizado para tener al día nuestro sistema autómata y evitamos posibles contratiempos que puedan afectar a nuestros procesos por falta de mantenimiento y/o conocimientos sobre nuestros sistemas. El siguiente artículo, también nos muestra los principios básicos de cómo instalar un PLC físicamente y nociones a tener en cuenta para tal acción.

A los autómatas lógicos programables (PLC), los chequeos normales y periódicos que generalmente se le practica, son limpieza de hardware (se elimina polvillo), se verifica funcionamiento de ventiladores (si es que tiene provisto), se verifican los estado de filtros (si los lleva). Normalmente las fuentes de alimentación llevan estos ventiladores, pero ahora ya no es común verlos.

Otros de los chequeos que integran este plan de mantenimiento, es hacer un backup de seguridad cada 2 años , y a su vez, se les suele cambiar la pila a los autómatas. Para el recambio de la pila, una de las técnicas mas sencillas, es la implementación de 2 conductores soldados a la pila nueva y su colocación en la placa paralelamente a la que se va a extraer; con esto logramos hacer el recambio sin dejar de alimentar la memoria del PLC, y no corremos el riesgo de que este pierda el programa alojado en la memoria volátil (RAM). Hoy en día, hay equipos que tienen la ventaja de alojar los programas en memorias no volátiles, lo que nos da una seguridad a la hora de fallos de alimentación.

Diagnósticos

En cuanto a la herramienta de diagnostico, el software de cada PLC sirve para diagnosticar, por ejemplo para el step7 300, puede entrar en sistema de destino/información de modulo/buffer de diagnostico.

Si el sistema tenía una falla, efectivamente la mejor forma de localizarla es con el software adecuado para cada PLC, y seguir el funcionamiento online. Pero si no tiene fallas, puede ver el diagnóstico de la CPU, con los eventos ocurridos.

Errores y fallas

Debemos tener en cuenta, que si un PLC venia funcionando correctamente y deja de funcionar correctamente; es totalmente innecesario (desde el punto de vista lógico) bajar la programación que este tiene alojada en el CPU, para ver si esta mal estructurada (algún error de programación).

La primera acción, es la de recurrir al monitor de eventos desde el software del PLC (siempre y cuando tenga esta opción) y ver la ultima acción disponible. De ahí en mas, con la implementación del plano eléctrico de sensores y actuadores (circuito en general.), trabajaremos para ver el problema. Cuando el fallo nos da la opción de poder monitorear en alguna pantalla el código de error, acudiremos al manual o service oficial de la marca que tenemos. Recordar que la mayoría de los errores en un sistema automatizado, son por lo

general, problemas de sensores y actuadores, y un mínimo de los errores, del propio PLC (yo diría que casi nunca).

Comunicación

Generalmente, uno de los fallos mas comunes que nos encontramos a la hora de programar un PLC, son las comunicaciones. Este error muy común puede estar dado por tres razones:

cable de datos incorrecto, o dañado falta de alimentación o desperfectos en los conversores (rs232 – rs485 – USB/rs232

–etc) falta en nuestro computador (que utilizaremos como programador) el protocolo de

comunicación correcto

Los protocolos de comunicaciones digitales en la industria siguen, en general, el modelo estándar de interconexión de sistemas abiertos OSI. Sobre esta base y las recomendaciones de ISA (International Society for Measurement and Control) y la IEC (International Electrotechnic Commitees) se ha establecido normas al respecto , en particular la IEC 1158 en desarrollo aun. No obstante, como resultado de estas normalizaciones se presenta la estructura principal de dos importantes buses de campo que compiten en el ámbito internacional: FF (Foundation Fieldbus) y PROFIBUS. No se incluyen otros buses de campo por razones de tiempo y espacio, tan importantes como WorldFIP, DeviceNet, ControlNet, InterbBus, LonWorks y en particular AS-i, SDS y Seriplex orientados al control discreto.

La estandarización de protocolos en la industria es un tema en permanente discusión, donde intervienen problemas técnicos y comerciales. Cada protocolo esta optimizado para diferentes niveles de automatización y en consecuencia responden al interés de diferentes proveedores. Por ejemplo Fieldbus Foundation, Profibus y Hart, están diseñados para instrumentación de control de procesos. En cambio DevicetNect y SDC están optimizados para los mercados de los dispositivos discretos (on-off) de detectores, actuadores e interruptores, donde el tiempo de respuesta y repetibilidad son factores críticos.

Protocolos

HART (Highway Addressable Remote Transducer) Es un protocolo de fines de 1980, que proporciona una señal digital que se superpone a la señal analógica de medición en 4-20 mA. Permite conectar varios dispositivos sobre un mismo cable o bus (Multidrop), alimentación de los dispositivos, mensajes de diagnósticos y acceso remoto de los datos del dispositivo, sin afectar la señal analógica de medición. La mayor limitación es su velocidad (1200 baudios), normalmente se pueden obtener 2 respuestas por segundo. La alimentación se suministra por el mismo cable y puede soportar hasta 15 dispositivos

MODBUS Es un protocolo utilizado en comunicaciones vía modem-radio, para cubrir grandes distancia a los dispositivos de medición y control, como el caso de

pozos de petróleo, gas y agua. Velocidad a 1200 baudios por radio y mayores por cable.

DEVICENET Resulta adecuado para conectar dispositivos simples como sensores fotoeléctricos, sensores magnéticos, pulsadores, etc. Provee información adicional sobre el estado de la red para las interfaces del usuario. AS-i (Actuador Sensor-interface) Es un bus de sensores y actuadores binario y puede conectarse a distintos tipos de controladores lógico Programable (PLC), controladores numéricos o computadores (PC). El sistema de comunicación es bidireccional entre un maestro y nodos esclavos. Está limitado hasta 100 metros (300 metros con un repetidor) y pueden conectarse de 1 a 31 esclavos por segmentos. El maestro AS-i interroga un esclavo por vez y para el máximo numero tarda en total 5 ms. Es un protocolo abierto y hay varios proveedores que suministran todos los elementos para la instalación. Constituye un bus de muy bajo costo para reemplazar el tradicional árbol de cables en paralelo

PROFIBUS Esta desarrollada a partir del modelo de comunicaciones de siete niveles IS/OSI (International Standard /Open Systen Interconnet)

FIELDBUS FOUNDATION (FF) Esta desarrollada a partir del modelo de comunicaciones de siete niveles IS/OSI (International Standards /Open Systen Interconnet) Es un protocolo para redes industriales, específicamente para aplicaciones de control distribuido Puede comunicar grandes volúmenes de información, ideal para aplicaciones con varios lazos complejos de control de procesos y automatización de la fabricación, Provee bloques de función: IA, ID, OA, OD, PID, que pueden intercambiarse entre la estación maestra (Host) y los dispositivos de campo. La longitud máxima por mensaje es de 256 bytes, lo que permite transferir funciones de control con el concepto de objetos

ETHERNET INDUSTRIAL La aceptación mundial de Ethernet en los entornos industriales y de oficina ha generado el deseo de expandir su aplicación a la planta. Es posible que con los avances de Ethenet y la emergente tecnología Fast Ethenet se pueda aplicar también al manejo de aplicaciones críticas de control, actualmente implementadas con otras redes específicamente industriales existentes, como las que aquí se mencionan.

Consideraciones sobre el montaje mecánico de losPLC’s

Las bondades que tiene un PLC, no debe atenuarse por una mala instalación, es por ello, que daremos algunos criterios básicos para el montaje e instalación de estos equipos. Los módulos periféricos de los PLC’s se alojan mecánicamente a un perfil o bastidor normalizado:

DIN EN 50022-35×15 Bastidores de montaje

Es importante mencionar que los módulos de un PLC se consideran medios operativos abiertos, es decir, deben estar instalados siempre en cajas, armarios o locales de servicio eléctrico accesible únicamente mediante una llave o una herramienta.

Para poner en funcionamiento un PLC se requieren de varios componentes:

Perfil soporte Fuente de alimentación Unidad central de proceso Módulos de señal Módulos de función Procesadores de comunicaciones. Módulos de Interfase.

El montaje de un PLC puede realizarse en forma horizontal o vertical tomando en cuenta la temperatura máxima permisible.

Disposición horizontal: 0…60°C Disposición vertical: 0…40°C

Así mismo, tener en cuenta las separaciones mínimas para evacuar el calor disipado y tener suficiente espacio.

Conexionado eléctrico

Si bien hemos dado las pautas para el montaje mecánico, es necesario saber que consideraciones tomar para el cableado.

No tender cables de señal cerca de cables de potencia paralelos. Tender lo más cerca posible los cables de señal y su línea equipotencial asociada. Tender todas las líneas siempre muy próximas a superficies de masa. Evitar prolongar cables o líneas por intermedio de bornes o similares. Tender por canaletas o cajas separadas los cables de potencia y cables de señal.

Reglas y prescipciones para el funcionamiento de un PLC

Dispositivos de paro de emergencia Arranque de la instalación tras determinados eventos Tensión de red Alimentación de 24VDC Reglas para el consumo de corriente y potencia disipada.

Sistemas de conexión eléctrica

Módulos de señales con circuitos de alimentación de puesta a tierra

Módulos de señales alimentados con una fuente externa

Relación de potencial en la configuración con módulos con separación galvánica

Relación de potencial en la configuración sin módulos con separación galvánica

Medidas contra interferencias

Separación especial entre equipos y líneas Los campos magnéticos o alternos de baja frecuencia (por ej. 50 Hz) solo pueden atenuarse sensiblemente a un costo elevado. Estos problemas se puede resolver con frecuencia sin mas que dejar una separación lo mayor posible entre la fuente y el receptor de interferencia.

Puesta a masa de las piezas metálicas inactivas Otro factor importante para lograr una instalación inmune es una buena puesta a masa. Baja puesta a masa se entiende la interconexión galvánica de todas las piezas metálicas inactivas (VDE 0160).

Filtros para líneas de red y señal El filtrado de las líneas de red y de señal constituyen una medida para reducir las interferencias propagadas por las líneas dentro del armario no deberán aparecer en las líneas de alimentación y en las líneas de señal ningún tipo de sobretensiones.

Apantallamiento de equipos y líneas El apantallamiento (blindaje), constituye una medida para debilitar (atenuar) campos perturbadores de origen magnético eléctrico o electromagnético.

Supresión en inductancias Las inductancias montadas en el mismo armario y que no sean atacadas directamente por salidas de un PLC (p. Ej. Bobinas de contactores y relés) deberán llevar elementos supresores (p. Ej. Elementos RC).

Repaso de puntos importantes

1. ¿Cuáles son los perfiles o bastidores normalizados que permiten alojar los módulos de un PLC? Pueden ser carriles normalizados (riel TS 35), bastidores de montaje o cualquier otro tipo de perfil no normalizado.

2. ¿Por qué se dice que un PLC es considerado un medio operativo abierto? Porqué deben estar instalados siempre en cajas, armarios o locales de servicio eléctricos accesibles únicamente mediante una llave o herramienta.

3. ¿De qué formas puede realizarse el montaje de un PLC? En forma horizontal o vertical.

4. ¿Qué papel juega a la hora de cablear un armario, la disposición de las líneas? Un papel muy importante a la hora de dar inmunidad al sistema (compatibilidad electromagnética)

5. ¿Qué se entiende por puesta a masa?  Se entiende por la interconexión galvánica de todas las piezas inactivas.

Tutorial plc

Harware PLC

En la actualidad estamos habituados a compartir nuestra vida con unas máquinas, llamadas ordenadores.

El autómata (también llamado PLC o Dispositivo lógico Programable) podemos definirlo como un ordenador especializado en la automatización de procesos ya sean estos industriales, domésticos, militares,...

Como los ordenadores, el PLC, va a constar de dos partes fundamentales

-El HARDWARE que es la parte física o tangible del ordenador y del autómata

-El SOFTWARE es la parte que no es tangible: es el programa o programas que hacen que el ordenador o el autómata hagan un trabajo determinado

1.1) Hardware

El hardware del autómata, al ser básicamente un ordenador, podemos dividirlo de la siguiente forma:

- La F.A., o fuente de alimentación, provee a suministrar las distintas c.c. que necesitan los circuitos electrónicos del autómata para poder funcionar.

- La CPU, o Unidad de Control de Proceso, en la que va alojado el microprocesador (que es el cerebro del sistema) junto con los dispositivos necesarios para que éste realice su función: las tarjetas de memoria, el reloj, las VIAS (integrados que ayudan al microprocesador en sus tareas de comunicación con otros dispositivos), etc.

- Las tarjetas de entradas/salidas, o tarjetas I/O, en las que otros circuitos integrados se encargan de que el microprocesador sea capaz de comunicarse con otros dispositivos, ya sean éstos otros microprocesadores, un teclado, una pantalla, etc.

Debajo del bastidor central, justo en la parte inferior, existen unos ventiladores que tienen por misión refrigerar todos los elementos que componen el PLC, ya que tanto la F.A. como la CPU pueden alcanzar temperaturas peligrosas para la circuitería de uno y otro componente; un fallo en dichos ventiladores provocará una alarma que nos saldrá por pantalla e impresora (“Avería ventiladores PLC”).

Pero si peligrosa es la temperatura, no es menos peligroso el polvo y las partículas en suspensión que hay en el aire, como, con los ventiladores, estamos provocando una corriente de aire forzada que recorre las distintas tarjetas, para evitar la entrada de

partículas en suspensión en dichos elementos, entre los ventiladores y el PLC, se han instalado unos filtros que es conveniente revisar y cambiar de vez en cuando.

Tengamos en cuenta que un filtro tupido impide, también, el paso del aire por lo que los ventiladores no cumplirán perfectamente su misión y podemos provocar sobretemperatura, sobre todo en la F.A. o en la CPU.

Si examinamos la configuración del hardware de uno de los autómatas de nuestras instalaciones, la disposición física de los elementos sería la siguiente (En este caso vemos el hardware que se ha instalado en el PLC1 de la C.H. ):