1_Programacion Secuencial Con GRAFCET

CONTROL SECUENCIAL Y PROGRAMACIÓN DE PROCESOS SECUENCIALES CON GRAFCET

• Control secuencial vs control enlace• Secuencia de un proceso automatizado• Elementos de GRAFCET• Programación con GRAFCET

Sistemas integrados de Manufactura

Programación de PLC

Comparación de control enlace y control secuencialControl secuencial :

• Son procesos que se ejecutan en varias etapas claramente delimitadas uno del otro.

• La transición de una etapa al otra depende de las condiciones de transición

• Característica de controles secuenciales es en, en general, que únicamente una sola etapa esta

activa a la vez (o varias etapas si el proceso se programo así explícitamente).

• Herramientas de programación son diagramas de función y GRAFCET

Control enlace:

• Son controles que se programa a base de enlaces (o conexiones) booleanas: Durante un ciclo se

consideran y ejecutan todas las conexiones lógicas.

• El control enlace típicamente esta caracterizado que no hay una secuencia en el proceso: La mayoría

de las condiciones del programa de control se evalúan y ejecutan a la vez, independientemente del

tiempo

• Herramientas de programación de control enlace son las tablas de verdad y ecuaciones de algebra

booleana.

....en contrario......


Programación de PLC Aplicaciones del control enlace

Ejemplos típicos de control enlace se encuentran

en aplicaciones donde aspectos de seguridad son

de mucha importancia: La supervisión de las

condiciones se hace permanente, independiente-

mente del tiempo:

• Protección: una maquina debe prender

solamente cuando todos los dispositivos de

seguridad están activados

• Bloqueo (o obturación) de seguridad

El control enlace se elabora a base de las

combinaciones booleanas básicas AND, OR y NOT

con cuales se pueden establecer controles de

cualquier complejidad.

Ejemplo: Un dispositivos H1 se prende cuando 2 de 3 sensores sS1, S2, y S3 están activos:

Tabla de verdad Ecuación booleana

Programación en KOP y FUP



La control secuencial tiene siguientes ventajas:

• Por la subdivisión del proceso en una serie de

etapas se facilita una posible ampliación del

control.

• Facilita el mantenimiento.

• Se puede representar y programar de manera

grafica con GRAFCET

• Por la representación grafico del control

orientado al proceso es mas fácil detectar

errores de programación

Ejemplos típicos de la aplicación de controles

secuenciales son controles de maquinas herramientas

de procesos manufactureras o el control de recetas en

el la ingeniería de procesos.

Aplicaciones de control secuencial

Ejemplo de un diagrama de funcion de un proceso

de control de calidad


Programación de PLC Ejemplo de un proceso secuencial

Cilindro 1A1 Alimentador y presado

Cilindro 2A1 Avance del taladro

Cilindro 2A1

Expulsador

Actividad:

Elaborar la descripción de la secuencia del proceso de

la instalación del taladro

• Alimentar pieza y prensado de la

misma

• Activar motor del taladro

• Taladrar pieza

• Retroceder taladro

• Apagar motor de taladro

• Soltar la pieza

• Expulsar la pieza

• Retroceder cilindro Expulsador


Programación de PLC Programacion secuencial con GRAFCET

• GRAFCET desarrollado en Francia y es una herramienta imprescindible para automatizar

procesos secuenciales de cierta complejidad con el PLC.

• GRAFCET esta normado en IEC 60848 del abril 2002.

• GRAFCET es un diagrama funcional que describe la evolución del proceso que se

pretende automatizar, indicando las acciones que hay que realizar sobre el proceso y que

informaciones provocan.

• Partiendo de diagrama funcional, se obtienen las secuencias que hay que programar en

un PLC.

• Además facilita la comunicación entre personas de diferentes niveles de formación.


Programación de PLC Elementos de GRAFCET

Etapas, Condición de transición y Acciones

Etapa inicial

Condición de transición CT

Etapa

Conexiones dirigidas

Acción o AccionesEn GRAFCET

• Las etapas se representan con un cuadro y un numero, la etapa inicial se representa con un

doble cuadro

• El proceso de descompone en una serie de etapas que son activada una tras otra y por tal existe

una condición que se ha de cumplir para pasar de una a otra etapa

• Siempre (y sin excepción) se alternan etapas y condiciones de transición

• Las acciones asociadas a las etapas se representan con un rectángulo donde se indica el tipo de

acción a realizar (parar Bomba, activar Motor etc.)



Ramificación condicional entre varias secuencias

Cuando existen, en un proceso, secuencias alternas

mutuamente excluyentes, se representan como se

muestra en la imagen:

• si se cumple condición d, se ejecutan etapa 3 y 4.

• si se cumpla condición g, se ejecuta etapa 5.

Secuencias simultaneas

Se utiliza cuando se ejecutan secuencias que no tengan

ninguna interrelación y se representan con trazos

paralelos:

• La condición de transición activa las secuencias

parciales independientes (etapas 3/4 y 5/6

respectivamente) de manera simultanea



Condiciones de transición

• La condición de transición se hace a través de una formulación lingüística. Ejemplo: puerta

cerrada y no hay presión

• Se puede utilizar símbolos. Ejemplo: T>8°C , + para AND etc.

• Se puede utilizar ↑ y ↓ para flanco ascendente y flaco descendente respectivamente

• Se puede utilizar condiciones por tiempo: Ejemplo : t/3/10s ( la activación se produce cunando

el temporizador en la etapa 3 alcanza 10segundos).

• Condiciones activas e inactivas y : Ejemplo: La activación de la próxima etapa se produce

cuando el final de carrera F1 esta activa, inactiva respectivamente



Acciones: Una vez que la etapa esta activa, las acciones asociadas

puede activarse

Hay varas posibilidades:

• Acciones activas mientras este activada la etapa correspondiente

se representa con un rectángulo sencillo

• Para acciones condicionales se añade un símbolo │ y una variable

(ejemplo: Motor 2 se activara en E9 cuando en la etapa 0 se ha

transcurrido 5 segundos).

• Se puede iniciar una acción en una etapa (E4) y desactiva en una

de las siguiente etapas (E9)

• Con flechas ↑ y ↓ se indica ,que una acción inicia al inicio de la

etapa ↑ o al final de una etapa ↓.



Acción continua

Condición

Acción continua condicionada

Acción al inicio de la etapa

Acción al dinar de la etapa

Acciones


Programación de PLC Actividad GRAFCET

Cilindro 1A1 Alimentador y presado

Cilindro 2A1 Avance del taladro

Cilindro 2A1

Expulsador

Actividad: Elaborar con GRAFCET la secuencia del sitema de taladro


Programación de PLC Actividad GRAFCET: Solución

0

1

2

3

4

Start * Posición inicial

Prensar

presado

Motor taladro = 1

Motor taladro activado

Taladrar

Cilindro taladro extendido

5

6

7

8

Cilindro taladro retrocedido

Motor taladro = 0

Motor taladro desactivado

Soltar

Presa soltada

Expulsar

Expulsador extendido

Expulsador retrocedido


Programación de PLC Programación secuencial con GRAFCET

1. Proceso descompuesto en etapas

que se activan de forma secuencial

2. Cada etapa tiene una o varias

acciones que se activan solamente

cuando la etapa este activo

3. La etapa se activa sólo cuando la

precedente lo esta y la condición de

transición entre ambos ha sido

activada

4. La activación de una condición de

transición implica la activación de la

etapa siguiente y la desactivación de

la precedente

Reglas de GRAFCET

Una vez representado el proceso se obtiene n las ecuacioens logicas que controlan la actividad de cada

etapay la evolucion del ciclo. En generar las ecuaciones se obtiene a traves de la instruccion SET y RESET

(boque SR).



Programación secuencial con GRAFCETLa condición de transición (CT) entre dos etapas activa la etapa posterior y desactiva la etapa anterior:

Secuencia del Proceso El paso que sigue desactiva el

paso precedente Variables internas

Para utilizar el sistema de SET y

RESET en GRAFCET se utilizan

con las variables internas (ejemplo

R1) asociadas a cada etapa.



Secuencia del Proceso

Modo 1: Anular ultima etapa activa

(RST) y Primera etapa E0 inicia cuando

todas la s etapas están desactivadas

Inicio de la secuencia

Modo 2: Con la última condición de

transición se activa E0y se desactiva

ultima etapa activa.

Modo 3: Con un impulso de una variable

interna especifica (P.I.) iniciar la primera

etapa E0 en conjunto de la ultima

condición de transición que desactiva la

ultima etapa



Secuencias alternas mutuamente excluyentes

En el caso de una elección entre diferentes secuencias

posible se realiza un activación de uno de las secuencias

a través de la condición de transición (ejemplo : o )



Secuencias simultaneas y saltos condicionalesEn el caso de secuencias simultaneas sin ninguna

interrelación entre ellas se representa con trazos

paralelas y s programa con una condición de trans-

ición valida para todas las secuencias (ejemplo : )

En el caso de saltos condicionales (ejemplo : )

Sentido de evolución

Sentido inverso



Acciones asociadas a las etapas

• Bomba activa mientras E9 esta activa

• El motor 2 se activa si E9 esta activa y

transcurrió 5 segundos desde que se

activo el temporizador T0 en la etapa E0

• El motor 2 se activa al activarsse E4 y

permanece activo hasta que se active la

etapa E9

Una vez que la etapa eta activa , las acciones asociadas se pueden activarse:

• Es posible que una etapa nolleva ninguna accion asociada. En general la etapa 0 tiene ninguna accion

asociada



Ejemplo de aplicación: Grúa

• Ciclo 1 inicia con subida de grúa E0

• Una vez arriba se desplaza a la

derecha E1

• Luego baja la grúa E2

• A continuación se activa un

temporizador E3

• Al concluir el tiempo se sube la grúa

E4 y se desplaza a la derecha E5

• En continuación se baja E6 y se

reposa E7.

• Un ciclo neuvo se hace con un

pulsador de arranque

Tarea

1. Elaborar el diagrama de función

2. Elaborar Tabla de asignación de variables

3. Elaborar diagrama de función con nombre de

variables

4. Programación



Ejemplo de aplicación: Diagrama de función



Ejemplo de aplicación: Tabla de asignación de variablesDiagrama de funcion con variables

Nota:La variable interna R410 permite diferenciar entre el ciclo de avance (etapa 0 a 3) de la grúa y el ciclo de regreso (etapa 3 adelante)

Variables de entrada Entrada PLC

Final de carrera 1 1

2 2

3 3

4 4

Interruptor 7 7

Etapas Grafcet 0 Relés internos R401

1 R402

2 R403

4 R404

5 R405

6 R406

Acciones Grafcet Salidas PLC

Motor suba y baja 202

203

Motor traslación 200

201

�⃗� 1�́� 1𝑀 1�⃗� 2�́� 2𝑀 2




Condición inicial

Condición de transición

Condiciones a cumplir para el inicio del proceso: En el ejemplo: Todas las etapas desactivadas

Condiciones de transición que se han de cumplir para poder pasar de una etapa a otra(números por ejemplo 403, simbolizan relés)




Asignación de salidas a las variables

Tarea:

Programa con MircoWIN S7 y utilizar SCADA PCSimu

(dos motores con sentidos ida y vuela) para verificar el

funcionameinto


Programación de PLC Programación con S7, S7 200 y PCSIMU

Variables de entrada Entrada PLC

Final de carrera 1 I0.0

2 I0.1

3 I0.2

4 I0.3

Interruptor 7 I0.4

Etapas Grafcet 0 Memorias internos M0.0

1 M0.1

2 M0.2

3 M0.3

4 M0.4

5 M0.5

6 M0.6

7 M0.7

8

Acciones Grafcet Salidas PLC

Motor suba y baja Q0.0

Q0.2

Motor traslación Q0.2

Q0.3

�⃗� 1�́� 1𝑀 1�⃗� 2�́� 2𝑀 2



Salidas físicas

Programación con S7, S7 200 y PCSIMU


Programación de PLC Programación con S7, S7 200 y PCSIMU

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