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CONTROLADORES LOGICOS

PROGRAMABLES

Luis Steevens Garrido Vasquez

PERU

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Pero qu hace un PLC?Un PLC realiza, entre otras, las siguientes funciones:

Recoger datos de las fuentes de entrada a travs de las fuentes

digitales y analgicas.

Tomar decisiones en base a criterios preprogramados.

Almacenar datos en la memoria.

Generar ciclos de tiempo.

Realizar clculos matemticos. Actuar sobre los dispositivos externos mediante las salidas

analgicas y digitales.

Comunicarse con otros sistemas externos.

Los PLC se distinguen de otros controladores automticos, en que

pueden ser programados para controlar cualquier tipo de mquina, a

diferencia de otros controladores (como por ejemplo un

programador o control de la llama de una caldera) que, solamente,

pueden controlar un tipo especfico de aparato.

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ESTRUCTURA BASICA DE UN PLC

Un controlador lgico programable est constituido por un

conjunto de mdulos o tarjetas (circuitos impresos), en los cualesestn ubicados los componentes electrnicos que permiten su

funcionamiento. Cada una de las tarjetas cumple una funcin

especfica. Algunos PLC tienen una cubierta o carcaza, llamada

comnmente rack,que viene a ser un bastidor donde se alojanlas tarjetas en forma ordenada, que por lo general estn

comunicadas.

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El controlador programable tiene una estructura muy semejante a

los sistemas de programacin, como el computador, cuya

estructura fsica (hardware) est constituido por:

1. Fuente de alimentacin

La funcin de la fuente de alimentacin en un controlador, es

suministrar la energa elctrica ala CPU y dems tarjetas segn laconfiguracin del PLC.

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2. Unidad de procesamiento central (C.P.U.)

Es la parte ms compleja e imprescindible del controlador

programable, en otros trminos, podra considerarse el cerebro delcontrolador. Launidad central est diseada en base amicroprocesadores y memorias. Las memorias son del tipo ROM y

RAM.

La memoria ROM (Read Only Memory): es una memoria de lectura,

que permanece fija en el CPU, contiene el sistema operativo con que

opera el controlador, NO SE BORRA.

La memoria RAM (Random Access Memory):memoria de acceso

aleatorio, es una memoria voltil y fcil de modificarla.

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La CPU pueden clasificar de acuerdo a la capacidad de su memoriay las funciones que puedan realizar, adems de su velocidad de

procesamiento. El tiempo de lectura del programa est en funcindel nmero y tipo de instrucciones, y por lo general es del orden delos milisegundos. Este tiempo tan pequeo significa, que cualquier

modificacin de estado en una entrada, modifica casi

instantneamente el estado de una seal de salida.

CPU 315-2DP Referencia 6ES7315 2AHMemoria de Trabajo : 256 Kbytes.

Instrucciones : 85 K.

Tiempo de Operacin :- Instrucciones de bits : 0.05 us

- Instrucciones de palabras : 0.09 us- Instrucciones de coma fija: 0.12 us- Instrucciones de coma flotante : 0.45 usInterfaz DP:- Sistemas maestros DP maestros /CP 342-5

- Esclavos DP.

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3. Mdulos o interfaces de entrada y salida (E/S)

Los mdulos de entrada o salida son las tarjetas electrnicas

que proporcionan el vnculo entre la CPU del controladorprogramable y los dispositivos de campo del sistema. A travs

de ellas se origina el intercambio de informacin, ya sea con la

finalidad de adquirir de datos, o para el mando o control de las

mquinas presentes en el proceso.

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a. Mdulos de entrada discreta

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b. Mdulos de entrada discreta

Mdulos de salida discreta tipo transistorSu principio de funcionamiento es a base de transistores, lo que

significa una constitucin ntegramente en estado slido con

caractersticas para trabajar en corriente continua (DC) de larga

vida til y con bajo nivel de corriente

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Mdulos de salida discreta tipo TRIAC

Estas interfaces funcionan mediante la conmutacin de un Triac,

son igualmente en estado slido y se usan para manejar sealesen corriente alterna.

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Mdulos de salida discreta tipo relEstos mdulos a diferencia de los anteriores, estn compuestos

por dispositivos electrnicos y un micro rel electromagntico de

conmutacin. Su campo de accin le permite trabajar en AC y DCy con diferentes niveles de tensin, con la ventaja de manejar

corrientes ms elevadas pero con el inconveniente de una corta

vida til debido al desgaste de la parte mvil de los contactos.

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Mdulos Remotos de entrada y salida

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Mdulos de entrada y salida analgica

Los mdulos de entrada anloga se distinguen por el tipo de seal

que reciben, pudiendo ser de tensin (mV) o de corriente (mA) los

que se encuentran dentro de ciertos rangos estandarizados. Los ms

Difundidos son:

Seal de corriente: 0-20 mA, 4-20 mA, 10 mA

Seal de tensin: 0-10V, 0-5V, 0-2V, 10V

Los mdulos de salida anloga se distinguen por el tipo de seal

que emiten, pudiendo ser de tensin (V) o de corriente (mA) los

que se encuentran dentro de ciertos rangos estandarizados. Los msDifundidos son:

Seal de corriente: 0-20 mA, 4-20 mA, 20 mA.

Seal de tensin: 0-10V.

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4. Unidad de programacin

Los aparatos de programacin son una herramienta importante ynecesaria para el dilogo con el PLC, pero fsicamente independiente,

las cuales nos permiten:

Escribir a travs de una lista de instrucciones o mediante un

mtodo grfico los programas, as como modificarlos o borrarlosde manera total o parcial.

Simular la ejecucin de las instrucciones del programa a travs del

forzado de las entradas o salidas.

Detectar y visualizar las fallas del programa o fallas originadas enlos dispositivos de campo de entrada o salida.

Visualizar en todo momento el estado lgico de los dispositivos de

entrada y accionadores (en tiempo real).

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INTERFACES DE COMUNICACIN.

En la actualidad, los PLCs se pueden comunicarse entre s o con otros equipos

perifricos como computadoras terminales, etc. Para formar redes locales o

remotas; todo esto gracias a las interfaces de comunicacin esta compuesta de

electrnica (hardware) y de programas (software), juntos forman un protocolo en el

que todos los componentes que se encuentran conectados. Existen protocolos de

comunicacin como el DataHighway y el DataHighway Plus, Remote I/0,

DeviceNet,etc.

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CONFIGURACION DE PLCS1. PLC COMPACTO

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2. PLC MODULAR

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De estos tipos de PLC existen desde los denominados Micro-PLC

que soportan gran cantidad de entradas y salida(mayor a 64

E/S), hasta los PLC de grandes prestaciones que permiten

manejar miles de entradas y salidas(mayor a 1024).

Controladores Modulares para ambientes difciles ControlLogix-XT 1756

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Tambin se puede mencionar a los Nano PLC:

Generalmente este PLC (compacto) puede manejar un conjunto

reducido de I/O en un numero inferior a 64.Permite manejar unnumero reducido de entradas y salidas y algunos mdulos

especiales.

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PLC COMPACTO - MODULAR

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Entre los lenguajes mas conocidos para los PLC de Siemens tenemos:

KOP:Basado en lgica cableada.FUP:Basado en bloque de funciones.

AWL: Basado en texto.

S7-GRAPH: El lenguaje grfico de programacin permite programar

controles secuenciales

SCL : Lenguaje de alto nivel parecido a PASCAL para desarrollo deprogramacin compleja(Por ejm: operaciones matemticas complejas).

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CONCEPTOS PREVIOS

FUNCIONES LGICAS

INTRODUCCIN

En esta siguiente parte, veremos la secuencia a seguir para

resolver una aplicacin de programacin utilizando el PLC.

Aqu desarrollaremos las dos funciones bsicas ms

importantes: la funcin Y (AND) y la funcin O (OR). ObserveUd. la secuencia que se sigue, porque esa ser lametodologa a usar en todas las unidades.

FUNCIN LGICA Y (AND)

Est funcin lgica tiene una equivalencia elctrica tal como

se muestra en el siguiente circuito elctrico:

f l ?

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Cmo funciona el siguiente circuito?

Ahora, cuando programemos al PLC,

tendremos que ingresar un programa, tal

que cuando se ejecuten estas acciones de

presionar ambos pulsadores, el PLC tendr

que verificarlo y mandar a activar la bobina

K1M.

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Para el circuito elctrico se pide:

Para la familia de PLCsSiemens:

Un operando representa la ubicacin del sensor o actuador

cableado en el PLC, as:

I0.0La letra I significaINPUT

Q0.0

La letra Qsignifica OUTPUT

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2 DIAGRAMA DE CONTACTOS

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2. DIAGRAMA DE CONTACTOS

3. PLANO DE FUNCIONES

Interpretacin:Para que la salida Q0.0 del PLC se active ser necesario que el PLC

verifique que exista una seal 1 en I0.1 Y I0.2.

TIA PORTAL : PLC S7-1200 / S7-300

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FUNCIN LGICA O (OR)

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FUNCIN LGICA O (OR)Anlogamente a la funcin Y, veremos la solucin de la

funcin O

Cmo funciona el siguiente circuito?

Ahora, cuando programemos al PLC,tendremos que ingresar un programa,

que cuando se ejecuten estas acciones

de presionar cual quiera de los

pulsadores, el PLC tendr que

verificarlo y mandar a activar la bobina

K1M.

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2. DIAGRAMA DE CONTACTOS

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3. PLANO DE FUNCIONES

Interpretacin:Para que la salida Q0.0 del PLC se active ser necesario que el PLC

verifique que exista una seal 1 en I0.1 OI0.2.


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DETECCION DE FLANCOS/BOBINAS SET Y RESET


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PRACTICAS1. Realizar el programa ladder.

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2. Realizar el programa de control que obtenga en la salida KM1 Y KM2 Y KM3,

arranque a tensin reducida estrella-triangulo en el que cuando se presione S0

se active el contactor principal KM1 y el contactor estrella KM2 una vez

transcurrido 30seg. El contactor KM2 se desconecta y despus de 3 seg. Seconecta el contactor triangulo los contactores se desconectan al presionar S1

.Realizar el programa ladder.

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3. Realizar el programa Ladder del siguiente sistema temporizado

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3. Realizar el programa Ladder del siguiente sistema temporizado

( semforo de 2 vas)

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4. SISTEMA DE BOMBEO INDUSTRIAL DE AGUA:

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En un sistema de bombeo industrial se tienen 4 bombas las cuales deben encender

alternadamente de tal manera que la primera vez que el tanque se quede sin

agua(sw1=0 y sw2=0) arranque la bomba 1 cuando el tanque elevado se llene (sw1=1 y

sw2=1) la bomba 1 se apague. Nuevamente cuando el tanque se quede sin agua(sw1=0 y sw2=0) arranque la bomba 2 cuando el tanque elevado se llene (sw1=1 y

sw2=1) la bomba 2 se apague. Nuevamente cuando el tanque se quede sin agua

(sw1=0 y sw2=0) arranque la bomba 3 cuando el tanque elevado se llene (sw1=1 y

sw2=1) la bomba 3 se apague. Nuevamente cuando el tanque se quede sin agua

(sw1=0 y sw2=0) arranque la bomba 4 cuando el tanque elevado se llene (sw1=1 y

sw2=1) la bomba 4 se apague. Nuevamente cuando el tanque se quede sin agua(sw1=0 y sw2=0) arranque la bomba 1 generando la alternancia de bombas.

5 En el proceso de llenado automtico de botellas de gaseosas se tiene el esquema

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5. En el proceso de llenado automtico de botellas de gaseosas se tiene el esquema

mostrado en la figura, en la cual se observa:

Un pulsador de arranque del sistema (PUL_ARR) que es N.A y un pulsador de parada

del sistema (PUL_PARA) que es N.C.

Un sensor fotoelctrico (BOT_P) que es N.A que detectara cada botella. Una vlvula ON-OFF (VAL_GASEOSA) que abrir o no segn se d el llenado de la

botella de gaseosa.

Un motor paso a paso (MPAP_1) que bajara la vlvula a la boquilla de la botella para

que la vlvula ON-OFF la empiece a llenar.

Un PLC conectado como se indica.

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OPERACIONES DE TEMPORIZACIN

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Es posible utilizar temporizadores para implementar funciones controladas por tiempo.

Se dispone de temporizadores TON, TONR y TOF.


PT


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Se dispone de temporizadores TON, TP y TOF.


TON


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Se dispone de temporizadores TON, TONR y TOF.


TOF

O C O S CO C O

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OPERACIONES DE COMPARACION

Las comparaciones se pueden realizar con bytes, enteros, enteros dobles y reales.

Pero ambos operandos en una comparacin han de ser del mismo tipo. Estos

operandos pueden ser constantes o posiciones de memoria, incluidos los valores

actuales de los temporizadores o de los contadores.

PLC S7-1200 / S7-300


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OPERACIONES DE CONTAJE

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Se tiene tres tipos de contadores como se muestra a continuacin:

Contador de contaje atrs (CTD).Para cuentas descendentes.


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Se tiene tres tipos de contadores como se muestra a continuacin:

Contador de contaje adelante/atrs (CTUD).Para cuentas ascendentes y descendentes.


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MODULOS DE ORGANIZACIN Y FUNCION

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MODULOS DE ORGANIZACIN Y FUNCION

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CONTADORES Y TEMPORIZADORES

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SEALES ANALOGAS S7-1200

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SEALES ANALOGAS S7 1200

WinCC Flexible

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