TRABAJO DE CONTROLES INDUSTRIALES

Elaboración de circuitos de Fuerza – Control a partir de sistemas de Módulos – Lógicos -

Programables

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍFACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y

QUÍMICASESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

MARÍA BELÉN CEVALLOS GILERZULAYKA ARROYO PAZMIÑOMARIANA QUINTERO QUIÑONEZSILVIA PÁRRAGA GARABIDAVID INTRIAGO MACÍAS

Para explicar el funcionamiento del PLC, se pueden distinguir las siguientes partes:

Interfaces de entradas y salidas CPU (Unidad Central de Proceso) Memoria Dispositivos de Programación

El usuario ingresa el programa a través del dispositivo adecuado (un cargador de programa o PC) y éste es almacenado en la memoria de la CPU.

La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la información que recibe del exterior a través de la interfaz de entrada y de acuerdo con el programa, activa una salida a través de la correspondiente interfaz de salida.

Evidentemente, las interfaces de entrada y salida se encargan de adaptar las señales internas a niveles del la CPU.

Existen otros componentes que se adaptan a los requerimientos de los usuarios:

Módulos de suministro de energía Módulos de interfaces para conexión de racks múltiples en configuración multi-

hilera

En los módulos de entrada pueden ser conectados:

Sensores inductivos, capacitivos, ópticos Interruptores Pulsadores Llaves Finales de carrera Detectores de proximidad

En los módulos de salida pueden ser conectados: Contactores Electroválvulas Variadores de velocidad Alarmas

ControlUnidad de mando y

visualización con retroiluminación

Fuente de alimentación

Interfaz para módulos de ampliación

Interfaz para módulo de programación

(Card) y cable para PC

Funciones básicas habituales preprogramadas, p.ej. para

conexión retardada, desconexión retardada, relés de corriente, e interruptor de

software

TemporizadorMarcas digitales y

analógicasEntradas y salidas en función del modelo.

La familia de mini autómatas programables LOGO! deSIEMENS se destinan a realizar tareas deautomatización en instalaciones industriales y en elámbito doméstico. Por ejemplo, el alumbrado deescaleras, luces exteriores, control de toldos ypersianas, alumbrado de escaparates, etc. También seemplea en la construcción de armarios eléctricos,máquinas y aparatos.

El mini - PLC ó mini - automata de Siemens es Logo! estedispositivo es muy utilizado en tareas de automatizaciónsencillas por ejemplo control de riego, control de encendidode luces, etc. Este mini - PLC permite agregarle módulos deexpansión para obtener más salidas ó entradas ya seanseñales digitales ó analógicas. Según el manual de Siemens,Logo! es;

LOGO! es el módulo lógico universal de Siemens. LOGO! lleva integradosControl

Unidad de mando y visualización con retro iluminación Fuente de alimentación Interfaz para módulos de ampliación Interfaz para módulo de programación (Card) y cable para PC Funciones básicas habituales preprogramadas, p.ej. para conexión

retardada, desconexión retardada, relés de corriente, e interruptor de software.

Temporizador Marcas digitales y analógicas Entradas y salidas en función del modelo.

Programar un autómata consiste en introducirle unasecuencia de órdenes( instrucciones ) obtenidasdesde un modelo de control, según una codificacióndeterminada ( lenguaje ) que por su forma puedeser:

- literal o de textos, - gráfica, o de símbolos.

Cada instrucción del programa consta dos partes: elcódigo de operación, que define qué se debe hacer ycódigo o códigos de los operandos (generalmenteidentificados por su disposición ), que indican lasconstantes o variables con las que se debe operar.Los lenguajes literales están formados porsecuencias de textos agrupados en instrucciones uordenes elementales del programa.

Los controladores lógicos programables o PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en inglés) son dispositivos electrónicos muy usados en automatización industrial.

Los PLC sirven para realizar automatismos, se puede ingresar un programa en su disco de almacenamiento, y con un microprocesador integrado, corre el programa, se tiene que saber que hay infinidades de tipos de PLC, los cuales tienen diferentes propiedades, que ayudan a facilitar ciertas tareas para las cuales se los diseñan.

Para que un PLC logre cumplir con su función decontrolar, es necesario programarlo con ciertainformación acerca de los procesos que se quieresecuenciar. A través de los dispositivos de entradas,formados por los sensores (transductores deentradas) se logran captar los estímulos del exteriorque son procesados por la lógica digital programadapara tal secuencia de proceso que a su vez envíarespuestas a través de los dispositivos de salidas(transductores de salidas, llamados actuadores.

El LADDER, también denominado lenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los autómatas programables debido a que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos.

Elementos básicos en LADDER

Símbolo Nombre Descripción

Contacto NA

Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que

representa, esto es, una entrada (para captar información del

proceso a controlar), una variable interna o un bit de sistema.

Bobina NC

Se activa cuando la combinación que hay a su entrada

(izquierda) da un cero lógico. Su activación equivale a decir

que tiene un cero lógico. Su comportamiento es

complementario al de la bobina NA.

Bobina SET

Una vez activa (puesta a 1) no se puede desactivar (puesta a 0)

si no es por su correspondiente bobina en RESET. Sirve para

memorizar bits y usada junto con la bobina RESET dan una

enorme potencia en la programación.

Bobina JUMPPermite saltarse instrucciones del programa e ir directamente

a la etiqueta que se desee. Sirve para realizar subprogramas.

Se suele indicar mediante los caracteres B óM y tienen tanto bobinas como contactosasociados a las mismas de los tipos vistos enel punto anterior. Su número de identificaciónsuele oscilar, en general, entre 0 y 255. Suutilidad fundamental es la de almacenarinformación intermedia para simplificaresquemas y programación.

El temporizador es un elemento que permite poner cuentas de tiempo con el fin de activar bobinas pasado un cierto tiempo desde la activación.

El esquema de un temporizador, Tii, con dos entradas (E y C a la izquierda) y dos salidas (D y R a la derecha con las siguientes características:

Entrada Enable (E): Tiene que estar activa

(a 1 lógico) en todo momento durante el intervalo

de tiempo, ya que si se desactiva (puesta a cero lógico)

se interrumpiría la cuenta de tibia (puesta a cero

temporal).

El contador es un elemento capaz de llevar el cómputo de las activaciones de sus entradas, por lo que resulta adecuado para memorizar sucesos que no tengan que ver con el tiempo pero que se necesiten realizar un determinado número de veces.

Entrada RESET (R): Permite poner a cero el contador cada vez que se activa. Se suele utilizar al principio de la ejecución asignándole los bits de arranque, de modo que quede a cero cada vez que se arranca el sistema.

Entrada PRESET (P). Permite poner la cuenta del contador a un valor determinado distinto de cero, que previamente se ha programado en Cip.

Entrada UP (U): Cada vez que se activa produce un incremento en una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.

Entrada DOWN (D): Cada vez que se activa produce un decremento en una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.

Salida FULL (F): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del contador contando en sentido ascendente.

Salida DONE (D): Se activa cuando el valor del contador se iguala al valor preestablecido Cip.

Salida EMPTY (E): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del contador contando en sentido descendente.

El monoestable es un elemento capaz de mantener activada una salida durante el tiempo con el que se haya programado, desactivándola automáticamente una vez concluido dicho tiempo. Una de sus principales ventajas es su sencillez ya que sólo posee una entrada y una salida. Entrada START (S): Cuando se activa o se le

proporciona un impulso comienza la cuenta

que tiene programada.

Salida RUNNING (R): Se mantiene activada

mientras dura la cuenta y se desactiva al

finalizarla. Al igual que con el temporizador,

para programar la cuenta hay que introducir

los valores de Mip y Mib.

El siguiente esquema representa la estructura general de la distribución de todo programa LADDER, contactos a la izquierda y bobinas y otros elementos a la derecha.

Aunque en los sistemas industriales la programación se centra en procesos secuenciales, no teniendo demasiado interés los procesos combinacionales, es necesario conocer la lógica combinacionál ya que en muchas ocasiones es necesaria en la programación secuencial.

LADDER para la función M = A(B'+C)D'

La conexión tradicional para realizar una función de memoria en los circuitos con relés, es el circuito con autoalimentación

Circuitos con autoalimentación con prioridad a ladesconexión a), y a la conexión b)

Los esquemas equivalente en LADDER:

Circuitos LADDER con autoalimentación

Con LADDER el esquema puede quedar mucho más sencillo si empleamos las bobinas de SET para la marcha y RESET para paro:

Circuito de marcha y paro con bobinas SET y RESET En este caso la prioridad dependerá del PLC utilizado,

aunque usualmente la función RESET tiene prioridad sobre la SET.

El esquema siguiente se corresponde con el mando de un motor con marcha temporizada

Automatismo temporizado.

Un posible programa equivalente en LADDER podría ser el siguiente:

Aplicación de un temporizador en LADDER.

El programa consta de un contadorC11 que ha sido programado con elvalor 10 (Cp=10). Con la entrada S0ponemos a cero el contador y conla entrada S1 se preselecciona conel valor de Cp, esto es, 10. Cadaimpulso dado en S2 incrementa enuna unidad el contador y cadaimpulso en S3 lo disminuya.Las bobinas KMI y KM2 se activancuando el contador posee el valor10 y 6 respectivamente, encambio, la bobina KM3 estácontinuamente activada exceptocuando el contador se encuentracon el valor 4.