Lenguajes de Programación PLC (1)

7/24/2019 Lenguajes de Programacin PLC (1)

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Autmatas Programables


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CONTENIDO

Introduccin

Norma IEC

Lista de instrucciones (IL) Texto estructurado (ST)

Esquema bsico de funciones (FBD)

Esquema de contactos (LD) Esquema secuencial de funciones (SFC)


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OBJETIVOS

Comprender la necesidad deestandarizacin del software deprogramacin de PLC

Conocer la norma IEC 1131 Conocer los lenguajes ms utilizados

para la programacin PLC

Conocer la forma de ejecucin deprogramas en un PLC


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INTRODUCCIN

Programacin

Modos de funcionamiento Lenguajes


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Programacin

Resolucin del problema de la automatizacin Confeccionar los programas

Programas: Conjunto de instrucciones elementales Instrucciones: Conjunto de operando y operadores Operadores: Particulares de cada lenguaje Operandos: Siempre los mismos

Entradas y salidas digitales y analgicas Mdulos o estructuras complejas de datos: contadores,

temporizadores, desplazadores, Memorias, marcas o TAGS

Forma de ejecucin de los programas Cclica: es la ms habitual Eventos: cada vez que se cambie de estado en una lnea Peridica: por periodos definidos Peridica y por eventos de forma simultnea


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Modos de funcionamiento

Ejecucion: Permite programar y

transferir elprograma de usuario

desde el sistema deprogramacion al PLC

RUN Permite al PLC controlar

el proceso

Ejecucin cclica Tproceso Tciclo

Ejecucin peridica Tproceso > Tperiodo

Confeccindel programa

de usuario

Transferencia

Lectura de variables int/ext

Ejecucin programa

Actualizacin variables

Tl

Te

Ta

Tc=Tl+Tc+Ta

Ciclo


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Lenguajes

Todos ellos tienen la finalidad de generar el cdigoobjeto para que sea ejecutado en el PLC


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Norma IEC 1131

Estandarizacin Norma IEC 1131-3


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Estandarizacin

Problema planteado a los ingenieros de sw Como resolver la automatizacin de una

industria:

Trabajando con diferentes PLC de fabricantesdistintos

Utilizando diferentes lenguajes de programacin

Que sea comprendido por ingenieros elctricos opersonal de mantenimiento de planta

Y que el fabricante del producto sea mejor que sums directo competidor

SOLUCINNORMA IEC1131


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Las 5 partes de la norma

1. Visin general, definiciones IS

2. Hardware IS

3. Lenguajes de programacin IS

4. Manuales de usuuarios

5. Especificaciones

IS = Internacional Standar


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Ventajas de la norma IEC 1131

Reduce el esfuerzo humano en entrenamiento,depuracin, mantenimiento y consultora Una vez que se aprende se utiliza en todos los sistemas

Posibilidad de crear software reutilizable, minimiza: El tiempo de desarrollo El esfuerzo de codificacin Los errores de compilacin y ejecucin

Tcnicas de programacin usados en otros entornos noindustriales

Coordina eficazmente diferentes componentes desde

distintas localizaciones, compaas o proyectos Amplio campo de aplicacin

Aumenta la conectividad, facilita la distribucin decontrol


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Caves de xito de la normaIEC 1131-3

Sw estructurado a travs de Diseo,Proyectos, Tareas, Programas y Bloques Unidades de organizacin de programas (Program

Organization Units (POUs))

Tipado fuerte de datos a travs de lenguajesque poseen operaciones a las que slo se lepuede aplicar un tipo apropiado de datos

Control de la ejecucin a travs de tareas Descripcin del comportamiento secuencial

complejo de un proceso a travs de SFC Encapsulacin de sw a travs de POUs,

estructuras y tipos complejos de datos


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Norma IEC 1131-3

La norma permite dos caminosde desarrollo de un programa: Hacia abajo: Seleccin de un swde programacin ms adecuado

al proceso y posteriormente elegirlos tipos de datos

Hacia arriba: Configuracin de losdatos pensando en el proceso y

despus elegir el sw deprogramacin

Elementos Comunes

Lenguajes de programacin

Top Down

Botton Up


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IEC 1131-3

Variables, tipos de datos y declaraciones Diseo, proyectos y tareas Funciones, bloques de funciones y programas Sequential Function Charts

Elementos Comunes Diseo

ProyectosTareasVariables GlobalesCaminos de acceso


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Instruction List (IL)


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Lista de instrucciones

Es un tipo de lenguaje ensamblador con unrepertorio muy reducido de instrucciones

Los programas utilizan un estilo muy similar alempleado por los lenguajes de ensamblador

Este tipo de lenguaje es una trascripcin elemental e

inmediata de las instrucciones del lenguaje mquina Que estn representadas por expresiones nemotcnicas

Se suele aplicar para pequeas aplicaciones y paraoptimizar partes de una aplicacin

LD A

AND B

ST C


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SEMNTICA Y OPERADORES

LD Set current result equal to operant

ST Store current result to operand location

S Set Boolean operand to 1

R Reset Boolean operand to 0

JMP Jump to label

CAL Call function block

RET Return from called function o function block

&, AND Boolean AND

OR Boolean OR

XOR Boolean exclusive OR

ADD Addition

SUB Subtrasction

MUL Multiplication

DIV Division

GT Comparison >

GE Comparison >=

EQ Comparison =

NE Comparison

LE Comparison


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Ejemplos de instrucciones

INICIO: LD %IX1 (* Carga pulsador *)

ANDN %MX5 (* No inhibido *)

ST %QX2 (* Neon *)

ETIQUETAS

OPERADORES

OPERANDOS COMENTARIOS

MODIFICADORES DE

LOS OPERANDOS


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Function Block Diagram (FBD)


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Esquema Bsico de Funciones

El diagrama de funciones (tambin conocidocomo esquema bsico de funciones EBF ofunction block diagram FBD) es un lenguajegrfico

Los programas son bloques cableados entres de forma anloga al esquema de un circuito

Tiene una interface de E/S bien definida, yadems poseen un cdigo interno oculto


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Ventajas

Documentacin y programacin en un mismoelemento de programa Informes generales, comentarios, flujo de datos.

Programacin estructurada

Definicin y llamada a subrutinas Conjunto de funciones y de bloques

estandarizados Se puede mezclar bloques de distintos fabricantes Se pueden definir nuevos bloques

Los FBs son altamente reutilizables En un mismo programa En programas diferentes En diferentes proyectos


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Elementos: Funciones, Bloques y variables

Funciones

Bloques de funciones

Variables entrada/salida

Direccin del flujo

horizontal, vertical

A travs, sin contactos


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Elementos - Parametrizacin

Negacin

Duplicacin Deteccin autom. Flanco

Parmetros formales

Parmetros actuales


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Elementos adicionales


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Reglas de ejecucin

El bloque se ejecuta cuando todas sus entradas han sidoevaluadas

El bloque se evala por completo cuando se han calculado todassus salidas

La evaluacin de un conjunto de bloques termina cuando se

calculan todas y cada una de las salidas


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Realimentacin

No se puede valorar el orden de la ejecucin Existen formas de resolverlo como la asignacin

de un orden de ejecucin


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Funciones estndar loques de funciones

Norma IEC 1131: Si se conoceel estndar, se conoce todo


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Structured Text (ST)


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Texto extructurado

Los lenguajes basados en textoestructurado facilitan la programacinde procesos que requieren instruccionescomplejas y clculos muy grandes

Se trata de lenguajes de alto nivel


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Operadores (I)

Symbol Operation

(expresion) Parenthesization

Identifier(argument list) Function evaluation

Examples:

LN(A), MAX(X,Y), etc

** Exponentiation

- Negation

NOT Complement


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Operadores(II)

* Multiplicacion

/ Division

MOD Mdulo

+ Suma

- Resta

, = Comparacion

= Igualdad

Desigualdad

&,AND AND Lgica

OR OR Lgica

XOR XOR Lgica

A:=B; Asignacin

Datatype to Datatype

INT to INT

or

Analog_Chanel_Configuration to

Analog_Chanel_Configuration

CV:=CV+1;

C:=SIN(X);

IF .. THEN .. ELSECASE

FOR

WHILE

REPEAT UNTIL


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Ladder (LD)


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Ladder

La lgica de escalera o ladder es el lenguaje deprogramacin mas usado para la programacin de PLCs Fue el primero con el que se comenz a programar, de

ah que presente grandes semejanzas con losdiagramas elctricos de escalera utilizados por los

tcnicos anteriormente a la aparicin del autmata Ese lenguaje esta especialmente indicado para facilitarel cambio de un sistema de control realizado con relspor un PLC


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Origenes del LD Su origen es la representacin grfica

utilizada en el diseo de sistemas decontrol elctricos Las decisiones de control se hacen efectivas

activando rels

Despus los rels se sustituyeron porcircuitos lgicos

Las decisiones de control se hacen efectivasen funcin de las salidas de las puertaslgicas

Finalmente las CPUs sustituyen loscomplejos y amplios circuitos lgicos Las E/S se cablean con buffers Las decisiones de control son programas en

ejecucin

La representacin de la lgica de relsevolucion para una creaccin ycomprensin mas sencilla de losprogramas Reduce el tiempo de formacin de los

programadores


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Qu es un Rung?

Es una lnea de programa Contiene las instrucciones de entrada y salida

Entrada: permiten una comparacin o test de lascondiciones y se obtiene el resultado de la

evaluacin Habitualmente aparecen en la parte izquierda del rung

Salida (Coil): examinan el resultado de la evaluaciny si es true ejecutan alguna operacin o accin En algunos casos pueden ser el estado del rung Habitualmente aparecen en la parte derecha del rung


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Operaciones en Serie y Paralelo

Las instrucciones de entrada pueden ejecutarsemediante relaciones lgicas AND y OR en un sencilloformato Si las instrucciones estn en serie se evala una relacin AND Si las instrucciones estn en paralelo se evala una relacin

OR Salidas en paralelo permite activar varias operaciones o

funciones con el mismo resultado de evaluacin


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Ejecucin Lgica de Ladder

Los Rungs se ejecutan de izquierda aderecha y de arriba abajo

Los Rungs con bifurcaciones se ejecutande arriba izquierda abajo derecha


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Contactos

Normalmente abierto --| |-- Activa el rung hacia la derecha de la instruccin cuando el

contacto se activa Normalmente Cerrado --|/|--

Activa el rung hacia la derecha de la instruccin cuando el

contacto se desactiva Transicin positiva --|P|--

Activa el rung hacia la derecha de la instruccin cuando elcontacto est desactivado en el scan anterior y activo en elscan actual

Transicin negativa --|N|-- Activa el rung hacia la derecha de la instruccin cuando el

contacto est activo en el scan anterior y desactivo en elscan actual


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Acciones (Coils)

Accin --( )-- Activa un bit cuando el rung es true y lo desactiva cuando es

falso Accin negada --( )--

Activa un bit cuando el rung es false y lo desaciva cuando es true

Enclavamiento (Latch) --(S)-- Activa un bit cuando el rung es true y no hace nada cuando es

false Desenclavamiento (Unlatch) --(R)--

Desactiva un bit cuando el rung es true y no hace nada cuando

es false Accin activa por flanco de subida --(P)--

Activa un bit cuando el rung transiciona de false a true Accion activa por flanco de bajada --(N)--

Activa un bit cuando la instruccin de entrada transiciona de truea false


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Instrucciones IEC de Comparacin

Si el rung de entrada est activo(EN), la instruccin ejecuta laoperacin y activa el rung de salida(ENO) basado en la comparacin Ejemplo: Cuando EN es true, EQ (=)

la funcin compara In1 y In2 y si soniguales activa ENO Conjunto de instrucciones de

comparacin: EQ (=) GT (>) GE (>=) LT (


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Temporizacin

Tres instrucciones bsicas TP Pulse timer TON Timer On Delay TOF Timer Off Delay

Valores temporales enteros Base de tiempos de 1 ms

Dos posibles formas de uso 1 necesita programacin

extra en otro rung parainteraccionar sobre el estadodel timer

2 activa un bit que puede serutilizado en otras funcioneslgicas


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Temporizador

IN = instruccin deentrada del rung

Q = Resultado de lacomparacin Varia con el tipo del

timer

PT = Preset Time

ET = Elapse Time

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