Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf ·...

27
Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC˅s ALUMNO: RODOLFO ROJAS VAZQUEZ MATRICULA: 95214270 ASESOR: M. EN I. VICTOR HUGO TELLEZ ARIETA FIRMA DEL ASESOR:_______________________________ BIBLIOTECA:___________________________

Transcript of Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf ·...

Page 1: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

Reporte de Proyecto Terminal

PROYECTO: Control con PLC s

ALUMNO: RODOLFO ROJAS VAZQUEZ

MATRICULA: 95214270

ASESOR: M. EN I. VICTOR HUGO TELLEZARIETA

FIRMA DELASESOR:_______________________________

BIBLIOTECA:___________________________

Page 2: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI1

INDICE

I.-INTRODUCCION 2

II.-BREVE SEMBLANZA DE LOS AUTOMATAS 2

III.-LOS CONTROLADORES DE LOGICA PROGRAMABLE (PLC) 4

IV.-CAMPOS DE APLICACIÓN

V.-VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS PLC s 5

VI.-PARTES DE UN AUTOMATA PROGRAMABLE 6

i. Fuente de alimentación 7

ii. CPU 7

iii. Módulo de entrada 8

iv. Módulo de salida 8

v. Terminal de programación 9

vi. Periféricos. 9

VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9

i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9

ii. Lenguaje por Lista de Instrucciones. (IL o AWL) 10

iii. Plano de funciones. (FBD o FUP) 10

VIII.-EXPLICACIÓN GRAFICA DEL DESARROLLO DEL PROYECTO 11

IX.-ALGUNAS APLICACIONES 17

X.-CONCLUSION 26

XI.-BIBLIOGRAFIA 26

Page 3: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI2

INTRODUCCIÓN

Hasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales se veniahaciendo de forma cableada por medio de contactos y relevadores. Al operarioque se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exigía tener altosconocimientos técnicos para poder realizarlas y posteriormente mantenerlas.Además cualquier variación en el proceso suponía modificar físicamente granparte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un granesfuerzo técnico y un mayor desembolso económico.

En la actualidad no se puede entender un proceso complejo de alto niveldesarrollado por técnicas cableadas. El ordenador y los autómatas programablesha intervenido de forma considerable para que este tipo de instalaciones sehayan visto sustituidas por otras controladas de forma programada.

Este proyecto está basado principalmente en conocer y familiarizarnos conopciones de desarrollo que nos presentan autómatas, en este caso los PLC s oControladores de Lógica Programables y en específico el que produce laempresa Siemens el S7 CPU 221 así como del software que nos sirve paraprogramar el CPU y es el STEP 7 Micro/WIN 32, para conseguir esto nosavocamos en desarrollar varios ejemplos sencillos para empezar y a continuaciónpasamos a la elaboración de un ejemplo un poco más complicado. Al investigarsobre el tema pude darme cuenta que son muchas las aplicaciones que convariados grados de dificultades en su elaboración se le pueden dar a los PLC sdependiendo de la necesidad que se quiera resolver con dicha aplicación, estome motivó a mencionar en forma general algunas aplicaciones, que meparecieron interesantes, así como las fuentes donde se encuentra explicadocomo funciona y el objetivo de ésta.

BREVE SEMBLANZA DE LOS AUTÓMATAS

Los PLC's se introdujeron por primera vez en la industria en 1960aproximadamente. La razón principal de tal hecho fué la necesidad de eliminar elgran costo que se producía al reemplazar el complejo sistema de control basadoen relevadores y contactos. Bedford Associates propuso algo denominadoControlador Digital Modular (MODICON, Modular Digital Controller) a un granfabricante de coches. Otras compañias propusieron a la vez esquemas basadosen ordenador. El MODICON 084 resultó ser el primer PLC del mundo en serproducido comercialmente.

El problema de los relevadores era que cuando los requerimientos deproducción cambiaban también lo hacía el sistema de control. Esto comenzó aresultar muy caro cuando los cambios se fueron haciendo dada vez mas

Page 4: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI3

frecuentes. Dado que los relevadores son dispositivos mecánicos y poseen unavida media limitada se requería de un mantenimiento estricto y planificado. Porotra parte, en muchas de las ocasiones se debían realizar conexiones entrecientos o miles de relevadores, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseño yde conocimiento técnico.

Los "nuevos controladores" debían ser fácilmente programables poringenieros de planta o personal de mantenimiento.

El tiempo de vida debía ser largo y los cambios en el programa tenían querealizarse de forma sencilla. Finalmente se imponía que trabajaran sin problemasen entornos industriales adversos. La solución fué el empleo de una técnica deprogramación familiar y reemplazar los relevadores mecánicos por relevadoresde estado sólido.

A mediados de los 70 las tecnologías dominantes de los PLC eran máquinasde estados secuenciales y CPU basadas en desplazamiento de bit. Los AMD 2901y 2903 fueron muy populares. Los microprocesadores convencionales cedieronla potencia necesaria para resolver de forma rápida y completa la lógica de lospequeños PLC's. Por cada modelo de microprocesador había un modelo de PLCbasado en el mismo. No obstante, el 2903 fué de los más utilizados.

Las habilidades de comunicación comenzaron a aparecer en 1973aproximadamente. El primer sistema fué el bus Modicon (Modbus). El PLC podíaahora dialogar con otros PLC's y en conjunto podían estar aislados de lasmáquinas que controlaban. También podían enviar y recibir señales de tensiónvariables, entrando en el mundo analógico.

Desafortunadamente, la falta de un estándar acompañado con un continuocambio tecnológico ha hecho que la comunicación de PLC's sea un maremagnumde sistemas físicos y protocolos incompatibles entre si. No obstante fué una grandecada para los PLC's.

En los 80 se produjo un intento de estandarización de las comunicacionescon el protocolo MAP (Manufacturing Automation Protocol) de General Motor's.También fué un tiempo en el que se redujeron las dimensiones del PLC y se pasóa programar con programación simbólica a través de ordenadores personales envez de los clásicos terminales de programación. Hoy día el PLC más pequeño esdel tamaño de un simple relevador.

Los 90 han mostrado una gradual reducción en el número de nuevosprotocolos, y en la modernización de las capas físicas de los protocolos máspopulares que sobrevivieron a los 80. El último estándar (IEC 1131-3) intentaunificar el sistema de programación de todos los PLC en un único estándarinternacional. Ahora disponemos de PLC's que pueden ser programados endiagramas de bloques, lista de instrucciones y texto estructurado al mismotiempo.

Los PC están comenzando a reemplazar al PLC en algunas aplicaciones,incluso la compañía que introdujo el Modicon 084 ha cambiado al control basado

Page 5: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI4

en PC. Por lo cual, no sería de extrañar que en un futuro no muy lejano el PLCdesaparezca frente al cada vez más potente PC, debido a las posibilidades quelos ordenadores pueden proporcionar.

LOS CONTROLADORES DE LÓGICA PROGRAMABLE ( PLC )

Es un Autómata Programable Industrial (API) que nace como solución alcontrol de circuitos complejos de automatización.

Por lo tanto se puede decir que un API no es más que un aparatoelectrónico que sustituye los circuitos auxiliares o de mando de los sistemasautomáticos. A él se conectan los captadores (finales de carrera, pulsadores,etc...) por una parte, y los actuadores (relevadores, diac s triac s, lámparas,pequeños receptores, etc...) por otra, es decir como cualquier equipo electrónico,tiene una entrada y una salida, donde la entrada son lo que llamaremoscaptadores y las salidas actuadotes.

Micro PLC S7221

CAMPOS DEAPLICACIÓN

Un PLC sueleemplearse en

procesos industriales y generales que tengan una o varias de las siguientesnecesidades:

· Espacio reducido.

· Procesos de producción periódicamente cambiantes.

· Procesos secuenciales.

· Maquinaria de procesos variables.

· Instalaciones de procesos complejos y amplios.

· Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.

· Maniobra de máquinas.

· Maniobra de instalaciones.

Page 6: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI5

· Señalización y control.

Tal y como mencioné anteriormente, esto se refiere a los autómatasprogramables industriales, dejando de lado los pequeños autómatas para uso máspersonal (que se pueden emplear, incluso, para automatizar procesos en elhogar, como la puerta de un cochera o las luces de la casa, la puerta de acceso).

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS PLC'S

Entre las ventajas tenemos:

· Menor tiempo de elaboración de proyectos.

· Posibilidad de añadir modificaciones sin costo extra en otroscomponentes.

· Requiere de un mínimo espacio.

· Menor costo de mano de obra.

· Su mantenimiento es económico.

· Se tiene la posibilidad de controlar varias máquinas con el mismoPLC.

· Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

· Si el PLC queda pequeño para el proceso industrial puede seguirescalando anexando otro módulo y así sucesivamente.

Y entre los inconvenientes:

· Capacitación y diestramiento de técnicos.

· Costo elevado

Hoy en día los inconvenientes se han hecho nulos, ya que las carreras deingeniería afines a la electrónica incluyen la automatización o control como unade sus asignaturas. En cuanto al costo tampoco existe problema, ya que hayautómatas para todas las necesidades y a precios ajustados.

Page 7: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI6

PARTES DE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE

La estructura básica de cualquier autómata es la siguiente:

· Fuente de alimentación

· CPU

· Módulo de entrada

· Módulo de salida

· Terminal de programación

· Periféricos.

Autómata programable PLC

Modulo de salida

Modulo de entrada

Modulo deestado

Puerto de Comunicación

Page 8: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI7

Respecto a su disposición externa, los autómatas pueden contener variasde estas secciones en un mismo módulo o cada una de ellas separadas pordiferentes módulos. Así se pueden distinguir autómatas Compactos y Modulares.

Fuente de alimentación

Es la encargada de convertir la tensión de la red, 220v c.a., a bajatensión de c.c, normalmente 12v ó 24 v. Siendo esta la tensión de trabajo en loscircuitos electrónicos que forma el Autómata.

cpu

La Unidad Central de Procesos es el auténtico cerebro del sistema.Se encarga de recibir las ordenes, del operario por medio de la consola deprogramación y el modulo de entradas. Posteriormente las procesa para enviarrespuestas al módulo de salidas. En su memoria se encuentra residente elprograma destinado a controlar el proceso.

Modulo de entradas

A este módulo se unen eléctricamente los captadores, (interruptores,finales de carrera, pulsadores,...). La información recibida en él, es enviada a laCPU para ser procesada de acuerdo la programación residente. Se puedendiferenciar dos tipos de captadores que se pueden conectar al módulo deentradas: los Pasivos y los Activos. Los Captadores Pasivos son aquellos quecambian su estado lógico, activado - no activado, por medio de una acciónmecánica. Estos son los Interruptores, pulsadores, finales de carrera, etc. LosCaptadores Activos son dispositivos electrónicos que necesitan ser alimentadospor una tensión para que varíen su estado lógico. Este es el caso de losdiferentes tipos de detectores (Inductivos, Capacitivos, Fotoeléctricos). Muchosde estos aparatos pueden ser alimentados por la propia fuente de alimentacióndel autómata. El que conoce circuitos automatizados industriales realizados porcontactos, sabrá que puede utilizar, como captadores, contactos eléctricamenteabiertos o eléctricamente cerrados dependiendo de su función en el circuito. Sinembargo en circuitos automatizados por autómatas, los captadores songeneralmente abiertos.

Modulo de salidas

El modulo de salidas del autómata es el encargado de activar ydesactivar los actuadores (bobinas de contactos, lámparas, motores pequeños,etc). La información enviada por las entradas al CPU, una vez procesada, seenvía al módulo de salidas para que éstas sean activadas y a la vez losactuadores que en ellas están conectados. Según el tipo de proceso a controlar

Page 9: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI8

por el autómata, podemos utilizar diferentes módulos de salidas. Existen trestipos bien diferenciados:

· A relevadores.

· A triacs.

· A transistores.

Módulos de salidas a relevadores.

Son usados en circuitos de corriente continua y alterna. Estánbasados en la conmutación mecánica, por la bobina del relvador, de un contactoeléctrico normalmente abierto.

Módulos de salidas a Triacs

Se utilizan en circuitos de corriente continua y corriente alterna quenecesiten maniobras de conmutación muy rápidas.

Módulos de salidas a Transistores a colector abierto.

El uso del este tipo de módulos es exclusivo de los circuitos de c.c.Igualmente que en los de Triacs, es utilizado en circuitos que necesitenmaniobras de conexión/desconexión muy rápidas.

Terminal de programación

El terminal o consola de programación es el que permite comunicar aloperario con el sistema. Las funciones básicas de éste son las siguientes:

· Transferencia y modificación de programas.

· Verificación de la programación.

· Información del funcionamiento de los procesos.

Como consolas de programación pueden ser utilizadas las construidasespecíficamente para el autómata, tipo calculadora o bien un ordenador personal,PC, que soporte un software especialmente diseñado para resolver los problemasde programación y control.

Page 10: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI9

Periféricos

Los periféricos no intervienen directamente en el funcionamiento delautómata, pero sin embargo facilitan la labor del operario.

Los más utilizados son:

Grabadoras a cassettes.

Impresoras.

Cartuchos de memoria EEPROM.

Visualizadores y paneles de operación (OP)

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

Cuando surgieron los autómatas programables, lo hicieron con la necesidadde sustituir a los enormes cuadros de maniobra construidos con contactos yrelevadores. Por lo tanto, la comunicación hombre-maquina debería ser similar ala utilizada hasta ese momento. El lenguaje usado, debería ser interpretado, confacilidad, por los mismos técnicos electricistas que anteriormente estaban encontacto con la instalación. Estos lenguajes han evolucionado en los últimostiempos, de tal forma que algunos de ellos ya no tienen nada que ver con eltípico plano eléctrico a relevadores.

Los lenguajes más significativos son:

Lenguaje a contactos. (LD o KOP)

Page 11: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI10

Es el que más similitudes tiene con el utilizado por un electricista alelaborar cuadros de automatización. Muchos autómatas incluyen módulosespeciales de software para poder programar gráficamente de esta forma.

Lenguaje por Lista de Instrucciones. (IL o AWL)

En los autómatas de gama baja, es el único modo de programación.Consiste en elaborar una lista de instrucciones o nemónicos que se asocian a lossímbolos y su combinación en un circuito eléctrico a contactos. También decir,que este tipo de lenguaje es, en algunos los casos, la forma más rápida deprogramación e incluso la más potente.

Plano de funciones. (FBD o FUP)

El plano de funciones lógicas, resulta especialmente cómodo de utilizar, atécnicos habituados a trabajar con circuitos de compuertas lógicas, ya que lasimbología usada en ambos es equivalente.

Page 12: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI11

EXPLICACIÓN GRAFICA DEL DESARROLLO DEL PROYECTO

El proyecto realizado uno de los casos prácticos y sencillos consistió endesplegar mensajes por el display TD200 y a su vez con esto controlar laactivación de una lámpara a través del PLC S7 CPU 221, apoyados porrelevadores.

A continuación se procederá a explicar los pasos visualizados en pantallascon los diferentes Networks que se realizaron para lograr controlar la lámpara:

Page 13: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI12

Figura 1

El lenguaje de programación utilizado es KOP (Esquema de Contactos), elprograma se ejecuta por módulos bien definidos, cada módulo es una Network. Elproceso es secuencial y se ejecuta una Network tras otra, sin embargo siencuentra alguna subrutina, primero hace la subrutina y luego continúa susecuencia, cebe mencionar que este CPU soporta hasta un anidamiento de 8niveles.

En la Figura 1 se observa el programa Principal y haciendo referencia a laNetwork 1, tenemos representada una entrada del PLC que es I0.1 la cual es uncontacto normalmente abierto y que necesita se le aplique un voltaje paracerrarlo y en consecuencia exista una salida S0.0. Esta salida es la que da inicioa la una subrutina que se encuentra en Network 2, en esta se utiliza como unahabilitación por el contacto S0.0 normalmente abierto para activar la subrutinaSBR_0. La función de la subrutina se analiza posteriormente, con el objeto devisualizar estos procesos por separado.

En la Network 3 de la figura1 se utiliza la entrada I0.3 del PLC para cerrarun contacto normalmente abierto y en consecuencia activar una salida para dar

Page 14: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI13

reset a l0.1 y reestablecer las condiciones iniciales con las que empezó elproceso, entonces se vuelven a ejecutar todas las Networks del programaprincipal de manera cíclica.

Figura 2

En la figura 2 se observa que al ser habilitada la subrutina SBR_0 entoncesse ejecuta primeramente la Network 1 de dicha subrutina, y al estar activada laentrada I0.0 (estado de contacto normalmente cerrado), se da paso a que seactive una salida de mensaje, mediante el bit de habilitación del mensaje (V12.7),en el visualizador de texto TD 200 con la leyenda Introducir clave de acceso .

Una vez terminado el proceso de la Network 1, comienza el proceso de laNetwork 2 que consiste en utilizar las direcciones de memoria (M0.0 a M0.7)reservadas para las 8 teclas de función del TD 200 (F1 a F4 y SHIFT F1 a SHIFTF4), para introducir mediante la combinación de dichas teclas una clave que en elcaso de ser correcta, daría la activación de una salida (Q0.0) la cual se utilizapara activar un relevador que a su vez cierra el lazo de corriente alterna,momento en que se enciende la lámpara.

Al mismo tiempo que ocurre la activación de Q0.0, se da reset al bit V12.7correspondiente al mensaje Introducir clave de acceso , y se da salida a lahabilitación de otro mensaje mediante V12.6, el cual dice: Fuente de Energíaactivada por 10 segundos .

Page 15: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI14

Figura 3

Page 16: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI15

Figura 4

Nuevamente comienza otro proceso, esta vez llamado Network 3, el cualcomo se observa en la figura 3, aprovecha la activación de la salida Q0.0 en elproceso anterior y pone a funcionar un temporizador T38 de retardo a laconexión, que cuenta el tiempo al estar activada (ON) la entrada de habilitación,cuenta algunas unidades de tiempo predeterminadas según se necesite, en estecaso seleccionamos 100 unidades en el temporizador que equivalen a 10segundos, y después de ese periodo se habilita una salida al T38correspondiente a dicho temporizador.

La Network 4 utiliza la activación de T38 para cerrar un contactonormalmente abierto y dar como resultado la habilitación de tres salidas almismo tiempo:

Poner en reset a Q0.0, con lo cual se desactiva el relevador y porconsiguiente se apaga la lámpara.

Se activa un nuevo mensaje mediante el bit V12.5, con la leyenda Fuentede Energía en OFF... Presione F6 .

Se da reset al bit V12.6 que pertenece al mensaje: Fuente de Energíaactivada por 10 segundos .

Page 17: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI16

Finalmente observando las figuras 4 y 5 tenemos que la Network 5 de lasubrutina SBR_0 que con el uso de la memoria M0.5 asociada a la tecla defunción F6 del TD 200, se activan 9 salidas al mismo tiempo:

Se da reset al bit de habilitación (V12.5) del último mensaje.

Se da reset también a las memorias M0.0, M0.1, M0.2, M0.3, M0.5 y M0.7que fueron utilizadas para introducir la clave y que ahora tienen que recuperarlos valores iniciales con el objeto de reiniciar posteriormente el programaprincipal.

Figura 5

Otra salida que se activa es la que da reset a la memoria T38correspondiente al temporizador para que no desactive la salida Q0.0, en elsiguiente recorrido del proceso completo, antes de empezar a contar.

También se activa la salida de terminación de subrutina (RET) con lo cualse regresa al programa principal para continuar el proceso completo.

Page 18: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI17

ALGUNAS APLICACIONES.

A continuación se darán algunos ejemplos en forma general de aplicacionesque se pueden realizar con los PLC s dadas sus características de control sepueden realizar muchas actividades diferentes dependiendo de las necesidadesque se tengan.

Primeramente vamos a ver un ejemplo de sistema combinacional, esto es,un sistema bien definido mediante funciones de transferencia que relacionancada salida con las entradas mediante los operadores <Y>, <O> y <NO>. Unaforma de conseguir esto es obtener una tabla de verdad que refleje la relación decada salida con las entradas, de acuerdo con las especificaciones. Para despuéspasar de dicha tabla a funciones lógicas mediante componentes cableados oprogramables, es ahí donde interviene el PLC y si se requiere los relevadores.

Como ejemplo considérese la siguiente figura la cual corresponde a unsistema de control de una machacadora de áridos.

Page 19: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI18

Ejemplo de diseño de sistema combinacional.

Supóngase que las especificaciones del sistema son las siguientes:

· El motor M3 se pone en marcha con un interruptor M.

· El motor M2 se pone en marcha siempre que esté en marcha M3.

· El motor M1 se pone en marcha si lo está M2 y no detectasobrecarga en la machacadora (relevador RI con un contactonormalmente cerrado).

· Cada motor está además protegido por un relevador térmico: RT1,RT2 y RT3, respectivamente. El contacto del relevador térmicoestará normalmente cerrado si no hay sobrecarga.

· Debe sonar una alarma si M1 está en marcha y se paran M2 o M3 ytambién si M2 está en marcha y se para M3.

Las fases de diseño serán las siguientes:

· Identificación de entradas y salidas del sistema.

· Hallar una tabla de verdad para cada salida.

· Deducir las ecuaciones lógicas.

Entradas Salidas Descripción

M Interruptor de marcha

RT1 Relevador térmicomotor M1

RT2 Relevador térmicomotor M2

RT3 Relevador térmicomotor M3

RI Relevador sobrecargaM2

K1 Contacto motor M1

K2 Contacto motor M2

K3 Contacto motor M3

AL Alarma

Page 20: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI19

· Deducir el esquema de cableado y/o el programa de automatización.

En nuestro ejemplo, para los incisos a) y b), las entradas y salidas seránindicadas en la tabla de la siguiente figura1. En cuanto al inciso c), Lasecuaciones se deducen de la tabla de verdad, sin más que aplicar los métodos deálgebra de Boole. Para este caso las ecuaciones son las siguientes:

K3 = M RT3

K2 = K3 RT2 RI

K1 = K3 K2 RT1

AL = K2 K3 + K1 K2

A partir de las ecuaciones lógicas, la implementación depende ya de latecnología con la cual se quiera construir la automatización (contactos,neumática, puertas lógicas, autómata programable, etc.). No obstante, de lasecuaciones lógicas puede deducirse de forma inmediata la interconexión desistemas cableados o el programa de un autómata.

La detección de condiciones de alarma mediante contactos normalmentecerrados es una práctica común para asegurar que en caso de ruptura del cableel sistema interpretará una condición de alarma y no se quedará sin proteccióncomo podría ocurrir en el caso de utilizar un contacto normalmente abierto.

a) Mando motor M3

Entradas Salidas

M RT3 K3

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Page 21: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI20

b) Mando motor M2

c) Mando motor M1

Entradas Salidas

K3 RT2 RI K2

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 1

Entradas Salidas

K1 K2 K3 AL

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 0

Page 22: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI21

d) Mando alarma AL

Ahora mostraremos otro ejemplo de control, revisaremos la siguientefigura:

Con S1 se pone en marcha con giro horario el motor de una taladradoraautomática. Tras 3 s se conecta el avance. Cuando se alcanza el tope en I0.3, sedesconecta el avance.

Entradas Salidas

K3 K2 RT1 K1

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 1

Page 23: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI22

Un resorte lleva la máquina a la posición inicial. Para ello el accionamientogira en sentido contrario de las manecillas (Q0.0 y Q0.1 están a "1").

Una vez alcanzada la posición inicial I0.4 = "1", el accionamiento siguefuncionando otro segundo hasta que se desconecta la máquina. Con paro essiempre posible desconectar la máquina (se activa con I0.0 = "0").

Este es el aspecto que tiene la solución para la secuencia del ejemplo de lataladradora automática.

Page 24: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI23

Ahora mostraremos cuales son Networks necesarios para que esté ejemplode la taladora funcione correctamente, mediante las siguientes figuras.

Sección 1 del programa - Avance de la secuencia

Page 25: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI24

Page 26: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI25

Sección 2 del programa - Mando de las salidas

Recuerde que el contacto del pulsador Paro I0.0 y de la Protección demotor I0.5 son "contactos normalmente cerrados". Esto es así por motivos deseguridad, ya que permite detectar la rotura del cable entre dichos contactos y elPLC, parando entonces la máquina.

Para test, I0.5 e I0.0 deben estar a "1", es decir deben lucir los LEDs deentrada. Una breve pulsación de I0.1 arranca el accionamiento. Tras 3 s se poneen marcha el avance Q0.2. Tras pulsar I0.3 el accionamiento invierte su sentidode giro y se detiene el avance Q0.2. Cuando se alcanza la posición inicial (breveactivación de I0.4), el accionamiento se detiene tras 1 segundo. I0.0 e I0.5permiten parar el accionamiento en cualquier fase.

Page 27: Reporte de Proyecto Terminal PROYECTO: Control con PLC Å148.206.53.84/tesiuami/UAMI10328.pdf · VII.-LENJUAJES DE PROGRAMACION 9 i. Lenguaje a contactos. (LD o KOP) 9 ii. Lenguaje

PLC s Reporte de Proyecto Terminal

R. Rojas V. UAMI26

CONCLUSION

Una de las herramientas que en la modernidad se pueden usar para laautomatización de grandes procesos industriales es el controlador de lógicaprogramable (PLC) por la facilidad con que se pueden programar y controlar demanera física. Estos equipos no solo son eficientes en los procesos industrialessino que también en procesos no complicados como son los que a menudotenemos en el hogar, Llaves de paso de agua, controlar aljibes y tinacos, puertay luz de cochera, etc,. Por lo que a futuro se proyecta que estos dispositivosserán de uso no solamente industrial sino también casero por el uso y utilidad tanvariada que se le puede dar

Por otro lado el costo por el momento es elevado pero en un futuro será debajo costo por lo que se podrá adquirir más fácilmente, esto se deduce por elhecho de que cada vez más los procesos se están automatizando.

BIBLIOGRAFIA

1.-SoftwareStep 7_Micro/Win32 V3.1 SP1

2.-Manual del SistemaCPU 221

3.-Manual del UsuarioVisualizador de textos TD 200

4.- Tips & TricksS7 200

5.- Manual CP 242-8