Control Lógico Programable PLC

CONTROL LÓGICO PROGRAMABLE
PLC

SENA
Servicio Nacional de Aprendizaje
Medellín

Sergio Leonardo Fonseca Mancera

Es la tecnología utilizada para realizar procesos o
procedimientos sin la ayuda de las personas.

Proceso. Es el desarrollo natural de un acontecimiento,

caracterizado por una serie de eventos o cambio graduales,
progresivamente continuos y que tienden a un resultado final.
Un proceso Industrial la material o energía es convertida a
otras formas de material o energía.
Ejemplos:
– Cambio en presión, temperatura, velocidad, potencial
eléctrico, etc.


• Proceso Continuo
El material es introducido y removido del proceso al mismo
tiempo y el proceso una vez iniciado, no para (Reacciones
químicas, destilaciones, separaciones, etc).
. Proceso Batch

El material se agrega a un contenedor; algún proceso se lleva
a
cabo; el producto es removido y se sigue una secuencia que
puede parar o reiniciarse (Bebidas alcoholicas, productos
alimenticios, etc).


Conjunto de elementos ordenados que cumplen un objetivo,
y uno solo de estos elementos no puede cumplir, por si solo,
el trabajo de todo el sistema.


Eléctrica.
Mecánica.
Térmica
Fuentes alternativas: combustibles fósiles,
hidráulica, solar, eólica.


Procesos comunes de manufactura y sus requerimientos de energía
Proceso

Forma de energía
utilizada

Moldeado

Térmica

Maquinado por
descarga eléctrica

Eléctrica

Forjado

Mecánica

Templado

Térmica

Moldeado por
inyección

Térmica y mecánica

Corte por láser

Luminosa y térmica

Maquinado

Mecánica

Troquelado

Mecánica

Soldadura

Térmica


Acción lograda
Funde el metal antes de colocarlo dentro de moldes donde
ocurre su solidificación
A través de descargas eléctricas, se remueve material de la pieza
ocasionado por altas temperaturas
Se logra a través de modificar la forma original de un metal
presionado entre dados, generalmente a altas temperaturas
La piezas se calientan por debajo de su punto de fusión para que
las moléculas unifiquen su estructura interna
Un polímero transformado a consistencia plástica mediante
calor, se inyecta en un molde para que tome la forma de éste
El rayo láser crea una vaporización y fundición de los metales
por los que pasa, haciendo cavidades al paso de su haz
Se elimina el material sobrante mediante el movimiento relativo
de las piezas contra las herramientas y viceversa
Mediante dados y sellos, las partes metálicas toman su forma
A través del calor se funde una parte del metal de la pieza
metálica para adherirse a otra

Tecnologías cableadas
Implementación física de la lógica de la Unidad de Control
Familias tecnológicas:
• Mecánicos
• Neumáticos
• Hidráulicos
• Eléctricos
• Electrónicos, etc.

Ejemplos:
• Control de nivel de líquido por flotador
• Regulador de Watt
• Cuadros de mando por contactores.

Ventajas:
• Simplicidad
• Adecuadas para problemas sencillos


Inconvenientes:
• Ocupa mucho espacio
• Poca flexibilidad
• Mantenimiento costoso
• No adaptados a funciones de
control complejas

Tecnología Programada
Utilización de dispositivos capaces de ejecutar algoritmos,
dotados de entradas y salidas analógicas y/o digitales
Inconvenientes:
Complicados y caros para
aplicaciones simples

Familias tecnológicas:
•Microprocesadores (ordenadores de proceso)
•Microcontroladores
•Autómatas Programables (PLCs)
•PCs industriales


Ventajas:
•Flexibilidad
•Ocupan poco espacio
•Coste compensa para aplicaciones
de complicación media/alta
•Mantenimiento sencillo
Ejemplos:
•Automatización industrial con PLCs

Manual.
El operador a través de Pulsadores, interruptores, teclado, etc.
va ordenando las diferentes operaciones a realizar en la planta
Automático.
La planta funciona sin intervención del operador.
Semi Automatico.
Parte de las operaciones de la planta las realiza en forma
automática y parte el operador.

Son los distintos dispositivos eléctrico,
manuales o automáticos que se emplean
para permitir o interrumpir el paso de la
corriente a los diferentes circuitos de control


Aparatos de Maniobra

Manuales

Pulsadores
Pulsador con enganche
Conmutadores
Botón de pulso y giro

Automáticos
Aparatos de Protección

Fusibles

Dispositivo para abrir o cerrar
circuitos, dependiendo de
ciertas magnitudes física:
Presión,Temperatura, Luz..

Conductores calibrados específicamente
para el paso de determinada corriente

Aparatos de protección
Automática
Aparatos de Señalización


Acústicos
Ópticos

Relé Térmico
Relé Termomagnético
Relé Electromagnético

Timbres, Zumbadores,
Chicharras, Sirenas, pitos
Lámpara o Pilotos

Presostato


Relé de protección por termistancia

Relé Termomagnético

Relé Térmico


Relé Electromagnético

Operación Y y O
S1

S3

S4

S2
H1

H2

S1
S2

S3

&
H1

Y

1
S4

H2

O

Símbolo Normalizado Relé o Contactor auxiliar

Simbología completa de un Relé

Nomenclatura de un Relé auxiliar


Nomenclatura Para representar Contactos Abierto y cerrados en relés

Simbología del Contactor

 Realizar el esquema del montaje.
 Seleccionar los elementos a emplear según esquema.
 Probar el funcionamiento de los elementos y montarlos.

 Realizar el cableado del circuito auxiliar según el esquema.
 Revisión física del cableado en forma visual y la continuidad de
la misma.
 Comprobar el funcionamiento del circuito con lámpara en
serie.
 Compruebo el funcionamiento de tensión normal .
 Detectar posibles fallas y corregirlas

Un autómata programable (AP) , también llamado PLC (Programmable Logic
Controller) es:
un sistema electrónico programable diseñado para ser utilizado en un
entorno

industrial,

que

utiliza

una

memoria

programable

para

el

almacenamiento interno de instrucciones orientadas al usuario, para
implantar unas soluciones específicas tales como funciones lógicas,
secuencia, temporización, recuento y funciones aritméticas con el fin de
controlar mediante entradas y salidas, digitales y analógicas diversos tipos
de máquinas o procesos. (Según IEC 61131)


Direccionamiento
Fuente de alimentacioón

CPU

Módulo interface

SM321
DI 16xDC24V

SF

SIEMENS

Entrada digitales

BAF

0
DC 5V

DC 24V

1
FRCE

2

RUN

3

STOP

4

VOLTAGE
SELECTOR

5
RUN-P

6

RUN

7

Dirección de bit

STOP
ON

Dirección de byte:
Byte número 0

MRES

OFF

SIMATIC
S7-300

0
1
2
3
4
5
6
7

314-1AE00-0AB0

Número de slot

1

Dirección digital


321-1BH00-0AA0

2

3

4
0

Dirección de byte
Byte número +1
Posibles entradas:
E 0.0 to E 0.7
E 1.0 to E 1.7

BIT, BYTE, PALABRA, DOBLE PALABRA
Longitud = 1 BIT

Estado "1" or "0"

BIT
7 6 5 4 3 2 1 0
Representa un valor numérico comprendido en (-128 a +127)

BYTE

Longitud = 8 BITS

7 6 5 4 3 2 1 0

7 6 5 4 3 2 1 0
(-32.768 a + 32.767)

PALABRA

Longitud = 16 BITS

7 6 5 4 3 2 1 0

DOBLE PALABRA

7 6 5 4 3 2 1 0

Longitud = 32 BITS


7 6 5 4 3 2 1 0

(-2.147.483.648 a +2.147.483.647)

7 6 5 4 3 2 1 0

Dirección byte

Dirección

Dirección Doble Palabra
Dirección Palabra
Dirección bit

Área de direc. Desig.

Abrev.

Máx. direcc. área

entrada / salida bit

E/A

0.0 a 65,535.7

entrada / salida byte

E / AB

0 a 65,535

entrada / salida palabra

EW / AW

0 a 65,534

entrada / salida doble palabra

ED / AD

0 a 65,532

bit de memoria

M

0.0 a 255.7

byte de memoria

MB

0 a 255

palabra de memoria

MW

0 a 254

doble palabra de memoria

MD

0 a 252

byte E/A, periferia

PEB / PAB

0 a 65,535

palabra E/A, periferia

PEW/PAW

0 a 65,534

doble palabra E/A, periferia

PED/PAD

0 a 65,532

Temporizador

Temporizador (T)

T

0 a 255

Contador

Contador (C)

C

0 a 255

Módulo de dato

Módulo de dato (DB)

DB

1a

65,532

Módulo de dato

Abierto con AUF DB
DBX,DBB
DBW,DBD

0a

65,532

DIX,DIB
DIW,DID

0a

65,532

Imagen de proceso E/A

Marcas

E/A externa entrada/salida

Acceso al área

Bit,byte,palabra,doble palabra

Abierto con AUF DI
Bit,byte,palabra,doble palabra

Fuente de alimentación CPU

SIEMENS

Módulo interface

Entradas digitales

SM321
DI 16xDC24V

SM321
DI 16xDC24V

SF

Salidas
digitales
SM321
DI 16xDC24V

BAF

SM321
DI 16xDC24V

0

3

4

4

5

5

5

6

6

6

7

7

7

7

0

0

0

0

1

1

1

1

2

2

2

2

3

3

3

3

4

4

4

4

5

5

5

5

6

6

6

6

7

RUN

3

4

6

RUN-P

2

3

5

VOLTAGE
SELECTOR

1

2

4

STOP

0

1

2

3

RUN

0

1

2

FRCE

0

1

DC 5V

DC 24V

7

7

7

STOP
ON

MRES

OFF

SIMATIC
S7-300

314-1AE00-0AB0

Numero de slot

1

2

3

Palabras de salidas:


321-1BH00-0AA0

321-1BH00-0AA0

IW 0 con EB 0 y EB 1
IW 4 con EB 4 y EB 5
AW 8 con AB 8 y AB 9
AW 12 con AB 12 y AB 13

4

5

6

7

0

Direccionamiento digital
Posibles palabras de entrada

321-1BH00-0AA0

321-1BH00-0AA0

4

8

12

Dirección digital (byte de dirección 0 - 127)
IM
CPU
y
fuente de
alimentación (emisor)

0.0
a
3.7

4.0
a
7.7

8.0
a
11.7

12.0
a
15.7

36.0
a
39.7

40.0
a
43.7

44.0
a
47.7

16.0
a
19.7

20.0
a
23.7

24.0
a
27.7

52.0
a
55.7

56.0
a
59.7

28.0
a
31.7

IM
(receptor
y
fuente de
alimentación)

32.0
a
35.7

48.0
a
51.7

60.0
a
63.7

Como por defecto, las restantes direcciones digitales se dividen en grupo de cuatro bytes
sucesivos por módulo desde 64,0 a 127,7 (16 módulos adicionales en dos racks adicionales).

Direcciones analógicas (byte de dirección 256 a 752)
CPU
y
fuente de
alimentación

IM
256
a
271


272
a
287

288
a
303

304
a
319

320
a
335

336
a
351

352
a
367

368
a
383

• Establecen la comunicación entre CPU y proceso:
– Filtran, adaptan y codifican las señales de entrada
– Decodifican y amplifican las señales de salida.
• Entradas habituales:
– CC a 24 ó 48 VCC.
– AC a 110 ó 220 VAC.
– Analógicas de 0-10 V o 4-20 mA.
• Salidas típicas:
–
–
–
–

Por relé
Estáticas por triac a 220 V (max.)
Colector abierto a 24 ó 48 VCC.
Analógicas de 0-10 V o 4-20 mA.


• Centralizadas
– Autómatas compactos, mautómatas (+módulos)
– Autómatas modulares (+módulos y +bastidores)
• Distribuidas
–
–
–
–

Locales. Bastidor de expansión
Remotas. Bus de campo
Pueden disminuir los costes de instalación (menos cableado)
Aumenta la seguridad de la transmisión (menos cables, y transmisión
digital de la información)


Buses de campo:
• AS-i
• PROFIBUS
• Uni-Telway
Redes industriales:
• ETHERNET Industrial
• MODBUS
• Inalámbricas
– Wifi
– Bluetooth
– Zigbee


Los sistemas de control se encargan de la
regulación automática de operaciones y del
equipo asociado, así como de la integración
y coordinación de estas operaciones en un
sistema de producción global.

◦ Planta: Funcionamiento en lazo abierto o lazo cerrado.
◦ Unidad de Control:
Decide la operación a realizar.
Trabajo con señales.
◦ Accionamientos:
El sistema de control gobierna la planta a través de los accionamientos.
Equivales a un amplificador de potencia donde la entrada son las salidas
de baja de control . Ejemplos: Variador de Velocidad , Electro válvula.
◦ Transductor: Sensor + Interfaz
El sensor convierte la magnitud física de la planta ( velocidad, aceleración, ph, etc).
En magnitudes eléctricas.
La interfaz adapta las señales del sensor a las entradas del sistema de control


Factor de
comparación.

Control Continuo.

Control Discreto.

Medidas de salida
del producto.

Peso, volumen líquido
y volumen sólido.

Número de partes o de
productos.

Medidas de calidad.

Consistencia,
concentración,
ausencia de
contaminantes.

Dimensiones, Acabado,
Apariencia, ausencia
de defectos.

Variables y
parámetros.

Temperatura, tasa de
flujo, presión.

Posición velocidad,
aceleración.

Sensores.

Sensores de flujo,
presión y de
temperatura.

Interrupores, sensores
fotoeléctricos y
válvulas.

Actuadores.

Válvulas, calentadores,
bombas.

Interruptores, motores
y pistones.

Unidades de tiempo

Segundos, minutos,
horas.

Menos de un segundo.

Nivel

Industrias de
Proceso.

Industrias de
Manufactura
Discreta.

5

Nivel
corporativo.

Nivel
corporativo.

4

Nivel de planta. Nivel de planta
o fábrica.

3

Nivel de control Nivel de celdas
de supervisión. o sistema de
manufactura.

2

Nivel de control Nivel de
regulatorio.
máquinas.

1

Nivel de
Equipo.

Nivel de
equipo.

Industrias de Proceso.

Industrias de Manufactura
Discreta.

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