Controladores logicos programables

Introducción a los PLC’sIntroducción a los PLC’s
Taller de Electrónica Intermedia
Autor: Dr. Elmer Javier Córdova Zapata
UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMAUNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA YCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONESTELECOMUNICACIONES

¿¿QuéQué son los PLC’sson los PLC’s??
PLC = Programmable Logic ControllerPLC = Programmable Logic Controller
Programmable.- Computadora de propósito
específico. Lenguaje de programación propio
Logic.- Basado en funciones lógicas
(ON/OFF)
Controller.- Interacción directa con
dispositivos externos
*PLC también es una marca registrada de Allen-Bradley,
pero actualmente se ha vuelto un término genérico.

¿¿QuéQué son los PLC’sson los PLC’s??
El PLC está diseñado para realizar control automático
en tiempo real de procesos secuenciales, máquinas o
herramientas en ambientes industriales.
El PLC fue concebido originalmente para reemplazar
el control basado en relevadores.

El relevadorEl relevador
Principio de operación:

El relevadorEl relevador
Aspecto físico:

AntecedentesAntecedentes
Control basado en relevadores:
Cada esquema de control estaba alambrado en
tableros de relevadores.
Cuando cambian los requerimientos de producción
también tiene que cambiar el sistema de control.
Cambios frecuentes  Costo elevado, e.g.
industria automotriz.
Los relevadores son dispositivos electromecánicos:
vida útil limitada.
Conexiones entre cientos o miles de relés 
enorme esfuerzo de diseño y mantenimiento.

En 1968 Ford y General Motors imponen
condiciones a sus proveedores de sistemas de control:
Debían ser fácilmente programables y
modificables por ingenieros de planta o personal de
mantenimiento.
El tiempo de vida debía ser largo.
Operación en entornos industriales adversos.

Bedford Associates propuso algo denominado
Controlador Digital Modular o MODICON
(MOdular DIgital CONtroler).

En la década de los 70’s el desarrollo de los
microprocesadores generó un auge en el desarrollo de
los PLC, mejorándolos en
Mayor capacidad de memoria
Mayor capacidad de entradas /salidas
Reducción de tamaño
Incorporación de funciones más poderosas
Facilidad de programación: mejormaiento de la
interfaz hombre-máquina
Comunicación con otros PLC y otras
computadoras de control en red.

En la década de los 80’s continuó el
mejoramiento de los PLC, en cuanto a
Mayor concentración de entradas /salidas
por módulo
Incorporación de funciones analógicas:
Control PID
Servocontroladores
Control Fuzzy

Década de los 90’s:
Tendencia a la estandarización
Reducción de protocolos de comunicación
El estándar IEC-1131-3 intenta unificar el
sistema de programación de PLCs en un único
sistema a nivel mundial.
Desplazamiento del PLC por las cada vez
más potentes PCs.

Tendencia actual:Tendencia actual:

Campos de aplicaciónCampos de aplicación
Aplicaciones donde es necesario realizar procesos de
Maniobra, secuenciación, señalización
Maquinarias con procesos variables
Procesos de producción cambiantes por periodos
Procesos complejos y amplios
Ejemplos típicos:
Máquinas herramientas, máquinas transfer, maquinaria
industrial del mueble y madera, plásticos, cementeras,
industria química y eléctrica, empacadoras y
ensambladoras, semáforos, control de iluminación,
riego de jardines, invernaderos, climatización, etc..Taller de Electrónica Intermedia

Campos de aplicaciónCampos de aplicación
Máquina transfer para manufactura flexible

Opciones TecnológicasOpciones Tecnológicas
Lógica Cableada
Relés electromagnéticos
Electroneumática
Electrohidráulica
Electrónica estática
Lógica Programada
Computadoras
Microcontroladores
Dispositivos Lógicos
Programables (FPGAs)
PLCs

Ventajas respecto a la lógica cableadaVentajas respecto a la lógica cableada
Reducción del tiempo de diseño
Reducción del cableado
Reducción de espacio
Posibilidad de hacer cambios en el diseño sin
cambiar el cableado
Facilidad de mantenimiento
Desventajas: En lugar de alambrar hay la necesidad
de programar. Dependiendo del modelo, la inversión
inicial puede ser muy elevada.

Estructura de un PLCEstructura de un PLC
Estructura Compacta: Contiene todos sus
elementos en un solo módulo:
Fuente de
alimentación
Fuente de
alimentación
CPUCPUCPUCPU Entradas
/Salidas
Entradas
/Salidas
ActuadoresActuadores
SensoresSensores
Interfaz de programación
Memoria

Estructura de un PLCEstructura de un PLC
Estructura Modular:
• Estructura americana: Separa las unidades de
Entrada/Salida del resto de las unidades del PLC.
• Estructura Europea: Separa un módulo para cada
función: Fuente, CPU, Entradas/Salidas, etc.

Gamas de PLCsGamas de PLCs
La capacidad más importante de un PLC es su
número de entradas/salidas:
• Gama Baja: número de E/S menor de 256
• Gama Media: número de E/S de 256 a 1024
• Gama Alta: número de E/S mayor de 1024

Unidades de Entrada/SalidaUnidades de Entrada/Salida
Tipos de Entrada: se pueden clasificar en cuanto a
la tensión que manejan como:
• Libres de tensión
• De corriente directa
• De corriente alterna
Y en cuanto al tipo de señal:
• Analógicas
• Digitales

Tipos de Salida: también se clasifican de acuerdo al
tipo de voltaje manejado:
• a relevador (corriente directa o alterna)
• a triac (sólo corriente alterna)
• a transistor (sólo corriente directa)
Y en cuanto al tipo de señal:
• Analógicas
• Digitales

Aislamiento galvánico: Para protección contra
sobrevoltajes, sobrecorrientes o errores de conexión,
tanto entradas como salidas pueden ser de dos tipos:
• Con aislamiento galvánico (por optoacopladores)
• Con conexión directa.

Ciclo de operación del PLCCiclo de operación del PLC
Inicio
Lee estado
de entradas
Ejecuta
programa
Diagnostica
comunicaciones
Actualiza
salidas

n
ProgramaciónProgramación
Lenguaje original: Diagrama de contactos
(diagrama de escalera)
m
n
PL
1
PL
3
m
m
n
PL
2
Símbolos lógicos:

El PLC LOGO!El PLC LOGO!
El PLC LOGO! De SIEMENS es un PLC de bajo
costo, muy compacto de gama baja
Familia de PLCs de Siemens

El LOGO! Básico tiene 8 entradas y 4 salidas
(ampliable) y tiene dos versiones:

8 EntradasFuente
4 salidas
Interfaz local
de
programación
Cable para
programación
remota

Identificación y variantes:
12: versión de 12 v DC
24: versión de 12 v DC
230: versión de 115…240 v AC
R: Salidas a Relé
C: Incluye timer semanal
o: Versión “ciega”
DM: Módulo digital
AM: Modulo analógico
CM: Módulo de comunicaciones
Entradas Analógicas

Montaje en un Riel:

Conexión de Fuente y Entradas:
Sólo las entradas
de grupos distintos
pueden ser
conectadas a fases
distintas
Separador
de grupos

Conexión de Salidas a relé:
Carga
Protección
16 Amp. Max.

Arrancando LOGO!Arrancando LOGO!
Al energizar sin programa en Memoria:
Con programa ejecutándose en memoria:
>Program..
PC/Card..
Start..
No Program
OKOK
>Program..
PC/Card..
Start..
I:123456
DD hh:mm
Q:1234
OKOK

Progamación del PLC-LOGO!Progamación del PLC-LOGO!
Crear un programa en Logo! es equivalente a
alambrar un circuito lógico con los componentes que
Logo! Proporciona:
Conectores:
Entradas: I1, I2, …I6, I7, …I24, AI1, …, AI8
Salidas: Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, …, Q16, AQ1, AQ2
Banderas: M1, …, M8, M9, …, M24
Constantes: hi, lo, x
Bloques:
Funciones Básicas
Funciones Especiales

Vista de un Bloque en el display de Logo!
B01
I2 ≥1
B2 Q1
x
Número de bloque
asignado por LOGO!
Salida
Entrada
Salida de
otro Bloque
No conectado
Bloque

Interconexión de Bloques: Como sólo se puede ver
un bloque a la vez, LOGO! Asigna números para
indicar la interconexión entre bloques:
B01
B2 ≥1
B3 Q1
x
B02
I2 ≥1
B2 B1
x
B03
I2 ≥1
B2 B1
x
B1 Q1

Ejemplo 1: Se programará en LOGO! El siguiente
circuito lógico:
I1
I2 I3
K1
K1
Carga
Bobina
de Relé
Contacto
de Relé
L1
L1
I1
I2
I3
L N

En LOGO!:
I1 ≥1
Q1
x
I2 &
I3
x
L1
L1
I1
I2
I3

Alambrado:
I1 ≥1
Q1
x
I2 &
I3
x
L1
L
N
L1

Creación del programa en LOGO!
>Program..
PC/Card..
Start..
OKOK
>Edit Prg
Clear Prg
Set Clock
ESCESC
Q1
OKOK
ESCESC
Modo de
programación
Otra salida
El programa
comienza desde la
salida hacia atrás

Manejo del Cursor en modo de Programación:
Se puede Mover el cursor cuando está en forma de “_”
Presione alguno de los botones para moverse sobre el circuito
Presione para cambiar a modo de selección de Conector o Block.
Presione para salir del modo de programación.
En modo de selección de Conector o Block (el cursor se ve en
forma de un bloque sólido)
Presione para seleccionar un Conector o un Block
Confirme con
Presione para volver al modo anterior
OKOK
ESCESC
OKOK
ESCESC

Creación del programa del Ejemplo 1
I1 ≥1
Q1
x
I2 &
I3
x
Q1
Cursor
_ Q1_ OKOK
Co Q1↓

OKOK
Co Q1↓ Gf Q1↓
B01
B2 &
B3 Q1
x
B01
_ ≥1
Q1
OKOK
B01
Co ≥1
Q1
OKOK
↓
B01
I1 ≥1
_ Q1
OKOK

OKOK
OKOK
OKOK
B01
I1 ≥1
_ Q1
OKOK
B02
_ &
B01
OKOK
OKOK
B02
I2 &
_ B01
OKOK
OKOK
OKOK
B02
I2 &
I3 B01
_
OKOK
OKOK
OKOK
B02
I2 &
I3 B01
x
B01
I1 ≥1
B02 Q1
_ ?

OKOK
B01
I1 ≥1
B02 Q1
_ ?
B01
I1 ≥1
B02 Q1
x
OKOK B01 Q1
ESCESC
>Edit Prg
Clear Prg
Set Clock

Ejecución del Programa
ESCESC>Edit Prg
Clear Prg
Set Clock
Program..
PC/Card..
>Start..
OKOK
I:123456
DD hh:mm
Q:1234
Modo de
Ejecución

Modificación del programa:
Si el diagrama del ejemplo 1 se desea cambiar a:
I1 ≥1
Q1
x
I2 ≥1
I3
x

Pasar a modo de edición de programa:
B01 Q1
varias
teclas de
cursor
B02
I2 &
I3 B01
x
_
OKOK B02
I2 ≥1
I3 B01
x
OKOK

Borrado de Bloques:
Si deseamos borrar el bloque B01 del ejemplo 1:
I1 ≥1
Q1
x
I2 ≥1
I3
x

En modo de edición de programa:
El circuito queda:
B01 Q1_
OKOKOKOK
B01 Q1_
OKOK
B02 Q1
I2 ≥1
I3
x
Q1

Funciones Lógicas BásicasFunciones Lógicas Básicas
LOGO! Cuenta con las siguientes funciones Básicas:
Función AND Función OR Función NOT
Función NAND Función NOR Función EXOR
& ≥1 1
& ≥1 =1

Otras funciones Básicas:
Función AND con detección de flanco (transición)
Función NAND con detección de flanco (transición)
&↑
&↓

Función AND con detección de flanco (transición)
&↑ Produce una salida 1 solamente cuando
todas sus entradas son 1 y al menos una
de ellas era 0 en el ciclo previo.
1
2
3
Q

Función NAND con detección de flanco (transición)
Produce una salida 1 solamente cuando
al menos una de sus entradas es 0 y todas
ellas eran 1 en el ciclo previo.
1
2
3
Q
&↓

Funciones EspecialesFunciones Especiales
Las aplicaciones más poderosas del PLC están
basadas en el manejo de timers y contadores. Este
tipo de funciones se denominan Funciones
Especiales, a continuación se describen algunas.
El Latch Set Reset:
S
R
Par
Q
RS
Set: Activa la Salida Q=1
Reset: Apaga la salida Q=0
Parámetro: Activa/desactiva
la Retentividad= Capacidad de
conservar el estado previo a
una corte de energía.

Ejemplo: Un arrancador simple de motor consiste en
un botón de arranque A y un botón de paro P. En este
caso se ha agregado un switch C de mantenimiento
para evitar el arranque.
Motor
RS
&A
C
x
P
L
N Motor
A
P
C

Encendido Retardado (ON Delay).- Esta función
permite programar el encendido temporizado de
dispositivos.
Trg
Par Q
Trg: En el flanco de subida arranca el conteo de
tiempo, cuando el tiempo programado termina la
salida se enciende. Si Trg=0 la salida se apaga.
Par: Establece el tiempo de retardo de
encendido.
Opciones de Protección:
+: Permite Lectura/Modificación en modo de
asignación de parámetros
-: Protege contra Lectura/escritura en modo de
asignación de parámetros y sólo puede ser
modificado en modo de programación

Modo de asignación de parámetros: Permite
visualizar y/o modificar valores de parámetros
siempre y cuando no estén protegidos.
ESCESC OKOK
I:123456
DD hh:mm
Q:1234
Modo de ejecución
>Set Clock
Set Param
OKOK
B01:T
T=03:00s
Ta=00.00s
Tiempo de retardo
en evolución
Tiempo de retardo
programado

Apagado Retardado (OFF Delay).- Esta función
permite programar el apagado temporizado de
dispositivos.
Trg
R
Par
Q
Trg: En el flanco de bajada enciende la salida
y arranca el conteo de tiempo, al terminar el
tiempo programado la salida se apaga. Si
Trg=1 el conteo se reinicia.
R (Reset): Si R=1 la salida se apaga.
Par: Establece el tiempo de retardo.
Opciones de Protección:
+: Permite Lectura/Escritura
-: Protege contra Lectura/escritura

Ejemplo: Secuencia de encendido de dos
dispositivos
Trg
R
Par
Q

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