Manual de prácticas de Laboratorio  de Autómatas programablesPresentación    Este manual está pensado como una guía para q...
El listado de los experimentos es el siguiente:     Práctica No. 1:           Conociendo los PLC’s     Práctica No.2      ...
Practica No.1                          Conociendo los PLC’sObjetivo:        Que el alumno identifique las componentes tant...
2.-de tipo Compacto utilizando los PLC’s Micro-1 de Square D, Simatic-2XX      de Siemens, y S17 de Telemecanique (como ej...
Practica No.2               Introduciendo un programa al PLC.Objetivo:       Que el alumno sea capaz de introducir un prog...
Reporte:      En esta práctica es de suma importancia la función de cada una de las teclas del      programador manual.   ...
Practica No.3                Las funciones Lógicas y la Memoria Básica.   Objetivo:              Que el alumno sea capaz d...
3.-Cargue la función lógica OR.              LOD 0              OR 1              OUT 201              END4.- La función N...
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Practica No.4                    Funciones AND LOD Y OR LODObjetivo:       Que el alumno sea capaz de programar al Micro-1...
2.- Cargue al Micro-1 la función paralelo serie OR LOD mostrada en el     diagrama de abajo y con las combinaciones de la ...
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En estos diagramas de tiempo se muestra gráficamente la forma en que opera                un Timer.                Observe...
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1..- Utilizando “timers” implemente un diagrama de escaleras y el programa       correspondiente para el PLC, que realice ...
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Cuando el contacto RESET /START es cerrado, el contador es       reinicializado a ceros.       Cuando se abre este contact...
Contadores especiales:  El micro-1 tiene 2 contadores especiales reversibles (up/down), el 45 de  entradas separadas par c...
En los diagramas de tiempo de abajo se ilustra la forma en la que opera el              contador reversible (Up/Down) 45 d...
Contador reversible (Up-Down) con entrada de control                de dirección y reloj único: Contador 46               ...
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1.- Implemente un programa que realice lo siguiente:          que con un push-button NA, conectado a la entrada 0 se simul...
Practica No.7                     Los Registros de corrimientoObjetivo:       Que el alumno conozca la operación y sea cap...
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2.- Implemente un programa para simular un contador de anillo usando 5 bits          de un registro de corrimientoReporte ...
Practica No.8                  Programación AvanzadaObjetivo:       Que el alumno sea capaz de programar tanto el Micro 1,...
1.-Ejemplo del uso de las operaciones del               reloj de tiempo real del Simatic S-2xxI2.1               READ_RTC ...
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  1. 1. Manual de prácticas de Laboratorio de Autómatas programablesPresentación Este manual está pensado como una guía para que el alumno pueda realizar experimentos prácticos necesarios para comprobar los conocimientos teóricos que se han visto en clase. También le dará pautas para que pueda resolver problemas prácticos de automatización y así realizar aplicaciones reales de los conocimientos adquiridos . Aunque este manual está adecuado al equipo con el que se cuenta en el laboratorio de Instrumentación y control de la Facultad de Ciencias, podría ser usado con cualquier otro equipo con las adaptaciones correspondientes. Este manual está constituido por 8 prácticas que pueden ser terminadas en aproximadamente 2 horas de trabajo práctico.
  2. 2. El listado de los experimentos es el siguiente: Práctica No. 1: Conociendo los PLC’s Práctica No.2 Introduciendo un programa al PLC Práctica No.3 Las funciones lógicas y la memoria básica Práctica No.4 Funciones AND LOD y OR LOD Práctica No.5 Los Timers Práctica No.6 Los contadores Práctica No.7 Los Registros de Corrimiento Práctica No.8 Programación Avanzada
  3. 3. Practica No.1 Conociendo los PLC’sObjetivo: Que el alumno identifique las componentes tanto de un PLC modular como de uno compacto.Desarrollo de la práctica: El alumno ubicará todas las partes que constituyen un PLC 1.-De tipo modular utilizando el TI-305 de Texas Instrument,( como ejemplo de PLC modular) . Las partes son: Base y Slots Fuente de poder Módulo del CPU Programador manual Módulos de entrada Módulos de salida
  4. 4. 2.-de tipo Compacto utilizando los PLC’s Micro-1 de Square D, Simatic-2XX de Siemens, y S17 de Telemecanique (como ejemplos de PLC’s compactos). En éstos el alumno debe determinar los tipos de entradas ( CA, CD, source o sink ) y salidas ( relevador, Transistor, etc), El tipo de fuente de poder necesaria, si tiene fuente de poder para conectar sensores etc.Reporte: Reporte sus conclusiones respecto a las diferencias esenciales de los tipos de PLC´s , consultando los apuntes del curso. Implemente una tabla simplificada con las características de los diferentes PLC’s estudiados, consulte los manuales del fabricante.
  5. 5. Practica No.2 Introduciendo un programa al PLC.Objetivo: Que el alumno sea capaz de introducir un programa ejemplo como listado de instrucciones, utilizando el programador manual del Micro-1.Desarrollo de la práctica: Antes de poder empezar, el programador manual se debe conectar al enchufe tipo telefónico que tiene el Micro-1 para ese fin. El programa de prueba, se teclea en el programador manual tipo calculadora para ser cargado primero en su memoria RAM, su visualizador de cristal líquido nos muestra línea por línea las instrucciones conforme se van introduciendo. El interruptor Arranque/ Paro debe estar en modo STOP, para poder cargar el programa. Una vez cargado el programa en la memoria del programador, debe ser transferido a la memoria del PLC con el comando TRS (transmit). Ya con el programa en el PLC, se puede puede proceder a ejecutarlo poniendo el interruptor de Arranque/Paro en modo RUN . Para ver los detalles de la programación del Micro-1, es necesario consultar el manual del fabricante. El programa de prueba que se va cargar es: LOD NOT 1 OUT 200 END Este programa lo único que hace es prender el LED de la salida 200 al momento de ejecutar el programa
  6. 6. Reporte: En esta práctica es de suma importancia la función de cada una de las teclas del programador manual. Consultando el manual del fabricante, reporte una tabla que condense las funciones de cada una de las teclas del programador manual y también una que contemple todas las especificaciones y características técnicas del Micro1.
  7. 7. Practica No.3 Las funciones Lógicas y la Memoria Básica. Objetivo: Que el alumno sea capaz de programar al Micro-1 para que realice las funciones lógicas AND, OR, NOT y una Memoria Básica Set / Reset. Desarrollo de la práctica: 1.-Conecte un push button NA a la entrada 0 y otro a la 1 L1 L2 PBA 0 1 200 PL1 0 200 PBB 0 PL1= PBA.PBB 201 1 PL2=PBA+PBB 201 PL2 1 PL3= NOT(PBA) 0 202 202 PL3Módulo de entrada Módulo de salida Programa en diagrama de contactos 2.- cargue el programa de listado de instrucciones (AWL) que corresponde a las funciones AND. LOD 0 AND1 OUT 200 END
  8. 8. 3.-Cargue la función lógica OR. LOD 0 OR 1 OUT 201 END4.- La función NOT LOD NOT 0 OUT 202 END Ahora intente cargando todas las funciones en un solo programa y prediga el resultado a obtener y compruebe oprimiendo los push buttons5.- implemente y cargue un programa para realizar el XOR6.-La memoria básica SET /RESET. 203
  9. 9. LOD 0 OR 400 AND NOT 1 OUT 203 ENDReporte : Ponga sus conclusiones y comentarios, las tablas de verdad comprobadas en la ctica e implemente nuevas funciones lógicas y sus listados de instrucciones con su diaprágrama de escalera para el micro-1.
  10. 10. Practica No.4 Funciones AND LOD Y OR LODObjetivo: Que el alumno sea capaz de programar al Micro-1 para que realice las funciones serie paralelo y paralelo serie AND LOD y OR LOD.Desarrollo de la práctica: 1.- Cargue al Micro-1 la función paralelo serie AND LOD mostrada en el diagrama de abajo y con las combinaciones de la tabla de verdad del circuito lógico compruebe su operación. L1 L1 1 2 200 3 LOD 1 LOD2 OR3 AND LOD OUT 200 3 2 200 1
  11. 11. 2.- Cargue al Micro-1 la función paralelo serie OR LOD mostrada en el diagrama de abajo y con las combinaciones de la tabla de verdad del circuito lógico compruebe su operación.L1 L2 1 3 200 LOD 1 AND 3 2 4 LOD NOT 2 AND 4 OR LOD OUT 200 ORLOD 1 3 200 2 4 3.- Analice la función paralelo serie OR LOD mostrada en el diagrama de abajo y con las combinaciones de la tabla de verdad del circuito lógico compruebe su operación.
  12. 12. L1 L2 1 3 200 2 4 LOD 1 AND3 5 6 LOD NOT 2 AND 4 OR LOD LOD 5 AND NOT 6 OR LOD ORLOD OUT 200 1 3 2 ORLOD 4 5 200 6Reporte : Ponga sus conclusiones y comentarios, las tablas de verdad comprobadas en la práctica e implemente nuevas funciones lógicas y sus listados de instrucciones con su diagrama de escalera para el micro-1.
  13. 13. Practica No.5 Los Timers Objetivo: Que el alumno conozca la operación y sea capaz de programar los timers del Micro-1 . Desarrollo de la práctica: En la figura de abajo mostramos un diagrama funcional de lo que constituye un timer ( temporizador). Para cargar el preset e iniciar su operación tiene un circuito de lógica permisiva Podemos ver que tiene un reloj que genera una base de tiempo fija (frecuencia fija). En el caso del Micro-1 es de 1 pulso cada 0.1 segundo. También consta de un contador decreciente con un preset programable, cuando el conteo decrece hasta cero, se activa el relevador que corresponda a la designación al Timer. Conteo=0 Contador relay Reloj decrecienteLógica de arranque Frecuencia fija y conocida Diagrama de bloques de las componentes de un timer conceptual
  14. 14. En estos diagramas de tiempo se muestra gráficamente la forma en que opera un Timer. Observe que cuando la lógica de arranque está abierta, el valor del preset del Timer es cargado al contador decreciente del timer. Cuando la lógica se cierra el contador comienza su desconteo . Si la lógica se abre mientras el timer esá en desconteo, se recarga de nuevo el valor del Preset. Cuando el desconteo llega a cero se activa un relevador cuyos contactos podemos usar libremente como TIM xx (NA) o NOT TIM xx (NC). Lógica de arranque- on off Timer Paso de conteo de acuerdo a reloj preset RelojContacto NAde salida preset preset Descripción de la operación de un Timer
  15. 15. La forma de especificar un timer en el Micro – 1 es ilustrado en el diagrama deescalera y el listado de instrucciones mostradaos abajo. 1 TIM 5 500 TIM5 200 LOD 1 TIM 5 500 LOD TIM 5 OUT 200
  16. 16. 1..- Utilizando “timers” implemente un diagrama de escaleras y el programa correspondiente para el PLC, que realice lo siguiente: a) Que al aplanar PB1 arranca el motor M1 b) 5 segundos después el motor M2 c) 5 Segundos después arranca M3 d) al oprimir PB2 se paran todos simultáneamente. e) 2.- Modifique el programa del problema anterior para que también al oprimir PB2 se apaguen los motores en el mismo orden en el que se prendieron, esto es: primero M1, 5 segundos después M2 y 5 segundos después M3. 3.- Implemente un programa para hacer que un foco prenda al oprimir PB1, durante 5 minutos, después se apague 5 minutos y se repita hasta que se oprima PB2.Reporte : Reporte los diagramas de escalera, los listados de instrucciones para los problemas propuestos , escriba los comentarios y sus conclusiones.
  17. 17. Practica No.6 Los Contadores Objetivo: Que el alumno conozca la operación y sea capaz de programar los diferentes tipos de contadores del Micro-1 . Desarrollo de la práctica: Contadores de eventos Un contador es un dispositivo cuya función es realizar el conteo de eventos externos provenientes de un sensor o internos ocurridos en el PLC. Requiere 2 circuitos de lógica permisiva: A) De Reinicio (RESET) B) De entrada de pulso del eventoReinicio/Habilita Reinicio/Habilita CNT nn CCCC
  18. 18. Cuando el contacto RESET /START es cerrado, el contador es reinicializado a ceros. Cuando se abre este contacto el contador queda habilitado para contar. Cuando la cuenta del contador iguala al valor programado (preset= conteo), se activa el relevador correspondiente y por consiguiente los contactos del contador NA se cierran o los NC se abren. Estos contactos se nominan como CNT xx CNT nn CCCC Bobina de salida después del contadorEN EL DISPLAY LCD APARECERÁ EL VALOR DELCONTEO ACTUAL Y SE VERÁ COMO SE INCREMENTAAL OCURRIR UN EVENTO ( CERRAR EL CONTACTODE CONTEO)
  19. 19. Contadores especiales: El micro-1 tiene 2 contadores especiales reversibles (up/down), el 45 de entradas separadas par cada dirección de conteo y el 46 de entrada de selección de dirección de conteo y entrada de reloj separada. Contador reversible (Up-Down)con entradas de dirección separadas :Contador 45 Valor del preset, cargado como conteo inicial del PRESET contador cuando la entrada preset es cerrada.PULSO ARRIBA El conteo inicia cuando el CNT 45 contacto preset es 4 abierto de nuevoPULSO ABAJO CNT 4 5 200 Contacto NA, solo se cierra cuando el conteo del contador 45 alcanza el valor 00, ya sea con conteo hacia arriba o hacia abajo
  20. 20. En los diagramas de tiempo de abajo se ilustra la forma en la que opera el contador reversible (Up/Down) 45 del Micro-1. preset Conteo habilitado Pulso up on offPulso down on off 9999 10 9 9 8 8 6 7 7 6 5 5 4 4 3 2 1 0000 0 CNT 45 on off
  21. 21. Contador reversible (Up-Down) con entrada de control de dirección y reloj único: Contador 46 Valor del preset, cargado como conteo inicial del PRESET contador cuando la entrada preset es cerrada. El conteo inicia cuando preset es abierta de nuevo PULSO DE CONTEOControl de CNT 46dirección del 4conteo UP/DOWN CNT 4 6 200 Contacto NA, solo se cierra cuando el conteo del contador 46 alcanza el valor 00, ya sea con conteo hacia arriba o hacia abajo
  22. 22. En los diagramas de tiempo de abajo se ilustra la forma en la que opera el contador reversible (Up/Down) 46 del Micro-1. preset Conteo habilitado Pulso on off UP DOWN 9999 10 9 9 8 8Valor de 6 7 7 6 preset 5 5 4 4 3 2 1 0000 0 CNT 45 on off
  23. 23. 1.- Implemente un programa que realice lo siguiente: que con un push-button NA, conectado a la entrada 0 se simule el conteo de latas, de tal forma, que al contar 50 “latas”, prenda el motor de una banda transportadora conectado a la salida 200, éste se para hasta que un interruptor de límite de carrera, LS1, conectado a la entrada 1 sea activado. 2.- Un contador puede ser usado para mantener el número de vehículos que se encuentran en un estacionamiento . Conforme un vehículo entre por el acceso del estacionamiento, el contador incrementa su conteo. Conforme un vehículo sale por la puerta de salida del estacionamiento, el contador decrece su conteo. Cuando el estacionamiento está lleno un aviso en el acceso de la entrada enciende indicando que el estacionamiento está lleno.Reporte : Reporte los diagramas de escalera, los listados de instrucciones para los problemas propuestos , escriba los comentarios y sus conclusiones.
  24. 24. Practica No.7 Los Registros de corrimientoObjetivo: Que el alumno conozca la operación y sea capaz de programar los Registros de corrimiento del Micro-1 .Desarrollo de la práctica: REGISTROS DE CORRIMIENTO (SHIFT REGISTERS) En PLC´s existe una instrucción que nos permite programarlos para que operen como un registro de corrimiento. Un registro de corrimiento es un grupo de localidades de memoria , que llamaremos celdas, operadas sincrónicamente por una señal de reloj ( pulsos) . El objetivo, es que un dato cargado en la primera celda sea transferida a la siguiente celda al recibir un pulso del reloj hasta moverlo a lo largo de todo el registro. El dato es cargado en la primera etapa moviéndose una posición a la derecha ( o izquierda) por cada transición positiva del pulso del reloj, hasta salir y ser descartado en el otro extremo. ¿CÓMO SE ESPECIFICA UN REGISTRO DE CORRIMIENTO? La forma de referencia de un registro de corrimiento depende del PLC , pero en forma general , el usuario debe definir donde inicia el registro y el número de bits o etapas que constituyen al registro . Normalmente para definir un registro de corrimiento se usa el término SFR xx , ( mnemónico de Shift Register) . En un diagrama de escaleras se especifica con tres “peldaños “ de entrada : RESET RELOJ DATO
  25. 25. RESETDATO DE ENTRADA DATO DESCARGADO CELDA CELDA 11 CELDA CELDA 21 CELDA CELDA 3 4 CELDA 1 CELDA 1 RELOJ REGISTRO DE CORRIMIENTO TÍPICO RESET RELOJ SFR LOD RESET 0 LOD RELOJ LOD DATO SFR 0 DATO 4 4 ETC. FORMA DE ESPECIFICAR UN REGISTRO DE CORRIMIENTO PARA EL MICRO- 1 El Micro-1 , permite que un registro de corrimiento cuente con un máximo de 128 etapas cuyas direcciones son de la 0 a la 127 y la forma de especificarlos es de la forma siguiente: SFR 0 ..............el cero es la dirección del primer bit del registro (celda de entrada)
  26. 26. 4........................el 4 indica que se usarán los 4 bits consecutivos a partir del cero , estos es el registro estará formado por los bits 0,1,2 y 3. Cualquier bit de un registro de corrimiento puede forzarse a “1” ó a “0” en forma asíncrona , usando las instrucciones SET o RST . 1.-Cargue al Micro-1 el programa descrito abajo y compruebe su operación. E M L DE P O A A IÓ DE U R G O D C R IM NT EN U P M O 1 JE P O R GR M C N N E ISTR E O R IE O N LC ICR L1 # DE B DEL R ITS EGIST O R L2 # DEL PRIMER B DEL R IT EGISTRO 1 ( RE S E T) SFR LOD 1 2 ( PU LS O S ) 0 LOD2 3 ( D A TO ) 4 LOD3 SFR 0 S FR 0 4 210 LOD SFR 0 OUT 210 S F R1 LOD SFR 1 211 OUT 211 S F R2 LOD SFR 2 212 OUT 212 LOD SFR 3 S F R3 OUT 213 213 END S E HA C EN C EROS RES ET TO D OS LOS BITS D EL REG IS TRO D E ON C ORRIM IEN TOS OFF S HIFTPU LS O S ON OFFD A TO ON OFF
  27. 27. D G A AD T MOQ EIL S R L OE A IÓ D LRG T OD LEE PO IA R M E IE P U U T A A P R C N E E IS R E J ML RES ET ON OFFPULS OS ON OFFDATO ON OFFS R0 FS R1 FS R2 FS R3 F
  28. 28. 2.- Implemente un programa para simular un contador de anillo usando 5 bits de un registro de corrimientoReporte : Reporte el diagrama de escalera, el listado de instrucciones para el problema propuesto , escriba los comentarios y sus conclusiones.
  29. 29. Practica No.8 Programación AvanzadaObjetivo: Que el alumno sea capaz de programar tanto el Micro 1, como el simatic S-200 , usando una PC y el software correspondienteDesarrollo de la práctica: PROGRAMACION DE UN PLC USANDO UNA COMPUTADORA PERSONAL Los fabricantes de PLC¨´s proporcionan, además de su programador portátil, un programa para que puedan ser programados a través de una PC. Para poder conectar el PLC a la PC también suministran un adaptador de comunicación serial. Estos programas normalmente son implementados para ambiente DOS o para ambiente WINDOWS . Están provistos de editores gráficos que nos permiten implementar el programa de control del PLC en la PC, inclusive directamente como un diagrama de escalera, MUCHAS VENTAJAS, ENTRE ELLAS : FACILIDAD PARA PROGRAMAR IMPRESIÓN DEL PROGRAMA Y SU DOCUMENTACIÓN SIMULACIÓN DEL PROGRAMA RASTREO DE LA EJECUCIÓN DEL PROGRAMA DE CONTROL RESPALDO DE LOS PROGRAMAS EN MEDIOS MAGNETICOS FACILIDAD DE REVISIÓN Y CORRECCIÓN DE PROGRAMAS SE PUEDE USAR CUALQUIER PC COMPATIBLE CON IBM. EJECUCIÓN DE LOS PROGRAMAS DEL PLC A DISTANCIA
  30. 30. 1.-Ejemplo del uso de las operaciones del reloj de tiempo real del Simatic S-2xxI2.1 READ_RTC EN Pasa el RTC al Buffer que empieza en VB400 RTC B4V00 T Carga byte del año al Acumulador 0 MOV_B EN VB4 01 año 2001 VB4 05 mes mayo VB400 AC0 IN OUT VB4 02 día 02 VB4 10 10 hrs. AC 01 INC_W BUFFER VB4 30 30 min EN VB4 02 20 segs Incrementa año + AC0 IN OUT AC0 VB4 00 AC VB4 04 miercoles 02 MOV_B Regresa byte de AC0 al buffer EN AC0 VB400 IN OUT VB4 02 VB4 05 Actualiza VB4 02 READ_RTC EN RTC RTC VB4 10 T VB4 30 VB400 VB4 20 VB4 00 VB4 04 Problema : se requiere que un motor conectado en la salida Q0.0 se prenda todos los domingos del año en curso a las 2 pm, que se mantenga prendido por 35 minutos y después se apague. Cargue usando el STEP 7 el programa que resuelve el problema mencionado y compruebe que opere como es esperado.
  31. 31. I2.1 READ_RTC EN ;Cargar el RTC al buffer VB400 VB400 T MOV_B EN ; Cargar la hora en BCD al AC0 VB403 I OUT AC0 BCD I ; Convertir valor de la hora en BCD a entero (16 bits) EN y dejar en AC0 AC0 I OUT AC0 MOV_B ; Cargar los minutos en BCD a AC1 EN VB404 I OUT AC1 BCD_I ; Convertir los minutos de BCD a entero (16 bits) y dejar en AC1 EN AC1 I OUT AC1 AC0 14 VB407 1 == == M0.0 ; si es domingo y son las 14 horas prender motor en Q0.0 y mantener prendido (memoria con M0.0 ) M0.1 M0.0 ; si ya han transcurrido 35 minutos apagar motor AC1 35 == M0.1 Q0.0 M0.0Reporte : Reporte sus comentarios y sus conclusiones , proponga una o más aplicaciones para este reloj de tiempo real del Simatic .

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