Plc-Control eléctrico- Neumática-Hidráulica

1. AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS
INDUSTRIALES
Profesor: Bastian Vergara Gallegos
Ingeniero mecánico en producción industrial
Liceo Industrial de Concepción

2. PRESENTACIÓN
• Describir circuitos lógicos programables aplicados a procesos
industriales automatizados.
• Describir el funcionamiento del autómata programable
utilizado en procesos industriales.
• Instalar componentes eléctricos y electrónicos para
automatizar un proceso industrial según plano de circuito.
• Realizar programación de PLC para control de procesos
industriales
• Realizar proyecto de proceso de automatización industrial.

3. CONTENIDOS
Introducción a la Automática
Digital y Diseño de automatismos
lógicos

4. CONTENIDOS
Estructura y funcionamiento de
autómata programable PLC

5. CONTENIDOS
Sensores y actuadores

6. CONTENIDOS
Programación del Autómata
Programable PLC

7. CONTENIDOS
Proyecto de automatización de un
Sistema industrial

8. AUTOMATIZACIÓN
Realizar una actividad o proceso
sin la necesidad de una supervisión
directa

9. OBJETIVO DE LA
AUTOMATIZACIÓN
•Reducir la variabilidad de un proceso.
•Mejorar la productividad.
•Mejorar la calidad.
•Reducir los desperdicios.
•Evitar riesgos a operadores.
•Mejorar la seguridad del personal,
instalaciones y vecinos.

10. DESCRIPCIÓN DE UN
SISTEMA DE CONTROL
•Controlador.
•Entrada.
•Salida.
•Set Point.

11. CONTROLADOR
Contiene el algoritmo de control, se
encarga de manejar la salida de
control para obtener el valor deseado.

12. ENTRADA
Medición de la variables de proceso
que se quiere controlar, ésta señal
proviene del sensor instalado.

13. SALIDA
Señal que actúa sobre el elemento final
de control.

14. SET POINT.
Valor en que se desea mantener a la
variable de proceso.

15. MODOS DE CONTROL
•La salida de control solo puede
estar encendida o apagada:
–ON-OFF
•La salida de control puede ser
modulada en valores desde 0 a 100%
–PID

16. CONTROLADORES
•Controles unilazo (una sola
variable de control).
•Controladores Lógicos
Programables (PLC).
•Sistemas de Control Distribuido.

17. CONTROLES PARA UN
SOLO LAZO
•Sistemas que controlan una sola
variable
•Cuentan con pantalla para observar
los parámetros de operación
•Algunos cuentan con pantalla gráfica
•Cuentan con salidas de alarmas

18. CONTROLADORES LÓGICOS
PROGRAMABLES
•Aplicables a diversos procesos
•Reprogramables
•Manejo eficiente de señales On/Off
•Aplicaciones pequeñas hasta grandes
•Modulares

19. SISTEMAS DE CONTROL
DISTRIBUIDO
•Utilizados principalmente en procesos contínuos.
•Altamente confiables
•Manejo eficiente de señales analógicas
•Costosos, para aplicaciones grandes a muy
grandes
•Modulares

20. ESTRATEGIA DE
CONTROL
•Lazo abierto
–El parámetro que se controla no se mide
por el sistema de control.
•Lazo cerrado
–El parámetro que se controla se mide y
retroalimenta al sistema de control.

21. ESTRATEGIA DE
AUTOMATIZACIÓN
•Qué parámetro (variable de proceso) se
quiere controlar?
•¿Se puede medir directa o indirectamente
la variable de proceso?

22. ESTRATEGIA DE
AUTOMATIZACIÓN
•¿Cómo se puede controlar la variable de
proceso?
–Dosificar
–Agitar
–Calentar
–Enfriar
–Posicionar

23. ESTRATEGIA DE
AUTOMATIZACIÓN
•¿Se quiere controlar dentro de un rango o en
un valor específico?
•¿Se requiere observar el valor de la variable
de proceso?
•¿Qué tipo de sensor es adecuado para la
aplicación específica?, ¿Se encuentra dentro
de nuestro presupuesto?

24. ESTRATEGIA DE
AUTOMATIZACIÓN
•¿Qué tipo de actuador es adecuado para
la aplicación específica?, ¿Se encuentra
dentro de nuestro presupuesto?
•¿Se instalará como un control local o
cómo parte de un sistema de control de
planta?

25. ENTRADAS Y SALIDAS
•Las entradas son las
señales que llegan al
PLC provenientes de
sensores
•Las salidas son señales
que salen del PLC y
van hacia un actuador
PLC
Entrada Digital
Salida Digital

26. ENTRADAS DIGITALES
•Selectores
•Botones
•Interruptores de límite
•Interruptores de proximidad
•Contacto auxiliar de motor (estado)
•Relevadores
•Encoders

27. ENTRADAS ANALÓGICAS
•Transductores de temperatura
•Transductores de presión
•Celdas de carga
•Transductores de humedad
•Transductores de flujo
•Potenciómetros
•Mediciones de PH, ORP, Conductividad
Corriente, Voltaje

28. SALIDAS DIGITALES
•Solenoides
•Arrancadores de motor
•Alarmas sonoras
•Indicadores

29. SALIDAS ANALÓGICAS
•Válvulas de control
•Actuadores
•Variadores de velocidad

30. LOS ELEMENTOS DE
UN PLC

31. RELEVADORES DE
ENTRADA
Están conectados físicamente a los dispositivos del
sistema.
Reciben su señal de interruptores, selectores o
relevadores.
El tipo de señal que se recibe se conoce como digital,
es decir, solo pueden manejar dos estado hay o no
señal (ON-OFF).
El rango de voltaje que manejan depende del
modelo seleccionado.

32. RELEVADORES INTERNOS
Estos no se encuentran conectados
físicamente ni reciben señales. Son
relevadores simulados dentro del PLC que
ayudan a construir la lógica de control y
permiten trabajar sin la necesidad de
relevadores externos.

33. RELEVADORES INTERNOS
El tipo de señal que se manejan se
conoce como digital, es decir, hay o
no señal (ON-OFF). Se siguen
conociendo en algunos casos como
señales ON-OFF solo por los dos
estados que pueden tener.

34. CONTADORES
Estos tampoco existen físicamente.
Son contadores simulados que
pueden ser programados para
contar pulsos. Normalmente estos
contadores tienen capacidad de
contar hacia arriba, abajo y en
ambas direcciones.

35. TIMERS
No existen físicamente. La forma de trabajo y
resolución puede variar entre fabricantes. Se
utilizan para retardar el encendido o
apagado de una señal, ya sea física o interna.
El tipo más común es retardo encendido (on
delay). Los incrementos pueden variar de
1mseg a 1seg.

36. RELEVADORES DE
SALIDA (BOBINAS O
SALIDAS)
Están conectados físicamente al sistema. Envían
señales de encendido/apagado (On-Off) a
solenoides, luces, etc.
El tipo de salida varia de acuerdo a la construcción
física y la capacidad de manejo de voltaje y
corriente. Pueden ser transistores, relevadores o
triacs dependiendo del modelo seleccionado.

37. ÁREA PARA DATOS
Esta es un lugar especial de la memoria
dentro del PLC organizado por registros
asignados a almacenar información. Se
utilizan como almacenamiento temporal
para operaciones matemáticas y
manipulación de datos. También pueden
almacenar información importante de la
operación cuando se desconecta el PLC.

38. OPERACIÓN DE UN PLC

39. LECTURA DE SEÑALES
El PLC lee cada entrada para
determinar si se encuentra
apagada o encendida.

40. EJECUCIÓN DEL
PROGRAMA
El PLC ejecuta nuestro programa una
instrucción a al vez. Una vez que ya
conoce el estado de las entradas se
pueden tomar decisiones en la lógica
del programa y almacenar el
resultado para su posterior uso.

41. ESCRITURA DE SEÑALES
El PLC actualiza el estado de las
salidas basado en la información
obtenida durante la ejecución del
programa.

42. MEMORY WORD ZERO
Aunque no es parte del ciclo de operación
de nuestro sistema de control, es una etapa
que todo PLC debe ejecutar para su
operación interna y de comunicación con
equipos periféricos.
El PLC debe verificar la correcta operación
de sus partes, actualizar contadores, timers
y ejecutar funciones de comunicación.

43. ¿QUÉ ES EL TIEMPO DE
MUESTREO?
•El tiempo de muestreo o scan es el
tiempo que le toma al PLC ejecutar los
pasos antes mencionados. Del tiempo que
tarde en la ejecución de estos pasos
dependerá la velocidad a la que puede
reaccionar a los eventos que ocurran a su
alrededor.

44. TIEMPO DE MUESTREO
In OutEjecución In OutEjecución InOut
SCAN 1
Muestreo 1
Off
On
SCAN 2
Muestreo 2
Señal de entrada

45. MUESTREO DE UNA ENTRADA
In OutEjecución In OutEjecución InOut
SCAN 1
Muestreo 1
Off
On
SCAN 2
Muestreo 2
En el peor de los casos la señal de entrada debe
mantenerse al menos un tiempo de muestreo

46. ACTIVAR UNA SALIDA
In OutEjecución In OutEjecución InOut
SCAN 1
Muestreo 1
SCAN 2
Muestreo 2
En el peor de los casos la señal de salida tarda en responder
a la entrada un tiempo de muestreo + Ejecución + Salida

47. DIAGRAMAS DE TIEMPO
• Un diagrama de tiempo nos muestra de
manera gráfica lo que ocurre en nuestro
sistema con respecto al tiempo
Arranque
Paro
Motor

48. EJERCICIO
Derecha
Izquierda
Motor
Arriba/abajo
PLC
Motor
Derecha/izquierda
Arriba
Abajo
Control de grúa viajera
Derecha/Izquierda y Arriba/Abajo

49. DIAGRAMAS DE TIEMPO
Derecha
Izquierda
Arriba
Abajo
Derecha
Izquierda
Arriba
Abajo
ENTRADAS
SALIDAS

50. FUNCIONAMIENTO DIGITAL
(BINARIO)
Un sistema Binario digital funciona en forma binaria.
Emplea dispositivos en los que solo son posibles dos
estados. Un elemento puede tener tensión alta, por
ejemplo, de 4V, o baja de unos 0,2, pero ningún otro
valor.
4 V.
0,2 V.

51. FUNCIONAMIENTO
DIGITAL (BINARIO)
Estos dos estados se pueden
designar de varias formas, siendo
los mas corrientes 1 o 0, alto o
bajo, verdadero o falso.

52. SISTEMA DECIMAL
Es una forma de representación de referencia
numérica donde la base es 10 y se necesitan
10 cifras, del 0 al 9, para expresar un número
cualquiera.
Para describir un numero Mayor que 9,
asignaremos un significado a la posición de
cada cifra en el número completo.
Ejemplo:
N°1264= 1*10^3 + 2*10^2 + 6*10^1 +

53. SISTEMA DECIMAL
Exprese en forma decimal:
2678
6398
742
12889
987654

54. SISTEMA BINARIO
El sistema binario de representación, la base es 2 y
solo se requieren 2 cifras, el 0 y el 1, para
representar un número.
La potencia es de 2.
Ejemplo:
19 = 10011 Ya que
10011= 1*2^4 + 0*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0
16 + 0 + 0 + 2 + 1
= 19

55. SISTEMA BINARIO
Para representar los 10 números (0 al
9) y 26 letras del alfabeto, se
necesitan 36 combinaciones
diferentes de unos y ceros. Como 2^5
< 36 < 2^6, se precisa un mínimo de
6 bit por información para obtener
todos los caracteres alfanuméricos

56. SISTEMA BINARIO
Un dígito Binario (1 o 0) se
denomina Bit. Un grupo de varios
Bit que tenga un determinado
significado es una información
palabra o código.

57. SISTEMA BINARIO
En este sentido, una
información se denomina a
veces carácter o Byte.

58. EJERCICIO
Interpretar en una tabla los
números del 0 al 19 en notación
binaria.

59. UNIDAD II

60. APRENDIZAJE ESPERADO
Instalar componentes
eléctricos y electrónicos
para automatizar un
proceso industrial según
plano de circuito.

61. INDICADORES DE
EVALUACIÓN
•Lee plano de circuito a
instalar o reparar.
•Identifica tipos de
Sensores y su aplicación.
•Conecta sensores al PLC.
•Identifica y conecta
tipos de actuadores.
•Conecta una
electroválvula.
•Identifica y conecta
relés.
•Conecta cables de
entradas y salidas.
•Conecta y direcciona
botoneras.
•Conecta y direcciona
relés y contactores.
•Conecta un motor a un
contactor.

62. INTRODUCCIÓN
Uno de los aspectos más importantes en la
automatización es llegar a establecer los circuitos
que componen un proyecto de automatización.
Entre los circuitos de interés se encuentran los:
• circuitos eléctricos de control.
• circuitos de fuerza.
• circuitos neumáticos.
• circuitos hidráulicos.
• circuitos digitales.

63. CIRCUITOS ELÉCTRICOS
En general los circuitos eléctricos están
conformados por:
• Fuerzas electromotrices.
• Elementos de protección (fusibles y otros)
• Elementos finales de fuerza (motores ) y
elementos finales de comando y señalización
( contactores, relays , electroválvulas, luces
pilotos.)

64. FUERZAS ELECTROMOTRICES
Ya sea de:
1. Potencia (redes trifásicas)
2. De comando (voltajes de
control o comando)
3. De señal (polarización)

65. CONDICIÓN NORMAL DE
OPERACIÓN

66. CONDICIÓN NORMAL DE
OPERACIÓN
Se aprecia que la bobina Y esta
activada si X esta en su condición
normal. La bobina Z no está activada
si Y esta en su condición normal ; a su
vez W estará activada si Z está en su
condición normal. Otra cosa es la
lógica del plano , la que encadena el
estado de Y; Z: W al estado de X.

67. DEFINICION DE RELAY (RELÉ)
Dispositivo que produce
cambios de estados, de
salida, en si mismo por
acción directa de alguna
variable de entrada.

68. TIPOS DE RELAY

69. TIPOS DE RELAY

70. DEFINICION DE CONTACTOR
Es un interruptor
electromagnético mandado
a distancia que vuelve a la
posición de reposo cuando
la fuerza de accionamiento
deja de actuar sobre él.

71. CONTACTORES

72. DONDE SE USAN
Se usan para:
• Manejar la partida y parada de
motores.
• Conexiones de bancos de
condensadores.
• Electroimanes.
• Frenos electromagnéticos.

73. TIPOS DE PLANOS
Los planos eléctricos usualmente
utilizados son:
• Plano general de fuerza unilineal.
• Plano de fuerza multifilar de
motores y planos de comando.
(Diagramas Elementales)

74. DIAGRAMA UNILINEAL
Es una representación
simplificada desde el punto de
vista del circuito eléctrico, pero
detallada de los dispositivos de
fuerza involucrados ( tipos de
cables, descripciones de los
elementos, etc.)

76. DIAGRAMA ELEMENTAL
DE CONTROL
Es un plano que debe representar el
circuito seguido por la corriente de
excitación de los contactores de
control. La forma más cómoda de
representar estos circuitos es
establecer los caminos entre dos barras
(vivo y neutro) lo que se conoce como
diagrama escalera y que corresponde

78. PLANOS DE ALAMBRADO
PLC

79. COMPONENTES
CIRCUITO
ELÉCTRICO
DE CONTROL

80. CADENA DE MANDO

81. SIMBOLOGÍA OLEOHIDRÁULICA

83. TIPOS DE ACCIONAMIENTOS DE
VALVULAS

84. ESTRUCTURA DE CIRCUITOS
NEUMÁTICOS

85. ESTRUCTURA DE CIRCUITO
OLEOHIDRÁULICO

86. CIRCUITO ELECTROHIDRAULICO

87. CIRCUITO ELECTRICO
(DIAGRAMA ELEMENTAL)

89. CIRCUITO ELECTRICO
(DIAGRAMA ELEMENTAL)

91. CIRCUITO ELECTROHIDRÁULICO

92. CIRCUITO ELECTRICO
(DIAGRAMA ELEMENTAL)

94. CIRCUITO ELECTRICO
(DIAGRAMA ELEMENTAL)

101. LENGUAJE DE GRAFCET
El lenguaje de GRAFCET (grafico de control
de etapas y transiciones) permite junto con
programar, efectuar el análisis funcional del
proceso o controlar por el autómata
programable

102. TABLA DE ASIGNACIONES Y
VARIABLESPermite indicar todos y cada uno de los componentes que se conectan
de forma directa al PLC, por ejemplo:
ENTRADAS
Nº CODIG
O
ASIGNACIO
N
OBSERVACION
0 PM I0.0 Pulsador de puesta en marcha, da el
inicio al ciclo de trabajo
1 S1 I0.1 Sensor N.A. de límite de carrera del
cilindro A vástago dentro
2 S2 I0.2 Sensor N.A. de límite de carrera del
cilindro A vástago fuera
SALIDAS
Nº CODIG
O
ASIGNACIO
N
OBSERVACION
0 Y1 Q0.0 Solenoide de A+
1 Y2 Q0.1 Solenoide de A-
2 Y3 Q0.2 Solenoide de B+

103. LOAD (LD)
Inicia la operación de cada
línea lógica con un contacto
N.A.

104. OUT
Indica el final de una rama
LOAD NOT (LD N)
Inicia la operación de cada línea
lógica con una contacto N.C.

105. LENGUAJE DE RELÉS
Corresponde a una transcripción
directa de un esquema eléctrico a
relé.
Se concatenan componentes
lógicos y símbolos de asignación.

106. ACTIVIDAD FORMATIVA
Realizar circuito de control
electrohidráulico para la siguiente
caso:
Las tiras de chapa deben estar
cortadas en uno de los lados con
objeto de su mecanizado posterior.
La tira de chapa es colocada en el
dispositivo y sujetada por el cilindro
neumático A. El cilindro B corta con
la cuchilla la tira de chapa. El
cilindro A afloja la tira y el cilindro C
la expulsa.
Nota: El cilindro A para sujetar la
pieza lo hace en su movimiento de
retroceso. Todos los cilindros son de
doble efecto.

107. PASO 1: ELABORAR SECUENCIA DE TRABAJO
PASO 2: ELABORAR DIAGRAMA ESPACIO-FASE
PASO 3: ELABORAR CIRCUITO DE CONTROL ELECTRICO
PASO 4: ELABORAR CIRCUITO ELECTROHIDRAULICO
ACTIVIDAD FORMATIVA

108. SOLUCION

111. ACTUADORES

112. ALARMAS SONORAS

113. ARRANCADORES DE MOTOR

114. BOTONES

115. CELDAS DE CARGA

116. CONTACTOR

117. ENCODERS

118. LIMITES

119. MEDICIONES DE PH, ORP,
CONDUCTIVIDAD
CORRIENTE, VOLTAJE

120. POTENCIÓMETROS

121. PROXIMIDAD

122. RELEVADORES

123. SELECTORES

124. SOLENOIDES

125. TRANSDUCTORES DE FLUJO

126. TRANSDUCTORES DE HUMEDAD

127. TRANSDUCTORES DE PRESIÓN

128. TRANSDUCTORES DE
TEMPERATURA

129. VÁLVULAS DE CONTROL

130. VARIADORES