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Cursos Especiales de Grado
Automatización y Control de Procesos Industriales
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5.- Programacion de PLCs: Lenguaje Texto
Estructurado
Unidad V.- Controladores Lógicos Programables.
Instrumentación y Control Industrial (ICI).
Equipo CAD
Jonathan Araul C.I.: 18.693.713
Carlos Vasquez C.I.: 19.091.532
Tutor:Ing. Edgar Goncalves.
2
ÍNDICE
ÍNDICE.......................................................................................................... 2
INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 3
MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 4
Controlador Lógico Programable (PLC) .................................................... 4
Programación para PLC’s ......................................................................... 4
Lenguaje de Texto Estructurado................................................................ 5
Ventajas del Texto Estructurado................................................................ 6
Desventajas del Texto Estructurado.......................................................... 6
DISCUSIÓN.................................................................................................. 7
CONCLUSIÓN.............................................................................................. 9
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................... 10
3
INTRODUCCIÓN
Un PLC o controlador lógico programable es un dispositivo utilizado en la
ingeniería para automatizar procesos industriales. Son artefactos capaces de
recibir y emitir diversas señales de entrada y de salida, inmunes al ruido eléctrico,
vibración e impacto, lo que los convierte en ampliamente versátiles. Al igual que
los computadores estos equipos deben programarse.
Es decir se deben definir un conjunto de instrucciones en código que serán
reconocidas por el PLC a través del código fuente, mediante la implementación de
un lenguaje de programación. Estos últimos han evolucionado conforme el pasar
de los años debido al mayor poder de computación de los PLC.
El texto estructurado es uno de los lenguajes que se utilizan para la
programación de microcontroladores, en el se emplean estructuras básicas de
control como los ciclos for, if, else.
A continuación profundizaremos sobre este lenguaje sus ventajas y
desventajas.
4
MARCO TEÓRICO
Controlador Lógico Programable (PLC)
Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés
PLC (ProgrammableLogicController), es una computadora utilizada en la
ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos
electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de
montaje o atracciones mecánicas.
Los PLCs son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de
las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples
señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al
ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el
control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia
de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de
tiempo real duro donde los resultados de salida deben ser producidos en
respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, que de lo
contrario no producirá el resultado deseado.
Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias
a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo
realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño
reducido y mantenimiento de bajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano
de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo.
Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos
programables, o PLC’s, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de
contar con técnicos cualificados y adiestrados específicamente para ocuparse de
su buen funcionamiento.
Programación para PLC’s
Se puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, órdenes y
símbolos reconocibles por el PLC, a través de su unidad de programación, que le
permiten ejecutar una secuencia de control deseada. El Lenguaje de
Programación en cambio, permite al usuario ingresar un programa de control en la
memoria del PLC, usando una sintaxis establecida.
Al igual como los PLCs se han desarrollado y expandido, los lenguajes de
programación también se han desarrollado con ellos. Los lenguajes de hoy en día
tienen nuevas y más versátiles instrucciones y con mayor poder de computación.
Por ejemplo, los PLCs pueden transferir bloques de datos de una localización de
memoria a otra, mientras al mismo tiempo llevan cabo operaciones lógicas y
5
matemáticas en otro bloque. Como resultado de estas nuevas y expandidas
instrucciones, los programas de control pueden ahora manejar datos más
fácilmente.
Adicionalmente a las nuevas instrucciones de programación, el desarrollo
de nuevos módulos de entradas y salidas también ha obligado a cambiar las
instrucciones existentes.
Lenguaje de Texto Estructurado
Texto estructurado (ST) es un lenguaje de alto nivel que permite la
programación estructurada, lo que significa que muchas tareas complejas pueden
ser divididas en unidades más pequeñas. ST se parece mucho a los lenguajes de
computadoras BASIC o PASCAL, que usa subrutinas para llevar a cabo diferentes
partes de las funciones de control y paso de parámetros y valores entre las
diferentes secciones del programa.
Al igual que LD, FBD e IL, el lenguaje de texto estructurado utiliza la
definición de variables para identificar entradas y salidas de dispositivos de campo
y cualquier otra variable creada internamente.
Incluye estructuras de cálculo repetitivo y condicional, tales como: FOR ...
TO; REPEAT..... UNTIL X; WHILE X... ; IF ... THEN ...ELSE. Además soporta
operaciones Booleanas (AND, OR, etc.) y una variedad de datos específicos, tales
como fecha, hora.
La programación en Texto Estructurado es apropiada para aplicaciones que
involucran manipulación de datos, ordenamiento computacional y aplicaciones
matemáticas que utilizan valores de punto flotante. ST es el mejor lenguaje para la
implementación de aplicaciones de inteligencia artificial, lógica difusa, toma de
decisiones, etc.
Ejemplo:
IF Manual AND Alarm THEN
Level = Manual_Level;
Mixer = Start AND NOT Reset
ELSE IF
Other_Mode THEN
Level = Max_level;
ELSE
Level = (Level_Indic X100)/Scale;
END IF
6
La programación estructurada utiliza solo 3 tipos de estructuras:
Secuencias
Selección (Instrucción condicional)
Interacción (repetición condicional)
Cada una de estas estructuras puede a su vez contener otras de estas
mismas estructuras, a esto se lellama "anidamiento".
Ventajas del Texto Estructurado
Los programas son más fáciles de entender, pueden ser leídos de forma
secuencial para entender la lógica.
La estructura de los programas es clara, puesto que las instrucciones están
más ligadas o relacionadas entre sí.
Reducción del esfuerzo en las pruebas y depuración.
Reducción de los costos de mantenimiento. Análogamente a la depuración,
durante la fase de mantenimiento, modificar o extender los programas resulta más
fácil.
Los bloques de código son casi auto-explicativos, lo que reduce y facilita la
documentación.
Desventajas del Texto Estructurado
El principal inconveniente de la programación estructurada es que se
obtiene un único bloque de programa, que cuando se hace demasiado grande,
puede resultar problemático para el manejo de su código fuente por su gran
extensión.
Esto se resuelve empleando, en forma conjunta tanto las técnicas de
programación estructurada como las de programación modular.
7
DISCUSIÓN
Un controlador lógico programable o PLC es un pequeño computador
utilizado para el desarrollo de gran variedad de procesos de automatización
industrial, tiene las características de estar diseñado para recibir múltiples
entradas y a la vez generar diversas salidas. Poseen grandes ventajas frente a los
computadores tradicionales como lo son sus menores proporciones físicas y a la
vez su gran resistencia al ruido eléctrico, vibraciones, impactos físicos y cambios
considerables de temperatura. Además de todo ello poseen costes de
mantenimiento reducido, además de la posibilidad de controlar múltiples procesos
paralelamente. También poseen sus desventajas, como que es necesario disponer
de técnicos altamente capacitados para su utilización.
Independientemente de si se trata de estos equipos o de cualquier otro tipo
de computador, la programación consiste en desarrollar diversas instrucciones,
órdenes y símbolos en códigos que se ejecutarán en estos ordenadores para
realizar funciones o tareas específicas. Los lenguajes de programación son las
interfaces para el desarrollo de estos códigos, naturalmente han tenido su propio
proceso de evolución y diversificación de manera análoga con el hardware.
Los PLC permiten la ejecución de estos códigos cuando son insertados en
sus memorias, siguiendo los lineamientos de las sintaxis establecidas. Estos
programas generalmente buscan la manipulación de las variables de los procesos
que manejan o manipulan. Actualmente estos lenguajes no están estandarizados,
por lo que cada fabricante puede desarrollar su propia sintaxis para sus equipos
PLCs, pero lo que sí es un denominador común son las técnicas o paradigmas
que se implementan en estos lenguajes, entre ellas se encuentran el lenguaje de
texto estructurado.
El lenguaje de Texto Estructurado es un lenguaje que se basa en la
programación estructurada, lo que implica que el desarrollo del código se ejecuta
de forma lineal a traves de estructuras de selección y a su vez las tareas se suelen
dividir en unidades de menores proporciones. Al igual que otros paradigmas de
programación en él se utilizan variables para identificar las entradas y las salidas
de los dispositivos. Es apropiada para los PLCs por muchas razones entre ellas la
simpleza de las operaciones, dado que la manipulación de señales por lo general
se centra en mantener en rangos preestablecidos a las mismas, la facilidad del
desarrollo de código para los programadores, la capacidad de los PLC que se
adapta perfectamente a este lenguaje.
8
El lenguaje de texto estructurado solo soporta las estructuras de
secuencias, de selección y de interacción. Poseen ventajas como su facilidad de
comprensión, estructura, reducción de la necesidad de pruebas, costes de
mantenimiento al ser facil de entender y desventajas al no ser recomendable
cuando el codigo es demasiado extenso, por ello si en la instalación industrial se
necesita desarrollar código demasiado largo para manipular los procesos quizás
sería conveniente utilizar otras herramientas, que faciliten el proceso de desarrollo,
teniendo en cuenta que se deben plantear todas
9
CONCLUSIÓN
Un PLC es un dispositivo utilizado ampliamente para labores de
automatización de procesos industriales, se diferencia de un computador
convencional en muchos aspectos tales como dimensiones al ser de menor
proporción, resistencia física al soportar amplios cambios de temperatura como
también de ruido, vibración y golpes entre otros.
Los PLCs buscan manipular variables, para mantenerlas en rangos
preestablecidos, esto lo logran a través de la programación que se aloja en sus
módulos de memoria. Esta programación no es más que una serie de códigos
e instrucciones que deben ser desarrollados en una sintaxis específica, para ello
se han desarrollado múltiples paradigmas de la programación entre ellos uno de
los más usados es el lenguaje de texto estructurado.
El lenguaje de texto estructurado es aquel que se basa en el uso de
estructuras selectivas tales como los ciclos for, while, if, else, también conocidas
como estructuras de secuencias, selección e interacción. Es ampliamente utilizado
porque posee una serie de ventajas como su facilidad de comprensión, de
realización de pruebas, de modificación. Aunque también posee algunas
dificultades como pueden ser que no son los más apropiados en caso de que los
códigos se vuelvan muy extensos.
10
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Introducción a la Programación de controladores lógicos. Dahl, Rolf.
Extraído el 26 de marzo de 2014 desde
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Programacion_de_cont
roladores_logicos_(PLC).pdf
Programación Estructurada PLC. Dahl, Rolf. Extraído el 24 de marzo de
2014 desde
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/65/Programación_Estruct
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  • 1. Universidad de Oriente Núcleo de Monagas Ingeniería de Sistemas Cursos Especiales de Grado Automatización y Control de Procesos Industriales Maturín, Marzo de 2014. 5.- Programacion de PLCs: Lenguaje Texto Estructurado Unidad V.- Controladores Lógicos Programables. Instrumentación y Control Industrial (ICI). Equipo CAD Jonathan Araul C.I.: 18.693.713 Carlos Vasquez C.I.: 19.091.532 Tutor:Ing. Edgar Goncalves.
  • 2. 2 ÍNDICE ÍNDICE.......................................................................................................... 2 INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 3 MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 4 Controlador Lógico Programable (PLC) .................................................... 4 Programación para PLC’s ......................................................................... 4 Lenguaje de Texto Estructurado................................................................ 5 Ventajas del Texto Estructurado................................................................ 6 Desventajas del Texto Estructurado.......................................................... 6 DISCUSIÓN.................................................................................................. 7 CONCLUSIÓN.............................................................................................. 9 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................... 10
  • 3. 3 INTRODUCCIÓN Un PLC o controlador lógico programable es un dispositivo utilizado en la ingeniería para automatizar procesos industriales. Son artefactos capaces de recibir y emitir diversas señales de entrada y de salida, inmunes al ruido eléctrico, vibración e impacto, lo que los convierte en ampliamente versátiles. Al igual que los computadores estos equipos deben programarse. Es decir se deben definir un conjunto de instrucciones en código que serán reconocidas por el PLC a través del código fuente, mediante la implementación de un lenguaje de programación. Estos últimos han evolucionado conforme el pasar de los años debido al mayor poder de computación de los PLC. El texto estructurado es uno de los lenguajes que se utilizan para la programación de microcontroladores, en el se emplean estructuras básicas de control como los ciclos for, if, else. A continuación profundizaremos sobre este lenguaje sus ventajas y desventajas.
  • 4. 4 MARCO TEÓRICO Controlador Lógico Programable (PLC) Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (ProgrammableLogicController), es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas. Los PLCs son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real duro donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, que de lo contrario no producirá el resultado deseado. Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y mantenimiento de bajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, o PLC’s, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos cualificados y adiestrados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento. Programación para PLC’s Se puede definir un programa como un conjunto de instrucciones, órdenes y símbolos reconocibles por el PLC, a través de su unidad de programación, que le permiten ejecutar una secuencia de control deseada. El Lenguaje de Programación en cambio, permite al usuario ingresar un programa de control en la memoria del PLC, usando una sintaxis establecida. Al igual como los PLCs se han desarrollado y expandido, los lenguajes de programación también se han desarrollado con ellos. Los lenguajes de hoy en día tienen nuevas y más versátiles instrucciones y con mayor poder de computación. Por ejemplo, los PLCs pueden transferir bloques de datos de una localización de memoria a otra, mientras al mismo tiempo llevan cabo operaciones lógicas y
  • 5. 5 matemáticas en otro bloque. Como resultado de estas nuevas y expandidas instrucciones, los programas de control pueden ahora manejar datos más fácilmente. Adicionalmente a las nuevas instrucciones de programación, el desarrollo de nuevos módulos de entradas y salidas también ha obligado a cambiar las instrucciones existentes. Lenguaje de Texto Estructurado Texto estructurado (ST) es un lenguaje de alto nivel que permite la programación estructurada, lo que significa que muchas tareas complejas pueden ser divididas en unidades más pequeñas. ST se parece mucho a los lenguajes de computadoras BASIC o PASCAL, que usa subrutinas para llevar a cabo diferentes partes de las funciones de control y paso de parámetros y valores entre las diferentes secciones del programa. Al igual que LD, FBD e IL, el lenguaje de texto estructurado utiliza la definición de variables para identificar entradas y salidas de dispositivos de campo y cualquier otra variable creada internamente. Incluye estructuras de cálculo repetitivo y condicional, tales como: FOR ... TO; REPEAT..... UNTIL X; WHILE X... ; IF ... THEN ...ELSE. Además soporta operaciones Booleanas (AND, OR, etc.) y una variedad de datos específicos, tales como fecha, hora. La programación en Texto Estructurado es apropiada para aplicaciones que involucran manipulación de datos, ordenamiento computacional y aplicaciones matemáticas que utilizan valores de punto flotante. ST es el mejor lenguaje para la implementación de aplicaciones de inteligencia artificial, lógica difusa, toma de decisiones, etc. Ejemplo: IF Manual AND Alarm THEN Level = Manual_Level; Mixer = Start AND NOT Reset ELSE IF Other_Mode THEN Level = Max_level; ELSE Level = (Level_Indic X100)/Scale; END IF
  • 6. 6 La programación estructurada utiliza solo 3 tipos de estructuras: Secuencias Selección (Instrucción condicional) Interacción (repetición condicional) Cada una de estas estructuras puede a su vez contener otras de estas mismas estructuras, a esto se lellama "anidamiento". Ventajas del Texto Estructurado Los programas son más fáciles de entender, pueden ser leídos de forma secuencial para entender la lógica. La estructura de los programas es clara, puesto que las instrucciones están más ligadas o relacionadas entre sí. Reducción del esfuerzo en las pruebas y depuración. Reducción de los costos de mantenimiento. Análogamente a la depuración, durante la fase de mantenimiento, modificar o extender los programas resulta más fácil. Los bloques de código son casi auto-explicativos, lo que reduce y facilita la documentación. Desventajas del Texto Estructurado El principal inconveniente de la programación estructurada es que se obtiene un único bloque de programa, que cuando se hace demasiado grande, puede resultar problemático para el manejo de su código fuente por su gran extensión. Esto se resuelve empleando, en forma conjunta tanto las técnicas de programación estructurada como las de programación modular.
  • 7. 7 DISCUSIÓN Un controlador lógico programable o PLC es un pequeño computador utilizado para el desarrollo de gran variedad de procesos de automatización industrial, tiene las características de estar diseñado para recibir múltiples entradas y a la vez generar diversas salidas. Poseen grandes ventajas frente a los computadores tradicionales como lo son sus menores proporciones físicas y a la vez su gran resistencia al ruido eléctrico, vibraciones, impactos físicos y cambios considerables de temperatura. Además de todo ello poseen costes de mantenimiento reducido, además de la posibilidad de controlar múltiples procesos paralelamente. También poseen sus desventajas, como que es necesario disponer de técnicos altamente capacitados para su utilización. Independientemente de si se trata de estos equipos o de cualquier otro tipo de computador, la programación consiste en desarrollar diversas instrucciones, órdenes y símbolos en códigos que se ejecutarán en estos ordenadores para realizar funciones o tareas específicas. Los lenguajes de programación son las interfaces para el desarrollo de estos códigos, naturalmente han tenido su propio proceso de evolución y diversificación de manera análoga con el hardware. Los PLC permiten la ejecución de estos códigos cuando son insertados en sus memorias, siguiendo los lineamientos de las sintaxis establecidas. Estos programas generalmente buscan la manipulación de las variables de los procesos que manejan o manipulan. Actualmente estos lenguajes no están estandarizados, por lo que cada fabricante puede desarrollar su propia sintaxis para sus equipos PLCs, pero lo que sí es un denominador común son las técnicas o paradigmas que se implementan en estos lenguajes, entre ellas se encuentran el lenguaje de texto estructurado. El lenguaje de Texto Estructurado es un lenguaje que se basa en la programación estructurada, lo que implica que el desarrollo del código se ejecuta de forma lineal a traves de estructuras de selección y a su vez las tareas se suelen dividir en unidades de menores proporciones. Al igual que otros paradigmas de programación en él se utilizan variables para identificar las entradas y las salidas de los dispositivos. Es apropiada para los PLCs por muchas razones entre ellas la simpleza de las operaciones, dado que la manipulación de señales por lo general se centra en mantener en rangos preestablecidos a las mismas, la facilidad del desarrollo de código para los programadores, la capacidad de los PLC que se adapta perfectamente a este lenguaje.
  • 8. 8 El lenguaje de texto estructurado solo soporta las estructuras de secuencias, de selección y de interacción. Poseen ventajas como su facilidad de comprensión, estructura, reducción de la necesidad de pruebas, costes de mantenimiento al ser facil de entender y desventajas al no ser recomendable cuando el codigo es demasiado extenso, por ello si en la instalación industrial se necesita desarrollar código demasiado largo para manipular los procesos quizás sería conveniente utilizar otras herramientas, que faciliten el proceso de desarrollo, teniendo en cuenta que se deben plantear todas
  • 9. 9 CONCLUSIÓN Un PLC es un dispositivo utilizado ampliamente para labores de automatización de procesos industriales, se diferencia de un computador convencional en muchos aspectos tales como dimensiones al ser de menor proporción, resistencia física al soportar amplios cambios de temperatura como también de ruido, vibración y golpes entre otros. Los PLCs buscan manipular variables, para mantenerlas en rangos preestablecidos, esto lo logran a través de la programación que se aloja en sus módulos de memoria. Esta programación no es más que una serie de códigos e instrucciones que deben ser desarrollados en una sintaxis específica, para ello se han desarrollado múltiples paradigmas de la programación entre ellos uno de los más usados es el lenguaje de texto estructurado. El lenguaje de texto estructurado es aquel que se basa en el uso de estructuras selectivas tales como los ciclos for, while, if, else, también conocidas como estructuras de secuencias, selección e interacción. Es ampliamente utilizado porque posee una serie de ventajas como su facilidad de comprensión, de realización de pruebas, de modificación. Aunque también posee algunas dificultades como pueden ser que no son los más apropiados en caso de que los códigos se vuelvan muy extensos.
  • 10. 10 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Introducción a la Programación de controladores lógicos. Dahl, Rolf. Extraído el 26 de marzo de 2014 desde http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Programacion_de_cont roladores_logicos_(PLC).pdf Programación Estructurada PLC. Dahl, Rolf. Extraído el 24 de marzo de 2014 desde http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/65/Programación_Estruct urada-PLC