Autómatas programables

1. INTRODUCCIÓN
La técnica de la automatización es una disciplina que abarca varias especialidades y que, por lo tanto, recurre a
conocimientos y métodos de diversas ciencias de ingeniería. La norma DIN 19223 define un autómata como un
sistema artificial que se comporta de determinadas maneras relacionando comandos de entrada con estados del
sistema, con el fin de obtener las salidas necesarias para solucionar tareas. Para configurar procesos automáticos
modernos se necesitan tres componentes:
• Sensores para captar los estados del sistema.
• Actuadores para emitir los comandos de control.
• Unidades de control para la ejecución del programa y para tomar decisiones.
Un Controlador Lógico Programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic
Controller), 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 PLC 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, de lo contrario no producirá el resultado deseado.
Un elevador es un vehículo de transporte que puede ser utilizado para transportar, remolcar, empujar, apilar, subir
o bajar distintos objetos y elementos. Los elevadores de carga industriales permiten transportar objetos pesados
y voluminosos tales como mercancías pesadas. Se hacen ideales en la industria, sobre todo en almacenes y naves
industriales.
MATERIAL Y EQUIPO
 Tia Portal V12
 S7 PLCSIM V12
 PLC SIMATIC S7-300 CPU 319-3 PN/DP
 Factory I/O
OBJETIVO
Automatizar un elevador de carga utilizando un PLC y realizar la simulación en el software Factory I/O.
DESARROLLO
El software Factory I/O cuenta con plantillas predeterminadas de algunos procesos, entre ellos se encuentra el
“Elevator (advanced)”, el cual consiste en subir una caja 3 pisos y en cada piso cargar un paquete, posteriormente
se baja la caja y se direcciona a otro proceso (el cuál no es de interés para el desarrollo de este proyecto), se
abastece de una caja nueva y se repite el proceso.
La plantilla Elevator (advanced) como se muestra en la figura 1, cuenta con determinadas entradas y salidas que
se editan a modo (ver figura 2) para la realización del programa en el PLC.

2. Figura 1. Planta de un elevador de carga en FACTORY I/O.
Figura 2. Entradas y salidas del PLC Siemens S7-PLCSIM en FACTORY I/O.
De acuerdo con las entradas/salidas definidas en la figura 2 se realizó el diagrama de escalera en el Tia Portal
V12, eligiendo el PLC SIMATIC S7-300 con un CPU 319-3 PN/DP referencia 6ES7 318-3EL00-0AB0 se agregó
una fuente PS 307 2A referencia 6ES7 307-1BA00-0AA0 y un módulo de 16x16 entradas/salidas
DI16/DO16x24V/0,5A referencia 6ES7 323-1BL00-0AA0.

3. Figura 3. PLC SIMATIC S7-300 en Tia Portal V12.
Después de seleccionar el dispositivo PLC se definen las variables a utilizar, las entradas y salidas como en la
figura 2, conforme se realiza el programa es necesario considerar ciertas variables auxiliares por lo que al final
se obtuvo la Tabla 1 de variables.
Tabla 1. Tabla de variables.
Name Data
Type
Logical
Address
Name Data
Type
Logical
Address
Start Bool %I0.0 Slow Bool %Q0.5
Stop Bool %I0.1 Up Bool %Q0.6
At elevator Bool %I0.2 Emitter 1 Bool %Q0.7
At entry Bool %I0.3 Conveyor 1 Bool %Q1.0
At exit Bool %I0.4 Emitter 2 Bool %Q1.1
At 0 low Bool %I0.5 Conveyor 2 Bool %Q1.2
At 0 high Bool %I0.6 Emitter 3 Bool %Q1.3
At 1 Bool %I0.7 Conveyor 3 Bool %Q1.4
At 1 low Bool %I1.0 Floor 1 Bool %Q1.5
At 1 high Bool %I1.1 Floor 2 Bool %Q1.6
At 2 Bool %I1.2 Floor 3 Bool %Q1.7
At 2 low Bool %I1.3 Aux_1 Bool %M0.0
At 2 high Bool %I1.4 Aux_2 Bool %M0.1
At 3 Bool %I1.5 Aux_3 Bool %M0.2
At 3 low Bool %I1.6 Aux_4 Bool %M0.3
At 3 high Bool %I1.7 Aux_5 Bool %M0.4
Factory I/O
Running
Bool %I2.3 Aux_6 Bool %M0.5
Emitter 0 Bool %Q0.0 Aux_7 Bool %M0.6
Conveyor 0 Bool %Q0.1 Aux_8 Bool %M0.7
Load Bool %Q0.2 Final Bool %M1.0
Exit conveyor Bool %Q0.3 Inicio Bool %M1.1
Down Bool %Q0.4 i_o Bool %M1.2

4. Posteriormente se realiza el diagrama de escalera como sigue:

9. Una vez concluido el programa se carga en el S7 PLCSIM (ver figura 4) que es un simulador de PLC o también
se le puede llamar PLC virtual, pues en nuestro caso no contamos con el PLC físicamente. Es importante compilar
bien el programa, resetear las entradas y salidas del PLCSIM antes de establecer la conexión con el FACTORY
I/O pues suele suceder que se quedan encendidos o apagados determinados puertos y esto afecta la correcta
ejecución del programa en la simulación con FACTORY I/O.