Diapositivas para clases de autómatas programables

1. DOCENTE:DOCENTE: ALEX FERNANDEZ
CHAVEZ

2. 1.¿Qué es un Controlador Lógico
Programable (PLC)?
2.Campos de aplicación.
3.Ventajas Y Desventajas
4.Clasificación
5.Estructura interna de los PLCs.
6.Funcionamiento
7.Lenguajes de Programación
8.Conclusión

3. QUE ES UN PLC
UN CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE ES:
•Un equipo electrónico, basado en un microprocesador o
microcontrolador, que tiene generalmente una
configuración modular, puede programarse en lenguaje no
informático y esta diseñado para controlar procesos en
tiempo real y en ambiente agresivo (ambiente industrial).
•El control de un PLC se realiza sobre la base de una
lógica, definida a través de un programa interno.
¿Qué es un Autómata Programable (PLC)?

4. COMPONENTES DE UN PLC
ENTRADA
BLOQUE
DE
ENTRADAS
CPU
BLOQUE
DE
SALIDAS
SALIDA
Bloque de entradas
Adapta y codifica de forma comprensible
para la CPU las señales procedentes de
los dispositivos de entrada o captadores,
como por ejemplo, pulsadores, finales
de carrera, sensores, etc.
Misión: proteger los circuitos internos del
autómata, proporcionado una
separación eléctrica entre estos y los
captadores.
Bloque de salidas
Decodifica las señales procedentes de
la CPU, las amplifica y las envía a los
dispositivos de salida o actuadotes,
como lámparas, relees, contactares,
arrancadores, electro válvulas, etc.
Unidad central de proceso (CPU)
Este bloque es el cerebro del autómata.
Su función es interpretar las instrucciones del
programa de usuario y en función de las
entradas, activar las salidas deseadas

5. Campos de aplicación
• Control de Iluminación
• Puestos de Vigilancia
• Control de Puertas, Persianas,
Toldos
• Calefacción, Frio,Ventiladores
• Riego, bombas de agua
• Cintas Transportadoras
• Sistemas de llenado
Campos de aplicación

6. Otras aplicaciones:Otras aplicaciones:
• Líneas de ensamblaje / Sistemas de embalaje /
Máquinas expendedoras / Controles de bombas /
Mezclador / Equipos de tratamiento y
manipulación de material / Maquinaria para
trabajar madera / Paletizadoras / Máquinas
textiles / Máquinas herramientas
Campos de aplicación

7. Ventajas
• No es necesario el esquema de contactos.
• No es necesario simplificar ecuaciones lógicas
(la memoria interna del AP es suficientemente
grande).
• Posibilidad de introducir modificaciones sin
cambiar el cableado ni añadir aparatos.
• Mínimo espacio de ocupación.
• Menor coste de mano de obra de la instalación.
• Posibilidad de controlar varias máquinas con el
mismo AP
Ventajas

8. • Economía de mantenimiento. Además de
aumentar la fiabilidad del sistema (se eliminan
contactos móviles), los mismos APs pueden
indicar y detectar averías.
• Menor tiempo para la puesta en funcionamiento
del proceso al quedar reducido el tiempo de
cableado.
• Si la máquina queda fuera de servicio, el AP
sigue siendo útil para otra máquina o sistema de
producción.
Ventajas

9. Desventajas
• Hace falta un programador: adiestramiento de un
técnico.
• Coste inicial.
Desventajas

10. CLASIFICACION DE LOS PLCs
• POR TIPO DE FORMATO
– COMPACTOS: Suelen integrar en el mismo bloque la
alimentación, entradas y salidas y/o la CPU. Se
expanden conectándose a otros con parecidas
características.
– MODULARES: Están compuestos por módulos o
tarjetas adosadas a rack con funciones definidas: CPU,
fuente de alimentación, módulos de E/S, etc … La
expansión se realiza mediante conexión entre racks.
Clasificación

11. Estructura interna de los PLCs
1. CPU.
2. Entradas.
3. Salidas.
4. Fuente de alimentación.
5. Interfaces.
6. Unidad de programación.
7. Memoria.
Estructura interna de los APs

12. Estructura interna de los PLCs

13. 1. CPU (Central Processing Unit)
• Parte inteligente del sistema. Interpreta las
instrucciones del programa y consulta el estado de
las entradas.
• Dependiendo de dichos estados y del programa,
ordena la activación de las salidas deseadas.
• Vigila que el tiempo de ejecución del programa de
usuario no exceda un tiempo máximo (Watchdog).
• Chequea el sistema.
Se compone de:
- Procesador
- Memoria monitor del sistema
- Circuitos auxiliares
Estructura interna de los PLCs

14. A) PROCESADOR:
• Constituido por microprocesador, reloj y chips auxiliares.
• Realiza operaciones de tipo lógico, de tipo aritmético y de control
de la transferencia de información dentro del AP
• Contiene:
- Unidad aritmética y lógica (ALU).
- Unidad de control (UC) o decodificador de instrucciones.
- Acumulador (almacena resultado de última operación de ALU)
- Flags (indicadores de resultados).
- Contador de programa (lectura de instrucciones de usuario).
- Bus interno.

15. B) MEMORIA MONITOR DEL SISTEMA:
• Memoria tipo ROM que contiene:
- Sistema operativo del AP.
- Rutina de inicialización tras puesta en reset.
- Rutinas de test y de respuesta a error de
funcionamiento.
- Intercambio de información con unidades
exteriores.
- Lectura y escritura en interfaces de E/S
Estructura interna de los PLCs

16. CPU: ¿Cómo funciona?
• Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las
entradas.
• A continuación ejecuta la aplicación empleando
el último estado leído.
• Una vez completado el programa, la CPU
ejecuta tareas internas de diagnóstico y
comunicación.
• Al final del ciclo se actualizan las salidas.
• El tiempo de ciclo depende del tamaño del
programa, del número de E/S y de la cantidad de
comunicación requerida.
Estructura interna de los PLCs

17. 2. Entradas
Estructura interna de los PLCs
• Entradas Digitales.- Permiten conectar al
autómata, captadores del tipo todo o nada,
como finales de carrera, interruptores,
pulsadores, etc.
• Entradas Analógicas.-Permiten que los
autómatas trabajen con accionadores de
mando analógico, temperatura , presión de
caudal, etc

18. 3. Salidas
Estructura interna de los PLCs
• Salidas digital.- permite al autómata actuar
sobre accionadores que admiten órdenes del
tipo todo o nada, electroválvulas, alarmas,
solenoides, etc.
• Salidas analógicas.- permite que el valor de
una vari9able numérica interna del
autómata se convierta en tensión o
intensidad, variadores de velocidad,
reguladores de temperatura, etc

19. Soporte Técnico
DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDA
• EL PLC RECIBE SEÑALES
DE ENTRADA TALES COMO,
ENCODERS, FOTOCELULAS,
PULSADORES, TECLADOS,
….
• EL PLC ACTIVA MEDIANTE
SUS SALIDAS, VÁLVULAS,
SOLENOIDES,
CONTACTORES,
INDICADORES LUMINOSOS, ...
Estructura interna de los PLCs

20. 4. Fuente de alimentación
Proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento
de los distintos circuitos del sistema.
Puede existir una batería adicional para mantener algunas posiciones
internas y del programa usuario cuando falla la alimentación o se apaga
el autómata.
CPU:
La propia CPU alimenta las interfaces conectadas a través del bus interno.
CC a 24V
CA a 110/220V
Circuitos E/S: CC a 12/24/48V
CA a 48/110/220V
Estructura interna de los PLCs

21. 5. Interfaces
Permite el diálogo entre operador-máquina y entre máquina-PLC, por
medio de las E/S del PLC.
Los PLCs pueden manejar tensiones y corrientes de nivel industrial,
porque disponen de un bloque de circuitos de interfaz E/S muy potente,
que les permite conectarse directamente a los sensores y actuadores.
1. E/S ESPECIALES: no influyen en las variables de estado del proceso de
automatización. Sólo adecúan las E/S para que puedan ser intelegibles
por la CPU o por los actuadores.
2. E/S INTELIGENTES: admiten múltiples modos de configuración
(combinaciones binarias en la misma tarjeta). Descarga de trabajo a la
unidad central.
3. PROCESADORES PERIFÉRICOS INTELIGENTES: módulos que
incluyen su propio procesador, memorias y puntos auxiliares de E/S.
Contienen un programa especializado en la ejecución de una tarea
concreta, independientemente de la CPU.
Estructura interna de los PLCs

22. 6.Unidades de Programación
• Conjunto de medios hardware y software,
mediante los cuales se realiza la
programación
• La sección de programación del PLC,
permite ingresar dentro del mismo el
programa por medio del teclado
• Parámetros como regulación,
temporización, secuencia, etc.

23. Almacena:
• DATOS DEL PROCESO
2. DATOS DE CONTROL
7. Memoria
Señales de planta, entradas y salidas.
Variables internas de bit y palabra.
Datos alfanuméricos y constantes.
Instrucciones de usuario (programa).
Configuración del autómata (modo de
funcionamiento, número de E/S
conectadas, …)
Estructura interna de los PLCs

24. CLASIFICACION
1. RAM (memoria de lectura y escritura)
2. ROM (memoria de solo lectura, no reprogramable)
3. EPROM (memoria de solo lectura, reprogramable con borrado
por UV)
4. EEPROM (memoria de solo lectura, alterable por medios
eléctricos)
Memoria interna. Puede ser la memoria de programa
si hay una batería exterior que asegure el
mantenimiento de los datos.
Almacenar el programa monitor del sistema
Memoria de programa. Almacena el programa usuario
Memoria de seguridad que salva el contenido de la RAM.
Una vez reanudada la alimentación se vuelca el contenido
de la EEPROM a la RAM.
Estructura interna de los PLCs

25. El esquema de un proceso controlado por PLC es el siguiente:
ACTUADORES PROCESO
SENSORES
SALIDAS PLC ENTRADAS

26. BLOQUES NECESARIOS PARA EL
FUNCIONAMIENTO DEL PLC
Fuente de alimentación
A partir de una tensión exterior
proporciona las tensiones necesarias para
el funcionamiento de los distintos circuitos
electrónicos del autómata.
Batería, capacitor de alto rendimiento:
para mantener el programa y algunos
datos en la memoria si hubiere en corte
de la tensión exterior.
Consola de programación
PC o consolas de programación
Periféricos
Son aquellos elementos auxiliares,
físicamente independientes del autómata,
que se unen al mismo mediante interfases,
para realizar una función especifica y que
amplían su campo de aplicación o facilitan
su uso.
Como tales no intervienen directamente ni
en la elaboración ni en la ejecución del
programa. Ej.: visualizador de mensajes,
impresoras, lectores de barra, etc.
Funcionamiento

27. CICLO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PLC
1
2
3
45
Tiempo de
Barrido
Encendido delEncendido del
PLCPLC, auto
chequeó e
inicialización.
Lectura de las entradas
físicas y actualización de la
imagen de entradas.
Ejecución del
programa.
Actualización de
la imagen de
salida.Lectura de
la imagen
de salidas
y
actualizaci
ón física
de las
salidas.
Procesar las peticiones de comunicación. La CPU
procesa los mensajes que haya recibido por el puerto de
comunicación.
Efectuar el auto
diagnostico de la
CPU. Se comprueba
el CPU y la memoria
del programa (solo en
modo RUN), así
como el estado de
los módulos de
ampliación. Funcionamiento

28. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓNLENGUAJES DE PROGRAMACIÓN
Para realizar un proyecto se debe conocer las formas de
lenguaje que entiende el entorno de aplicación. Los PLC
ofrecen numerosos tipos de operaciones que permiten
solucionar una gran variedad de tareas de
automatización, Se dispone de dos juegos básicos de
operaciones para crear un programa
“SIMATIC” E “IEC 1131-3”
El editor de tareas contiene distintos lenguajes de
programación como por ejemplo, el lenguaje AWL ( lista
de instrucciones), el lenguaje KOP (esquema de
contactos) y lenguaje FUP (diagrama de funciones)
Lenguajes de Programación

29. CONCLUSION:CONCLUSION:
EL PLC es un aparato electrónico, de bajo mantenimiento y fácil
uso, operado digitalmente que usa una memoria programable para
el almacenamiento interno de instrucciones las cuales implementan
funciones especificas tales como lógicas, secuénciales,
temporizacion, para controlar a través de módulos de entrada /salida
digitales y analógicas, varios tipos de maquinas o procesos.-

30. LOGO! Funciones Básicas (GF)
OR
Conexión de Contactos
NA en paralelo
NAND
Conexión de Contactos
NC en paralelo
XOR
Conmutador doble
NAND
con evaluación
de flanco
AND
Conexión de Contactos
NA en serie
NOT
Inversor
NOR
Conexión de Contactos
NC en serie
AND
con evaluación
de flanco

31. LOGO! Funciones Especiales
(SF)
Retardo a la
Conexión
Retardo a la
desconexión
Telerruptor Relé con
autorretención
Generador
de pulsos
Retardo a la
conexión
memorizado
Contador de
horas de
funcionamiento
Relé disipador Contador
adelante/atrás
Comparador
de frecuencia
Generador de
pulsos asimétricos
Temporizador
anual
Interruptor
horario
Retardo de
conexión/
desconexión
Generador
aleatorio
Relé disipador
activado por
flancos
Comparador
de frecuencia
analógico
Comparador
Analógico
Interruptor
de alumbrado
para escalera
Interruptor
de confort
Textos de
aviso

32. Las 10 nuevas funciones
• Interruptor de alumbrado para escalera según DIN
18015-2
• Pulsador de Confort
• Puerta AND con evaluación de flanco
• Puerta AND negada con evaluación de flanco
• Generador aleatorio
• Comparador analógico
• Discriminador analógico
• Retardo de activación/desactivación
• Relé disipador activado por flancos
• Textos de aviso