plcs

1. Sistema automatizado (PLC´s)
Estandarización con autómatas programables
Sistema automatizado (PLCs)
PLC´s
Marco A. Sobrevilla González
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2. Sistema automatizado (PLCs)
• Esquema general
• Componentes habituales (PLC)
• Breve reseña histórica
• Comparativa entre los distintos controladores
• PLC. Definición
• Concepto gráfico de PLC
• Arquitectura típica de un PLC. Ejemplos
• ¿Cómo trabaja un PLC?
• Criterios de selección. Gamas de PLCs
• Elementos de programación. Tipos de lenguajes
• Equipos de programación, diseño y explotación
• Desarrollo de un proyecto con PLCs
• El PLC y su entorno
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3. Esquema general de un sistema automatizado (I)
Parte de
Parte de Parte
Supervisión
Control Operativa
y explotación
Interface S-C Interface S-P
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4. Esquema general de un sistema automatizado (II)
Preaccionadores
Accionadores
Parte de
Supervisión Parte de Proceso
y Explotación Control
Sensores
Interface S-C Interface S-P
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5. Sistema de automatización: Componentes habituales
Parte de Parte de Parte
Supervisión Control Operativa
y Explotación
• Lógica cableada • Proceso real
• Panel de mando • PLC´s • Simuladores E/S
• PC+SCADA • PC+Tarjeta E/S • Maquetas
• Microcontroladores
• Reguladores Digitales
• Etc...
Interface S-C Interface S-P
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6. Controladores.
Controladores.
Breve reseña histórica
Breve reseña histórica
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7. Comparativa de los distintos tipos de controlador
7

8. Comparativa de los distintos tipos de controlador
Control
Continuo
Sistemas
Empotrados
Control
Procesos
8

9. ¿Qué es un autómata programable?
Definición IEC 61131
Un autómata programable (AP) es una máquina electrónica programable
diseñada para ser utilizada en un entorno industrial (hostil), que utiliza una
memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones
orientadas al usuario, para implantar unas soluciones específicas tales
como funciones lógicas, secuencias, temporizaciones, recuentos y funciones
aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas, digitales
y analógicas diversos tipos de máquinas o procesos.
AP = PLC
Autómata programable = Programmable Logic Controller
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10. ¿Por Qué Surgen los Autómatas?
Justificación de los AP
Los APs surgen hacia 1969 como respuesta al deseo de la industria del automóvil
de contar con cadenas de producción automatizadas que pudieran seguir la
evolución de las técnicas de producción y permitieran reducir el tiempo de
entrada en producción de nuevos modelos de vehículos.
+ Competencia => Nuevos Modelos en
Aportaciones de los AP - Tiempo, + Baratos y + Calidad
• Concepción-Instalación
Herramienta de fácil manejo por medio de software de programación.
Facilita el trabajo en el laboratorio (independencia de ubicación proceso).
Posibilidad de depuración y prueba en el laboratorio.
A medio camino entre la informática y la ingeniería eléctrica. No requiere
para su uso de personal altamente cualificado. Se puede reciclar fácilmente
al personal de la empresa.
• Mantenimiento
Interface Hombre Máquina (HMI) muy potente.
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11. Concepto gráfico de PLC
Automatismo eléctrico Vs. Autómata programable
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12. Controladores eléctricos y programables
Precio
PLC
Micro PLC
Módulo Lógico
Temporizadores
Functionalidad
Contactores
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13. Controladores eléctricos y programables: Campo de aplicación
Contactores Temporizadores Programador lógico Micro-PLC
Auxiliares
• Retardo a la conexión:
conexión • Edificios:
Edificios • Edificios y construcción:
construcción
• Múltiples contactos Arranque de motores paso a Control de Iluminación Ascensores, posicionadores
• Enclavable paso con supresión de Ventiladores Elevadores
• Lógica funcional interferencias Control de Acceso • Industria (máquina herramienta):
herramienta)
única • Retardo a desconexión:
desconexión Equipos de seguridad Empaquetado y envasado
Funciones de llave • Industria:
Industria Maquinaria textil
• Estrella-Triángulo:
Estrella-Triángulo Bombas/Compresores Tratamiento de alimentos
Relés Arranque retardado de Armarios Máquinas de corte
motores con intervalos de Control puertas Paneles, displays
• Adaptación de conexión de 50ms Sistemas de alimentación Atornilladores
nivel y aislamiento • Multi-función: Flexible para
Multi-función Plataformas elevadoras Prensado y
eléctrico desde / toda aplicación, hasta 8 Control secuencial Fabricación de ladrillos
para SIMATIC funciones integradas Control de nivel Pintura
• Conexión de pequeñas • Contactores de acción Control de válvulas Telecontrol
cargas monofásicas positiva:para circuitos
positiva Plantas de llenado Sistemas de esterilización
seguros de categoría 2. Plantas de vaciado Equipos de laboratorio
• Contactores dorados:
dorados Sistemas de transporte Máquinas de lavado
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14. Limitaciones en el Entorno de un AP
Limitaciones en el Entorno Industrial
Los APs surgen son máquinas eléctricas diseñadas para trabajar en un entorno
industrial hostil.
• Ambiente Físico y Mecánico
Vibraciones y Choques -> afectan a contactos y soldaduras
Humedad > 80% -> condensaciones -> acelera corrosión
Humedad < 35% -> potenciales eléctricos -> alteración de la lógica de control
Temperatura elevada o baja -> afecta a la electrónica
Solución = Aislamiento y estabilización térmica y de humedad
• Polución Química
Gases corrosivos, Vapores de Hidrocarburos, Polvos Metálicos, Minerales ->
corrosiones en circuitos, potenciales, cortocircuitos,...
Solución = Aislamiento en cajas estancas y barnizado de circuitos impresos
• Perturbaciones Eléctricas
f. e. m. generadas por temperaturas, reacciones químicas,
interferencias electromagnéticas -> lecturas erróneas en entradas y evaluación
aleatoria de la lógica de control.
Solución = Protección electromagnética.
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15. Arquitectura típica de un autómata programable
Unidad de
programación Conexión a otros controladores
ó supervisión o con E/S remotas Conectores
al bus para
Bus más módulos
de E/S
Módulo
Fuente de Especiales
Módulo Módulo Módulo Módulo (contaje,
alimenta- CPU Entradas Salidas E/S comunica-
ción Digitales Digitales analógicas ciones,
PID ...
5VDC Sensores analógicos
(Termopares, potenciómetros)
Actuadores analógicos
Actuadores
220-230 24VDC Sensores (Variadores de velocidad)
digitales
VAC digitales
(válvulas neumáticas,
(interruptores,
lámparas indicadoras.)
sensores de prox.)
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16. Arquitectura típica de un autómata programable
16

17. Ejemplo de arquitectura (I)
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18. Ejemplo de arquitectura (II)
1. Salidas digitales integradas
2. LEDs de estado de las salidas digitales
3. Terminales de alimentación
4. Conmutador Stop/Run
5. Conector para el cable de ampliación 1 3
6. LEDs de estado de la CPU 6 2
4 5
7. Ranura para el cartucho de memoria 7 13
8. Puerto de comunicaciones (p. Ej. PPI) 12
9. Entradas digitales integradas 10
8
10. LEDs de estado de las entradas digitales 9 11
11. Fuente de alimentación integrada
12. Potenciómetros integrados
13. Módulo de ampliación
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14. Fijadores para tornillo (DIN métrica M4, diámetro 5 mm)
15. Pestaña de fijación 14
18

19. ¿Cómo trabaja un PLC?
19

20. Características
del PLC-X
Especificaciones
del sistema
Selección de un PLC
Selección de un PLC
(criterios cuantitativos)
(criterios cuantitativos)
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21. Selección de un PLC (criterios cualititativos)
Ayudas al desarrollo de programas
Fiabilidad del producto
Servicios del suministrador
Normalización en planta
Compatibilidad con equipos de otras gamas
Coste
Previsión de repuestos
Son las más importantes
Son las más importantes
en la elección del PLC
en la elección del PLC
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22. Gama de PLCs en distintos fabricantes
Gama de autómatas TSX (Schneider) y
Siemens
TSX Premium
s
leja
mp S7-300 S7-400
Co
S7-200
TSX Micro
s e no c acil p A
s
p le
Sim Nº E/S
TSX Nano
46 300 2000
i
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23. Elementos de programación
4 Lenguajes de programación + Grafcet (SFC)
• Lenguajes gráficos
Diagrama de escalera (“Ladder Diagram”, LD)
Diagrama de Bloques Funcionales (”Function Block Diagram, FBD)
• Lenguajes literales
Lista de instrucciones (“Instruction List”, IL)
Texto estructurado (“Structured Text”, ST)
La selección del lenguaje de programación depende de la experiencia
del programador, de la aplicación concreta, del nivel de definición de la
aplicación, de la estructura del sistema de control y del grado de
comunicación con otros departamentos de la empresa...
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24. Lenguajes de programación
S_01 S_02 Manual
( )
S_01 S_03 LD
Start
S_01
SFC
Paso_1
Programación con lenguajes
LD Entrada_Manual
IL
Transición_02 conocidos de PLC OR Entrada_Automática
AND Desbloqueo
Paso_2 ... y lenguaje de alto nivel ST Funcionamiento
LD Entrada_01
Transición_Fin
XOR
S_01
IF Data = "EOF" THEN
FOR Index:=1 TO 128 DO Tiempo_01
S_02
X:=Read_Data(Datenfeld[index]); TON
IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE; S_03 Lámpara
END_IF;
ST
END_FOR;
END_IF; T#12s400ms
Tiempo actual
FBD
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25. Equipos para la programación y explotación
De ajuste
De programación y mantenimiento
Puesto de trabajo, PC
Visualizadores con pantalla alfanumérica
Terminales con pantalla alfanumérica
Visulizadores con pantalla semigráfica
Pupitres de explotación y control
Terminales con pantalla gráfica
Estaciones de diálogo y control
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26. Algunos programas de diseño y explotación
Herramientas de simulación
Diseño e instalación de aplicaciones
Desarrollo de funciones C
Tratamiento en lógica difusa
Puesta a punto de programas de autómata
Servidor OPC
Visualizar, ajustar y gobernar la instalación
Aplicaciones para terminales de operador
Software de comunicaciones
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27. Desarrollo de un proyecto con PLCs
Especificaciones
Especificaciones
del sistema
del sistema
Nº y tipo de
Nº y tipo de
E/S Programación
Programación Introducir el
Introducir el
E/S
de secuencias
de secuencias programa
programa
Configuración
Configuración Corrección
Corrección Documentación
Documentación
Conexión
Conexión Control
Control Listado del
y montaje Listado del
y montaje programa
programa
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28. Entorno de los autómatas programables
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29. El PLC y su entorno
Preaccionadores
Accionadores
Parte de Parte de
Supervisión Control:
y Explotación Autómatas Proceso
programables
(PLC´s)
Sensores
Interface S-C Interface S-P
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