Curso de automatización ITACIN

1. CURSO DE AUTOMATIZACIÓN
• ITACIN. Todos los derechos reservados
ING. RAMÓN ZAPATA SÁNCHEZ
ING. JOSÉ FERNANDO VILLARREAL CANTÚ

2. OBJETIVO GENERAL
Al finalizar el curso, mediante los conocimientos
adquiridos el estudiante obtendrá las habilidades
necesarias para la intervención de equipos de
automatización, con base a los estándares de
mantenimiento pautados por Siemens.

3. OBJETIVO PARTICULARES
• El estudiante aprenderá nociones básicas de
mantenimiento, así como también sus estándares
• Identificará las partes básicas de los equipos de
automatización para el correcto diagnóstico a ejecutar y
el mantenimiento a realizar.
• Llevará a cabo los procedimientos de seguridad y
mantenimiento indicados por Siemens.

4. EXPECTATIVAS DEL CURSO
¿Qué esperas
del curso?

5. REGLAS
Durante el curso:
• Se mantendrán dispositivos celulares en modo
vibrador.
• Se Contestarán llamadas fuera del aula.
• Se mantendrá lo mas limpio posible el aula.
• Se mantendrá el respeto hacia los demás.
• Se levantará la mano para preguntar dudas.
• Sugerencias

6. 1. INTRODUCCIÓN A LA AUTOMATIZACIÓN
2. PIRÁMIDE DE LA AUTOMATIZACIÓN
3. PLC’S DE ÚLTIMA GENERACIÓN S7-1200/S7-1500
4. ELECTRÓNICA 1 – CONCEPTOS BÁSICOS
5. ELECTRÓNICA 2 – COMPONENTES
6. PLC – COMPONENTES GENERALES
7. EJERCICIO 1 – IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS
8. EJERCICIO 2 – IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES DEL PLC
TEMARIO

7. INTRODUCCIÓN A LA
AUTOMATIZACIÓN

8. AUTOMATIZACIÓN
• RENDIMIENTO EFICIENTE EN PROCESOS REPETITIVOS
• MEJORA EL CONTROL DE PRODUCCIÓN
• SE MEJORA CALIDAD DE LOS PROCESOS Y PRODUCTOS
INDUSTRIALES
• PROCESOS CRÍTICOS SE AUTOMATIZAN EVITANDO LA
INTERVENCIÓN HUMANA

9. • Permite eficientar los procesos de
producción e interviene donde la
mano humana es incapaz de actuar
• Los procesos automatizados están
regidos bajo estándares de seguridad
que aseguran la integridad de las
personas

10. • No todos los procesos son 100%
automatizados: A veces se requieren la
intervención humana para la toma de
decisiones, esto de acuerdo a estándares de
calidad.
• Los sistemas suelen detectar fallas o
anomalías en las líneas de producción, por lo
que un operador o personal de
mantenimiento debe actuar para asegurar el
correcto funcionamiento de los equipos y de
la producción.

11. PIRÁMIDE DE LA
AUTOMATIZACIÓN

12. PROCESO
CAMPO
CÉLULA
PLANTA
FÁBRICA
GESTIÓN

13. SENSORSSensores Actuadores
HMI (Human Machine Interface)
-Operación
-Ajustes
-Monitoreo
Quality
KPI
Prod. KPI
Maint. KPI
Sales
Production
MaintenanceCost Control
CAMPO
CONTROL
SUPERVISORIO
OPERACIONES
CORPORATIVO
SUPERVISORIO

14. ELECTRÓNICA 1
CONCEPTOS

15. VOLTAJE.- ES LA FUERZA REQUERIDA PARA TRANSPORTAR ELECTRONES DE UN
PUNTO DE MAYOR POTENCIAL HACIA OTRO DE MENOR POTENCIAL, A
TRAVÉS DE UN CONDUCTOR

17. CORRIENTE.- ES EL FLUJO DE ELECTRONES QUE RECORREN UN MATERIAL,
GENERALMENTE UN CONDUCTOR

19. CORRIENTE ALTERNA
V.S.
CORRIENTE DIRECTA

20. TIERRA V.S. NEUTRO

21. ELECTRÓNICA 2
COMPONENTES

22. TIPOS DE CABLE
CABLE BLINDADO
CABLE SIN BLIDADO
• Alimentación
• Conexión a tarjetas I/O digital
• Sensores
• Conexión a tarjetas I/O análogo
• Conexión a tarjetas de
comunicación serial

23. FUSIBLE / PORTAFUSIBLE
PORTA FUSIBLE
FUSIBLE
• Filamento o lámina de metal
• Su punto de rupture radica en la
intensidad de amperaje que
puede soportar
• Componentes regidos bajo una
medida de seguridad, con el
cual se instalan los fusibles

24. CLEMAS
Clema de paso
Clema portafusible
Clema para Tierra (PE)
Clema 2 pisos indicadora LED

25. EJERCICIO 1
“IDENTIFICACIÓN DE LOS
COMPONENTES
ELECTRÓNICOS”

26. PLC’s
S7-1200 | S7-1500

27. S7-1200
• TIA Portal – Interfaz de programación
• Interfaz de comunicación (Profinet/Profibus) integrado
• Entradas análogas integradas
Profibus DP Profinet

28. Módulos de
comunicación
CPU I/O TM
TABLILLA DE
SEÑALES
S7-1200

29. Módulos de
comunicación CPU
I/O
TM
TABLILLA DE
SEÑALES
S7-1200
• PROFIBUS (Comunicación serial)
• PROFINET (PROFIBUS + Ethernet)
• Señales digitales
• Señales análogas
4-20mA / 0-20mA
0-10V

30. S7-1500
• TIA Portal – Interfaz de programación
• Interfaz de comunicación (Profinet/Profibus)
integrado
• Entradas análogas integradas

31. Fuente de
Alimentación
CPU
I/O
S7-1500

32. Módulos de
comunicación CPU
I/O
TM
TABLILLA DE
SEÑALES
S7-1500
• PROFIBUS (Comunicación serial)
• PROFINET (PROFIBUS + Ethernet)
• Señales digitales
• Señales análogas
4-20mA / 0-20mA
0-10V

33. EJERCICIO 2
“IDENTIFICACIÓN DE LOS
COMPONENTES DE UN PLC”

34. EJERCICIO 3
“ENCENDIDO/APAGADO DE
UN PLC”

35. DIA 2

36. 1. FUENTE DE ALIMENTACION
2. CPU (PROCESADOR) Y TARJETA SD
3. PUERTOS Y TARJETAS DE COMUNICACIÓN
4. TARJETAS DE I/O
1. EJERCICIO 1 – CAMBIO DE COMPONENTES DEL DEMO
2. EJERCICIO 2 – CAMBIO DE TARJETAS DEL PLC
3. EJERCICIO 3 – INTERPRETACIÓN DE LOS LEDs DEL PLC
TEMARIO

37. FUENTE DE
ALIMENTACIÓN

38. • Fuente de alimentación
Es aquél dispositivo que convierte voltaje de
corriente alterna (230VCA o 120VCA) en voltaje
de corriente directa (24VCD), misma que
alimenta al CPU y a los demás módulos
conectados a él, desde módulos de I/O hasta
módulos de comunicación.

39. PM (Load power supply)
(Fuente de carga de alimentación)
PS (System power supply
(Sistema de alimentación)
Alimenta:
• CPU S7-1500
• Módulos I/O
• Módulos de comunicación
• Actuadores (24VCD)
• PS (Fuente de carga de
alimentación)
Alimenta:
• Partes de módulos
electrónicos y LEDs
• Alimentación requerida al
sistema S7-1500 (en caso de
ser necesario)
PS
PM

40. PARTES DEL PM
1. LEDs de estado
2. Interruptor de
apagado/encendido
3. Conexión de alimentación
mediante el conector de
alimentación
4. Conector de alimentación

41. CONFIGURACIÓN TÍPICA

42. INSTALACIÓN
1. Insertar el conector “U” a la
parte trasera de la Fuente de
alimentación PM

43. INSTALACIÓN
2. Colocar la Fuente de alimentación PM al riel
3. Ajustar la Fuente de alimentación PM al riel

44. INSTALACIÓN
4. Se abre la tapa del PM y se retira
el conector de alimentación
5. Se remueve el conector de 4 polos

45. INSTALACIÓN
6. Se atornilla para asegurar la
colación del PM
7. Se ajusta nuevamente el conector
de 4 polos

46. INSTALACIÓN
8. Se coloca nuevamente el
conector de alimentación al PM

47. DESINSTALACIÓN
1. APAGAR Fuente de alimentación
¡Asegurarse de bajar el interruptor
para
apagar el PM!

48. DESINSTALACIÓN
2. Apagar la Fuente de corriente que alimenta el cable
de alimentación
Asegurarse que el cable de
alimentación ya no tenga voltaje

49. 3. Se abre la tapa del PM y se retira
el conector de alimentación
4. Se remueve el conector de 4 polos
DESINSTALACIÓN

50. 5. Se desatornilla el módulo
6. Se retira el módulo
DESINSTALACIÓN

51. PARTES DEL PM (LEDs)
1. LED de RUN
2. LED de ERROR
3. LED de MANTENIMIENTO

52. DIAGNÓSTICO
Sin voltaje
No está conectada ninguna fuente de
voltaje al módulo
Significado Resolución
Revisar voltaje en el
cableado
Encender el módulo
Inicialización del módulo | Inicialización
después de actualización de firmware
Inicialización del módulo | Esperando por asignación
de parámetros | PS proporcionando voltaje
Error, PS no está brindando voltaje
• No hay alimentación y la herramienta
diagnóstico está deshabilitada
• Error interno
Evaluar el tipo de error
detectado, utilizando las
resoluciones
correspondientes.
Se requiere mantenimiento, PS no brinda voltaje
• Interruptor está apagado, hay alimentación y
herramienta diagnóstico está habilitada
Encender módulo
Remplaza módulo
Malfuncionamiento
LEDs parpadean indefinidamente

53. CPU (PROCESADOR) Y
TARJETA SD

54. • CPU (Unidad de procesamiento central)
Es el modulo que tiene como función el
procesamiento de datos para llevar a cabo
funciones específicas internas, con base a la
recepción y emisión de señales físicas o de
comunicación.

55. PARTES DEL CPU
1. LEDs de estado
2. Panel
3. Botones de navegación
4. Botones “OK” y “ESC”
1
3
2
4

56. PARTES DEL CPU
1. Ranura para tarjeta SD
2. LEDs de estado
3. Puertos de comunicación
PROFINET
4. Selector RUN/STOP/MRES
5. Puerto de comunicación
PROFIBUS
3
4
5
1
2

57. CONFIGURACIÓN TÍPICA

58. INSTALACIÓN
1. Insertar el conector “U” a la parte trasera del
CPU
2. Enganchar el CPU al riel y en el caso de tener un
PM, deslizarlo a la izquierda
3. Asegurar de que el conector “U” esté correctamente
enchufado a la Fuente de alimentación del sistema (PM)
4. Atornillar el CPU

59. 1. Cambiar de RUN a STOP el selector del CPU
DESINSTALACIÓN
2. Cambiar de RUN a STOP el selector del PM

60. DESINSTALACIÓN
3. Apagar o desconectar la alimentación del PM
Asegurarse que el cable de
alimentación ya no tenga voltaje

61. Tarjeta SD (Secure Digital)
Es una tarjeta de memoria con la cual el CPU carga
con la siguiente información:
• Configuración de Hardware
• Programa de usuario
• Información del Proyecto
• Peticiones Force (forzamiento)/Trace
• Data Log
• Recetas

62. PUERTO Y TARJETAS DE
COMUNICACIÓN

63. • Tarjetas de comunicación (modulo de interfaz)
Son módulos diseñados para establecer
intercambio de información entre dispositivos,
los cuales son participantes en una red de
comunicación.
Así mismo, existen dispositivos que no
necesitan un modulo de interfaz ya que
poseen un puerto de comunicación
integrado.

64. CONFIGURACIÓN TÍPICA

65. INSTALACIÓN
1. Insertar el conector “U” a la parte trasera del
CPU
2. Enganchar el CPU al riel y en el caso de tener un
PM, deslizarlo a la izquierda
3. Asegurar de que el conector “U” esté
correctamente enchufado a la Fuente de
alimentación del sistema (PM)
4. Atornillar el CPU

66. DESINSTALACIÓN
1. Apagar el modulo de alimentación (PM o PS) que
alimenta a la interfaz de comunicación.
2. Remover el tornillo de fijación del módulo

67. DESINSTALACIÓN
3. Remover el módulo hacia arriba para
liberarlo del riel

68. TARJETAS DE I/O

69. • Tarjetas de I/O (SM5XX)
A los módulos de periferia, llamados
módulos de I/O (inputs, entradas –
outputs, salidas), se les conecta una
red de cableado la cual le brinda al
PLC información sobre el estado de
los actuadores y de otros
dispositivos, además de que a través
de dicha red tiene la capacidad de
controlarlos.

70. CONFIGURACIÓN TÍPICA

71. TIPOS DE SM
SM521 – Módulo de señales digitales de entrada
SM522 – Módulo de señales digitales de salida
SM521 SM522
SM531 SM532
SM531 – Módulo de señales análogas de entrada
SM532 – Módulo de señales análogas de salida

72. PARTES DEL SM
1. LEDs de estado de la tarjeta
2. LEDs de estado de las señales
(activadas/desactivadas)
1
2

73. PARTES DEL SM (CONECTOR FRONTAL)
1. Lengüeta
2. Conexiones para señales de
campo
3. Conexiones para alimentación
1
2
2

74. INSTALACIÓN
1. Insertar el conector “U” a la parte trasera del CPU
2. Enganchar el módulo al riel y en el caso de tener un
PM, deslizarlo a la izquierda
3. Empujar el modulo de periferia hacia atrás
4. Atornillar el modulo de periferia

75. DESINSTALACIÓN
1. Apagar el modulo de alimentación (PM o PS) que
alimenta al modulo de señales.
2. Desenchufe el conector frontal del modulo
de periferia mediante la lengüeta de
desbloqueo. Empuje el conector frontal
hacia abajo y retírelo de las ranuras guía

76. DESINSTALACIÓN
3. Remover el tornillo de fijación del módulo
4. Remover el modulo de señales

77. EJERCICIO 1
“CAMBIO DE COMPONENTES
DEL DEMO”

78. EJERCICIO 2
“CAMBIO DE TARJETAS DEL
PLC”

79. EJERCICIO 3
“INTERPRETACIÓN DE LOS
LEDs DEL PLC”

80. Día 3

81. 1. PANEL DE OPERACIÓN
2. FUNCIONES
1. GENERAL
2. DIAGNÓSTICO
3. CONFIGURACIONES
4. MÓDULOS
5. MONITOR
USO DEL PANEL
3. EJERCICIO 1 – INFORMACIÓN, STOP/RUN
4. EJERCICIO 2 – ASIGNACIÓN DE IP
5. EJERCICIO 3 – INFORMACIÓN DE SD, MEMORY RESET
6. EJERCICIO 4 – DIAGNÓSTICO DE ERRORES
TEMARIO

82. PANEL DE OPERACIÓN

83. • Panel de operación
Los paneles de operación son dispositivos que
permiten la interacción entre el operador y la
máquina. Su función principal es brindar
información sobre el estado de los equipos del
área o planta y permitir su manipulación.
Se le conoce también como HMI (Human-
Machine Interface) o “Interface Hombre-
Máquina”

84. Display S7-1500
Esta interfaz permite:
Monitorear
• Estado del CPU (diagnósticos)
• Estado de los módulos conectados al CPU
Configurar
• Dirección TCP/IP
• Dirección a módulos CP
• Modos de operación del PLC (RUN-STOP)
• Fecha y hora
• Reset de la memoria SD/parámetros de fábrica
• Idioma

85. Menú
1. Estatus del CPU
2. Submenú
3. Campo para despliegue de
datos
4. Navegación, botón
ESC/OK/Ayuda, etc.

86. VISTA
GENERAL
DIAGNÓSTICO
CONFIG.
MÓDULOS
PANEL
Contiene información sobre las propiedades del CPU
Presenta información sobre mensajes de diagnóstico, descripción
del diagnóstico, entre otros. Adicionalmente, expone información
sobre las propiedades de la red de cada interfaz del CPU
Es posible asignar direcciones IP al CPU, fecha, hora, zona horaria,
modo de operación (STOP/RUN) y niveles de protección, resetear
memoria, establecer configuración de fábrica, y revisar estatus del
firmware
Es posible asignar direcciones IP al CPU, fecha, hora, zona horaria,
modo de operación (STOP/RUN) y niveles de protección, resetear
memoria, establecer configuración de fábrica, y revisar estatus del
firmware
Posee información sobre los módulos que son usados en la
configuración del CPU. Los módulos pueden ser centralizados o
periféricos.
Se realizan configuraciones correspondientes al panel (idioma,
brillo, modo de ahorro de energía)
Submenú

87. Submenú
STOP
El CPU no ejecuta el
programa cargado
RUN
El CPU está corriendo
el programa cargado
CONNECTING…
El CPU se está
inicializando

88. VISTA GENERAL

89. • Nombre del dispositivo
• Nombre del módulo
• Tipo del módulo
• Designación de planta
• Identificador de lugar (área)
• Número de orden

90. • Número de serie
• Versión de hardware
• Versión de gestor de arranque
• Versión de firmware
• Tarjeta de memoria

91. DIAGNÓSTICO

92. • Alarmas: Se muestran las incidencias que alarman al CPU,
las cuales provienen del programa, de los módulos o de las
señales que provienen de la periferia.
• Búfer de diagnóstico: Muestra todos los eventos que
acontecen en el CPU (alarmas, cambio a RUN/STOP,
inicialización, etc.)
Opción “Alarmas” Opción “Búfer
de diagnóstico”

93. CONFIGURACIÓN

94. • Direcciones:
Se asignan direcciones (por ejemplo, TCP/IP o PROFIBUS) al
CPU para integrarlo a la red de comunicación
correspondiente.
• X1 (IE/PN):
Puerto de comunicación para red tipo Industrial Ethernet o
PROFINET

95. Dirección MAC
Nombre de dispositivo
PROFINET
Dirección TCP/IP

96. Máscara de subred
Dirección de router
Nombre convertido

97. Fecha y hora:
• General:
Se configuran parámetros como hora y fecha actual, y zona
horaria.
• Configuración de ahorro de energía:
Esta característica se parametriza el tiempo en que estará
encendida la pantalla, a partir de cuándo se activará esta
configuración (semana o mes).

98. Fecha local
Hora local
Zona horaria
Tiempo referencia
Mes de inicio
Semana de inicio

99. RUN/STOP
• Se utiliza para activar desde el panel el arranque (RUN)
o paro (STOP) del CPU.

100. RESET
• Reset de Memoria:
Esta configuración permite borrar el programa de
la memoria del CPU.
• Configuraciones de fábrica:
Mediante este parámetro, no solo se borra el
programa del CPU, sino también todas las
configuraciones definidas

101. CONFIGURACIONES
• Protección:
Se establecen niveles de seguridad para
habilitar/deshabilitar funciones
• Bloquear/Desbloquear equipo:
Esta función habilita o deshabilita totalmente
la manipulación del CPU
• Actualización FW:
Herramienta que permite actualizar el SO del
CPU a una version más reciente.

102. Nivel de
protección
Contraseña
acceso total
Contraseña
lectura total
Contraseña
acceso HMI

103. MÓDULOS

104. MÓDULOS
• Módulos locales:
Se les llama módulos locales a aquellos
dispositivos que están conectados al CPU en
el mismo bastidor o rack, por ejemplo,
fuente de alimentación, módulos de I/O,
módulos de comunicación, etc.
• Módulos periféricos:
Estos módulos no están conectados al CPU
de manera directa, sino lo hacen a través de
un intermediador, es decir; un módulo de
comunicación al cual se le conectaron
módulos de I/O, fuente de alimentación,
entre otros dispositivos.

105. Muestra los módulos conectados
(Native_Plugged)
Muestra el estatus de los módulos
conectados al CPU

106. Nombre del
módulo
Estado del módulo
Estado del
subordinado

108. PANEL

109. PANEL
• Brillo:
Se configura la intensidad de brillo del panel
• Lenguaje para desplegar:
Es posible configurar el idioma del CPU
(español, inglés, francés, chino, alemán,
italiano)
• Lenguaje para alarmas:
Se configura el idioma para las alarmas del
CPU (español, inglés, francés, chino, alemán,
italiano)

110. • Modo de ahorro de energía
• Modo espera
• Número de orden
• Número de serie
• Versión de hardware
• Versión de firmware

111. EJERCICIO 1
“Uso del panel 1”
• Inf. del módulo
• RUN/STOP

112. EJERCICIO 2
“Uso del panel 2”
• Asignación de IP’s
• Inf. de tarjeta SD
• Memory Reset

113. EJERCICIO 3
“Uso del panel 3”
• Diagnóstico de errores

114. GRACIAS !
• ITACIN Todos los derechos reservados