pág. 1
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE
LA SELVA
División Agroalimentaria.
Carrera: Agricultura Sustentable y Protegida.
Integrantes del equipo.
1.- Mateo López López.
2.- Carlos Gómez Sánchez.
3.- Mercedes Calvo Rodríguez.
4.- Emilly Yahaira López López.
Materia: Automatización de invernaderos.
Trabajo: Investigaciones.
Unidad: II.
Turno: Matutino.
Fecha de entrega: 08/03/2020.
Docente: Ing. Abdías Santiz López.
pág. 2
Indice
Que es un PLC ---------------------------------------------------------------------------------------3
Historia del PLC-------------------------------------------------------------------------------------- 4
Usos y donde se usa el PLC -------------------------------------------------------------------- 5
Funciones de un PLC-------------------------------------------------------------------------------6
Ventajas y desventajas de un PLC------------------------------------------------------------- 7
Campos de aplicación--------------------------------------------------------------------------- 8-9
Funciones básicas de un PLC---------------------------------------------------------------- 10
Nuevas funciones de un PLC --------------------------------------------------------------- 11
Tipos de PLC que existen--------------------------------------------------------------------- 12
Elementos de programación de un PLC: contactos, bobinas, temporizadores,
contadores, memorias y bloques funcionales de programación.--------------------- 13
Temporizador--------------------------- ------------------------------------------------------------14
Contadores ------------------------------------------------------------------------------------------15
Contactos-------------------------------------------------------------------------------------------- 16
Contactos LD-------------------------------------------------------------------------------------- 17
Bobinas--------------------------------------------------------------------------------------------- 18
Memoria--------------------------------------------------------------------------------------------- 19
Bloques funcionales de programa-------------------------------------------------------------20
Bloque funcional -----------------------------------------------------------------------------------21
Organigrama de bloque secuencial ---------------------------------------------------------- 22
Que es un sensor de temperatura--------------------------------------------------------------23
Tipos de sensores: sensor termopares --------------------------------------------------24-25
Sensores RTD---------------------------------------------------------------------------------------26
Sensores termistores, compuestos de semiconductores-------------------------------- 27
Sensores infrarrojos--------------------------------------------------------------------------------28
Sensores PT100------------------------------------------------------------------------------------29
Glosario-------------------------------------------------------------------------------------------30-31
Bibliografía.-------------------------------------------------------------------------------------------32
pág. 3
Que es un PLC.
Un PLC es un Controlador Lógico Programable (Programmable Logic Controller),
en sí es un sistema de control. Los PLC´s son dispositivos electrónicos o
computadoras digitales de tipo industrial que permiten la automatización,
especialmente de procesos de la industria, debido a que controlan tiempos de
ejecución y regulan secuencias de acciones.
De acuerdo con la definición de la NEMA (National Electrical Manufacturers
Association) un PLC es: “Un aparato electrónico operado digitalmente, que usa una
memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones para
implementar funciones específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y
control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas para controlar, a través de
módulos de entrada/salida digitales (ON/OFF) o analógicos (1-5 VDC, 4-20 mA,
etc.), varios tipos de máquinas o proceso
Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en
inglés PLC (Programmable Logic Controller) o por autómata programable, es
una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial,
para automatizar procesos electromecánicos, electroneumáticos,
electrohidráulicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de
montaje u otros procesos de producción así como 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,
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.
pág. 4
Historia del PLC.
Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó en
las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar
los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y
otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica
combinacional.
En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisión automática de General Motors)
emitió una solicitud de propuestas para un reemplazo electrónico de los sistemas
cableados de relés. La propuesta ganadora vino de Bedford Associates. El resultado
fue el primer PLC, designado 084 porque era el proyecto de Bedford Associates n.º
84.2
Bedford Associates comenzó una nueva empresa dedicada al desarrollo,
fabricación, venta y mantenimiento de este nuevo producto: Modicon
(MOdular DIgital CONtroler). Una de las personas que trabajaron en ese proyecto
fue Dick Morley, quien es considerado como el «padre» del PLC.3
La marca Modicon
fue vendida en 1977 a Gould Electronics, y posteriormente adquirida por la
compañía alemana AEG y luego por la francesa Schneider Electric, el actual
propietario.
Desarrollo.
Los primeros PLC fueron diseñados para reemplazar los sistemas de relés lógicos.
Estos PLC fueron programados en lenguaje llamado Listado de instrucciones con el
cual las órdenes de control se le indicaban al procesador como un listado secuencial
de códigos en lenguaje de máquinas. Luego para facilitar el mantenimiento de los
sistemas a controlar se introdujo un lenguaje gráfico llamado lenguaje
Ladder también conocido como diagrama de escalera, que se parece mucho a un
diagrama esquemático de la lógica de relés. Este sistema fue elegido para reducir
las demandas de formación de los técnicos existentes. Otros autómatas primarios
utilizaron un formulario de listas de instrucciones de programación.
Los PLCs modernos pueden ser programados de diversas maneras,
desde diagramas de contactos, a los lenguajes de programación tales como
dialectos especialmente adaptados de BASIC y C.
pág. 5
Usos y donde se usa un PLC.
Los PLC se usan en la actualidad en todo tipo de aplicaciones industriales,
resolviendo requerimientos en control de procesos y secuencias de la maquinaria,
dentro del sector industrial y ha penetrado las aplicaciones domésticas y
comerciales con mayor auge en la última década.
Si revisamos a fondo encontraremos PLC’s desplazando a las costosas tarjetas en
ascensores, escaleras mecánicas, hornos, dosificadoras, sistemas de bombeo, en
cualquier automatismo en centros comerciales, hoteles, hasta en lavadoras,
microondas, expendedoras de alimentos y bebidas, la imaginación es el límite.
Un PLC es un “cerebro” que activa los componentes de la maquinaria para que
desarrollen actividades potencialmente peligrosas para las personas, muy lentas o
imperfectas.
Es importante que no confundas los PLC (Power Line Communications) que se
utilizan en redes de comunicación con el autómata industrial, pues, aunque
comparten nombre, los usos son totalmente dispares.
pág. 6
Funciones de un PLC.
La función básica y primordial del PLC ha evolucionado con los años para incluir el
control del relé secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de
control distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación,
almacenamiento, potencia de procesamiento y de comunicación de algunos PLCs
modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio. Un
enlace-PLC programado combinado con hardware de E/S remoto, permite utilizar
un ordenador de sobremesa de uso general para suplantar algunos PLC en algunas
aplicaciones. En cuanto a la viabilidad de estos controladores de ordenadores de
sobremesa basados en lógica, es importante tener en cuenta que no se han
aceptado generalmente en la industria pesada debido a que los ordenadores de
sobremesa ejecutan sistemas operativos menos estables que los PLCs, y porque el
hardware del ordenador de escritorio está típicamente no diseñado a los mismos
niveles de tolerancia a la temperatura, humedad, vibraciones, y la longevidad como
los procesadores utilizados en los PLC. Además de las limitaciones de hardware de
lógica basada en escritorio; sistemas operativos tales como Windows no se prestan
a la ejecución de la lógica determinista, con el resultado de que la lógica no siempre
puede responder a los cambios en el estado de la lógica o de los estado de entrada
con la consistencia extrema en el tiempo como se espera de los PLCs. Sin embargo,
este tipo de aplicaciones de escritorio lógicos encuentran uso en situaciones menos
críticas, como la automatización de laboratorio y su uso en instalaciones pequeñas
en las que la aplicación es menos exigente y crítica, ya que por lo general son mucho
menos costosos que los PLCs.
pág. 7
Ventajas y desventajas de un PLC.
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. Así como
soportar las vibraciones mecánicas generadas por la maquinaria ya que otros
dispositivos serían altamente frágiles o propensos a fallas o rupturas.
Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos
programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de
contar con técnicos cualificados específicamente para ocuparse de su buen
funcionamiento y mantenimiento.
pág. 8
Campos de aplicación.
El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación
muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía
constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan
en el espectro de sus posibilidades reales.
Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es
necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc. por tanto, su
aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a
transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.
Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de
almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o
alteración de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente
en procesos en que se producen necesidades tales como:
 Espacio reducido
 Procesos de producción periódicamente cambiantes
 Procesos secuenciales
 Maquinaria de procesos variables
 Instalaciones de procesos complejos y amplios
 Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso
pág. 9
Ejemplos de aplicaciones generales:
 Maniobra de máquinas
 Maquinaria industrial de plástico
 Máquinas transfer
 Maquinaria de embalajes
 Maniobra de instalaciones:
 Instalación de aire acondicionado, calefacción.
 Instalaciones de seguridad
 Señalización y control:
 Chequeo de programas
 Señalización del estado de procesos.
pág. 10
Funciones básicas de un PLC
Detección: Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de
fabricación.
Mando: Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y
preaccionadores.
Dialogo hombre máquina: Mantener un diálogo con los operarios de producción,
obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso.
Programación: Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del
autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso
con el autómata controlando la máquina.
pág. 11
Nuevas Funciones de un PLC.
Redes de comunicación.
Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes
industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a
tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas e
intercambiar tablas de memoria compartida.
Sistemas de supervisión:
También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de
programas de supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red
industrial o por medio de una simple conexión por el puerto serie del ordenador.
Control de procesos continuos:
Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas
llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos.
Disponen de módulos de entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar
reguladores PID que están programados en el autómata.
Entradas- Salidas distribuidas:
Los módulos de entrada salida no tienen por qué estar en el armario del autómata.
Pueden estar distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del
autómata mediante un cable de red.
Buses de campo:
Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y
accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta
cíclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado de los
accionadores.
pág. 12
Tipos de PLC que existen.
PLC tipo compacto.
¿Quieres saber qué es un PLC compacto? Es aquel que se ajusta a las
especificaciones genéricas de los PLCs: tiene incorporada la fuente de
alimentación, la CPU y los diferentes módulos.
Existen PLCs compactos en tamaño nano, que cuentan con un tamaño súper
reducido, aunque el funcionamiento básico del PLC está más limitado por sus
características.
PLC tipo modular.
Esta clase de PLC se caracteriza por estar compuesto por módulos ampliables, lo
que le aporta características más potentes que el modelo compacto. Trabaja con
programas más complejos, tiene mayor capacidad de memoria y operatividad.
PLC de montaje en rack.
Cuando sabes qué es un PLC modular es más fácil comprender el montaje en
rack. Es prácticamente igual, pero existen diferencias en el rack donde se colocan
los módulos del PLC.
En el caso del montaje en rack se permite el intercambio de información entre los
diferentes módulos, esto permite una velocidad mayor de transmisión de la
información y, por tanto, optimiza el funcionamiento del PLC.
PLC con HMI incorporado
El HMI (Human Machine Interface) es un dispositivo programable, una interfaz
gráfica, que combinado con el PLC permite optimizar la experiencia de
programación y uso de la máquina. Reduce el cableado de los elementos del PLC
y los muestra en una pantalla gráfica según se programe.
pág. 13
Elementos de programación de un PLC: contactos, bobinas, temporizadores,
contadores, memorias y bloques funcionales de programación.
Procedimiento para programar y cargar:
 Determinar los requisitos del sistema al cual se aplica el PLC.
 Identificar los dispositivos de E/S y asociarlos a las direcciones físicas
mediante una tabla de asignación.
 Preparar tablas que indiquen: bits de trabajo, temporizadores, contadores.
Generar el programa en el lenguaje seleccionado.
 Transferir el programa a la CPU. Si se realiza mediante consola habrá que
traducir el programa a mnemónico.
 Verificar, vía simulación, el correcto funcionamiento del programa.
 Memorizar el programa definitivo.
Los lenguajes para la programación de los PLCs han sido considerados en el
estándar IEC 61131-3.
Se definieron dos lenguajes literales:
Lista de instrucciones (IL) – lenguaje de tipo ensamblador con uso de
acumuladores.
Texto Estructurado (ST) – un lenguaje de alto nivel similar a C y, sobre todo a
Pascal.
Se establecieron tres lenguajes gráficos:
Diagrama de Bloques de Funciones (FBD) - Basado en esquemas de compuertas
lógicas.
Diagramas de Tipo Escalera (LD) o lenguaje de contactos.
Diagrama de Funciones Secuenciales (SFC) o GRAFCET. Especificado para
sistemas secuenciales.
pág. 14
1. Temporizadores.
Conceptualmente un temporizador (TIMER) es un dispositivo electrónico
utilizado para proveer señales de base de tiempo o para generar señales de
acción retardada Variable.
Un temporizador timer digital consiste generalmente de un contador
decreciente en donde cada decremento en uno del preset del contador,será
realizado a un frecuencia conocida(veces por segundo) y llegar a cero se
activa un relevador interno o uno de salida
pág. 15
2.-Contadores.
Para realización de tareas de conteo de eventos externos los PLC tienen los
contadores. Estos los hay diferente tipo, al igual que los que se fabrican en circuitos
TTL.Los hay contadores incrementales decrementales conteo UP DOWN,etc.
Los diferentes PLC nos proporcionan algunos o a veces todos estos tipos de
contadores.
Aquí mostramos algunos de los usados por el MICRO1 de SquareD
pág. 16
3.-Contactos.
Un circuito de contactos se compone de una serie de instrucciones gráficas específicas, relacionadas
entre sí mediante conexiones horizontales y verticales que conducen a una o varias salidas y/o
acciones, situadas entre las dos barras verticales que representan la diferencia de potencial. Se
siguen las reglas del álgebra de contactos.
Las funciones lógicas se representan mediante un circuito de contactos conectado en serie con la
variable de salida. El cierre de dicho circuito de contactos activa la variable de salida. La línea vertical
de la izquierda representa el terminal de alimentación, mientras que la línea vertical de la derecha
representa el terminal de masa.
pág. 17
Contactos LD.
pág. 18
4.-Bobinas.
En la programación PLC las bobinas representan electroimanes de relevadores
eléctricos. Las bobinas son consideradas como elementos internos de un PLC, pero
igualmente actúan como salidas.
Como electroimanes internos son representados por las letras M y V. Cuando
actúan como salidas tipo motor eléctrico, solenoides o cilindros, representan la letra
Q. las bobinas representan abstractamente la bobina de un relé y por extensión
cualquier tipo de accionador susceptible de ser activado por medio de una señal
eléctrica.
Desde el punto de vista del lenguaje de programación, una bobina, es una
operación de asignación, la cual asigna el resultado de la operación lógica previa a
la bobina a la posición de memoria indicada.
Las consultas pueden ser conectadas en serie y/o en paralelo, en número y forma
que se desee conformando de esta manera una operación lógica.
Esta operación lógica devolvera un resultado lógico (RLO) que será asignado a una
o varias posiciones de memoria por medio de una o varias bobinas, con la única
restricción de que nunca puede haber dos bobinas en serie, por el mismo motivo de
que en un circuito electrónico no se podría conectar dos relés en serie. Las bobinas
siempre han de ir conectadas en paralelo.
pág. 19
5.-Memorias.
Una memoria interna es aquella donde se puede almacenar los resultados
provenientes de las combinaciones de entradas y salidas y, este valor almacenado,
puede tomar diferente denominaciones tales como:
Bits (B)
Marca (M)
Bandera (F), etc.
Una memoria interna se considera desde el punto de vista técnico, como una salida
virtual, esto quiere decir que físicamente no activa una salida como un contactor,
sino, es un dato que se encuentra almacenado en la memoria y puede tomar los
valores de 0 y 1.
Sus ventajas se reflejan en:
•Simplifica la solución de los problemas.
•Rápido diagnóstico de fallas, etc.
pág. 20
Bloques funcionales de programación.
Los lenguajes de programación son necesarios para la comunicación entre el
usuario (sea programador u operario de la máquina o proceso donde se encuentre
el PLC) y el PLC. La interacción que tiene el usuario con el PLC la puede realizar
por medio de la utilización de un cargador de programa (loader Program) también
reconocida como consola de programación o por medio de un PC (computador
Personal).Tenga en cuenta que: En procesos grandes o en ambientes industriales
el PLC recibe el nombre también de API (Autómata Programable Industrial) y utiliza
como interfase para el usuario pantallas de plasma, pantallas de contacto (touch
screen) o sistemas SCADA (sistemas para la adquisición de datos, supervisión,
monitoreo y control de los procesos), cuyo contenido no serán presentados ni
tenidos en cuenta en este curso.
Los fabricantes de PLC han desarrollado una cantidad de lenguajes de
programación en mayoría de los casos siguiendo normas internacionales, con el fin
de suplir las necesidades y expectativas de los programadores. En la siguiente tabla
se presentan lenguajes de uso común.
pág. 21
Bloque funcional.
Se basa en bloques que realizan operaciones matemáticas simples para poder
determinar una salida. Su estructura describe las funciones entre entradas y salidas.
Una función es descrita como un grupo de bloques elementales. Las entradas y
salidas están conectadas con líneas conectoras:
La ejecución automática en orden predeterminado por las interconexiones simplifica
la creación y la
modificación de programas.
Descripciones de bloques de etiquetas y cajas de texto flotantes y ancladas
permiten la fácil
documentación y mejoran el entendimiento.
El diagrama de bloques de funciones, o Function Block Diagram (FBD) es un
lenguaje gráfico para controladores de lógica programable,1 que describe la función
entre variables de entrada y variables de salida, misma que puede ser descrita como
un conjunto de bloques. Las variables de entrada y salida están conectadas a
bloques por líneas de conexión.
Las entradas y salidas de los bloques están conectadas mediante enlaces, los
cuales pueden usarse para conectar dos puntos lógicos del diagrama, ya sea una
variable de entrada con una entrada del bloque, una salida de un bloque con una
entrada de otro bloque, o una salida de un bloque con una variable de salida.
pág. 22
Organigrama de Bloques Secuenciales:
Explota la concepción algorítmica que todo proceso cumple con una secuencia.
Estos lenguajes son los más utilizados por programadores de PLC con mayor
trayectoria.
pág. 23
¿Qué es un sensor de temperatura?
Un sensor de temperatura es un sistema que detecta variaciones en la temperatura
del aire o del agua y las transforma en una señal eléctrica que llega hasta un sistema
electrónico. Esta señal conlleva determinados cambios en ese sistema electrónico
para la regulación de la temperatura.
También conocido como sonda de temperatura, este sensor se compone
principalmente de tres partes. Primeramente, y como es obvio, cuenta con un
elemento sensor (cuyos tipos pasaremos a ver en este post). Además de este
elemento, se compone de una vaina de material conductor en su interior y un cable
que conecta al sistema electrónico en cuestión.
Una vez se comprende un poco mejor cómo se lleva a cabo el control de
temperatura a través de estos sistemas, es el momento de pasar a ver los tipos de
sensores de temperatura existentes en la actualidad.
pág. 24
Tipos de sensores de temperatura.
Dependiendo de su funcionamiento y de la manera en la que transforman la señal,
existen distintos tipos de sensores de temperatura. Principalmente, se
encuentran tres categorías dentro de estos sensores: termopares, termistores y
RTD.
Ahora pasaremos a ver de manera detallada estos tipos de sensores de
temperatura, en los que es posible encontrar a su vez distintas variantes:
Sensores termopares.
El termopar es el sensor más empleado en los sistemas de medición de
temperatura. Estos sensores económicos, de sencilla instalación y con una
precisión ajustada a distintos procesos. Aunque su funcionamiento cumple con
suficiencia, su respuesta puede ser algo lenta en comparación con otros tipos de
sensores de temperatura.
El funcionamiento de los termopares se basa en dos hilos metálicos de diferentes
materiales unidos por un extremo, el cual se conoce como junta caliente o junta de
medición. Cuenta con otro extremo separado, llamado junta fría. La diferencia de
temperatura entre ambas juntas produce un diferencial de tensión, que será la señal
enviada al dispositivo electrónico.
Dentro de estos sensores, se encuentran diferentes tipos de termopares según los
materiales de los que estén compuestos. Los más comunes son los siguientes:
Termopar Tipo J: Hecho de una combinación de hierro y constatan (aleación de
cobre y niquel). De uso limitado en entornos oxidantes. Cuenta con un rango de
temperatura entre los 0°C y los 750°C.
Termopar Tipo T: Se compone de un alambre de cobre y otro de constatan. De uso
recomendado en entornos de humedad. Su rango de temperatura se encuentra
entre los -250°C y los 350°C.
Termopar Tipo K: Compuesto de una junta de chromega (aleación de cromo y
niquel) y alomega (aleación de aluminio y niquel), es el sistema de captación de
pág. 25
temperatura más extendido. Y es que su rango de temperatura es muy amplio,
situándose entre los -200°C y los 1250°C, aunque se recomienda para medidas
entre 300 y 1100ºC.
Termopar Tipo E: Su combinación de materiales incluyen chromega y constatan.
Su rango de temperaturas se sitúa entre los -200°C y los 900°C.
Además de estas cuatro formas comunes de termopares, existen otras muchas
variantes. Destacables son los formatos para altas temperaturas, como el Termopar
Tipo S (entre 0°C y 1650°C) o el Termopar Tipo R (entre 0°C y 1750°C).
pág. 26
Sensores RTD (Resistance Temperature Detector)
Este tipo de sensor basa su funcionamiento en la resistencia a la temperatura del
material del que está compuesto. Su estructura general se suele componer de un
alambre bien enrollado con un núcleo de vidrio o cerámica a su alrededor.
Estos sensores de temperatura están especialmente indicados para la medición en
entornos industriales, gracias a su inmunidad ante el ruido eléctrico. Entre los
principales materiales con los que se suelen construir, se encuentran el platino, el
molibdeno, el cobre y el níquel.
pág. 27
Sensores Termistores, compuestos de semiconductores
Dentro de los tipos de sensores de temperatura, los termistores destacan por su
funcionamiento. Y es que están compuestos de materiales semiconductores cuya
resistencia a la temperatura varía dependiendo de los grados de la misma. Sus
electrodos internos detectan el calor, midiéndolo por impulsos eléctricos.
El control de temperatura con termistor también presenta variantes. Así, podremos
encontrar los siguientes tipos de termistor según su funcionamiento:
Termistor NTC. La utilización de un sensor de temperatura NTC está
especialmente indicada en amplios rangos de temperaturas. A más temperatura,
menos resistencia. Suelen estar hechos de magnesio, cobre, niquel o cobalto.
Termistor PTC. Estos sensores están indicados para cambios drásticos en la
resistencia y la temperatura que se desea controlar. En este caso, a mayor
temperatura, mayor será la resistencia. Están construidos principalmente en titanio
de bario.
pág. 28
Sensores infrarrojos.
Los sensores de temperatura infrarrojos o sondas de temperatura por infrarrojos,
son sensores para medida de temperatura sin contacto. Esto permite realizar
medidas de temperatura con alta precisión para rangos amplios de temperatura.
Los sensores de temperatura infrarrojos son compactos de alta calidad y bajo costo,
miden la temperatura de objetos y materiales inaccesibles o en movimiento. Con
precisión, consistencia y un sorprendente tiempo de respuesta. Estos sensores son
óptimos para la industria alimenticia, del vidrio, papelera, del plástico, acerera,
asfáltica, automotriz y energética.
Los sensores infrarrojos son compactos de alta calidad y bajo costo, miden la
temperatura de objetos y materiales inaccesibles o en movimiento. Con precisión,
consistencia y un sorprendente tiempo de respuesta.
Estos sensores son óptimos para la industria alimenticia, del vidrio, papelera, del
plástico, acerera, asfáltica, automotriz y energética.
Realizan mediciones de alto rendimiento, miden temperaturas desde -20ºC a
2000ºC. Son compatibles con gran variedad de instrumentación sin realizar interface
o acondicionamiento de señal. Existen diversas resoluciones ópticas, se pueden
configurar desde una computadora mediante software el cual es incluido. Permite
configurar el rango y la emisividad, aplicar filtros, lecturas mínimas, lecturas
máximas, medias e instantáneas. Funciona en ambientes de hasta 50°C aunque
existe una versión con chasis para refrigerar con agua y de un collar para salida de
aire para condiciones más adversas.
pág. 29
Sensores PT100.
La PT100 es un sensor de temperatura que a 0 °C tiene 100 ohms y que al aumentar
la temperatura aumenta su resistencia eléctrica. Este sensor PT100 es el corazón
sensible a la temperatura de cualquier termómetro de resistencia. Aparte de la forma
de montaje, son sus características las que básicamente determinan las
propiedades técnicas de medida del sensor. El incremento de la resistencia de la
PT100 no es lineal pero si creciente y característico del platino de tal forma que
mediante tablas es posible encontrar la temperatura exacta a la que corresponde.
Normalmente las sondas PT100 industriales se fabrican encapsuladas en la misma
forma que los termopares, es decir dentro de un tubo de acero inoxidable u otro
material (vaina). En un extremo está el elemento sensible (Sensor RTD) y en el otro
está el terminal eléctrico de los cables protegido dentro de una caja redonda de
aluminio (cabezal).
pág. 30
Glosario.
Álgebra de Boole: Sistema algebraico donde las preposiciones lógicas se indican
por medio de símbolos y se relacionan mediante operadores que corresponden a
las leyes de la lógica.
API: (Autómata Programable Industrial).Aparato electrónico que sustituye circuitos
auxiliares por sistemas automáticos.
Bifurcación: Punto donde se separan dos o más vías o caminos.
Bit: Contracción de Dígito Binario (Binary Digit).
Bloque: Está formado por varios elementos lógicos con interconexión programable
entre sí. Varios bloques interconectados forman el dispositivo.
BYTE: Grupo de ocho bits. Contacto: Dispositivo que abre y/ o cierra un circuito
eléctrico.
CPU: Unidad Central de Proceso.
EEPROM:(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory): Memoria
programable de sólo lectura eléctricamente borrable. Un tipo de memoria
semiconductora.
ENCONDER: Dispositivo que transforma señales de línea a código.
EPROM: (Erasable Programmable Read-Only Memory): Memoria de sólo lectura
programable y borrable.
Evento: Acontecimiento significativo que tiene una ubicación en el tiempo y en el
espacio, puede tener parámetros.
Flash: Tecnología de memorias no volátiles. Los dispositivos con esta tecnología
son borrados y programados eléctricamente.
Hardware: Parte física o tangible de un equipo de computo.
Kit: Conjunto de partes listas para ensamblar.
pág. 31
Load: Instrucción de carga del programa.
PLC: (Controlador Lógico Programable).
Método: La implementación de una operación. Procedimiento que permite llegar al
resultado de una operación.
NEMAC: National Electrical Manufacturer Association.
Relevador: Dispositivo electromecánico, compuesto de una bobina o electroimán y
contactos.
Software: Programas o aplicaciones utilizadas por la computadora.
SPC: (Gráfico Secuencial de Funciones).
ST: Texto estructurado, lenguaje de alto nivel estructurado por bloques.
TRANSDUCTORES: Convierten las magnitudes físicas en magnitudes eléctricas.
pág. 32
Bibliografías.
 Academia de Redes Cisco, CCNA Exploration Version 4.0,
www.cisco.netacad.net, consultado 2008.
 PLC Artículos, www.euskalnet.net/m.ubiria/ARTICULOS.htm, Abril 2008.
 Módulos Comunicaciones y Red en Controladores Lógicos Programables
http://www.geocities.com/ingenieria_control/control3.htm, Abril 2008 .
 IEC 61131-3 International Standard for Programmable Controllers,
http://www2.sea.siemens.com/Products/ProcessAutomation/Product/APAC
S/IEC+61131-3.htm.

Automatizacion plc (1)

  • 1.
    pág. 1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICADE LA SELVA División Agroalimentaria. Carrera: Agricultura Sustentable y Protegida. Integrantes del equipo. 1.- Mateo López López. 2.- Carlos Gómez Sánchez. 3.- Mercedes Calvo Rodríguez. 4.- Emilly Yahaira López López. Materia: Automatización de invernaderos. Trabajo: Investigaciones. Unidad: II. Turno: Matutino. Fecha de entrega: 08/03/2020. Docente: Ing. Abdías Santiz López.
  • 2.
    pág. 2 Indice Que esun PLC ---------------------------------------------------------------------------------------3 Historia del PLC-------------------------------------------------------------------------------------- 4 Usos y donde se usa el PLC -------------------------------------------------------------------- 5 Funciones de un PLC-------------------------------------------------------------------------------6 Ventajas y desventajas de un PLC------------------------------------------------------------- 7 Campos de aplicación--------------------------------------------------------------------------- 8-9 Funciones básicas de un PLC---------------------------------------------------------------- 10 Nuevas funciones de un PLC --------------------------------------------------------------- 11 Tipos de PLC que existen--------------------------------------------------------------------- 12 Elementos de programación de un PLC: contactos, bobinas, temporizadores, contadores, memorias y bloques funcionales de programación.--------------------- 13 Temporizador--------------------------- ------------------------------------------------------------14 Contadores ------------------------------------------------------------------------------------------15 Contactos-------------------------------------------------------------------------------------------- 16 Contactos LD-------------------------------------------------------------------------------------- 17 Bobinas--------------------------------------------------------------------------------------------- 18 Memoria--------------------------------------------------------------------------------------------- 19 Bloques funcionales de programa-------------------------------------------------------------20 Bloque funcional -----------------------------------------------------------------------------------21 Organigrama de bloque secuencial ---------------------------------------------------------- 22 Que es un sensor de temperatura--------------------------------------------------------------23 Tipos de sensores: sensor termopares --------------------------------------------------24-25 Sensores RTD---------------------------------------------------------------------------------------26 Sensores termistores, compuestos de semiconductores-------------------------------- 27 Sensores infrarrojos--------------------------------------------------------------------------------28 Sensores PT100------------------------------------------------------------------------------------29 Glosario-------------------------------------------------------------------------------------------30-31 Bibliografía.-------------------------------------------------------------------------------------------32
  • 3.
    pág. 3 Que esun PLC. Un PLC es un Controlador Lógico Programable (Programmable Logic Controller), en sí es un sistema de control. Los PLC´s son dispositivos electrónicos o computadoras digitales de tipo industrial que permiten la automatización, especialmente de procesos de la industria, debido a que controlan tiempos de ejecución y regulan secuencias de acciones. De acuerdo con la definición de la NEMA (National Electrical Manufacturers Association) un PLC es: “Un aparato electrónico operado digitalmente, que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones para implementar funciones específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritméticas para controlar, a través de módulos de entrada/salida digitales (ON/OFF) o analógicos (1-5 VDC, 4-20 mA, etc.), varios tipos de máquinas o proceso Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic Controller) o por autómata programable, es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, electroneumáticos, electrohidráulicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje u otros procesos de producción así como 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, 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.
  • 4.
    pág. 4 Historia delPLC. Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional. En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisión automática de General Motors) emitió una solicitud de propuestas para un reemplazo electrónico de los sistemas cableados de relés. La propuesta ganadora vino de Bedford Associates. El resultado fue el primer PLC, designado 084 porque era el proyecto de Bedford Associates n.º 84.2 Bedford Associates comenzó una nueva empresa dedicada al desarrollo, fabricación, venta y mantenimiento de este nuevo producto: Modicon (MOdular DIgital CONtroler). Una de las personas que trabajaron en ese proyecto fue Dick Morley, quien es considerado como el «padre» del PLC.3 La marca Modicon fue vendida en 1977 a Gould Electronics, y posteriormente adquirida por la compañía alemana AEG y luego por la francesa Schneider Electric, el actual propietario. Desarrollo. Los primeros PLC fueron diseñados para reemplazar los sistemas de relés lógicos. Estos PLC fueron programados en lenguaje llamado Listado de instrucciones con el cual las órdenes de control se le indicaban al procesador como un listado secuencial de códigos en lenguaje de máquinas. Luego para facilitar el mantenimiento de los sistemas a controlar se introdujo un lenguaje gráfico llamado lenguaje Ladder también conocido como diagrama de escalera, que se parece mucho a un diagrama esquemático de la lógica de relés. Este sistema fue elegido para reducir las demandas de formación de los técnicos existentes. Otros autómatas primarios utilizaron un formulario de listas de instrucciones de programación. Los PLCs modernos pueden ser programados de diversas maneras, desde diagramas de contactos, a los lenguajes de programación tales como dialectos especialmente adaptados de BASIC y C.
  • 5.
    pág. 5 Usos ydonde se usa un PLC. Los PLC se usan en la actualidad en todo tipo de aplicaciones industriales, resolviendo requerimientos en control de procesos y secuencias de la maquinaria, dentro del sector industrial y ha penetrado las aplicaciones domésticas y comerciales con mayor auge en la última década. Si revisamos a fondo encontraremos PLC’s desplazando a las costosas tarjetas en ascensores, escaleras mecánicas, hornos, dosificadoras, sistemas de bombeo, en cualquier automatismo en centros comerciales, hoteles, hasta en lavadoras, microondas, expendedoras de alimentos y bebidas, la imaginación es el límite. Un PLC es un “cerebro” que activa los componentes de la maquinaria para que desarrollen actividades potencialmente peligrosas para las personas, muy lentas o imperfectas. Es importante que no confundas los PLC (Power Line Communications) que se utilizan en redes de comunicación con el autómata industrial, pues, aunque comparten nombre, los usos son totalmente dispares.
  • 6.
    pág. 6 Funciones deun PLC. La función básica y primordial del PLC ha evolucionado con los años para incluir el control del relé secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de control distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación, almacenamiento, potencia de procesamiento y de comunicación de algunos PLCs modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio. Un enlace-PLC programado combinado con hardware de E/S remoto, permite utilizar un ordenador de sobremesa de uso general para suplantar algunos PLC en algunas aplicaciones. En cuanto a la viabilidad de estos controladores de ordenadores de sobremesa basados en lógica, es importante tener en cuenta que no se han aceptado generalmente en la industria pesada debido a que los ordenadores de sobremesa ejecutan sistemas operativos menos estables que los PLCs, y porque el hardware del ordenador de escritorio está típicamente no diseñado a los mismos niveles de tolerancia a la temperatura, humedad, vibraciones, y la longevidad como los procesadores utilizados en los PLC. Además de las limitaciones de hardware de lógica basada en escritorio; sistemas operativos tales como Windows no se prestan a la ejecución de la lógica determinista, con el resultado de que la lógica no siempre puede responder a los cambios en el estado de la lógica o de los estado de entrada con la consistencia extrema en el tiempo como se espera de los PLCs. Sin embargo, este tipo de aplicaciones de escritorio lógicos encuentran uso en situaciones menos críticas, como la automatización de laboratorio y su uso en instalaciones pequeñas en las que la aplicación es menos exigente y crítica, ya que por lo general son mucho menos costosos que los PLCs.
  • 7.
    pág. 7 Ventajas ydesventajas de un PLC. 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. Así como soportar las vibraciones mecánicas generadas por la maquinaria ya que otros dispositivos serían altamente frágiles o propensos a fallas o rupturas. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos cualificados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento y mantenimiento.
  • 8.
    pág. 8 Campos deaplicación. El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales. Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc. por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como:  Espacio reducido  Procesos de producción periódicamente cambiantes  Procesos secuenciales  Maquinaria de procesos variables  Instalaciones de procesos complejos y amplios  Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso
  • 9.
    pág. 9 Ejemplos deaplicaciones generales:  Maniobra de máquinas  Maquinaria industrial de plástico  Máquinas transfer  Maquinaria de embalajes  Maniobra de instalaciones:  Instalación de aire acondicionado, calefacción.  Instalaciones de seguridad  Señalización y control:  Chequeo de programas  Señalización del estado de procesos.
  • 10.
    pág. 10 Funciones básicasde un PLC Detección: Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación. Mando: Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores. Dialogo hombre máquina: Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso. Programación: Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la máquina.
  • 11.
    pág. 11 Nuevas Funcionesde un PLC. Redes de comunicación. Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida. Sistemas de supervisión: También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple conexión por el puerto serie del ordenador. Control de procesos continuos: Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el autómata. Entradas- Salidas distribuidas: Los módulos de entrada salida no tienen por qué estar en el armario del autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de red. Buses de campo: Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta cíclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado de los accionadores.
  • 12.
    pág. 12 Tipos dePLC que existen. PLC tipo compacto. ¿Quieres saber qué es un PLC compacto? Es aquel que se ajusta a las especificaciones genéricas de los PLCs: tiene incorporada la fuente de alimentación, la CPU y los diferentes módulos. Existen PLCs compactos en tamaño nano, que cuentan con un tamaño súper reducido, aunque el funcionamiento básico del PLC está más limitado por sus características. PLC tipo modular. Esta clase de PLC se caracteriza por estar compuesto por módulos ampliables, lo que le aporta características más potentes que el modelo compacto. Trabaja con programas más complejos, tiene mayor capacidad de memoria y operatividad. PLC de montaje en rack. Cuando sabes qué es un PLC modular es más fácil comprender el montaje en rack. Es prácticamente igual, pero existen diferencias en el rack donde se colocan los módulos del PLC. En el caso del montaje en rack se permite el intercambio de información entre los diferentes módulos, esto permite una velocidad mayor de transmisión de la información y, por tanto, optimiza el funcionamiento del PLC. PLC con HMI incorporado El HMI (Human Machine Interface) es un dispositivo programable, una interfaz gráfica, que combinado con el PLC permite optimizar la experiencia de programación y uso de la máquina. Reduce el cableado de los elementos del PLC y los muestra en una pantalla gráfica según se programe.
  • 13.
    pág. 13 Elementos deprogramación de un PLC: contactos, bobinas, temporizadores, contadores, memorias y bloques funcionales de programación. Procedimiento para programar y cargar:  Determinar los requisitos del sistema al cual se aplica el PLC.  Identificar los dispositivos de E/S y asociarlos a las direcciones físicas mediante una tabla de asignación.  Preparar tablas que indiquen: bits de trabajo, temporizadores, contadores. Generar el programa en el lenguaje seleccionado.  Transferir el programa a la CPU. Si se realiza mediante consola habrá que traducir el programa a mnemónico.  Verificar, vía simulación, el correcto funcionamiento del programa.  Memorizar el programa definitivo. Los lenguajes para la programación de los PLCs han sido considerados en el estándar IEC 61131-3. Se definieron dos lenguajes literales: Lista de instrucciones (IL) – lenguaje de tipo ensamblador con uso de acumuladores. Texto Estructurado (ST) – un lenguaje de alto nivel similar a C y, sobre todo a Pascal. Se establecieron tres lenguajes gráficos: Diagrama de Bloques de Funciones (FBD) - Basado en esquemas de compuertas lógicas. Diagramas de Tipo Escalera (LD) o lenguaje de contactos. Diagrama de Funciones Secuenciales (SFC) o GRAFCET. Especificado para sistemas secuenciales.
  • 14.
    pág. 14 1. Temporizadores. Conceptualmenteun temporizador (TIMER) es un dispositivo electrónico utilizado para proveer señales de base de tiempo o para generar señales de acción retardada Variable. Un temporizador timer digital consiste generalmente de un contador decreciente en donde cada decremento en uno del preset del contador,será realizado a un frecuencia conocida(veces por segundo) y llegar a cero se activa un relevador interno o uno de salida
  • 15.
    pág. 15 2.-Contadores. Para realizaciónde tareas de conteo de eventos externos los PLC tienen los contadores. Estos los hay diferente tipo, al igual que los que se fabrican en circuitos TTL.Los hay contadores incrementales decrementales conteo UP DOWN,etc. Los diferentes PLC nos proporcionan algunos o a veces todos estos tipos de contadores. Aquí mostramos algunos de los usados por el MICRO1 de SquareD
  • 16.
    pág. 16 3.-Contactos. Un circuitode contactos se compone de una serie de instrucciones gráficas específicas, relacionadas entre sí mediante conexiones horizontales y verticales que conducen a una o varias salidas y/o acciones, situadas entre las dos barras verticales que representan la diferencia de potencial. Se siguen las reglas del álgebra de contactos. Las funciones lógicas se representan mediante un circuito de contactos conectado en serie con la variable de salida. El cierre de dicho circuito de contactos activa la variable de salida. La línea vertical de la izquierda representa el terminal de alimentación, mientras que la línea vertical de la derecha representa el terminal de masa.
  • 17.
  • 18.
    pág. 18 4.-Bobinas. En laprogramación PLC las bobinas representan electroimanes de relevadores eléctricos. Las bobinas son consideradas como elementos internos de un PLC, pero igualmente actúan como salidas. Como electroimanes internos son representados por las letras M y V. Cuando actúan como salidas tipo motor eléctrico, solenoides o cilindros, representan la letra Q. las bobinas representan abstractamente la bobina de un relé y por extensión cualquier tipo de accionador susceptible de ser activado por medio de una señal eléctrica. Desde el punto de vista del lenguaje de programación, una bobina, es una operación de asignación, la cual asigna el resultado de la operación lógica previa a la bobina a la posición de memoria indicada. Las consultas pueden ser conectadas en serie y/o en paralelo, en número y forma que se desee conformando de esta manera una operación lógica. Esta operación lógica devolvera un resultado lógico (RLO) que será asignado a una o varias posiciones de memoria por medio de una o varias bobinas, con la única restricción de que nunca puede haber dos bobinas en serie, por el mismo motivo de que en un circuito electrónico no se podría conectar dos relés en serie. Las bobinas siempre han de ir conectadas en paralelo.
  • 19.
    pág. 19 5.-Memorias. Una memoriainterna es aquella donde se puede almacenar los resultados provenientes de las combinaciones de entradas y salidas y, este valor almacenado, puede tomar diferente denominaciones tales como: Bits (B) Marca (M) Bandera (F), etc. Una memoria interna se considera desde el punto de vista técnico, como una salida virtual, esto quiere decir que físicamente no activa una salida como un contactor, sino, es un dato que se encuentra almacenado en la memoria y puede tomar los valores de 0 y 1. Sus ventajas se reflejan en: •Simplifica la solución de los problemas. •Rápido diagnóstico de fallas, etc.
  • 20.
    pág. 20 Bloques funcionalesde programación. Los lenguajes de programación son necesarios para la comunicación entre el usuario (sea programador u operario de la máquina o proceso donde se encuentre el PLC) y el PLC. La interacción que tiene el usuario con el PLC la puede realizar por medio de la utilización de un cargador de programa (loader Program) también reconocida como consola de programación o por medio de un PC (computador Personal).Tenga en cuenta que: En procesos grandes o en ambientes industriales el PLC recibe el nombre también de API (Autómata Programable Industrial) y utiliza como interfase para el usuario pantallas de plasma, pantallas de contacto (touch screen) o sistemas SCADA (sistemas para la adquisición de datos, supervisión, monitoreo y control de los procesos), cuyo contenido no serán presentados ni tenidos en cuenta en este curso. Los fabricantes de PLC han desarrollado una cantidad de lenguajes de programación en mayoría de los casos siguiendo normas internacionales, con el fin de suplir las necesidades y expectativas de los programadores. En la siguiente tabla se presentan lenguajes de uso común.
  • 21.
    pág. 21 Bloque funcional. Sebasa en bloques que realizan operaciones matemáticas simples para poder determinar una salida. Su estructura describe las funciones entre entradas y salidas. Una función es descrita como un grupo de bloques elementales. Las entradas y salidas están conectadas con líneas conectoras: La ejecución automática en orden predeterminado por las interconexiones simplifica la creación y la modificación de programas. Descripciones de bloques de etiquetas y cajas de texto flotantes y ancladas permiten la fácil documentación y mejoran el entendimiento. El diagrama de bloques de funciones, o Function Block Diagram (FBD) es un lenguaje gráfico para controladores de lógica programable,1 que describe la función entre variables de entrada y variables de salida, misma que puede ser descrita como un conjunto de bloques. Las variables de entrada y salida están conectadas a bloques por líneas de conexión. Las entradas y salidas de los bloques están conectadas mediante enlaces, los cuales pueden usarse para conectar dos puntos lógicos del diagrama, ya sea una variable de entrada con una entrada del bloque, una salida de un bloque con una entrada de otro bloque, o una salida de un bloque con una variable de salida.
  • 22.
    pág. 22 Organigrama deBloques Secuenciales: Explota la concepción algorítmica que todo proceso cumple con una secuencia. Estos lenguajes son los más utilizados por programadores de PLC con mayor trayectoria.
  • 23.
    pág. 23 ¿Qué esun sensor de temperatura? Un sensor de temperatura es un sistema que detecta variaciones en la temperatura del aire o del agua y las transforma en una señal eléctrica que llega hasta un sistema electrónico. Esta señal conlleva determinados cambios en ese sistema electrónico para la regulación de la temperatura. También conocido como sonda de temperatura, este sensor se compone principalmente de tres partes. Primeramente, y como es obvio, cuenta con un elemento sensor (cuyos tipos pasaremos a ver en este post). Además de este elemento, se compone de una vaina de material conductor en su interior y un cable que conecta al sistema electrónico en cuestión. Una vez se comprende un poco mejor cómo se lleva a cabo el control de temperatura a través de estos sistemas, es el momento de pasar a ver los tipos de sensores de temperatura existentes en la actualidad.
  • 24.
    pág. 24 Tipos desensores de temperatura. Dependiendo de su funcionamiento y de la manera en la que transforman la señal, existen distintos tipos de sensores de temperatura. Principalmente, se encuentran tres categorías dentro de estos sensores: termopares, termistores y RTD. Ahora pasaremos a ver de manera detallada estos tipos de sensores de temperatura, en los que es posible encontrar a su vez distintas variantes: Sensores termopares. El termopar es el sensor más empleado en los sistemas de medición de temperatura. Estos sensores económicos, de sencilla instalación y con una precisión ajustada a distintos procesos. Aunque su funcionamiento cumple con suficiencia, su respuesta puede ser algo lenta en comparación con otros tipos de sensores de temperatura. El funcionamiento de los termopares se basa en dos hilos metálicos de diferentes materiales unidos por un extremo, el cual se conoce como junta caliente o junta de medición. Cuenta con otro extremo separado, llamado junta fría. La diferencia de temperatura entre ambas juntas produce un diferencial de tensión, que será la señal enviada al dispositivo electrónico. Dentro de estos sensores, se encuentran diferentes tipos de termopares según los materiales de los que estén compuestos. Los más comunes son los siguientes: Termopar Tipo J: Hecho de una combinación de hierro y constatan (aleación de cobre y niquel). De uso limitado en entornos oxidantes. Cuenta con un rango de temperatura entre los 0°C y los 750°C. Termopar Tipo T: Se compone de un alambre de cobre y otro de constatan. De uso recomendado en entornos de humedad. Su rango de temperatura se encuentra entre los -250°C y los 350°C. Termopar Tipo K: Compuesto de una junta de chromega (aleación de cromo y niquel) y alomega (aleación de aluminio y niquel), es el sistema de captación de
  • 25.
    pág. 25 temperatura másextendido. Y es que su rango de temperatura es muy amplio, situándose entre los -200°C y los 1250°C, aunque se recomienda para medidas entre 300 y 1100ºC. Termopar Tipo E: Su combinación de materiales incluyen chromega y constatan. Su rango de temperaturas se sitúa entre los -200°C y los 900°C. Además de estas cuatro formas comunes de termopares, existen otras muchas variantes. Destacables son los formatos para altas temperaturas, como el Termopar Tipo S (entre 0°C y 1650°C) o el Termopar Tipo R (entre 0°C y 1750°C).
  • 26.
    pág. 26 Sensores RTD(Resistance Temperature Detector) Este tipo de sensor basa su funcionamiento en la resistencia a la temperatura del material del que está compuesto. Su estructura general se suele componer de un alambre bien enrollado con un núcleo de vidrio o cerámica a su alrededor. Estos sensores de temperatura están especialmente indicados para la medición en entornos industriales, gracias a su inmunidad ante el ruido eléctrico. Entre los principales materiales con los que se suelen construir, se encuentran el platino, el molibdeno, el cobre y el níquel.
  • 27.
    pág. 27 Sensores Termistores,compuestos de semiconductores Dentro de los tipos de sensores de temperatura, los termistores destacan por su funcionamiento. Y es que están compuestos de materiales semiconductores cuya resistencia a la temperatura varía dependiendo de los grados de la misma. Sus electrodos internos detectan el calor, midiéndolo por impulsos eléctricos. El control de temperatura con termistor también presenta variantes. Así, podremos encontrar los siguientes tipos de termistor según su funcionamiento: Termistor NTC. La utilización de un sensor de temperatura NTC está especialmente indicada en amplios rangos de temperaturas. A más temperatura, menos resistencia. Suelen estar hechos de magnesio, cobre, niquel o cobalto. Termistor PTC. Estos sensores están indicados para cambios drásticos en la resistencia y la temperatura que se desea controlar. En este caso, a mayor temperatura, mayor será la resistencia. Están construidos principalmente en titanio de bario.
  • 28.
    pág. 28 Sensores infrarrojos. Lossensores de temperatura infrarrojos o sondas de temperatura por infrarrojos, son sensores para medida de temperatura sin contacto. Esto permite realizar medidas de temperatura con alta precisión para rangos amplios de temperatura. Los sensores de temperatura infrarrojos son compactos de alta calidad y bajo costo, miden la temperatura de objetos y materiales inaccesibles o en movimiento. Con precisión, consistencia y un sorprendente tiempo de respuesta. Estos sensores son óptimos para la industria alimenticia, del vidrio, papelera, del plástico, acerera, asfáltica, automotriz y energética. Los sensores infrarrojos son compactos de alta calidad y bajo costo, miden la temperatura de objetos y materiales inaccesibles o en movimiento. Con precisión, consistencia y un sorprendente tiempo de respuesta. Estos sensores son óptimos para la industria alimenticia, del vidrio, papelera, del plástico, acerera, asfáltica, automotriz y energética. Realizan mediciones de alto rendimiento, miden temperaturas desde -20ºC a 2000ºC. Son compatibles con gran variedad de instrumentación sin realizar interface o acondicionamiento de señal. Existen diversas resoluciones ópticas, se pueden configurar desde una computadora mediante software el cual es incluido. Permite configurar el rango y la emisividad, aplicar filtros, lecturas mínimas, lecturas máximas, medias e instantáneas. Funciona en ambientes de hasta 50°C aunque existe una versión con chasis para refrigerar con agua y de un collar para salida de aire para condiciones más adversas.
  • 29.
    pág. 29 Sensores PT100. LaPT100 es un sensor de temperatura que a 0 °C tiene 100 ohms y que al aumentar la temperatura aumenta su resistencia eléctrica. Este sensor PT100 es el corazón sensible a la temperatura de cualquier termómetro de resistencia. Aparte de la forma de montaje, son sus características las que básicamente determinan las propiedades técnicas de medida del sensor. El incremento de la resistencia de la PT100 no es lineal pero si creciente y característico del platino de tal forma que mediante tablas es posible encontrar la temperatura exacta a la que corresponde. Normalmente las sondas PT100 industriales se fabrican encapsuladas en la misma forma que los termopares, es decir dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina). En un extremo está el elemento sensible (Sensor RTD) y en el otro está el terminal eléctrico de los cables protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).
  • 30.
    pág. 30 Glosario. Álgebra deBoole: Sistema algebraico donde las preposiciones lógicas se indican por medio de símbolos y se relacionan mediante operadores que corresponden a las leyes de la lógica. API: (Autómata Programable Industrial).Aparato electrónico que sustituye circuitos auxiliares por sistemas automáticos. Bifurcación: Punto donde se separan dos o más vías o caminos. Bit: Contracción de Dígito Binario (Binary Digit). Bloque: Está formado por varios elementos lógicos con interconexión programable entre sí. Varios bloques interconectados forman el dispositivo. BYTE: Grupo de ocho bits. Contacto: Dispositivo que abre y/ o cierra un circuito eléctrico. CPU: Unidad Central de Proceso. EEPROM:(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory): Memoria programable de sólo lectura eléctricamente borrable. Un tipo de memoria semiconductora. ENCONDER: Dispositivo que transforma señales de línea a código. EPROM: (Erasable Programmable Read-Only Memory): Memoria de sólo lectura programable y borrable. Evento: Acontecimiento significativo que tiene una ubicación en el tiempo y en el espacio, puede tener parámetros. Flash: Tecnología de memorias no volátiles. Los dispositivos con esta tecnología son borrados y programados eléctricamente. Hardware: Parte física o tangible de un equipo de computo. Kit: Conjunto de partes listas para ensamblar.
  • 31.
    pág. 31 Load: Instrucciónde carga del programa. PLC: (Controlador Lógico Programable). Método: La implementación de una operación. Procedimiento que permite llegar al resultado de una operación. NEMAC: National Electrical Manufacturer Association. Relevador: Dispositivo electromecánico, compuesto de una bobina o electroimán y contactos. Software: Programas o aplicaciones utilizadas por la computadora. SPC: (Gráfico Secuencial de Funciones). ST: Texto estructurado, lenguaje de alto nivel estructurado por bloques. TRANSDUCTORES: Convierten las magnitudes físicas en magnitudes eléctricas.
  • 32.
    pág. 32 Bibliografías.  Academiade Redes Cisco, CCNA Exploration Version 4.0, www.cisco.netacad.net, consultado 2008.  PLC Artículos, www.euskalnet.net/m.ubiria/ARTICULOS.htm, Abril 2008.  Módulos Comunicaciones y Red en Controladores Lógicos Programables http://www.geocities.com/ingenieria_control/control3.htm, Abril 2008 .  IEC 61131-3 International Standard for Programmable Controllers, http://www2.sea.siemens.com/Products/ProcessAutomation/Product/APAC S/IEC+61131-3.htm.