Este documento presenta una introducción a los controladores lógicos programables (PLC). Explica la evolución histórica de los PLC desde su creación en la década de 1960, las arquitecturas de hardware típicas, y los conceptos básicos de programación. También describe las características y aplicaciones de las entradas y salidas digitales y analógicas, así como ejemplos de familias populares de PLC como Siemens S5 y S7.

1. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica

2. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica
INTRODUCCIÓN
PLC

3. 3
DESARROLLO
¾ EVOLUCIÓN.-
¾ARQUITECTURAS DE HARDWARE.-
¾INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.-
¾PRÁCTICA DE PROGRAMACIÓN.-
PLC - INTRODUCCIÓN

4. 4
BIBLIOGRAFÍA
¾ AUTÓMATAS PROGRAMABLES.-
JOSEP BALCELLS – JOSÉ LUIS ROMERAL
MARCOMBO – 2000.-
¾ MANUALES.-
¾ SIMATIC S7-200.-
¾ SIMATIC S7-300 S7-400.-
PLC - INTRODUCCIÓN

5. SF
RUN
STOP
SIEMENS
SIMATIC
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
S7-200
Micro PLC 212
> AUT
> AUTÓ
ÓMATA PROGRAMABLE.
MATA PROGRAMABLE.-
-
> AUT
> AUTÓ
ÓMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL.
MATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL.-
-
> AUT
> AUTÓ
ÓMATA INDUSTRIAL.
MATA INDUSTRIAL.-
-
> CONTROLADOR L
> CONTROLADOR LÓ
ÓGICO
GICO
PROGRAMABLE.
PROGRAMABLE.-
-
> P L C.-
> DENOMINACIÓN.-
PLC - INTRODUCCIÓN

6. • DEFINICIÓN
• Un controlador programable (PLC), es una
microcomputadora robusta, para aplicación
en sistemas de control industrial.
• Los PLC´s se desarrollaron para reemplazar
dispositivos electromecánicos tales como:
– RELAYS
– TIMERS
– COUNTERS
•
• FUNCI
FUNCIÓ
ÓN
N
PLC - INTRODUCCIÓN

7. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica
SOLENOIDES LÁMPARAS CONTACTORES
BOTONERAS SENSORES LÍMITES
DE
CARRERA

8. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica
TABLERO ELECTROMECÁNICO

9. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica
CONDICIONES PARA REEMPLAZAR AL TABLERO ELECTROMECÁNICO
•ESTADO SÓLIDO
•ROBUSTO
•FLEXIBLE
LÓGICA PROGRAMADA EN REEMPLAZO
DE LÓGICA CABLEADA
•SIMPLE
•REUTILIZABLE
PARA REEMPLAZO DE COMPONENTES
LARGA VIDA ÚTIL
ORIENTADO A CUADROS TÉCNICOS
FÁCIL ADAPTACIÓN A DISTINTAS
APLICACIONES
ADAPTADO A AMBIENTE INDUSTRIAL

10. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica
SOLENOIDES LÁMPARAS CONTACTORES
BOTONERAS SENSORES LÍMITES
DE
CARRERA

11. EVOLUCIÓN
60´s
PRIMERA APLICACIÓN DE LOS PLC´s.
OBJETIVO: DISMINUIR EL COSTO DE REEMPLAZAR LOS
SISTEMAS DE CONTROL A RELÉS COMPLEJOS
BEDFORD ASSOCIATES PROPUSO EL DENOMINADO
MODULAR DIGITAL CONTROLLER
MODULAR DIGITAL CONTROLLER –
– MODICON
MODICON PARA
FABRICACIÓN DE AUTOMÓVILES PRIMER PLC
OTRAS PROPUESTAS FUERON ESQUEMAS BASADOS
EN MINICOMPUTADORAS – PDP - 8.-
PLC - INTRODUCCIÓN

12. EVOLUCIÓN
60´s
PLC - INTRODUCCIÓN
PRIMER MODICON

13. PLC - INTRODUCCIÓN
MINICOMPUTADORA PDP8
EVOLUCIÓN
60´s

14. 70´s
LA TECNOLOGÍA MIGRA HACIA MÁQUINAS DE ESTADO
SECUENCIALES Y TECNOLOGÍA BIT-SLICE – AMD2901
ADOPTADO POR MODICON.-
CUANDO LOS MICROPROCESADORES ALCANZARON
LA POTENCIA SUFICIENTE SE COMENZARON A
APLICAR EN LOS PLC´s.-
EN 1973 COMIENZAN A IMPLEMENTARSE LAS PRIMERAS
COMUNICACIONES ENTRE PLC´s. EL DESARROLLO DEL
PRIMER SISTEMA LO REALIZÓ MODICON ( MODBUS
MODBUS ).
).-
-
PLC - INTRODUCCIÓN

15. 70´s
SE DESARROLLAN LAS PRIMERAS INTERFACES
ANALÓGICAS.-
LA CARENCIA DE ESTANDARIZACIÓN Y EL CAMBIO
PERMANENTE DE TECNOLOGÍA PRODUJERON
DIVERSIDAD DE PROTOCOLOS Y REDES FÍSICAS
INCOMPATIBLES
80´s
PRIMER INTENTO HACIA LA ESTANDARIZACIÓN DE LAS
COMUNICACIONES CON EL PROTOCOLO MAP –
MANUFACTURING AUTOMATION PROTOCOL DE GM.-
PLC - INTRODUCCIÓN

16. 80´s
¾ APLICACIÓN DE MICROPROCESADORADORES
Y MICROCONTROLADORES A PLC´s.-
¾REDUCCIÓN DRÁSTICA DE TAMAÑO.-
¾INCREMENTO EN LA VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO
¾INTRODUCCION DE LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA
SIMBÓLICA SOBRE PC EN REEMPLAZO DE LAS
TERMINALES DEDICADAS.-
PLC - INTRODUCCIÓN

17. 90´s
¾ACTUALIZACIÓN DE LOS PROTOCOLOS DE
COMUNICACIONES QUE PREVALECIERON DE LOS ´80´s
¾ESTANDARIZACIÓN DE LOS LENGUAJES DE
PROGRAMACIÓN ( IEC 1131-3 )
* CONTACTOS
* LISTADO DE INSTRUCCIONES
* BLOQUES FUNCIONALES
* C
¾REEMPLAZO DE PLC CON PC EN ALGUNAS
APLICACIONES
PLC - INTRODUCCIÓN

18. 2.- CONSTITUCIÓN
Módulo de Entrada
Los módulos de
entrada traen las
señales de campo
Unidad
Central de
Procesamiento
(CPU)
La Unidad Central
de Proceso genera
decisiones
M
Mó
ódulo de Salida
dulo de Salida
Los módulos de
salida controlan los
dispositivos de
campo
PLC - INTRODUCCIÓN

19. ARQUITECTURA GENÉRICA DE LOS PLC’s
PLC - INTRODUCCIÓN

20. PLC - INTRODUCCIÓN
CRITERIOS BÁSICOS DE CLASIFICACIÓN
- COMPACTO
- MODULAR
- COMPACTO / MODULAR
- NANO PLC
- MICRO PLC
- PLC MODULARES
- FUNCIONES BÁSICAS
- FUNCIONES MATEMÁTICAS
- LAZOS
- CONTADORES RÁPIDOS
- COMUNICACIONES
CONSTRUCCIÓN
CANTIDAD DE
ENTRADAS Y SALIDAS
CAPACIDAD DE
PROCESAMIENTO

21. FAMILIA SIEMENS S-5
PLC - INTRODUCCIÓN

22. FAMILIA SIEMENS S-5
S5
S5-
-115
115
MODULAR
MODULAR
S5
S5-
-95
95
COMPACTO
COMPACTO
S5
S5-
-90
90
COMPACTO
COMPACTO
PLC - INTRODUCCIÓN

23. PANEL FRONTAL S5 - 95 U
PLC - INTRODUCCIÓN

24. CPU 115-U CON INTERFACES
PLC - INTRODUCCIÓN

25. CPU 115-U - ESQUEMA
PLC - INTRODUCCIÓN

26. FAMILIA SIEMENS S-7
PLC - INTRODUCCIÓN

27. PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S7
SIMATIC
S7-200
MICROPLC
COMPACTO
SIMATIC
S7-300
MODULAR
GAMA BAJA
SIMATIC
S7-400
MODULAR
GAMA MEDIA
GAMA ALTA

28. FAMILIA SIEMENS S7 -200
S7-212
S7-214
S7-215
PLC - INTRODUCCIÓN

29. FAMILIA S-7 / 200
S7-221 S7-222
S7-224 S7-226
PLC - INTRODUCCIÓN

30. FAMILIA S-7-200
S7-222
PLC - INTRODUCCIÓN
ALIMENTACIÓN
SALIDAS
INTERFACE
DE PROGR.
SELECTOR
DE MODOS
CONECTOR
PARA
MÓDULOS
POTENCIOM.
ANALÓGICO
ENTRADAS ALIM.SENSORES
24 V. /180mA

31. FAMILIA S-7-300
PLC - INTRODUCCIÓN

32. FAMILIA S-7-300
INTERFACE
DE
COMUNICACIONES
PLC - INTRODUCCIÓN

33. 3.- ENTRADAS y SALIDAS
DIGITALES
DIGITALES
INCORPORADAS
INCORPORADAS
M
MÓ
ÓDULOS EXTERNOS
DULOS EXTERNOS
ANAL
ANALÓ
ÓGICAS
GICAS
INCORPORADAS
INCORPORADAS
M
MÓ
ÓDULOS EXTERNOS
DULOS EXTERNOS
PULSADOR
PULSADOR
FIN DE CARRERA
FIN DE CARRERA
PRESOSTATO
PRESOSTATO
SENSOR DE PROXIM.
SENSOR DE PROXIM.
PLC - INTRODUCCIÓN
TIPOS
TIPOS
SEÑALES V/I NORM.
TERMOCUPLAS
RTD (PT100)
STRAIN GAGE
ESPECIALES
INCORPORADAS
INCORPORADAS
M
MÓ
ÓDULOS EXTERNOS
DULOS EXTERNOS
INTERRUP.
ALARMAS
HSC
SALIDAS PWM
INTELIGENTES
CO-PROCESADOR
(matemático)
COMUNICACIONES
REDES

34. PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ENTRADAS DIGITALES
ENTRADAS DIGITALES
SEÑALES
DE CAMPO
ACONDICIONADOR
DE SEÑAL
INDICADOR
DE ESTADO
AISLACIÓN
LÓGICA
MEMORIA
IMAGEN
DE ENTRADAS

35. PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ENTRADAS DIGITALES
ENTRADAS DIGITALES
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
•TENSIÓN NOMINAL
•NIVELES ON / OFF
•POLARIDAD NPN O PNP
•AISLACIÓN GALVÁNICA
•TIEMPO DE RESPUESTA
EJEMPLO
ENTRADAS = 8
Vin = 18 A 30 Vdc
V ALIMENTACIÓN = EXTERNA
V. MÁX OFF = 3 V.
V. MÍN ON = 16 V.
I. MÁX = 20 mA.
TIEMPO RESP. = 10 ms.
CONSUMO = 120 mA.

36. ENTRADAS DIGITALES INCORPORADAS
TERMINALES
TERMINALES
DE CONEXI
DE CONEXIÓ
ÓN
N
DIAGRAMA ESQUEM
DIAGRAMA ESQUEMÁ
ÁTICO DE CONEXI
TICO DE CONEXIÓ
ÓN
N
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

37. PLC - INTRODUCCIÓN
MEMORIA
IMAGEN DE SALIDAS
AISLACIÓN
INDICADOR
DE ESTADO
CONEXIÓN (RELÉ,TRIAC,TRANSISTOR
PROTECCIÓN
CARGA
3.- ENTRADAS y SALIDAS
SALIDAS DIGITALES
SALIDAS DIGITALES

38. TERMINALES
DE CONEXIÓN
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE CONEXIÓN
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
SALIDAS DIGITALES INCORPORADAS

39. 39
DIRECCIONAMIENTO DE ENTRADAS
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

40. 40
DIRECCIONAMIENTO DE SALIDAS
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

41. ENTRADAS Y SALIDAS.-
MÓDULOS EXTERNOS.-
• AGREGAN E / S
ANALÓGICAS Y
DIGITALES.-
• LA CANTIDAD DE
MODULOS
PERMITIDA
DEPENDE DEL
TIPO DE CPU.-
PLC - INTRODUCCIÓN

42. MÓDULOS EXTERNOS
CONEXIÓN A LA CPU
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

43. PLC - INTRODUCCIÓN
MÓDULOS EXTERNOS.-

44. MÓDULOS EXTERNOS.-
PLC - INTRODUCCIÓN

45. MÓDULOS EXTERNOS.-
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

46. PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
SALIDAS DIGITALES
SALIDAS DIGITALES
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
•TIPO
•NIVELES ON / OFF
•POLARIDAD NPN O PNP
•AISLACIÓN GALVÁNICA
•TIEMPO DE RESPUESTA
TRANSISTOR (DC)
TRIAC (AC)
RELÉ (DC /AC)
•PROTECCIÓN
POR SALIDA
POR MÓDULO
•CORRIENTE

47. ENTRADAS ANALÓGICAS
SALIDAS ANALÓGICAS
•TERMOCUPLAS (TIPO)
•TACÓMETROS
•POSICIONADORES DE VÁLVULAS
•CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
0-10V
±10V
0 - 20 mA
4 - 20 mA
PT100
PT500
PT1000
•RESOLUCIÓN / ACTUALIZACIÓN
•MULTIPLEXADO
•TENSIÓN
•CORRIENTE
•RTD´S

48. PLC - INTRODUCCIÓN
CONVERSIÓN A / D
SEÑALES
DE CAMPO
MULTIPLEXADO
AISLACIÓN
MEMORIA IMAGEN DE ENTRADAS
ENTRADAS ANALÓGICAS
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ACONDICIONADOR
DE SEÑAL

49. 49
DIRECCIONAMIENTO E / S ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN

50. MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN

51. MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN

52. SALIDAS ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS MEMORIA
IMAGEN DE SALIDAS
BUFFER
AISLACIÓN
MULTIPLEXADO
CONVERSIÓN
D /A
MULTIPLEXADO
CAMPO

53. MÓDULO DE SALIDAS ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

54. MÓDULO DE ENTRADAS DIGITALES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

55. MÓDULO DE SALIDAS DIGITALES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS

56. MÓDULOS ESPECIALES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
•ENCODERS
•SALIDA DE PULSOS PWM
•POSICIONAMIENTO
•COPROCESADORES
•MODEM
•REDES

57. INTERCONEXIÓN PLC´s - PC
PLC - INTRODUCCIÓN

58. Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica
HACIA EL CAMPO
DESDE EL CAMPO
CPU
MEMORIA
PROGRAMA
IMAGEN ENT.
IMAGEN SAL.
TEMPORIZADORES
CONTADORES
SIST.OPERATIVO
HMI
CONSOLA DE
PROGRAM.

59. 4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.-
CICLO BASE DE FUNCIONAMIENTO.-
LEER
ENTRADAS
PROCESAR
PROGRAMA
ESCRIBIR
SALIDAS
PROCESAR
MENSAJES
DIAGNOSTICAR
CPU
PLC - INTRODUCCIÓN

60. PROGRAMA PRINCIPAL
SE EJECUTA UNA VEZ
POR CICLO.-
BEGIN
MEND
SUBR. # 0
SUBR. # 0
RET
RET
SUBR. # n
SUBR. # n
RET
RET
INT # 0
INT # 0
RET I
RET I
INT # 0
INT # 0
RET I
RET I
OPCIONAL
ESTRUCTURA DE PROGRAMAS
PLC - INTRODUCCIÓN
4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.-

61. LADDER
KOP
LISTING
AWL
•GRAFCET
•F U P
ANÁLISIS DE SISTEMAS
DIAGRAMAS DE FLUJO.-
LENGUAJE STEP 5 / 7
EDITORES
PLC - INTRODUCCIÓN
(KOntakt Plänen)
(AnWeisungs Listen)
( FUnktions Plänen )
(GRAFique de Commandos ÉlectroTechniques)
SISTEME TECHNISCHE ELEMENTE PROGRAMIERUNG
•CONTACTOS
•LISTADO DE
INSTRUCCIONES

62. CIRCUITO
ELÉCTRICO
LADDER - KOP
FUP
AWL
LD I 0.0
A I 0.1
LD I 0.2
A I 0.3
OLD
= Q 0.0
PLC - INTRODUCCIÓN

63. PLC - INTRODUCCIÓN
CLASIFICACIÓN INSTRUCCIONES KOP
4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.-
•COMBINACIONES DE CONTACTOS
•TEMPORIZADORES
•CONTADORES
•OPERACIONES LÓGICAS
•OPERACIONES ARITMÉTICAS
•CONVERSIONES
•SUBRUTINAS
•INTERRUPCIONES
•MOVIMIENTO DE DATOS

64. AMBIENTE
DE
PROGRAMACIÓN
PLC - INTRODUCCIÓN

65. FAMILIA SIEMENS S7- 200
PLC - INTRODUCCIÓN

66. RELÉS PROGRAMABLES.-
PLC - INTRODUCCIÓN

67. PRODUCTOS SCHNEIDER
NANO MICRO
PLC - INTRODUCCIÓN

68. FAMILIA SIEMENS S-5
PLC - INTRODUCCIÓN

69. VISUALIZADOR DE TEXTOS
SIEMENS TD - 200
PLC - INTRODUCCIÓN