El documento describe la estructura externa e interna de los PLC. Externamente, un PLC contiene un rack principal donde se conectan otros elementos como módulos de entrada y salida. Internamente, un PLC incluye una CPU, memorias, fuente de poder y buses que permiten la comunicación entre componentes.

1. ESTRUCTURA DE LOS PLC 23/01/2011 1 JOHN TERAN - PLC´S

2. Estructura externa El Autómata Programable Industrial o PLC, puede ser considerado, en principio, como una caja negra que contiene un conjunto de entradas y salidas, en las cuales se conectan directamente los elementos primarios y finales de control. Es capaz de controlar un proceso, por medio de dichos dispositivos y la programación de la lógica adecuada. 23/01/2011 2 JOHN TERAN - PLC´S

3. Estructura externa Rack Principal Este elemento es sobre el que se conectan el resto de los elementos. Va atornillado a la placa de montaje del armario de control. Puede alojar a un número finito de elementos dependiendo del fabricante y conectarse a otros racks similares mediante un cable al efecto, llamándose en este caso rack de expansión. 23/01/2011 3 JOHN TERAN - PLC´S

4. Estructura externa 23/01/2011 4 JOHN TERAN - PLC´S

5. 23/01/2011 5 JOHN TERAN - PLC´S

6. Estructura externa Es la encargada de suministrar la tensión y corriente necesarias tanto a la CPU como a las tarjetas (según fabricante). La tensión de entrada es normalmente de 110/220VAC de entrada y 24 DCV de salida que es con la que se alimenta a la CPU. Fuente de poder 23/01/2011 6 JOHN TERAN - PLC´S

7. Alimentación Poder PLC 23/01/2011 7 JOHN TERAN - PLC´S

8. Estructura externa El CPU es un elemento inteligente que está en capacidad de leer e interpretar las instrucciones cargadas en la memoria y sobre la base de los estados de las entradas, toma de decisiones sobre las salidas. CPU 23/01/2011 8 JOHN TERAN - PLC´S

9. Estructura externa 23/01/2011 9 JOHN TERAN - PLC´S

10. Estructura externa Módulos de E / S La característica principal de un PLC y que lo diferencia de un computador es su sistema de entradas y salidas (E/S) compuesto en la mayoría de los casos por módulos diseñados especialmente para proveer la conexión física entre el mundo exterior (Equipos de Campo) y la unidad de procesamiento. 23/01/2011 10 JOHN TERAN - PLC´S

11. Estructura externa Módulos de Entrada Módulos de Salida 23/01/2011 11 JOHN TERAN - PLC´S

12. Estructura externa En un solo bloque con todos sus elementos: fuente de alimentación, CPU, memorias de entradas/salidas, etc. Ventajas: Aplicaciones en el que el número de entradas / salidas es pequeño, poco variable y conocido a priori. Carcasa de carácter hermético, que permite su empleo en ambientes industrialmente especialmente hostiles. Montaje, programación y uso fácil. Requiere poco espacio. Para uso de controles simples y tareas complejas de automatización. PLC compacto 23/01/2011 12 JOHN TERAN - PLC´S

13. Partes Internas PLC PLC EEPROM Batería CPU ROM RAM m P Bus interno Bus del rack Módulos de entrada Módulos de salida Interfaz Módulos funcionales Fuente de poder Captadores Actuadores 23/01/2011 13 JOHN TERAN - PLC´S

14. Partes Internas PLC CPU 23/01/2011 14 JOHN TERAN - PLC´S

15. Partes Internas PLC MEMORIAS Volátiles: Son aquellas que pierden su contenido cuando les falta el suministro de energía eléctrica, por lo que requieren de un sistema de respaldo que normalmente es una batería eléctrica. No-volátil mantienen su contenido aunque se produzca una falta de suministro de energía eléctrica, sin necesidad de una batería para el respaldo. RAM: Memoria de acceso aleatorio de lectura y escritura. Pueden realizar procesos de lectura y escritura por procedimientos eléctricos. Volátil. ROM: Memoria de solo lectura, se puede leer su contenido, pero no escribir en ellas; los datos e instrucciones los graba el fabricante y el usuario no puede alterar su contenido. Permanece aunque haya un fallo en la alimentación. No volátil. 23/01/2011 15 JOHN TERAN - PLC´S

16. Partes Internas PLC (MEMORIAS) PROM: Es clasificada como tipo no-volátil, una vez programada no puede ser borrada o alterada. Cualquier cambio en el programa requiere de una nueva memoria PROM. EAROM: Es similar a la EPROM. Para su borrado requiere solamente de un voltaje eléctrico; No volátil. EPROM: Puede ser programada después de ser enteramente borrada mediante el uso de una luz ultravioleta, se clasifica como no volátil. EEPROM: (Memoria Eléctricamente Borrable Únicamente Programable). Es no-volátil, provee almacenamiento permanente para los programas, que pueden ser fácilmente cambiados con el uso de una consola de programación. 23/01/2011 16 JOHN TERAN - PLC´S

17. Partes Internas PLC BATERIA La batería sirve para mantener el programa en la memoria RAM del PLC. Sin embargo, existen CPU de diferentes modelos y marcas que requieren de una batería para que el programa almacenado no se pierda al desenergizar el equipo. El CPU indica con un led de color rojo que la batería se ha agotado. Cuando esto ocurre, hay que reemplazarla caso contrario perderemos el programa que controla a esa máquina o proceso. Importante recordar que la memoria RAM de un PLC es una memoria volátil, es decir que al quedar desenergizada, pierde toda la información almacenada. 23/01/2011 17 JOHN TERAN - PLC´S

18. Partes Internas PLC BUS DE RACK Es el conjunto de líneas (cables) de hardware utilizados para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático. El bus, por lo general supervisado por el microprocesador, se especializa en el transporte de diferentes tipos de información. Bus Un bus es en esencia una ruta compartida que conecta diferentes partes del sistema como el procesador, la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos de entrada, salida, permitiéndoles transmitir información. 23/01/2011 18 JOHN TERAN - PLC´S

19. Partes Internas PLC 23/01/2011 19 JOHN TERAN - PLC´S

20. Interconexión PLC 23/01/2011 20 JOHN TERAN - PLC´S

21. Interconexión PLC 23/01/2011 21 JOHN TERAN - PLC´S

22. Conectividad PLC CONECTIVIDAD El PLC de tipo modular se comunica internamente a través de buses ubicados en el fondo del dispositivo o “rack“ donde se ensambla la arquitectura deseada. Si el PLC es compacto, los buses están presentes internamente, pero no admiten conexión de otros dispositivos externos. La figura muestra la estructura utilizada para la comunicación mediante buses. 23/01/2011 22 JOHN TERAN - PLC´S

23. Conectividad PLC Conectividad con un Computador Personal Programación Automática PUERTO RS-232C PUERTO PERISFERICO COM 1 23/01/2011 23 JOHN TERAN - PLC´S

24. Conectividad PLC Conectividad con una consola de programación manual 23/01/2011 24 JOHN TERAN - PLC´S

26. Originalmente desarrollados para reemplazar a los relays usados para control discreto.23/01/2011 25 JOHN TERAN - PLC´S

28. Switches Selectores

29. Sensores de Posición

30. Sensores de Nivel

31. Sensores Fotoeléctricos

32. Sensores de Proximidad

33. Contactos auxiliares de contactores

34. Contactos de Relé

35. ThumbwheelSwitches

36. 120 VAC

37. 240 VAC

38. 12 VDC

39. 24 VAC/VDC

40. TTL23/01/2011 26 JOHN TERAN - PLC´S

41. DISPOSITIVOS DE ENTRADA - SALIDA A UN PLC 23/01/2011 27 JOHN TERAN - PLC´S

43. 120 VAC/VDC

44. 240 VAC/VDC

45. 24 VAC/VDC

46. Triac

47. 120 VAC

48. MOSFET

49. 24 VDC

50. Válvulas

51. Contactores

52. Solenoides

53. Relés de Control

54. Alarmas

55. Luces

56. Sirenas23/01/2011 28 JOHN TERAN - PLC´S

57. PLC’s Antiguos Modernos 23/01/2011 29 JOHN TERAN - PLC´S

59. Típicamente menos de 32 I/O

60. Pequeño

61. Típicamente menos de 128 I/O

62. Mediano

63. Típicamente menos de 1024 I/O

64. Grande

65. Típicamente más de 1024 I/O23/01/2011 30 JOHN TERAN - PLC´S

66. Motor M1 OOOO OOOO OOOO PARADA Y una variedad de formas/configuraciones Fuente de poder, Entradas, Salidas y pórtico de comunicaciones están contenidos en un solo chasis. Los elementos de Entrada y Salida están cableados individualmente al controlador fijo. SALIDAS O/3 PLC Fijos I/1 I/Ø ENTRADAS ARRANQUE 23/01/2011 31 JOHN TERAN - PLC´S

68. Procesadores, Fuentes de Poder y módulos de I/O enchufadas en un rack o chasis.

69. Disponible en plataformas pequeña, mediana y grande.

70. Flexibilidad de resultados en costos más altos cuando es comparado con el PLC Fijo. PLCs modulares son basados en rack o sin él.

71. Allen-Bradley SLC-500 y PLC 5 son PLCs modulares 23/01/2011 32 JOHN TERAN - PLC´S

72. PLCs Distribuidos Confiable para cualquier tipo de comunicaciones. Todas las I/O son conectadas al procesador mediante un enlace de datos de “Alta Velocidad”. Típicamente se encuentran en PLCs medianos y grandes. Para ciertas aplicaciones este tipo de factor de forma es muy ventajoso. Usualmente tienen un costo mayor para hardware pero mucho menor para la integración de sistema. 23/01/2011 33 JOHN TERAN - PLC´S

73. Cableado de Entradas Barrera de aislamiento Bornera de entrada Elementos de Entrada 1 2 3 L1 4 PLC 5 L1 6 7 8 9 10 L2 COM 23/01/2011 34 JOHN TERAN - PLC´S

74. CR Cableado de Salidas Barrera de Aislamiento Bornera de salida Elementos de Salida L1 OUT 1 L2 OUT 1 OUT 2 OUT 2 PLC L1 OUT 3 L2 OUT 3 OUT 4 OUT 4 OUT 5 OUT 5 OUT 6 OUT 6 23/01/2011 35 JOHN TERAN - PLC´S

75. CIRCUITERIA SALIDAS TIPO TRANSISTOR TIPO RELAY 23/01/2011 36 JOHN TERAN - PLC´S

76. CICLO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PLC Ejecución del programa. Actualización de la imagen de salida. Lectura de las entradas físicas y actualización de la imagen de entradas. 2 1 Lectura de la imagen de salidas y actualización física de las salidas. Encendido del PLC, auto chequeó e inicialización. Tiempo de Barrido 3 5 4 Procesar las peticiones de comunicación. La CPU procesa los mensajes que haya recibido por el puerto de comunicación. 23/01/2011 37 JOHN TERAN - PLC´S

77. Aplicación Típica de PLC Motor Solenoide 2 Solenoide 1 Ingrediente A Ingrediente B Sensor 1 Sensor 2 Solenoide 3 23/01/2011 38 JOHN TERAN - PLC´S

78. Operación de la Mezcladora(Definiendo las salidas) Solenoide 1 On = Sol 3 apagado y Motor apagado y Sensor 2 apagado, y Auto Switch encendido. Off = Sol 3 encendido o Motor encendido o Sensor 2 encendido. Solenoide 2 On = Sol 3 apagado y Motor apagado y Sensor 2 encendido. Off = Sol 3 encendido o Motor encendido o Sensor 1 encendido Motor On = Sensor 1 encendido y Solenoide 2 apagado y Solenoide 1 apagado Off = Solenoide 3 encendido Solenoide 3 On = Sol 1 apagado y Sol 2 apagado y Motor lleva 30 segundos encendido. Off = Solenoide 3 lleva encendido por 60 segundos. Motor Solenoide 2 Solenoide 1 Ingrediente A Ingrediente B Sensor 1 Sensor 2 Solenoide 3 23/01/2011 39 JOHN TERAN - PLC´S