PPT sobre PLC, su estructura y funcionamiento

1. ESTRUCTURA DE LOS PLC
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2. 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.
Estructura externa
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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.
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4. Estructura externa
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5. 27/02/2025 5

6. Fuente de
poder
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.
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7. Alimentación Poder PLC
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8. Estructura externa
CPU
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.
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9. Estructura externa
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10. Módulos de E / S
Estructura externa
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.
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11. Estructura externa
Módulos de Entrada
Módulos de Salida
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12. PLC compacto
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.
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13. RAM ROM
mP
EEPROM
Bus interno
Batería
Interfaz
Bus del rack
Módulos
de
entrada
Módulos
de
salida
Módulos
funcionales
Captadores Actuadores
Fuente
de
poder
CPU
PLC
Partes Internas PLC
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14. Partes Internas PLC
CPU
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15. MEMORIAS
Partes Internas PLC
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.
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16. Partes Internas PLC
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.
(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.
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17. BATERIA
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.
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.
Partes Internas PLC
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18. Bus
BUS DE RACK
Partes Internas PLC
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.
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.
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19. Partes Internas PLC
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20. Interconexión PLC
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21. CONECTIVIDAD
Conectividad PLC
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.
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22. PUERTO RS-232C
PUERTO PERISFERICO
COM 1
Conectividad con un Computador Personal
Programación Automática
Conectividad PLC
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23. Conectividad con una consola de
programación manual
Conectividad PLC
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24. Qué es un PLC o
Controlador Programable
CONTROLADOR
PROGRAMABLE
INPUTS
• Computador industrial dedicado que controla elementos de salida
basados en el estado de las entradas, y un programa desarrollado por el
usuario.
• Originalmente desarrollados para reemplazar a los relays usados para
control discreto.
OUTPUTS
CR
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25. ELEMENTOS DE ENTRADA
• Pulsantes
• Switches Selectores
• Sensores de Posición
• Sensores de Nivel
• Sensores Fotoeléctricos
• Sensores de Proximidad
• Contactos auxiliares de
contactores
• Contactos de Relé
• Thumbwheel Switches
• 120 VAC
• 240 VAC
• 12 VDC
• 24 VAC/VDC
• TTL
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26. DISPOSITIVOS DE ENTRADA -
SALIDA A UN PLC
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27. ELEMENTOS DE SALIDA
• Válvulas
• Contactores
• Solenoides
• Relés de Control
• Alarmas
• Luces
• Sirenas
• Relés
• 120 VAC/VDC
• 240 VAC/VDC
• 24 VAC/VDC
• Triac
• 120 VAC
• MOSFET
• 24 VDC
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28. PLC’s
Antiguos Modernos
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29. Los PLC vienen en una variedad
de tamaños...
Micro
 Típicamente menos de 32 I/O
Pequeño
 Típicamente menos de 128 I/O
Mediano
 Típicamente menos de 1024
I/O
Grande
 Típicamente más de 1024 I/O
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30. 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.
ENTRADAS
PARADA
ARRANQUE
I/Ø I/1
Motor
M1 SALIDAS
O/3
OOOO
OOOO
OOOO
PLC Fijos
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31. PLCs Modulares
(Lo más moderno en Flexibilidad)
OUT 0
IN 0
PROG
SLC 5/03 CPU
RUN
FLT
BATT
FORCE
RS232
DH485
RUN REM
DH-485 Port
status indicator
RS-232 Port
status indicator
Processor RUN
indicator
Processor FLT
indicator
Battery status
indicator
Force I/O
indicator
Keyswitch
RUN, REM,
PROG
DH-485 Port
connection for
programming
terminal
RS-232 Port for
programming
terminal
Power Supply
Input Modules
Output Modules
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 Componentes Mix N Match
 Procesadores, Fuentes de Poder y módulos de I/O enchufadas en un rack o chasis.
 Disponible en plataformas pequeña, mediana y grande.
 Flexibilidad de resultados en costos más altos cuando es comparado con el PLC
Fijo. PLCs modulares son basados en rack o sin él.
 Allen-Bradley SLC-500 y PLC 5 son PLCs modulares

32. 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.
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33. Cableado de Entradas
Bornera
de entrada
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Elementos
de Entrada
L1
L1
L2
10
COM
P
L
C
Barrera de
aislamiento
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34. Cableado de Salidas
Elementos de Salida
OUT 1
L2
L2
L1
OUT 1
OUT 2
OUT 2
OUT 3
OUT 3
OUT 4
OUT 4
OUT 5
OUT 5
OUT 6
OUT 6
CR
L1
P
L
C
Bornera de
salida
Barrera de
Aislamiento
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JOHN TERAN - PLC´S

35. CIRCUITERIA SALIDAS
TIPO TRANSISTOR TIPO RELAY
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36. CICLO DE FUNCIONAMIENTO
DE UN PLC
1
2
3
4
5
Tiempo de
Barrido
Encendido del PLC,
auto chequeó e
inicialización.
Lectura de las entradas físicas y
actualización de la imagen de
entradas.
Ejecución del programa.
Actualización de la
imagen de salida.
Lectura de la
imagen de
salidas y
actualización
física de las
salidas.
Procesar las peticiones de comunicación. La CPU procesa los
mensajes que haya recibido por el puerto de comunicación.
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37. Aplicación Típica de PLC
Motor
Solenoide 1 Solenoide 2
Solenoide 3
Sensor 1
Sensor 2
Ingrediente A Ingrediente B
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38. 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 1 Solenoide 2
Solenoide 3
Sensor 1
Sensor 2
Ingrediente
A
Ingrediente
B
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39. GRACIAS!!
39