PLC: Diseño e implementación de un modulo de entrenamiento de automatización y control utilizando PLC controllino.

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN MODULO DE ENTRENAMIENTO DE
AUTOMATIZACION Y CONTROL UTILIZANDO PLC CONTROLLINO,
PROGRAMADO EN LENGUAJE C, PARA ACTIVIDADES PRACTICAS EN LOS
LABORATORIOS DE ELECTRONICA DE LA UNIVERSIDAD COOPERATIVA
DE COLOMBIA SEDE SANTA MARTA
Arturo de Castro R, Felipe Canchila A & Anuar Anaya P.
Octubre 2017.
Universidad Cooperativa de Colombia.
Facultad de Ingeniería.
Monografía para optar por el título profesional

Tabla de Contenidos
Pág.
INTRODUCCION…………………………………………………………………….…...1
JUSTIFICACION………………………………………………………………….............2
CAPITULO I (Definición y funcionamiento del PLC Controllino con entorno de desarrollo
Arduino).…………………………………………………………………………..……….3
1.1. Estado del arte de los PLC…………………………………………………...………..3
1.1.1. Definición……………………………………………..……………………..3
1.1.2. Características principales……………………………..…………………….4
1.1.2.1. PLC Nano………………………………………..…………..…….4
1.1.2.2. PLC Compacto…………………………………..………………...5
1.1.2.3. PLC Modular……………………………………..………….…….6
1.1.3. Tipos de lenguajes de programación para PLC…………..........…………….7
1.1.3.1. Lenguajes gráficos……………………………………………...….8
1.1.3.1.1. Diagrama de escalera (LD)………………………………8
1.1.3.1.2. Diagrama de bloques funcionales (FBD)……………..… 9
1.1.3.1.3. Grafcet (SFC)…………………………………………....10
1.1.3.2. Lenguajes literales………………………………………………....11
1.1.3.2.1. Lista de instrucciones (IL)…………………………….....11
1.1.3.2.2. Texto estructurado (ST)………………………………….11
1.1.4. Funcionamiento del PLC Controllino…………………………………...…..12
1.1.4.1. Especificaciones técnicas………………………………….12
1.1.4.2. Entornos de programación………………………………....20
1.2. Contexto de los Micro controladores Arduino...………………………………………29

1.2.1 Importancia del controlador…………………………………………...……..29
1.2.2. Características del controlador…….……………….…………………...…...29
1.2.2.1. Estructura de programación.…………..………………………...…34
CAPITULO II (Ventajas y desventajas del dispositivo PLC Controllino y Arduino con
otros dispositivos lógicos programables del mercado)……………….……………………36
2.1. Ventajas y desventajas del PLC Controllino…………………………………………..36
2.2. Ventajas y desventajas del Arduino…………………………………………………...37
CAPITULO III (Funcionamiento del PLC Controllino en condiciones industriales y su
operación)….………………………………………………………………....…………….39
3.1. Su función en la industria…………………………………………….……..................39
3.2. Procesos que abarca en la operación……………………………………………..……40
CAPITULO IV (Diseño de módulo de entrenamiento a través de la plataforma 3D
Sketchup)……………………………………………………..……………………………42
4.1. Arquitectura del módulo………………………………………………………………42
4.1.1. Componentes…………..…………………………………………………….42
4.1.2. Materiales…………..…………………………………………………...…...49
CAPITULO V (Elaboración del manual de instrucción y construcción del módulo de
automatización y control con el PLC Controllino y sus elementos)....…….…………....…52
5.1. Encendido del módulo de entrenamiento……………………………………………...53
5.2. Valores de voltaje de las entradas y salidas del módulo………………………………54
5.3. Entradas de muletillas y pulsadores del módulo de entrenamiento………………...…55
5.3.1. Muletillas S……………………………………………………………...…55
5.3.2. Pulsadores NO………………………………………………………………56

5.3.3. Pulsadores NC……………………………………………………………...57
5.3.4. Muletillas M……………………………………………………..................58
5.3.5. Conexión interna al módulo de entrenamiento de pulsadores y muletillas...69
5.4. Entradas y salidas directas del módulo de entrenamiento con PLC controllino……...62
5.4.1. Conexión interna y uso de entradas directas del módulo de
entrenamiento……………………………………………………………………………....62
5.4.2. Conexión interna y uso de salidas directas del módulo de entrenamiento…63
5.4.3. Salidas PWM del módulo de entrenamiento……………………………….64
5.4.3. Conexión y uso de relay y 12 voltios dc del módulo de entrenamiento……65
5.5. Conexión interna y uso de la LCD (display de cristal líquido) 2X16 del módulo de
entrenamiento………………………………………………………………………………67
5.6. Conexión interna y encendido del led piloto del módulo entrenamiento……………...70
CAPITULO VI (Ejercicios base, para configuración y operación del
módulo...………….………………...…..……………….…71
6.1. Ejemplo Nº1…………………………………………………...………………………71
6.1.1. Código del ejemplo…………………………………...……………………….71
6.2. Ejemplo Nº2…………………………………...………………………………………72
6.2.1. Código del ejemplo…………………………..………………………………...73
6.3. Ejemplo Nº3………………………………………………………………...…………74
6.3.1. Código del ejemplo………………………………………….………………….75
6.4. Ejemplo Nº4………………………………………………………..….………………78
6.4.1. Código del ejemplo…………………………………………………………….79
6.5. Ejemplo Nº5………………………………………………………………………...…80
6.5.1. Código del ejemplo………………………………………………………….….81

6.6. Ejemplo Nº6…………………………………………………………………...………83
6.6.1. Código del ejemplo……………………………………………………….…….83
6.7. Ejemplo Nº7……………………………………………………………………...……86
6.7.1. Código del ejemplo……………………………………………………..……….87
Capitulo VII (Capacitaciones)……………………………………………………………...90
7.0. Personal capacitado…………………………………………………………….90
GLOSARIO…………………………………………………………………….….……….91
CONCLUSIONES…………………………………………………………….…………...93
REFERENCIAS…………………………………………………………………..………..95
ANEXOS……..……………………………………………………………..……...……....97

Lista de tablas
Pág.
4.0. Componentes, Diseños y Descripción de diseños Nº1……………….………......……43
4.1. Materiales…………………..…………………………………………………...……..43
4.2. Instrucciones de ensamble………….…………………………………………...……..43
4.3. Detalles de los componentes necesarios………………………………………...…….44
4.4. Componentes, Diseños y Descripción de diseños Nº2.………………….……...…..…48
4.5. Materiales utilizados en el chasis…………………………………..…………...…..…48
4.6. Instrucciones de ensamble….…………………………………………………...…..…49
4.7. Medidas y vistas del chasis del módulo………………………………………...…..…49
5.0. Funcionamiento de muletillas M……..………………………………………...…...…55
6.0. Tabla de estado………………………..………………………………………...……..72

Lista de figuras
Pág.
1.0. Esquema básico funcionamiento del PLC……………...…………….………....….…3
1.1. PLC tipo nano………………………………………..……………….………....….…4
1.2. PLC tipo compacto…………………………………..……………….……….....……5
1.3. PLC tipo modular……………………………………………………..………....……6
1.4. Lenguaje de programación PLC……………………………………...………....….…7
1.5. Lenguaje mnemónico (LD)………………...………...……………….………....……8
1.6. Function Block Diagram (FBD)……………………...……………….………....……9
1.7. Estructura de una secuencia (SFC)…………………...……………….………....……10
1.8. Ejemplo para una lista de instrucción………………...……………….………....……11
1.9. Ejemplo para texto estructurado (ST)....…………….………..............................……12
1.10. Interfaz de programación arduino……………………………………………………21
1.11. Interfaz de programación logicad3... ……………….………..............................……22
1.12. Interfaz de programación visuino…..………….……………..............................……22
1.13. Interfaz de programación Embrio………….………...........................................……24
1.14. Interfaz de programación Grape…………………….………..............................……25
1.15. Interfaz de programación Atmel…………………….……….............................……26
1.16. Interfaz de programación labVIEW…..…………….………..............................……27
1.16. Interfaz de programación programino…..………….………..............................….…28
5.0. Modulo encendido………………………..………….………..............................….…53
5.1. Interconexión de breakers, fuente y controllino.…….………...............................……54
5.2. Valores de voltaje en los niveles………....………….………...............................……54
5.3. Muletillas S……………………………...………….………................................……55

5.4. Esquema de pulsador normalmente abierto………….………..............................……56
5.5. Pulsadores NO……………………………………….………..............................……57
5.6. Esquemas de pulsadores normalmente cerrado…...….………..............................……57
5.7. Pulsadores NC………………………….....………….………..............................……58
5.8. Muletillas M.………….……….............................................................................……59
5.9. Conexión interna al módulo de entrenamiento de pulsadores y muletillas…...……….60
5.10. Diagrama de contacto………….………..............................................................……61
5.11. Entradas y salidas directas del módulo…….....…….………..............................……62
5.12. Conexión de entrada al módulo controllino.………….……...................................…63
5.13. Conexión de salidas al módulo controllino..………..………..............................……64
5.14. Modulación por ancho de pulso…..………….………........................................……64
5.15. Activación de salida D0 con relay……..…….………........................................……65
5.16. Salidas a relés del módulo……….………..............................…………………….…66
5.17. Conexión interna de las salidas a relés del módulo de entrenamiento….............……66
5.18. Conexión maestro esclavo………………………….………..............................……67
5.19. Pines de corriente limitada del controllino (pinheader).......................................……68
5.20. Módulo I2C conectado a la LCD 2X16....………….………..............................……68
5.21. Configuración interna LCD y controllino…….…….………..............................……69
5.22. Conexión piloto del módulo de entrenamiento deshabilitado..............................……70
5.23. Conexión piloto del módulo de entrenamiento habilitado……….......................……70
6.0. Tren de pulso……………………………………………..……….......................……71
6.1. Semáforo…..……………………………………………..……….......................……75
6.2. Diagrama de conexión del piloto..………………………..……….......................……79
6.3. Conexión del potenciómetro al módulo…………………..……….......................……81
6.4 Datos visualizados en el monitor serial…...……..………..……….......................…….83

6.5. Conexión entre la LCD 2X16 y el PLC controllino.……..……….......................……83
6.6. Conexión del potenciómetro y la LCD 2X16 al PLC controllino………………….…87
7.1. Capacitación de estudiantes…………………………………………………………...90
7.2. Capacitación a estudiantes de ingeniería electrónica………………………………….90

1
INTRODUCCION
El objetivo de este proyecto, es el desarrollo e implementación de un nuevo módulo de
entrenamiento de automatización y control. Utilizando el controlador lógico programable
(Controllino) programado en lenguaje c, para prácticas en los laboratorios de electrónica de
la Universidad Cooperativa de Colombia sede Santa Marta. Esto va encaminado a brindar
el refuerzo y mejoramiento de las actividades prácticas para la asignatura de
Automatización industrial y sistemas de Control; debido al desinterés actual que tienen los
estudiantes del programa de ingeniería electrónica por no contar con herramientas de
simulación más novedosas, que un futuro pueden encaminar a deserciones de los
estudiantes en el programa.
El alcance del presente proyecto, es lograr realizar una serie de pruebas sobre el
funcionamiento de los dispositivos a implementar, del mismo modo, se analizarán las
ventajas y desventajas que trae esta tecnología a comparación de la ya existente en el
mercado. Y así tener la información necesaria, para iniciar con el desarrollo del diseño y
montaje físico del módulo.
El resultado de esta investigación, traerá la elaboración de manuales y guías de
entrenamiento que sirvan de apoyo para el estudiante y docente, en donde se especificará
los diversos tipos de ejemplos y ejercicios comunes para la práctica.

2
JUSTIFICACIÓN
La Universidad Cooperativa de Colombia, tiene dentro de su (misión actual) la búsqueda de
la calidad académica y la formación de profesionales competentes que respondan a las
dinámicas del mundo. Los campos tecnológicos se vuelven una necesidad principal del
mercado, donde el programa de ingeniería electrónica centra su visión en el desarrollo de
prácticas profesionales ideales, para enfrentar el conocimiento a través de la formación de
recursos novedosos por medio de actividades científicas en los laboratorios.
Los laboratorios de los diferentes programas, en especial, el de Ingeniería Electrónica. Ha
mostrado durante los últimos años, un crecimiento en las condiciones favorables para
desarrollar prototipos que sean propios y de utilidad a los estudiantes de semestres
inferiores. Actualmente, se cuenta con espacios en óptimas condiciones físicas, para llevar
a cabo competencias específicas como: Sistemas de control, sensores, instrumentación,
automatización industrial, hidráulica y neumática, electrónica de potencia, sistemas
digitales, electricidad y circuitos. No obstante, se podrían fortalecer estas áreas con nuevos
prototipos, para la simulación de sistemas que proponen al estudiante una ventaja frente a la
capacidad de diseño y fácil entendimiento en la programación.
Habiendo identificado esta situación, se propone el diseño e implementación de un módulo
de entrenamiento de automatización y control. Utilizando PLC Controllino programado en
lenguaje c. El cual permitirá a los estudiantes próximos a cursas estas áreas, disponer de
recursos propios para el desarrollo de sus laboratorios; además dejando un legado al aporte
del conocimiento adquirido en la Universidad Cooperativa de Colombia sede Santa Marta.

3
CAPITULO I (Definición y funcionamiento del PLC Controllino con entorno de
desarrollo Arduino)
1.1. Estado del arte de los PLC
1.1.1. Definición
El primer prototipo de PLC fue conocido en el año de 1969 gracias a un proyecto de la
industria General Motors Hydramatic División (Fábrica de transmisores para los vehículos
de la General Motors). Surgió debido a la necesidad de tener un sistema de control aliado
con una computadora para tomar el control de la producción y dejar a un lado los sistemas
ambiguos de cableado que se usaban. (Prieto, Paloma, 2007)
Gracias al uso de los relés en los procesos de control, empieza a crearse una lógica
correspondiente a las operaciones que debían cumplir las maquinas autómatas. Permitiendo
a los empleadores, reducir la carga de trabajo en sus empleados por el resurgimiento de una
nueva fuente de trabajo, más eficaz, que le permitía además tener el control sobre la
cantidad que podría elaborar las maquinas a diario. (Prieto, Paloma, 2007)
Fig. 1.0 Esquema básico funcionamiento del PLC. Fuente: (Prieto, Paloma, 2007)

4
Fue fundamental la existencia de las computadoras en ese siglo. Debido a la necesidad de
desarrollo de los PLC y su teoría que inspiró a crear un artefacto que pudiera tomar el
control sobre los procesos de la demanda en la industria; aunque la limitante fuera el
devenir en la inversión inicial de estos equipos. (Prieto, Paloma, 2007)
1.1.2. Características principales
Se mencionan como características de los PLCs aquellos que implementan funcionalidades
debido a su espacio y estructura lógica. Estos dispositivos pueden clasificarse en función de
sus ventajas y diseños dependiendo de la necesidad:
1.1.2.1. PLC Nano
Son denominados Nano, por su tamaño reducido o compacto. Este tipo de dispositivos son
los más buscados en el mercado. Permiten su fácil adecuación en proyectos de casas
inteligentes. Su diseño es reducido a 100 entradas y/o salidas que ayudan a la fácil
configuración en módulos especiales. (Jose Carlos; Villajulca, 2012)
Fig. 1.1 PLC tipo Nano. Fuente: (SENA, 2013)

5
Algunos de sus usos son:
 Arrancadores de motores
 Mando de bombas
 Máquinas de embolsado
 Mando de compuertas
 Centros de formación
 Calefacción, climatización y ventilación
 Embotelladoras
 Transporte
 Sistemas automáticos de equipos, etc.
1.1.2.2. PLC Compacto
El PLC compacto es un dispositivo que trae la fuente de poder, su CPU y los
módulos de entrada y salida en un solo espacio destinado, donde se pueden graduar el
número de entradas y/o salidas dependiendo de la necesidad. Su arquitectura es mayor a los
PLC nano con alrededor de 500 entradas y salidas. (Jose Carlos; Villajulca, 2012)
Fig. 1.2 PLC tipo compacto. Fuente: (SENA, 2013)

6
Este diseño le permite contar con las siguientes características:
 Son de menor costo a comparación de los PLC modular
 La operatividad es básica ya que cuenta con respaldo de la CPU
 Es adaptable a ambientes hostiles
 Su configuración al nivel de programación es fácil. Solo el operador debe
tener en consideración el direccionamiento de las instrucciones.
 Cuenta con expansiones de entrada y salida
1.1.2.3. PLC Modular
Estos PLC son muy especiales, ya que pueden ser configurados según la necesidad del
proyecto. Cada una de sus etapas es diferente de acuerdo a su funcionalidad. Lo más
importante en el entorno de desarrollo es el cerebro (CPU), con ello la capacidad de
memoria y software requerido para su adecuación al entorno. (Jose Carlos; Villajulca,
2012)
Fig. 1.3 PLC tipo modular. Fuente: (SENA, 2013)
El PLC Modular, contiene unos elementos esenciales que conforman el controlador
final. (Jose Carlos; Villajulca, 2012)

7
Estos se refieren así:
 El Rack
 La fuente de poder
 La Memoria
 Los módulos de entrada y salida
Este tipo de configuración, existe desde los PLC de familia Micro que pueden
llegar a soportar una gran cantidad de información en sus periféricos.
1.1.3. Tipos de lenguajes de programación para PLC
Los lenguajes de programación nos indican las técnicas que debemos emplear para poder
escribir el programa que queremos ejecutar según el tipo de PLC. Básicamente, es
necesario prestablecer el software con el cual vamos a traducir el programa del lenguaje
computadora a humano. (Jose Carlos; Villajulca, 2012)
Fig. 1.4 Lenguajes de programación PLC. Fuente: (Mateos, 2001)

8
Este tipo de lenguajes, enmarcan diferentes formas graficas en el programa como se verán
en resumen en los siguientes apartados.
1.1.3.1. Lenguajes gráficos
1.1.3.1.1. Diagrama de escalera (LD)
El Diagrama de escalera, consiste en una recopilación de códigos con información
simbólica, estos identifican una instrucción propia del programa que se está ejecutando.
(Martinez P. A., 2002)
Fig. 1.5 Lenguaje mnemónico (LD). Fuente: (mikroe.es, 2016)
El programador debe verse en la capacidad de conocer cada fabricante; pues existen
diferentes códigos y una nomenclatura diferente para darle valor a las variables que
contenga el programa. Este lenguaje se le apoda el nombre de diagrama de contactos, sin
embargo, más conocido como escalera, es una recopilación de circuitos conectados en
paralelo a través de una línea de corriente directa (cd) o de corriente alterna (ac). (Martinez
P. A., 2002)

9
Además, se identifica a través de símbolos que representan los elementos de entrada
(sensores).
1.1.3.1.2. Diagrama de bloques funcionales (FBD)
El diagrama de bloques funcionales, permite una integración mucho más familiar en el
aspecto gráfico donde las características funcionales del programa, se representan mediante
bloques lógicos o aritméticos. La programación específica de este lenguaje, permite el
procesamiento de datos en paralelo y los diagramas de bloques reemplazan de manera
absoluta a la lógica escalera en los PLC más sofisticados. (Suarez, 2016)
Fig. 1.6 Function Block Diagram (FBD). Fuente: (Suarez, 2016)
Otra característica de los (FBD), es su identidad frente a las funciones que posee
para ganar potencia en el uso de detección de flancos, contadores, temporizadores,
entre otros. Es capaz de ejecutar varias copias como se desee en un mismo bloque
funcional; a cada copia se le denomina instancia y lleva asociado un término con
estructura de datos que contiene sus variables de entrada, de salida e internas a
diferencia del resto de las instancias. (Suarez, 2016)

10
1.1.3.1.3. Grafcet (SFC)
El lenguaje de programación GRAFCET, simplifica la complejidad de extensas líneas de
código con la nueva concepción algorítmica de que todo proceso lleva a cabo en una
secuencia. Actualmente, este tipo de lenguaje es el más usado por su mayor atención a la
necesidad industrial y su simplicidad en un diagrama funcional normalizado. Esto permite
realizar un modelo del proceso a automatizar, teniendo como pieza clave las entradas,
acciones a realizar y los procesos que actúan sobre las acciones. (Omron, 2011)
Fig. 1.7 Estructura de una secuencia (SFC). Fuente: (Omron, 2011)
Como se indicó anteriormente, la estructura SFC se integra de varias etapas nombradas
simbólicamente por cajas rectangulares conectadas entre ella, a través de líneas verticales.
Cada transición es una condición de valor que se encuentra diferenciada por (true/false), lo
cual permite tomar decisiones como apagar o prender. (Omron, 2011)

11
1.1.3.2. Lenguajes literales
1.1.3.2.1. Lista de instrucciones (IL)
El lenguaje mnemónico o lista de instrucciones, es permitida con cada una de las
instrucciones asignadas a la función deseada. Es importante conocer el tipo de variables de
cada fabricante; lo cual representa una nomenclatura diferente. Este tipo de lenguaje es casi
idéntico al que se usa para ensamblar microprocesadores de gama media. (Quintal, 2008)
Las características son importantes en base a las instrucciones contenidas como: dirección y
un parámetro. Por parte de la dirección, se especifica la instrucción en la memoria del
programa. También se encuentra contenida la instrucción como operación a realizar y
finalmente, el parámetro asociado a los datos tipo valor. (Quintal, 2008)
Fig. 1.8 Ejemplo para una lista de instrucción. Fuente: (Quintal, 2008)
1.1.3.2.2. Texto estructurado (ST)
Para algunos PLCs, se indica como modelo de programación el lenguaje Texto
estructurado (ST), el cual permite escribir códigos de alto nivel y es muy común a
los lenguajes ya conocidos como Pascal, Basic y C. (Ieec, 2011)

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Dentro de sus beneficios, el texto estructurado se basa en la formulación de tareas
de dicho programa. Aquí intervienen programas elaborados con reglas de
instrucciones concisas que permiten realizar secuencias de ciclos como: If, while,
for, case, etc. (Ieec, 2011)
En la siguiente imagen, puede apreciarse un ejemplo clave de un programa
estructurado.
Fig. 1.9 Ejemplo para texto estructurado (ST). Fuente: (Ieec, 2011)
1.1.4. Funcionamiento del PLC Controllino
1.1.4.1. Especificaciones técnicas
Voltaje de alimentación
El terminal de voltaje del CONTROLLINO maneja diferentes tensiones, dependiendo del
tipo de PLC. Este dispositivo puede operar con una tensión nominal en el rango de 12V o
24V y GND. También, es posible suministrar al dispositivo tensiones fijas que no afecten
por mal uso; entre estas, 10.8V a 13.2V y 21.6V a 26.4V. (Conelcom Gmbh, 2016)

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En cuanto a la corriente suministrada en estos dispositivos, es importante volver a valorar el
tipo de PLC que se está implementando. Por ejemplo, un PLC Mini tiene un control de 8A,
un PLC Maxi de 20A y un PLC Mega de 30A. (Conelcom Gmbh, 2016)
Conexión USB
El conector USB, tiene la capacidad de brindar una comunicación bidireccional entre el
PLC Controllino con el microprocesador. Es la base importante para programar el PLC
desde un Arduino u otra interfaz de programación. Su utilidad le brinda una conversión de
USB a UART que entrega un puerto COM virtual en el PC. (Conelcom Gmbh, 2016)
Botón RST y LED
El Controllino, está equipado con funciones importantes como el botón de RST. Este, tiene
la tarea de brindar un restablecimiento de la memoria llevando a iniciar la secuencia del
programa desde el inicio. Se apoya en la visualización de un LED que se enciende cuando
se acciona el botón y, se apaga cuando se ha realizado el RST. (Conelcom Gmbh, 2016)
Interruptor RTC (Aplica solo para PLC mini)
El interruptor del PLC Mini, es una herramienta valiosa que se utiliza para conmutar el
(Real Time Clock) necesario en ajustes del reloj. Es importante conocer la posición actual
del mismo, pues si está referido como (1) permitirá la conmutación; de lo contrario, no
surgirá ningún cambio. (Conelcom Gmbh, 2016)
Conector ETH (Aplica solo para PLCs Maxi y Mega)
ETH, es un conector propio de los PLCs Maxi y Mega que permite la conexión a través de
cable Ethernet con referencia Rj-45 a una red donde se empareje con un computador,

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usando un cable de red 1:1. Por medio de la aplicación WIZnet Chip Ethernet W5100, se
podrá conectar a LAN o internet sin ningún inconveniente. (Conelcom Gmbh, 2016)
Este chip Ethernet, se empareja al bus SPI necesario en una tarea con Arduino Ethernet
Shield. Para no presentar problemas de funcionamiento, se debe contar con una biblioteca
Controllino en el IDE de Arduino, de esta manera automáticamente entra en
funcionamiento los Ethernet. En caso de querer saber o conocer el estado de la
funcionalidad del puerto, podremos validar observando el LED verde como conexión activa
y LED amarillo como indicador en la transferencia de datos real. (Conelcom Gmbh, 2016)
Entradas análogas (A0 … Ax)
Los PLCs Controllino, son dispositivos que traen múltiples entradas analógicas, incluso, en
cierta parte se usan digitales para avanzar en la solución necesaria. A continuación, se
explicará el funcionamiento y características de cada opción de los puertos: (Conelcom
Gmbh, 2016)
Entradas analógicas:
 Su funcionamiento se rige en el convertidor A/D interno del
microcontrolador. Actualmente para estos PLCs, se maneja resolución de 10
Bit y se entrega valores de 0 a 1023. Por medio de un divisor de voltaje, se
podrá determinar el valor que se conmuta en ese momento.

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 Cuando la tensión nominal es de 12V, el valor medido puede oscilar entre 0
y 13.2V; lo cual, cada digito entrega aproximadamente 0,015V, es decir,
15,0Mv.
 Cuando la tensión nominal es de 24V, el valor medido puede oscilar entre 0
y 26.4V; lo cual, cada digito entrega aproximadamente 0,03V, es decir,
30,0Mv.
Entradas digitales:
 Al igual que las entradas análogas, su comportamiento puede depender de la
conmutación.
 Un estado alto, será un indicativo ON y un estado bajo,
correspondientemente significará un valor OFF.
Los niveles lógicos de la tensión en los PLCs, están definidos según el
suministro de nivel en el voltaje Logik como se indican a continuación:
(Conelcom Gmbh, 2016)
 0 – 12V 0 .. 3,6V
 1 – 12V 9 .. 13,2V
 0 – 24V 0 .. 7,2V
 1 – 24V 18 .. 26,4V
Es importante aclarar que para las entradas digitales, la corriente no debe superar los 3Ma.
Entradas digitales (I ..)
Este tipo de entradas, son solo de uso digital. Si se detecta un 1 lógico, el actuador o LED
Ax indicará que está activo el servicio por ese puerto. En caso contrario, el LED se apagará.

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Este tipo de información es interactiva para el operario, ya que le permite identificar de
manera rápida el estado actual de la entrada. (Conelcom Gmbh, 2016)
Se ha considerado los siguientes niveles lógicos, dependiendo de la tensión de alimentación
Lógica.
 0 – 12V 0 .. 3,6V
 1 – 12V 9 .. 13,2V
 0 – 24V 0 .. 7,2V
 1 – 24V .. 26,4V
Entradas de interrupción (IN0 e IN1)
Los PLCs Controllino, incorporan 2 entradas de interrupción importantes para el desarrollo
de la programación. Con estas entradas, el programador podrá medir las operaciones que
provengan de la conmutación y de esta manera, se entendería como un comportamiento
eléctrico el valor entregado; pero no solo basta el valor de la entrada, también se puede
ejecutar subrutinas en el nivel de cambio de entradas. (Conelcom Gmbh, 2016)
Salidas
Los PLCs Controllinos, tienen asignadas salidas en el estándar High-Side-Switch; también
salidas Half-Bridge para solo PLCs de referencia Mega. Adicional se podrá compartir
salidas de relés sin inconveniente para la potencia. Al igual que los microprocesadores
Arduino; estos PLCs manejan salidas para motores en especial en PWM (Pulse Width

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Modulation). A continuación, se explicarán los tipos de salidas y su característica
 Salida digital (D0..Dx)
Para las salidas digitales de referencia (High-Side-Switch) y Half-Bridge (solo
MEGA) se tiene unas marcaciones con la simbología “D0 .. Dx” en la parte superior
de la carcasa del controllino. Estas terminales realizan la conmutación de la tensión
en las salidas y se puede cargar con 2A – 12V ó 24V. (Conelcom Gmbh, 2016)
Una de las grandes ventajas de este tipo de PLCs respecto a sus salidas. Es que
permiten la protección a cortocircuitos y encaminan la corriente de manera
autónoma. Como en todo circuito, es importante considerar la disipación o
resistencia al paso de las grandes corrientes. Los PLCs controllino manejan
resistencias internas de 70 mΩ cuando su funcionamiento es (High-Side-Switch) y
240 mΩ cuando se determinan salidas Half-Bridge (Conelcom Gmbh, 2016)
Entre las posibilidades para la paralelización en la configuración de las salidas
dependiendo del PLC, se tienen:
MINI:
o 1er grupo: D0, D1, D2, D3
o 2do grupo: D2
o 3er grupo: D6, D7
MAXI:
o 1er grupo: D0, D1, D3

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o 2do grupo: D2
o 4to grupo: D8, D9, D10, D11
MEGA:
o 1er grupo: D0, D1, D3
o 2do grupo: D2
o 4to grupo: D8, D9, D10, D11
o 5to grupo: D12, D13, D14, D15, D16, D17, D18, D19
o 6to grupo: D20, D21, D22
o 7mo grupo: D23
Salidas PWM
Las salidas PWM, se encuentran referenciadas con un color oscuro y están referenciadas
así: (Conelcom Gmbh, 2016)
 MINI: D1, D2, D5
 MAXI: D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11
 MEGA: D0... D11, D14, D15, D16
Salidas de relé
Las salidas de relé, manejan un emparejamiento ideal para conectar circuitos externos sobre
los puertos R0 a RX. Es importante mencionar su corriente de conmutación en un rango de
6ª a 250V AC ó en corriente continua de 6A a 30V. (Conelcom Gmbh, 2016)

19
LED OVL
El LED OVL, está diseñado para anunciar sobrecargas térmicas en los PLCs. A
continuación, se especifica el tipo de PLCs y su estado de carga. (Conelcom Gmbh, 2016)
CONTROLLINO MINI: El Controllino Mini, maneja 2 sensores de temperatura los
cuales se ubican en la placa de relés y en la placa de control. En las condiciones
extremas, si el calor o temperatura supera los 80° C, el indicativo LED rojo se
encenderá; de lo contrario, mostrará una advertencia de sobre carga térmica.
CONTROLLINO MAXI: El Controllino Maxi, es similar al anterior; pero difiere en
la señal de sobrecarga que puede ser entregada por el Microcontrolador PE7
(Arduino Pin 9). Esto le permitirá al usuario tomar la señal como referencia en el
programa deseado. (Conelcom Gmbh, 2016)
CONTROLLINO MEGA: El Controllino Mega, tiene una característica especial en
el control térmico. Cuando el controlador (Half-Bridge) tiene una señal FAULT que
enlaza a la señal de sobrecarga general del PLC; se generan funcionalidades de
protección interna para subtensión en fallos del dispositivo (Conelcom Gmbh, 2016)
Conector de Pinheader (X1 .. X4)
El conector Pinheader, facilitará al programador entrar de manera directa con el
microcontrolador. Estas entradas varían de acuerdo a su estado, teniendo en cuenta los
relés. Importante el nivel de alimentación con que operará que no debe superar los 5V. Para
Mayor seguridad, estos pines estarán protegidos contra ESD. (Conelcom Gmbh, 2016)

20
Interfaz RS485
La interfaz RS485, es muy importante al nivel de comunicación entre PLCs. Con su
referencia SN65HVD08 es capaz de comunicarse con otros receptores que sean de la
misma característica RS485. Este tipo de protocolo, ejecuta la comunicación de datos de
hasta 32 receptores a una distancia de hasta 1200m. Adicionalmente, RS485 está conectado
al UART (TXD3 / RXD3) del Arduino ATmega2560. (Conelcom Gmbh, 2016)
RTC (reloj de tiempo real)
Cada uno de los PLCs Controllino maneja un reloj interno en tiempo real que permite
referenciar (hora, minuto, segundo, día, mes y año). Este tipo de reloj son de referencia RV-
2123-C2-TA-QC-020. Una de las grandes ventajas, es que este RTC puede operar
aproximadamente por un periodo de 2 semanas seguidas, sin necesidad de que la maquina
esté conectada a la fuente de alimentación. (Conelcom Gmbh, 2016)
1.1.4.2. Entornos de programación
ARDUINO IDE
 Arduino IDE, permite generar impactos positivos en la implementación
de tableros con PLCs. Con las numerosas bibliotecas de Arduino, se podrá
emplear cualquier tipo de proyecto seleccionando únicamente el tipo de
placa en el menú del CONTROLLINO. Además, brinda ventajas de
aplicación si se usa Windows, esto con el fin de integrar automáticamente la
biblioteca para Arduino 1.6.4. (Arduino, 2017)

21
Fig. 1.10 Interfaz de programación Arduino. Fuente: (Arduino, 2017)
LOGI.CAD 3
 Builton on eclipse, es otro de los lenguajes de programación compatibles
con los PLCs Controllino. Este lenguaje se basa en el estándar industrial IEC
61131-3 que permite un software para programar microcontroladores y PLC.
Ayuda a la fácil programación en ST (texto estructurado) y FBD (Digrama
de bloques de funciones). Al igual que la placa Arduino, es compatible con
plataformas Windows, Linux y Mac OS X en la industria. (logi.cals Gmbh,
2017)

22
Fig. 1.11 Interfaz de programación Logicad3. Fuente: (logi.cals Gmbh, 2017)
VISUINO
 Visuino es un entorno de programación basado en gráficos mayormente
visuales para PLCs Controllino. Es capaz de diseñar específicas soluciones
de automatización industrial e IoT, con solo colocar y enlazar algunos
bloques gráficos. De acuerdo con el bloque y la secuencia de los conectores,
vuisino entregará el código CONTROLLINO deseado. (Visuino, 2017)
Fig. 1.12 Interfaz de programación Visuino. Fuente: (Visuino, 2017)

23
 Su fácil entorno, permite una navegación sencilla sobre los diseños robustos.
También ayuda por medio de un terminal de comunicación integrado para la
ejecución de medidores, instrumentos visuales para monitoreo y inspección
en el flujo de datos enviados desde el CONTROLLINO. (Visuino, 2017)
 Dentro de los componentes que maneja Visuino tenemos:
 Funciones Matemáticas
 Comparadores Lógicos
 Variables enteras y analógicas
 Ajuste de fecha y hora
 Funciones de color
 Lógica O – Y – XOR – NO
 Interruptores
 Generadores de reloj, pulso, onda senoidal, onda triangular,
rectángulo, aleatorio
 Temporizadores y contadores periódicos o únicos
 Motores Paso a paso, CC o servo
 Pantallas LCD, 7 segmentos, pantalla táctil, matriz, pixeles
inteligentes
 Sensores de TV, temperatura, presión , peso, distancia, brújula,
acelerómetro, codificadores rotatorios
 Controladores remotos, controladores PID

24
 Comunicación Serie, RS 485, Wifi, cable e inalámbrico, Ethernet o
GSM (Visuino, 2017)
EMBRIO
 Embrio es un programa ideal para la programación en tiempo real o
línea. Este programa de bajo nivel, puede interactuar con el hardware
en una lógica poderosa con agentes fáciles de usar. Su única
diferencia, es que puede trabajar con una conexión en vivo en el
CONTROLLINO. (Embrio, 2017)
Fig. 1.13 Interfaz de programación Embrio. Fuente: (Embrio, 2017)
UVA O GRAPE
 Uva es un lenguaje de programación con un entorno de programación
grafica que permite generar programas de controlador de manera
integrada. Desde el principio de los sistemas de control, es capaz de
diseñarse bajo diagramas de flujo. Luego, genera automáticamente el
código de C++ del diagrama colocado. Este programa se puede

25
compilar y ejecutar en el controlador dentro del entorno de
programación. (q fix Robotics, 2004)
Fig. 1.14 Interfaz de programación Grape. Fuente: (q fix Robotics, 2004)
ATMEL STUDIO
 ARMEL, es una solución de programación directa. Consta de
programación para CONTROLLINO sin barreras en el código. Tiene
un alto uso potencial en los microcontroladores industriales, con la
posibilidad de monitorear sensores de temperatura y a control remoto
desde el panel de control. (Atmel Corporation, 2016)

26
Fig. 1.15 Interfaz de programación Atmel. Fuente: (Atmel Corporation, 2016)
LabVIEW
 El reconocido compilador Arduino para LabVIEW, es una marca de
laboratorio virtual en instrumentación para la ingeniería
perteneciente al National Instruments. Este tipo de lenguaje es
básicamente gráfico y se apoya de iconos en vez de líneas de texto
para diseñar aplicaciones. (TSXPERTS , 2017)
 Arduito TM y LabVIEW son compatibles para el compilador que
emprenderá el programa que descargará los objetos compatibles con
el CONTROLLINO. El programa o código guardado se reanudará
independiente en el objetivo Arduino. (TSXPERTS , 2017)
 LabVIEW es una gran herramienta para la automatización industrial
en conjunto con los PLCs. Permite implementar la programación de

27
software embebida con programación grafica sin la dependencia del
lenguaje C++. (TSXPERTS , 2017)
Fig. 1.16 Interfaz de programación LabVIEW. Fuente: (TSXPERTS , 2017)
PROGRAMINO
 El lenguaje de programación programino, es una alternativa fácil de
usar en el entorno IDE de Arduino y Genuino para trabajos aliados
con PLCs Controllino. Está hecho para múltiples tareas con
herramientas disponibles en el editor HTML5 con aplicaciones IoT
que facilitan el diseño en la arquitectura de su proyecto.
(PROGRAMINO, 2017)
 Programino, está basado en formatos de archivo admitidos por
Arduino, C++, encabezados C, HTML, HTML5, JavaScript, CSS,

28
texto, gracias a esto. Permite unas grandes ventajas como:
(PROGRAMINO, 2017)
Fig. 1.17 Interfaz de programación Programino. Fuente: (PROGRAMINO, 2017)
 Compatibilidad con Arduino en versiones completas
 Autocompletado de código
 2X terminales UART avanzados
 Visor de Hardware
 Fácil compilación y carga
 Función de búsqueda de referencia
 Sintaxis resaltado personalizado
 Explorador de objetos y funciones
 Dot-Matrix LCD Designer
 Piotter web IoT

29
1.2. Contexto de los Micro controladores Arduino
1.2.1 Importancia del controlador
Arduino es una herramienta que permite el uso de Hardware libre al público. Su diseño se
resume una placa con una memoria que hace posible el microcontrolador; además de su
propio entorno de desarrollo para realizar proyecto en el área de electrónica. (Andres
Duarte, 2016)
La placa se encuentra resumida con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de
entrada/salida, los cuales realizan las tareas de recepción y envío de datos. Entre los
controladores referenciados en el mercado, se cuenta con: Atmenga 168, Atmega 328,
Atmega 1280 y Atmega 8. Cada uno de estas placas se basa en un entorno de desarrollo que
usa programación en dialecto processing/Wiring; a su vez con un arranque del programa
bajo la sentencia (boot loader) que permite ejecutar las tareas. (Andres Duarte, 2016)
Este tipo de controladores son Standard y poseen 14 pines con entradas y salidas digitales
(6 puertos destinados para ser usados como PWM), 6 entradas analógicas, un cristal
oscilador a 16Mhz, conexión USB, entrada de alimentación, una cabecera ISCP, y un botón
de reset. Los proyectos ejecutados por Arduino, se distinguen en tres secciones: estructuras,
valores (que contienen variables y constantes), funciones lógicas. Finalmente, es un
lenguaje netamente basado en CC++. (Andres Duarte, 2016)
1.2.2. Características del controlador
Los microcontroladores Arduino, se encuentran en el mercado en diferentes presentaciones
y placas, entre ellos: (Andres Duarte, 2016)

30
 Arduino Nano
 Arduino Mini
 Arduino BT
 Arduino LilyPad
 Arduino Fio
 Arduino Pro
 Arduino Pro Mini
 Arduino Xbee Shield
 Arduino Ethernet Shield
 Arduino UNO
 Arduino Mega
 Arduino Leonardo
Arduino, es una tendencia mundial que a través de su entorno abierto facilita el uso de
múltiples placas con diferentes características. Posterior, la diferencia de las placas aun
permite enfrentar al usuario con el mismo código de programación. (Andres Duarte, 2016)
Entradas y Salidas
La placa Arduino, ofrece un numero de 14 pines digitales, los cuales pueden ser usados
como entradas o salidas en cualquier de las implementaciones. Dentro del código
programado se puede diferenciar cada instrucción necesaria para conocer el estado del
puerto como lectura, escritura o modo (pinMode()-digitalWrite – digitalRead()) (Andres
Duarte, 2016)

31
Estos pines manejan una tensión nominal de operación de 5V y pueden captar un máximo
de 40mA. Además, proporcionan resistencia interna conocida como “pull-up” que viene
inactiva por default de 20 a 50 Kohms. (Andres Duarte, 2016)
Pines serie Rx y Tx
Estos puertos, son muy importantes en la placa de las diferentes presentaciones de Arduino,
ya que permite recibir o transmitir datos en protocolo (TTL). Su uso también es
representativo en el chip FTDI que permite la conversión de los datos de USB a serie TTL.
(Andres Duarte, 2016)
Interruptores externos:
Los pines 2 y 3, están debidamente dispuestos para ser adecuados en la configuración de
interruptor con estado bajo y alto dependiendo de la asignación en la función específica
(attachinterrupt()) (Andres Duarte, 2016)
PWM
Los pines 3, 5, 6, 9, 10, y 11. Están disponibles para las salidas PWM de un tamaño a 8 bits
, representados dentro del código como: analogWrite(). (Andres Duarte, 2016)
I2C
Los pines 4 (SDA) y 5 (SCL) incluyen en su configuración una librería denominada Wire,
la cual permite simplificar el dominio del bus de datos I2C. Este canal de comunicación es
importante; pues permite la comunicación con otros dispositivos. (Andres Duarte, 2016)

32
SPI
Los pines 10 (SS), 11(MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK), llevan a cabo la tarea de integrar
comunicación SPI. Aunque su hardware es perteneciente; ya no es posible determinar este
comando en la programación. (Andres Duarte, 2016)
LED
El pin 13 digital, facilita la visualización de un indicativo cuando el valor es alto o bajo.
Para esto se apoya de un LED que emite la luz según el estado. (Andres Duarte, 2016)
Entradas analógicas
La placa Arduino Standar, ofrece también 6 entradas analógicas que permiten 10 bits de
resolución, es decir, 1024 valores diferentes. Para comprobar su medida, respecto a la tierra
se puede medir 5 voltios; aunque el pin AREF permite cambiar el valor más alto dentro de
un rango. Comúnmente el código que representa esta entrada es analogRead(). (Andres
Duarte, 2016)
AREF
Arduino maneja dentro de sus características, un voltaje de referencia para el uso de
entradas analógicas. Tener en cuenta, que solo es usado en entradas analógicas. Con esta
aplicación, podemos asignar un voltaje de referencia al tener alimentación externa en la
placa. (Andres Duarte, 2016)

33
RESET
Como todo sistema auto controlado, se presenta un pulsador o línea para mandar a resetear
el microcontrolador. Esto puede representar un mecanismo para actualizar o reanudar el
programa por algún inconveniente. (Andres Duarte, 2016)
Comunicación
SERIAL
El microcontrolador Arduino, permite una amplia comunicación con diferentes ordenadores
e incluso con otros microcontroladores de la misma marca Arduino. Para los ATmega se
planea comunicaciones en serie con protocolo UART TTL (5V), donde los pines digitales 0
(Rx) y 1 (Tx) son los que permiten la gestión. (Andres Duarte, 2016)
Este tipo de puertos permite la recepción a través del protocolo Rx y la transmisión por el
protocolo Tx con un manejo de datos en formato TTL. Finalmente, es de fijarse que estos
pines hacen parte del chip FTDI del conector USB a TTL serie.
Alimentación
La placa de Arduino tiene la utilidad sencilla de alimentarse a través del cable USB o en su
defecto; se podrá seleccionar automáticamente el tipo de alimentación como fuentes
externas con transformador o baterías. (Andres Duarte, 2016)
Dentro de los pines de alimentación se encuentran el VIN, el cual permite una entrada de
tensión a la placa usando una fuente externa. Los -5V, son la fuente de voltaje de corriente
continua que permite de otra manera alimentar la placa. Se puede ayudar de un regulador
que proporciona directamente la alimentación por el cable de datos o USB.

34
Finalmente, -3.3v es una fuente de tensión generada directamente por el chip FTDI
integrado en la placa. En este tipo de fuente se puede obtener corrientes de 50 Mili
amperios. Importante reconocer como todo sistema referente a tierra con el pin GND.
1.2.2.1. Estructura de programación
Para Arduino, es importante conocer los 3 procesos esenciales para llevar a cabo la
programación de la idea o proyecto a ejecutar. A continuación, se explicará cada parte de la
estructura necesaria para la programación: (Andres Duarte, 2016)
1. Declaración de Variables
La declaración de variables, es un piloto de múltiples expresiones que
contienen valores; entre estos, de entrada analógica o sensor. Para poder
hacer uso de este tipo de variables, debemos especificar a la variable el
valor que quiere tomar y almacenarla para su posterior uso. (Andres
Duarte, 2016)
2. Declaración de funciones
Las funciones declaradas, son importantes para diseñar módulos de
código, de manera que se generen rutinas y poder retomar al inicio de
donde se ejecutó la sentencia.
En la lectura o salto de código, Arduino busca la variable declarada de la
función asignada en algún espacio del código. Adicional, transmite el
valor de la variable “value” como un argumento.

35
De esta manera, las funciones son definidas por el tipo de resultado que
entregan, por su nombre, por la lista de argumentos o por sus parámetros
que se ejecutan cuando se realiza el llamado. (Andres Duarte, 2016)
3. Función de inicialización
Void seput()
Este tipo de función, es importante por ser la primera en ser llamada por
el programa al inicializarse. Allí parte el arranque de las demás variables
asignadas e incluso tomar las decisiones sobre los modos en que se
encuentran los puertos, llamar librerías, entre otros requerimientos.
(Andres Duarte, 2016)
Void Loop() - Programa
Luego de que la función Void Seput () a realizado el arranque del
programa. Void Loop (), arranca inmediatamente el bucle sobre las
instrucciones previamente definidas al inicio. Esto lo realiza de manera
cíclica, permitiendo la respuesta del objetivo deseado.
Este tipo de función es capaz de controlar de manera activa la tarjeta o
placa Arduino. En cuanto al tiempo del bucle, es variante dependiendo
del número de instrucciones que se tienen presenten en el programa.
Además, se podrá conocer y controlar las funciones que incluyan
temporizadores como: delay (), millis (), entre otras. (Andres Duarte,
2016)

36
CAPITULO II (Ventajas y desventajas del dispositivo PLC Controllino y Arduino con
otros dispositivos lógicos programables del mercado)
2.1. Ventajas y desventajas del PLC Controllino
Los PLCs en general, manejan múltiples ventajas y desventajas respeto a sus usos en el
sector industrial. Dentro de sus ventajas cabe anotar las siguientes:
Ventajas
 Gracias a su nuevo sistema gráfico, no es necesario realizar dibujos en esquema de
contactos.
 En grandes proyectos y usos, no hace falta reducir las ecuaciones lógicas; esto
debido a la capacidad de almacenamiento con que dispone el tablero en su memoria
reservada.
 Dentro de su numerosa portabilidad de herramientas, hace que el usuario no tenga
que añadir más elementos finales para la implementación; esto gracias a sus
completas renovaciones que cuentan con características como:
 Permitir agregar, corregir sin necesidad de mover cables y adicionar puentes.
 Menor espacio en los cuartos de mantenimiento
 Economía en el mantenimiento semestral o anual
 Ayuda a controlar múltiples maquinas en el mismo tiempo de ejecución
 Rápida puesta en marcha dependiendo de la urgencia

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 Es capaz de gestionar maquinas al fallo y brindar un segundo reemplazo.
(Admin Proymec, 2014)
Desventajas
 Hace falta un programador más sencillo, debido a que los bloques y
diagramas de los PLCs exigen preparación compleja de los temas
 La inversión para comenzar, es mayor que en el caso de los sencillos
conmutadores con relés; aunque difiera del proceso que se desea controlar
(Admin Proymec, 2014)
2.2. Ventajas y desventajas del Arduino
Ventajas
 Arduino es un entorno que ayuda a reducir los procesos necesarios para con
otros microcontroladores.
 Economía. Las diferentes placas de Arduino, son de fácil adquisición
comparado con otras plataformas que manejan similares usos.
 Multi-Plataforma. El software de Arduino al ser moderno, es compatible con
sistemas operativos como Windows, Macintosh OSX y Linux; a
comparación de otros entornos que no son compatibles con estos sistemas.

38
 Es una aplicación de simple y directo uso. Este nuevo entorno de
programación es fácil de explicar y usar. Basta con que solo lo conozca el
estudiante o aficionado para que se relacione lo más rápido.
 Es un programa que ofrece un Software amplio y de código abierto al
público. Arduino es un entorno de programación libre desde cualquier parte
del mundo; lo que facilita el gran aprendizaje y la solución de ideas en el
área educativa. (Edgaro Silvi, 2016)
Desventajas
 Arduino, no se basa en un lenguaje de programación Asembler, que en el
mayor de los casos, aun es usado por programadores. Adicional, algunas de
sus librerías son de renta privada y deben ser pagas para adquirirlas.
 La rigidez y diseño único, no permite realizar modificaciones sobre la placa.
De esta manera se debe depender de un espacio y forma acorde con el PCB
del Arduino, incluso sus conexiones específicas predeterminas en los
periféricos.
 La velocidad de transmisión, aunque sea de 9600 o superior a 10 mil
baudios, sigue siendo un límite para proyectos de gran robustez. (Edgaro
Silvi, 2016)

39
CAPITULO III (Funcionamiento del PLC Controllino en condiciones industriales y
su operación)
3.1. Su función en la industria
Controllino, es un Controlador lógico programable (PLC) que presenta la facilidad por su
lenguaje abierto y compatible con otros dispositivos de control como Arduino. Es ideal para
usos privados e industriales en las áreas de automatización, monitoreo y control.
Dependiendo de la necesidad de la empresa, es presentado en 3 motivos Mini, Maxi y
Mega. Estos dispositivos están diseñados bajo microcontroladores Atmega328 y
Atmega2560 de Atmel. (Cameron Klotz, 2017)
En la industria son muy apetecidos, para soluciones de robustez y donde se necesite ganar
espacio para otras estructuras. Dentro de las necesidades de las empresas, Controllino
brinda simplicidad en el taller de pruebas con la obtención de adiciones que permiten
realizar procesos más rápidos y eficientes; contribuyendo al mejoramiento tecnológico de
cualquier empresa. (Cameron Klotz, 2017)
Debido a la necesidad creciente del mercado, fue ideal una solución flexible para la
construcción y la automatización de la industria, que se centrará en módulos de completo
control con adaptabilidad, escalabilidad y disposición en cualquier momento. (Cameron
Klotz, 2017)

40
3.2. Procesos que abarca en la operación
Controllino es una solución diseñada para aplicaciones, donde se requiere adaptar entornos
específicos dependiendo de la instalación del proyecto. Dentro de los campos de
aplicabilidad, Controllino es ideal experimentando campos de transformación no solo de
empresas, industrias o negocio; si no también, de hogares. A continuación, se podrá
encontrar los tipos de implementación que permite estos grandiosos PLCs. (Cameron Klotz,
2017)
Automatización de edificios
Dentro de los casos de uso, se tienen:
 Domótica (Uso de persianas enrollables, riego de jardines, luces, puertas,
aire acondicionado, etc.)
 Automatización de edificios (HVAC, electricidad, etc.)
 Automatización hotelera (Cameron Klotz, 2017)
Automatización Industrial
 Gasolineras (soluciones de pago, fijación de precios, iluminación, video
vigilancia)
 Industria petroquímica
 Agricultura (riego, alimentación automatización de graneros)

41
 Industria automotriz (registro de datos) (Cameron Klotz, 2017)
Automatización del sector público
 Automatización de infraestructura
 Túneles (ventilación, luces, video)
 Luces de calle y avenidas
 Control de trafico
 Irrigación de jardines públicos (Cameron Klotz, 2017)

42
CAPITULO IV (Diseño de módulo de entrenamiento a través de la plataforma 3D
Sketchup)
4.1. Arquitectura del módulo
Con el conocimiento de los componentes que hacen parte del proyecto, se puede generar la
construcción del sistema basado en un software de diseño industrial; donde debemos
abordar el tamaño, color, textura, chasis y conexiones físicas. En este diseño, se expondrá
las características y sus etapas de ensamble para conocimiento de los lectores.
4.1.1. Componentes
El diseño del módulo PLC Controllino, puede variar teniendo en consideración el diseño de
cada uno de los componentes. Para este caso, el sistema va a contar con un molde único
integrado. Donde se instalará todos los componentes como: Pulsadores NA / NC,
indicadores pilotos de arranque, conexiones para entradas o salidas, inserción del PLC
Controllino, conexión del Arduino, cableado correspondiente y LCD para la visualización
de los cambios o estados del sistema en general
La gestión en el diseño del módulo completo puede verse alterado dependiendo de las
características y dimensiones de los componentes. De cualquier manera, la utilización de
pulsadores con diferentes marcas o dimensiones; pero con la misma funcionalidad, puede
llevar a que varíen las dimensiones del diseño.
Cada parte del diseño físico será expuesto en imágenes a través de tablas ilustrativas con las
definiciones acerca del nombre o función de los componentes

43
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERIAS
SEDE SANTA MARTA
COMPONENTES DISEÑO DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO
Materiales N° 1 Elementos para ser instalados en el módulo de
aprendizaje.
Tab. 4.0 Componentes, Diseños y Descripción de diseño Nº1
Materiales para utilizar
 Pulsadores N/C
 Pulsadores N/A
 Borneras para conexiones de
entradas
 Borneras para conexiones de
salidas
 Muletillas de 2 posiciones
 PLC Controllino Mini
 LCD 2X16
 Breakers de alimentación
 Base modulo
 Medidas del modulo
 Piloto indicador on /off
 Fuente DC
Tab. 4.1 Materiales
INSTRUCCIONES DE ENSABLE
 Diseñar en el Software 3D Sketchup, una caja robusta con los orificios y
espacios necesarios para los componentes
 Conectar de manera correcta las muletillas, verificando que no queden sueltas
o con movimientos innecesarios.
 Conectar y anclar los Pulsadores N/C, siendo estos diferenciados en color
ROJO
 Conectar y anclar los Pulsadores N/A, siendo estos diferenciados en color
VERDE
 Conectar las Muletillas de salidas, verificando que no queden sueltas y tengan
suficiente espacio para ser operadas
 Anclar bornera plástica de color verde, para las entradas del módulo. Esta
debe poseer el mismo número de conexiones físicas como en los contactos
 Anclar bornera plástica de color verde, para las salidas del módulo.
 Anclar bornera para alimentación del circuito
Tab. 4.2 Instrucciones de ensamble

44
DETALLES DE LOS COMPONENTES NECESARIOS
Dispositivo PLC Controllino Mini
Componente visual LCD 16X2
Diagrama esquematico pulsadores N/C

45
Diagrama esquematico pulsadores N/A
Diagrama esquematico Muletillas de 3 Posiciones
Diagrama esquematico Muletillas de 2 Posiciones

46
Diagrama esquematico entradas (A0, A1, A2, A3, A4, A5,, In0, In1)

47
Diagrama esquematico de relays y puertos de alimentación
Diagrama esquematico salidas (D0, D1, D2, D3, D4, D5, D7., PWM)

48
Dispositivo de control y regulación de tensión
Fuente RAIL (HDR 30-12)
Piloto indicador de arranque y fin de funcionamiento en el sistema
Tab. 4.3 Detalles de los componentes necesarios

49
4.1.2. Materiales
Para lograr que las partes y componentes del módulo perduren a diferentes ambientes
hostiles. Es necesario idear un sistema con bastante protección a los cambios externos. El
órgano principal, aunque sea el Controllino, en cierta medida lo es la cubierta. Dado caso
de presentarse indicios de agua, calor o humedad, los materiales de la cubierta garantizarán
la seguridad de toda la parte interna de la circuitería, del mismo modo, la parte posterior
que comprende las conexiones de prueba.
Como se ha observado en la tabla anterior, cada uno de los componentes en su mayoría se
componen de materiales semi - resistentes a base de polímeros y plástico, otros como el
caucho. Permite una larga durabilidad frente a factores externos.
En el caso de la caja o cubierta que comprende todo el circuito. Se presenta la tabla con los
materiales utilizados.
MEDIDAS DISEÑO DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO
Partes N° 2 Diseño y medidas del módulo pruebas
Tab. 4.4 Componentes, Diseños y Descripción de diseño Nº2
Materiales para utilizar
 Acrílico color blanco de 4mm
 Tornillos de ½ “ (9)
Bisagras (2)
Tab. 4.5 Materiales utilizados en chasis
INSTRUCCIONES DE ENSABLE
 Cortar y pulir las láminas de acrílico para el modulo propuesto
 Realizar perforaciones con taladro y brocas, teniendo como referencia el
tamaño de la circunferencia de los elementos

50
 Anclar bisagras de apertura tapa posterior de conexiones principales
 Atornillar cada una de las esquinas o superficies de mayor rigidez
Tab. 4.6 Instrucciones de ensamble
DETALLES DE LAS MEDIDAS
MEDIDAS modulo (VISTA SUPERIOR)
 Alto: 50 cm
 Ancho: 35 cm
 Profundida: 5.6 cm
Vista inferior del modulo

51
Vista Laterial derecho
Tab. 4.7 Medidas y vistas del chasis del modulo

52
CAPITULO V (Elaboración del manual de instrucción y construcción del módulo de
automatización y control con el PLC Controllino y sus elementos)
5.0. MODULO DE ENTRENAMIENTO
El módulo de entrenamiento PLC controllino es un tablero electrónico el cual sirve para
realizar diversas tareas industriales de automatización y control, este cuenta con un
dispositivo central llamado controllino MINI el cual permite ejecutar las instrucciones
indicadas por el usuario según la programación que este conlleve dentro. Su programación
puede ser elaborada en lenguaje C++, se recomienda en este documento la plataforma de
código abierto Arduino, debido a su interacción de comunicación con el dispositivo de
modo fácil y seguro.
El módulo de entrenamiento con PLC controllino cuenta pulsadores y muletillas de tipo
industrial los cuales entregan a la entrada del dispositivo controllino con pulsos de nivel
alto o nivel bajo, según la configuración que se tenga.
En la parte superior del módulo se encuentra una LCD 2X16 (display de cristal líquido) en
la cual podemos visualizar cualquier tipo de mensaje ingresado por el usuario a través de la
programación, y un led piloto de color rojo el cual funciona con voltaje alterno de 110 (red
doméstica).

53
5.1. Encendido del módulo de entrenamiento.
La conexión de alimentación del módulo de entrenamiento se conecta a 110 voltios alternos
(AC) esta alimentación llega a dos breaker de 1 polo electromagnéticos de 16 amperios uno
para fase y el otro para neutro, estos para proteger de sobrecarga o corto circuito el modulo,
la puesta a tierra del se encuentra conectada al riel interno, de los breaker se pasa a una
conexión sobre la fuente reguladora de voltaje la cual recibe en sus entrada 110 voltios
alternos (AC) y permiten obtener en sus salidas 12 voltios directos (DC) los cuales se
conectan al dispositivo controllino, en los que el led de 12V encendido de color verde y el
de 24V encendido de color naranja representa la alimentación de voltaje que a él llega tal
como lo muestra la imagen 5.2.2, permitiendo de este modo llevar el módulo de estado de
apagado a estado de encendido. Se identifica el encendido del módulo cuando se cuente
con, los breaker en estado ON, el led de la fuente de color azul encendido y los led de 12V
y 24V encendidos.
.
Fig. 5.0 Modulo encendido

54
Fig. 5.1 Interconexión de breakers, fuente y controllino
5.2. Valores de voltaje en las entradas y salidas del modulo
El módulo de entrenamiento con plc controllino maneja en sus entradas y salidas dos
estados de niveles, niveles altos y niveles bajos, tener un nivel alto en una entrada o en una
salida representa un valor de voltaje directo que oscila entre 0 y 3.6 voltios, igualmente, un
nivel bajo representa un valor de voltaje directo que oscila entre 9.0 y 13.2 voltios, estos
niveles se representan en la figura 5.3.
Fig. 5.2. Valores de voltaje en los niveles

55
5.3 Entradas de muletillas y pulsadores del módulo de entrenamiento
El módulo de entrenamiento cuenta con muletillas S, muletillas M, pulsadores Nc, y
pulsadores No, donde cada una de ellas cumplen con una función, todas conectadas
internamente al dispositivo controllino.
5.3.1 Muletillas S
Estas son muletillas de 3 posiciones en las que se encuentran giro a la derecha, central y
giro a la izquierda, esto permite seleccionar una opción en cada giro. Si el giro es hacia la
derecha se encontraran activos los pulsadores normalmente abiertos, si el giro es hacia la
izquierda se encontraran activos los pulsadores normalmente cerrados y las muletillas M,
mientras, si la muletilla se encuentra en posición central todos los pulsadores y las
muletillas M se encontraran inactivos, la tabla 5.0 sirve de guía de funcionamiento de las
muletillas S en las que se puede apoyar el usuario para mayor comprensión.
Muletillas S Giro a la derecha Central Giro a la
izquierda
Pulsadores Nc inactivas inactivas Activas
Pulsadores No activas inactivas Inactivas
Muletillas M activas inactivas Inactivas
Tabla 5.0 Funcionamiento de muletillas M
Las muletillas S se encuentran marcadas en el tablero del módulo de entrenamiento, de S0
a S7, cada una de ellas indicando la posición de entrada al módulo de entrenamiento que se
desea utilizar.

56
Fig. 5.3. Muletillas S
5.3.2 pulsadores NO
Los pulsadores No son pulsadores normalmente abiertos que tiene la característica de abrir
un circuito o una alimentación en posición normal y cambiar a circuito cerrado después de
presionado, sin embargo, si se sueltan regresan a su posición normal llevando nuevamente a
circuito abierto.
Fig. 5.4 Esquema de pulsador normalmente abierto

57
Los pulsadores normalmente abiertos se encuentran marcados de No0 a No7, cada una de
ellos indicando la posición de entrada al módulo de entrenamiento que se desea utilizar.
Fig. 5.5 Pulsadores No
5.3.3. Pulsadores NC
Los pulsadores Nc son pulsadores normalmente cerrados que tiene la característica de
mantener cerrados un circuito o una alimentación en posición normal y cambiar a circuito
abierto después de presionado, sin embargo, si se sueltan regresan a su posición normal
llevando nuevamente a circuito cerrado.
Fig. 5.6 Esquema de pulsador normalmente cerrado

58
Los pulsadores normalmente cerrados se encuentran marcados en el tablero del módulo de
entrenamiento, de Nc0 a Nc7, cada una de ellos indicando la posición de entrada al módulo
de entrenamiento que se desea utilizar.
Fig. 5.7 pulsadores Nc
5.3.4. Muletillas M
Las muletillas M de 2 posiciones que son, giro a la derecha y giro a la izquierda,
permitiendo seleccionar una opción en cada giro. Su funcionamiento principal es brindar en
las entradas del controllino un pulso en alto constante, Para hacer uso de este pulso se debe
accionar primero, la muletilla de tres posicione S0 (si desea él puso en una entrada
diferente, debe accionar la muletilla correspondiente a esa entrada) en pulso normalmente
cerrado (giro a la derecha del módulo), luego accione la muletilla M0 dándole un giro hacia
la derecha del módulo.

59
Las muletillas S se encuentran marcadas de S0 a S7, cada una de ellas indicando la
posición de entrada al módulo de entrenamiento que se desea utilizar, en la figura 5.4.4.1 se
puede observar la ubicación de cada una de ellas en el tablero.
Fig. 5.8 Muletillas M
5.3.5. Conexión interna al módulo de entrenamiento de pulsadores y muletillas
El módulo de entrenamiento con plc controllino posee en su interior las respectivas
conexiones entre los pulsadores y muletillas que permiten el funcionamiento de este, en la
figura 5.4.5.1 se visualiza el esquema que enseña cómo se encuentra el diseño del cableado.
La conexión de 12 voltios directos se toma de la fuente que se encuentra en la parte
superior del módulo, estos llegan a los pulsadores normalmente abiertos, pulsadores
normalmente cerrados y a las muletillas M. Las salidas de los pulsadores y las muletilla M
llegan a las muletillas S conectados de la siguiente manera, del lado derecho los pulsadores
normalmente abiertos y las muletillas M de forma paralela, del lado izquierdo los
pulsadores normalmente cerrados, las salidas de las muletillas S se encuentran conectados a
las entradas del dispositivo controllino en su respectivo orden.

60
Figura 5.9 Conexión interna al módulo de entrenamiento de pulsadores y muletillas
Se presenta a continuación el diagrama de contacto que existe internamente en la conexión
de los elementos mencionados anteriormente, este tipo de diagrama es gran utilidad para
tener presente el funcionamiento y control de proceso que se ejecuta al momento de realizar
una acción en el módulo de entrenamiento con PLC controllino.

61
Figura 5.10 Diagrama de contacto
5.4. Entradas y salidas directas del módulo de entrenamiento con plc
controllino.
El módulo de entrenamiento cuenta con entradas y salidas en su parte inferior las cuales
se encuentran a disposición del usuario, se identifican por las marcas indicadas como
entradas y salidas. Se les denomina directa debido a su conexión directa a los puertos de
entrada y salida del dispositivo controllino.

62
Figura 5.11 Entradas y salidas directas del módulo.
5.4.1. Conexión interna y uso de entradas directas del módulo de entrenamiento
Las entradas directas son de gran utilidad para conectar dispositivos como sensores,
potenciómetros o cualquier otro elemento electrónico del cual se desea obtener su
información de salida, el usuario debe tener presente los valore de voltaje de los niveles
altos y bajos para el funcionamiento de las entradas información que se encuentra en
valores de voltaje en las entradas y salidas del módulo (sección 5.5). las entrada de A0 a
A5 son entradas análogas/digitales, esto indica que se pueden conectar a ellas dispositivos
que entreguen señales continuas como por ejemplo sensores de temperatura entre otros,
mientras , en las entradas de A0 a A5 e In0 a In1 recibe datos de elementos que funcionen
con lógica digital (uno lógico o cero lógico).

63
Fig. 5.12 Conexión de entrada al módulo a controllino
1.4.2. Conexión interna y uso de salidas directas del módulo de entrenamiento
Las salidas directas del módulo permiten ser conectadas a cualquier dispositivo electrónico
en el que se pueda ver reflejado la información de nivel lógico que es entregado por estas
como por ejemplo motores de 12 voltios directos, bocinas, entre otras. Se cuenta con 8
salidas digitales, de D0 a D7, esto quiere decir que sus niveles altos y bajos se encontraran
dentro de los niveles estudiados. A continuación se muestra cómo las salidas del módulo se
encuentran interconectadas al dispositivo controllino.

64
Fig. 5.14 Conexión de salidas al módulo a controllino
1.4.3. Salidas PWM del módulo de entrenamiento
Las salidas del módulo de entrenamiento D1, D2 y D5 pueden ser utilizadas como
modulación por ancho de pulso (pulse width modulation PWM) que sirve para variar el
ancho de pulso de la salida en D7 y así lograr por ejemplo modificar la velocidad de un
motor, variar la intensidad de luz de una lámpara entre otros.
Fig. 5.13 Modulación por ancho de pulso. Fuente (García, Eduardo. 2008)

65
1.4.4. Conexión y uso de relay y 12 voltios dc del módulo de entrenamiento.
Las salidas del módulo de entrenamiento de D0 a D5 puede ser utilizadas como salidas de
realys, son denominados de esta manera debido a que su funcionamiento principal
consiste en conmutar una señal, es decir, permitir el paso de la señal cuando la salida se
encuentra en estado alto e interrumpir la señal cuando la salida se encuentre en estado
bajo. Los ejemplos más peculiares se dan en el control de una señal alterna de 110
voltios, donde el usuario puede controlar si se desea el encendido o apagado de una
lámpara con una señal de nivel alto entregada por la salida D0.
Fig. 5.15 Activación de salida D0 como relay
El módulo de entrenamiento agrega entre las conexiones de sus salidas de relay, una salida
de 12 voltios directos para poder ser utilizadas por el usuario que provienen de la fuente de
alimentación del dispositivo controllino.

66
Fig. 5.16 Salidas de relay del módulo.
Fig. 5.17 Conexiones internas de las salidas relay del módulo de entrenamiento

67
1.5. Conexión interna y uso de la lcd (display de cristal líquido) 2X16 del módulo de
entrenamiento.
El módulo de entrenamiento cuenta en la parte superior con una lcd (display de cristal
líquido) de 2X16(2 filas y 16 posiciones), la cual trabaja bajo el protocolo I2C, esta lcd
lleva conectada un módulo que permite la comunicación I2C entre ella y el dispositivo
controllino de la siguiente manera, en el la lcd cumple la función de esclavo y el
controllino el maestro.
Fig. 5.18 Conexión maestro esclavo
La conexión interna de estos dos dispositivos se realiza entre los pines del módulo de la lcd
y los pines de encabezado de corriente limitada del controllino (Pinheader). El pin de sda de
la lcd llega al pin 27 del controllino, el pin del scl de la lcd llega al pin 28 del controllino,
el pin de 5 voltios de la lcd llega al pin 1 del controllino y el pin de gnd del módulo de la
lcd llega al pin 2 del controllino.

68
Fig. 5.19 Pines de corriente limitada del controllino (Pinheader) tomado de (Controllino
biz, 2017)
Figura 5.20 Módulo I2C conectado a la lcd 2X16

69
Figura 5.21 Configuración interna lcd y controllino
Para poner en funcionamiento la lcd se debe incluir a la interfaz de programación la librería
liquid cristal i2c, la cual debe ser invocada en el momento de la estructura del programa,
luego se realizan las conexiones indicadas y se procede a cargar al dispositivo controllino lo
que se desea ejecutar. La librería de la lcd que se debe incluirse puede descargar en link
http://dinastiatecnologica.com/producto/interfaz-lcd-i2c/.
1.6. Conexión interna y encendido del led piloto del módulo entrenamiento.
El piloto está disponible en el módulo para realizar prácticas con voltajes 110 o220
voltios alternos, simulando de este modo una carga comúnmente usada en la industria.
El piloto del módulo esta deshabilitado para modo que el usuario tenga la disponibilidad
de hacer uso de él, en el momento que se desee, La conexión de fase y neutro son

70
tomadas directamente de la entrada de corriente alterna del módulo de entrenamiento,
sin embargo estas conexiones llegan a unas borneras que permiten al usuario poder
realizarlas de manera cómoda y practica tomando las precauciones necesarias para evitar
incidentes.
Figura 5.22 Conexión piloto del módulo de entrenamiento deshabilitado
Figura 5. 23 Conexión de piloto del módulo de entrenamiento habilitado

71
CAPITULO VI (Ejercicios base, para configuración y operación del módulo)
6.1 Ejemplo Nº1:
“ENCENDER Y APAGAR UNA SALIDA DEL MODULO"
En este ejercicio se propone encender y apagar una salida del módulo en este caso con un
retardo de encendido de 500 milisegundos y un retardo de apagado de 500 milisegundos
obteniendo un tren de pulso en la salida D0.
Fig. 6.0 Tren de pulso
A continuación se incluyen las respectivas librerías para proceder con la programación del
modulo
6.1.1. Código del ejemplo
#include <SPI.h>
#include <Controllino.h>

72
void setup(){
pinMode(CONTROLLINO_D0, OUTPUT); // se declara el pin D0 como salida
}
void loop(){ // se inicializa el ciclo infinito
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,HIGH ); //se enciende la salida D0 (ALTO)
delay(5000); // tiempo que demora la salida D0 encendida
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,LOW); // se apaga la salida D0 (BAJO)
delay(5000); // tiempo que demora la salida D0 apagada
} // fin del ciclo infinito

73
6.2 Ejemplo Nº2:
“PRENDER Y APAGAR UNA SALIDA DEL MODULO ACTIVANDO UNA
ENTRADA”
Lo que se busca con este ejercicio es hacer uso de la entrada digital A0 del módulo de
entrenamiento con PLC controllino, para encender la salida D0, cuando la entrada A0
este en estado alto y apagar la salida D0 cuando la entrada A0 este en estado bajo.
Tab. 6.0. Tabla de estado
Entrada A0 Salida D0
0 0
1 1

74
Se incluyen las librerías correspondientes:
#include <SPI.h>
#include <Controllino.h> // librería para inicializar el PLC controllino
void setup(){
pinMode(CONTROLLINO_A0, INPUT); // aquí se declara la entrada A0
pinMode(CONTROLLINO_D0, OUTPUT); // se declara la salida que se va encender y
apagar
}
void loop(){
int x; // variable de tipo entero para almacenar el estado lógico de la entrada A0
x= digitalRead(CONTROLLINO_A0); // se lee y se almacena el estado de la entrada A0
if(x==HIGH){ // condición donde se evalúa el estado ALTO de la variable para encender
la salida D0
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,HIGH ); // aquí se activa la salida en un estado alto

75
delay(1000); // retardo para mantener encendida la salida cuando se haya desactivado la
entrada
} // fin del condicional
else{ //condición donde se evalúa el estado BAJO de la variable para apagar la salida D0
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,LOW ); // aquí se apaga la salida D0
} // fin del condicional
6.3 Ejemplo Nº3:
“SEMAFORO ACTIVADO CON BOTON DE INICIO”
En este ejercicio se presenta un semáforo vehicular, el cual será activado por un botón de
inicio realizando una secuencia con los tiempos correspondientes.
Fig. 6.2 Semáforo vehicular y sus respectivos tiempos

76
#include <SPI.h>
void setup(){
pinMode(CONTROLLINO_A0, INPUT); // se declara el pin A0 como entrada
pinMode(CONTROLLINO_D0, OUTPUT); //se declara el pin D0 como salida
}
void loop(){ // inicialización del ciclo infinito del programa
int x; // se declara una variable de tipo entero para almacenar el valor leído en el botón
de inicio
x= digitalRead(CONTROLLINO_A0); // se lee el valor digital de la entrada A0 y se
almacena en la variable X.
if(x==HIGH){ //se evalúa la condición en estado alto de la variable

77
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,HIGH ); // se enciende la salida D0 colocándola en
estado alto
delay(6000); // permanece encendida la salida D0 durante un tiempo de 6 segundos
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,LOW ); // se apaga la salida D0
delay(1);
digitalWrite(CONTROLLINO_D1,HIGH); // se enciende la salida D1 colocándola en
estado alto
digitalWrite(CONTROLLINO_D1,LOW); // se apaga la salida D1
delay(1);
estado alto
digitalWrite(CONTROLLINO_D2,LOW);// se apaga la salida D2
delay(1);

78
estado alto
digitalWrite(CONTROLLINO_D1,LOW); // // se apaga la salida D1
delay(1);
}
else { //se evalúa la condición en estado bajo de la variable
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,LOW ); // se apaga la salida D0 colocándola en un
estado BAJO
digitalWrite(CONTROLLINO_D1,LOW); // se apaga la salida D1 colocándola en un
estado BAJO
digitalWrite(CONTROLLINO_D2,LOW); // se apaga la salida D2 colocándola en un
estado BAJO
}

79
} //fin del ciclo repetitivo.
6.4 Ejemplo Nº4
“ENCENDER Y APAGAR EL PILOTO A 120V AC”
Advertencia: Para realizar esta práctica se debe contar con el conocimiento suficiente, para
manipular voltajes de 120V AC y 220V AC. Es necesario tener en cuenta las precauciones
correspondientes a la hora de realizar esta serie de ejercicios, en cuanto a la conexión se
refiere.
En esta ocasión se propone un ejemplo que requiere de mucho cuidado, se pretende
encender y apagar el piloto del módulo utilizando una salida a relé en este caso D0
Diagrama de conexión del piloto
Fig. 6.3 Diagrama de conexión del piloto

80
A continuación se incluyen las respectivas librerías para proceder con la programación del
modulo
#include <SPI.h>
void setup(){
pinMode(CONTROLLINO_D0, OUTPUT); // se declara el pin D0 como salida
}
void loop(){ // se inicializa el ciclo infinito
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,HIGH ); //se enciende la salida D0 (ALTO)
delay(5000); // tiempo que demora la salida D0 encendida
digitalWrite(CONTROLLINO_D0,LOW); // se apaga la salida D0 (BAJO)
delay(5000); // tiempo que demora la salida D0 apagada
6.5 Ejemplo Nº5:
“CONVERSION ANALOGA DIGITAL”

81
En este ejercicio se realizara una conversión análoga digital, utilizando una entrada análoga
del módulo, el cual cuenta con 5 de estas entradas de tipo análogo. Se pretende digitalizar
un rango de voltaje análogo de 0 a 12V DC, variando este con un potenciómetro, véase el
Diagrama de conexión correspondiente.
Fig. 6.4 Conexión del potenciómetro a modulo
Después de haber realizado las respectivas conexiones, fijando un extremo del
potenciómetro a 12V DC y el otro extremo a GND como se muestra en la figura anterior, se
procede a realizar la conexión entre el punto centro del potenciómetro y la entrada
analógica A0
void setup() {
pinMode(CONTROLLINO_A0, INPUT); // Se inicializa el pin A0 como salida
Serial.begin(9600); } // se inicializa la comunicación serial a 9600 baudios

82
void loop() { // se inicializa el ciclo infinito
int resultadodemedicion; //variable para almacenar el dato leído en la entrada A0
int resultadodemediciondevoltaje;
resultadodemedicion = analogRead(CONTROLLINO_A0); // se lee el valor de la
entrada A0
//La función analogRead devuelve un número entre 0 (para 0 V = conectado a tierra) a 1023
para voltaje máximo (que depende del voltaje de la fuente de alimentación)
Serial.print("Conversión de analógico a digital en la entrada A0:");
Serial.println(resultadodemedicion);
resultadodemediciondevoltaje= map(resultadodemedicion, 0, 1023, 0, 16); // los
divisores de voltaje están dimensionados con alguna reserva de seguridad
Serial.print("Asignación a resultados de escala 0-12 V a: ");
Serial.print(resultadodemediciondevoltaje);
Serial.print(" V or ");
resultadodemediciondevoltaje = map(resultadodemedicion, 0, 1023, 0, 15200); // los
divisores de voltaje están dimensionados con alguna reserva de seguridad
Serial.print(resultadodemediciondevoltaje);
Serial.println(" mV"); }

83
Fig. 6.5e Datos visualizados en el monitor serial
6.6. Ejemplo Nº6:
“VISUALIZACION DE TEXTOS EN LA LCD 2X16”
En el siguiente ejemplo se aprenderá a utilizar la LCD 2x16 del módulo de entrenamiento
con PLC controllino, la cual se encuentra conectada a este mediante un módulo de
comunicación serial i2c
Fig. 6.6 Conexión entre la LCD 2X16 y el PLC controllino

84
A continuación se incluyen las librerías correspondientes para este ejercicio:
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x20,16,2); // Se configura la dirección de la LCD en 0x27 para
una pantalla de 16 caracteres y 2 líneas
void setup(){
lcd.init(); // para inicializar la lcd
lcd.backlight(); // para encender la luz de la pantalla
}
void loop(){ // ciclo repetitivo infinito
lcd.init(); // Se inicializa la lcd
delay(600);
lcd.backlight(); // se enciende la luz de la pantalla

85
lcd.setCursor(1,0); // se fija el cursor en la posición donde se va imprimir el mensaje
lcd.print("!HOLA MUNDO."); // se manda a imprimir el mensaje en la lcd
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print(" bienvenidos");
delay(5000);
lcd.init();
delay(600);
lcd.backlight();
lcd.setCursor(1,0);
lcd.print(" MODULO DE");
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print(" ENTRENAMIENTO");
delay(5000);
lcd.init();
delay(600);
lcd.backlight();
lcd.setCursor(1,0);

86
lcd.print(" CON PLC ");
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print(" CONTROLLINO");
delay(5000);
lcd.init();
delay(600);
lcd.backlight();
lcd.setCursor(1,0);
lcd.print("PROGRAMADO EN ");
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print(" LENGUAJE C");
delay(5000);
}

87
6.7. Ejemplo Nº7:
“CONVERSION ANALOGA DIGITAL Y PANTALLA LCD 2X16”
En el siguiente ejemplo se visualizara una señal análoga ya convertida a formato digital,
esto gracias a la conversión análoga digital del módulo, haciendo uso de la entrada A0 que
se configurara como entrada análoga, para luego visualizar los valores continuos de la señal
entrante. En este caso una señal de voltaje DC en un rango de 0v a 12v DC
Diagrama de conexión
Fig. 6.6 Conexión del potenciómetro y la LCD 16X2 al PLC controllino
#include <SPI.h> //Librerías para trabajar con PLC controllino
#include <Controllino.h> //Librerías para trabajar con PLC controllino
#include <Wire.h> //Librerías para trabajar con la LCD 2X16 con comunicación I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>//Librerías para trabajar con la LCD 2X16 con
comunicación I2C
LiquidCrystal_I2C lcd(0x20,16,2); // Se configura la dirección de la LCD en 0x27 para
una pantalla de 16 caracteres y 2 líneas

88
void setup(){
pinMode(CONTROLLINO_A0, INPUT); // se inicializa la entrada para leer el dato
análogo
lcd.init(); // se inicializa la LCD
lcd.backlight(); // se enciende la luz de la LCD
lcd.setCursor(3,0); // se le indica en qué posición de la LCD se quiere imprimir el mensaje
lcd.print("CONVERSION"); //se manda a imprimir el mensaje
lcd.setCursor(1,1);
lcd.print("ANALOGA DIGITAL");
delay(3000); //se muestra el mensaje durante 3 segundos
float resultadodemedicion;
float resultadodemediciondevoltaje;
}
void loop(){
float resultadodemedicion; // variable de tipo flotante para guardar el valor analógico

89
float resultadodemediciondevoltaje; //variable de tipo entero para guardar el valor
medido y luego multiplicar por la resolución
resultadodemedicion = analogRead(CONTROLLINO_A0); // se lee y se guarda el valor
en la entrada A0
resultadodemediciondevoltaje=resultadodemedicion*15.06/1024; //se multiplica el valor
medido por la resolución
lcd.init();// se inicializa la LCD
lcd.backlight();// se enciende la luz de la LCD
lcd.setCursor(0,0); // se le indica en qué posición de la LCD se quiere imprimir el mensaje
lcd.print("ESCALA DE 0-12V"); //se manda a imprimir el mensaje
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(resultadodemediciondevoltaje); //se manda a imprimir la variable final
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print("V");
}

90
CAPITULO VII (Capacitaciones)
8.0. Personal capacitado
El personal de laboratorio de electrónica de la universidad cooperativa de Colombia sede
santa marta, se encuentra capacitado para el uso, manejo y mantenimiento del módulo
didáctico, con el cual se cuenta con cualquier tipo de inconveniente que surja al momento
de realizar las prácticas de aprendizaje.
Del mismo modo, los estudiantes de ingeniería a electrónica cuenta con capacitaciones de
uso y manejo, a los cuales se les brindo todo la información suministrada en el manual de
uso del módulo didáctico.
Imagen 7.1 capacitación de estudiantes Imagen 7.2 capacitación a estudiantes de ingeniería electrónica

91
GLOSARIO
ARDUINO es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un
microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica
en proyectos multidisciplinares.
BREAKER es un aparato capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando la
intensidad de la corriente eléctrica que por él circula excede de un determinado valor, o en
el que se ha producido un cortocircuito, con el objetivo de evitar daños a los equipos
eléctricos.
CONTROLLLINO Controlador PLC de software libre. Con micro ATmega 2560, salidas
digitales y análogas, interfaces SPI, I2C, RS232, RS485 y conector Ethernet. Compatible
con la IDE de Arduino. Es perfecto para aplicaciones industriales, caseras, educativas o
proyectos del Internet de las Cosas
LUZ PILOTO tiene como propósito darnos un aviso visual de que tenemos encendido un
equipo electrónico. Mientras el equipo electrónico esté funcionando la luz piloto está
encendida demostrando que hay consumo de energía
MULETILLA Un selector eléctrico rotativo tiene la función de abrir o cerrar contactos de
acuerdo a una posición seleccionada de manera manual. En cuanto al estado que guardan
los contactos es necesario contar o elaborar una tabla de cada posición ya que pueden
existir infinidad de combinaciones
PLC Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC por
autómata programable, es una computadora utilizada en la ingeniería automática o

92
automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el
control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.
PULSADOR es un dispositivo utilizado para realizar cierta función. Los botones son de
diversas formas y tamaños y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque
principalmente en aparatos eléctricos y electrónicos. Puede ser un contacto normalmente
abierto en reposo NA o NO o con un contacto normalmente cerrado en reposo NC.
RELÉ Dispositivo electromagnético que, estimulado por una corriente eléctrica muy débil,
abre o cierra un circuito en el cual se disipa una potencia mayor que en el circuito
estimulador.

93
CONCLUSIONES
Con la implementación del módulo PLC Controllino con Arduino, se comprobó que los
sistemas al ser sometidos con la práctica de laboratorio, son extraordinarios en la
construcción de saberes dedicados a la ciencia. Esto permitiendo implementaciones con un
grado de eficiencia más óptimo y con los requerimientos necesarios de la automatización y
el control; por lo que las brechas al desarrollo de mecanismos sin restricciones, permiten el
desarrollo de buenas ideas, en su mayoría, universitarias.
El desarrollo constante de los sistemas automatizados y la nueva era de los dispositivos
menos robustos en tareas programadas. Nos ayudan a generar soluciones con la mayor
protección y calidad frente a necesidades industriales; donde las fortalezas dedicadas a la
investigación por medio de los PLCs modernos como Controllinos o hardware libres como
Arduino. Se vuelven una necesidad en instituciones donde los profesionales en curso,
necesitan fomentar una creatividad frente a los retos del diario vivir; o ante la resolución de
problemas encontrados en el desarrollo de su aprendizaje.
Un entrenamiento con PLC Controllino Mini, nos enseña la importancia del control sobre
las plataformas físicas y virtuales que disponen de usos adversos. Teniendo gran
recopilación de sentencias centradas a indagar sobre los nuevos lenguajes compatibles
como: diagramas de flujo, Códigos fuente en C++, o textos estructurados que no son fáciles

94
de entender o asociar; además de poder descartar el uso ambiguo de PLCs que no tiene otra
alternativa en la programación con diagramas de bloques o solo están elaborados para
cumplir con un estándar definido por el fabricante.
El trabajo realizado durante la implementación, es un acrónimo de la importancia en el
conocimiento adquirido durante todos estos años de enseñanza universitaria. Partiendo de
las áreas aplicadas y teóricas de la ingeniería Electrónica, con su énfasis en el dinamismo
de las nuevas tecnologías que acogen la red de situaciones tendientes a la necesidad
empresarial; además de aportar a los semilleros con nuevos módulos orientados a prestar el
servicio confiable y con datos en sus resultados de manera concisa.
Finalmente se expresa que los sistemas de control, juegan un papel de suma importancia
para el desempeño de prácticas profesionales. Esto facilitando a instituciones del sector
educativo e industrial, aprender de las nuevas tecnologías que enseñan a crear soluciones
menos robustas; entregando seguridad, facilidad, economía y aplicación a ambientes reales.

95
REFERENCIAS
Admin Proymec. (13 de 11 de 2014). Los PLC en la automatizacion industrial. Puerto
Burriana, castellon, Esapaña.
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https://www.arduineando.com/tutoriales_arduino/
Arduino. (08 de 10 de 2017). Arduino Products. Recuperado el 13 de 09 de 2017, de
https://www.arduino.cc/en/Main/Products
Atmel Corporation. (09 de Enero de 2016). Home > Products > Programmable Logic.
Obtenido de http://www.atmel.com/products/programmable-logic/default.aspx
Cameron Klotz. (04 de 10 de 2017). Personalice y conecte las soluciones industriales de
IoT con Controllino y Ubidots.
Conelcom Gmbh. (24 de 03 de 2016). Bienvenido al mundo de CONTROLLINO!
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98
Instruction
Manual
"CONTROLLINO" MINI, MAXI
and MEGA
Article number
MINI: 100-000-00
MAXI: 100-100-00
MEGA: 100-200-00 Version 01/17

99
Inputs (A0 to A…)
The connection "12V / 24V" of the upper terminal block and the adjacent "GND"
connection is used for the voltage / current supply of the CONTROLLINO controls. The
CONTROLLINO controls can alternatively be operated with a 12V or 24V voltage
supply. The permissible supply voltage is 12V (between 10.8V-13.2V) or 24V (between
21.6V-26.4V) (DC, direct current).
The maximal supply current differs according to the type of CONTROLLINO you are
using. You can find it in the following table.
CONTROLLINO Maximum Supply Current
MINI 8A
MAXI 20A
MEGA 30A
Exceeding the maximum current would lead to a fusing of the internal fuse of the
CONTROLLINO.
The correct voltage supply is indicated by two LEDs with the description "12V" and
"24V" on the front panel of the unit. The LEDs light up differently, depending on the
supply voltage of "12V" or "24V". The following table shows the states.
The LEDs for the operating voltage states are:
12V LED 24V LED State
green orange 12V supply voltage active
orange green 24V supply voltage active
orange orange supply voltage outside of
supported range
IMPORTANT! Please make sure only to use a stabilized supply voltage!
INFO: After connecting the supply voltage or pressing the Reset-button CONTROLLINO performs
all necessary initializations and then immediately starts the loaded user program.

100
Inputs as Digital Input
Each of the digital inputs labelled "A0" to "A.." can also be used as a digital input to
measure a switching status. If a logic "1" is measured the corresponding LED "A.." will
be active. At a logic "0" the corresponding LED "A.." will be off. This optical
information can be used to get a quick overview about the status of the inputs. This
can be very helpful when carrying out error diagnostics at a programming stage.
The logic levels depending on the supply voltages are:
Logic Supply Voltage Level
0 12V 0 to 3,6V
1 12V 9 to 13,2V
0 24V 0 to 7,2V
1 24V 18 to 26,4V
The maximum input current is < 3mA.
Digital Inputs (I0 to I...)
These inputs are only digital inputs. If a logic "1" is measured the corresponding LED
"A.. " will be active. At a logic "0" the corresponding LED "A.. " will be off. This optical
information can be used to get a quick overview about the status of the inputs. This
can be very helpful when carrying out error diagnostics at a programming stage.
The logic levels depending on the supply voltages are:
Logic Supply Voltage Level
0 12V 0 to 3,6V
1 12V 9 to 13,2V
0 24V 0 to 7,2V
1 24V 18 to 26,4V
The maximum input current is < 3mA.

101
PWM Outputs
The CONTROLLINO PLCs have PWM outputs (Pulse Width Modulation). These outputs
are marked with a dark background and the designation "D0" to "D..". The outputs
which are marked with a bright background cannot be used as a PWM output.
The PWM outputs are as follows:
Version PWM Output Numbers
MINI D1, D2, D5
MAXI D0 ... D11
MEGA D0 ... D11, D14, D15, D16
These outputs can be used to control lamps, DC motors or for the output of audio
frequencies. Pulse Width Modulation means that a digital output signal is generated,
whose duty cycle is mod- ulated. The duty ratio indicates the ratio of the duration of
the switched-on state to the period duration. The frequency and the level of the
signal always remain the same. It only changes the length from HIGH to LOW.
Relay Outputs
The relay outputs "R0" to "R.." can be used to connect and switch external circuits.
The contact type as well as the contact connections are marked on the PLCs. The
maximum permissible switching current per relay is 6A (at 250V / AC) or 6A (at a
maximum of 30V / DC). The relay outputs are potential free!
The CONTROLLINO MAXI and MEGA are equipped with LEDs to display the switching
status of the relays with the labelling "R0" to "R..". The corresponding LED lights up
when the relay isenergized.
In case of the CONTROLLINO MINI, the relays are connected parallelly to the digital
outputs D0- D5 and thus are named D0-D5.
Number of relays depending on version:
Version Number of Relays
MINI 6x
MAXI 10x
MEGA 16x

102
Software and Initial Startup
The programming of the CONTROLLINO determines its way of functioning. The
CONTROLLINO PLCs offer a high degree of flexibility and can therefore be used for many
different purposes. Once programmed, your CONTROLLINO provides its service, e.g.
as temperature control, light control, alarm system or house control. In case that
other tasks are desired, the CONTROLLINO PLC can be reprogrammed as often as
required.
Inside the CONTROLLINO works a microcontroller. This is a small computer on a chip
which in- cludes the program and memory as well as various other peripherals.
Through the FLASH tech- nology the user program is retained even if the operating
voltage is disconnected from the system. The programming of the CONTROLLINO is
done with the help of the "Arduino IDE" in the popular Programming language "C".
Install Arduino
Before using CONTROLLINO and start programming it, you have to do various
preparations. These include installing the drivers for the virtual Com port (Serial
interface) on your PC and the installation of the programming / development
environment for Arduino. Therefore first download the current Arduino IDE from the
Internet.
You can download the ARDUINO IDE here:
http://www.arduino.cc

103
Figure 5: Download Arduino ID.
Step by step guide for CONTROLLINO software installation
Installation for Arduino IDE Version 1.6.4 or
higher General requirements
 PC with Arduino IDE (1.6.4 or newer) (Windows, Linux, Mac)
 Internet connection
CONTROLLINO library
After starting Arduino IDE navigate to Sketch  Include Library  Manage Libraries
(figure 6).
Figure 6: Navigating to Library Manager
In the window that opens called Library Manager type “Controllino” into the search
box. Out of the items shown, select CONTROLLINO Library by CONTROLLINO and click

104
"Install" (figure 7).
Figure 7: Library Manager before Installation
An automated process will install the CONTROLLINO Library on your PC. Successful
installation is shown with an "INSTALLED" label next to the item name (figure 8).
Figure 8: Library Manager after Installation
Step by step guide for CONTROLLINO hardware installation

105
Navigate to File  Preferences (Figure 9)
Figure 9: Arduino IDE preferences
10) and press "OK" button.
https://raw.githubusercontent.com/CONTROLLINO-
PLC/CONTROLLINO_Library/mas-
ter/Boards/package_ControllinoHardware_index.json

106
Figure 10: Arduino IDE preferences updated

107
(figure 11).
Figure 11: Navigating to Boards Manager

108
shown. Click the "Install" button (figure 12).
Figure 12: Boards Manager before Installation
After the automated installer finished its work the item will be labelled "INSTALLED"
(figure 13).
Figure 13: Boards Manager after Installation

109
Installation successful
Successful installation can easily be seen. The CONTROLLINO library package will install
CONTROL- LINO specific examples (figure 14).
Figure 14: CONTROLLINO Examples

110
The CONTROLLINO Hardware package will allow you to see and select CONTROLLINO
boards now (figure 15).
Figure 15: CONTROLLINO Boards

116
Hoja de características
LCD 2X16 I2C
Descripción:
Esta es una pantalla LCD de 16x2 con interfaz I2C. Es capaz de mostrar 16 caracteres en
2 líneas sobre fondo azul. Esta pantalla LCD I2C 16x2 utiliza una interfaz de
comunicación I2C. Significa que solo necesita 4 pines para la pantalla LCD: VCC, GND,
SDA, SCL, estos dos últimos permitirán recibir la información que se desea visualizar.
Todos los conectores son estándar XH2.54 (Tipo de tablero). Puede conectar con el
cable de puente directamente.
La dirección se puede ajustar desde 0x20-0x27.Ideal para Arduino o proyectos basado
en Gadgeteer socket.
Características:
 I2C Dirección: 0x20-0x27 (por defecto 0x20)
 Retroiluminado (azul con blanco)
 Voltaje de alimentación: 5V
 Interfaz: I2C / TWI x1.
 contraste ajustable
 Tamaño: 82x35x18 mm

117
Dimensiones del módulo de entrenamiento

118
Firmas de estudiantes asistentes a la capacitación del módulo de entrenamiento en los
laboratorios de electrónica de la universidad cooperativa de Colombia sede santa
marta

PLC: Diseño e implementación de un modulo de entrenamiento de automatización y control utilizando PLC controllino.

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