2. Sistemas Digitales I - PLC 2
Sistemas Lógicos Digitales
Síntesis Cableada
Síntesis programada
en PLC
Síntesis con memorias
y/o matrices lógicas
PLD
Síntesis con arreglos
lógicos de Puertas
Programables en
Campo FPGA
3. Sistemas Digitales I - PLC 3
Automatización
EVITAR TAREAS TEDIOSAS PARA EL SER HUMANO.
ABARATAR COSTOS DE PRODUCCIÓN.
INCREMENTAR LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS
(ESTANDARIZACIÓN).
ACORTAR LOS TIEMPOS DE INTRODUCCIÓN DE UN NUEVO
PRODUCTO EN EL MERCADO.
Automatización es el procedimiento por el cual
un sistema trabaja óptimamente y sin
intervención del ser humano, de acuerdo a un
diseño.
Qué es?
Por qué?
5. Sistemas Digitales I - PLC 5
Sensores
Fotovoltaicos
Un sensor es un dispositivo que capta
magnitudes físicas, y entrega una señal de
salida eléctrica que es proporcional de la
variable medida..
Térmicos
Capacitivos
Fotoeléctricos
Final de carrera
Electroquímicos
6. Sistemas Digitales I - PLC 6
Actuadores
Cilindros
Están acoplados a maquinas para realizar
movimientos, calentamientos, etc.; son por
ejemplo motores de corriente continua, motores
de corriente alterna, cilindros neumáticos y
otros.
Lámparas
Resistencias
Motor
7. Sistemas Digitales I - PLC 7
Qué es un PLC
o Autómata Programable
Un equipo electrónico, basado en un
microprocesador o microcontrolador,
que tiene generalmente una
configuración modular, puede
programarse en lenguaje no
informático y esta diseñado para
controlar procesos en tiempo real y en
ambiente agresivo (ambiente
industrial).
El PLC es una alternativa al automatismo
8. Sistemas Digitales I - PLC 8
Historia
Su historia se remonta a finales de la
década de 1960
Los PLC fueron inventados en
respuesta a las necesidades de la
industria automotriz
norteamericana por el ingeniero
Estadounidense Dick Morley.,
En 1968 GM Hydramatic (la división de
transmisiones automáticas de General
Motors) ofertó un concurso para una
propuesta del reemplazo electrónico de
los sistemas cableados.
9. Sistemas Digitales I - PLC 9
En el año 1973. Logran comunicación entre PLC
En 1974 – 1975. El desarrollo de los microprocesadores
incremento el poder de los PLC
En 1976 – 1979. En esta etapa se tuvieron mejoras
En los años 80 se intentó estandarizar la comunicación
entre PLCs
En los años 90 se introdujeron nuevos protocolos y se
mejoraron algunos anteriores
Historia
15. Sistemas Digitales I - PLC 15
BLOQUES NECESARIOS PARA EL
FUNCIONAMIENTO DEL PLC
Consola de programación
PC, consolas o calculadoras de programación
Fuente de alimentación
A partir de una tensión exterior proporciona las
tensiones necesarias para el funcionamiento de
los distintos circuitos electrónicos del autómata.
Batería, capacitor de alto rendimiento: para
mantener el programa y algunos datos en la
memoria si hubiere un corte de la tensión
exterior.
16. Sistemas Digitales I - PLC 16
Periféricos
Son aquellos elementos auxiliares, físicamente
independientes del autómata, que se unen al
mismo mediante interfases, para realizar una
función especifica y que amplían su campo de
aplicación o facilitan su uso.
Como tales no intervienen directamente ni en
la elaboración ni en la ejecución del programa.
Ej.: visualizador de mensajes, impresoras,
lectores de barra, etc.
BLOQUES NECESARIOS PARA EL
FUNCIONAMIENTO DEL PLC
18. Sistemas Digitales I - PLC 18
Bloques de Entrada/Salida
Bloque de entradas
Adapta y codifica de forma
comprensible para la CPU las
señales procedentes de los
dispositivos de entrada o
captadores, como por ejemplo,
pulsadores, finales de carrera,
sensores, etc.
Misión: proteger los circuitos
internos del autómata,
proporcionado una separación
eléctrica entre estos y los
captadores.
Bloque de salidas
Decodifica las señales
procedentes de la CPU, las
amplifica y las envía a los
dispositivos de salida o
actuadores, como lámparas,
relees, contactares,
arrancadores, electro
válvulas, etc.
23. Sistemas Digitales I - PLC 23
Tipos de PLC según su tamaño
PLC Nanos
PLC Micros
PLC Pequeños
PLC Medianos
PLC Grandes
El tamaño se determina generalmente, por la
cantidad de entradas y salidas disponibles
24. Sistemas Digitales I - PLC 24
Funciones del PLC
Reemplaza
Realiza
Operaciones
Monitorea
Supervisa y controla
Diagnósticos
Manejo de Información
PLC
25. Sistemas Digitales I - PLC 25
Ventajas del PLC
Control más preciso
Mayor rapidez de respuesta
Flexibilidad control de procesos
Seguridad en el proceso
Mejor monitoreo del funcionamiento
Detección rápida de averías
Posibilidad de modificaciones sin elevar
costos
Menor mantenimiento
Posibilidad de gobernar varios
actuadores con el mismo autómata
26. Sistemas Digitales I - PLC 26
Desventajas del PLC
Mano de obra especializada
Condiciones ambientales
apropiadas
Mayor costo para controlar tareas
muy pequeñas o sencillas
28. Sistemas Digitales I - PLC 28
Arquitectura interna de un PLC
Unidad Central de Proceso (CPU)
29. Sistemas Digitales I - PLC 29
Este bloque es el cerebro del autómata.
Su función es interpretar las instrucciones del
programa de usuario y en función de las entradas,
activar las salidas deseadas
La CPU (control processing unit) es la encargada de
ejecutar el programa de usuario y activar el sistema
de entradas y salidas.
La CPU ejecuta el programa de usuario, que reside en
la memoria, adquiriendo las instrucciones una a una.
Unidad central de proceso (CPU)
30. Sistemas Digitales I - PLC 30
Memorias
RAM (random acces memory), memoria de
acceso aleatorio o memoria de lectura-escritura.
Pueden realizar los procesos de lectura y escritura
por procedimientos eléctricos. Su información al
faltarle la alimentación es volátil.
ROM (read only memory), memoria de solo
lectura. En estas memorias se puede leer su
contenido, pero no se puede escribir en ellas; los
datos e instrucciones los graba el fabricante y el
usuario no puede alterar su contenido. Permanece
aunque haya un fallo en la alimentación. No volátil.
31. Sistemas Digitales I - PLC 31
Memorias
EPROM: memorias de solo lectura,
reprogramables, con borrado por ultravioleta.
No volátil.
EEPROM: memorias de solo lectura,
reprogramables, alterables por medios
eléctricos. Tienen un numero máximo de ciclos
de borrado/grabado. No volátil.
32. Sistemas Digitales I - PLC 32
CONCLUSIÓN
EL PLC es un aparato electrónico, de bajo
mantenimiento y fácil uso, operado digitalmente
que usa una memoria programable para el
almacenamiento interno de instrucciones las
cuales implementan funciones especificas tales
como lógicas, secuénciales, temporización, para
controlar a través de módulos de entrada/salida
digitales y analógicas, varios tipos de máquinas o
procesos.-
33. Sistemas Digitales I - PLC 33
Programar un PLC
Implica generar un conjunto de
instrucciones y de órdenes que provocarán
la ejecución de una tarea determinada.
Podemos decir que un programa es una
respuesta predeterminada a todas las
combinaciones posibles de estados de la
información que recibe.
34. Sistemas Digitales I - PLC 34
Programar un PLC
La programación en PLC se compone de diversas
fases:
1 – Definición y análisis del problema
2 – Definición de la arquitectura del automatismo
3 – Diseño de los algoritmos
4 – Programación de código
5 – Depuración, test y verificación del programa
35. Sistemas Digitales I - PLC 35
Lenguajes de programación
Para realizar un proyecto se debe conocer las
formas de lenguaje que entiende el entorno de
aplicación.
Los PLC ofrecen numerosos tipos de operaciones
que permiten solucionar una gran variedad de
tareas de automatización
Los lenguajes de programación en PLC se
componen de una serie de símbolos, caracteres y
reglas de uso que fueron diseñados para poder
establecer una comunicación de los usuarios con
las máquinas.
36. Sistemas Digitales I - PLC 36
Programación del PLC
Algebraicos
Lenguajes booleanos
Lista de Instrucciones (AWL)
Lenguajes de alto nivel
Gráficos
Diagrama de contactos (KOP)
Diagrama de funciones/bloques
Intérprete GRAFCET
37. Sistemas Digitales I - PLC 37
Equipos o
Unidades de programación
Son los dispositivos que nos permitirán
entrar el programa
Son tres los tipos que se dispone:
Calculadora
Consola
PC
38. Sistemas Digitales I - PLC 38
Ciclo de funcionamiento
Los controladores lógicos programables son
máquinas secuenciales
Tres fases principales:
Lectura de señales desde la interfaz de entradas
Procesado del programa para la obtención de las
señales de control
Escritura de señales en la interfaz de salidas
39. Sistemas Digitales I - PLC 39
Cómo funciona un PLC
El tiempo que demora en recorrer el ciclo de trabajo,
depende del tamaño del programa, pero es muy pequeño
40. Sistemas Digitales I - PLC 40
Diagrama de escalera (LADDER)
Lenguaje de programación
Esquemas de contacto
Compuesto por
Ramas (peldaños)
Instrucciones de entrada
Instrucción de salida
Líneas verticales
41. Sistemas Digitales I - PLC 41
Instrucciones lógicas de relé
Instrucciones de ENTRADA (análogas a los contactos de un relé)
Contacto normal abierto
Contacto normal cerrado
Instrucciones de SALIDA (análoga a la bobina de un relé)
Bobina
42. Sistemas Digitales I - PLC 42
A B A.B La lámpara se
enciende si A y
B están cerrados
La lámpara
se enciende
si A ó B
están
cerrados
A+B
A
B
Diagramas de contactos
43. Sistemas Digitales I - PLC 43
Diagramas de contactos
Función lógica: (A+B).C. D
-
A
B
C D
+
46. Sistemas Digitales I - PLC 46
Otros elementos
Las funciones lógicas más complejas
como:
Temporizadores (Retardo a la conexión)
Contadores
Registros de desplazamiento
etc.
Se representan en formato de bloques
IN
TON
PT
PT
Txx
48. Sistemas Digitales I - PLC 48
Síntesis del esquema ladder
Marcado Inicial
Condiciones de disparo
Marcado y desmarcado de lugares
Indicación de salidas
Pasos para pasar de una red de Petri
a Esquema ladder