Resumen PLC Automatización 40

RAMA ESTUDIANTIL IEEE DE LA UCSA. RESUMEN PREPARADO PARA EL CURSO DE
AUTOMATIZACION MEDIANTE PLC.

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Contenido
INTRODUCCION AL CURSO Y CONCEPTOS IMPORTANTES: ........................................................................................ 7
2.2- PLC en comparación con otros sistemas de control............................................................................. 10
2.4 - Señales Analógicas y digitales ................................................................................................................ 11
2.5 - Capacidades E/S en los PLC modulares .............................................................................................. 12
2.6 - ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC .................................................................................................... 13
2.8 - Programación ............................................................................................................................................. 18
2.8.1-Lenguajes .................................................................................................................................................. 20
• MNEMÓNICO : ........................................................................................................................................... 20
» Constituido por el conjunto ó “SET” de instrucciones de la CPU. ...................................................... 20
» Las funciones de control vienen representadas con expresiones abreviadas. ................................ 20
» No es muy intuitiva la correspondencia con el esquema eléctrico ..................................................... 20
» La fase de programación es más rápida. ............................................................................................... 20
• DIAGRAMA DE RELES ............................................................................................................................. 20
» SIMBOLOS FUNDAMENTAL: .................................................................................................................. 20
» ............................................................................................................................................................................. 21
DIAGRAMA DE RELES ..................................................................................................................................... 21
» Esquema de contactos .............................................................................................................................. 21
• Permite una representación de la lógica de control similar a los esquemas electromecánicos .... 21
• ESQUEMA FUNCIONAL ........................................................................................................................... 21
» Cada función lógica tiene asociado un bloque funcional que realiza la operación correspondiente.
21
» Requiere una aproximación más matemática y lógica. ........................................................................ 21
• GRAFCET .................................................................................................................................................... 21
» Método utilizado en procesos secuenciales, cíclicos ó repetitivos. .................................................... 21
» Los estados y transiciones (paso entre estados) se implementan con funciones del autómata. .. 22
2.8.2 - AREAS DE MEMORIA .......................................................................................................................... 22
• La memoria del PLC se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un cometido y
características distintas: .................................................................................................................................... 22
» AREA DE PROGRAMA: ............................................................................................................................ 22
Donde se encuentra almacenado el programa del PLC (en lenguaje Ladder ó mnemónico). .............. 22
» AREA DE DATOS: ..................................................................................................................................... 22
Usada para almacenar valores ó para obtener información sobre el estado del PLC. ........................... 22
Esta dividida según funciones en IR, SR, AR, HR, LR, DM, TR, T/C. ....................................................... 22
» AREA DE E/S y AREA INTERNA (IR): ................................................................................................... 22

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Esta área de memoria comprende: ................................................................................................................. 22
• Los canales asociados a los terminales externos (entradas y salidas) ............................................. 22
• los relés internos (no correspondidos con el terminal externo), gestionados como relés de E/S. 22
Accesibles como bits ó Canales ...................................................................................................................... 22
Los relés E/S no usados pueden usarse como IR ........................................................................................ 22
No retienen estado frente falta de alimentación ó cambio de modo de operación .................................. 22
» AREA ESPECIAL (SR) .............................................................................................................................. 22
Son relés de señalización de funciones particulares como: ........................................................................ 22
• SERVICIO (siempre ON, OFF) ................................................................................................................ 22
• DIAGNOSIS (señalización ó anomalías) ................................................................................................ 22
• TEMPORIZACIONES (relojes a varias frecuencias) ............................................................................ 22
• CALCULO (<,>,=) ....................................................................................................................................... 22
• COMUNICACIONES .................................................................................................................................. 22
» AREA AUXILIAR (AR): .............................................................................................................................. 22
Contiene bits de control e información de recursos del PLC como:puerto RS232C, puerto de
periféricos, casetes de memoria. ..................................................................................................................... 23
• Se dividen en dos bloques: ....................................................................................................................... 23
• Señalización ................................................................................................................................................ 23
• Errores de Configuración .......................................................................................................................... 23
• Datos del Sistema ...................................................................................................................................... 23
• Memorización y gestión de datos. ........................................................................................................... 23
Es un área de retención. ................................................................................................................................... 23
» TEMPORIZADORES Y CONTADORES (TIM/CNT) ............................................................................ 23
Es el área de memoria que simula el funcionamiento de estos dispositivos. ........................................... 23
Son usados por el PLC para programar retardos y contajes. ..................................................................... 23
Elementos característicos: ................................................................................................................................ 23
 SV. Valor de preselección ......................................................................................................................... 23
 PV. Valor actual .......................................................................................................................................... 23
 BIT. Valor de estado. ................................................................................................................................. 23
2.8.3 - INSTRUCCIONES ................................................................................................................................. 23
• INSTRUCCION : Especifica operación a realizar (operador) .............................................................. 23
• PARÁMETROS OPERANDOS : Son los DATOS asociados a la operación lógica (operando). Los
parámetros son en general de formato TIPO y VALOR. .............................................................................. 23
• DIRECCION: Indica la posición de la instrucción en la memoria de programa ................................ 23
» Tomando como ejemplo 0000 LD H0501 ............................................................................................... 23

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• EJEMPLO DE INSTRUCCIONES: .......................................................................................................... 23
• LD.................................................................................................................................................................. 23
Instrucción de apertura de una rama de circuito ........................................................................................... 24
Está asociada a un contacto. ........................................................................................................................... 24
• OUT .............................................................................................................................................................. 24
Activa una bobina de salida. ............................................................................................................................. 24
Constituye la terminación de un circuito ......................................................................................................... 24
• AND .............................................................................................................................................................. 24
Coloca 2 contactos en serie.............................................................................................................................. 24
• OR ................................................................................................................................................................. 24
Coloca 2 contactos en paralelo ........................................................................................................................ 24
• NOT .............................................................................................................................................................. 24
Invierte la lógica del contacto (cerrado/abierto) ............................................................................................. 24
PUEDEN USARSE EN COMBINACION LAS INSTRUCCIONES. .................................................... 24
NOTA : LAS INSTRUCCIONES DEPENDE DEL SET DE INSTRUCCIONES SOPORTADAS POR EL
MICROPROCESADOR DEL PLC. Y PUEDEN VARIAR ENTRE MARCAS Y MODELOS DE LOS
MISMOS. ............................................................................................................................................................. 24
2.8.4 - EJEMPLOS DE PROGRAMACION: ................................................................................................... 25
2.9 - ELEMENTOS EXTERNOS DEL SISTEMA: ......................................................................................... 28
2.10 - Comunicaciones .......................................................................................................................................... 28
2.11 - Requerimientos técnicos a considerar para seleccionar PLC ...................................................................... 29
SENSORES Y ACTUADORES ........................................................................................................................................ 30
PARTES QUE COMPONEN EL PLC STANDARD ........................................................................................................... 81
AMPLIACION EN VARIAS FILAS DEL PLC .................................................................................................................... 82
DIRECCIONAMIENTO DEL PLC ................................................................................................................................... 82
Secuencia de Ejecución del PLC................................................................................................................................. 86
MARCAS (RELÉS INTERNOS) ...................................................................................................................................... 87
PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA EN EL PLC ........................................................................................................... 88
MÓDULOS DE ORGANIZACIÓN (OB). ........................................................................................................................ 89
MÓDULOS DE PROGRAMA PB. ................................................................................................................................. 89
MÓDULOS FUNCIONALES FB. ................................................................................................................................... 89
MÓDULOS DE DATOS DB. ......................................................................................................................................... 90
MÓDULOS SECUENCIALES SB. .................................................................................................................................. 90
MODOS O ESQUEMAS DE REPRESENTACION EN EL PLC:.......................................................................................... 90
UNIDADES FUNCIONALES.......................................................................................................................................... 94

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OPERACIONES DE LLAMADA Y RETORNO DE MODULO ............................................................................................ 95
Tipos tres llamadas:................................................................................................................................................... 95
Los retornos son siguientes:...................................................................................................................................... 95
MODULOS INTEGRADOS Y SUS FUNCIONES: ........................................................................................................... 96
ESTRUCTURA Y AJUSTE DEL DB1 ............................................................................................................................... 97
PROCESAMIENTO DE VALORES ANALOGICOS:........................................................................................................ 116
EJEMPLOS DE MODULOS ANALOGICOS .................................................................................................................. 140
MODULO DE SALIDA ANALOGICO ........................................................................................................................... 141
MODULOS DE ADAPTACION ANALOGICOS FB250/FB251 ...................................................................................... 146
MODULO DE DATOS ................................................................................................................................................ 154
TEORIA: CONTROL PID............................................................................................................................................. 156
Proporcional integral derivativo ............................................................................................................................. 156
Funcionamiento .................................................................................................................................................. 157
Proporcional .................................................................................................................................................... 157
Integral ............................................................................................................................................................ 158
Derivativo ........................................................................................................................................................ 159
Significado de las constantes .............................................................................................................................. 161
Usos ..................................................................................................................................................................... 161
Ajuste de parámetros del PID ............................................................................................................................. 161
Ajuste manual.................................................................................................................................................. 162
Limitaciones de un control PID ........................................................................................................................... 162
Ejemplos prácticos .............................................................................................................................................. 163
CONTROL PID MEDIANTE PLC ................................................................................................................................. 164
REFERENCIA AL EMULADOR AW-SYS ...................................................................................................................... 179
PLC .................................................................................................................................................................. 179
Editor de programa ladder ........................................................................................................................ 179
Editor de programa AWL ........................................................................................................................... 180
Lista de bloques .......................................................................................................................................... 182
Lista de las operaciones fundamentales posibles ................................................................................................... 183
Lista de operaciones integrativas soportadas: ........................................................................................................ 186
EJERCICIOS REALIZADOS CON LA HERRAMIENTA AW-SYS. .................................................................................... 189
Composición del PLC ............................................................................................................................................... 189
OPERACIONES DE TIEMPO .......................................................................................................................... 192
COMBINACION AND ................................................................................................................................................ 195

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COMBINACION OR .................................................................................................................................................. 195
COMBINACION AND DE OR .................................................................................................................................... 196
COMBINACION OR DE AND ..................................................................................................................................... 196
COMBINACION XOR ................................................................................................................................................ 197
AUTORETENCION .................................................................................................................................................... 198
ACTIVACION POR FLANCOS ..................................................................................................................................... 198
TEMPORIZADOR A IMPULSO ................................................................................................................................... 200
TEMPORIZADOR A IMPULSO PROLONGADO .......................................................................................................... 200
TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA ACTIVACION ................................................................................................ 201
TEMPORIZACION CON RETARDO A LA ACTIVACION CON MEMORIA Y RESET ....................................................... 202
TEMPORIZACION CON RETARDO A LA DESACTIVACION ......................................................................................... 203
TEMPORIZADOR CON RETARDO A LA ACTIVACION Y A LA DESACTIVACION ......................................................... 204
IMPULSO RETARDADO ............................................................................................................................................ 205
TREN DE IMPULSOS ................................................................................................................................................. 206
CONTEO HACIA ATRÁS ............................................................................................................................................ 207
CONTEO HACIA ADELANTE ...................................................................................................................................... 207
CONTEO DEL TIEMPO DE CIERRE DE UNA ENTRADA (EN SEGUNDOS) ................................................................... 208
CONTEO DEL TIEMPO DE CIERRE DE UNA ENTRADA (EN HORAS, MIN. Y SEGUNDOS) .......................................... 210
GENERADOR DE ONDA CUADRADA ........................................................................................................................ 211
OTRO EJEMPLO DE GENERADOR DE ONDA CUADRADA ......................................................................................... 213
CONTROL TEMPORIZADO DE LUCES ....................................................................................................................... 213
DIVISOR DE FRECUENCIA (X4) ................................................................................................................................. 214
CONTEO DE ENTRADAS CERRADAS. SOLUCION 1 ................................................................................................... 218
CONTEO DE ENTRADAS CERRADAS. SOLUCION 2 ................................................................................................... 219
SEMAFORO PARA FORMULA 1 ................................................................................................................................ 220
LUCES SECUENCIALES EN CUATRO CANALES .......................................................................................................... 223
LUCES SECUENCIALES EN BARRA ............................................................................................................................ 226
PLC – EJEMPLO DE USO CONTACTOS Y BOBINAS ................................................................................................... 228
TEMAS COMPLEMENTARIOS - ANEXOS: ................................................................................................................. 229
MINIS PLCs. Logo Siemens ...................................................................................................................................... 229
BUSES DE COMUNICACIÓN ENTRE PLCs ................................................................................................................. 229
CONTROL NUMERICO - CNC .................................................................................................................................. 229
BIBLIOGRAFIA Y MATERIALES UTILIZADOS: ............................................................................................................ 229

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INTRODUCCION AL CURSO Y CONCEPTOS IMPORTANTES:

INTRODUCCION: El crecimiento en la producción ha impulsado la automatización de
procesos industriales, y el PLC ha ganado terreno rápidamente en estos años, gracias a su
flexibilidad los hace aptos para acomodarse dentro del mundo exigente en que hoy estamos
inmersos.

Toda la electrónica y el software puesta al servicio en las instalaciones o plantas industriales
que cooperan junto con equipos de hidráulica, neumática, y electrónica de potencia, siendo
uno de los elementos más importantes dentro de todo el engranaje del automatismo.

Gracias a su programación le da posibilidad de realizar un sin fin de tareas que antes se
realizaban con diversos componentes y cuando se desean modificar implica cambiar todos los
equipos, ahora gracias a los plcs dicha tarea es más fácil, ya que por ejemplo podemos
arrancar motores de diferentes formas, manejar pistones, procesar lecturas de sensores como
detección de temperaturas elevadas en líquidos y actuar cuando sea necesario.

Sin más palabras nos adentramos dentro de este apasionante mundo de los controladores
programables.

Resumiendo, los campos de aplicación de un PLC o autómata programable en procesos
industriales son: cuando hay un espacio reducido, cuando los procesos de producción son
cambiantes periódicamente, cuando hay procesos secuenciales, cuando la maquinaria de
procesos es variable, cuando las instalaciones son de procesos complejos y amplios, cuando
el chequeo de programación se centraliza en partes del proceso. Sus aplicaciones generales
son las siguientes: maniobra de máquinas, maniobra de instalaciones, señalización y control.

1 - AUTOMATISMO: Dispositivo que realiza una labor de manera automática de
acuerdo a los parámetros con los cuales ha sido diseñado. Con un sistema automático se
busca principalmente aumentar la eficiencia del proceso incrementando la velocidad, la
cantidad y la precisión, y disminuyendo los riesgos que normalmente se tendrían en la tarea si
fuese realizada en forma manual.

1.1 - AUTOMATISMO COMPOSICION:
SENSORES (OBTENCION DE SEÑALES)
PROCESADORES INTELIGENTES (PROCESAMIENTO DE SEÑALES)
ACTUADORES (EJECUCION DE LA RESPUESTA)

PROCESADORES

SENSORES ACTUADORES

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1.2 - CLASIFICACION DE LOS AUTOMATISMOS:
1.2.1 - Dependiendo al tipo de arquitectura:

Programable: Si existe modificación en las condiciones de servicio se adaptan
rápidamente
Cableada: si existe modificación en las condiciones de servicio su adaptación es más
costosa.

1.2.2 - Dependiendo al tipo de señal que manejan pueden ser:

ANALOGICA
DIGITAL
HIBRIDA (ANALOGICA/DIGITAL)
ANALOGICA
PROGRAMABLE

DIGITAL

AUTOMATISMO
CABLEADA HIBRIDA

(A/D)
2- PLC (Programable Logic Controller )
Dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial, es un dispositivo de
control de estado sólido que puede ser programado para ejecutar instrucciones que controlan
máquinas y operaciones de proceso, a través de la implementación de funciones especificas
como lógica de control, secuenciamiento, control de tiempo, contage y operaciones aritméticas.

Un PLC está proyectado para funcionar en ambientes industriales donde son comunes altas
temperaturas y ruido eléctrico.

Los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos
industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales
analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores proporcional integral
derivativo (PID).

Es un elemento utilizado ampliamente en empresas de manufactura, plantas de ensamble de
vehículos, plantas productoras de químicos, refinerías de petróleo, elaboración de
semiconductores, y otras innumerables aplicaciones, en las cuales se requieran operaciones
que puedan ser efectuadas directamente por dispositivos automáticos.

Un Plc posee las herramientas necesarias, tanto de software como de hardware, para controlar
dispositivos externos, recibir señales de sensores y tomar decisiones de acuerdo a un
programa que el usuario elabore según el esquema del proceso a controlar. Lo anterior

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significa que, además de los componentes físicos requeridos para la adaptación de las
señales, es necesario disponer de un programa para que el PLC pueda saber que tiene que
hacer con cada una de ellas.

Las entradas pueden recibir señales de tipo digital, por ejemplo, interruptores, o de tipo
analógico, como sensores de temperatura. Estas señales son transformadas internamente en
señales compatibles con los microprocesadores y demás circuitos integrados de
procesamiento interno.

De igual manara, después que se ha hecho el procesamiento de las señales y se han tomado
decisiones, el PLC altera sus salidas, inicialmente con señales de formato digital y
posteriormente a otro formato de acuerdo a los actuadores que se vayan a utilizar, ya sean
digitales o analógicos.

PLC instalado dentro del tablero eléctrico.

Los PLC pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de área local,
y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido. Existen varios
lenguajes de programación, tradicionalmente los más utilizados son el diagrama de escalera
(Lenguaje Ladder), preferido por los electricistas, lista de instrucciones y programación por
estados, aunque se han incorporado lenguajes más intuitivos que permiten implementar
algoritmos complejos mediante simples diagramas de flujo más fáciles de interpretar y
mantener. Un lenguaje más reciente, preferido por los informáticos y electrónicos, es el FBD
(en inglés Function Block Diagram) que emplea compuertas lógicas y bloques con distintas
funciones conectados entre sí.

En la programación se pueden incluir diferentes tipos de operandos, desde los más simples
como lógica booleana, contadores, temporizadores, contactos, bobinas y operadores
matemáticos, hasta operaciones más complejas como manejo de tablas (recetas),
apuntadores, algoritmos PID y funciones de comunicación multiprotocolo que le permitirían
interconectarse con otros dispositivos.

2.1- Marcas y Modelos de PLC de alto prestigio:
Existen disponibles en el mercado distintas marcas de Plcs y cada marca puede tener una
gama de modelos las cuales pueden se pueden utilizar según la necesidad de diseño, que
soportan distintos números de entrada/salida, procesos y otras características, de las cuales la
más destacada al modelo es el conjunto de instrucciones que soporta el microprocesador.

Entre las marcas que podemos citar: ABB Ltd., Koyo, Honeywell, Siemens, Trend Controls,
Schneider Electric, Omron, Rockwell (Allen-Bradley), General Electric, fraz max, Tesco
Controls, Panasonic (Matsushita), Mitsubishi e Isi Matrix machines.

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Por ejemplo dentro de la marca Siemens modelos como: S5 100U, S7 Que tienen lógica
de programación distinta.

2.2- PLC en comparación con otros sistemas de control

Los PLC están adaptados para un amplio rango de tareas de automatización. Estos son típicos
en procesos industriales en la manufactura donde el coste de desarrollo y mantenimiento de un
sistema de automatización es relativamente alto contra el coste de la automatización, y donde
van a existir cambios en el sistema durante toda su vida operacional. Los PLC contienen
todo lo necesario para manejar altas cargas de potencia; se requiere poco diseño eléctrico y el
problema de diseño se centra en expresar las operaciones y secuencias en la lógica de
escalera (o diagramas de funciones). Las aplicaciones de PLC son normalmente hechos a la
medida del sistema, por lo que el costo del PLC es bajo comparado con el costo de la
contratación del diseñador para un diseño específico que solo se va a usar una sola vez. Por
otro lado, en caso de productos de alta producción, los sistemas de control a medida se
amortizan por sí solos rápidamente debido al ahorro en los componentes, lo que provoca que
pueda ser una buena elección en vez de una solución "genérica".

Sin embargo, debe ser notado que algunos PLC ya no tienen un precio alto. Los PLC actuales
tienen todas las capacidades por algunos cientos de dólares.

Diferentes técnicas son utilizadas para un alto volumen o una simple tarea de automatización,
Por ejemplo, una lavadora de uso doméstico puede ser controlada por un temporizador CAM
electromecánico costando algunos cuantos dólares en cantidades de producción.

Un diseño basado en un microcontrolador puede ser apropiado donde cientos o miles de
unidades deben ser producidas y entonces el coste de desarrollo (diseño de fuentes de
alimentación y equipo de entradas y salidas) puede ser dividido en muchas ventas, donde el
usuario final no tiene necesidad de alterar el control. Aplicaciones automotrices son un
ejemplo, millones de unidades son vendidas cada año, y pocos usuarios finales alteran la
programación de estos controladores. (Sin embargo, algunos vehículos especiales como son
camiones de pasajeros para tránsito urbano utilizan PLC en vez de controladores de diseño
propio, debido a que los volúmenes son pequeños y el desarrollo no sería económico.)

Algunos procesos de control complejos, como los que son utilizados en la industria química,
pueden requerir algoritmos y características más allá de la capacidad de PLC de alto nivel.
Controladores de alta velocidad también requieren de soluciones a medida; por ejemplo,
controles para aviones.

Los PLC pueden incluir lógica para implementar bucles analógicos, “proporcional, integral y
derivadas” o un controlador PID. Un bucle PID podría ser usado para controlar la temperatura
de procesos de fabricación, por ejemplo. Históricamente, los PLC’s fueron configurados
generalmente con solo unos pocos bucles de control analógico y en donde los procesos
requieren cientos o miles de bucles, un Sistema de Control Distribuido (DCS) se encarga. Sin

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embargo, los PLC se han vuelto más poderosos, y las diferencias entre las aplicaciones entre
DCS y PLC han quedado menos claras.

2.3 – Ventajas de utilizar PLC:
menor cableado
reducción de espacio
facilidad para mantenimiento y puesta a punto
flexibilidad de configuración y programación
reducción de costos

2.4 - Señales Analógicas y digitales

Las señales digitales o discretas como los interruptores, son simplemente una señal de On/Off
(1 ó 0, Verdadero o Falso, respectivamente). Los botones e interruptores son ejemplos de
dispositivos que proporcionan una señal discreta. Las señales discretas son enviadas usando
la tensión o la intensidad, donde un rango especifico corresponderá al On y otro rango al Off.
Un PLC puede utilizar 24V de corriente continua en la E/S donde valores superiores a 22V
representan un On, y valores inferiores a 2V representan Off. Inicialmente los PLC solo tenían
E/S discretas.

Las señales analógicas son como controles de volúmenes, con un rango de valores entre 0 y
el tope de escala. Esto es normalmente interpretado con valores enteros por el PLC, con varios
rangos de precisión dependiendo del dispositivo o del número de bits disponibles para
almacenar los datos. Presión, temperatura, flujo, y peso son normalmente representados por
señales analógicas. Las señales analógicas pueden usar tensión o intensidad con una
magnitud proporcional al valor de la señal que procesamos. Por ejemplo, una entrada de 4-20
mA o 0-10 V será convertida en enteros comprendidos entre 0-32767.

Las entradas de intensidad son menos sensibles al ruido eléctrico (como por ejemplo el
arranque de un motor eléctrico) que las entradas de tensión.

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Ejemplo:

Como ejemplo, las necesidades de una instalación que almacena agua en un
tanque. El agua llega al tanque desde otro sistema, y como necesidad a nuestro
ejemplo, el sistema debe controlar el nivel del agua del tanque. Usando solo
señales digitales, el PLC tiene 2 entradas digitales de dos interruptores del
tanque (tanque lleno o tanque vacío). El PLC usa la salida digital para abrir o
cerrar una válvula que controla el llenado del tanque. Si los dos interruptores
están apagados o solo el de “tanque vacío” esta encendido, el PLC abrirá la
válvula para dejar entrar agua. Si solo el de “tanque lleno” esta encendido, la
válvula se cerrara. Si ambos interruptores están encendidos sería una señal de
que algo va mal con uno de los dos interruptores, porque el tanque no puede
estar lleno y vacío a la vez. El uso de dos interruptores previene situaciones de
pánico donde cualquier uso del agua activa la bomba durante un pequeño
espacio de tiempo causando que el sistema se desgaste más rápidamente. Así
también se evita poner otro PLC para controlar el nivel medio del agua.

Un sistema analógico podría usar una báscula que pese el tanque, y una válvula
ajustable. El PLC podría usar un PID para controlar la apertura de la válvula. La
báscula esta conectada a una entrada analógica y la válvula a una salida
analógica. El sistema llena el tanque rápidamente cuando hay poca agua en el
tanque. Si el nivel del agua baja rápidamente, la válvula se abrirá todo lo que se
pueda, si el al contrario, la válvula se abrirá poco para que entre el agua
lentamente.

Con este diseño del sistema, la válvula puede desgastarse muy rápidamente, por
eso, los técnicos ajustan unos valores que permiten que la válvula solo se abra
en unos determinados valores y reduzca su uso.

Un sistema real podría combinar ambos diseños, usando entradas digitales para
controlar el vaciado y llenado total del tanque y el sensor de peso para
optimizarlos.

2.5 - Capacidades E/S en los PLC modulares

Los PLC modulares tienen un limitado número de conexiones para la entrada y la salida.
Normalmente, hay disponibles ampliaciones si el modelo base no tiene suficientes puertos E/S.

Los PLC con forma de rack tienen módulos con procesadores y con módulos de E/S
separados y opcionales, que pueden llegar a ocupar varios racks. A menudo hay miles de
entradas y salidas, tanto analógicas como digitales. A veces, se usa un puerto serie especial
de E/S que se usa para que algunos racks puedan estar colocados a larga distancia del
procesador, reduciendo el coste de cables en grandes empresas. Alguno de los PLC actuales
pueden comunicarse mediante un amplio tipo de comunicaciones incluidas RS-485, coaxial, e
incluso Ethernet para el control de las entradas salidas con redes a velocidades de 100 Mbps.

Los PLC usados en grandes sistemas de E/S tienen comunicaciones P2P entre los
procesadores. Esto permite separar partes de un proceso complejo para tener controles
individuales mientras se permita a los subsistemas comunicarse mediante links. Estos links

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son usados a menudo por dispositivos de Interfaz de usuario (HMI) como keypads o
estaciones de trabajo basado en PC (personal computer).

El número medio de entradas de un PLC es 3 veces el de salidas, tanto en
analógico como en digital. Las entradas “extra” vienen de la necesidad de
tener métodos redundantes para controlar apropiadamente los dispositivos,
y de necesitar siempre mas controles de entrada para satisfacer la
realimentación de los dispositivos conectados.

2.6 - ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC
Unidades funcionales

Un PLC se compone de 4 unidades

Funcionales:

- Unidad de memoria

- Unidad lógica

- Unidad de salidas

- Unidad de entradas

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2.7- Funciones básicas de un PLC:
Detección:

Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación.

Mando:

Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.

Dialogo hombre maquina:

Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando
del estado del proceso.

Programación:

Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación
debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la maquina.

Redes de comunicación:

Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la
comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos
pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida.

Sistemas de supervisión:

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También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de
supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple
conexión por el puerto serie del ordenador.

Control de procesos continuos:

Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan
incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de
entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el
autómata.

Entradas- Salidas distribuidas:

Los módulos de entrada salida no tienen porqué estar en el armario del autómata. Pueden estar
distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de
red.

Buses de campo:

Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y accionadores,
reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta cíclicamente el estado de los captadores y
actualiza el estado de los accionadores.

2.8 -Campos de aplicación
El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso.
La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder
satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de
maniobra, control, señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación
industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar
los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, etc.,

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hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales
como:

Espacio reducido

Procesos de producción periódicamente cambiantes

Procesos secuenciales

Maquinaria de procesos variables

Instalaciones de procesos complejos y amplios

Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso

Ejemplos de aplicaciones generales:
Maniobra de máquinas

Maquinaria industrial de plástico

Máquinas transfer

Maquinaria de embalajes

Maniobra de instalaciones:

Instalación de aire acondicionado, calefacción...

Instalaciones de seguridad

Señalización y control:

Chequeo de programas

Señalización del estado de procesos

2.8 - Programación

Los primeros PLC, en la primera mitad de los 80, eran programados usando sistemas de
programación propietarios o terminales de programación especializados, que a menudo tenían
teclas de funciones dedicadas que representaban los elementos lógicos de los programas de
PLC. Los programas eran guardados en cintas. Más recientemente, los programas PLC son
escritos en aplicaciones especiales en un ordenador, y luego son descargados directamente
mediante un cable o una red al PLC. Los PLC viejos usan una memoria no volátil (magnetic
core memory) pero ahora los programas son guardados en una RAM con batería propia o en
otros sistemas de memoria no volátil como las memoria flash.

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Los primeros PLC fueron diseñados para ser usados por electricistas que podían
aprender a programar los PLC en el trabajo. Estos PLC eran programados con “lógica de
escalera”("ladder logic"). Los PLC modernos pueden ser programados de muchas formas,
desde la lógica de escalera hasta lenguajes de programación tradicionales como el BASIC o C.
Otro método es usar la Lógica de Estados (State Logic), un lenguaje de programación de alto
nivel diseñado para programas PLC basándose en los diagramas de transición de estados.

Recientemente, el estándar internacional IEC 61131-3 se está volviendo muy popular.
IEC 61131-3 define cinco lenguajes de programación para los sistemas de control
programables: FBD (Function block diagram), LD (Ladder diagram), ST (Structured text, similar
al Lenguaje de programación Pascal), IL (Instruction list) y SFC (Sequential function chart).

Mientras que los conceptos fundamentales de la programación del PLC son comunes a
todos los fabricantes, las diferencias en el direccionamiento E/S, la organización de la memoria
y el conjunto de instrucciones hace que los programas de los PLC nunca se puedan usar entre
diversos fabricantes. Incluso dentro de la misma línea de productos de un solo fabricante,
diversos modelos pueden no ser directamente compatibles.

La estructura básica de cualquier autómata programable es: - Fuente de alimentación:
encargada de convertir la tensión de la red, 220 ac a baja tensión de cc ( 24v )que es la que se
utiliza como tensión de trabajo en los circuitos electrónicos que forma el autómata. - CPU: Esta
Unidad Central de Procesos es el auténtico cerebro del sistema. Es el encargado de recibir
ordenes del operario a través de la consola de programación y el módulo de entradas.
Después las procesa para enviar respuestas al módulo de salidas. - Módulo de entradas: aquí
se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera...). La información que
recibe la envia al CPU para ser procesada según la programación. Hay 2 tipos de captadores
conectables al módulo de entradas: los pasivos y los activos. - Módulo de salida: es el
encargado de activar y desactivar los actuadores ( bobinas de contactores, motores
pequeños... ). La información enviada por las entradas a la CPU, cuando esta procesada se
envía al módulo de salidas para que estas sean activadas ( también los actuadores que están
conectados a ellas ). Hay 3 módulos de salidas según el proceso a controlar por el autómata:
relés, triac y transistores. - Terminal de programación: El terminal o consola de programación
es el que permite comunicar al operario con el sistema. Sus funciones son la transferéncia y
modificación de programas, la verificación de la programación y la información del
funcionamiento de los procesos. - Periféricos: No intervienen directamente en el
funcionamiento del autómata pero si que facilitan la labor del operario

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2.8.1-Lenguajes
escalera (“ladder”)
listado de instrucciones (mnemónicos)
diagramas lógicos
lenguajes de alto nivel (Grafcet, lenguajes de programación)

• MNEMÓNICO :
» Constituido por el conjunto ó “SET” de instrucciones de la CPU.
» Las funciones de control vienen representadas con expresiones abreviadas.
» No es muy intuitiva la correspondencia con el esquema eléctrico
» La fase de programación es más rápida.

• DIAGRAMA DE RELES

» SIMBOLOS FUNDAMENTAL:

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»

DIAGRAMA DE RELES

» Esquema de contactos
• Permite una representación de la lógica de control similar a los esquemas
electromecánicos

• ESQUEMA FUNCIONAL
» Cada función lógica tiene asociado un bloque funcional que realiza la operación
correspondiente.
» Requiere una aproximación más matemática y lógica.

• GRAFCET

» Método utilizado en procesos secuenciales, cíclicos ó repetitivos.

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» Los estados y transiciones (paso entre estados) se implementan con funciones
del autómata.

2.8.2 - AREAS DE MEMORIA

• La memoria del PLC se encuentra dividida en varias áreas, cada una de ellas con un
cometido y características distintas:
» AREA DE PROGRAMA:

Donde se encuentra almacenado el programa del PLC (en lenguaje Ladder ó
mnemónico).

» AREA DE DATOS:

Usada para almacenar valores ó para obtener información sobre el estado del
PLC.

Esta dividida según funciones en IR, SR, AR, HR, LR, DM, TR, T/C.

» AREA DE E/S y AREA INTERNA (IR):

Esta área de memoria comprende:

• Los canales asociados a los terminales externos (entradas y salidas)
• los relés internos (no correspondidos con el terminal externo), gestionados
como relés de E/S.

Accesibles como bits ó Canales

Los relés E/S no usados pueden usarse como IR

No retienen estado frente falta de alimentación ó cambio de modo de operación

» AREA ESPECIAL (SR)

Son relés de señalización de funciones particulares como:

• SERVICIO (siempre ON, OFF)
• DIAGNOSIS (señalización ó anomalías)
• TEMPORIZACIONES (relojes a varias frecuencias)
• CALCULO (<,>,=)
• COMUNICACIONES

» AREA AUXILIAR (AR):

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Contiene bits de control e información de recursos del PLC como:puerto RS232C,
puerto de periféricos, casetes de memoria.

• Se dividen en dos bloques:
• Señalización
• Errores de Configuración
• Datos del Sistema
• Memorización y gestión de datos.

Es un área de retención.

» TEMPORIZADORES Y CONTADORES (TIM/CNT)

Es el área de memoria que simula el funcionamiento de estos dispositivos.

Son usados por el PLC para programar retardos y contajes.

Elementos característicos:

 SV. Valor de preselección
 PV. Valor actual
 BIT. Valor de estado.

2.8.3 - INSTRUCCIONES

• INSTRUCCION : Especifica operación a realizar (operador)
• PARÁMETROS OPERANDOS : Son los DATOS asociados a la operación lógica
(operando). Los parámetros son en general de formato TIPO y VALOR.
• DIRECCION: Indica la posición de la instrucción en la memoria de programa
» Tomando como ejemplo 0000 LD H0501

• EJEMPLO DE INSTRUCCIONES:

• LD

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Instrucción de apertura de una rama de circuito

Está asociada a un contacto.

• OUT

Activa una bobina de salida.

Constituye la terminación de un circuito

• AND

Coloca 2 contactos en serie

• OR

Coloca 2 contactos en paralelo

• NOT

Invierte la lógica del contacto (cerrado/abierto)

PUEDEN USARSE EN COMBINACION LAS INSTRUCCIONES.

NOTA : LAS INSTRUCCIONES DEPENDE DEL SET DE
INSTRUCCIONES SOPORTADAS POR EL MICROPROCESADOR DEL
PLC. Y PUEDEN VARIAR ENTRE MARCAS Y MODELOS DE LOS
MISMOS.

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2.8.4 - EJEMPLOS DE PROGRAMACION:

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Realizar A2.2 = E0.0 AND E0.1

La salida A2.2 debe activarse tan sólo si los dos interruptores conectados a las entradas E0.0 y
E0.1 están cerrados.
La solución ladder se obtiene poniendo en serie dos contactos, con operandos E0.0 y E0.1, y la
bobina A2.2. De hecho, la combinación lógica AND, traducida al lenguaje ladder, equivale a la
serie de dos contactos: en la disposición en serie 'se lee' el cierre del circuito sólo cuando
ambos contactos están cerrados; de manera que esta es la única condición que activa la bobina.

La solución en AWL se obtiene cargando primero el estado de E0.0 en el registro RLC (U E0.0).
De hecho, la operación puramente dicha es una AND pero aquí, al ser la primera de una
secuencia, se interpreta como una operación de carga de bit y por lo tanto el estado del
operando se copia en RLC. A continuación, se efectúa una AND entre este último y el estado de
la entrada E0.1 (U E0.1) y el resultado se deposita de nuevo en RLC. Esta instrucción no es la
primera de una secuencia y por lo tanto, la operación se interpreta realmente como una AND. La
última instrucción (= A2.2) se encarga de transferir el contenido de RLC, que en ese momento
representa la combinación lógica E0.0 AND E0.1, a la salida A2.2.

Realizar A2.2 = E0.0 OR E0.1

La salida A2.2 debe activarse si al menos uno de los interruptores conectados a las entradas
E0.0 o E0.1 está cerrado.
La solución ladder se obtiene poniendo en serie con la bobina A2.2 el paralelo de dos contactos,
con operandos E0.0 y E0.1. De hecho, la combinación lógica OR, traducida a un esquema de
contactos, equivale al paralelo de dos contactos: a las cabezas del paralelo 'se lee' el cierre del
circuito cuando al menos uno de los contactos está cerrado. Esta es pues la condición que
conduce a la activación de la bobina.

La solución en AWL se obtiene cargando primero el estado de E0.0 en el registro RLC (O E0.0).
De hecho, la operación puramente dicha es una OR pero aquí, al ser la primera de una

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secuencia, se interpreta como una operación de carga de bit y por tanto, el estado del operando
se copia en RLC. En este caso la instrucción equivale perfectamente a la U E0.0, que puede ser
sustituida por ella, obteniéndose un programa con idéntico funcionamiento. A continuación se
efectúa una OR entre el RLC y la entrada E0.1 (O E0.1), que deposita de nuevo el resultado en
el RLC. Esta instrucción no es la primera de una secuencia y por tanto, la operación se
interpreta en realidad como una OR. La última instrucción (= A2.2) se encarga de transferir el
contenido de RLC, que en ese momento punto representa la combinación lógica E0.0 OR E0.1,
a la salida A2.2.

Realizar A2.0 = (E0.0 OR E0.1) AND (E0.2 OR E0.3)

Después de haber realizado los ejercicios anteriores, la solución ladder debería de ser intuitiva:
se disponen en serie (AND) dos paralelos (OR) de contactos, conectando adecuadamente los
operandos en correspondencia con estos y con la bobina.

Por el contrario, la solución AWL requiere alguna clarificación ya que se han introducido dos
nuevas operaciones. En primer lugar, observamos que, después de la ejecución de la segunda
instrucción, RLC contiene el resultado de la combinación lógica OR entre E0.0 y E0.1 (ver
Ejemplo 2). La siguiente operación es una apertura de paréntesis; el RLC actual se deja de lado
por el momento para ser combinado sucesivamente en AND con el resultado de la expresión del
interior del paréntesis. La operación U( es delimitadora de RLC y por tanto la siguiente
instrucción será la primera de una nueva secuencia. Así, la cuarta instrucción (O E0.2) será
interpretada como una carga en RLC del estado de E0.2 y, después de la ejecución de la
siguiente instrucción, RLC contendrá el resultado de la combinación lógica E0.2 OR E0.3. La
siguiente instrucción de cierre de paréntesis hará ejecutar al PLC la combinación AND (la
tercera era U() entre el RLC actual, es decir, el resultado de la OR entre paréntesis, con el RLC
que antes se había dejado a un lado, o sea, el resultado de la primera OR. La última instrucción
(= A2.0) se encarga de transferir el contenido del RLC, que en ese momento representa la
combinación lógica (E0.0 OR E0.1) AND (E0.2 OR E0.3), a la salida A2.0.

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2.9 - ELEMENTOS EXTERNOS DEL SISTEMA:

• Cables y conectores entre racks, fuente de alimentación y módulos de comunicación.

• Repuestos

• Manuales de hardware y hardware de interfaz de programación

• Software de programación y documentación

• Periféricos y acoplamiento de señales (sensores, actuadores).

• Fuente de poder

• Rack de entrada/salida

• Interfaz de comunicación

2.10 - Comunicaciones

Las formas como los PLC intercambian datos con otros dispositivos son muy variadas.
Típicamente un PLC puede tener integrado puertos de comunicaciones seriales que
pueden cumplir con distintos estándares de acuerdo al fabricante. Estos puertos pueden
ser de los siguientes tipos:

RS-232
RS-485
RS-422
Ethernet

Sobre estos tipos de puertos de hardware las comunicaciones se establecen utilizando
algún tipo de protocolo o lenguaje de comunicaciones. En esencia un protocolo de
comunicaciones define la manera como los datos son empaquetados para su transmisión y
como son codificados. De estos protocolos los más conocidos son:

Modbus
Bus CAN
Profibus
Devicenet
Controlnet
Ethernet I/P
Otras dependiendo del fabricante.

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2.11 - Requerimientos técnicos a considerar para seleccionar PLC
Interfaz de operación
Precisión de los conversores análogo-digitales
(discretas, analógicas, niveles de señal)

Características de las señales de entrada
Tipos de instrucciones
Indicadores: fuente, batería, status
Lenguaje de programación
Tiempo de ciclo
Tipo de señales a procesar
Capcidad de la fuente de alimentación
Capacidad de entradas/salidas
Modularidad y flexibilidad

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SENSORES Y ACTUADORES

Contenido:
Actuadores
o Accionamiento neumático
o Conectores (relés) para accionamiento eléctricos

Conexión de sensores o captadores
o Finales de carrera (sensores de proximidad con contacto)
o Detectores inductivos
o Detectores Capacitivos
o Detectores ópticos
o Detectores ultrasónicos
Cuadro eléctrico

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PARTES QUE COMPONEN EL PLC STANDARD

1 – FUENTE DE ALIMENTACION: para alimentar la CPU, por ejemplo 24 Vc.c.

2 – CPU: Unidad Central de Proceso

3 – PERIFERICOS: Módulos de Entrada/Salida ya sean Digitales o Analógicos, módulos especiales.

4 - CONEXIÓN DE BUS : para unir varios periféricos

5- INTERFASES IM: para configurarlo a varias filas

6 - CARRIL O RIEL NORMALIZADO: sobre el que van montados el PLC.

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AMPLIACION EN VARIAS FILAS DEL PLC

Los autómatas se pueden ampliar en varias líneas o filas cuando en el gabinete donde están dispuestos cuando
los módulos no caben en una fila. Como se ve en el gráfico, a continuación se muestra como se realiza esto:

Pare y observe:

“Un punto importante a tener en cuenta es revisar las características del PLC a utilizar ver hasta cuantos módulos
soporta y la cantidad de filas que puede expandirse”.

DIRECCIONAMIENTO DEL PLC
1- DIRECCIONAMIENTO MODULOS DIGITALES:
Los módulos digitales tienen la siguiente estructura

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Formato: X . Y
Donde la X representa al modulo en sí, tienen valor de byte.
Donde la Y representa al número de canal, tiene valor de bit.

“Y” canal con
valor de bit

“X” modulo con
valor de byte

Ejemplos de direccionamiento de módulos digitales:
Tipo de modulo puede ser de Entrada “E” o Salida “A”
Referenciar al modulo de Entrada del puesto “0”, que es el primer modulo colocado después
de la CPU, y el canal 1.  E 0.1
De igual forma se pueden direccionar otros canales dentro del mismo modulo, o
direccionar otros módulos, o direccionar a otros tipos de módulos como ser los de salida
“A” como se muestra a continuación:
A 2.1 que referencia al modulo 2 que es de Salida y al
canal 3.
E 0.1

Referencias:
A 2.3
1 bit: valor 0 o 1, activo o inactivo

1 puesto o modulo: compuesto de 8
bits “1 byte” por lo general, pero
depende del número de canales que
tenga el modulo.

“1 modulo contiene a los canales
respectivos o bits “

2- DIRECCIONAMIENTO MODULOS ANALOGICOS:

Los módulo analógico se pueden leer o transferir por cada canal 65536 informaciones diferentes

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(Se precisan 16 bits = 2 bytes = 1 palabra). O Word del Ingles.

Esto significa que los módulos pueden direccionarse usando operaciones de carga o transferencia:
Byte a byte
Palabra a palabra

En contraposición de los módulos Digitales que se direccionarse:
bit a bit.

NOTA:
puestos 0...7 pueden combinarse arbitrariamente módulos analógicos y
digitales.

Para algunos modelos de PLCs los módulos analógicos solo pueden
enchufarse en los puestos 0 a 7. Así como también al conectar un módulo
analógico el PLC reconoce que es preciso más espacio de memoria:

Por cada puesto se reservan ocho bytes (= cuatro palabras).
Por cada canal se reservan dos bytes (= una palabra).
Se conmuta la zona de direcciones del puesto de enchufe.
El margen de direcciones abarca del byte 64 (puesto 0, canal 0)
hasta el byte 127 (puesto 7, canal 3).

Figura que muestra la asignación de direcciones para direcciones para módulos analógicos.

Ejemplos:
1) Bytes 88 + 89 = módulo analógico en el puesto 3, número de canal 0

2) ¿Cuál es la dirección del canal 1 de un módulo analógico enchufado en el
puesto 5? Bytes 106 + 107
..

3- Módulos combinados de entrada y salida:

En este tipo de módulos es posible escribir datos en el módulo desde el programa
de mando y leer
desde el módulo datos en el programa de mando.
Las direcciones de byte son iguales en la imagen de proceso de las entradas y en
la imagen de proceso de las salidas.
Los datos transmitidos tienen generalmente diferente significado.

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4- Módulos de salida con diagnosis de perturbaciones:

Para algunos modelos de CPU se disponen de estos módulos que pueden
por ejemplo, adicionalmente a la indicación Óptica (LED rojo), señalizar
perturbaciones a la CPU.
Las señales de error correspondientes se consultan en los canales de
entrada E X.0 y E X.l

Es posible señalizar las siguientes perturbaciones:

Entre otras perturbaciones como corto circuitos en un canal, falta de alimentación, etc.

5- Módulos funcionales hardware:

Cada módulo funcional tiene su direccionamiento propio.
Algunos se direccionan como módulos digitales, otros como módulos
analógicos.

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Secuencia de Ejecución del PLC

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MARCAS (RELÉS INTERNOS)

Las marcas son como las salidas, exactamente iguales, la única diferencia de funcionamiento
es que a las marcas no podemos conectarles eléctricamente nada, o sea, sólo son para
realizar operaciones internas del PLC; memorias internas, guardar valores de operaciones
analógicas, etc. Las marcas remanentes son aquellas que en el caso de haber un fallo de
tensión, cuando se restablece recuerdan su estado anterior, o sea, si estaban a 1 se pondrán a
1 solas (las salidas NO son remanentes).

NOTA : En CPU 100 el número de marcas es de 1024, que van desde:

M B0 a MB 63 - M 0.0 a M 63.7 - remanentes.
M B64 a MB 127 – M 64.0 a M 127.7 - no remanentes.

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PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA EN EL PLC

La programación en los autómatas se realiza de forma estructurada, o sea, programada por módulos
que realizan cada uno una parte de la instalación, cosa que facilitará la lectura del programa y permitirá
a cualquier programador un seguimiento del mismo de manera más sencilla y clara para él y cualquier
otra persona.

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MÓDULOS DE ORGANIZACIÓN (OB).

Los módulos de organización fijan la estructura del programa, el orden en el que van a
ejecutarse los demás módulos. Estos OB’s no se pueden llamar por programa por parte del
usuario, los ejecuta automáticamente el autómata:

OB1 : Es el módulo que va a fijar el ciclo de funcionamiento del programa
y se ejecuta cíclicamente desde la primera hasta la última y vuelve a
empezar, realizando todos los saltos que tengamos programados.
OB21 : se ejecuta una vez, antes del OB1, cuando pasa de STOP a RUN.
OB22 : también una vez, antes del OB1, cuando se produce un "RED
CON" (el autómata arranca en RUN).

Dependiendo del tipo de CPU tendrá más o menos tipos de módulos, p.e.
la OB 34 (comprueba estado de la batería) sólo se encuentra en las CPU
– 100 y superiores.

MÓDULOS DE PROGRAMA PB.

En estos módulos se escribe el programa a realizar. Su número será desde el PB 0 al PB 63 y
estará compuesta como máximo de 1024 instrucciones aproximadamente (2 Kbytes en CPU –
100). El aparato de programación genera automáticamente un encabezamiento que ocupa 5
WORDS de la memoria del programa.

MÓDULOS FUNCIONALES FB.

Son módulos iguales que los PB’s, pero con la diferencia que pueden ser parametrizables y
siempre deben ser programables en lista de instrucciones. Por ejemplo, tengo que realizar tres
arranques de motor Estrella - Triángulo que son todos iguales, en lugar de escribir tres PB
iguales pero con diferentes estradas y salidas, escribo un único código en un FB y realizo tres
llamadas a este FB, cada uno con sus señales ahorrándonos código y clarificando el programa.
Dependiendo de cada CPU, existen FB ya diseñadas y cargadas, por ejemplo FB250 y 251 que
se utilizan para el tratamiento de señales analógicas, y otras que se pueden comprar con el
paquete de software.

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MÓDULOS DE DATOS DB.

En estos módulos se almacenan datos precisos del programa, p. e. valores de temporizadores y
contadores, lectura de entradas analógicas, textos de avisos, etc., con diferentes posibilidades
de formatos de datos (binario, decimal, carácter, etc.). En estos módulos no se pueden guardar
instrucciones.

MÓDULOS SECUENCIALES SB.

Son módulos especiales para trabajar en GRAFCET (no incluido en el paquete
estándar).

MODOS O ESQUEMAS DE REPRESENTACION EN EL PLC:

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UNIDADES FUNCIONALES

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OPERACIONES DE LLAMADA Y RETORNO DE MODULO

Las operaciones de la llamada son utilizadas para la gestión de los módulos y siempre que el
programa las encuentra saltará a los módulos indicados (OB´s, PB´s, FB´s y DB´s). La vuelta se
realizará al encontrar una instrucción de retorno.

Tipos tres llamadas:

SPA módulo Llamada incondicional.
SPB módulo Llamada condicionada a la instrucción anterior (VKE = 1).
ADB módulo Llamada a un módulo de datos.

Los retornos son siguientes:

BE Fin de módulo al final del mismo.
BEA Fin de forma absoluta en mitad del módulo (VKE = 0).
BEB Fin de módulo de forma condicional a las instrucciones anteriores (VKE = 1).

Ejemplo : programa modular

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MODULOS INTEGRADOS Y SUS FUNCIONES:

Algunos de los módulos integrados de funciones ajustables o parametrizables a voluntad incluyen:

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Procesamiento de valores analógicos

Programación de intercambio de datos (ejemplo via SINEC L1)

Cambio de intervalo de llamada para ejecución de programa controlada por tiempo (OB 13)

Ajuste de las características del sistema

Fijación de la dirección para código de errores de parametrización.

NOTA: TODAS ESTAS FUNCIONES SE PARAMETRIZAN EN EL MODULO DB1

ESTRUCTURA Y AJUSTE DEL DB1

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PROCESAMIENTO DE VALORES ANALOGICOS:

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EJEMPLOS DE MODULOS ANALOGICOS

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MODULO DE SALIDA ANALOGICO

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MODULOS DE ADAPTACION ANALOGICOS FB250/FB251

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MODULO DE DATOS

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TEORIA: CONTROL PID

Proporcional integral derivativo

Un PID (Proporcional Integral Derivativo) es un mecanismo de control por realimentación que se utiliza
en sistemas de control industriales. Un controlador PID corrige el error entre un valor medido y el valor
que se quiere obtener calculándolo y luego sacando una acción correctora que puede ajustar al proceso
acorde. El algoritmo de cálculo del control PID se da en tres parámetros distintos: el proporcional, el
integral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la reacción del error actual. El Integral genera
una corrección proporcional a la integral del error, esto nos asegura que aplicando un esfuerzo de control
suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reacción del tiempo en el
que el error se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso vía un elemento
de control como la posición de una válvula de control o la energía suministrada a un calentador, por
ejemplo. Ajustando estas tres constantes en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer
un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar. La respuesta del controlador puede ser
descrita en términos de respuesta del control ante un error, el grado el cual el controlador llega al "set
point", y el grado de oscilación del sistema. Nótese que el uso del PID para control no garantiza control
óptimo del sistema o la estabilidad del mismo. Algunas aplicaciones pueden solo requerir de uno o dos
modos de los que provee este sistema de control. Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD,
P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente
comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y la ausencia del proceso integral puede
evitar que se alcance al valor deseado debido a la acción de control.

Diagrama en bloques de un control PID.

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