1 Estructura de un automatismo.1.1 Etapas de un automatismo.1.2 Tipos de control.1.3 Clasificacin de seales.1.4 Descripcin de los componentes que integran un automatismo.1.5 Simbologa en norma americana y norma europea.1.6 Sistemas de control hbridos1.1 Etapas de realizacin de un automatismoEL DISEO Y LA FUNCIONALIDAD. Se corresponde con el estudio meticuloso de las funciones bsicas que Debe realizar el automatismo. En esta tase deberemos concretar con precisin el comportamiento del automatismo y clarificar con nitidez todas y cada una de las operaciones que ste debe solventar, de modo que deben evitarse las ambigedades y las sofisticaciones superfluas.EL DIMENSIONADO DE DISPOSITIVOS. Esta fase debe servirnos para elegir el conjunto de dispositivos Apropiado para realizar el automatismo. Con este propsito, deberemos calcular la potencia elctrica que debe aceptar o proporcionar cada uno de los elementos del automatismo, dimensionar los cables de alimentacin y de seal, prever la vida til de los mecanismos utilizados, analizar cuidadosamente las caractersticas de las seales usadas en la interconexin de los diferentes mdulos y prever los necesarios elementos de seguridad y mantenimientoEL ESQUEMA ELCTRICO. El objetivo principal de esta fase es la confeccin del esquema elctrico del automatismo. Debe ser completo y hemos de confeccionarlo con una notacin clara y comprensible en la que estn representados todos los componentes perfectamente conectados y referenciados. EL CUADRO ELCTRICO. En esta fase debemos abordar la mecanizacin del cuadro elctrico y la ubicacin en su interior de los diferentes elementos que componen el automatismo. Previamente hemos debido realizar el Esquema de cableado que contempla, entre otras cosas, la identificacin, la trayectoria y las diferentes secciones de los conductores y, tambin, habremos confeccionado los diferentes planos de ubicacin de Componentes y de mecanizacin del cuadro elctrico.EL ENSAYO Y LA PRUEBA. Una vez realizada la instalacin del automatismo se realizar su ensayo y prueba. En esta fase ser conveniente actuar con un plan de trabajo previamente establecido que contemple la entrada en funcionamiento, progresiva y en secuencia, de las diferentes partes del automatismo. Cada parte deber ser probada de forma aislada, y en las condiciones de trabajo ms realistas, antes de interactuar simultneamente con el resto. Esta fase debe servir, adems, para corregir las posibles anomalas o realizar los ajustes pertinentes antes de la entrada en servicio del automatismo.LA PUESTA EN SERVICIOSlo si el automatismo funciona de forma satisfactoria en la fase de prueba, Podremos abordar la fase de puesta en servicio. Resulta una temeridad trabajar con un automatismo que presente deficiencias de funcionamiento o en el que no hayan sido probados todos sus componentes. La puesta en servicio del automatismo debe ir acompaada, siempre, de un manual de operacin que recoja deForma explcita todos aquellos aspectos necesarios para la explotacin del sistema y, tambin, de otro manual de intervencin para los casos en los que se produzcan averas o debamos realizar el mantenimiento.Del acierto en abordar la primera fase depender, en buena medida, la utilidad y el buen servicio de automatismo realizado. Estamos ante una fase en la que interviene fundamentalmente el conocimiento de la tcnica, la experiencia y el buen criterio de la persona o personas que proyectan el automatismo.

La segunda y tercera tases requieren de unos conocimientos bsicos que expondremos ms adelante. Con este objetivo nos centraremos en:

- Conceptos electrotcnicos (tensin, intensidad, potencia, energa, etc.), que ya damos por sabidos. - Concepto de seal. - Simbologa elctrica y electrnica utilizada en la representacin de automatismos. - Distintas tcnicas utilizadas para el diseo basadas en el lgebra de Boole y el GRAFCET1.2 TIPOS DE AUTOMATISMOS SEGN LA TECNOLOGA EMPLEADA

Hemos visto que los automatismos, tambin llamados circuitos de maniobra, son los que permiten el mando y la regulacin de las mquinas elctricas. En funcin de la tecnologa empleada para laimplacablementede un sistema de control podemos distinguir Entre:

AUTOMATISMOS CABLEADOS Los automatismos cableados son aquellos que se implementan por medio de uniones fsicas entre los que Forman el sistema de control. AUTOMATISMOS PROGRAMADOS Los automatismos programados son aquellos que se realizan utilizando los autmatas programables o controladores programables (ms conocidos por su nombre ingls: PLC, programmable logic controller).

LAS SEALES EN LOS AUTOMATISMOS Con frecuencia aparece la palabra seal para describir la informacin que se intercambia entre dispositivos elctricos. Conviene precisar este trmino para diferenciarlo de otras magnitudes elctricas que manejamos al trabajar con automatismos y cuadros elctricos. Por seal se entiende cualquier evento que nos proporcione informacin til. Generalmente, en el rea de la Electrotecnia el evento se manifiesta en la forma de alguna variable elctrica (tensin, intensidad, resistencia, etc.) y la informacin podemos obtenerla al evaluar alguna de las caractersticas de esa variable (magnitud, frecuencia, fase, etc.). As pues, debemos asociar la idea de seal a la de un evento elctrico de poca potencia y magnitud reducida que, generalmente, es empleado para informar del estado o nivel de una cierta variable fsica o elctrica. No hay que confundir la funcin y la naturaleza de una seal con la de otras magnitudes elctricas de mayor potencia utilizadas para mover mquinas o alimentar equipos y dispositivos. Por ejemplo, si disponemos de una sonda de temperatura que proporciona 10 mV por cada grado centgrado, diremos que la seal es una variable en tensin, cuya magnitud es utilizada para determinar el nivel de la temperatura que deseamos conocer.

SEALES ANALGICAS Y SEALES DIGITALES Podramos clasificar las seales en dos grupos bien diferenciados: las seales analgicas. y las seales digitales.SEAL ANALGICA. Es aqulla cuya magnitud evoluciona de forma continua en el tiempo, es decir, que su Valor vara de forma gradual.SEAL DIGITAL. Es aquella que puede adquirir nicamente dos estados; el estado alto o '1' y el bajo o '0' Generalmente, el estado alto sirve para indicar la presencia de cualquier evento, es decir, la existencia de una tensin o corriente (con independencia de su magnitud), la aparicin de una seal de alarme, la activacin de una determinada maniobra, etc. Recprocamente, el estado bajo suele ser utilizado para indicar la ausencia de tal evento.

1.3 CLASIFICACIN DE SEALES Existen varias maneras de clasificar una seal, en base a propiedades, criterios y caractersticas, por lo que a continuacin las podemos clasificar como: - Fenomenolgico: Basado en la posibilidad de predecir o no la evolucin "exacta" de la seal a traves del tiempo. -Morfologa: Basado en el carcter continuo o discreto de la amplitud de la seal o de la variable independiente. -Propiedades: Basado en caractersticas de la seal como: Simetra, invarianza, linealidad, estabilidad,Memoria,Estticosy Causalidad. - Dimensional: Basado en el nmerode variables independientes del modelode la seal. - Energtico: Basado en si poseen o no energa finita. - Espectral: Basado en la forma de la distribucin de frecuencias del espectrode la seal.

1.4 Descripcin de los componentes que integran un automatismo.

MQUINA O PLANTA Es el elemento principal del control automtico.Puede estar constituido por un nico aparato (motor elctrico, bomba hidrulica, compresor de aire, mquina Herramienta, etc.) O por un conjunto de dispositivos dispuestos en planta con una finalidad concreta (Climatizacin de zona, sistema de riego, cinta transportadora, etc.).FUENTE DE ENERGA Es el medio empleado para realizar el control. En un automatismo elctrico este medio lo constituye la energa elctrica aplicada en sus distintas formas, como las tensiones continuas o alternas de baja potencia para la alimentacin de dispositivos de control y Sealizacin (alimentacin secundaria) y/o aquellas otras de mayor potencia utilizadas para mover las mquinas o actuar sobre las plantas (alimentacin primaria).En automatismos de naturaleza neumtica, hidrulica o mecnica intervienen otras fuentes de energa obtenidas, respectivamente, a partir de la fuerza del aire, la fuerza de algn lquido o por la transmisin y transformacin de movimientos.CONTROLADOR O AUTMATA. Es el dispositivo o conjunto de dispositivos encargados de establecer el Criterio de control. Partiendo de la seal proporcionada por el detector o sensor enclavado en la mquina o planta, y de acuerdo con las indicaciones del operador o de algn criterio de actuacin previamente definido, determina la correspondiente seal de control que debe ser aplicada al actuador para mantener la mquina o la planta en Las condiciones de funcionamiento previstas.ACTUADOR Es el dispositivo utilizado para modificar la aportacin de energa que se suministra a la mquina o a la planta. El mayor o menor aporte energtico que provoca el actuador est en consonancia con la seal de control que le suministra el controlador. Hallamos actuadores tpicos en automatismos elctricos en los rels, los contactores, las electrovlvulas, las vlvulas motorizadas, los tiristores, etc.SENSOR. Es el elemento empleado para medir o detectar la magnitud de la variable que deseamos controlar. Adquiere o detecta el nivel del parmetro objeto de control y enva la correspondiente seal, habitualmente elctrica, al dispositivo controlador. Algunos sensores de uso frecuente en automatismos son: tacmetros, codificadores digitales, sensores de proximidad, sondas de temperatura, de presin o de nivel, etc.OPERADOR.Es el conjunto de elementos de mando y sealizacin que facilita el intercambio de informacin entre personas y automatismos para modificar o corregir las condiciones de actuacin de la mquina o planta bajo control. Debemos considerar que la mayora de los automatismos deben posibilitar que el ser humano incida de Forma directa, y en el instante deseado, sobre el proceso, con el objetivo de solventar situaciones de avera, de mantenimiento o de emergencia.

1.6 Sistemas de control hbridos fraccionarios: Modelado, Anlisis y aplicaciones en robtica mvil y mecatrnica Autores: Seyed Hassan Hossein Nia Kani Directores de la Tesis: Blas Miguel Vinagre Jara Lectura: En la Universidad de Extremadura ( Espaa ) en 2013 Idioma: ingls Nmero de pginas: 166 Enlaces Texto completo Resumen Los sistemas hbridos son sistemas dinmicos heterogneos cuyo comportamiento est determinado por la interaccin de dinmicas correspondientes a variables continuas y eventos discretos, y surgen de la utilizacin de la lgica de estados finitos para gobernar procesos fsicos continuos, o de restricciones topolgicas y de redes que interactan con un control continuo. La gran aplicabilidad de los sistemas hbridos ha inspirado una gran cantidad de investigacin en teora de control y ciencias de la computacin. Por otra parte, las ecuaciones diferenciales de orden fraccionario han demostrado ser valiosas herramientas para el modelado de muchos fenmenos fsicos. En cuanto a la importancia de los sistema hbridos y el clculo fraccionario hay una falta de investigacin en sistemas hbridos de orden fraccionario en la literatura especfica sobre las aplicaciones de control.En esta tesis se presentan, como nuevos retos, el modelado, el anlisis de estabilidad y el control de sistemas hbridos de orden fraccionario. Se utilizan inclusiones diferenciales de orden fraccionario como herramientas matemticas para modelar sistemas hbridos de orden fraccionario, y algunos sistemas de orden fraccionario se modelan utilizando inclusiones diferenciales fraccionarias. Los tipos de sistemas hbridos estudiados en esta tesis son los sistemas conmutados y los sistemas de control reset. Actualmente, el control reset se centra en el uso de estructuras que permiten nuevas reglas de puesta a cero con el fin de evitar las soluciones tipo Zeno y mejorar el rendimiento del sistema. Como estudio comparativo, se estudian las propiedades de algunas estrategias de control reset modificado que resetean los estados del controlador a valores fijos o variables distintos de cero y son capaces de eliminar o reducir la sobreoscilacin de sistemas de primer orden y orden superior, respectivamente. Cabe destacar que tambin, se propone una estrategia de control reset avanzado que permite resetear a valores tanto fijos como variables distintos de cero. Adems, se generaliza el anlisis de la estabilidad para sistemas conmutados y sistemas reset de orden fraccionario. El mtodo comn de Lyapunov y su equivalencia en el dominio de frecuencia se utilizan para el caso de sistemas de conmutados de orden fraccionario. Tambin se generaliza el anlisis de estabilidad en el dominio de la frecuencia para sistemas reset de orden fraccionario. Utilizando las herramientas de anlisis de estabilidad desarrolladas, se propone un mtodo para disear controladores fraccionarios robustos para sistemas conmutados.El control de crucero y el control de crucero adaptativo de un vehculo Citroen C3 se considera como una aplicacin prctica. En este experimento se disea una ley de control hbrido que incluye dos controladores PI fraccionarios diferentes para las acciones del acelerador y del freno del vehculo. El controlador reset avanzado de orden fraccionario propuesto se aplica a un servomotor como otra aplicacin. Por otra parte, el teorema de estabilidad desarrollado se aplica al control de ganancia programada de la plataforma denominada Smart Wheel.

2 Estructura de los controladores lgicos programables.

2.1 Definicin2.2 Antecedentes de los controladores lgicos programables.2.3 Campos de aplicacin2.4 Ventajas y desventajas de los controladores lgicos programables.2.5 Clasificacin de los controladores lgicos programables.2.6 Estructura fsica del controlador lgico.2.7 Configuracin interna del controlador lgico.2.8 Direccionamiento de elementos internos del controlador.2.9 Introduccin a las redes de comunicacin entre autmatas.2.1 Controlador lgico programableUn controlador lgico programable, ms conocido por sus siglas en ingls PLC (programmable logic controller), es una computadora utilizada en la ingeniera automtica o automatizacin industrial, para automatizar procesos electromecnicos, tales como el control de la maquinaria de la fbrica en lneas de montaje o atracciones mecnicas.Los PLC son utilizados en muchas industrias y mquinas. A diferencia de las computadoras de propsito general, el PLC est diseado para mltiples seales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido elctrico y resistencia a la vibracin y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la mquina se suelen almacenar en bateras copia de seguridad o en memorias no voltiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real duro, donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producir el resultado deseado.[1] DEFINICION DE CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLEDe acuerdo con la definicin de la "Nema" (National Electrical Manufacturers Association) un controlador programable es: "Un aparato electrnico operado digitalmente, que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones para implementar funciones especficas, tales como lgica, secuenciacin, registro y control de tiempos, conteo y operaciones aritmticas para controlar, a travs de mdulos de entrada/salida digitales (ON/OFF) o analgicos (1 5 VDC, 4 20 mA, etc.), varios tipos de mquinas o procesos.

Leer ms: http://www.monografias.com/trabajos75/controladores-programables/controladores-programables2.shtml#ixzz3PWD5YQjb CONCEPTOEl trmino PLC de amplia difusin en el medio significa en ingls, Controlador Lgico Programable. Originalmente se denominaban PCs (Programmable Controllers), pero con la llegada de las IBM PCs, para evitar confusin se emplearon definitivamente las siglas PLC.En Europa, el mismo concepto es llamado Autmata Programable.La definicin ms apropiada es: Sistema Industrial de Control Automtico que trabajo bajo una secuencia almacenada en memoria, de instrucciones lgicas.Es un sistema porque contiene todo lo necesario para operar, e industrial por tener todos los registros necesarios para operar en los ambientes hostiles encontrados en la industria.Esta familia de aparatos se distingue de otros controladores automticos en que puede ser programado para controlar cualquier tipo de mquina, a diferencia de otros muchos que, solamente pueden controlar un tipo especfico de aparato. Un programador o Control de Flama de una caldera, es un ejemplo de estos ltimos.Adems de poder ser programados, se insiste en el trmino "Control Automtico", que corresponde solamente a los aparatos que comparan ciertas seales provenientes de la mquina controlada de acuerdo con algunas reglas programadas con anterioridad para emitir seales de control para mantener la operacin estable de dicha mquina.Las instrucciones almacenadas en memoria permiten modificaciones as como su monitoreo externo.El desarrollo e introduccin de los rels, hace muchos aos, fue un paso gigantesco hacia la automatizacin e incremento de la produccin. La aplicacin de los rels hizo posible aadir una serie de lgica a la operacin de las mquinas y de esa manera reducir la carga de trabajo en el operador, y en algunos casos eliminar la necesidad de operadores humanos.Por ejemplo, los rels hicieron posible establecer automticamente una secuencia de operaciones, programar tiempos de retardo, conteo de eventos o hacer un evento dependiente de que ocurrieran otros.Los rels con todas sus ventajas, tienen tambin naturalmente sus desventajas, tienen slo un perodo de vida; su naturaleza electromecnica dictamina, que despus de un tiempo de uso sern inservibles, sus partes conductores de corriente pueden en un momento quemarse o fundirse, desbaratando la lgica establecida y requiriendo su reemplazo.Tal vez la inconveniencia ms importante de la lgica con rels es su naturaleza fija. La lgica de un panel de rels es establecida por los ingenieros de diseo, se implementa entonces colocando rels en el panel y se alambra como se prescribe.Mientras que la mquina dirigida por el panel de rels contina llevando a cabo los mismos pasos en la misma secuencia, todo est perfecto, pero cuando existe un re diseo en el producto o un cambio de produccin en las operaciones de esa mquina o en su secuencia, la lgica del panel debe ser re diseada.Si el cambio es lo suficientemente grande, una opcin ms econmica puede ser desechar el panel actual y construir uno nuevo.Este fue el problema encarado por los productores de automviles a mediados de los setenta.A lo largo de los aos se haban altamente automatizado las operaciones de produccin mediante el uso de los rels, cada vez que se necesitaba un cambio, se inverta en l una gran cantidad de trabajo, tiempo y material, sin tomar en cuenta la gran cantidad de tiempo de produccin perdido.La computadora ya exista en esos tiempos y se les dio la idea a los fabricantes de que la clase de control que ellos necesitaban podra ser llevado a cabo con algo similar a la computadora. Las computadoras en s mismas, no eran deseables para esta aplicacin por un buen nmero de razones.La comunidad electrnica estaba frente a un gran reto: disear un artefacto que, como una computadora, pudiese efectuar el control y pudiese fcilmente ser re programada, pero adecuado para el ambiente industrial.El reto fue enfrentado y alrededor de 1969, se entreg el primer controlador programable en las plantas ensambladoras de automviles de Detroit, Estados Unidos.

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2.2 HistoriaSu historia se remonta a finales de la dcada de 1960, cuando la industria busc en las nuevas tecnologas electrnicas una solucin ms eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos elctricos con rels, interruptores y otros componentes comnmente utilizados para el control de los sistemas de lgica combinacional.

En un rack UR2 de nueve ranuras, de izquierda a derecha: fuente de alimentacin PS407 4A, CPU 416-3, mdulo de interfaz IM 460-0 y procesador de comunicaciones CP 443-1.En 1968 GM Hydramatic (la divisin de transmisin automtica de General Motors) emiti una solicitud de propuestas para un reemplazo electrnico de los sistemas cableados de rels. La propuesta ganadora vino de Bedford Associates. El resultado fue el primer PLC, designado 084 porque era el proyecto de Bedford Associates n 84.[2] Bedford Associates comenz una nueva empresa dedicada al desarrollo, fabricacin, venta y mantenimiento de este nuevo producto: Modicon (MOdular DIgital CONtroler). Una de las personas que trabajaron en ese proyecto fue Dick Morley, quien es considerado como el padre del PLC.[3] La marca Modicon fue vendida en 1977 a Gould Electronics, y posteriormente adquirida por la compaa alemana AEG y luego por la francesa Schneider Electric, el actual propietario.

El PLC (Control Lgico Programable) apareci con el propsito de eliminar el enorme costo que significaba el reemplazo de un sistema de control basado en rels (relays) a finales de los aos 60. La empresa Bedford Associates (Bedford, MA) propuso un sistema al que llam Modular Digital Controller o MODICON a una empresa fabricante de autos en los Estados Unidos.El MODICON 084 fue el primer PLC producido comercialmente. Con este Sistema cuando la produccin necesitaba variarse, entonces se variaba el sistema y este estaba listo para seguir trabajando.En el sistema basado en rels, estos tenan un tiempo de vida limitado y se necesitaba un sistema de mantenimiento muy estricto. El alambrado de muchos rels en un sistema muy grande era muy complicado, si haba una falla, la deteccin del error era muy tediosa y lenta.

Este nuevo controlador (el PLC) tena que ser fcilmente programable, su vida til tena que ser larga y ser resistente a ambientes difciles. Esto se logr con tcnicas de programacin conocidas y reemplazando los rels por elementos de estado slido.A mediados de los aos 70, la AMD 2901 y 2903 eran muy populares entre los PLC MODICON. Por esos tiempos los microprocesadores no eran tan rpidos y slo podan compararse a PLCs pequeos.Con el avance en el desarrollo de los microprocesadores (ms veloces), cada vez PLC ms grandes se basan en ellos.La habilidad de comunicacin entre ellos apareci aproximadamente en el ao 1973. El primer sistema que lo haca fue el Modbus de Modicon.Los PLC podan incluso estar alejados de la maquinaria que controlaban, pero la falta de estandarizacin debido al constante cambio en la tecnologa hizo que esta comunicacin se tornara difcil.En los aos 80 se intent estandarizar la comunicacin entre PLCs con el protocolo de automatizacin de manufactura de la General Motors (MAP). En esos tiempos el tamao del PLC se redujo, su programacin se realizaba mediante computadoras personales (PC) en vez de terminales dedicadas slo a ese propsito.En los aos 90 se introdujeron nuevos protocolos y se mejoraron algunos anteriores. El ltimo estndar (IEC 1131-3) ha intentado combinar los lenguajes de programacin de los PLC en un solo estndar internacional.Ahora se tiene PLCs que se programan en funcin de diagrama de bloques, listas de instrucciones, lenguaje C, etc. al mismo tiempo. Tambin se ha dado el caso en que computadoras personales (PC) han reemplazado a PLCs.La compaa original que diseo el primer PLC (MODICON) ahora crea sistemas de control basados en PC.2.3 Aplicaciones del PLC CAMPOS DE APLICACIN DEL PLCEl PLC por sus especiales caractersticas de diseo tiene un campo de aplicacin muy extenso. La constante evolucin del hardware y software ampla constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.Su utilizacin se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, sealizacin, etc., por tanto, su aplicacin abarca desde procesos de fabricacin 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 rpida utilizacin, la modificacin o alteracin de los mismos, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio reducido. Procesos de produccin peridicamente cambiantes. Maquinaria de procesos variables. Instalacin de procesos complejos y amplios. Chequeo de programacin centralizada de las partes del proceso.Su uso se da en: Maniobra de mquinas Maquinaria industrial de plstico Mquinas transfer Maquinaria de embalajes Maniobra de instalaciones: Instalacin de aire acondicionado, calefaccin... Instalaciones de seguridad Sealizacin y control: Chequeo de programas Sealizacin del estado de procesosEjemplos de Aplicaciones de Un PLC A)Maniobras de MquinasMaquinaria industrial del mueble y la madera.Maquinaria en proceso de grava, arena y cemento.Maquinaria en la industria del plstico.Maquinas-herramientas complejas.Maquinaria de ensamblaje.Maquinas de transferencia. B)Maniobra de InstalacionesInstalaciones de aire acondicionado y calefaccin.Instalaciones de seguridad.Instalaciones de almacenamiento y transporte.Instalaciones de plantas embotelladoras.Instalaciones en la industria automotrizInstalacin de tratamientos trmicos.Instalaciones de la industria azucarera. C)AutomvilCadenas de montaje, soldadura, cabinas de pintura, etc.Mquinas herramientas: Tornos, fresadoras, taladradoras, etc. D)Plantas qumicas y petroqumicasControl de procesos (dosificacin, mezcla, pesaje, etc.).Baos electrolticos, oleoductos, refinado, tratamiento de aguas residuales, etc. E)MetalurgiaControl de hornos, laminado, fundicin, soldadura, forja, gras, F)AlimentacinEnvasado, empaquetado, embotellado, almacenaje, llenado de botellas, etc. G)Papeleras y madererasControl de procesos, serradoras, produccin de conglomerados y de laminados, etc. H)Produccin de energaCentrales elctricas, turbinas, transporte de combustible, energa solar, etc. I)TrficoRegulacin y control del trfico, ferrocarriles, etc. J)DomticaIluminacin, temperatura ambiente, sistemas anti robo, etc. K)Fabricacin de NeumticosControl de calderas, sistemas de refrigeracin, prensas que vulcanizan los neumticos.Control de las mquinas para el armado de las cubiertas, extrusoras de goma.Control de las mquinas para mezclar goma.Las necesidades de la aplicacin pueden ser definidas solamente por un anlisis detallado del sistema completo. Esto significa que los exmenes detallados deben ser ejecutados en todas las facetas de la maquina u operacin del proceso. Una ltima consideracin importante en la aplicacin de un PLC es el futuro crecimiento del sistema. Los PLC estn diseados modularmente y por lo tanto con posibilidades de poder expandirse para satisfacer las necesidades de la industria. Es importante que a la aplicacin de un PLC se pueda considerar los beneficios de las futuras expansiones.

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APLICACIN TPICA DE UN PLC

PROGRAMACIN EN RS-LOGIX 500En este punto se dan las directrices bsicas para la utilizacin del RSLogix 500. Este programa permite crear los programas de control en lenguaje Ladder del autmata MicroLogix 1500.

Pantalla principal del RSLogix 500

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2.4 VENTAJAS Y DESVENTAJASLas condiciones favorables son las siguientes: a)Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos debido a que: No es necesario dibujar el esquema de contactos. No es necesario simplificar las ecuaciones lgicas, ya que, por lo general, la capacidad de almacenamiento del modulo de memoria es lo suficientemente grande. La lista de materiales queda sensiblemente reducida y al elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega, etc. b)Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y aadir aparatos. c)Mnimo espacio de ocupacin d)Menor coste de mano de obra de la instalacin e)Economa de mantenimiento. Adems de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos mviles, los mismo autmatas pueden detectar e indicar averas. f)Posibilidad de gobernar varias maquinas con un mismo autmata. g)Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado. h)Si por alguna razn la maquina queda fuera de servicio, el autmata til para otra mquina o sistema de produccin.Las condiciones desfavorables son las siguientes: a)Hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a unos de los tcnicos de tal sentido, pero hoy en da ese inconveniente est solucionado porque las universidades y/o institutos superiores ya se encargan de dicho adiestramiento. b)El costo inicial que puede o no ser un inconveniente, segn las caractersticas del automatismo en cuestin. Dado que el PLC cubre ventajosamente en amplio espacio entre la lgica cableada y el microprocesador es preciso que el proyectista lo conozca tanto en su actitud como en sus limitaciones. Por tanto, aunque el coste inicial debe ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema, conviene analizar todos los dems factores para asegurarnos una decisin acertada.

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2.5 CLASIFICACION DEL PLCDebido a la gran variedad de tipos distintos de PLC, tanto en sus funciones, en su capacidad, en su aspecto fsico y otros, es que es posible clasificar los distintos tipos en varias categoras.PLC tipo Nano:Generalmente PLC de tipo compacto (Fuente, CPU e I/O integradas) que puede manejar un conjunto reducido de I/O, generalmente en un nmero inferior a 100. Permiten manejar entradas y salidas digitales y algunos mdulos especiales.PLC tipo Compactos:Estos PLC tienen incorporado la Fuente de Alimentacin, su CPU y mdulos de I/O en un solo mdulo principal y permiten manejar desde unas pocas I/O hasta varios cientos ( alrededor de 500 I/O ) , su tamao es superior a los Nano PLC y soportan una gran variedad de mdulos especiales, tales como: Entradas y salidas anlogas Mdulos contadores rpidos Mdulos de comunicaciones Interfaces de operador Expansiones de i/oPLC tipo Modular:Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el controlador final, estos son: Rack Fuente de Alimentacin CPU Mdulos de I/ODe estos tipos existen desde los denominados MicroPLC que soportan gran cantidad de I/O, hasta los PLC de grandes prestaciones que permiten manejar miles de I/O.

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2.6 Estructura fsica de PLCs

ESTRUCTURA DEL PLCUn Controlador Lgico Programable es un dispositivo usado para controlar. Este control se realiza sobre la base de una lgica, definida a travs de un programa.

Un controlador lgico programable est constituido por un conjunto de tarjetas o circuitos impresos, sobre los cuales estn ubicados componentes electrnicos.El controlador Programable tiene la estructura tpica de muchos sistemas programables, como por ejemplo una microcomputadora.La estructura bsica del hardware de un consolador Programable propiamente dicho est constituido por: a.Fuente de alimentacin b.Unidad de procesamiento central (CPU) c.Mdulos de interfaces de entradas/salidas (E/S) d.Modulo de memorias e.Unidad de programacinEn algunos casos cuando el trabajo que debe realizar el controlador es ms exigente, se incluyen Mdulos Inteligentes. A.Fuente De AlimentacinLa funcin de la fuente de alimentacin en un controlador, es suministrar la energa ala CPU y dems tarjetas segn la configuracin del PLC.+ 5 V para alimentar a todas las tarjetas+ 5.2 V para alimentar al programador+ 24 V para los canales de lazo de corriente 20 mA. B.Unidad De Procesamiento Central (C.P.U.)Es la parte ms compleja e imprescindible del controlador programable, que en otros trminos podra considerarse el cerebro del controlador.La unidad central est diseada a base de microprocesadores y memorias; contiene una unidad de control, la memoria interna del programador RAM, temporizadores, contadores, memorias internas tipo rel, imgenes del proceso entradas/salidas, etc. Su misin es leer los estados de las seales de las entradas, ejecutar el programa de control y gobernar las salidas, el procesamiento es permanente y a gran velocidad. C.Mdulos o Interfaces DE Entrada y Salida (E/S)Son los que proporciona el vnculo entre la CPU del controlador y los dispositivos de campo del sistema. A travs de ellos se origina el intercambio de informacin ya sea para la adquisicin de datos o la del mando para el control de maquinas del proceso.Tipos de Mdulos de Entrada y SalidaDebido a que existen gran variedad de dispositivos exteriores (captadores, actuadores), encontramos diferentes tipos de mdulos de entrada y salidas, cada uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de seal (discreta o anloga) a determinado valor de tensin o de corriente en DC o AC. Mdulos de entradas discretas Mdulos de salidas discretas Mdulos de entrada analgica Mdulos de salida analgica D.Mdulos de MemoriasSon dispositivos destinados a guardar informacin de manera provisional o permanenteSe cuenta con dos tipos de memorias: Voltiles (RAM) No voltiles (EPROM y EEPROM) E.Unidad de ProgramacinLos terminales de programacin, son el medio de comunicacin entre el hombre y la mquina; estos aparatos estn constituidos por teclados y dispositivos de visualizacinExisten tres tipos de programadores los manuales (Hand Held) tipo de calculadora, Los de video tipo (PC), y la (computadora).Funcionamiento del CPUAl comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. A continuacin ejecuta la aplicacin empleando el ltimo estado ledo. Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de diagnstico y comunicacin. Al final del ciclo se actualizan las salidas. El tiempo de ciclo depende del tamao del programa, del nmero de E/S y de la cantidad de comunicacin requerida.

Las ventajas en el uso del PLC comparado con sistemas basados en rel o sistemas electromecnicos son: Flexibilidad: Posibilidad de reemplazar la lgica cableada de un tablero o de un circuito impreso de un sistema electrnico, mediante un programa que corre en un PLC. Tiempo: Ahorro de tiempo de trabajo en las conexiones a realizar, en la puesta en marcha y en el ajuste del sistema. Cambios: Facilidad para realizar cambios durante la operacin del sistema. Confiabilidad Espacio Modularidad Estandarizacin PARTES DE UN PLCCada Controlador Lgico Programable se compone de dos partes bsicas: Seccin operativa (SO) Seccin de comando (SC)SECCION OPERATIVA (SO).Es la que opera la materia prima y el producto en general. Se compone de:Los medios y herramientas necesarias para transformar la materia prima, por ejemplo: bombas, utensilios, taladros, etc.Los accionadores destinados a mover y poner en funcionamiento estos medios, por ejemplo: Motores elctricos para accionar una bomba. Gatos hidrulicos para cerrar una vlvula. Gatos neumticos para taladrar un cabezal de perforacin.

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2.7 Configuracin interna del controlador lgico.El autmata est constituido por diferentes elementos, pero tres son los bsicos:*CPU*Entradas*SalidasCon las partes mencionadas podemos decir que tenemos un autmata pero para que sea operativo son necesarios otros elementos tales como:*Fuente de alimentacin*Interfaces*La unidad o consola de programacin*Los dispositivos perifricosCPULa CPU (Central Procesing Unit) es la parte inteligente del sistema. Interprtalas instrucciones del programa de usuario y consulta el estado de las entradas. Dependiendo de dichos estados y del programa, ordena la activacin de las salidas deseadas.La CPU est constituida por los siguientes elementos:Procesador MemoriaMonitor del sistemaCircuitos auxiliaresProcesadorEst constituido por el microprocesador, el reloj (generador de onda cuadrada) y algn chip auxiliar. El microprocesador es un circuito integrado (chip), que realiza una gran cantidad de operaciones, que podemos agrupar en:Operaciones de tipo lgico.Operaciones de tipo aritmtico.Operaciones de control de la transferencia de la informacin dentro del autmata

Principio de trabajo La tecnologa PLC de banda ancha es capaz de transmitir datos a travs de la red elctrica, y por lo tanto se puede extender a una red de rea local existente o compartir una conexin a Internet a travs de los enchufes elctricos con la instalacin de unidades especficas. (ver fig. 1)El principio de PLC consiste en La superposicin de una seal de alta frecuencia (de 1,6 a 30MHz) con bajos niveles de energa sobre la seal de la red elctrica de 50 Hz. Esta segunda seal se transmite a travs de la infraestructura de la red elctrica y se puede recibir y descodificar de forma remota. As, la seal PLC es recibida por cualquier receptor PLC que se encuentra en la misma red elctrica. Un acoplador integrado en la entrada del PLC receptor elimina las componentes de baja frecuencia antes de que la seal sea tratada. Un modem de red elctrica (PLM) convierte un dato binario en una secuencia de seales con caractersticas predefinidas (frecuencias, niveles) y viceversa, haciendo el proceso de Modulacin/Demodulacin.ESTRUCTURA INTERNA.

Bsicamente un controlador programable esta construido en forma modular, teniendo usualmente un procesador central, mdulos de entrada/salida (E/S, input / output), fuentes de poder y otros accesorios.Debido a la estructura modular de los PLC, en general pueden distinguirse en l los siguientes subsistemas:1. Procesador central1. Mdulo de E/S1. Interfaz con el operador y otros perifricos1. ComunicacionesProcesador central:Es la unidad central del proceso del sistema. En la actualidad casi todos los PLC usan varias CPU para dividir el trabajo de entrada/salida, procesamiento, solucin de lgica y comunicaciones. Con esto se logra facilidad para desarrollar programas, como tambin una mejor ejecucin de funciones de control y manipulacin de informacin. Entre los componentes que conforman el procesador se pueden sealar:1. Modulo de procesador1. Modulo de memoria1. Modulo de registros1. Modulo de control de sistemas1. Control de E/S1. Fuente de poder1. Control de comunicacionesDentro de la CPU vamos a disponer de una rea de memoria, la cual se emplea para diversas funciones:1. Memoria del programa de usuario: aqu introduciremos el programa que el PLC va a ejecutar cclicamente.1. Memoria de la tabla de datos: se suele subdividir en zonas segn el tipo de datos (como marcas de memoria, temporizadores, contadores, etc.)1. Memoria del sistema: aqu se encuentra el programa en cdigo maquina que motoriza el sistema (programa del sistema). Este programa es ejecutado directamente por el microprocesador dividido microcontrolador que posea el PLC.1. Memoria de almacenamiento: se trata de memoria externa que empleamos para almacenar el programa de usuario y en ciertos casos parte de la memoria de la tabla de datos. Algunos tipos de memoria que utilizan son: RAM, CMOS, EPROM, EEPROM y otras. En la memoria tipo ROM esta contenido el sistema operativo y software de aplicacin, y en la memoria tipo RAM se carga, por el usuario, el programa de aplicacin de control.Las instrucciones de programacin que poseen, permiten realizar funciones tpicas tales como rels, temporizadores, contadores, operaciones aritmticas, comparacin de datos, manipulacin de palabras, rels de control maestro, tienen adems otras instrucciones ms poderosas como transferencia de bloques, saltos a subrutinas, operacin de archivos, diagnostico, programacin en lnea, procesamiento paralelo, niveles de interrupcin.Durante cada ciclo de barrido, las seales de entrada provenientes de los sensores se transmiten a travs de un modulo adaptador de comunicaciones al procesador, el que ejecuta el programa de control previamente ingresado por el usuario, y transmite los datos de salida a los respectivos actuadores.En este proceso el controlador realiza los siguientes pasos: Al encender el procesador, se efecta un autochequeo (self test) durante el cual, el procesador deshabilita las entradas y salidas, realiza test de memorias, revisin del programa, test de configuracin de las puertas de comunicaciones. Una vez aceptado el test, se habilitan las E/S y se pasa a modo de operacin NORMAL. Lee estado de las entradas y almacena la representacin de los estados de estos puntos (ON/OFF) en una tabla de imgenes de las entradas. Ejecuta la lgica programada en su programa usuario, y dependiendo del resultado de cada una de las instrucciones se actualiza la tabla de imgenes de las salidas. Se actualiza el estado de las salidas, copiando hacia los mdulos de salida el estado de la tabla de imgenes de las salidas, modificando el estado de los actuadores alambrados a estos mdulos. Se repite el ciclo vuelve al punto 2.Vigilar que el tiempo de ejecucin del programa de usuario no exceda un determinado tiempo maximo (tiempo de ciclo maxima). A esta funcin se le denomina Watchdog (perro guardian).Para ello el controlador va a poseer un ciclo de trabajo, que ejecutara de forma continua:Mdulos de E/S:

Generalmente vamos a disponer de dos tipos de E/S:1. Digital: Estas se basan en el principio de todo o nada, es decir o no conducen seal alguna o poseen un nivel mnimo de tensin. Estas E/S se manejan a nivel de bit dentro del programa de usuario.1. Analgica: Estas pueden poseer cualquier valor dentro de un rango determinado especificado por el fabricante. Se basan en conversores A/D y D/A aislados de la CPU (pticamente o por etapa de potencia). Estas seales se manejan a nivel de byte o palabra (8/16 bits) dentro del programa de usuario.Cada PLC tiene un numero mximo de puntos de entrada y salida que pueden conectrsele. Los proveedores ofrecen capacidades que varan entre 16 y 8000 puntos. Los mdulos de E/S tienen la capacidad de conectar un cierto numero de entradas y salidas, variando entre 1 y 16 puntos de E/S por modulo.Estos mdulos de E/S se encuentran en el mercado en gran variedad, para distintos tipos de entrada y salida. Tambin existen fabricantes que ofrecen mdulos de E/S inteligentes para la realizacin de funciones especiales y entre los mdulos de E/S existentes se pueden mencionar:1. Mdulos discretos (para control elctrico 120V AC, 24 VDC)1. Mdulos anlogos (para conectar transmisores 4-20 mA, RTD, termocupla)1. Modulo TTL (para conectar dispositivos de estado slido)1. Mdulo de salida de contactos (220V AC, 110 VAC)1. Contadores de alta velocidad (en sistemas de correas transportadoras)1. E/S aisladas1. Mdulos inteligentes (algoritmos PID, Mdulos programables en Basic).Los mdulos de E/S pueden conectarse en forma remota al procesador a travs de un mdulo adaptador de comunicaciones hasta 15000 pies de distancia, en configuraciones tales como multidrop, daisy chain o estrella.Interfaz con el operador y otros perifricosMediante la interfaz con el operador, se tiene acceso a la informacin que permite controlar y conocer el funcionamiento de la planta. La interfaz ms usual es un terminal de programacin, resistente al ambiente industrial y de tipo porttil, el cual sirve para introducir, modificar y editar el programa de usuario que ejecutar el procesador central. Tambin permite diagnstico y localizacin de fallas. Adems sirve como interfaz entre el procesador y otros perifricos como impresoras, grabador de cassette.El PLC, en la mayora de los casos, puede ser ampliable. Las ampliaciones abarcan un gran numero de posibilidades, que van desde las redes internas(LAN, etc.), mdulos auxiliares de E/S, memoria adicional......hasta la conexin con otros controladores del mismo modelo.Cada fabricante facilita las posibilidades de ampliacin de sus modelos, los cuales pueden variar incluso entre modelos de la misma serie.Por lo tanto del terminal de programacin existen diversos perifricos auxiliares como ser:1. Teclado de programacin porttil1. Grabador de cassette1. Pantalla CRT para grficos en color1. Impresoras para reportes1. Diagramas mmicos1. Interfaz a computador1. Monitor de alarmasComunicaciones:La red de comunicaciones tiene una gran importancia pues permite una utilizacin ms completa de las capacidades de un sistema de produccin avanzado. Mediante el uso de redes de rea local se pueden interconectar varios PLC y las diferentes componentes que forman el sistema total, logrando con ello su mejor administracin y operacin.Las redes de rea local son redes de datos que proporcionan las herramientas de comunicacin, hardware y software, para realizar un control supervisor con computador, o bien para conectarse a niveles superiores de control, como seria por ejemplo un sistema de control distribuido.Las redes de comunicacin deben proporcionar una actualizacin a alta velocidad de todos los estados de la planta que estn siendo monitoreados, especialmente condiciones de alarma, y comandos entrados por el operador debido a esto la mayora de las redes de rea local operan con velocidades de transmisin elevadas de hasta 56 K baud (23). La segunda generacin de redes est teniendo conexiones que permiten a los perifricos enviar informacin a velocidades mayores (sobre 1M baud).Los controladores programables y aparatos perifricos tienen puertas seriales, del tipo RS232C, que permiten hasta un mximo de 19200 baud, por lo cual los proveedores proporcionan mdulos de interfaz adecuados para conectarse a la red. Algunos fabricantes estn procurando incorporar dichas interfaces dentro del los PLCs para dotarlos de la capacidad de comunicacin.Existe una gran cantidad de redes locales para integrar un conjunto de PLCs: Control Net, COPnet, Data Highway, CEnet, Modbus, Ourbus, RNet, Sy/net, TI/Way I, Westnet, Specter Net, etc., siendo la mayora de ellas incompatibles entre si. En algunos casos se logra la compatibilidad mediante mdulos adicionales de manera de tener comunicacin con otros sistemas.En estos ltimos aos se ha hecho bastante esfuerzo para establecer normas y protocolos para las redes de rea local, las cuales ofrecern compatibilidad entre equipos de diferentes proveedores, particularmente en Estados Unidos, donde las normas estn siendo recopiladas por el Comit IEEE 802, Proway y la Oficina Nacional de Normas. Todas estas normas sern compatibles con el modelo OSI (Open Systems Interconnection), ya especificado por la Organizacin Internacional de Normas (ISO) la cual define la arquitectura bsica para protocolo de red. Esto har ms fcil el establecer puertas de acceso entre redes diferentes.Algunos de los principales proveedores estn trabajando para desarrollar una nueva norma IEEE 802 para sistemas de redes. Habiendo en la actualidad redes de comunicacin en base a la norma IEEE 802.4.En cuanto a medio fsico de comunicacin, stos pueden ser cables de pares retorcidos, cable coaxial o fibra ptica.Entre las funciones posibles de realizar al disponer de una red de comunicacin se puede sealar:1. Lectura a distancia de registros de memoria de cualquiera de los controladores de la red.1. Programar o alterar programas de los controladores desde un terminal central.1. Detectar y sealizar errores o fallas en cualquier controlador conectado a la red.1. Supervisin de comunicaciones.1. Visin amplia del proceso mediante grficos en colores.Actualmente se pueden conectar computadores personales a los PLCs. para que realicen una tarea de supervisin, manipulacin de informacin, etc. La conexin a uno o ms PLCs se hace generalmente a travs de una red de comunicaciones serial.De este modo la capacidad matemtica ms eficiente y la mayor velocidad de procesamiento numrico de los computadores personales, se ocupa para realizar funciones tales como: manejo de datos, generacin de informes, recoleccin de datos y programacin off line. Esto, unido a las caractersticas industriales y dedicadas de los PCs para control secuencial, conforma un sistema de control poderoso y confiable.En el mercado varias compaas ofrecen software compatible con diferentes proveedores de PLCs. Con este software de aplicacin se pueden lograr diversas funciones como ser:1. Tener acceso a todos los datos de los PLCs (tablas imgenes de entrada y salida)1. Crear, modificar y editar programas para el PLC en el computador, mediante un lenguaje ms apropiado.1. Cargar un programa desde el computador al PLC1. Almacenar un programa en el computador tomando desde la memoria del PLC1. Documentacin de programas en cl computador.1. Generacin de informes y mensajes de alarma.1. Administracin de recursos perifricos como impresoras, plotter, CRT, etc.1. Despliegues grficos a color.En este mismo sentido, un mtodo avanzado de obtener toda la informacin necesaria efectivamente, para hacer decisiones sobre la operacin de la planta es a travs del uso de terminales grficos a color. Esto da una mayor visin al operador pues muestra el comportamiento de la planta en tiempo real y da alarma inmediata en caso de fallas o problemas.Estos sistemas grficos dedicados se conectan usualmente a una red de rea localdonde estn conectados tambin varios PLCs, siendo una importante caracterstica la capacidad para realizar varias tareas simultneamente. En el mercado los proveedores suministran abundante software para estos terminales, entre las caractersticas que se pueden obtener con estos terminales y el software adecuado se mencionan:1. Sistemas CAD (diseo mediante computador) para PCs.1. Actualizacin y manipulacin de informacin en forma rpida.1. Mensajes de alarma.1. Ejecucin simultnea de tareas.1. Pantallas sensibles al tacto (se realizan cambios en lnea directamente sobre la pantalla).1. Edicin y documentacin de programas.1. Despliegue de grficos a colores tpicos (vista general, vista detalle, trend, estados).1. Conexin a unidades de almacenamiento masivo (superiores a 20 Mbyte).DIRECCIONAMIENTO DE ENTRADA/SALIDAS.La memoria de trabajo de la mayora de los PLC se halla compuesta por dispositivos de tipo NVRAM (RAM no voltil), y la relacin entre las entradas fsicas y las direcciones lgicas de los ptos. y bobinas internas dependen, principalmente, de la distribucin de estas memorias. Cada fabricante a diseado, segn la arquitectura y capacidades de manejo de ptos de I/Os,, formas diversas de hacer referencia en los programas al pto que desea sensar o activar, pero todos ellos utilizan nomenclaturas similares, diferencindose fundamentalmente por la estructura de la memoria.

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