programación i plc- carlos gustavo pérez zuñiga

PARTE I:

CONTROLADORES LÓGICO PROGRAMABLES

Mag. Ing. Carlos Gustavo Pérez

PROGRAMACIÓN I

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2.1. Introducción

� Un Controlador Lógico Programable, abreviado PLC, es un

dispositivo electrónico basado en microprocesadores.

� Esta diseñado para trabajar como controlador industrial, que

consta de unidades o módulos que cumplen funciones

específicas.

� El PLC es utilizado para automatizar sistemas eléctricos,

electrónicos, neumáticos e hidráulicos de control discreto y

analógico.

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2.2. Contactos y Relés Lógicos

Representan las entradas y salidas del PLC. Pueden ser:

� De tipo físico (señal proveniente de pulsadores conectados a

los terminales del módulo de entrada del PLC, en el caso de

contactos.

� De tipo relé lógicos van hacia los terminales del módulo de

salida,

� De tipo lógico (provenientes o con destino a posiciones de

memoria).

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� Los contactos (software), al igual que los pulsadores

(hardware), pueden ser normalmente abiertos (NO) o

normalmente cerrados (NC).

� Los relés lógicos hacen referencia a los resultados de las

operaciones indicadas en un renglón del programa.

� Cada resultado puede representar una salida física del PLC, la

activación de un temporizador, el incremento de un contador,

etc.

2.2. Contactos y Relés Lógicos

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2.2. Contactos y Relés Lógicos

Lógica en Ladder para energizar el contactor de un motor.

I:1 I:1 O:2

S1 S2 K1

21 0

“ Para que la salida O:2/0 (conectada al contactor K1) se

active, será necesario que las entradas I:1/1 e I:1/2

(conectadas a los pulsadores S1 y S2) estén activas ”

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2.2. Contactos y Relés Lógicos

I:1

O:2

O:2

1 1O:2

32

“La salida O:2/1 depende del inverso del estado de la

entrada I:1/1, mientras que la salida O:2/3 depende del

estado de la salida O:2/2”

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2.3. Operaciones Lógicas Básicas

I:1 O:2I:1 I:1

1 2 3 1

O:2I:1

I:1

2

1 1

Operación AND en “serie”

Operación OR en “paralelo”

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2.4 Temporizadores

� Cada vez que transcurre un cierto intervalo de tiempo, se

activa un contacto interno.

� El intervalo de tiempo se denominado PRESET.

� Para que el temporizador comience a funcionar se debe

declarar una o más condiciones de arranque.

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2.4 Temporizadores

el temporizador T4:0 arranca

cuando se activa la entrada I1:1 y 20

segundos más tarde, el contacto

T4:0/DN se cierra y se activa la

salida O2:3.

Mientras el temporizador se

encuentre energizado, la salida

O:2/1 se encontrará activa. La

salida O:2/2 solo se mantendrá

activa durante el intervalo de

temporización, es decir durante 20

segundos ó menos si el

temporizador es desenergizado

antes.

O:2T4:0

EN 1

I:1

1EN

DN

TIMER:

PRESET:

T4:0

20 seg

O:2T4:0

TT 2

O:2T4:0

DN 3

10

2.5 Contadores

� Tal como sucede con los temporizadores, un contador debe

tener un valor prefijado o PRESET.

� El PRESET es un valor que el usuario introduce para que

dicho contador se torne activo una vez alcanzado dicho valor.

� Cuando el contador se activa, es necesario el uso de una

instrucción RESET para desactivarlo y llevar el valor de

cuenta a cero.

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Cada vez que se cierra el contacto

de entrada I:1/1 se incrementa el

contador C5:0.

Cuando la cuenta llega a 8 activa la

salida O2/2.

La salida O:2/1 se activa siempre

que el contador se encuentre

contando.

Con la entrada I:1/2 la cuenta

vuelve a cero.

O:2C5:0

CU 1

I:1

1CU

DN

COUNTER:

PRESET:

C5:0

8

C5:0I:1

2RES

O:2C5:0

DN 2

2.5 Contadores

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Diagrama de Tiempos del Temporizador a la Conexión

2.6 Diagrama de Tiempos

I:1/1

T4:0/EN

T4:0/TT

T4:0/DN

t (seg)0 5 15 25 45 50 60

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3. EL PLC ALLEN BRADLEY SLC-500

� Es un PLC modular, posee una plataforma robusta basada en

chasis lo que permite personalizar grandes y pequeñas

aplicaciones.

� El SLC 500 fue uno de los primeros controladores que ofreció

una amplia gama de funciones, actualmente sigue siendo uno

de los patrónes principales de controladores de lógica a más de

diez años de su introducción.

14

3.1 Especificaciones de los PLC SLC-500

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3.2 Características Técnicas Generales

� Chasis o Rack.

Es la estructura que contiene slots en la cuales se instalan las

tarjetas de: la fuente de alimentación, CPU y módulos de

entrada/salida. Puede ser de varios tamaños de acuerdo a la

cantidad slots. Existen chasis de 4, 7, 10 y 13 slots.

� Fuente de Alimentación.

Se instala al costado izquierdo del chasis. Se alimenta con 220

VAC y genera corriente continua a 24VDC.

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3.2 Características Técnicas Generales

� Unidad Central de Proceso (CPU).

Es el módulo que ocupa el primer slot (slot 0) a la izquierda del

chasis, junto a la fuente de alimentación. Dispone de una

memoria RAM de 4KB.

� Módulos de Entrada/Salida.

Se insertan en los subsiguientes slots (del slot 1 en adelante).

Entradas/salidas digitales - 24VDC.

Entradas/salidas analógicas trabajan con señales de corriente y/o

voltaje estandarizadas (corriente: 4-20 mA, voltaje: 0-10VDC).

Existen también tarjetas con salidas de relé.

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3.2 Características Técnicas Generales

� Interfase de Comunicaciones (UIC).

Es un módulo conversor de protocolos DH-485 a USB que

permite la comunicación del PLC con una computadora personal,

vía el puerto USB, para la programación y supervisión del

funcionamiento del PLC.

La PC requiere tener instalado el correspondiente driver del

dispositivo.

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4. Organización de la memoria del Procesador

� Archivos de Programa.

Archivo Descripción

0 Contiene las funciones del sistema. Utilizado para almacenar datos

como password, identificación del programa y otros asociados al

sistema.

1 Archivo reservado por el sistema.

2 Contiene el programa principal (diagrama Ladder).

3-255 Archivos utilizados como subrutinas, que son accesados desde el

programa principal (son generados por el usuario).

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4. Organización de la memoria del Procesador

� Archivos de Datos.

Son de varios tipos y contienen la información asociada al

estado de las entradas y salidas externas y los valores de todas

las otras variables que se usan en el programa.

Tipo de

Archivo de Dato

Identificador Número de

Archivo

salida O 0

entrada I 1

status S 2

bit B 3

temporizador T 4

contador C 5

control R 6

entero N 7

reservado r 8

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5. Software RS LOGIX 500

� En el caso de los PLC de Allen Bradley el software que nos

permite crear programas en el lenguaje Ladder para luego ser

enviados a la memoria del PLC es el RSLogix 500 y se ejecuta

en el ambiente Windows.

� Una línea individual del programa en Ladder se denomina

rung y consiste de una o más condiciones de entrada y una o

más instrucciones de salida (física o lógica).

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5.1 Instrucciones Básicas de Programación

� Instrucciones Tipo Bit.

-] [- Contacto normalmente abierto, se usa para indicar una

entrada discreta.

-] / [- Contacto normalmente cerrado, se usa como entrada

discreta inversa

-( )- Representa una salida, para activar un motor, una

válvula, etc.

-( L )- Representa una salida con memoria (latch), usada

como salida que retiene su Latch (estado) hasta ser

desactivada con otra instrucción

-( U )- Libera la salida tipo latch, desactivándola (Unlatch).

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5.1 Instrucciones Básicas de Programación

� Instrucciones de Temporización.

� Instrucciones de Cuenta.

TON timer on delay

TOF timer off delay

RTO retentive timer

CTU count up

CTD count down

Para reinicializar las instrucciones: RTO, CTU y CTD, se debe usar la instrucción

(RES), especificando la dirección del elemento a reinicializar.

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6. Direccionamiento de Archivos de Datos y Elementos.

� Es la manera en que cada elemento o instrucción de un

programa del PLC se identifica para ser reconocido.

� La identificación se realiza usando caracteres alfanuméricos

separados por delimitadores.

� El formato se puede variar dependiendo del tipo de archivo de

datos al que pertenezca.

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6.1 Direccionamiento de Entradas y Salidas.

Formato General:

Donde:

O : Identificador de Salida

I : Identificador de Entrada

e : Numero de slot.

. : Delimitador de palabra

s : Número de palabra,

/ : Delimitador de bit.

b : Número de terminal de conexión en el módulo. Rango de 0 a 15.

O : e.s / b I : e.s / b

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6.1 Direccionamiento de Entradas y Salidas.

Ejemplos:

O : 3 / 15 Terminal de conexión 15, de la tarjeta de salida ubicada

en el slot 3.

I : 7 / 8 Terminal de conexión 8 tarjeta de entrada ubicada en el

slot 7.

I : 2.1 / 3 Terminal de conexión 3 de la tarjeta de entrada, ubicada

en el slot 2, palabra 1.

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6.2 Direccionamiento de Bits (B)

Formato General:

Donde:

B : Identificador de Archivo tipo bit

f : Número de archivo. Por omisión f=3. Se puede usar un número entre 10 y

255 cuando se requiere almacenamiento adicional.

e : numero de elemento, rango de 0 a 255, cada elemento es una palabra de

16 bits.

/ : Delimitador de bit.

b : Número de bit, localizado dentro del elemento, rango 0 a 15.

B f : e / b

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6.2 Direccionamiento de Bits (B)

También puede presentar el siguiente formato (forma corta)::

Donde:

b : Número de bit, posición numérica del bit dentro del archivo, rango de 0 a

4095.

Ejemplos:

B3 : 3 / 14 Archivo de bit (B3), elemento 3, bit 14.

B3 / 62 Archivo de bit (B3), bit 62.

B f / b

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6.3 Direccionamiento de Temporizadores

Formato general:

Donde:

T : Identificador de archivo tipo temporizador.

f : Número de archivo. Por omisión f=4. Se puede usar un número entre 10 y

255 cuando se requiere almacenamiento adicional.

b : Número de elemento (temporizador) dentro del archivo tipo temporizador,

rango:0 a 255.

Tf : b

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6.4 Direccionamiento de Temporizadores

Cada elemento temporizador (instrucción) está asociado a un

archivo que contiene bits y palabras de 16 bits:Donde:

EN : Bit que indica que el temporizador está habilitado.

TT : Bit que indica tiempo de temporización del temporizador.

DN : Bit que indica el fin de temporización del temporizador.

PRESET : Palabra que almacena el valor predeterminado (por el usuario)

del tiempo de temporización.

ACUM : Palabra que almacena la variación del tiempo de temporización

hasta igualar al valor PRESET.

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6.5 Direccionamiento de Contadores

Formato general:

Donde:

C : Identificador de archivo tipo contador

f : Número de archivo. Por omisión f=5 .Se puede usar un número entre 10 y

255 cuando se requiere almacenamiento adicional.

b : Número de elemento (contador) dentro del archivo tipo contador, rango: 0

a 255.

Cf : b

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7. Creación de un Programa en RS LOGIX

� Iniciar el RSLogix 500.

� Crear un Programa Nuevo.

� Configurar dentro del RSLogix 500 el chasis y los módulos

del PLC con el que se trabajará.

� Introducir el Programa Lógico (en lenguaje Ladder).

� Verificar la Lógica del Programa (depurar).

� Configurar Parámetros de Comunicación.

� Descargar el Programa a la Memoria del PLC e ir en línea

(ONLINE).

32

7.1 Barra de herramientas

33

EJ. 1. Arranque y Parada de un Motor usando PulsadoresSTART/STOP.

� Crear un programa nuevo en el RSLogix teniendo cuidado de configurar

bien las opciones del chasis y módulos del PLC. Cada PLC del laboratorio

tiene una configuración diferente.

� Verifique la lógica del programa (Edit>Verify)

� Descargue el programa y manténgase ONLINE

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EJ. 1. Arranque y Parada de un Motor usando PulsadoresSTART/STOP.

� Realizar las conexiones de dispositivos externos del PLC, de acuerdo al

siguiente diagrama:

POWERSLC 5/02

CPU

INPUT

DC SINK

OUTPUT

RELAY

24 VDC

+

-

IN 1

IN 3

DC

COM

VAC-DC 1

OUT

1

OUT

3

OUT

0

OUT

2

A2

A1

contactordel motor

START

220 VAC

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EJ. 2. Instrucciones OTL (Output Latch) y OTU (Output Unlatch).

� Elabore el siguiente programa, verifique, ejecute y describa su

funcionamiento.

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EJ. 3. Temporizadores.

Cambie el tipo de temporizador a un TEMPORIZADOR OFF DELAY (TOF)

y a TEMPORIZADOR RETENTIVO (RTO). Describa los 03

funcionamientos.

37

EJ. 4. Contadores.

Cambie el tipo el CONTADOR al tipo DESCENDENTE (CTD). Describa el

funcionamiento de ambos contadores

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EJ. 5. Arranque con inversión de Giro de un motor

El motor podrá girar en marcha directa o marcha inversa según presionemos el pulsador

correspondiente Existe un pulsador de parada, y un réle térmico normalmente cerrado que se

abrirá cuando en el motor se produzca un sobrecalentamiento. Por ningún motivo deben activarse

los simultáneamente contactores K1 y K2.

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RESUMEN DE INSTRUCCIONES BÁSICAS

instrucción Se usa para:

TON -Timer On-Delay Retardar Ia activación de una salida en un renglonverdadero

TOF- Timer Off-Delay Retardar Ia desactivación de una salida en un rengl6nfaIso

RTO - R.etentiveTimer 0n Retardar Ia activación de una salida desde un renglónverdadero El acumulador es retentivo.

CTU - Count Up Contar progresivamente

CTD - Count Down Contar regresivamente

RES- Reset Restablecer eI RTO y elACC del contador y los bits deestado (no se usa con temporizadores TOF).

Instrucciones de Temporización y Cuenta

40

RESUMEN DE INSTRUCCIONES BÁSICAS

41

RESUMEN DE INSTRUCCIONES BÁSICAS

42

RESUMEN DE INSTRUCCIONES BÁSICAS

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Aplicación 01: Control de un Semáforo

Elaborar un programa para controlar un

semáforo temporizando:

� 15” para la luz roja.

� 10” para la luz verde y

� 6” para la luz ambar.

Considerar un pulsador de START para

encender el semáforo y otro de STOP para

apagarlo.

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Aplicación 02: Taladradora Automática

Elaborar un programa para el control de la taladradora

de la figura.

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Aplicación 03: Adición de Reactivos• En este ejemplo el tanque se llena

con dos químicos, los cuales sonmezclados y drenados.

• Cuando se presiona el botón de Starten la entrada I0.0, el programa activala bomba 1 controlada por O0.0.

• Después de 10 segundos, la cantidadadecuada del químico 1 ha sidovertida, y la bomba se desactiva.

• La bomba 2 trabaja por 5 segundosañadiendo químico al tanque.

• Luego el programa enciende el motorde mezcla, usando la salida O0.2, ymezcla el químico por 60 segundos.

• Luego la válvula de drenaje se abre yla bomba 3, controlada por la salidaO0.4, se activa por 15 segundosvaciando el tanque.

• Un interruptor manual de Stop seconecta a la entrada I0.1