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49 Configuración de PLC´s

2 IDENTIFICACIÓN DE CARACTERÍSTICAS DE LOS

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC’S).

Al finalizar el capítulo, el alumno identificará las características básicas de los PLC’S, a partir del estudio de la información técnica contenida en los manuales de diversos fabricantes, para realizar su configuración adecuadamente.


Módulo

Unidades de Aprendizaje

Resultados de Aprendizaje

1.1 Configurar dispositivos lógicos programables basados en registros.

16 hrs.

1.2 Configurar arreglos programables basados en compuertas. 8 hrs.

2.1 Evaluar las partes que conforman al Controlador Lógico Programable (PLC), mediante su identificación física, para su análisis.

10 hrs.

2.2 Identificar las características técnicas de las partes de un PLC consultando la información de manuales técnicos, para su adecuada selección.

16 hrs.

3.1 Seleccionar los dispositivos para la realización de la programación del PLC, de acuerdo a los requerimientos técnicos.

8 hrs.

3.2 Manejar los Protocolos de comunicación para la configuración de PLC’s.

18 hrs.

3.3 Configurar Controladores Lógicos Programables (PLC’s), empleando diferentes métodos de programación.

14 hrs.

Configuración de PLC's.

90 hrs

1. Configuración de Dispositivos Lógicos Programables.

24hrs

3. Configuración de Controladores Lógicos Programables (PLC’s).

40 hrs

2. Identificación de características de los Controladores Lógicos Programables

26 hrs


Sumario

• Conceptos básicos • Arquitectura de un controlador • El programa device • Características del procesador • Módulos de entradas RESULTADO DE APRENDIZAJE. 2.1. Evaluar las partes que conforman al Controlador Lógico Programable (PLC), mediante su identificación física, para su análisis.

2.1.1 Conceptos básicos

• Controlador lógico Programable

Los controladores lógicos programables (PLC, por sus siglas en inglés), son dispositivos electrónicos digitales que fueron investigados en 1969 para reemplazar a los circuitos de relevadores (relés) electromecánicos, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.

En los sistemas de lógica combinacional, el estado de una salida queda determinado por el estado de una cierta combinación de entradas sin importar la historia de éstas.

Los PLC’s resultaron muy atractivos ya que, a diferencia de los antiguos circuitos permiten reprogramación, ocupan comparativamente muy poco espacio, consumen poca potencia, poseen auto-diagnóstico y tienen un costo competitivo. Sin embargo, fueron las innovaciones tecnológicas en microprocesadores y memorias lo que a hecho tan versátiles y populares a los PLC’s. Así, los PLC’s pueden realizar operaciones aritméticas, manipulaciones complejas de datos, tienen mayores capacidades de almacenamiento y pueden comunicarse más eficientemente con el programador y con otros controladores y computadoras en redes de área local.

Además, ahora muchos PLC’s incorporan instrucciones y módulos para manejar señales análogas y para realizar estrategias de control, más sofisticados que el simple ON-OFF, tales como el control PID, inclusive con múltiples procesadores.

Como los computadores, el PLC, va a constar de dos partes fundamentales:

El HARDWARE que es la parte física o tangible de la computadora y del PLC.

El SOFTWARE es la parte que no es tangible: es el programa o programas que hacen que la computadora o el PLC hagan un trabajo determinado.

Hardware

El hardware del PLC, al ser básicamente una computadora, podemos dividirlo de la siguiente forma:

• La F.A., o fuente de alimentación, provee a suministrar las distintas c.c. que necesitan los circuitos electrónicos del PLC para poder funcionar.

• La CPU, o Unidad de Control de Proceso, en la que va alojado el microprocesador (que es el cerebro del sistema) junto con los dispositivos necesarios para que éste realice su función: las tarjetas de memoria, el reloj, las VIAS (integrados que ayudan al microprocesador en sus tareas de comunicación con otros dispositivos), etc.

• Las tarjetas de entradas/salidas, o tarjetas I/O, en las que otros circuitos integrados se encargan de que el microprocesador sea capaz de comunicarse con otros dispositivos, ya sean estos u otros microprocesadores, un teclado, una pantalla, etc.

• Lógica de circuito alambrado vs. software de un controlador lógico programable (PLC.)


Las máquinas basadas en bulbos y circuitos alambrados conformaron la primera generación de computadoras.

En la actualidad los controladores lógicos programables o PLC’s son dispositivos ampliamente utilizados en la automatización industrial.

La historia de los PLC se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relevadores, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.

El sistema basado en relevadores, tenía un tiempo de vida limitado y se necesitaba un sistema de mantenimiento muy estricto. El alambrado de muchos relevadores en un sistema muy grande era muy complicado; si había una falla, la detección del error era muy tediosa y lenta.

Hoy en día, los PLC’s actuales 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 los controladores proporcional integral derivativo (PID).

Los PLC’s actuales pueden comunicarse con otros controladores y computadoras en redes de área local, y son una parte fundamental de los modernos sistemas de control distribuido.

• Programa

Software

Para examinar el software (programa) que tiene introducido el PLC debemos recurrir, como ya se ha dicho, a conectar una maleta de programación o un PC (con un programa adecuado) al PLC. Otra manera de examinar el programa es a través de la documentación que nos entrega la casa que hizo la programación. Como n es el objetivo de este curso profundizar en los métodos de programación y tratamiento

de todas las señales, en este apartado nos referiremos única y exclusivamente al tratamiento de las señales digitales que es el proceso que nos servirá para determinar las distintas averías.

PARA CONTEXTUALIZXAR CON: Investigación documental

Competencia de información: Manejar manuales técnicos y catálogos de fabricantes de PLC’s.

a) Formen equipos de cinco integrantes b) En los manuales y catálogos que se les

proporcionen revisen cuáles son las diferencias entre la lógica de un circuito de alambrado y el software de un controlador lógico programable.

c) Intercambien ideas sobre la información obtenida.

d) Anoten en una lámina de rotafolio la información a la que llegaron como equipo.

e) Presenten su lámina al grupo.

Realización del ejercicio

Competencia analítica:

Identificar variaciones que se pueden presentar en las características básicas de los PLC’s.

a) De forma individual deduce cuáles son las variantes que presentan las características básicas de los PLC´s y anótalas en tarjetas.

b) Forma equipos de trabajo de cuatro integrantes.

c) Intercambien las tarjetas y discutan sobre los resultados que obtuvieron.

d) Formulen en equipo una conclusión y preséntenla al grupo.


Ventajas y desventajas de los PLC’s

Ventajas

Las condiciones favorables son las siguientes:

1. Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:

• No es necesario dibujar el esquema de contactos.

• No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, 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.

2. Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadir aparatos.

3. Mínimo espacio de ocupación

4. Menor coste de mano de obra de la instalación

5. Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos PLCs pueden detectar e indicar averías.

6. Posibilidad de gobernar varias maquinas con un mismo PLC.

7. Menor tiempo para la puesta de funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado.

8. Si por alguna razón la maquina queda fuera de servicio, el PLC útil para otra maquina o sistema de producción.

Inconvenientes

En primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a unos de los técnicos de tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta solucionado porque las universidades y/o institutos superiores ya se encargan de dicho adiestramiento.

Pero hay otro factor importante como el costo inicial que puede o no ser un inconveniente, según las características del automatismo en cuestión. Dado que el PLC cubre ventajosamente en amplio espacio entre la lógica 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 demás factores para asegurarnos una decisión acertada.

Clasificación de PLC.

Debido a la gran variedad de tipos distintos de PLC, tanto en sus funciones, en su capacidad, en su aspecto físico y otros, es que es posible clasificar los distintos tipos en varias categorías.

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 número inferior a 100. Permiten manejar entradas y salidas digitales y algunos módulos especiales.

PLC tipo Compactos:

Estos PLC tienen incorporado la Fuente de Alimentación, su CPU y módulos de I/O en un solo módulo principal y permiten manejar desde unas pocas I/O hasta varios cientos ( alrededor de 500 I/O ) , su tamaño es superior a los Nano PLC y soportan una gran variedad de módulos especiales, tales como:

• entradas y salidas análogas • módulos contadores rápidos • módulos de comunicaciones • interfaces de operador


• expansiones de i/o

PLC tipo Modular:

Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el controlador final, estos son:

• Rack • Fuente de Alimentación • CPU • Módulos de I/O

De 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.

PARA CONTEXTUALIZAR CON: Trabajo en equipo

Para finalizar, realiza en equipo la práctica No. 3: Diseño de automatismos Lógicos combinacionales ubicada en la pág 84

Al finalizar la práctica compara con los otros equipos tus conclusiones

Anota aquí las conclusiones más relevantes de la práctica, no olvides mencionar los criterios y procedimientos que deben seguirse en el diseño de un sistema automatizado de control lógico combinacional.

Portafolio de evidencias

No olvides entregar el reporte individual que se te solicita en la Practica No.3, así como los materiales que hayas realizado y que formen parte de tu portafolio de evidencias.

2.1.2 Arquitectura de un controlador lógico programable.

• Sección de Entrada / Salida

La sección de entrada/salida (E/S) de un controlador lógico programable se encarga del trabajo de intercomunicación entre los dispositivos industriales y los circuitos electrónicos de baja potencia que almacenan y ejecutan el programa de control.

La sección de E/S contiene módulos de entrada y salida.

Considérese que cada módulo de entrada es una tarjeta de circuito impreso que contiene dieciséis convertidores de señal.

Cada una de las 16 del módulo recibe un señal de alta potencia (por lo general, 120V de ca) de un dispositivo de entrada y lo convierte en una señal digital de baja potencia compatible con los circuitos electrónicos del procesador.

Todos los módulos de entrada de los PLC modernos usan convertidores ópticos de señal para llevar a cabo el acoplamiento eléctricamente aislado entre los circuitos de entrada y los elementos electrónicos del procesador.

Módulo de Salida.

Considérese que cada módulo de salida es una tarjeta de circuito impreso que contiene dieciséis amplificadores de salida.


Cada amplificador de salida recibe del procesador una señal digital de baja potencia y la convierte en una señal de alta potencia capaz de manejar una carga industrial.

Un módulo de salida PLC moderno tiene amplificadores con aislamiento óptico que usan un triac como el dispositivo de control de carga conectado en serie.

Cada dispositivo de carga de salida está conectado a un terminal en particular de la regleta de terminales de un módulo de salida. Por ejemplo, si el amplificador de salida 02 recibe un uno digital del procesador, responderá a ese uno digital aplicando 120v de ca la terminal 02 del módulo de salida, encendiendo por lo tanto el foco.

A la inversa, si el procesador envía un 0 digital al amplificador de salida 02, el amplificador no aplica potencia a la terminal del módulo 02 y el foco se apaga.

Además de 120v de ca, hay módulos de E/S disponibles para interconexión a otros niveles industriales, incluyendo 5v de cd (dispositivos TTL), 24v de cd, etc.

La figura de un módulo de salida se muestra a continuación.

PARA CONTEXTUALIZAR CON: Realización del ejercicio

Competencia analítica: Desarrollar operaciones con numeración binaria para describir el comportamiento de los PLC’s.

a) Observa el procedimiento que el PSP realiza en ejercicios con numeración binaria, así como la forma de interpretar dichos ejercicios para describir el funcionamiento de las salidas de información de un PLC.


b) Anota en tu cuaderno el procedimiento para realizar los ejercicios de lógica binaria.

c) Ahora realiza los ejercicios propuestos por el PSP empleando el procedimiento anteriormente visto, interprétalos y describe el funcionamiento de las salidas de información de un PLC.

• El procesador

El procesador de un PLC controla y ejecuta el programa del usuario. Para poder hacer este trabaja, el procesador debe almacenar las condiciones de entrada y salida más recientes.

- Archivo de imágenes de entrada.- las condiciones de entrada se almacenan en el archivo de imágenes de entrada, que es una parte de la memoria del procesador (RAM). Esto es, cada terminal del módulo de entrada de la sección E/S tiene asignado un lugar determinado dentro del archivo de imágenes de entrada. Este ligar determinado está destinado exclusivamente a la tarea de llevar el registro de la última condición de su terminal de entrada. El procesador requiere conocer las últimas condiciones de entrada pues las instrucciones del programa de usuario dependen de esas condiciones. En otras palabras, una instrucción individual puede tener una salida si una entrada particular está en “alto” y otra salida diferente si esa entrada está en “bajo”.

- Archivo de imágenes de salida.- el archivo de imágenes de salida tiene la misma relación con las terminales de salida de la sección de E/S que el archivo de imágenes de entrada tiene

con las terminales de entrada. Esto es, cada terminal de salida tiene asignada una localidad de memoria en el archivo de imágenes de salida. Esa localidad en particular esta dedicada exclusivamente a la tarea de llevar el registro de la última condición de su terminal de salida. Las localidades en los archivos de imágenes de entrada y salida se identifican por direcciones.

Cada localidad tiene u propia dirección y es única.

- Unidad de procesamiento central.- la subsección del procesador que se encarga de la ejecución del programa se denomina unidad de procesamiento central (CPU). A medida que la CPU ejecuta el programa del usuario, el archivo de imágenes de salida se está actualizando continuamente y de inmediato.

En otras palabras, si la ejecución de una instrucción solicita un cambio en un de las localidades del archivo de imágenes de salida, ese cambio se efectúa de inmediato, antes de que el procesador avance a la siguiente instrucción. Esta actualización es necesaria ya que las condiciones de salida muchas veces afectan las instrucciones posteriores del programa.

El diagrama de un procesador y las funciones que desempeña se muestran en la siguiente figura.


PARA CONTEXTUALIZAR CON: Trabajo en equipo

Competencia analítica: Desarrollar el análisis visual comparativo, de diversos PLC’s. a) Formen equipos de tres integrantes. b) A cada equipo se le proporcionará esquemas

de diversos PLC´s. c) Revisen minuciosamente los esquemas y

determinen las similitudes así como las diferencias en la estructura general de cada tipo de PLC´s.

d) Presenten sus conclusiones al PSP para que retroalimente su trabajo.

Redacción de trabajo

Competencia de información: Manejar diversos medios de información para acopio de información sobre PLC’s. a) Realiza una búsqueda de información en:

internet, biblioteca, etc. sobre los componentes de un PLC y su utilidad.

b) Reúne la información que obtuviste y realiza

un ensayo. c) Presenta tu trabajo al PSP para que sea

retroalimentado.


Competencia para la Sustentabilidad: Desarrollar una cultura ecológica implementando sistemas basados en PLC’s. a) Escucha detenidamente la intervención que

el PSP realiza sobre tener una conciencia ecológica del mundo en que se vive, al identificar posibles aplicaciones del PLC en sistemas de monitoreo y apoyo.

b) Realiza un cuadro sinóptico de las ideas principales sobre la intervención que dio el PSP.

c) Compara tu cuadro con el de otros compañeros.

2.1.3 El programa Device.

• Ingreso del programa.

Con el procesador en el modo de PROGRAMACIÓN, el usuario ingresa el programa de usuario en la memoria del programa de usuario del procesador por medio del teclado. La teclas de función (teclas F) de la hilera superior del teclado se usan para ingresarla instrucciones específicas del PLC, de acuerdo con el código de las teclas F mostrado en la siguiente figura.

Éstas son las nueve instrucciones de uso más frecuente de entre las decenas que tiene un PLC moderno. Las instrucciones menos usadas están disponibles por medio de la tecla de función F10 y todas las demás. En general, las teclas permiten que el usuario navegue por los varios menús que el


fabricante del software del PLC puede poner en pantalla.

Toda la información del programa de presenta en el formato de lógica en escalera en la pantalla conforme es ingresada en el teclado.

Hay un orden preestablecido en que la información del programa debe ingresarse.

Tomaremos un ejemplo de programación del PLC de Allen-Bradley y debe tenerse el menú apropiado en la pantalla, es decir el menú de edición de escalón.

El procedimiento se ilustra en los siguientes nueve pasos:

1. Usa la tecla ↓ (flecha abajo) para colocar el cursor en la línea de Fin-de-archivo de la pantalla de lógica en escalera.

2. Púlsela tecla de función F4, que es para insert rung, como se indicará en el menú actual. El software de Allen_bradley (AB) pasará a un menú nuevo, llamado el menú de edición de instrucciones, que aparecerá en la sección de las dos pulgadas inferiores de la pantalla.

3. Pulsar de nuevo la tecla de función F4; en este nuevo menú de instrucción de instrucciones, la función de F4 cambiará a insert instruction, como se verá en la pantalla. En este punto el software de (AB) pasará al menú de instrucciones básicas visto anteriormente.

4. Pulsar F1 que es para una instrucción de examinar-encendido. En la pantalla el color de la instrucción se invertirá (el fondo oscuro se tornará claro y el símbolo esquemático blanco se oscurecerá). Un cursor parpadeante aparece después del mensaje “ingrese dirección de bit”. Esta es la solicitud para indicar la dirección.

5. Ingrese la dirección asociada con la instrucción. Aquí la dirección es: I:013/01 pulsando al final de la secuencia la tecla enter.

6. Ingrese la instrucción tipo salida para este escalón. Hay muchas instrucciones tipo salida de las cuales energizar-salida –( )- es la más sencilla. La secuencia de teclas será: F3 O:012/05 enter.

7. Ahora debe programarse la ramificación paralela según se muestra en la siguiente figura:

Usar la tecla ← para mover el cursor a la instrucción de examinar encendido a la izquierda de la línea superior. Pulse la tecla de ESC para ingresar a un menú más primario. Oprimir la tecla F5 (modificar escalón). El software de AB pasará a un nuevo menú con “ramificación” como la función de la tecla F1. Pulsar esa tecla. El software pasará a un menú de edición de ramificaciones, que tiene “insertar ramificaciones” como la función de la tecla F4. La pulsación de F4 hace que una nueva ramificación paralela comience en el lado izquierdo de la instrucción seleccionada. Pulsando F3 provocará que una nueva ramificación comience en el lado derecho de la instrucción seleccionada.

8. Programe las instrucciones condicionales que pertenecen a esta ramificación paralela. Hacerlo usando las cuatro teclas de flecha del teclado par posicionar el cursor en cualquier extremo del escalón paralelo en blanco. Si esta en el extremo izquierdo pulsar F3 si el cursor esta a la derecha pulsar F4. en el software del PLC, agregar significa siempre hacer algo hacia la derecha; insertar significa hacer algo a la izquierda.

9. Indicar al dispositivo de programación que el escalón ya está completo. Esto se logra por medio de la tecla ESC para regresar a un menú anterior que tiene la tecla F10 etiquetada con “aceptar escalón”. Pulse F10 para que el software de AB archive oficialmente el escalón como completo.



Competencia tecnológica:

Aplicar la metodología para la solución de problemas por computadora.

a) Realiza un cuadro sinóptico en tu cuaderno, en el que especifiques y describas los pasos que se emplean para la solución de problemas utilizando el Programa Device.

b) Para ello puedes consultar los apuntes que hayas realizado durante la exposición que el PSP efectuó sobre este tema completando la información en, revistas, internet, manuales, o bien en el libro PLCs Programables de Joseph Balcells y José Luis Romeral de Ed. Marcombo, año 1998.

c) No olvides consultar tus dudas con el PSP.

• Edición del programa.

Como es de imaginarse, es poco probable que un programa funcione perfectamente en su primera corrida. Hay demasiadas posibilidades de errores conceptuales en el diseño de programa y

demasiadas posibilidades de errores tipográficos en el ingreso del programa, que es casi seguro que el programa requerirá de algún proceso de corrección antes de estar listo para operar. Los fabricantes de PLC ofrecen capacidades de edición con el software de programación. Las capacidades de edición permiten alterar un programa de varias formas. Por ejemplo, se pueden insertar o remover instrucciones individuales, insertar o remover escalones de instrucciones completos, cambiar direcciones y cambiar valores iniciales de datos variables. La edición se lleva a cabo con el procesador en el modo de PROGRAMACIÓN.

• Prueba del programa

Los fabricantes proveen un tercer modo de operación además de PROGRAMACIÓN y EJECUCIÓN. Este es el modo de PRUEBA, en el que el procesador ejecuta el programa sin energizar las terminales de salida de la sección de E/S. En su lugar, un indicador LED para cada terminal de salida se enciende cuando esa terminal de salida debería energizarse si el procesador estuviera operando en el modo de EJECUCIÓN. De esta manera es posible simular la operación del sistema industrial si energizar en realidad los dispositivos de carga

Una vez que el programa está perfectamente probado, una ejecución en el modo de prueba indicará que todas las salidas operan según lo planeado. Entonces el procesador puede conmutarse al modo de EJECUCIÓN con toda confianza.


Competencia analítica: Desarrollar algoritmos que den solución a operaciones lógicas básicas. a) Realiza en tu cuaderno los ejercicios de

algoritmos que te sugiera el PSP para resolver problemas básicos de lógica binaria.

b) Puedes auxiliarte en la página de internet http://www.maestrosdelweb.com/


Observación

Competencia lógica: Explicar la forma de programar las secuencias contenidas en algoritmos. a) Escucha y observa la exposición que el PSP

realiza sobre la descripción de secuencias que se tendrían que cumplir para codificar algoritmos propuestos en la resolución de problemas.

b) Toma notas de las ideas principales recalcando la secuencia lógica que debe cumplir un algoritmo de programación

c) Comenten el ejercicio.


Competencia de información: Construir diagramas de flujo para representar la secuencia de las instrucciones contenidas en algoritmos. a) De manera individual realiza el siguiente

trabajo: b) Investiga la diferente simbología empleada

para construir diagramas de flujo c) Elabora diagramas de flujo para representar

la secuencia de operaciones que se llevan a cabo para solucionar problemas por computadora utilizando la simbología investigada.

d) Consulta tus dudas con el PSP. e) Presenta tu diagrama al PSP para ser

retroalimentado. RESULTADO DE APRENDIZAJE 2.2 Identificar las características técnicas de las partes de un PLC consultando la información de manuales técnicos, para su adecuada selección. 2.2.1 Características del procesador

• Capacidad de memoria.

Como todo sistema digital, el PLC utiliza dispositivos de almacenamiento de datos según se vio previamente ya que al programar las

instrucciones estas deben almacenarse previamente en localidades de memoria. Estos dispositivos de memoria generalmente son del tipo RAM (Random Acces Memory) es decir, esta memoria pude leerse (en su modo Read) y bien pueden escribirse los datos y las instrucciones necesarias para el PLC en su modo de escritura (Write).

Las capacidades de la memoria generalmente vienen dadas en Kilo bites (Kb). Por ejemplo el PLC CQM-1 de Omron tiene capacidad de hasta 15Kbpara memoria de programa y de hasta 15Kb para memoria de datos.

La memoria RAM es un tipo de memoria que se caracteriza por su extremada rapidez, en ella podemos leer y escribir cuantas veces queramos; su única pega es que pierde todo su contenido si le quitamos la alimentación. El microprocesador del PLC utiliza esta memoria para escribir los datos (estado de las entradas, órdenes de salida, resultados intermedios,…) y recurre a ella para leer el programa. No se utiliza otro tipo de memoria (la EPROM, por ejemplo) porque, aunque tienen la ventaja de no perder los datos cuando no tienen alimentación, son memorias mas lentas y que requieren procesos mas complicados para su borrado y regrabación: otra de las ventajas de la memoria RAM es que no necesitamos borrar los datos que contiene, escribimos directamente los nuevos datos sobre los que ya tiene grabados.

La memoria del procesador del PLC se halla dividida en varias áreas:

Área de programa.- Puede ser de tipo RAM con batería, EPROM ó EEPROM. Esta es el área donde el programador escribe el programa que ha realizado para el PLC. Esto puede realizarse con consolas de programación ó mediante un PC utilizando múltiples programas informáticos creados para tal efecto, como el SYSWIN ó el CX-PROGRAMMER.

Área interna.- Es el área dedicada a los recursos del PLC, como son los registros de entrada y salida y los diversos canales especiales.


Área de datos.- Normalmente es de tipo RAM con batería. Es el área dedicada a memorias de datos y registros permanentes del PLC.

PARA CONTEXTUALIZAR CON: Redacción de trabajo

Competencia de calidad:

Desarrollar su habilidad para realizar trabajos escritos de calidad.

a) Revisa información sobre las características del procesador, para ello puedes recurrir a este manual, apuntes de clase, libros, revistas o cualquier otro recurso que consideres necesario.

b) Con la información que obtuviste realiza un resumen y no olvides tomar en cuenta los siguientes aspectos que le darán una excelente presentación: puntuación, legibilidad, ortografía y limpieza.

c) Entrega al PSP tu trabajo

• Tiempo de procesamiento

Se refiere al tiempo necesario para que el procesador realice un ciclo completo de operación. Este ciclo de operación se muestra claramente en la siguiente figura.

• Canales de comunicación

El avance de la automatización ha ido invariablemente unido al avance de los sistemas eléctricos y electrónicos. A medida que se han ido mejorando los sistemas informáticos y reduciendo el tamaño de los componentes electrónicos se han podido construir PLCs con mayor capacidad de control sobre los sistemas, se ha reducido su tamaño y se han aumentado sus posibilidades.

Estas posibilidades suelen estar condicionadas por el número de terminales entrada/salida que posea el PLC. Según esto, los PLCs se pueden clasificar en:

Grandes.- Con más de 512 terminales de E/S

Medianos.- Hasta 512 terminales de E/S

Pequeños.- Hasta 128 terminales de E/S

PARA CONTEXTUALIZAR CON: Investigación documental

Competencia lógica:

Establecer la secuencia de operación del procesador a partir del análisis de su diagrama lógico.

a) Formen equipos de cuatro integrantes. b) Realicen una búsqueda bibliográfica la

secuencia y los procesos de operación del procesador. Pueden consultar otros medios de información.

c) Preparen para el grupo una presentación con la información obtenida, pueden incluir cualquier estrategia o material de apoyo para su exposición.


Competencia analítica:


Establecer los criterios de selección de PLC’s considerando el procesador.

a) Completa la siguiente tabla indicando los elementos principales que caracterizan y constituyen a los procesadores.

MODELO

FABRICANTE

VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO

DISIPACIÓN DE ENERGÍA

b) Con base en la tabla anterior, determina

cuáles serían los patrones o criterios para decidir sobre la mejor opción para seleccionar PLC´s.

c) Comparte con el grupo cuáles fueron los resultados que obtuviste.

2.2.2 Módulos de entradas

• Digitales.

Cada dispositivo de comunicación de entrada está conectado a una terminal particular de entrada de la regleta de conexiones de un módulo. Por tanto, si el interruptor de botón superior está cerrado, aparecen 120V de ca en la terminal de entrada 00 de ese bastidor. El convertidor de señal 00, contenido en el módulo, convierte ese voltaje de ca en un 1 digital y lo envía al procesador por medio del cable conector. Contrariamente, si el interruptor de botón superior está abierto, no aparece ningún voltaje de ca en la terminal de entrada 00. El convertidor digital responderá a esta condición enviando un 0 digital el procesador.

Las quince terminales restantes del convertidor se comportan de manera idéntica. Un módulo de entrada se muestra a continuación en la figura.

• Analógicos

Para que el programa de usuario tome sus decisiones lógicas con base en el valor medido de alguna variable de proceso (como temperatura) es necesario instalar un módulo de entradas analógicas en el bastidor de E/S del PLC. Puede figurarse que un módulo de entradas analógicas tiene 16 amplificadores electrónicos cada uno de unas sola vía. Cada amplificador electrónico recibe la señal de voltaje de un transductor de entrada, representando el valor medido real de alguna variable física. Un módulo de entradas analógicas se muestra a continuación.


PARA CONTEXTUALIZAR CON: Investigación documental

Competencia lógica:

Emplear la comunicación efectiva para describir las características de entrada – salida del PLC.

a) Realiza una investigación bibliográfica sobre las características de entrada-salida del PLC.

b) Sobre la información que recabaste y partiendo de las dudas que tengas, plantea 5 preguntas.

c) Realicen un círculo de trabajo en el grupo y expongan tanto las ideas principales de las características de entrada-salida del PLC, como las preguntas que construyeron.

d) Traten como grupo de resolver dichas interrogantes para poder aclarar sus dudas.


Competencia Científico–teórica: Identificar las señales que se pueden manipular en los PLC’s. a) Reúnanse en parejas.

b) Revisen los esquemas sobre PLC´s que se les proporcione.

c) Identifiquen en los esquemas los tipos de señales eléctricas que se pueden manipular en las entradas y salidas de los PLC´s.

d) Comparen los resultados obtenidos en su esquema con el de otras parejas.

Observación

Competencia analítica: Explicar analíticamente la secuencia que siguen las señales eléctricas dentro del PLC. a) Escuchen y observen la exposición del PSP

sobre la secuencia que siguen las señales eléctricas en un PLC´s así como los fenómenos que ocurren de manera inducida.

b) Tomen notas de las ideas principales. c) Consulten sus dudas con el PSP.


Competencia para la vida: Desarrollar su lenguaje académico, adquiriendo conceptos referentes a las actividades internas del PLC. a) Seleccionen los términos principales de las

actividades internas del PLC. b) En fichas bibliográficas anoten el término y

significado de dichos aspectos que forman parte de las actividades del PLC.

c) Intercambien su fichas con otros compañeros, de tal manera que puedan enriquecer su lenguaje en términos técnicos, ya sea ampliando el significado de un término que ya tenían o incorporando conceptos que no consideraron.

Trabajo en equipo


Realiza en equipo la práctica No. 4 “Identificación de PLCs programables (PLC’s).

Anota aquí las conclusiones más relevantes de la práctica

Portafolio de evidencias

No olvides entregar el reporte individual que se te solicita en la Practica No.4, así como los materiales que hayas realizado y que formen parte de tu portafolio de evidencias.


Desarrollo de la Práctica Unidad de aprendizaje: 2 Práctica número: 3 Nombre de la práctica: Diseño de Automatismos Lógicos Combinacionales Propósito de la práctica: Al finalizar la práctica el alumno identificará los criterios y procedimiento que debe

seguirse en el diseño de un sistema automatizado de control lógico combinacional. Escenario: Laboratorio Duración: 4 hrs.

Materiales Maquinaria y equipo Herramienta

• Problema propuesto por el PSP • Procedimientos de diseño

propuestos por el PSP

• Mesa de trabajo


Procedimiento

Aplicar las medidas de seguridad e higiene vigentes en el aula o taller a través del desarrollo de la práctica.

Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.

• Reciclar los materiales utilizados en la práctica cuando esto sea posible • Colocar los desechos en los recipientes correspondientes separando en orgánicos e inorgánicos • Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso. • Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas. • No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas.

EL PSP organizará al grupo en equipos de 3 alumnos con un máximo de 6 participantes EL PSP hará hincapié en los procedimientos de importancia en la práctica El PSP realizará de manera adicional a la conducción la supervisión de las actividades de la práctica. El PSP realizará la corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta

ejecución. Los alumnos participaran activamente a lo largo de la práctica:

• Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos importantes que deben cuidar, los errores más frecuentes que se suelen cometer, las recomendaciones del fabricante.

• Planteando sus dudas, así como las posibles soluciones a los problemas que se presenten durante la práctica, incluyendo las relacionadas con situaciones y casos específicos.

1. Identificar los distintos métodos de diseño expuestos por el PSP y proporcionado en hojas a los alumnos 2. Tener listo un glosario de términos a utilizar en el diseño.


Procedimiento

Desarrollo de la práctica:

1. Se tiene un sistema de control que machaca o “muele rocas” en una planta de carbón tal y como se muestra en la siguiente figura.

2. Las especificaciones de funcionamiento del sistema son las siguientes:

— El motor M3 se pone en marcha con un interruptor M.

— El motor M2 se pone en marcha siempre que esté en marcha M3.

— El motor MI se pone en marcha si lo está M2 y no se detecta sobrecarga en la machacadora (relé RI con un contacto normalmente cerrado).

— Cada motor está además protegido por un relé térmico: RT1, RT2 y RT3, respectivamente. El contacto del relé térmico estará normalmente cerrado si no hay sobrecarga.

— Debe sonar una alarma si MI está en marcha y se paran M2 o M3 y también si M2 está en marcha y se para M3.

3. Identifica las entradas y salidas del sistema llenando la siguiente tabla.


Procedimiento

4. Con ayuda del PSP, implementa físicamente las funciones anteriores (con tu PAL) y de acuerdo al análisis

del circuito hecho en el punto anterior.

5. Elabora una tabla de verdad para cada salida (Motor M1, Motor M2, Motor M3 y alarma

6. Con ayuda del PSP, determina la tecnología de implementación para el sistema automatizado ya sea éste de: contactos, neumática, puertas lógicas, PLC, etc.)

7. Justifica la decisión tomada en el punto 6.

14. Propón una mejora a los procedimientos empleados en la implementación del sistema.

15. Comenta grupalmente las conclusiones de cada equipo para obtener consenso en el análisis y completar los reportes correspondientes.

16. Guarda los instrumentos y materiales utilizados en la práctica.

17. Limpia el área de trabajo.

18. Elabora un informe individual del análisis de los procesos efectuados, empleando los reportes generados a lo largo de la práctica, incluyendo los procedimientos realizados, las observaciones y las conclusiones.


Lista de cotejo de la práctica número 3:

Diseño de Automatismos Lógicos Combinacionales

Nombre del alumno:

Instrucciones: A continuación se presentan los criterios que van a ser verificados en el desempeño del alumno mediante la observación del mismo. De la siguiente lista marque con una aquellas observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno durante su desempeño

Desarrollo Si No No Aplica

Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica. Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.

1. Identifica las entradas y salidas del sistema llenando la siguientes tabla 2. implementó físicamente las funciones que se le solicitaron (con su PAL) y de

acuerdo al análisis del circuito indicado

3. Elaboró una tabla de verdad para cada salida (Motor M1, Motor M2, Motor M3 y alarma

4. Determinó la tecnología de implementación para el sistema automatizado ya sea éste de: contactos, neumática, puertas lógicas, PLC, etc.)

5. Justifica la decisión tomada en el punto anterior. 6. Propuso una mejora a los procedimientos empleados en la implementación

del sistema.

7. Comentó grupalmente las conclusiones de cada equipo para obtener consenso en el análisis y completar los reportes correspondientes.

8. Guardó los instrumentos y materiales utilizados en la práctica 9. Limpió el área de trabajo. 10. Elaboró un informe individual del análisis de los procesos efectuados,

empleando los reportes generados a lo largo de la práctica, incluyendo los procedimientos realizados, las observaciones y las conclusiones.

Participó de manera activa en las estrategias de construcción del aprendizaje

recomendadas.

Realizo la práctica con responsabilidad, limpieza, seguridad y trabajo en equipo.

Observaciones:

PSP:

Hora de inicio: Hora de

término: Evaluación:


Unidad de aprendizaje: 2 Práctica número: 4 Nombre de la práctica: Identificación de PLCs Programables (PLC´s) Propósito de la práctica: Al finalizar la práctica, el alumno identificará las características técnicas de PLCs

Programables de acuerdo a los Manuales de Especificaciones de distintos fabricantes y según su aplicación.

Escenario: Laboratorio Duración: 4 hrs.

Materiales Maquinaria y equipo Herramienta

• Catálogos de distintos fabricantes de PLC’s.

• Hojas de datos técnicos de PLC’s, de diferentes fabricantes

• Sistema de control propuesto por el PSP

• Mesa de trabajo


Procedimiento

Aplicar las medidas de seguridad e higiene vigentes en el aula o taller a través del desarrollo de la práctica.

Utilizar el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar. Aplicar las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica. • Reciclar los materiales utilizados en la práctica cuando esto sea posible • Colocar los desechos en los recipientes correspondientes separando en orgánicos e inorgánicos • Deberá de evitarse residuos de aceites o grasas en el piso. • Se deberá evitar daños a materiales, equipos, mobiliario y aulas. • No se permitirá introducir al taller, alimentos y bebidas. EL PSP organizará al grupo en equipos de 3 alumnos con un máximo de 6 participantes EL PSP hará hincapié en los procedimientos de importancia en la práctica El PSP realizará de manera adicional a la conducción la supervisión de las actividades de la práctica. El PSP realizará la corrección de errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta

ejecución. Los alumnos participaran activamente a lo largo de la práctica: • Contestando las preguntas que haga el PSP, sobre el procedimiento desarrollado, los aspectos

importantes que deben cuidar, los errores más frecuentes que se suelen cometer, las recomendaciones del fabricante.

• Planteando sus dudas, así como las posibles soluciones a los problemas que se presenten durante la práctica, incluyendo las relacionadas con situaciones y casos específicos.

1. Identificar los catálogos de fabricantes de PLC 2. Tener listos los manuales de fabricantes de PLC


Procedimiento

Desarrollo de la práctica:

1. De acuerdo al sistema propuesto por el PSP determina los mínimos requerimientos que necesitaría un PLC Programable (PLC) para dicho sistema.

2. Describe las características necesarias para el control de un proceso específico.

3. Identificar las características principales del PLC para el control del sistema propuesto identificando, en manuales de fabricantes, las siguientes características.

I. Fuente de alimentación II. Interfaces de entrada/salida (tipos) III. Número de entradas digitales IV. Número de salidas digitales V. Número de entradas analógicas VI. Número de salidas analógicas VII. Tiempo de ejecución VIII. Control en tiempo real IX. Tiempo de ciclo scan X. Tipo de construcción XI. Lenguaje de programación que maneja XII. Operaciones aritméticas que soporta XIII. Memoria para programa XIV. Tipo de comunicaciones locales que soporta XV. Tipo de Buses de campo que maneja

4. Utilizando los manuales técnicos, determina los PLC´s que cumplen los requerimientos y elabora una tabla donde se muestren las marca y el modelo.

5. Propón el PLC que en base a las características técnicas mejor se adapte a la solución del ejercicio, justificando la decisión tomada.

6. Elabora un esquema del PLC seleccionado indicando todos y cada uno de los par.

7. Comentar grupalmente las conclusiones de cada equipo para obtener consenso en el análisis y completar los reportes correspondientes.

8. Elaborar un informe individual del análisis de los manuales, incluyendo los procedimientos realizados, las observaciones y las conclusiones.


Lista de cotejo de la práctica número 4:

Identificación de PLCs Programables (PLC´s)

Nombre del alumno:

Instrucciones: A continuación se presentan los criterios que van a ser verificados en el desempeño del alumno mediante la observación del mismo.

De la siguiente lista marque con una aquellas observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno durante su desempeño

Desarrollo Si No No Aplica

Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica. Utilizó el equipo de seguridad, de acuerdo al tipo de práctica a desarrollar. Aplicó las medidas ecológicas durante el desarrollo de la práctica.

1. Determinó los mínimos requerimientos que necesitaría un PLC Programable (PLC) para el sistema que propuso el PSP.

2. Describió las características necesarias para el control de un proceso específico. 3. Identificó las características principales del PLC para el control del sistema

propuesto

4. Utilizó los manuales técnicos para determinar que los PLC´s cumplieran con los requerimientos , elaborando una tabla que mostrarán las marca y el modelo

5. Hizo propuesta de mejoras, justificando su decisión 6. Elaboró un esquema del PLC seleccionado indicando todos y cada uno de los

par.

7. Comentó grupalmente las conclusiones de cada equipo para obtener consenso en el análisis y completar los reportes correspondientes

8. Elaboró un informe individual del análisis de los manuales, incluyendo los procedimientos realizados, las observaciones y las conclusiones.

Participó de manera activa en las estrategias de construcción del aprendizaje recomendadas.

Realizo la práctica con responsabilidad, limpieza, seguridad y trabajo en equipo.

Observaciones:

PSA:

Hora de inicio: Hora de

término: Evaluación:


Resumen

En este capítulo se identificaron las características básicas de los PLC´S, a partir del estudio de la información técnica contenida en los manuales de diversos fabricantes, para realizar su configuración adecuadamente.

Se estudió entre otras cosas que los Controladores Lógicos Programables (PLC) son dispositivos electrónicos digitales que reemplazaron a los circuitos relevadores (relés) electromecánicos, interruptores y otros componentes utilizados para control de sistemas de lógica combinacional.

Además se estudio las ventajas y desventajas de los PLC.

Se mostraron las nueve instrucciones de uso mas frecuente que tiene un PLC moderno.

En el siguiente apartado se identificarán las características físicas y técnicas básicas para configurar Controladores Lógicos Programables (PLC´S)

identificaciÓn de caracterÍsticas de los...

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