introduccion plc

Controlador Lógico Programable (PLC) ?

Ing. Omar Diaz

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Agenda• Historia

• PLC En General

• Hardware

• Entradas/Salidas

• Operación

• Software de Programación

• Comunicación

• Qué necesita saber para especificar un PLC

• Glosario

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• El primer controlador lógico programable fue diseñado y desarrollado por Modicon como un sustituo de lógicaconvencional de relés para GM y Landis.

• Estos controladores eliminaron la necesidad de re-cablear y agregar relés cada vez que se requería cambiar la línea de producción.

• El nuevo sistema incrementó drásticamente la funcionalidad de los sistemas de control , mientras que al mismo tiempo se redujoconsiderablemente el espacio de los gabinetes de control.

• El primer PLC, modelo 084, fue inventado por Dick Morley en 1969.

• El primer PLC comercial, modelo 184, se introdujo en 1973 ,el cual fue diseñado por Michael Greenberg.

Historia del PLC

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Qué es un PLC?

Entradas Salidas

El Bloque Básico

Un CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE es un sistema de control de estado sólido que contínuamente monitorea el status de dispositivosconectados como entradas. Estas señales se procesan mediante un programa, grabado en una memoria, el cual genera un señales de salidaspara comandar dispositivos conectados como salidas.

CPU

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Qué es un PLC con Entradas/Salidas distribuidas ( Distributed I/O - DI/O ) ?

CPU

Entradas

Entradas

Salidas

Salidas

Unidad Remota

Complicando el PLC

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Qué es un PLC con Control Distribuido?

CPU

Unidad remota

CPU

Entradas

Entradas

EntradasSalidas

Salidas

Salidas

Complicando el PLC

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CR

Barrerade

Aislamiento

Unidad Centralde

ProcesamientoCPU

Memoriaprograma datos

AltoVoltaje

AltoVoltaje

Low Voltage

Alimentación AC

Salidas

Alimentación DCor

Puerto decomunicaciones

Entradas

El PLC

Barrerade

Aislamiento

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El PLCEl PLC contiene un programa “Ejecutable” el cual le dice al PLC como :

• Ejecutar las instrucciones de control• Programa de usuario

• Comunicarse con otros dispositivos• Otros PLCs, Dispositivos de Programación, I/O’s, etc.

• Actividades de mantenimiento• Diagnosticos, etc

El programa es grabado en memoria “no volatil”

• Significa que el programa no se perderá si desaparece la alimentación eléctrica.

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Qué son las Entradas?• Interruptores y botones

• Dispositivos de Sensado• Interruptores de límite

• Sensores fotoeléctricos

• Sensores de proximidad

• Sensores de Condición• Interruptor de Presión

• Interruptor de nivel

• Transmisor de Temperatura

• Transmisor de vacío

• Bollas flotantes

• Encoders

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Entradas digitales de -24Vdc,110Vac,220 Vac

I0

I1

I2COM

ON-OFF

ON-OFF

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Entradas digitales de -24Vdc,110Vac,220 Vac

I0

COM

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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, RTD

AlimentaciónCarga

V1 V2

V2 < V1 debido a R1

R1

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AlimentaciónCarga

I1 = I2

I1

I2

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I0

COM

TP

I20 mA

4 mA

NIVEL

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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, RTDRTD

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Entradas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc, T/C

T/C

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Qué son salidas?• Válvulas

• Arrancadores de Motores

• Solenoides

• Actuadores

• Relés de Control

• Sirenas & Alarmas

• Luces

• Abanicos

• Totalizadores

• Bombas

• Impresoras

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Salidas digitales de relé -24Vdc,110Vac,220 Vac

Q0

Q1

Q2com

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Salidas digitales de transistor - 24Vdc

Q0

Q1

Q2com

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Salidas analógicas - 4 - 20 mA, 0 - 10 Vdc

Q0com

4 - 20 mA

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Ciclo de operación del PLC• Cuatro pasos en la operación del PLC

• Tiempo de estado de entradas

• Se verifica cual es el estado de las entradas

• Tiempo de Programa

• Procesa la lógoca del programa

• Tiempo de estado de las salidas

• Energiza/des-energiza las salidas

• Tiempo de procesamiento interno

• Este paso incluye comunicaciones, diagnósticointerno, etc.

• Estos pasos se repiten contínuamente en un lazo.

INICIO

Entradas

Programa

Procesamiento

Salidas

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Programando el PLCTipos de lenguajes de programación• Lógica de escalera ( Ladder Logic (LL) )• Formato IEC

– Diagrama de bloques funcionales (Function Block Diagram (FBD))

– Texto estructurado (Structured Text (ST))– Lista de instrucciones (Instruction List (IL))– Diagrama de escalera (Ladder Diagram (LD))– Diagrama secuencial (Sequential Function Chart

(SFC) - también conocido como “Grafcet”)

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Ladder Logic

Instruccionescondicionales de lectura

Instruccionesde control de escritura

| | |/|

| | |/|

| |

| | |/| ( )

| |

| |

Inicio (Rung #1)

Final (Rung #4)

( )

( )

( )

Entradas Salidas

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IEC - Function Block Diagram (FBD)

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IEC - Structured Text (ST)

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IEC - Instruction List (IL)

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IEC - Ladder Diagram (LD)

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IEC - Sequential Function Chart (SFC)

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Comunicaciones

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• Protocolo• Serie de reglas para intercambiar datos

(formato,tiempo,velocidad,etc) en un sistema de comunicaciones

• Método de realizar las comunicaciones• Maestro / Esclavo - pregunta / responde & sólo

responde• Peer-to-Peer - cliente / servidor

• Arquitectura de las Comunicaciones• Estrella (punto-a-punto)• Bus, Anillo, LAN (multipunto)

Comunicaciones

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• Ethernet • Modbus Plus• Modbus• S908• LonWorks • Interbus• Profi-bus• DeviceNet• Uni-Telway

Protocolos en lascomunicaciones

• CAN-Open • ASi• Seriplex• FIPIO/FIPway • RIO• HART • DIO• ControlNet• ASCII

Los protocolos son similares a idiomas -Los equipos deben de hablar el mismo idioma para entenderse entre si.

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Protocolo MODBUS, nativo de Modicon

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Protocolo MODBUS PLUS, nativo de Modicon

Ind ustrial a utom ation - Micha el Jamm al 2/2 4/200 3

3

Planta de Potabilizadora de Chilibre – Sistema SCADA

EBACEBAT

Quantum HSTB

Estación deDosificadores

Estación deFiltros

MO

DB

US

1 500.00 mt s250.00 mt s

400.

00 m

ts

I /O: 48DI/36DO/ 3AII/O: 96DI/72DO/ 3AI

ES

80.0

0 m

ts18

0.00

mts

I /O: 219DI/108DO/ 43AI/ 36AO

I/O: 528DI/264DO/396AI

I/O: 4DI/4DO

I/O: 4DI/ 4DO

MODBUS

Momentum

Momentum

Momentum

Momentum

Momentum Momentum

Momentum

20. 00 m ts

Quantum HSTB

Quantum HSTB

MOD-B US TC P-IP (Fiber)

MOD-B US TC P-IP (Fiber)

MO

D-B

US

TCP-

IP (

Copp

er)

MO

D-B

US

TCP-

IP (

Copp

er)

Extend with Interbus

ModB us Bridge Mux

ModB us Bridge Mux

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• Cantidad, Tipo y Ubicación de I/O’s• Número de puntos en las entradas y salidas.• Voltaje AC o DC • Analógicas o Discretas ( digitales )• Concentradas o distribuidas

• Requerimientos de Comunicación• Protocolo utilizado o a utilizar en la red• Equipos que se conectarán a la red (HMI, PLC’s, etc)

• Velocidad de la aplicación• Tiempo de respuesta requerido en el sistema• Qué tan rápido puede cambiar el proceso ?

Qué necesita saber paraespecificar un PLC

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• Arquitectura• Control centralizado, Distribuido o

combinación de ambos• Redundancia - CPU’s, Fuentes de

alimentación, cableados,etc

• Software de programación• IEC - 984• tipo de lenguaje a utilizar• Complejidad del programa, para efectos de

memoria

Qué necesita saber paraespecificar un PLC

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HMI / MMI Human Machine Interface / Man Machine Interface

I/O Input(s) and/or Output(s)

LSB / MSB Least Significant Bit / Most Significant Bit

MODICON MOdular DIgital CONtoller

PID Proportional Integral Derivative (feedback control)

RF Radio Frequency

RTU Remote Terminal Unit

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol

Alguna terminologíaimportante

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