UNIVERSIDAD DE CARABOBO

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA

DEPARTAMENTO SISTEMAS Y AUTOMTICA

Desarrollo de un Banco de Procesos Didctico para

el Laboratorio de Automatizacin Industrial I de

la Escuela de Ingeniera Elctrica de la

Universidad de Carabobo

KATHERINE HIDALGO

Valencia, 19 Febrero de 2008

UNIVERSIDAD DE CARABOBO

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA

DEPARTAMENTO SISTEMAS Y AUTOMTICA

Desarrollo de un Banco de Procesos Didctico para

el Laboratorio de Automatizacin Industrial I de

la Escuela de Ingeniera Elctrica de la

Universidad de Carabobo

Trabajo Especial de Grado presentado ante la Ilustre

Universidad de Carabobo para optar al ttulo de

Ingeniero Electricista

KATHERINE HIDALGO

Valencia, 19 Febrero de 2008

CERTIFICADO DE APROBACIN

Los abajo firmantes, miembros del jurado asignado para evaluar el Trabajo Especial de

Grado titulado: Desarrollo de un Banco de Procesos Didctico para el Laboratorio de

Automatizacin Industrial I de la Escuela de Ingeniera Elctrica de la Universidad de

Carabobo, realizado por:

Katherine Hidalgo.

C.I: 16.946.740.

Hacemos constar que hemos revisado y aprobado dicho trabajo.

_____________________

Prof. Antonio Franchi

Tutor

________________________ ______________________

Prof. Ada Prez Prof. Oriana Barrios

Jurado Jurado

DEDICATORIA

A Mi nico Amor,

Mi Mejor Amigo,

Mi Salvador,

Mi Seor:

JESUCRISTO

AGRADECIMIENTOS

Mis agradecimientos totales son para Dios, porque slo El pudo hacer realidad este sueo,

gracias al El:

Tengo una Hermossima Familia que siempre ha estado conmigo y me ha provisto de todo lo necesario: espiritual, emocional, intelectual y material. Los Amo!

Pude estudiar esta Especial Carrera en esta Querida Universidad, tantas veces pens que me haba equivocado en estas dos elecciones, pero hoy s que El no se equivoc.

He encontrado muy buenas amistades, en la asamblea, la universidad, mi familia; quiz pueda decir que en este perodo de mi vida conoc el significado de Amistad.

A pesar de trabajar sola en mi Trabajo Especial de Grado, he disfrutado de una verdadera compaera de tesis, siempre trabajando juntas en el mismo horario

Recib el apoyo de muchos profesores tanto en el curso de asignaturas como en la elaboracin de mi proyecto, no los nombrar porque deseo ser breve, pero El Creador

conoce sus nombres y les dar su recompensa.

Eternamente agradecida,

Katherine Hidalgo

Tabla de contenido

PORTADA__________________________________________________________________ i PGINA DE TTULO ________________________________________________________ ii CERTIFICADO DE APROBACIN ____________________________________________ iii DEDICATORIA _____________________________________________________________ iv AGRADECIMIENTOS _______________________________________________________ v TABLA DE CONTENIDO _____________________________________________________ vi NDICE DE TABLAS ________________________________________________________ ix NDICE DE FIGURAS _______________________________________________________ xi INTRODUCCIN____________________________________________________________ xiv RESUMEN _________________________________________________________________ xvi CAPTULO I PROBLEMA _________________________________________________________________ 1

1.1. Planteamiento del problema _____________________________________________________ 1 1.2. Justificacin___________________________________________________________________ 2 1.3. Objetivos _____________________________________________________________________ 2

1.3.1. General ___________________________________________________________________________2 1.3.2. Especficos_________________________________________________________________________3

1.4. Alcance_______________________________________________________________________ 3 1.5. Limitaciones __________________________________________________________________ 3 1.6. Recursos a utilizar _____________________________________________________________ 4 1.7. Resultados esperados ___________________________________________________________ 4

CAPTULO II MARCO TERICO____________________________________________________________ 5

2.1. Antecedentes __________________________________________________________________ 5 2.2. Fundamentos Tericos __________________________________________________________ 6

2.2.1. Automatizacin _____________________________________________________________________7 2.2.1.1. Objetivos ______________________________________________________________________7 2.2.1.2. Partes principales ________________________________________________________________7 2.2.1.3. Ventajas _______________________________________________________________________8

2.2.2. Controladores Lgicos Programables (PLC) _______________________________________________9 2.2.2.1. Definicin______________________________________________________________________9 2.2.2.2. Funcionamiento _________________________________________________________________9

2.2.2.3. Clasificacin de los Autmatas Programables _________________________________________10 2.2.2.4. Campos de aplicacin____________________________________________________________10 2.2.2.5. Ventajas e inconvenientes ________________________________________________________11 2.2.2.6. Funciones bsicas de un PLC______________________________________________________11 2.2.2.7. Componentes __________________________________________________________________12

2.2.3. Autmata y software empleados en el banco de procesos didctico ____________________________20 2.2.3.1. PLC MicroLogix 1000 de Allen Bradley [27] _________________________________________20 2.2.2.2. Software RSLogix 500___________________________________________________________39 2.2.2.3. Software RSLinx Gateway________________________________________________________72

2.3 Definicin de Trminos Bsicos __________________________________________________ 80 CAPTULO III MARCO METODOLGICO ___________________________________________________ 84

3.1. Tipo de investigacin __________________________________________________________ 84 3.2. Diseo de investigacin_________________________________________________________ 84 3.3. Metodologa de investigacin____________________________________________________ 84

CAPTULO IV RESULTADOS ______________________________________________________________ 88

4.1. Presentacin de Resultados._____________________________________________________ 88 4.1.1. Desarrollo de las fases ______________________________________________________________89

CAPTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ____________________________________ 120

5.1. Conclusiones ________________________________________________________________ 120 5.2. Recomendaciones ____________________________________________________________ 122

CAPTULO VI MANUAL DE USUARIO _____________________________________________________ 123

6.1. Descripcin del Banco de Procesos Didctico______________________________________ 123 6.2. Descripcin de los procesos ____________________________________________________ 126 6.3. Puesta en marcha ____________________________________________________________ 137

BIBLIOGRAFA ____________________________________________________________ 142 APNDICE A ______________________________________________________________ 146 APNDICE B ______________________________________________________________ 147

188

ndice de Figuras

CAPTULO II. MARCO TERICO Figura 2.1. Temporizacin tipo impulso. __________________________________________ 17 Figura 2.2. Temporizacin con retardo a la conexin. _______________________________ 17 Figura 2.3. Temporizacin con retardo a la desconexin. ____________________________ 18 Figura 2.4. Temporizacin monoestable. __________________________________________ 18 Figura 2.5. MicroLogix 1000 de Allen Bradley. ____________________________________ 20 Figura 2.6. Descripcin del nmero de catlogo. ___________________________________ 21 Figura 2.7. Hardware del controlador.____________________________________________ 23 Figura 2.8. Terminales de conexin del controlador. ________________________________ 24 Figura 2.9. Montaje del PLC. ___________________________________________________ 25 Figura 2.10. Conexin entre PC y PLC.___________________________________________ 25 Figura 2.11. Cable de comunicacin._____________________________________________ 26 Figura 2.12. Cruce de terminales ________________________________________________ 26 Figura 2.13. Elementos del controlador. __________________________________________ 27 Figura 2.14. Ciclo operativo del controlador. ______________________________________ 28 Figura 2.15. Archivo del procesador. _____________________________________________ 29 Figura 2.16. Terminal de programacin del procesador. _____________________________ 30 Figura 2.17. Memoria del procesador. ____________________________________________ 32 Figura 2.18. Transferencia de archivos procesador. _________________________________ 33 Figura 2.19. Operacin normal del procesador. ____________________________________ 34 Figura 2.20. Transferencia del procesador en modo apagado. _________________________ 34 Figura 2.21. Transferencia del procesador durante el arranque (a). ____________________ 35 Figura 2.22. Transferencia del procesador durante el arranque (b). ____________________ 35 Figura 2.23. Cable de comunicacin _____________________________________________ 40 Figura 2.24. Funciones bsicas de la barra de herramientas principal __________________ 41 Figura 2.25. Ejemplo de la funcin force__________________________________________ 43 Figura 2.26. Funciones bsicas de la barra de herramientas (User) ____________________ 50 Figura 2.27. Funciones bsicas de la barra de herramientas (Timer/Counter)____________ 51

189

Figura 2.28. Forma de introduccin de la instruccin XIC ___________________________ 53 Figura 2.29. Forma de introduccin de la instruccin XIO ___________________________ 54 Figura 2.30. Forma de introduccin de la instruccin OTE___________________________ 55 Figura 2.31. Cuadro representativo del temporizador ________________________________ 56 Figura 2.32. Cuadro representativo del TON_______________________________________ 61 Figura 2.34. Cuadro representativo del TOF_______________________________________ 62 Figura 2.35. Forma de introduccin de la instruccin TOF___________________________ 63 Figura 2.36. Funcionamiento del contador ________________________________________ 67 Figura 2.37. Funcionamiento del contador ________________________________________ 68 Figura 2.38. Forma de introduccin del CTU ______________________________________ 69 Figura 2.39. Funcionamiento del CTD ___________________________________________ 69 Figura 2.40. Forma de introduccin del contador descendente ________________________ 70 Figura 2.41. Forma de introduccin de la instruccin RESET ________________________ 71 Figura 2.47. Configuracin de drivers (d) _________________________________________ 75 Figura 2.48. Configuracin de drivers (e) _________________________________________ 76 Figura 2.49. Configuracin de drivers (f) _________________________________________ 77 Figura 2.51. Comunicacin con el procesador _____________________________________ 78 Figura 2.52. Transferencia de programas del PLC al PC _____________________________ 79 CAPTULO IV.RESULTADOS Figura 4.1. Banco de Procesos Didctico. _________________________________________ 88 Figura 4.2. Cruce de trenes. ____________________________________________________ 90 Figura 4.3. Mquina expendedora de utensilios de oficina. ___________________________ 91 Figura 4.4. Control de llenado de tanques _________________________________________ 92 Figura 4.5. Empacadora de telfonos mviles. _____________________________________ 93 Figura 4.6. Auto Lavado. ______________________________________________________ 95 Figura 4.7. Recuperadora de desechos de plstico __________________________________ 97 Figura 4.8. Procesadora de jugos. _______________________________________________ 98 Figura 4.9. Relacin entre pulsadores y luces con los PLC. __________________________ 102 Figura 4.10. Ejemplo de un diagrama en escalera. _________________________________ 103

190

Figura 4.11. Comparacin entre circuito electromecnico y programa lgico de escalera. _ 104 Figura 4.12. Procesos automatizados a ser controlados._____________________________ 107 Figura 4.13. Diseo del Banco de Procesos Didctico. ______________________________ 108 Figura 4.14. Banco de Procesos Didctico. _______________________________________ 110 Figura 4.15. Diagrama de flujo 1. ______________________________________________ 112 Figura 4.16. Diagrama de flujo 2. ______________________________________________ 113 Figura 4.17. Diagrama de flujo 3. ______________________________________________ 114 Figura 4.18. Diagrama de flujo 4. ______________________________________________ 115 Figura 4.19. Diagrama de flujo 5. ______________________________________________ 116 Figura 4.20. Diagrama de flujo 6. ______________________________________________ 117 Figura 4.21. Diagrama de flujo 7. ______________________________________________ 118 CAPTULO VI. MANUAL DE USUARIO Figura 6.1. Diseo del Banco de Procesos Didctico. _______________________________ 123 Figura 6.2. Modelo bsico de pulsadores y luces (a). _______________________________ 124 Figura 6.3. Modelo bsico de pulsadores y luces (b). _______________________________ 125 Figura 6.4. Cruce de trenes. ___________________________________________________ 127 Figura 6.5. Mquina expendedora de utensilios de oficina. __________________________ 128 Figura 6.6. Control de llenado de tanques. _______________________________________ 129 Figura 6.7. Empacadora de telfonos mviles. ____________________________________ 131 Figura 6.8. Auto Lavado. _____________________________________________________ 133 Figura 6.9. Recuperadora de desechos de plstico _________________________________ 134 Figura 6.10. Procesadora de jugos. _____________________________________________ 137 Figura 6.11. Cableado del Banco de Procesos Didctico. ____________________________ 138 Figura 6.12. Vista Frontal del PLC _____________________________________________ 138 Figura 6.13. Lminas de los procesos. ___________________________________________ 139 Figura 6.14. Banco de Procesos Didctico. _______________________________________ 140

ndice de Tablas

CAPTULO II. MARCO TERICO

Tabla 2.1. Mdulos MicroLogix 1000 Disponibles __________________________________ 22 Tabla 2.2. Direccionamiento de archivos de datos___________________________________ 36 Tabla 2.3. Direccionamiento lgico ______________________________________________ 37 Tabla 2.4. Ejemplos de direccionamiento__________________________________________ 38 Tabla 2.5. Teclas de funcin del force __________________________________________ 46 Tabla 2.6. Ejemplo de force en la entrada _________________________________________ 47 Tabla 2.7. Ejemplo de force en la salida___________________________________________ 47 Tabla 2.8. Instrucciones de Bit __________________________________________________ 52 Tabla 2.9. Estado de direccin de Bit _____________________________________________ 53 Tabla 2.10. Tiempos de ejecucin para la instruccin XIC____________________________ 53 Tabla 2.11. Estado de direccin de Bit para la instruccin XIO ________________________ 54 Tabla 2.12. Tiempos de ejecucin para la instruccin OTE ___________________________ 55 Tabla 2.13. Propsito de las instrucciones de Temporizador/Contador __________________ 56 Tabla 2.14. Descripcin de las palabras internas del Temporizador ____________________ 57 Tabla 2.15. Descripcin del resultado de retorno al modo de prueba remota de Temporizador58 Tabla 2.16. Estructura de direccionamiento del Temporizador ________________________ 60 Tabla 2.17. Tiempos de ejecucin del TON ________________________________________ 61 Tabla 2.18. Uso de los bits de estado del TON ______________________________________ 62 Tabla 2.19. Tiempos de ejecucin del TOF ________________________________________ 63 Tabla 2.20. Uso de los bits de estado del TOF ______________________________________ 63 Tabla 2.21. Descripcin de las palabras internas del contador ________________________ 64 Tabla 2.22. Estructura de direccionamiento del contador_____________________________ 66 Tabla 2.23. Tiempos de ejecucin del CTU ________________________________________ 68 Tabla 2.24. Uso de los bits de estado del CTU ______________________________________ 68 Tabla 2.25. Tiempos de ejecucin del CTD ________________________________________ 69

Tabla 2.26. Uso de los bits de estado del CTD ______________________________________ 70 Tabla 2.27. Tiempos de ejecucin del RES_________________________________________ 71 Tabla 2.28. Estado de los bits de temporizador y contador cuando se utiliza el RES________ 71 CAPTULO IV.RESULTADOS Tabla 4.1. Entradas al PLC____________________________________________________ 101 Tabla 4.2. Salidas del PLC ____________________________________________________ 101 Tabla 4.3 de estado del circuito electromecnico___________________________________ 105 Tabla 4.4 de estado del programa de instrucciones _________________________________ 105

INTRODUCCIN

La automatizacin es una herramienta que simplifica los procesos industriales, de all la

importancia de su enseanza y necesidad de aprendizaje para los ingenieros electricistas que se

forman en la Universidad de Carabobo.

Para lograr un aprendizaje exitoso es necesario tener los instrumentos necesarios al

alcance tanto del docente como del alumno. El problema que se plantea es integrar cada una de

las herramientas disponibles en el lugar donde se imparte la enseanza de la Automatizacin

Industrial, con el objeto de presentar un modelo simplificado que permita visualizar un proceso

industrial que se acerque lo ms posible a la realidad.

Con este proyecto se busca facilitar el aprendizaje de la automatizacin de procesos

industriales, y a la vez simplificar el tiempo y los materiales empleados en el Laboratorio de

Automatizacin Industrial I, por medio del desarrollo de un banco de procesos didctico donde

los alumnos tendrn la oportunidad de automatizar procesos industriales de una manera atractiva

y sencilla, trayendo mltiples beneficios.

La poblacin a la cual est dirigido el proyecto son los estudiantes del 8vo semestre de

Ingeniera elctrica, cursantes de la asignatura Automatizacin Industrial I, los cuales son

aproximadamente 60 por semestre, y se dividen en 10 secciones de Laboratorio.

En esta asignatura los estudiantes trabajan por primera vez con Controladores Lgicos

Programables (PLC) y todo lo relacionado con automatizacin.

Al contar con el banco de procesos didctico elaborado, en el Laboratorio de

Automatizacin Industrial I de la Escuela de Ingeniera Elctrica de la Universidad de

Carabobo se tendr un excelente componente en la enseanza de la Automatizacin Industrial, ya

que promover el estudio de procesos industriales que pueden ser automatizados, incentivando al

alumno a ser parte del aprendizaje de la materia y permitindole a la vez interactuar con el banco

las veces que sea necesario.

El presente proyecto introduce en un solo trabajo el estudio de un PLC, un software y

adems siete procesos automatizados, todo esto de una manera sencilla, agradable y compacta.

En el Captulo I, se da a conocer el problema, se justifica el desarrollo de este trabajo, se

establecen los objetivos a cumplir, el alcance del proyecto, los recursos a utilizar, y adems se

mencionan los resultados esperados.

En el Captulo II, se describen los antecedentes, las bases tericas y adems se muestra un

glosario de trminos que facilita el entendimiento de la investigacin.

En el Captulo III, se seala el tipo, diseo y metodologa de investigacin empleados en

este trabajo; tambin se describen las fases de desarrollo del proyecto.

En el Captulo IV, se presentan los programas realizados para el desarrollo del control de

los procesos automatizados.

En el Captulo V, se realizan conclusiones y recomendaciones respecto al Trabajo

Especial de Grado elaborado.

RESUMEN

El presente Trabajo Especial de Grado consiste en el Desarrollo de un Banco de Procesos

Didctico para el Laboratorio de Automatizacin Industrial I de la escuela de Ingeniera Elctrica

de la Universidad de Carabobo. Con este proyecto se desea ensear al estudiante de dicha

asignatura a automatizar procesos industriales, sencillos y actuales, los cuales son siete en total:

1. Cruce de trenes.

2. Mquina expendedora de utensilios de oficina.

3. Control de llenado de tanques.

4. Empacadora de telfonos mviles.

5. Auto Lavado.

6. Recuperadora de desechos de plstico.

7. Procesadora de jugos.

El control a realizar es slo discreto y para ello son utilizados botones pulsadores, como

entradas del PLC; y lmparas piloto, como salidas del mismo. Las grficas representativas de los

procesos fueron impresas en vinil y adheridas a unas lminas de acrlico con dimensiones

adecuadas para adjuntarse a la estructura elaborada para contener el PLC, el cableado y los

elementos de entrada y salida al PLC.

La propuesta es innovadora porque tiene el propsito no slo de introducir el uso de PLC

en la enseanza de Automatizacin Industrial sino tambin el estudio de procesos industriales que

pueden ser controlados de forma discreta y con planos grficos que ayudan al alumno a sentirse

como si estuviera en la empresa.

1

CAPTULO I

PROBLEMA

1.1. Planteamiento del problema

En nuestros das de evolucin tecnolgica, la automatizacin es una herramienta que

simplifica los procesos industriales [13], de all la importancia de su enseanza y necesidad de

aprendizaje para los ingenieros electricistas que se forman en la Universidad de Carabobo.

Para lograr un aprendizaje exitoso es necesario tener las herramientas necesarias al

alcance tanto del docente como del alumno cursante de Automatizacin Industrial. En el

laboratorio de Automatizacin Industrial I de nuestra Escuela de Ingeniera Elctrica, se dispone

de cables, PLCs y software que permiten programar en lenguaje Escalera (Ladder), el cual es de

sencillo aprendizaje. El problema que se plantea es integrar cada una de estas herramientas con el

objeto de tener de manera simplificada un sistema modelo que permita visualizar un proceso

considerablemente actual [14].

Las prcticas de laboratorio estn limitadas por factores econmicos, espaciales y

temporales. Los econmicos, como consecuencia del elevado costo que representa la adquisicin

y mantenimiento de equipos. Espaciales, debido a las dificultades de disponer del rea adecuada

para todos los estudiantes. Finalmente, las limitaciones temporales, son dadas por las

restricciones en cuanto al horario de acceso [15].

Lo establecido para la realizacin de cada prctica de laboratorio slo comprende entre

una o dos sesiones de laboratorio; en algunas ocasiones es necesario tomar un tiempo adicional

para verificar el montaje antes de ser presentado al profesor, cosa difcil debido a las mltiples

2

secciones que ocupan el laboratorio casi permanentemente. Al contar con un Banco de Procesos

donde parte del montaje ya est efectuado, el alumno podr dedicar mayor tiempo a la

programacin al disminuir el de implementacin. Cabe notar que la programacin puede

realizarse desde cualquier PC donde se encuentre instalado el programa compatible con el PLC

en uso.

1.2. Justificacin

Con este proyecto se busca facilitar el aprendizaje de la automatizacin de procesos

industriales, y a la vez simplificar el tiempo y la cantidad de materiales utilizados en el

Laboratorio de Automatizacin Industrial I, por medio del desarrollo de un Banco de Procesos

Didctico donde los alumnos tendrn la oportunidad de aprender haciendo, los procesos

industriales automatizados de una manera atractiva y sencilla, trayendo como ventajas:

Excelencia en educacin. Manejo de equipos actuales. Reduccin del tiempo empleado en la automatizacin de procesos. Representacin de procesos de forma grfica. Motivacin del estudiante para interactuar con la automatizacin.

1.3. Objetivos

1.3.1. General

Desarrollar un Banco de Procesos Didctico para el Laboratorio de Automatizacin

Industrial I de la Escuela de Ingeniera Elctrica de la Universidad de Carabobo, con la finalidad

de contribuir con las prcticas existentes, implementndose modelos de controles automticos

visualizados en diferentes mmicos de control.

3

1.3.2. Especficos

Seleccionar siete diversos procesos que deben ser estudiados y representados de forma grfica para visualizarlos en el Banco de Procesos Didctico.

Estudiar el PLC MicroLogix 1000 de Allen Bradley, el cual ser configurado por medio del software de comunicacin RSLinx y el de programacin

RSLogix 500 para el control discreto de los procesos seleccionados.

Disear y construir una cnsola de control donde resida el PLC y los elementos para cableado, pulsadores, selectores y luces piloto.

Desarrollar la lgica programada para el control de cada proceso.

1.4. Alcance

Este trabajo slo incluye siete procesos a automatizar, los cuales podrn adaptarse al

Banco de Procesos por medio de una placa frontal, donde se muestran de manera grfica los

diagramas representativos de dichos procesos. El control se realizar con dos PLC MicroLogix

1000 de Allen Bradley, configurados por medio del software RSLink y el RSLogix 500 para la

programacin en lenguaje escalera. Las variables a controlar slo sern de tipo discreto, es decir,

las entradas sern simuladas con botones y las salidas con lmparas piloto.

1.5. Limitaciones

El tipo de autmatas a utilizar (MicroLogix 1000 de Allen Bradley), tiene como

limitacin que no permite la interconexin de controladores, lo que dificulta la programacin

para el control de los procesos, ya que los programas de cada uno de los controladores empleados

deben ser configurados y transmitidos por separado.

4

1.6. Recursos a utilizar

1 Computador Personal. 1 Impresora. Cartuchos de inyeccin para impresora. Papel Bond base 20, tamao carta. Carpetas y sobres Manila, tamao carta. CDs para almacenamiento de informacin. 2 PLCs Micrologix 1000 de Allen Bradley. Software de programacin del PLC, RSLogix 500. Software de comunicacin entre el PLC y el computador, RSLinx Gateway. Software para la elaboracin de esquemas representativos de los procesos

industriales a automatizar, CorelDRAW X3.

Cable de comunicacin entre el PC y el PLC, N de catlogo 1761-CBL-PM02, serie C.

Lminas de acrlico, pletinas y ngulos de aluminio, tornillos, tuercas, pegamento y dems herramientas pertinentes.

Botones pulsadores, selector de dos posiciones y lmparas indicadoras. Asesora de parte del tutor. Personal especializado en el trabajo con acrlico. Personal especializado en impresiones en vinil.

1.7. Resultados esperados

Al ser culminado este Trabajo Especial de Grado el Laboratorio de Automatizacin

Industrial I de la Escuela de Ingeniera Elctrica de la Universidad de Carabobo se tendr un

excelente componente en la enseanza de la Automatizacin Industrial, el Banco de Procesos

Didctico elaborado, el cual promover el estudio de procesos industriales que pueden ser

automatizados, incentivando al alumno a ser parte del aprendizaje de la materia y permitindole a

la vez interactuar con el banco las veces que sea necesario.

5

CAPTULO II

MARCO TERICO

2.1. Antecedentes

La automatizacin consiste en emplear un conjunto de elementos tecnolgicos en la

operacin de tareas de produccin usualmente realizadas por humanos [7], proporcionndoles

mecanismos que coadyuven en los esfuerzos fsicos, minimizando sus necesidades mentales y

sensoriales. Su historia ha tenido cambiantes innovaciones debido a su relacin con los sucesos

econmicos mundiales [5].

El presente trabajo de grado tiene el propsito de facilitar el aprendizaje de la

automatizacin en diversos procesos, por lo tanto se tomarn ciertos trabajos anteriores,

referentes no solo al rea de automatizacin sino especficamente a aquellos que fueron

realizados con el deseo de ser aliados en la enseanza de tan importante rama, los cuales sern de

ayuda tanto en el desarrollo terico de este trabajo como en las herramientas empleadas para las

mejoras del programa de la asignatura Automatizacin Industrial

Morillo B, Yairo R. & Ochoa C, Rubn E. (2006) Elaboracin de un software simulador

del autmata programable Nano de Telemecanique Los autores elaboraron un software

simulador del controlador lgico programable Nano de Telemecanique, proporcionando

una herramienta empleada con fines didcticos en el laboratorio de Automatizacin

Industrial, donde se facilita al estudiante desarrollar un mayor conocimiento en el campo

de la automatizacin y por ende un creciente aprendizaje en el uso de los PLCs, adems

alarga la vida de los mismos y aumenta la eficiencia de dicho laboratorio. El aporte de la

presente investigacin son las bases tericas con respecto al PLC.

6

Barco, David & Esquivel, Jose. (2005) Reingeniera del banco didctico de control de

procesos de Festo C.A Llevaron a cabo la reingeniera de un sistema de control de

procesos, que pertenece al Laboratorio de Automatizacin Industrial II de la Escuela de

Ingeniera Elctrica de la Universidad de Carabobo, una herramienta que se puede utilizar

como un soporte didctico, en la enseanza de la Automatizacin Industrial y el Control

de Procesos. El aporte de la presente investigacin se encuentra en los fundamentos de

control de procesos.

Bolao L., Nayar C. & Sierralta Ch., Argenis L. (2000) Controladores Lgicos

Programables en la enseanza de la Automatizacin Industrial Los autores introdujeron

el uso de PLCs en la enseanza de la Automatizacin Industrial, El aporte de este

proyecto se encuentra en la descripcin del MicroLogix 1000 y del software RSLogix

500, informacin sumamente til ya que ese PLC es el utilizado en el presente Trabajo

Especial de Grado y tambin el software mencionado.

Jos & Flores C. Ayn S. (2007) Diseo e Implementacin de un Sistema de Control

basado en Lgica Programada para un Banco de Pruebas Electro-neumtico Los autores

disearon e implementaron un sistema de control basado en lgica programada para un

banco de pruebas electro-neumtico para la enseanza de Automatizacin Industrial en el

Laboratorio de Automatizacin Industrial de la escuela de Ingeniera Mecnica de la

Universidad de Carabobo. Gracias al trabajo elaborado, los estudiantes de dicha

asignatura pueden ahora aplicar los conocimientos tericos en las prcticas; siendo este

objetivo uno a seguir del presente Trabajo Especial de Grado.

2.2. Fundamentos Tericos

A continuacin ser desarrollado un estudio breve y conciso sobre conceptos y

definiciones necesarias para el entendimiento del presente Trabajo Especial de Grado.

7

2.2.1. Automatizacin

Se refiere a la ejecucin automtica de tareas industriales, administrativas o cientficas

haciendo ms gil y efectivo el trabajo y ayudando al ser humano [16].

2.2.1.1. Objetivos

y Mejorar la productividad en empresas, reduciendo los costos de la produccin y mejorando la calidad de la misma.

y Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos e incrementando la seguridad.

y Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente. y Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en

el momento preciso.

y Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la manipulacin del proceso productivo.

y Integrar la gestin y produccin.

2.2.1.2. Partes principales

y Parte de Mando y Parte Operativa

La Parte Operativa acta directamente sobre la mquina, haciendo que la mquina se

mueva y realice la operacin deseada. Entre los elementos que forman la parte operativa se

encuentran motores, cilindros, compresores y finales de carrera.

8

La Parte de Mando suele ser un autmata programable (tecnologa programada), siendo

ste el centro del sistema por lo que debe ser capaz de comunicarse con todos los componentes de

sistema automatizado.

2.2.1.3. Ventajas

Existen mltiples ventajas que pueden destacarse en la automatizacin, entre las cuales

pueden mencionarse:

y Mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso. y Reduccin de costos de mantenimiento. y Reduccin en los tiempos de procesamiento de informacin. y Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos. y Conocimiento ms detallado del proceso, mediante la recopilacin de informacin y

datos estadsticos del proceso.

y Conocimiento del funcionamiento de los equipos y mquinas que intervienen en el proceso.

y Factibilidad tcnica en procesos y en operacin de equipos. y Factibilidad para la implementacin de funciones de anlisis, optimizacin y

autodiagnstico.

y Aumento en el rendimiento de los equipos. y Disminucin de la contaminacin y dao ambiental. y Racionalizacin y uso eficiente de la energa y la materia prima. y Aumento en la seguridad de las instalaciones y la proteccin a los trabajadores.

2.2.1.4. Desventajas

Hay ciertos factores, los cuales podran considerarse desventajas:

9

y Resistencia al cambio. y Falta de conocimiento. y Inversin inicial elevada. y Ausencia de personal capacitado. y Necesidad de capacitacin de personal. y Dependencia tecnolgica. y Obsolencia. y Imposibilidad de deteccin en ciertas aplicaciones (olores, sabores, estado de

suciedad, acabado de piezas artesanales, entre otros).

2.2.2. Controladores Lgicos Programables (PLC)

2.2.2.1. Definicin

Dispositivos electrnicos de propsito especfico que proporcionan una alternativa

flexible y funcional para el control en tiempo real en sistemas industriales. Para su operacin

disponen de una memoria programable, donde almacenan internamente instrucciones de mando,

que permiten realizar funciones lgicas, secuenciales, aritmticas, temporizadas y de conteo;

tambin poseen puntos de conexin de entradas y salidas (analgicas y digitales), los cuales se

comunican con elementos sensores y actuadores, respectivamente.

2.2.2.2. Funcionamiento

La secuencia bsica de operacin del autmata se puede dividir en tres fases principales:

y Lectura de seales desde la interfaz de entradas. y Procesado del programa para obtencin de las seales de control. y Escritura de seales en la interfaz de salidas.

10

A fin de optimizar el tiempo, la lectura y escritura de las seales se realiza a la vez para

todas las entradas y salidas; entonces, las entradas ledas de los mdulos de entrada se guardan en

una memoria temporal (imagen de entrada). A esta acude la CPU en la ejecucin del programa, y

segn se van obteniendo las salidas, se guardan en otra memoria temporal (imagen de salida).

Una vez ejecutado el programa completo, estas imgenes de salida se transfieren todas a

la vez al mdulo de salida.

2.2.2.3. Clasificacin de los Autmatas Programables

Los Autmatas Programables se clasifican de la siguiente manera:

y Compactos, tienen dentro de un mismo bloque todos los elementos necesarios para el funcionamiento y conexiones externas al PLC.

y Modulares, se arman sobre una base, en la cual se instalan los diferentes elementos de los PLCs separados entre s.

2.2.2.4. Campos de aplicacin

Los PLCs pueden ser tiles en diversas reas, especialmente, en aquellas con las

siguientes necesidades:

y Espacio reducido y Procesos de produccin peridicamente cambiantes y Procesos secuenciales y Maquinaria de procesos variables y Instalaciones de procesos complejos y amplios y Chequeo de programacin centralizada de las partes del proceso

11

2.2.2.5. Ventajas e inconvenientes

Ventajas:

y Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos. y Reduccin de materiales. y Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni aadir accesorios. y Mnimo espacio de ocupacin. y Menor costo de mano de obra de la instalacin. y Economa de mantenimiento, aumentando adems la fiabilidad del sistema, al eliminar

contactos mviles.

y Posibilidad de gobernar varias mquinas con un mismo autmata. y Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo

cableado.

y Si por alguna razn la mquina queda fuera de servicio, el autmata sigue siendo til para otra mquina o sistema de produccin.

Inconvenientes:

y Adiestramiento en el personal, por ello es tan importante que en las universidades se impartan los conocimientos concernientes a automatizacin.

y Costo de inversin inicial.

2.2.2.6. Funciones bsicas de un PLC

y Deteccin, se refiere a la captacin de seales. y Mando, elabora y enva las acciones al sistema. y Dilogo hombre-maquina, mantiene informados a los operadores del estado del

proceso.

y Programacin, introduce, elabora y cambia el programa de aplicacin del autmata.

12

2.2.2.7. Componentes

Existe un conjunto de medios, hardware y software, que se denomina unidad o consola de

programacin, mediante los cuales el programador introduce y depura sobre las secuencias de

instrucciones que constituyen el programa a ejecutar.

Hardware

Consta de tres unidades bsicas, como lo son la Unidad Central de Procesamiento, las

entradas y las salidas, pero existen otros elementos que hacen posible su operacin.

a) Unidad central de procesamiento (CPU), interpreta las 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.

b) Entradas, segn el autmata, stas pueden ser digitales y/o analgicas.

Entradas digitales: permiten conectar captadores de tipo todo o nada al autmata. Los

mdulos de entrada digitales trabajan con seales de tensin, por ejemplo, para una

interfaz de entrada discreta de 24VDC, cuando por una va llegan 24 Voltios se interpreta

como un "1" y cuando llegan cero Voltios se interpreta como un "0"

Entradas analgicas: permiten que los autmatas programables trabajen con actuadores

de mando analgico y lean seales de tipo analgico como pueden ser la temperatura, la

presin o el caudal, que han sido previamente convertidas a una seal estndar de

corriente o voltaje.

13

c) Salidas, al igual que las entradas, stas pueden ser analgicas y/o digitales.

Salida digital: permite al autmata programable actuar sobre los pre-accionadores y

accionadores que admitan rdenes de tipo todo o nada, segn un determinado nivel de

tensin (AC o DC).

Salida analgica, permite que el valor de una variable numrica interna del autmata se

convierta en tensin o intensidad.

Adicionalmente, existen otros elementos que tambin forman parte del hardware, tales

como son:

a) Fuente de alimentacin, proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento de los

distintos circuitos del sistema.

La alimentacin al CPU puede ser de corriente continua a 24 VDC, tensin muy frecuente

en cuadros de distribucin, o en corriente alterna a 110/220 VCA. En cualquier caso es la propia

CPU la que alimenta las interfaces conectadas a travs del bus interno.

Asimismo, la alimentacin a los circuitos E/S puede realizarse, segn tipos, en alterna a

48/110/220 VCA o en continua a 12/24/48 VDC.

La fuente de alimentacin del autmata puede incorporar una batera, que se utiliza para el

mantenimiento de algunas posiciones internas y del programa usuario en memoria RAM, cuando

falla la alimentacin o se apaga el autmata.

b) Interfaces, son empleadas en el dilogo entre operador-mquina as como en la comunicacin

entre la mquina y el autmata; lo cual es imprescindible en el control de un proceso

automatizado, estas comunicaciones se establecern por medio del conjunto de entradas y salidas.

14

Los autmatas son capaces de manejar tensiones y corrientes de nivel industrial, gracias a que

disponen un bloque de circuitos de interfaz de E/S que les permite conectarse directamente con

los sensores y accionamientos del proceso.

De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces especficas permiten la

conexin con elementos muy concretos del proceso de automatizacin. Se pueden distinguir entre

ellas tres grupos bien diferenciados:

y Interfaces especiales se caracterizan por no influir en las variables de estado del proceso de automatizacin. nicamente se encargan de adecuar las E/S, para que puedan ser

perceptibles por la CPU, si son entradas, o para que puedan ser interpretadas

correctamente por actuadores (motores, cilindros), en el caso de las salidas.

y E/S inteligentes admiten mltiples modos de configuracin, por medio de unas combinaciones binarias situadas en la misma tarjeta; estas configuraciones pueden

almacenar la ltima fecha en que se efectu el mantenimiento de los PLC o realizar el

seguimiento de los tiempos de respuesta, el tiempo de actividad total y el nmero de

operaciones o puede supervisar su propia tensin de alimentacin y le advierte si est

fuera del rango normal, tambin puede realizar el procesamiento previo de los datos para

reducir la programacin del PLC, puede ocuparse del escalado, alarmas, totales e, incluso,

del clculo de la velocidad de cambio. Slo tiene que marcar las casillas y configurar los

parmetros. De esta forma se descarga de trabajo a la unidad central, con las ventajas que

conlleva.

y Procesadores perifricos inteligentes, son mdulos que incluyen su propio procesador, memorias y puntos auxiliares de E/S. Estos procesadores contienen en origen un

programa especializado en la ejecucin de una tarea concreta, a la que le basta conocer los

puntos de consigna y los parmetros de aplicacin para ejecutar, de forma autnoma e

independiente del CPU principal, el programa de control.

15

y Unidad de memoria, almacena el estado de las variables que maneja el autmata: entradas, salidas, contadores, rels internos, seales de estado as como datos intermedios

de clculo y variables internas que no aparecen directamente sobre las salidas, ltimos

estados ledos sobre las seales de entrada o enviados a las seales de salida.

Software

a) Simulacin

Se tienen diversas modalidades de simulacin, una de las ms destacadas es la simulacin

por computadora, en la cual se procesan los modelos matemticos formales del sistema en el

interior del computador. Este tipo de simulacin puede aplicarse tanto a sistemas dinmicos (en

los cuales la variable tiempo juega un papel preponderante), basados en ecuaciones diferenciales

(para los sistemas de tiempo continuo) o de diferencias finitas (en el caso de sistemas de tiempo

discretizado), como a sistemas de eventos discretos, en los cuales los cambios de estado del

sistema no son provocados por el paso del tiempo, sino ms bien por la ocurrencia de eventos.

b) Lenguajes de programacin

En el estndar de la norma IEC-61131-3, publicada en 1993, se establecen cinco

diferentes lenguajes de programacin:

y Lista de instrucciones: Se trata de un lenguaje muy parecido a un ensamblador de bajo nivel, sus instrucciones son bastante bsicas, donde se aprecia de forma real la secuencia

de operaciones e instrucciones que va ejecutando el autmata; por esta razn no es de

sencilla aplicacin.

16

y Lenguaje de escalera o de contactos: Es el lenguaje para programacin de autmatas ms popular de todos, teniendo como principal ventaja su carcter visual, lo que permite

localizar errores fcilmente. Sin embargo, no se presta para la programacin jerrquica y

estructurada para aplicaciones de mediana y alta complejidad.

y GRAFCET (Grfico Funcional de Control de Etapas y Transiciones) SFC (Carta de Flujo Secuencial): Representa el comportamiento secuencial de un sistema de control

gobernado por eventos. Brinda sencillas soluciones para los sistemas de secuencia nica;

sin embargo, pierde parte de su efectividad en la medida en que se presentan alternativas

condicionales.

y Lenguaje estructurado: Se trata de un lenguaje textual de alto nivel que se presta muy bien para la programacin estructurada; soporta adems una amplia gama de funciones y

operadores estandarizados.

y Programacin con bloques funcionales: Este tipo de programacin ha sido diseado para describir, programar y documentar la secuencia del proceso de control. Los

programas elaborados con este lenguaje tienen el aspecto de un plano de compuertas

lgicas digitales. Los bloques funcionales son sentencias preprogramadas de aplicacin

general, las cuales deben adaptarse a las condiciones de trabajo. Para el presente Trabajo

Especial de Grado es muy til el estudio de bloques secuenciales bsicos, tales como:

temporizadores y contadores.

c) Temporizadores

Un temporizador es un dispositivo capaz de retardar una orden de salida (activacin o

desactivacin) durante un cierto tiempo, en respuesta a una seal de mando de entrada [24].

La temporizacin puede llevar a cabo cuatro tareas distintas. Su descripcin es la

siguiente:

17

y Impulso, slo se activa la salida durante un tiempo denominado tiempo de impulso, siempre que la seal de mando siempre se encuentre activa. Puede representarse de

manera grfica, tal como se muestra en la figura 2.1

Figura 2.1. Temporizacin tipo impulso.

Fuente: Elaboracin propia.

y Retardo de conexin, la salida se activa luego de ocurrido el tiempo de retardo, como refleja la figura 2.2

Figura 2.2. Temporizacin con retardo a la conexin.

Fuente: Elaboracin propia.

18

y Retardo a desconexin, al activar la seal de mando se conecta la salida, y sta se mantiene an cuando cae la entrada, durante un periodo de tiempo llamado tiempo de

desconexin. La figura 2.3 expone la forma grfica de dicha funcin.

Figura 2.3. Temporizacin con retardo a la desconexin.

Fuente: Elaboracin propia.

y Monoestable o conformador de impulsos, anlogo al impulso de conexin, con la salvedad que el tiempo que se mantiene conectada la salida es constante e igual al

tiempo de impulso a pesar que no permanezca activa la seal de impulso (ver fig. 2.4).

Figura 2.4. Temporizacin monoestable.

Fuente: Elaboracin propia.

19

Las funciones nombradas pueden encontrarse disponibles como bloques funcionales

temporizadores dentro del lenguaje de programacin de autmatas. Para programarlos, es

necesario definir:

y Nombre de la funcin, es decir, el tipo de temporizado que se necesita realizar. y Nmero de elemento, direccin interna de memoria para el almacenaje. Se debe cuidarse

que no se asignen direcciones idnticas ms de una vez en un mismo programa.

y Parmetros de preseleccin, da el valor total a temporizar, siguiendo la ecuacin:

Tiempo Total = Mdulo Base. Donde,

Mdulo es el nmero de unidades a contar,

Base es la frecuencia de conteo.

Estos valores pueden ser modificados por el programador inclusive cuando el autmata

este corriendo, si este lo permite.

d) Contadores

Un contador es un dispositivo capaz de medir (contar) el nmero de cambios de nivel en

una seal de entrada, activando una seal de salida cuando se alcanza un valor prefijado. El

conteo puede ser incremental o bidireccional.

Al igual que los bloques funcionales temporizadores, los bloques funcionales contadores

se encuentran disponibles en los autmatas en todas sus funciones, y adems se requiere

introducir la informacin sealada: nombre de funcin, nmero de elemento y parmetros de

preseleccin.

20

2.2.3. Autmata y software empleados en el banco de procesos didctico

El controlador a utilizar ser el MicroLogix 1000, del cual se disponen de dos unidades

sin utilizar en el Laboratorio de Automatizacin Industrial I. El software empleado en la

programacin y en la comunicacin con el PC sern el RSLogix 500 y el RSLinx Gateway.

2.2.3.1. PLC MicroLogix 1000 de Allen Bradley [27]

En la figura 2.5 se muestra un Controlador lgico Programable de la familia MicroLogix

1000, a la cual pertenece el PLC que se va a emplear para la automatizacin de procesos:

Figura 2.5. MicroLogix 1000 de Allen Bradley. Fuente: Rockwell Automation

Descripcin

El controlador programable MicroLogix 1000 es un controlador compacto conformado

por una fuente de alimentacin, circuitos de entrada, circuitos de salida y un procesador. Este

controlador se encuentra disponible en configuraciones de 10, 16 y 32 entradas y salidas, as

como tambin una versin analgica con 20 entradas y salidas discretas y 5 analgicas.

21

Nmero de Catlogo

El cdigo mostrado en el nmero de catlogo, del cual se muestra un ejemplo en la figura

2.6, describe ciertas caractersticas que varan segn el modelo.

Figura 2.6. Descripcin del nmero de catlogo.

Fuente: Elaboracin propia

Mdulos Disponibles

El Controlador Programable MicroLogix 1000 se encuentra disponible en varios modelos,

variando el tipo y la cantidad de entradas y salidas disponibles segn la aplicacin que se va a

llevar a cabo. La siguiente tabla (2.1) muestra las especificaciones de cada modelo y su

respectivo nmero de catlogo.

1761 - L 20AWA -Nmero de Boletn

Unidad Base

Unidades de E/S : 20

Seal de entrada :A = 120VacB = 24Vdc

Tipo de salida: B = MOSFETA = Triac

A = 120/240Vac

Entradas= 1

E/S Analgicas

5 A

:A = 120VacB = 24Vdc W = Rel

A =

Fuente de alimentacin:

Salidas= 4

B = 24Vdc

Circuitos analgicos

22

Tabla 2.1. Mdulos MicroLogix 1000 Disponibles

Fuente: Rockwell Automation

Caractersticas

En el presente Trabajo Especial de Grado sern utilizados dos Micro Controladores

MicroLogix 1000, bajo el nmero de catlogo 1761-16BWA. Como se mostr en la tabla 2.1,

ste modelo dispone de 10 entradas 24VDC y 6 salidas a rel.

N Catlogo E/S Entradas Digitales Entradas Analgicas Salidas Digitales Salidas AnalgicasPotencia Real

de Entrada

Potencia Aparente de

Entrada

1761-L10BWA 10 6 entradas24Vdc 0 4 salidas a rel 013W @ 120Vac 14W @ 240Vac 24VA @ 120Vac

1761-L10BWB 10 7 entradas24Vdc 0 4 salidas a rel 0 5W @ 240Vac ---

1761-L10BXB 10 8 entradas24Vdc 0 2salidas a rel 0 5W @ 240Vac ---

1761-L16AWA 16 10 entradas120Vac 0 6salidas a rel 07W @ 120V ac 8W @ 240V ac

15 VA @ 120Vac21 VA @ 240Vac

1761-L32AWA 32 20 entradas120Vac 0 12salidas a rel 09.1W@120Vac 10.6W@240Vac

19 VA @ 120V ac25 VA @ 240V ac

1761-L16BWA 16 10 entradas24Vdc 0 6 salidas a rel 014W @ 120V ac 15W @ 240V ac

26 VA @ 120Vac33 VA @ 240Vac

1761-L16NWA 16 10 entradas 24Vdc 24Vac 0 6 salidas a rel 014W @ 120Vac 15W @ 240Vac

26 VA @ 120Vac33 VA @ 240Vac

1761-L32BWA 32 20 entradas24Vdc 0 12 salidas a rel 015W @ 120Vac16W @ 240Vac

29 VA @ 120Vac36 VA @ 240Vac

1761-L32AAA 32 20 entradas120Vac 010 salidas a triac, 120/240Vac

2 salidas a rel 07W @ 120Vac9W @ 240Vac

16 VA @ 120Vac22 VA @ 240Vac

1761-L16BWB 16 10 entradas24Vdc 0 6 salidas a rel 0 5W @ 24Vdc ---

1761-L16NWB 16 10 entradas 24Vdc 24Vac 0 6 salidas a rel 0 5W @ 24Vdc ---

1761-L32BWB 32 20 entradas24Vdc 0 12 salidas a rel 0 7W @ 24Vdc ---

1761-L16BBB 16 10 entradas 24Vdc 0 4 salidas a triac, 120/240Vac2 salidas a rel 0 5W @ 24Vdc ---

1761-L32BBB 32 20 entradas24Vdc 010 salidas a triac, 120/240Vac

2 salidas a rel 0 7W @ 24Vdc ---

1761-L20AWA-5A 25 12 entradas120Vac2 voltaje (10V)

2 corriente (020 mA) 8 salidas a rel1 voltaje/corriente

(010V, 420 mA)12W @ 120Vac13W @ 240Vac

20 VA @ 120V ac27 VA @ 240V ac

1761-L20BWA-5A 25 12 entradas24Vdc2 voltaje (10V)

2 corriente (020 mA) 8 salidas a rel1 voltaje/corriente

(010V, 420 mA)18W @ 120Vac19W @ 240Vac

30 VA @ 120V ac38 VA @ 240V ac

1761-L20BWB-5A 25 12 entradas24Vdc2 voltaje (10V)

2 corriente (020 mA) 8 salidas a rel1 voltaje/corriente

(010V, 420 mA) 7W @ 24Vdc ---

23

El MicroLogix 1000 es un PLC compacto que permite observar el estado en el que se

encuentran las E/S y la alimentacin por medio de unos LEDs indicadores. Su memoria interna es

de 1 K EEPROM (aproximadamente 737 palabras de instrucciones: 437 palabras de datos)

El controlador posee las siguientes caractersticas de Hardware, mostradas en la fig. 2.7:

Figura 2.7. Hardware del controlador.

Fuente: Allen-Bradley

1. Terminales, 10 puntos de conexin disponibles de Entrada y 2 comunes.

2. Bornes con 24VDC, convertidos por el propio controlador. 3. Orificios para Montaje, si se utilizan tornillos para su fijacin.

4. LEDs de Entrada, se encienden cuando alguna entrada se activa.

5. LEDs de Estado, existen cuatro estados posibles, descritos a continuacin:

1. Power: al energizar el controlador debe estar activado este LED indicador.

2. Run: indica cuando el PLC est corriendo un programa previamente descargado.

3. Fault: cuando est parpadeando indica que hay una falla recuperable en el procesador.

Frecuentemente, la falla recuperable es porque no hay proyecto en el procesador;

generalmente, un procesador nuevo tendr sus LEDs de falla parpadeando. Si el LED

esta fijo, un error fatal ha ocurrido y no se puede establecer comunicacin.

4. Force: se activa cuando una entrada o salida est forzada con un determinado valor.

24

6. Canal de Comunicacin RS-232, es el punto de conexin hacia la computadora.

7. LEDs de Salida, se activan al mismo tiempo que la salida correspondiente.

8. Lnea de Alimentacin, es donde debe conectarse la fuente de energa (120VAC).

9. Tornillo de Tierra, para proteger al usuario y al equipo se recomienda aterrarlo.

10. Terminales, 6 conexiones a los dispositivos de salida y 5 comunes.

Otra figura que puede facilitar el conocimiento del Hardware es la fig. 2.8, la cual muestra

los terminales de conexin:

Figura 2.8. Terminales de conexin del controlador.

Fuente: Elaboracin Propia

Instalacin

La instalacin del controlador puede ser realizada de dos maneras, tal como se muestra en

la figura 2.8 y se describe a continuacin:

25

y Con tornillos, sujetando el PLC al lugar donde se va a realizar la instalacin. El MicroLogix posee dos orificios donde se colocan estos tornillos.

y Con un riel DIN, se coloca en una ranura que trae el Micrologix en la parte posterior.

Figura 2.9. Montaje del PLC.

Fuente: Allen-Bradley

Comunicacin

El controlador programable MicroLogix 1000 puede ser conectado a un computador

personal utilizando un cable serial desde el puerto serial del PC hasta el microcontrolador, tal

como seala la figura 2.9:

Figura 2.10. Conexin entre PC y PLC. Fuente: Allen-Bradley

El cable que se emplea en dicha comunicacin, se muestra en la figura 2.10:

Vista

PlantillaProtectora

Plantilla De montaje

26

Figura 2.11. Cable de comunicacin.

Fuente: Allen-Bradley

Los terminales del cable se corresponden segn la figura 2.11:

Figura 2.12. Cruce de terminales Fuente: Allen-Bradley

Alimentacin

El MicroLogix 1000 empleado en este Trabajo Especial de Grado se alimenta con 120VAC

y dispone de una fuente de tensin de 24VDC para las entradas (pulsadores y selector de dos

posiciones). Tiene una corriente de entrada mxima al momento del arranque de 30A por 8ms.

27

Aplicaciones

Con este dispositivo pueden realizarse diversas tareas haciendo uso de la programacin,

entre las cuales pueden estar: instrucciones de secuencia de tiempo o de eventos, contadores

ascendentes o descendentes, selectores, operadores lgicos y matemticos y temporizadores.

Principios de control de mquina

El controlador consta de una fuente de alimentacin incorporada, una unidad de

procesamiento central (CPU), entradas, las cuales se conectan a los dispositivos de entrada (tales

como botones pulsadores, detectores de proximidad, finales de carrera) y salidas, las cuales se

conectan a dispositivos de salida (tales como arrancadores de motor, rels de estado slido y

luces indicadoras).

La figura 2.13 muestra un diagrama de las partes que conforman el controlador.

Figura 2.13. Elementos del controlador.

Fuente: Allen-Bradley

28

El software se usa para introducir un programa lgico en el controlador. El programa

lgico est basado en sus diagramas de impresin de rels elctricos. Contiene instrucciones que

dirigen el control de su aplicacin.

Con el programa lgico introducido en el controlador, y al colocar el dispositivo en el

modo de Marcha, observndose que inicia un ciclo operativo, el cual se muestra en la figura 2.14,

consta de una serie de operaciones realizadas secuencial y repetidamente, a menos que sean

alteradas por la lgica de su programa.

Figura 2.14. El ciclo operativo del controlador.

Fuente: Allen-Bradley

1. Scan de entrada el tiempo requerido por el controlador para explorar y leer todos los

datos de entrada; generalmente se realiza en ms.

2. Scan de programa el tiempo requerido por el procesador para ejecutar las instrucciones en

el programa. El tiempo de Scan del programa vara dependiendo de las instrucciones usadas

29

y del estado de cada instruccin durante el tiempo de Scan. Las subrutinas e instrucciones

de interrupcin dentro de su programa lgico pueden causar desviaciones en la secuencia del

ciclo de operacin.

3. Scan de salida el tiempo requerido por el controlador para explorar y escribir todos los

datos de salida; normalmente se realiza en ms.

4. Comunicaciones de servicio la parte del ciclo de operacin en la que se efecta la

comunicacin con otros dispositivos, tales como un HHP (programador porttil) o un

computador personal.

5. Preparacin previa y tareas varias el tiempo dedicado a la administracin de la memoria y

actualizacin de temporizadores y registradores internos.

El procesador proporciona control mediante el uso de un programa creado, llamado

archivo del procesador. Este archivo contiene otros archivos que dividen el programa en partes

ms manejables.

Descripcin general del archivo del procesador

La mayora de las operaciones que se realizan con el software incluyen el archivo del

procesador y dos componentes creados con ste: archivos de programa y archivos de datos.

Figura 2.15. Archivo del procesador.

Fuente: Allen-Bradley

30

El software almacena los archivos del procesador en el disco duro. El control y edicin de

los archivos del procesador se realiza en el rea de trabajo del computador.

Figura 2.16. Terminal de programacin del procesador.

Fuente: Allen-Bradley

Los archivos del procesador se crean en el modo fuera de lnea usando el software. Estos

archivos luego son restaurados (transferidos) al procesador para la operacin en lnea.

Archivos del programa

Los archivos del programa contienen informacin del controlador, el programa principal

de escalera, subrutinas de interrupcin y los programas de subrutinas. Estos archivos son:

y Programa del sistema (archivo 0) Este archivo contiene informacin diversa relacionada con el sistema e informacin programada por el usuario, como por ejemplo,

tipo de procesador, configuracin de E/S, nombre de archivo del procesador y contrasea.

y Reservado (archivo 1) Este archivo est reservado por el sistema. y Programa principal de escalera (archivo 2) Este archivo contiene instrucciones programadas por el usuario que definen cmo va a operar el controlador.

y Rutina de fallo de error de usuario (archivo 3) Este archivo se ejecuta cuando se produce un fallo recuperable.

31

y Interrupcin de contador de alta velocidad (archivo 4) Este archivo se ejecuta cuando se produce una interrupcin HSC. Tambin puede usarse para un programa de

escalera de subrutina.

y Interrupcin cronometrada seleccionable (archivo 5) Este archivo se ejecuta cuando se produce una STI. Puede usarse tambin para un programa de escalera de

subrutina.

y Programa de escalera de subrutina (archivos 6 15) Estos se usan de acuerdo a las instrucciones de subrutinas que residen en el archivo del programa de escalera

principal u otros archivos de subrutina.

Archivos de datos

Los archivos de datos contienen la informacin de estado asociada con las E/S externas y

todas las otras instrucciones usadas en los archivos de programa de escalera principal y de

subrutina. Adems, estos archivos almacenan la informacin concerniente a la operacin del

procesador. Tambin puede usar los archivos para almacenar frmulas y tablas de referencia si

fuera necesario. Estos archivos estn organizados segn el tipo de datos que contienen, y se

clasifican en:

y Salida (archivo 0) Almacena el estado de los terminales de salida para el controlador.

y Entrada (archivo 1) Almacena el estado de los terminales de entrada para el controlador.

y Estado (archivo 2) Almacena la informacin de operacin del controlador. Este archivo es til para la localizacin y correccin de fallos del controlador y la operacin

del programa.

y Bit (archivo 3) Se usa para el almacenamiento de la lgica del rel interno. y Temporizador (archivo 4) Almacena los valores acumulados y predefinidos de temporizador y bits de estado.

32

y Contador (archivo 5) Almacena los valores acumulados y predefinidos de contador y bits de estado.

y Control (archivo 6) Almacena la longitud, posicin del puntero y bits de estado para instrucciones especficas tales como registros de desplazamiento y secuenciadores.

y Entero (archivo 7) Se usa para almacenar valores numricos o informacin de bits.

Almacenamiento y acceso a los archivos del procesador [29]

El controlador usa dos dispositivos para almacenar los archivos del procesador: RAM y

EEPROM. La memoria RAM proporciona almacenamiento de fcil acceso, es decir, los datos se

pierden cuando se produce una desconexin, mientras que la memoria EEPROM proporciona

almacenamiento de largo plazo, por lo tanto, los datos no se pierden cuando se produce una

desconexin. El siguiente diagrama (figura 2.17) muestra cmo se asigna la memoria en el

procesador del controlador.

Figura 2.17. Memoria del procesador.

Fuente: Allen-Bradley

El dispositivo de memoria que se usa depende de la operacin que se est realizando. Esta

seccin describe cmo se almacena en la memoria y cmo se obtiene acceso a sta durante las

siguientes operaciones: Transferencia, Operacin normal, Apagado y Arranque.

33

a) Transferencia

Cuando el archivo del procesador se transfiere al controlador, primero se almacena en la

RAM voltil. Luego se transfiere a la EEPROM no voltil, donde ste se almacena como datos

de seguridad y como datos retentivos.

Figura 2.18. Transferencia de archivos procesador.

Fuente: Allen-Bradley

Para asegurar que los datos de seguridad sean los mismos para todos los controladores

que se estn usando, debe salvarse el programa en el disco antes de transferirlo a un controlador.

b) Operacin normal

Durante la operacin normal, el controlador y el computador personal pueden tener

acceso a los archivos del procesador almacenados en la RAM. Todo cambio en los datos

retentivos que se produzca debido a la ejecucin del programa o los comandos de programacin

afectan slo a los datos retentivos en la RAM.

Los archivos del programa nunca se modifican durante la operacin normal. Sin embargo,

la CPU y su software de programacin pueden leer los archivos del programa almacenados en la

RAM.

34

Figura 2.19. Operacin normal del procesador.

Fuente: Allen-Bradley

c) Apagado

Cuando se apaga, slo los datos retentivos se transfieren de la RAM a la EEPROM. (Los

archivos del programa no necesitan guardarse en la EEPROM puesto que no pueden ser

modificados durante la operacin normal). Si por alguna razn se pierde la potencia antes de

guardar todos los datos retentivos en la EEPROM, se pierden los datos retentivos. Esto puede

producirse por un restablecimiento inesperado o un problema del hardware.

Figura 2.19. Transferencia del procesador en modo apagado.

Fuente: Allen-Bradley

35

d) Arranque

Durante el arranque, el controlador transfiere los archivos del programa desde la

EEPROM a la RAM. Los datos retentivos tambin son transferidos a la RAM, siempre y cuando

no se hayan perdido en el apagado, y empieza la operacin normal.

Figura 2.20. Transferencia del procesador durante el arranque (a).

Fuente: Allen-Bradley

Si se perdieron datos retentivos durante el apagado, los datos de seguridad de EEPROM

se transfieren a la RAM y se usan como datos retentivos. Adems, se establece el bit de archivo

de estado S2:5/8 (datos retentivos perdidos) y se produce un error mayor recuperable cuando se

cambia al modo de marcha.

Figura 2.21. Transferencia del procesador durante el arranque (b).

Fuente: Allen-Bradley

36

Direccionamiento de archivos de datos

Para fines de direccionamiento, cada tipo de archivo de datos se identifica mediante una

letra (identificador) y un nmero de archivo.

Tabla 2.2. Direccionamiento de archivos de datos

Tipo de archivo Nmero

Identificador de archivo

Salida O 0 Entrada I 1 Estado S 2

Bit B 3 Temporizador T 4

Contador C 5 Control R 6 Enteros N 7

Fuente: Rockwell Automation

Las direcciones constan de caracteres alfanumricos separados por delimitadores, los

cuales incluyen el signo de dos puntos, el signo diagonal y el punto.

Especificacin de direcciones lgicas

El formato de una direccin lgica, xf:e, corresponde directamente con la ubicacin en el

almacenamiento de datos.

37

Tabla 2.3. Direccionamiento lgico

x Tipo de archivo:

Osalida Ttemporizador Ientrada Ccontador Sestado Rcontrol Bbinario Nenteros

f # de archivo:

0salida 4temporizador 1entrada 5contador 2estado 6control 3binario 7enteros

: Delimitador de elemento: El delimitador de dos puntos o punto y coma separa nmeros de archivo y estructura/palabra

e Nmero de elemento: 0 a:

0salida 39temporizador1entrada 31contador 32estado 15control 31binario 104enteros

Fuente: Rockwell Automation Se asignan direcciones lgicas a instrucciones desde el nivel ms alto (elemento) al nivel

ms bajo (bit).

A continuacin se muestra una tabla (2.4) con ejemplos de direccionamiento, para

especificar una direccin, tales como: palabras dentro de un archivo de enteros o de

temporizador; bits dentro de un archivo de bit, de control o de enteros.

38

Tabla 2.4. Ejemplos de direccionamiento

Fuente: Rockwell Automation

Para especificar una direccin a:

Palabra dentro de un archivo de enteros

Tipo de archivoNmero de archivo

N 7 : 2

Palabra dentro de un archivo de temporizador

Tipo de archivoNmero de archivoDelimitador de archivoNmero de estructuraDelimitadorPalabra

T 4 : 7 . ACC

Bit dentro de un archivo de enteros

Tipo de archivoNmero de archivoDelimitador de archivoNmero de palabraDelimitador de bitNmero de bit

N 7 : 2 / 5

Delimitador de bitNmero de bit

B3 / 3 1

Bit dentro de un archivo de control

Tipo de archivoNmero de archivoDelimitador de archivoNmero de estructuraDelimitadorMnemnico

R 6 : 7 / D N

Use estos parmetros:

Los archivos de bit son archivos continuos de corrientes de bit, y por lo tanto se pueden direccionar de dos maneras: por palabra y bit, o por bit solamente.

Bit dentro de un archivo de bit

39

2.2.2.2. Software RSLogix 500

RSLogix 500 es el software destinado para la creacin de programas del autmata en

lenguaje de esquema de contactos, tambin llamado lgica de Escalera (Ladder). Incluye editor

de Ladder, el cual permite la fcil edicin de programas que pueden comprender 65 instrucciones

tanto simples como complejas; tambin posee un verificador de proyectos (con lista de errores)

entre otras opciones, siendo as una herramienta sencilla y cmoda para la programacin del

controlador. Este producto se ha desarrollado para operar en sistemas operativos Windows. [26]

Requisitos del Sistema y Compatibilidad

Para el uso efectivo del software RSLogix 500, se requiere un computador personal que

cumpla con los siguientes requerimientos tanto de hardware como de software: [26]

Exigencias mnimas de hardware:

y Procesador Intel Pentium, Pentium-compatible, o 486. y 16 MB RAM para MicroLogix 1000. y 50 MB de espacio libre en el Disco Duro. y Monitor y adaptador grfico SVGA 256-color con resolucin 640 x 480 o una

resolucin mejorada (800 x 600 para condicin ptima).

y Disquetera de 3.5 pulgadas (solo para la activacin del programa mediante la llave). y Cualquier dispositivo de sealamiento compatible con Windows.

Exigencias mnimas de software:

y Microsoft Windows 95, Windows 98, Windows NT (versin 4 w/ SP4 o superior), Windows 2000, o Windows XP.

y RSLinx Classic Lite (versin 2.31.00 o posterior).

40

Formas de comunicacin

La programacin del controlador se realiza desde un Computador Personal conectado con

un cable RS-232, bajo el N de catlogo 1761-CBL-PM02, serie C [27]. Ver figura 2.12.

Figura 2.22. Cable de comunicacin

Fuente: Allen-Bradley

Caractersticas

Existen cualidades incluidas este software que deben destacarse:

y Un editor de programas de forma libre en Escalera, lo cual permite concentrarse en una aplicacin lgica en lugar de cuidar la sintaxis de una programacin en lenguaje

de instruccin.

y Un potente verificador de proyecto que permite construir una lista de errores con la que pueden realizarse correcciones a conveniencia.

y Una edicin arrastre-exclusin que permite mover rpidamente elementos de tabla de datos de un archivo de datos a otro, escalones de una subrutina o proyecto a otro, o

instrucciones de un escaln a otro dentro de un proyecto.

y Buscar y remplazar para hacer cambios de smbolos o direccionamiento de manera rpida cuando sea necesario.

y Una pantalla con los datos de costumbre para observar por separado elementos de datos y su interaccin mutua.

41

y Una interfaz llamada rbol del proyecto que permite acceder a todas las carpetas y archivos del proyecto.

y Una funcin de antecedentes y tendencias para el monitoreo y exposicin de datos del proceso.

Barra de Herramientas

A continuacin se da una descripcin de las funciones ms utilizadas en la programacin

en escalera.

Figura 2.23. Funciones bsicas de la barra de herramientas principal

Fuente: RSLogix 500

Las funciones bsicas del programa RSLogix 500, segn la numeracin sealada en la

figura 2.23, permiten:

1. Crear un archivo nuevo.

2. Abrir uno ya existente.

3. Guardar el proyecto en el cual se est trabajando.

4. Imprimirlo.

5. Cortar un elemento o escaln completo.

1

263 4 5

811 9

7

10

42

6. Copiar un elemento o escaln completo.

7. Pegar un elemento o escaln completo.

8. Indica si alguna entrada o salida del controlador est forzada.

9. Muestra si la entrada o salida forzada est habilitada o no.

Por ser la funcin force nueva en el estudio, seguidamente se dar una descripcin

general de la misma.

Descripcin general de la funcin de forzados

La funcin de forzados permite anular el estado actual de los circuitos de entrada externa,

activando y desactivando forzadamente los bits del archivo de datos de entrada externa. Tambin

se puede anular la lgica del procesador y el estado de los bits del archivo de datos de salida,

activando y desactivando forzadamente los circuitos de salida.

Los forzados siempre estn habilitados pero deben instalarse para estar activos. Se

pueden instalar forzados mientras:

y Supervisa su archivo fuera de lnea y Supervisa su archivo en lnea en cualquier modo del procesador

Forzado de E/S

La instalacin de forzados en los bits del archivo de datos de entrada afecta la tabla de

forzados de entrada, el archivo de datos de entrada y tambin la lgica del programa. Los efectos

de los forzados instalados en la lgica del programa pueden verse en los modos de marcha REM

y en cualquiera de los modos de prueba REM.

43

Un circuito de salida externa forzado es independiente de la lgica interna del programa

de escalera y del archivo de datos de salida. El instalar forzados en circuitos de salida slo afecta

la tabla de forzados de salida. Los forzados instalados no afectan el archivo de datos de salida ni

la lgica del programa. Sin embargo, s afectan el circuito de salida. Los efectos de forzados

instalados slo pueden verse en el modo de marcha. El modo de prueba no activa los circuitos de

salida.

El siguiente es un ejemplo de pantalla del monitor de archivo para un archivo del

procesador. La lnea de estado indica que el procesador est en el modo de marcha REM y que no

existen forzados. El cursor est ubicado en la instruccin I:0/1 en el rengln 0.

Figura 2.24. Ejemplo de la funcin force

Fuente: Rockwell Automation

El procedimiento para el forzado de los circuitos de salida externos es el mismo que para

el forzado de los bits del archivo de datos de entrada externa. El procedimiento se indica a

continuacin.

44

1. FORZADO

(F9)

Brinda acceso a las funciones del men de forzados.

2. ACTIVAR

(F2)

Instala un forzado activado para la direccin del archivo de entrada externa donde

se encuentra el cursor.

Esto simula el cierre del circuito de entrada externa. Sin embargo, el estado real de

abierto/cerrado del circuito de entrada externa ya no afecta la lgica del programa.

Para la figura 2.24, se afirma lo siguiente:

y La lnea de estado indica forzados ACTIVOS. y El rea de visualizacin indica que I:0/1 es verdadera (intensificado) y La palabra ON asociada con la instruccin I:0/1 est intensificada, indicando que los

forzados estn habilitados.

y Otras instrucciones en el programa de escalera se han hecho verdaderas o falsas en base al bit del archivo de datos de entrada externa forzada y las reglas de continuidad lgica.

y El indicador LED de forzado de E/S del controlador est encendido de manera continua.

Pantalla del monitor de forzados de entrada

Esta funcin permite instalar y monitorear forzados del archivo de datos de entrada.

45

Figura 2.25. Pantalla del monitor de forzados de entrada

Fuente: Rockwell Automation

En el forzado de bits del archivo de datos de entrada externa en el modo de marcha o de

prueba ocurre lo siguiente:

1. El programa de escalera es explorado y la lgica de escalera es aplicada.

2. Las instrucciones verdaderas son intensificadas en la pantalla.

3. El forzado de los bits del archivo de datos de entrada y los cambios de datos resultantes

aparecen en las pantallas del archivo de datos.

En el forzado de circuitos de salida externa en el modo de marcha ocurre lo mismo que se

mostr en los puntos 1 y 2, anteriormente, pero la ltima accin es cambiada por:

46

y Los indicadores LED de salida del controlador se encienden y/o se mantienen encendidos para los forzados habilitados en los circuitos de salida externa.

La siguiente tabla muestra las teclas de funcin disponibles y describe cmo funciona

cada una de ellas.

Tabla 2.5. Teclas de funcin del force

Tecla de Funcin Operacin

F1 (OFF)

Se introduce un 0 en la tabla de forzados para la direccin de entrada o salida externa en donde se encuentra el cursor. Si el procesador est en el modo de marcha o

prueba, se instala el forzado y el bit del archivo de datos permanece forzado hasta que se retira el forzado.

F2 (ON)

Se introduce un 1 en la tabla de forzados de la direccin de entrada o salida externa en donde se encuentra el cursor. Si

el procesador est en el modo de marcha o prueba, se instala el forzado y el bit del archivo de datos permanece

forzado hasta que se retira el forzado.

F3 (QUITAR)

Afecta la direccin de bit de E/S externa en donde se encuentra el cursor. Retira el forzado instalado de la tabla de forzados y el archivo de datos, si fuera aplicable. Los

otros forzados no son afectados.

F4 (QUITAR TODO)

Afecta todas las direcciones de bit de entrada o salida externa forzada y los circuitos de salida externa. Retira los

forzados instalados de todas las direcciones de bit de entrada externa y circuitos de salida. Se debe confirmar la

seleccin despus de seleccionar Quitar todo. Fuente: Rockwell Automation

Las siguientes tablas muestran un ejemplo de instalacin de un forzado en la entrada

mientras est en el modo de marcha o prueba (tabla 2.6) y uno en la salida en modo de marcha

(tabla 2.7).

47

Tabla 2.6. Ejemplo de force en la entrada

Modo de marcha o prueba Bit de

archivo de datos = 0

Bit de archivo de datos =1

Condiciones iniciales: Bit del archivo de datos = 0 El circuito de entrada est desactivado. No hay forzados.

I:0 --] [--

1 falso

I:0 --] [--

1 verdadero

El forzado est activado, tecla [F2]. Un 1 es colocado en la tabla de forzados de entrada.Los forzados siempre estn habilitados. El bit del archivo de datos permanece en 1. El circuito de entrada todava est efectivo.

I:0 --] [--

1 ON

falso

I:0 --] [--

1 ON

verdaderoFuente: Rockwell Automation

Tabla 2.7. Ejemplo de force en la salida

Modo de marcha

Bit de archivo de datos = 0

Bit de archivo de datos =1

Condiciones iniciales: No hay forzados. El circuito de salida sigue el estado de bit del archivo de datos de salida.

O:0 --( )-- 0 falso

O:0 --( )-- 0

verdadero

El forzado est activado, tecla [F2]. Un 1 es colocado en la tabla de forzados de salida. El circuito de salida e indicador de LED se activan y/o se mantienen activados. El estado del bit de archivo de datos no es afectado.

O:0 --( )--- 0 ON

falso

O:0 --( )-- 0 ON

verdaderoFuente: Rockwell Automation

48

10. Modos de operacin

Todos los modos se consideran remotos, lo cual indica que los modos del procesador

pueden cambiarse a travs de canales de comunicacin, cuando el computador y en

controlador estn conectados. Los tres modos remotos posibles son:

y Modo de programa remoto (REM Program) y Modo de prueba remota (REM Test) y Modo de marcha remota (REM Run)

Modo de programa Remoto

El modo de programa remoto facilita la transferencia de archivos del procesador a travs

de la funcin de restauracin. En este modo, el procesador no explora ni ejecuta el programa de

escalera y todas las salidas estn desactivadas.

El modo de programa remoto permite:

y Controlar el programa de escalera en el procesador (sin indicacin del estado de rengln). y Establecer forzados de E/S. y Guardar un archivo del procesador en el disco. y Usar la funcin de bsqueda. y Controlar y editar archivos de datos.

Modo de prueba remota

El modo de prueba remota permite:

y Controlar el programa de escalera actual a medida que est siendo ejecutado.

49

y Guardar un archivo del procesador en el disco. y Usar la funcin de bsqueda. y Forzar entradas y configurar salidas. y Controlar y editar archivos de datos. y Ejecutar su programa con puntos de salida desactivados.

En el modo de prueba REM, el procesador explora o ejecuta el programa de escalera,

controla dispositivos de entrada y actualiza los archivos de datos de salida sin activar dispositivos

o circuitos de salida. Se pueden realizar las siguientes pruebas del programa de escalera.

y Scan nico (SSN) En este modo de prueba, el procesador ejecuta un ciclo operativo nico que lee las entradas, ejecuta el programa de escalera y actualiza los datos sin activar

los circuitos de salida.

y Scan continuo (CSN) Este modo de prueba es igual al modo de marcha remota excepto que los circuitos de salida no estn activados. Esto le permite localizar y corregir fallos o

probar su programa de escalera sin activar dispositivos de salida externos.

Modo de marcha remota

En el modo de marcha REM, el procesador adems de explorar, ejecutar y controlar

dispositivos de entrada, tambin activa dispositivos de salida y efecta forzados de E/S

habilitadas.

El modo de marcha remota permite:

y Controlar el programa de escalera, estado de renglones y datos a medida que se estn ejecutando.

y Guardar un archivo del procesador en el disco. y Usar la funcin de bsqueda.

50

y Forzar entradas y configurar salidas. y Controlar y editar archivos de datos. y Cambiar un modo usando un programador.

Si el PLC no est en lnea, las opciones visibles sern: conectar en lnea, descargar el

programa o permanecer desconectado.

11. Edicin de programa en lnea (no disponible para MicroLogix 1000).

La siguiente figura (2.26), muestra las funciones bsicas de la barra de herramientas de

usuario, es sealado un nmero para cada una de ellas y abajo su significado.

Figura 2.26. Funciones bsicas de la barra de herramientas (User)

Fuente: RSLogix 500

1. Aadir nuevo escaln al proyecto.

2. Aadir rama al escaln.

3. Insertar contacto normalmente abierto.

4. Insertar contacto normalmente cerrado.

5. Energizar contacto de salida o marca.

6. Enclavar una variable.

7. Desenclavar una variable.

La figura 2.27, muestra las funciones bsicas de la barra de herramientas de temporizador

y contador, de acuerdo al nmero sealado para cada una de ellas se da su significado.

2

6 7

3 45

51

Figura 2.27. Funciones bsicas de la barra de herramientas (Timer/Counter)

Fuente: RSLogix 500

1. Temporizador a la conexin.

2. Temporizador a la desconexin.

3. Contador ascendente.

4. Contador descendente.

5. Reinicio

Uso de las instrucciones bsicas [29]

A continuacin se presenta informacin general sobre las instrucciones bsicas y se

explica cmo funcionan en el programa de aplicacin. Cada instruccin bsica incluye

informacin sobre:

y Cul es su smbolo y Tiempo tpico de ejecucin y Cmo debe ser usada y Cmo se debe introducir

1 2 5

3 4

52

Existen tres grupos de instrucciones: bit, temporizador y contador. La tabla 2.8 muestra a

continuacin el propsito de las instrucciones de bit.

Tabla 2.8. Instrucciones de Bit

Instruccin Mnemnico Nombre

Propsito

XIC Examina si cerrado Examina un bit para una condicin de activacin.

XIO Examina si abierto Examina un bit para una condicin de desactivacin.

OTE Activacin salida Activar o desactivar un bit.

Fuente: Rockwell Automation

Estas instrucciones funcionan en un solo bit de datos. Durante la operacin, el procesador

puede establecer o restablecer el bit, en base a la continuidad lgica de los renglones de escalera.

Se puede direccionar un bit tantas veces como lo requiera el programa. No se recomienda usar la

misma direccin con instrucciones de salida mltiples.

Las instrucciones de bit se usan con los siguientes archivos de datos:

y Archivos de datos de salida y entrada. Estos representan salidas y entradas externas. y El archivo de datos de estado (S2:). Aqu pueden guardarse diferentes tipos de datos, tales

como: base de tiempo, banderas aritmticas, registros matemticos, entre otros.

y El archivo de datos de bit (B3:). Estas son las bobinas internas usadas en su programa. y Archivos de datos de temporizador, contador y control (T4:, C5: y R6:). Estas

instrucciones usan varios bits de control.

y El archivo de datos enteros (N7:). Use estas direcciones (a nivel de bit) segn su programa lo requiera.

53

Examina si cerrado (XIC) ] [

La instruccin XIC es usada para determinar si un bit est activado. Cuando la instruccin

se ejecuta, si el bit diseccionado est activado (1), entonces la instruccin es evaluada como

verdadera. Cuando se ejecuta la instruccin, si el bit direccionado est desactivado (0), entonces

la instruccin se evala como falsa.

Tabla 2.9. y 2.10. Estado de direccin de Bit y Tiempos de ejecucin