RevisadoPedro Romn de Len

AprobadoRubn Flores

PLC Bsico

ESPAOL

Manual de Contenidodel Participante

TX-TIP-0005

Es importante comprender las consecuencias que el desconocimiento de losconceptos y principios explicados en este manual puede ocasionar en el ambiente, seguridad y salud ocupacional y en la calidad del producto final.

Propsito y Objetivos de este Manual

Los objetivos de este manual se orientan al cumplimiento de los siguientes puntos:

Este manual tiene como propsito entender qu es un PLC, cmo funciona y la razn que lo hace imprescindible en cualquier proceso que realice una mquina.

Entender cmo opera un PLC y para qu sirve en una industria.

Detectar fallas en el funcionamiento del controlador.

Manejar un circuito PLC.

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Cmo Utilizar este Manual

Este manual le muestra cules son las partes que componen un circuito de PLC, el mtodo de programacin y la forma en que lleva a cabo los controles necesarios.

CAPTULO 1Conceptos Bsicos

5

CAPTULO 2Controladores LgicosProgramables

18

CAPTULO 3Configuracin Bsica del PLC

31

CAPTULO 4Lgica en el PLC

42

En este manual usted va a encontrar grficosdemostrativos de un circuito de PLC, algunos de los cdigos que utiliza, cmo manejar un PLC.

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CAPTULO 5Codificacin de Seales

56

CAPTULO 6Programacin de PLC

56

CAPTULO 7Instalacin, Puesta a Punto y Mantenimiento del PLC

84

CAPTULO 8Interfases de Comunicacin

89

Cmo Utilizar este Manual

A continuacin hay una descripcin de la utilizacin de cada icono, es decir en qu oportunidad aparecen:

El manual contiene pequeas figuras que se repiten en todos los captulos y que son una forma de organizacin de la informacin para hacer ms fcil y dinmica la lectura. Estas figuras se denominan conos.

ACTIVIDADSeala el comienzo de un ejercicio

que le permitir reforzar lo aprendido.

EJEMPLOIlustra con situaciones reales los

temas tratados.

GLOSARIOExplica trminos y siglas.

RECUERDERefuerza un concepto ya

mencionado en el texto del manual.

ANEXOProfundiza conceptos.

FIN DE MANUALSeala la finalizacin del

manual.

EXAMEN FINALSeala el comienzo de la evaluacin

final.

FIN DE CAPTULOSeala la finalizacin del

captulo.

ATENCINDestaca conceptos importantes.

MANTENIMIENTOResalta procedimientos necesarios

de mantenimiento.

PREGUNTASPresenta preguntas disparadoras.

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1.1 Procesos Industriales1.2 Seales Discretas y Analgicas1.3 Automatismos1.4 Mando y Regulacin

Los procesos industriales estn caracterizados por los sistemas de control que automatizan sus procesos.

Segn cuales sean los medios de trabajo, habr un criterio para la seleccin de los medios de mando.

678

10

1PLC Bsico

Conceptos BsicosTEMAS DEL CAPTULO 1

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1. Conceptos Bsicos

Procesos Industriales1.1

PROCESOS CONTINUOS

Estos procesos estn caracterizados por parmetros que cambian lentamente. Una vez fijados los valores de entrada de referencia (set point) stos podrn ser cambiados por el operador, pero los cambios no sern de gran magnitud. Los arranques y paradas son pocos y espaciados. El estado estacionario es la norma. Estos procesos son controlados por sistemas de control analgicos.

PROCESOS DISCRETOS

Estos procesos los encontramos en mquinas herramientas automatizadas - por ejemplolneas de ensamble - en las cuales se tiene una serie de acciones individuales sucesivas y,a veces, simultneas. Es decir, hay una cantidad de estados discretos que se sucedenseparados por distintos tiempos, siendo en algunos casos la separacin de unos pocosmilisegundos. Permanentemente se producen arranques y paradas de la lnea. Estosprocesos fueron el tradicional dominio de utilizacin de los rels electromagnticos y enla actualidad de los Controladores Lgicos Programables (PLC).

PROCESOS BATCH

Estos pueden ser uno o ms procesos continuos separados por procesos de tipo discreto,

a menudo secuencial, adems de la secuencia de arranque y la de parada.

EJEMPLO

Como ejemplo se puede citar la carga de varios componentes para obtener una mezcla bajo ciertas condiciones de temperatura, presin, humedad, etc.

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TX-TIP-0005

1. Conceptos Bsicos

Seales discretas y Analgicas1.2

Qu es una seal analgica?

Son aquellas seales registradas continuamente.

A diferencia de las seales discretas, las seales analgicas estn presentes en diferentes

niveles.

Por lo general son seales de tensin o de corriente de 0-10 V 0-20 mA 4-20 mA.

EJEMPLO

Por ejemplo, la temperatura es un caso tpico de seal analgica ya que continuamente cambia en el tiempo en cantidades infinitesimales.

Qu es una seal analgica discreta?

Son aquellas seales registradas continuamente.

A diferencia de las seales discretas, las seales analgicas estn presentes en diferentes

niveles.

Por lo general son seales de tensin o de corriente de 0-10 V 0-20 mA 4-20 mA.

EJEMPLO

REPRESENTACIN DE UNA SEAL NALOGICA

VOLT

AJE

REPRESENTACIN DE UNA SEAL DIGITAL

VOLT

AJE

t t

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1. Conceptos Bsicos

Automatismos1.3

Qu es una seal analgica?RECUERDE

La automatizacin de una mquina o proceso productivo simple tiene como consecuencia la liberacin fsica y mental del hombre de dicha labor.

Se denomina automatismo al dispositivo fsico que realiza sta funcin controlando su funcionamiento.

SEALES DE DETECCIN

CAPTADORESAUTOMATISMO

OPERATIVOACTUADORES

RDENES DE FUNCIONAMIENTO

O PARTE DELCONTROL

MAQUINA O PROCESO

Todo sistema

automtico, por

simple que sea,

se basa en el

concepto de

lazo y se lo

representa como

en la figura.

Fases de estudio en la elaboracin de un automatismo

Para el desarrollo y elaboracin correcta de un automatismo es necesario conocer previamente los datos siguientes:

Las especificaciones tcnicas del sistema o proceso a automatizar y su correcta interpretacin.

La parte econmica asignada para no caer en el error de elaborar una buena opcin desde el punto de vista tcnico,

pero no viable econmicamente.

Los materiales, aparatos, etc., existentes en el mercado que se van a utilizar para disear el

automatismo.

En este apartado es importante conocer tambin: Calidad de la informacin tcnica de los equipos.

Disponibilidad y rapidez en cuanto a recambio y asistencia tcnica.

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1. Conceptos Bsicos

1

2

3

1

2

3

ESTUDIO PREVIO

ESTUDIO TCNICOECONMICO

DECISIN FINAL

INICIO

ESPECIFICACIONESFUNCIONALES

RESOLUCIONES DE LAS OPCIONESTECNOLGICAMENTE MS EFICACES

ESTUDIO ECONMICO DE LASOPCIONES

TOMA DE DECISIONES

LGICA CABLEADA LGICA PROGRAMADA

FIN

ESTUDIO DE LOS AUTOMATISMOS

ESTUDIO PREVIO

ESTUDIO TCNICO ECONMICO

DESICIN FINAL

Es importante, antes de acometer cualquier estudio medianamente serio de un automatismo, conocer con el mayor detalle posible las caractersticas, el funcionamiento, las distintas funciones, etc., de la mquina o proceso a automatizar. Esto lo obtenemos de las especificaciones funcionales y es la base mnima a partir de la cual podremos iniciar el siguiente paso: estudiar cuales son los elementos ms indicados para la construccin del automatismo.

Es la parte tcnica de especificaciones del automatismo: relacin de materiales, aparatos, su adaptacin al sistema y al entorno en el que se haya inscrito, etc. Tambin aqu se ha de valorar la parte operativa del comportamiento del automatismo en todos sus aspectos como ser mantenimiento, fiabilidad, etc.

En la etapa anterior, estudio tcnico-econmico, se han debido estudiar las dos opciones tecnolgicas posibles: lgica cableada y lgica programada. Los parmetros ms comunes que se deben valorar para una decisin correcta son los siguientes:

Ventajas e inconvenientes que se le asignan a cada opcin en relacin a su fiabilidad, vida media y

mantenimiento.

Posibilidades de ampliacin y de aprovechamiento de lo existente en cada caso.

Posibilidades econmicas y rentabilidad de la inversin realizada en cada opcin.

Ahorro desde el punto de vista de necesidades para su manejo y mantenimiento.

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1. Conceptos Bsicos

Mando y Regulacin1.4

Control por cableado

En esta tcnica, mejor conocida como control convencional, la unin fsica de diferentes elementos es la que determina la lgica o secuencia segn la cual trabaja el controlelementos pueden ser botones pulsadores, relevadores, contadores, etc.

Si se quiere modificar la lgica de control en un sistema de control por cableado, se necesita hacer cambios en el cableado reorganizando los diversos elementos que participan en el circuito de control, esto es, descablear y recablear para obtener lo que se desea.

En un sistema sencillo esto puede parecer un problema sin importancia. Pero, cuando en el control estn involucradas decenas o centenas de seales, hacer modificaciones al cableado resulta un problema relevante.

Control por Programa

Un problema as se resuelve mediante la tcnica de control por programa donde correspondiente es independiente de la lgica o secuencia de control deseada.

En el control por programa los contactos de los emisores del proceso y los contactos de los elementos finales de control se conectan a las terminales de conexin o bornes de undispositivo conocido como el PLC.

Control por cableado y control por programa

EMISORES

PLC

MEMORIA DEPROGRAMA

LAMPARAS Y ELEMENTOSFINALES DE CONTROL

APARATO DEPROGRAMACIN

CONTROL DE PROGRAMA

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1. Conceptos Bsicos

La lgica o secuencia segn la cual trabaja el control se escribe en forma de programa en la memoria del PLC con la ayuda de un aparato de programacin. Este programa se compone de una serie de instrucciones equivalentes a las conexiones serie y paralelo del control convencional.

La unidad de control del PLC lee las instrucciones almacenadas, interpreta su contenido y se encarga de su ejecucin. Al hacerlo, el controlador consulta los estados de los emisores o entradas (botones pulsadores, finales de carrera, fotoceldas, etc.) y produce resultados a las salidas, tales como conexin o desconexin de bobinas, lmparas, etc.

En caso de querer hacer una variacin a la secuencia de control, no se necesita modificar el cableado, sino el contenido de la memoria del controlador. La independencia del cableado con respecto a la secuencia de control es la diferencia y ventaja principal en el uso de PLC para las tareas de automatizacin.

Sin extendernos demasiado, es necesario tratar el importante avance de la regulacin y el mando en la industria. Las designaciones concernientes a las tcnicas de regulacin y mando, se exponen como sigue.

Dispositivo que sirve para gobernar grandes energas empleando otras menores. Conjunto de rganos que sirven para modificar, a menudo automticamente, la potencia de

una mquina o su funcionamiento. Control, sin intervencin humana, de la alimentacin de una mquina materia prima. Conjunto de fenmenos en un ciclo, que no pueden ser desarrollados por el hombre en

forma secuencial y con seguridad.

Segn la norma DIN 19226, mandar o controlar, es el fenmeno engendrado en el interior de un sistema, durante el cual uno o varios parmetros considerados de entrada, actan sobre otros considerados de salida, segn leyes propias del sistema. Este fenmeno origina una accin a travs del rgano de transferencia, como tal o a travs de la cadena de mando.

En la figura se representan las entradas y salidas en un bloque de un sistema de control:

MANDO

Xe1Xe2Xe3

Xa1

Xa2SISTEMA

ENTRADAS SALIDAS

REPRESENTACIN DE UN SISTEMA CONENTRADAS Y SALIDAS

1. Al sistema lo simplificamos con unbloque.

2. Los parmetros de entrada (identificadoscon x), introducen las seales deinformacin; son tratadas por el sistema,y luego restituidas bajo la forma deparmetros de salida.

REGULACIN

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1. Conceptos Bsicos

La norma se extiende an mssobre el trmino de mando.

Mando se utiliza muy a menudo, no solamente para designar el acto de controlar, sino tambin para denominar el dispositivo global en el interior del cual se desarrolla esta accin.Segn esta definicin, el conjunto representado en la figura, puede tambin denominarse bajo el trmino general de mando.

PERTURBACIN Z1 SISTEMA REGULAR

DESARROLLOREGULAR

PARMETRO DEREGULACIN DISPOSITIVO

DE MANDO

PARMETRO DE ENTRADA Xe

PERTURBACIN Z2

Es el proceso mediante el cual, el parmetro de salida se toma constantemente en consideracin y se lo compara con otro valor de referencia (entrada), antes de ser adaptado en funcin del resultado a otro valor del parmetro de entrada. El desarrollo funcional que resulta entonces es un circuito cerrado.

MANDO REGULACIN

SISTEMA REGULAR

PARMETRO PERTURBADOR Z1

FLUJOENERGTICO

DESARROLLO FUNCIONAL

La regulacin tiene por finalidad adaptar el valor del parmetro a regular, a pesar de influencias parsitas o perturbaciones, al valor predeterminado como parmetro de referencia.

PARMETRO DEREGULACIN

PARMETRO DEREFERENCIA W

PARMETRO PERTURBADOR Z2

DISPOSITIVO DEREGULACIN

COMPARACIN DE LA REFERENCIA CON LA SALIDA(FLUJO ENERGTICO)

En el caso de la regulacin, los parmetros disponibles a la salida del dispositivo, intervienen igualmente en el flujo energtico, pero en este caso el parmetro de entrada del sistema est influenciado por la comparacin con el de salida.

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1. Conceptos Bsicos

Para la tcnica de mando, la posibilidad de poder convertir seales de una forma de energa en otra, significa que dentro de un automatismo puede operarse con diferentes tipos de energas. Existe pues la posibilidad de dimensionar un mando segn criterios econmicos y tcnicos, que resulten ptimos.

La siguiente recopilacin ha de proporcionar una idea general de los medios ms corrientes de trabajo y de mando, y de sus criterios de eleccin. Sin embargo, no se trata de una enumeracin completa de todos los factores, sino slo de una exposicin de los puntos ms importantes:

Formas de energa para elementos de trabajo y de mando

Medios de trabajo

Criterios para la eleccin del sistema

Distincin de Mandos

Electricidad: Corriente elctrica. Hidrulica: Lquidos. Neumtica: Gases.

Fuerza. Recorrido. Tipo de movimiento (lineal, rotativo, etc.). Velocidad. Tamao constructivo. Sensibilidad. Seguridad. Regulacin. Gasto de energa.

Analgico. Digital. Binario.

MANDO

MANDO ANALGICO MANDO DIGITAL MANDO BINARIO

Es un mando que, dentro del tratamiento de las seales, opera predominantemente con seales continuas.

Opera con seales 1 o 0 (es decir si o no; todo o nada), procesando informaciones representadas numricamente, predominantemente.

Predominantemente opera con seales binarias, no siendo sus seales binarias componentes de nformacinrepresentadas numricamente.

Nota: El mando binario transforma seales binarias de entrada, en seales binarias de salida, principalmente con rganos combinatorios, temporizadores y rganos de memoria.

Los contadores, registros, memorias, totalizadores son las informaciones a procesar, normalmente estn representadas por un cdigo binario.

EJEMPLO

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1. Conceptos Bsicos

Para este caso, se trata de la forma de cmo quedan las seales de un mando, combinadas, influidas y finalmente procesadas. En la figura se presenta los tipos de mandos segn la forma de representacin de la informacin.

Distincin de los mandos segn la forma de representacin de la informacin

Distincin de mandos

Sincrnico. Asincrnico. Combinatorio. Secuencial.

Funcin del tiempo. Funcin del proceso.

Es un mando con un desarrollo forzado a pasos, en el cual sucede la progresin, de un paso al siguiente paso programado, en funcin de las condiciones de progresin. La sucesin de los pasos puede estar programada en forma especial (por ejemplo saltos, bucles, ramificaciones). Los pasos del mando corresponden por lo general a los tecnolgicamente condicionados pasos secuenciales.

Mando secuencial en funcin del tiempo las condiciones deprogresin dependen nicamente del tiempo.

1.

Mando secuencial en funcin del proceso las condiciones de progresin dependen nicamente de las seales de la instalacin gobernada (proceso). Tambin es conocido como mando en funcin del recorrido.

2.

SE

CU

EN

CIA

L FUN

CI

N D

EL

PR

OC

ES

OFU

NC

IN

DE

L TI

EM

PO

MA

ND

O

CO

MB

INA

TOR

IO

AS

INC

R

NIC

O

SIN

CR

N

ICO

A los efectos de operaciones booleanas, coordina a los estados de las seales de entrada (encendido-apagado por ejemplo), en determinados estados de las seales de salida

Es un mando que opera sin seal rtmica, en el que las modificaciones de seal solo quedan provocadas por modificaciones de las seales de entrada.

El procesamiento de las seales sucede sincrnicamente(al mismo tiempo) segn una seal rtmica.

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1. Conceptos Bsicos

Descomposicin de una cadena de mando

RECUERDE

Un dispositivo de mando, o bien un mando en general, est representado en muchos casos como una negra, cerrada, con entradas y salidas que representan el flujo de seales. Se trabaja as en las distintas reas de la tecnologa: hidrulica, neumtica, electrnica, elctrica

ENTRADA DE SEALES TRATAMIENTO DE SEALES SALIDA DE SEALES

Si se combinan distintas tcnicas, por ejemplo electricidad/hidrulica, o bien electrnica/hidrulica, ser necesario intercalar otro bloque. En la figura se representa este bloque justo antes de la salida de seales.

ENTRADA DE SEALESTRATAMIENTO DE SEALES

CONVERSINDE SEALES SALIDA DE SEALES

A este bloque tambin sele denomina transductor amplificador de seales.

La conversin de seales, sea cual sea su denominacin, tiene como funcin convertir las seales recibidas del campo -entradas y tratamiento de seales- (de la otra tcnica), para el campo de salidas de seales.

Para el diseo y proyecto de un sistema de mando, a menudo interesa nicamente una parte de la instalacin total. Existe pues, la posibilidad de extraer una parte del sistema de mando general y considerarla como sistema de mando parcial e independiente.

MANDO ELCTRICOMANDO

NEUMTICO/ELCTRICO

EJEMPLO:-MOTOR ROTATIVO-MOTOR LINEAL-CONTACTOR

EJEMPLO:-CILINDRO-CONTACTOR

MDULO DE TRABAJO

MDULO DE MANDO

CONTACTORESOFICIALES

MDULO DETRATMIENTO

VLVULAS DE VAS,BLOQUEO, CAUDAL, PRESIN

PULSADOR, FINAL DECARRERA,PROGRAMADOR,EMISOR DE SEAL SINCONTACTO

MDULO DEENTRADA

PULSADOR, FINAL DECARRERA,PROGRAMADOR,EMISOR DE SEAL SIN CONTACTO

En la figura se desglosan, a ttulo de ejemplo, los elementos bsicos a travs de los cuales tiene que circular una seal neumtica elctrica,en sus sistemas de mando respectivo.

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1. Conceptos Bsicos

Cmo acta el operador y los sensores de procesos? El procedimiento general es:

1) El operador enva rdenes al sistema de control mediante botoneras, llaves, etc. y recibe informacin del mismo por medio de luces de sealizacin, instrumentos indicadores, alarmas, etc.

2) El proceso recibe rdenes del controlador a travs de actuadores, contactores, vlvulassolenoides, actuadores de vlvulas, entre otros elementos, que sirven para activar motores,vlvulas, cilindros neumticos o hidrulicos, etc.. Adems enva al controlador seales recogidas por medio de sensores del estado de diversas variables del mismo: velocidad, corriente, presin,temperatura, proximidad, etc.

3) El controlador enlaza todas estas seales y actuar en una forma predeterminada (por ejemplo de acuerdo a la forma en que ha sido cableado si es un circuito de control con rels, contactores, etc.).

Distincin de los mandos segn la forma de representacin de la informacin

IMPORTANTE

En el caso que estamos estudiando, el controlador ser un Controlador Lgico Programable o PLC, que es un dispositivo electrnico que usa memoria programable para almacenar instrucciones destinadas a implementar funciones especficas tales como lgicas secuenciales, temporizadores, contadores, funciones aritmticas, etc., que controlar mquinas y procesos.Las operaciones a realizar por el controlador estn almacenadas en su memoria en forma de una sucesin de instrucciones.

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1. Conceptos Bsicos

ACTIVIDAD 1. Conceptos BsicosUsted ha visto los conceptos generales y bsicos para podercomprender luego cmo es un PLC.

Al finalizar la actividad grupal, complete los casilleros vacos con el nmerocorrespondientes y escriba las palabras faltantes arriba de las lneas.

Felicitaciones!

1

2

3

4

Qu entiende por automatizacin de una mquina? Cree que es imprescindible?

Por qu cree que es importante conocer cules son los procesos que lleva a cabo lamquina a automatizar?

Cul es la ventaja de realizar un control por programa?

Para realizar un control por programa se necesitan ciertos sensores, Cules sonalgunos de los sensores que se pueden utilizar?

Usted ha finalizado el captulo 1. A continuacin se desarrollar el captulo Controladores Lgicos Programables.

2.1 Principios de Funcionamiento2.2 Usos del PLC2.3 PLC y Dispositivos de Control2.4 Ventajas del PLC

Cuando se habla de PLC, se habla de uncontrolador lgicoprogramable, el cul se encarga de ordenar las acciones de la mquina, teniendo en cuenta que las distintas variables que rigen el proceso se encuentren dentro de su rango de valores aceptables.

19212326

2PLC Bsico

Lgicos ProgramablesTEMAS DEL CAPTULO 2

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2. Controladores Lgicos Programables

Principios de Funcionamiento2.1

Qu es un PLC?

PLC (Programable Logic Controller), significa controlador lgico programable. Su nombremismo lo define: es un dispositivo utilizado para controlar y esto se realiza en base a unalgica determinada. Esta lgica se define a travs de un programa.Es esta ltima caracterstica la que lo diferencia del resto de los dispositivos, que son capaces de controlar a travs de la ejecucin de una lgica.

MDULOS DEENTRADA

-SENSORESS-LMITES

-DETECTORES DEAPROXIMACIN-FOTOCELDAS

SISTEMA DE CONTROL(PLC)

MDULOS DESALIDA

INTERFASEHOMBRE - MQUINA

-ACTUADORES-CONTACTORES-SOLENOIDES

-VLVULAS-ETC.

PROCESO BAJOCONTROL

La figura muestra un diagrama de bloques y la secuencia de informacin para un procesocontrolado por PLC.

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2. Controladores Lgicos Programables

Un sistema controlado con PLC se puede dividir en ocho partes principales o componentes bsicos. De acuerdo al diagrama de la figura anterior stas son:

Proceso bajo control: Proceso industrial a controlar.

Entrada/Sensores: Dispositivos de retroalimentacin al PLC. Sensores de temperatura, presin, proximidad, humedad, vibracin, flujo, limit switches.

Mdulos de entrada: Interfase entre los componentes de entrada y el controlador. Su funcin es acondicionar la seal de entrada a niveles que el controlador pueda procesar.

Sistema de control o PLC: Formado por mdulos de comunicacin, la unidad central de proceso (CPU), memoria y fuente de alimentacin.

Programa de aplicacin: Es la lgica que representa el comportamiento del proceso y sealmacena en la memoria del PLC.

Mdulos de salida: Interfase entre el controlador y los componentes de salida. Su funcin esacondicionar la seal de salida a los niveles para los cuales est diseado el actuador.

Salida/Actuadores: Elementos finales de control. Solenoides, motores, lmparas, vlvulasproporcionales, etc.

Interfase hombre mquina: Encargado de programar y/o monitorear el controlador y elproceso, por ejemplo, computadoras industriales, programadores industriales, computadoras personales, lap-tops, etc.

Lgico Analgico

Mixto

Este sistema de control puede ser:

Lgico. Analgico. Mixto.

IMPORTANTE

Existen pequeos PLCs que son slo lgicos. Debido al gran avance tecnolgico y la rpidaexpansin en el uso de los Controladores Lgicos Programables, existen muchos fabricantes y todos estos equipos tienen caractersticas generales semejantes. Es por esto que se torna casi imposible profundizar los detalles propios de cada uno, tanto a nivel de hardware, como a nivel de software.

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2. Controladores Lgicos Programables

Uso del PLC2.2

Qu puede hacer un PLC?

Comando de secuencias a partir de la influencia de cambios tcnicos, procesos y/o secuencias.

Comando en la secuencia correcta de pasos y en el tiempo justo. Supervisin de sistemas a partir de la medicin de parmetros. Entrega de avisos que permitan la correccin de sistemas, cuando se producen

desviaciones.

EJEMPLO

Los PLCs pueden enlazarse, por ejemplo, a una mquina de control numrico, para manejar secuencias de orden inferior que no pertenecen al comando propio del sistema de control numrico.

EJEMPLO

Si una tarea del PLC es controlar el desarrollo secuencial de un circuito electro-hidrulico, no slo encontramos los componentes propios de ese circuito (electro-vlvulas, cilindros, etc.), sino tambin habr un procesador de seales.

Un Controlador Lgico es una computadora industrial diseada especficamente para recibir seales de plpitos de operacin y dispositivos de campo y, por medio de un programa almacenado, generar seales de salida para controlar mquinas o procesos.

Esta computadora cuenta con caractersticas especiales en cuanto en el diseo de su unidad central de procesamiento (CPU) y de sus mdulos de entrada y salida (mdulos I/O). Los PLCs son utilizados para el control de procesos automticos de produccin

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2. Controladores Lgicos Programables

Forma de operacin del PLC

PROCESOS O MQUINA

PLCENTRADAS PARA

VARIABLES DE CAMPOSALIDAS HACIA

DISPOSITIVOS DE CAMPO

CONTROLMEDICIONES

FUENTE DEALIMENTACIN

BATERIA

MEMORIA DELPROGRAMA

BUS INTERNO

INTERFAZDE E/S

MEMORIADE DATOS

TIMER

CONTADORES

SENSORESACTUADORES

UNIDADCENTRAL

CPU

MEMORIAIMAGEN

E/S

EXPANSIN E/S

ADICIONALY

ESPECIALES

Los principales componentes del PLC son:Procesador, Fuente de Poder, Memoria,Programador, Base o Rack, los Mdulos de Entrada y los Mdulos de Salida.Estos componentes estn relacionadosentre s.

1.

2.

3.

4.

5.

1

2

3

4

5

MEMORIA

Nombre cada uno de los bloques componentes de un PLC, segn el esquema de la figura.

ACTIVIDAD 2

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2. Controladores Lgicos Programables

PLC y Dispositivos de Control2.3

Es posible reemplazar un PLC?

Si, las funciones que realizan los PLCs podran efectuarse con otros dispositivos de control, tales como relevadores, computadoras, etc.

PLC y Relevadores

La mayora de los procesos industrialesrequieren de que se cumplan ciertascondiciones de operacin y seguridad parapoder funcionar. Esto se da desde niveles de operacin que requieran mucho apoyo por parte de un operador, hasta el nivel donde se tiene un sistema completamente automtico.La automatizacin de procesos requiere de la ejecucin de cierta lgica de permisos y de una secuencia que puede ser controlada usando relevadores y temporizadores (relevadores de tiempo), hoy se prefiere utilizar PLCs.

Inicialmente, los PLCs se disearon parasustituir rels en control secuencial.Actualmente sigue siendo su aplicacinprincipal, pero tienen capacidad para realizarotras funciones como: control de variables(temperatura, velocidad, etc.)almacenamiento de datos y comunicacin.Al utilizar relevadores para controlar lasecuencia de un proceso, la lgica deoperacin se define mediante las conexionesentre contactos y/o bobinas (alambrado), estohace ms difcil las modificaciones o encontraruna falla (falsos contactos).

En los PLCs la lgica se define en un programa, lo que permite que se pueda modificar fcilmente.Adems, por medio del sistema de diagnstico se indican las fallas que ocurren en el sistema.

En lo que respecta a la capacidad de activar directamente a una carga, en ciertos casos es una limitacin que presentan los PLCs, pues su capacidad de corriente generalmente es de 2A como mximo. Debido a esto, si se requiere activar cargas que demanden corrientes mayores es necesario conectar la salida del PLC a un relevador.

ENTRADA

CPU

REGISTROSCONTROL/TIEMPO

SALIDA

MEMORIAPROGRAMA/DATOS

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2. Controladores Lgicos Programables

PLC y Computadoras

La arquitectura del PLC es bsicamente la misma que la de la computadora, como se muestra en la figura. Sin embargo, algunas caractersticas importantes distinguen y hacen que el PLC presente en ciertos casos ventajas sobre la computadora:

MONITORIMPRESORA

OUTPUT

TECLADO

DRIVE

CPU

MEMORIA

DISCO DURO

FUENTEDEENERGA

PROGRAMADOR

MARCHA

TRMICO

PARADA

INPUT

PROGRAMA

CPU

MEMORY

POWERSUPPLY

OUTPUT

B

BOBINA

El rango de temperatura de operacin de los PLCs se encuentra entre los 0 C y los 55 C (32F y 131F), adems, puede estar expuesto a una humedad relativa de hasta un 95%. Los rangos de operacin los establece cada fabricante.

Los PLCs cuentan con una programacinque permite fcilmente disear funcioneslgicas, operaciones, comparaciones, etc.As, el personal familiarizado con el diseoy la deteccin de fallas mediante el uso dediagramas de relevacin, se adaptarpidamente a esa nueva tecnologa.Los PLCs cuentan con mdulos donde seconectan los dispositivos de campo, pormedio de los cuales recibe informacin delestado del proceso.Cuando se daan estos mdulos, puedenser reemplazados fcilmente, tal como semuestra en la figura. As, los circuitos deinterfases (entradas / salidas) que sonmdulos y con capacidad deautodiagnstico, permiten la fcildeteccin de fallas y su rpida sustitucin.

Fcil Sustitucin de Mdulos

IMPORTANTE

A diferencia de las computadoras, el PLC est diseado especficamente para trabajar en condiciones de ambiente industrial. Se puede usar en reas donde exista ruido elctrico, vibracin, temperaturas altas y humedades relativas tambin altas, pero sin condensacin.

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2. Controladores Lgicos Programables

Otra diferencia entre los PLCs y las computadoras es que estas ltimas estn diseadas para realizar funciones complejas de clculo, manipulacin de grandes volmenes de informacin y ejecucin de varias tareas o programas al mismo tiempo o en tiempo compartido.

El PLC, en cambio, tiene una limitada capacidad de clculo y de manipulacin deinformacin, adems ejecuta un programa ordenadamente en forma secuencial.

En modelos avanzados de PLCs hay instruccionesque permiten llamar a subrutinas, interrupcinde tareas y saltos en el programa, entre otrasinstrucciones, lo cual permite mayor flexibilidaden la ejecucin del programa.

Por otra parte, las computadoras se utilizancomo una herramienta auxiliar del PLC por sugran capacidad, facilidad para el manejo yanlisis de datos. Tambin para programacin ymonitoreo, como se muestra en la figura.

ACTIVIDAD 3

Indique cules de las siguientes afirmaciones son falsas y cules verdaderas.

1

2

3

4

5

VERDADERO FALSO

En la Industria no es posible reemplazar un PLC ya queno existen dispositivos que puedan reemplazar su funcin

La actividad principal de un PLC es el control de procesosecuencial.

Los PLC tienen capacidad de corriente de hasta 2A.

El PLC no soporta vibraciones ni humedades relativas altas.

La capacidad de clculo del PLC es limitada comparada con una PC.

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2. Controladores Lgicos Programables

Ventajas de los PLC2.4

La diferencia fundamental entre un PLC y la lgica cableada, radica en el hecho de que la lgica cableada del tablero, o los circuitos impresos de un sistema electrnico, son reemplazados en el PLC por un programa.

Esto, adems de una gran flexibilidad, confiere estas caractersticas:

Menor tiempo de trabajo en las conexiones a realizar aumenta la puesta en marcha y ajuste del sistema.

Facilidad de realizar cambios durante la operacin del sistema (pudindose cambiar la lgica completa si fuese necesario).

Independencia con respecto al cableado, ya que la lgica o secuencia de control no depende de la conexin de elementos (hardware).

Reduccin de espacio. Los diversos elementos (hardware) que intervienen en la lgica porcableado son sustituidos por software dentro del controlador, los cuales no requieren gabinetes o tableros como el control convencional.

Facilidad en la prueba y puesta en marcha. La lgica de control se prueba por secciones o en su totalidad con la ayuda del dispositivo programador y ah mismo se hacen las modificaciones necesarias.

Rpida deteccin de fallas y averas. Existe un software que facilita la deteccin de fallas,tanto del programa de control como del controlador.

Independencia de voltajes. Los voltajes de operacin de los emisores pueden ser distintos alos voltajes de operacin de los elementos finales de control, ya que no estn unidosmediante conexiones como ocurre en control convencional.

Convencional Con PLC

MARCHA

MEMORIA

BOBINA

B

TRMICOPARADA

MARCHAL

INPUT

TRMICO

PARADA

PROGRAMA

OUTPUT

BOBINA

B

N

Algunas de las ventajas de los PLCs en comparacin con sistemas automticos y secuenciales hechos con relevadores son: La arquitectura de los PLCs es modular. Esto permite una gran flexibilidad debido a que el

sistema se puede expandir o modificar simplemente agregando o cambiando mdulos. El hecho que la lgica o secuencias en el PLC sean programables. As se ajusta a nuevos

requisitos de la aplicacin o se puede usar en una aplicacin diferente. En un PLC no existe ninguna conexin fsica entre las entradas y las salidas, la conexin se realiza a travs del programa.

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2. Controladores Lgicos Programables

Los PLCs tienen sistemas de diagnstico muy avanzados, esto permite detectar una gran cantidad de fallas en la CPU, en los mdulos de entrada/salida y, algunas veces, hasta en los circuitos de conexin a los dispositivos de campo.

Hay una falla

Se informa al operador por medio de LEDsindicadores o a travs del dispositivo deprogramacin.

La informacin de diagnstico que comnmente se indica mediante LEDs en lafuente de poder o en la CPU (Procesador) son:el estado de la fuente de poder, el CPU, labatera de respaldo de memoria y el estadode operacin del PLC.

MANTENIMIENTO

Como todos los componentes del PLC son electrnicos (estado slido, sin movimiento ni contactos), las fallas se reducen a un mnimo y el mantenimiento en condiciones de falla se limita, generalmente, al reemplazo de mdulos.

El PLC puede realizar otras funciones, por ejemplo: operaciones aritmticas, funciones de comparacin, operaciones con bits, manejo de datos y control regulatorio. Tambin tienecapacidad de almacenamiento de datos.

El PLC se puede comunicar con otros dispositivos programables como ser otros PLCs, computadoras, estaciones de operacin y otros sistemas de control. Por ejemplo, puede recibir informacin de una computadora que monitorea su operacin y modificar datos, tales como referencias (set points) y valores preestablecidos en retardos (timmers) o contadores.

La posibilidad de comunicacin entre el PLC y los mdulos remotos de entrada/salida, permiten que estos ltimos se puedan instalar cerca de los equipos y procesos. Las entradas/salidas remotas se conectan al CPU (Procesador) por medio de un cable coaxial o pares de cables torcidos, reduciendo considerablemente los costos de cableado.

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2. Controladores Lgicos Programables

Esquema de un sistema con PLC que cuenta con interfases o mdulos de entradas / salidas tanto locales como remotas.

La capacidad de comunicacin del PLC le permite integrarse a esquemas de comunicacin y control en una red local o incluso de toda la planta (global). En la figura se muestra un sistema de control global donde forman parte varios PLCs.

SISTEMAPLC.

SISTEMAPLC.

SISTEMAPLC.

NODO.

RED O CANAL DE COMUNICACIN

IMPRESORA

COMPUTADORAPERSONAL

SISTEMA DE CONTROL GLOBAL CON PLC

-PROGRAMACIN-MONITOREO-EDICIN-RECOLECCIN DE DATOS-CLCULOS COMPLEJOS-GENERACIN DE REPORTES

En la actualidad la mayora de los equipos de monitoreo y de control cuentan con capacidad deintegrarse dentro de una red, esto permite tener acceso a informacin del proceso y as podertomar acciones ms rpidas y oportunas. Los tiempos de instalacin y costos de cableado sereducen significativamente.

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2. Controladores Lgicos Programables

Problemas entre el PLC y el procesoUn problema entre la interaccin del PLC y el proceso se puede encontrar en 4 posibles reas:

La falla de un dispositivo sensor en el proceso, de las lneas del sensor hacia el controlador o de la interfase de entrada, pueden hacer que el controlador no reconozca la ocurrencia de un evento y por lo tanto, no tome acciones correctivas de control.

SealesDe

Entrada

SealesDe

Salida

ProgramaMemoria PLC

Una falla en el rea dememoria donde se almacena el estado del proceso podra generar una accin de control errnea.

Una falla en el reade memoria que

contiene programa o un error de diseo del programa puede hacer

que, an cuando el controlador reconozca

la ocurrencia del evento, no tome las acciones de control

adecuadas.

Una falla en los actuadores del proceso, en las lneas del

controlador al actuador o de la interfase de salida puede generar

que una accin correctiva de control no llegue al proceso

Ante la presencia de un problema en la interaccin entre el PLC y el proceso, el primer paso a seguir es determinar en cul de estas 4 reas se encuentra el problema. En la figura se muestran los puntos de prueba, marcados con los nmeros del 1 al 4, para determinar el rea del problema.

IMPORTANTE

1

2 3

4

MQUINA#1

MQUINA#2

SISTEMACON PLC

I/O

CONTROL CON

PC DE CAMPO

CPU

B >

CUATRO PUNTOS DE PRUEBA

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2. Controladores Lgicos Programables

ACTIVIDAD 4. Controladores Lgicos ProgramablesUsted ha visto los conceptos generales y bsicos para podercomprender luego cmo es un PLC.

Al finalizar la actividad grupal, complete los casilleros vacos con el nmerocorrespondientes y escriba las palabras faltantes arriba de las lneas.

Felicitaciones!

1

2

3

4

La conexin entre entradas y salidas se realiza mediante

Al instalar un circuito de PLC, el nmero de fallas se producen

Una falla en la seal de entrada puede ocasionar:

Usted ha finalizado el captulo 2. A continuacin se desarrollar el captulo configuracin Bsica del PLC.

Si tuviera que clasificar la dificultad de modificacin de un circuito PLC, usted dira que es

Fcil.

Difcil.

No se puede modificar.

Cables.

Software.

Microprocesadores.

Aumenten pero es ms fcil la solucin.

Es igual, pero es ms fcil el mantenimiento.

Disminuyen y es ms fcil el mantenimiento.

Que el controlador no detecte ciertas fallas en el proceso.

Que la mquina no arranque.

Que el PLC no funcione.

3.1 Mdulos Funcionales3.2 Partes de un PLC

El conocimiento de las partes que componen un PLC permitir una rpida deteccin de fallas de este mismo

1921

3PLC Bsico

Configuracin Bsica del PLCTEMAS DEL CAPTULO 3

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3. Configuracin Bsica del PLC

Mdulos Funcionales3.1

El diagrama de la figura representa la configuracin bsica del Controlador Lgico Programable (PLC).

Los mdulos de entrada y salida sirven para adaptar las sealeselctricas provenientes de la mquina y que maneja el PLC.

MDULOS DEENTRADA CPU

MDULOS DESALIDA

Es el dispositivoque contiene elprograma.

MEMORIA

UNIDAD DEPROGRAMACIN

Es la que escribe y/olee los programas dela memoria.

Es el cerebro del PLC,encargado de realizar todaslas operaciones lgicas.

Partes de un PLC

Las instrucciones de una determinada secuencia se introducen en la memoria, mientras que lostransmisores, elementos de control y consumidores se conectan directamente al PLC.

Transmisores Mdulos de entrada

Registro de datos

Mdulos de salida

Mem

oria

del

Pro

gram

ador

CPU

Uni

dad

arit

mt

ica

Uni

dad

cont

rol

Elementosde control

El tiempo de ciclo de un PLC, o sea su velocidad de trabajo, es aproximadamente 7 milisegundos (7 ms) para una capacidad dememoria de alrededor 1000 instrucciones.

La unidad principal del PLC se compone delmicroprocesador (CPU), de la memoria deprograma y de los mdulos perifricos (de entrada y salida). El programa de comando seescribe en la memoria con la ayuda de unmdulo de programacin. Este se puederetirar del PLC una vez que se haya finalizadola programacin.

El programa es ledo y evaluado lnea porlnea por la unidad de control, en formaseriada. Este proceso seriado se realiza conmucha rapidez, de manera que apenas podraverse en la pantalla de una PC.Al procesamiento de todas las instrucciones dela memoria, se le denomina ciclo. Al tiempoque tarda, se lo denomina tiempo del ciclo.

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3. Configuracin Bsica del PLC

Partes de un PLC3.2

Existen una gran variedad de PLC, por lo tanto, sus componentes, as como sus capacidades, varan mucho, sin embargo, se puede considerar que un PLC se encuentra constituido de las siguientes partes:

1

2

3

4

5

6

7 Procesador de comunicaciones

Base o Rack

Programador

Mdulos de entradas y salidas

Memoria

Fuente de poder

Unidad central de procesamiento

No est explicadoen el script

ENTRADA SALIDAS

MEMORIA

PROCESADOR DECOMUNICACIONES

OTROS PLCsOTROS EQUIPOS

COMPUTADORA PARAPROGRAMACIN

MDULO E/S (I/O)

UNIDAD CENTRAL DEPROCESAMIENTO (CPU)

FUENTE DE PODER (FP)

1 Unidad Central de Procesamiento

MICROPROCESADOR

UNIDAD ARITMTICAREGISTROS

CONTROL/TIEMPO

FUENTEDE

PODER

ENTRADAS PROGRAMA SALIDA M

MEMORIA

El CPU est formadopor el microprocesador,la memoria y los circuitosauxiliares integrados, como se muestra en eldiagrama de bloques de la figura.

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3. Configuracin Bsica del PLC

1.1 Microprocesador.

Es un circuito integrado (chip) a gran escala de integracin (LSI) que realiza muchas operaciones que se pueden agrupar en:

Operaciones de tipo lgico Operaciones de tipoaritmtico

Operaciones de control de latransferencia de la

informacin dentro del PLC

Los circuitos internos de un microprocesador son:

Circuitos de la unidad aritmtica y lgica (ALU): Es la parte del microprocesador donde se realizan los clculos y las decisiones lgicas para controlar el PLC.

Circuitos de la unidad de control (UC): Organiza todas las tareas del microprocesador. Porejemplo, cuando una instruccin del programa codificada en cdigo binario (ceros y unos)llega al microprocesador, una pequea memoria ROM instruye a la UC cuales es la secuencia de seales que tiene que emitir para que se ejecute la instruccin.

Registros: Los registros son memorias en las que se almacenan temporalmente datos, instrucciones o direcciones mientras necesitan ser utilizados por el microprocesador. Los registros ms importantes de un microprocesador son los de instrucciones, datos, direcciones, acumulador, contador de programa, de trabajo y el de bandera o de estado.

Buses: No son circuitos en si, sino zonas conductoras en paralelo que transmiten datos, direcciones, instrucciones, y seales de control entre las diferentes partes del microprocesador. Se puede hacer una diferencia entre buses internos y externos. Los primeros unen entre s las diversas partes del microprocesador, mientras que los segundos son pistas de circuito impreso que unen chips independientes. Los buses internos yexternos son continuacin unos de los otros.

1.2 Funciones del CPU

En la memoria ROM del sistema, el fabricante ha grabado una serie de programas ejecutables fijos,Firmware o software del sistema. A estos programas accede el microprocesador para ejecutar lasfunciones que correspondan.

El software de sistema de cualquier PLC consta de una serie de funciones bsicas que se llevana cabo en determinados momentos de cada ciclo: en el inicio o conexin, durante el ciclo o ejecucin del programa y en la desconexin.

Este software es ligeramente variable en cada PLC, pero en general contiene las siguientes funciones:

Supervisin y control del tiempo de ciclo (watchdog), tabla de datos, alimentacin, batera, etc. Autotest en la conexin y durante la ejecucin del programa. Inicio del ciclo de exploracin de programa y de la configuracin del conjunto. Generacin del ciclo base de tiempo. Comunicacin con perifricos y unidad de programacin.

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3. Configuracin Bsica del PLC

1.3 Ciclo Bsico de Trabajo del CPU

El ciclo bsico de trabajo del programa en la CPU es el siguiente:

Antes deiniciar el ciclode ejecucin

Durante elciclo de

ejecucin

Al final delciclo de

ejecucin

La CPU, a travs del bus dedatos, consulta el estado 0o 1 de la seal de cada unade las entradas y lasalmacena en los registrosde la memoria de entradas,esto es, en la zona deentradas de la memoria dela tabla de datos. Estasituacin se mantienedurante todo el ciclo delprograma.

A continuacin, el procesador accede y elabora las sucesivas instrucciones

del programa, realizando las concatenaciones correspondientes de los operandos. Seguidamente, asigna el estado de seal a los registros de

las salidas de acuerdo a la concatenacin anterior, indicando si

dicha salida ha o no de activarse, situndola en la zona de salida de la

tabla de datos.

Una vez concluida laejecucin del programaasigna los estados de lasseales de salida a lasterminales de salida,ejecutando el estado 0 o1 en stas. Estaasignacin se mantienehasta el final delsiguiente ciclo, en el quese actualizan las mismas.

IMPORTANTE

Como ya habamos dicho, el cerebro o la inteligencia de los controladores programables est basada en los procesadores o microprocesadores, formados por circuitos integrados con gran capacidad de clculo y de control.

En el PLC, el procesador realiza todas las operaciones lgicas y matemticas, manejo de datos y rutinas de diagnstico. El procesador gobierna las actividades de todo el sistema, interpretando y ejecutando una coleccin de programas llamado programa ejecutable. Este programa se encuentra guardado permanentemente en la memoria de la CPU. Generalmente se lo considera como parte del mismo CPU y no puede ser accedido ni modificado por el usuario.

La CPU del PLC puede tener ms de un procesador si fuera necesario aumentar la velocidad de ejecucin de las operaciones. El hecho de dividir las operaciones del PLC entre dos o ms procesadores se denomina multiprocesamiento.

La funcin bsica del procesador es leer las entradas de todos los dispositivos de campo y ejecutar el programa de control de acuerdo a la lgica programada. En base a los resultados de introducir el estado de las entradas y ejecutar el programa, energizar o desenergizar los dispositivos de salida.

EJEMPLO

Un ejemplo de multiprocesamiento es cuando se tiene un procesador para realizar las funciones lgicas y otro para las funciones matemticas y de manejo de datos.

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3. Configuracin Bsica del PLC

Debido a la gran rapidez con que operan los PLCs, pareciera que todas estas funciones se ejecutasen al mismo tiempo. En realidad, las instrucciones se ejecutan en secuencia (una despus de otra) y al terminar, el ciclo se repite (mientras el PLC est en operacin). Este ciclo se muestra en la figura.

ACTUALIZACIN DE SALIDAS

LECTURA DE ENTRADAS

EJECUCIN DELPROGRAMA

CICLO BSICO DE OPERACIN DEL PLC

1

2

3

La secuencia de funcionamiento de un PLCse puede describir de la siguiente forma:

Se leen las entradas de los dispositivos decampo y con esto se actualiza una tabla deestados de las entradas (memoria).

Se ejecuta o resuelve la lgica de acuerdo al programa y en base a sus resultados se actualiza una tabla de estados de las salidas.

Se actualiza el estado de las salidas, lo cual mantiene o modifica el estado de indicadores o actuadores del proceso en campo.

1.4 Scanning del PLC

Se llama scanning al tiempo que le lleva al PLC leer y actualizar los estados de las entradas, leer la memoria del usuario, resolver una a una las instrucciones del programa, hasta guardar los valores de salida en un registro.

2 Fuente de Poder

La fuente de poder suministra el o los voltajes de polarizacin regulados (corriente directa) a los circuitos electrnicos que forman el procesador, la memoria y los mdulos de entrada/salida del PLC.

La fuente de poder normalmente se alimenta con 120 VCA o 220 VCA y permite variaciones del suministro de hasta un 20% (varan de acuerdo a las especificaciones del PLC utilizado). Cuando el voltaje de alimentacin excede ciertos lmites preestablecidos, las fuentes de poder envan un comando de paro al procesador.

La fuente de poder tiene proteccin de lmitede corriente, esto es, mantiene a su salidavoltajes de corriente regulados en tanto lacorriente que suministra no rebalsa cierto nivelpreestablecido (por ejemplo 6 A en la fuentede 5 V). S los requerimientos de corriente sonmayores, el voltaje de salida cae y protege enesta forma la mxima capacidad de potenciade la fuente. Al disminuir un cierto nivel seactiva un comando de paro al procesador.

Las fuentes de poder se disean para que puedan proporcionar la corriente que necesita el sistema local completo. En caso de utilizar muchos mdulos, se tiene la opcin de instalar otra u otras fuentes de poder y de esta forma poder cumplir con los requerimientos de carga del sistema.

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3. Configuracin Bsica del PLC

La memoria es el rea del CPU donde se guardan todas las instrucciones (programas) y datos para la operacin del PLC. La memoria total del sistema se puede dividir en las siguientes reas:

Memoria3

4

Memoria ejecutiva. Contiene los programas que dirigen la operacin del PLC y se consideran parte integral del mismo PLC.

Memoria de aplicacin. Es el rea de la memoria donde se guardan las instrucciones (programa) y los datos que utiliza el procesador para realizar sus funciones de control.

Memoria del usuario. Almacena el programa de control, registros para almacenar valores temporales de conteo, preset, tablas de calores, etc. Registros temporales internos para almacenar estados de entradas / salidas, estados de rels, conteo de rels temporales, etc.

Memoria que almacena el sistema operativo. En esta memoria est el sistema operativo del programa que gobierna el funcionamiento del procesador y que no es accesible.

La memoria almacena informacin en forma de dgitos binarios (bits) de modo que cada dgito puede estar en estado de s o no. Los bits se agrupan en palabras (words).

Mdulos de entradas y salidas

4.1 Mdulos de entradaSon los dispositivos mediante los cuales se hace llegar lo que est sucediendo en el proceso a la CPU.Dependiendo de esto, la CPU resuelve la secuencia del programa y actualiza el estado de los mdulos de salida.

4.2 Mdulos de salidaSon el medio que permite a la CPU, en base a las entradas y estados de registros en el programa, mantener o modificar el estado de los diferentes dispositivos del proceso. Pueden ser mdulos de salida, por ejemplo lmparas indicadoras, arrancadores de motores, solenoides, bombas, vlvulas, etc.

Los mdulos de entrada y salida se pueden catalogar en:

Mdulosdiscretoso lgicos

Mdulosanalgicos

Son aquellos que manipulan informacin digital, esto es cerradoabierto, on-off, 1 0. Entre estos estn, por ejemplo, seales deinterruptores lmite, termostatos, contactos de arrancadores orelevadores, botones, selectores, llaves lmites, borneras, contactosde rels de algn panel de control. Pueden tener dos estados:abierto-cerrado tensin-no tensin. En la figura, se muestra unejemplo de mdulo discreto, en este caso una llave lmite, la cualfunciona cuando un objeto pasa sobre la palanca y provoca que secierre un interruptor, funcionando como sensor de presencia

Son aquellos que reciben o envan seales que pueden adoptar un gran nmero de niveles diferentes. Entre estos estn rangos de 0 a 5 V, 0 a 10 V, 0 a 15 V, 4 a 20 mA, 0 a 30 mA, 0 a 1 mA, etc. Son mdulos que transforman las seales analgicas que ingresan al PLC provenientes del proceso, en dgitos binarios para su procesamiento en el PLC.

FIN DE CARRERA

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3. Configuracin Bsica del PLC

4.3 Mdulos de entrada/salida especiales

Algunos PLC pueden tener, adems de los mdulos ya descritos de entrada/salida, otros mdulosdestinados a procesar ciertos tipos de entradas como trenes rpidos de pulsos o mdulos inteligentes que realizan funciones de control de tipo analgico. En este caso la funcin de control se realiza en el mismo mdulo y la seal resultante es entregada al PLC aliviando a la CPU de realizar stas tareas con lo que el tiempo de cada ciclo ser menor haciendo adems ms sencillo el programa del PLC.Los mdulos de E/S especiales disponibles varan segn el fabricante del PLC, siendo algunos de stos los siguientes:

Tarjetas deentrada detrenes de

pulsos

Tarjetasreguladoras

detemperatura

Controles de posicin PID

Los pulsos son procesados mediante contadores, comparadores, divisores,compuertas programables, etc. Se usan, por ejemplo, para procesar trenes de pulsos enviados por generadores de pulsos (encoders) utilizados para medir la velocidad de motores.

Permiten recibir entradas estndar que provienen de termocuplas otermorresistencias y realizan funciones de control de lazo cerrado.

Proporcional, integral y derivativo. Estos mdulos son para ser utilizados eninstrumentacin de procesos.

Clasificacin de los mdulos de PLC

MDULOS

ENTRADAS

SALIDAS

ESPECIALES

LGICAS

ANALGICAS

ALTA VELOCIDAD

LGICAS

ANALGICAS

RELOJ

VOZ

C.D.

C.A.

VOLTAJE

CORRIENTE

HASTA 50 KHz

REL

24 V

5 V

220 V110 V

PNPNPNPNPNPN

0 A 10 V-10 A + 10 V

0 A 5 V

4 A 20 mA

220 VCD/110 VCA220 VCA

24 V

5 V

NPNPNPNPNPNP

TRANSISTOR

TRIAC

VOLTAJE

CORRIENTE

0 A 10 V-10 A + 10 V

0 A 5 V

4 A 20 mA

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3. Configuracin Bsica del PLC

5 ProgramadorEn general existen dos formas de programar o monitorear el programa de un PLC:

Programador Manual Computadora

El programador manual presenta teclasorientadas a la programacin y monitoreo dediagramas escalera. Son de aplicacinespecfica, esto es, slo puede ser utilizado en el PLC para el cual fue diseado.La programacin con elprogramador manual sueleser larga y tediosa, razn porla cual en la mayora de loscasos se utiliza para hacerpequeas modificaciones alprograma monitorear elestado de entradas, salidas oregistros.

El sistema ms utilizado para programar PLCses la computadora personal, y en especial la computadora porttil, debido a su poco peso y tamao. En estos casos se instala un programa que permite establecer comunicacin con el PLC. Este programa adems presenta facilidades para la manipulacin de smbolos as como para el monitoreo de variables y registros. El programa puede ser o no del mismo fabricante del PLC y generalmente es de uso restringido (requiere clave de acceso). Por supuesto, las ventajas de memoria, capacidad de procesamiento y manejo de informacin hacen a la computadora, por mucho, el dispositivo de programacin y monitoreo de PLCs ms utilizado en la actualidad.

6 Base o RackLa base o rack es una estructura sobre la cual se instalan los mdulos del PLC. En general, seconsidera que existen tres tipos de bases (racks): base principal o del CPU, base local o de expansin y base remota.

Base principalo del CPU

Base local ode expansin

Base Remota

Contiene la CPU, normalmente contiene mdulos de entrada/salida. En sistemas grandes de PLCs se puede tener slo mdulos de procesamiento, fuente de poder y de comunicacin.

No tienen CPU, pero generalmente cuentan con su propia fuente de poder. Seinstalan a una distancia mxima de 15m de la base principal y no requieren demdulo para comunicacin.Estas unidades de expansin se comunican a travs de un cable que se conecta directamente entre la base principal y la base local.Cuando la base de la CPU no tiene capacidad para aceptar todos los mdulosnecesarios de interfase (entrada/salida) se usan las bases o racks locales o deexpansin.

Se utilizan cuando una buena cantidad de sensores o dispositivos de campo estnalejados del lugar donde se encuentra la CPU. Con esto, los mdulos de entrada ysalida se pueden colocar cerca de los sensores (reduciendo el problema deinterferencia, ruido o distorsin en seales) y se reduce significativamente loscostos de instalacin y cableado.Las bases o racks remotos pueden colocarse a distancias considerables de la baseprincipal (normalmente hasta 1000 pies 304.8 metros). Las bases remotas nocontienen CPU, y debido a la distancia, requieren de un mdulo de comunicacinque permita intercambiar informacin de entradas/salidas con otro mdulo decomunicacin existente en la base principal.

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3. Configuracin Bsica del PLC

En la figura se muestra un ejemplo de las racks o bases:

BASE PRINCIPAL (CPU)

MDULOS DE COMUNICACIN

BASES LOCALES A15m MXIMO DE LA

BASE PRINCIPAL

COMPUTADORA

BASES REMOTASHASTA 300m DE LA

BASE PRINCIPAL

BASES LOCALES, PRINCIPALES Y REMOTAS

Tamaos de los PLCs

La clasificacin de los PLCs en cuanto a su tamao se realiza en funcin del nmero de susentradas/salidas. Son admitidos los tres grupos siguientes:

Gama Baja

Gama Media

Gama Alta

Hasta un mximo de 128 entradas/salidas. La memoria de usuario suele alcanzar un valor mximo de 4,000 instrucciones.

De 128 a 512 entradas/salidas. La memoria de usuario suele alcanzar un mximo de hasta 16,000 instrucciones.

Ms de 512 entradas/salidas. Su memoria de usuario puede superar las 100,000 instrucciones.

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3. Configuracin Bsica del PLC

ACTIVIDAD 5. Partes de un PLCSe mostraron los distintos componentes de un PLC.

Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.

Felicitaciones!Usted ha finalizado el captulo 3. A continuacin se desarrollar el captulo configuracin Lgica en el PLC

VERDADERO FALSO

1

2

3

4

5

6

En la memoria del PLC se realizan todas las operacioneslgicas.

El PLC realiza el proceso con tal rapidez que es imposibleobservarlo en una pantalla de computadora

Los buses de un microprocesador son los que seencargan de transmitir datos, instrucciones, seales, etc.entre las distintas partes del mismo.

No es posible aumentar la velocidad de ejecucin deoperaciones en la CPU del PLC.

La nica forma de programar un PLC es utilizando unacomputadora personal.

El tamao del PLC es independiente de la cantidad deentradas y salidas que tenga.

4.1 Operaciones Lgicas Bsicas

El PLC, como su nombre lo indica sigue una lgica en su funcionamiento. La programacin estbasada en operaciones lgicas y sencillas de realizar, aun por personas no expertas en lenguajes de programacin.

43

4PLC Bsico

Lgica en el PLCTEMAS DEL CAPTULO 4

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4. Lgica en el PLC

Operaciones Lgicas Bsicas4.1

Programas en los PLCs

PROGRAMADOR

MARCHA

TRMICO

PARADA

PROGRAMA

CPU

MEMORIA

FUENTEDE

ENERGA

B

BOBINA

NL

ENTRADA

SALIDA

Programas en los PLCs

En la actualidad, el software de programacin suele instalarse en el disco duro de una computadora porttil, permitiendo con esto la facilidad de su transporte y su uso en diferentes aplicaciones.El software de programacin se adquiere y se instala siguiendo el procedimiento indicado por el fabricante, que generalmente requiere de alguna llave de acceso.

Operaciones bsicas

Operaciones bsicas con bloques funcionales

Todas las combinaciones posibles de las condiciones pueden ser representadas en una tabla, la cual se conoce como Tabla de Verdad.

Por qu debemos tomar decisiones lgicas?Al igual que en la vida cotidiana, la operacin de cualquier maquinaria depende de condiciones de operacin y seguridad que permiten mantener la produccin sin riesgo para el personal y para la maquinaria misma; as como asegurarse que en procesos continuos, se realicen en la secuencia que aseguren que el producto es manufacturado en tiempo y calidad.

EJEMPLO

En la vida cotidiana tomamos decisiones, como las que se presentan en el caso de conducir un auto.Si el conductor ve durante su marcha un obstculo o un semforo en rojo, detiene el vehculo. Cada una de estas condiciones son variables a dos estados, esto es semforo en rojo o no en rojo, obstculo presente o no presente.

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4. Lgica en el PLC

Operacin Descripcin Ecuacin SmboloTradicional

SmboloANSI/IEEE

Tabla de verdad

OR(O o +)

Para que el resultado sea verdadero, es necesario que cualquier entrada sea verdadera.

Y = A + B A

B

OutputA

B

>1- Y

A B Output 0 0 00 1 11 01 1 1

1

AND(Y o x)

Para que elresultado seaverdadero, esnecesario quetodas lasentradas seanverdaderas.

Y = A x B A

B

OutputA

B

&Y

Input A Input B Output 0 0 00 1 01 01 1 1

0

NOT (no)Para que elresultado sea1, es necesarioque toda laentrada sea 0.

Y = A OutputInput A 1 YInput Output

0 11 0

NOR (O negada)

Para que elresultado seaverdadero, esinvertido de laoperacin OR.

Y = A + BInput A

Input B

Output A

B

1Y

>_

A B Output

0 1 01 01 1 0

0

0 0 1

NAND (Y negada)

Para que elresultado seaverdadero, esinvertido de laoperacin Y.

Y = A x BInput A

Input B

Output A

B

&Y

A B Output

0 1 11 01 1 0

1

0 0 1

XOR (O exclusiva)

Combinacinde las operacionesAND, OR yNOT: la salidaser verdaderasi las entradasson diferentes.

Y = A BInput A

Input B

OutputA

B

=1Y

A B Output

0 1 11 01 1 0

1

0 0 0

A B Output

0 1 11 01 1 0

1

0 0 0A

B

=Y

XOR (O exclusivainvertida)

Combinacinde lasoperacionesAND, OR yNOT: la salidaser verdaderasi las entradasson diferentes.

Y = A B

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4. Lgica en el PLC

EJEMPLO

A continuacin se presentarn algunos ejemplos de las operaciones previamente desarrolladas.

OR(O o +)

Input A

Input B

OutputNAND

(Y negada)

A BCR

CR Output

ACTIVIDAD 6.

Una con flechas cada uno de los smbolos ANSI con la operacin correspondiente.

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4. Lgica en el PLC

Contactos, Cortos, Bobinas yMultivibradores

4.2

ContactosEl contacto de rel es el elemento bsico de programacin. Puede referirse a una bobina lgica (Ox) o a una entrada discreta (1x). Hay 4 tipos de contactos:

NormalmenteAbierto

NormalmenteCerrado

TransicionalPositivo

TransicionalNegativo

Permite el paso de energacuando referidas a l estn enON.

Permite el paso de energacuando referidas a l estn enOFF

Permite el paso de energa slopor un scan, cuando ocurre una transicin de OFF a ON.

Permite el paso de la energaslo por un scan, cuando ocurre una transicin de ON a OFF.

Cortos horizontales y verticalesLos cortos son simplemente lneas rectas de conexin entre contactos y/o bloques de funcin.

Corto Vertical

NormalmenteCerrado

Conecta contactos o bloques de funcin ubicadosuno encima del otro, en una columna de la red. Un corto vertical no consume memoria del usuario.

Se utilizan en combinacin con los verticales paraexpandir la lgica dentro de la red sin romper elflujo de energa.

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4. Lgica en el PLC

BobinasLas bobinas se utilizan para activar la lgica dentro del programa del usuario y/o para controlar una salida discreta. Cuando una bobina no activa una salida se le denomina interna y, en ese caso, tiene el propsito de seguir la secuencia o lgica.

Las bobinas se pueden representar de dos maneras:

Las bobinas se encienden cuando seles aplica energa y se apagancuando se les retira la energa.

Una bobina tiene un valor de salida discreto representado por un nmero de referencia Ox. Como los valores de salida son actualizados en la RAM esttica por la CPU del controlador, una bobina puede usarse internamente en el programa lgico o externamente, a travs del traffic cop, en un mdulo de salida discreta. Existen 2 tipos de bobinas:

Bobina normal.

Bobina retenida.

Si una bobina retenida ha estado energizada en el momento en que se ha cado la alimentacin del controlador, tomar ese mismo estado por un scan una vez que la alimentacin haya sido reestablecida.

Cada red puede contener un mximo de 7 bobinas. Cada nmero de referencia Ox puede utilizarse como bobina slo una vez, pero puede utilizarse para referenciar a ms de un contacto.

Puentes verticales y horizontales

Los puentes verticales y horizontales son simplemente conexiones mediante una lnea recta entre elementos lgicos y/o instrucciones en un diagrama escalera. Estos se muestran en la figura:

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4. Lgica en el PLC

EJEMPLO

En este caso se tienen cuatro contactos (de diferente tipo cadauno). stos contactos estn relacionados con entradas discretas.Adems se tiene una bobina que representa una salida discreta.

Todos los contactos se encuentran unidos a la bobina mediantepuentes verticales y/o horizontales. La bobina se energizarcuando se cumpla una de las siguientes condiciones:1. La entrada discreta PB1 se encuentre energizada.2. La entrada discreta PB2 se encuentre desenergizada.3. La entrada discreta PB3 registre un cambio de desenergizada4. La entrada discreta PB4 registre un cambio de energizada a

desenergizada

Uso de contactos, bobinas y puentes:

Capacidad de Habilitacin/Inhabilitacin

A travs del software del panel de programacin (o una PC compatible con IBM), usted puede inhabilitar (DISABLE) una bobina lgica o una entrada discreta dentro del programa lgico.

La condicin de inhabilitacin provocar que el elemento de campo de la entrada no tenga control sobre la 1x (bobina discreta) que le fue asignada, y que la lgica no tenga control sobre el valor inhabilitado de salida Ox (bobina lgica).

IMPORTANTE

El interruptor Proteccin de Memoria debe estar en OFF antes de inhabilitar (o habilitar) una bobina o entrada discreta.

Forzado de Discretos en ON y OFF

El software de programacin provee tambin la posibilidad de forzar ON y forzar OFF una variable discreta. Cuando una bobina o una entrada discreta han sido inhabilitadas, la manera de cambiar su estado de OFF a ON es con FORCE ON y la nica forma de cambiarlo de ON a OFF es con FORCE OFF. Cuando una bobina o una entrada discreta estn habilitadas (ENABLE), no pueden ser forzadas en ON/OFF.

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4. Lgica en el PLC

Multivibrador

Un multivibrador es un circuito oscilador capaz de generar una onda cuadrada:

Mul

tivi

brad

or

El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una funcin secuencial que, alrecibir una excitacin exterior, cambia de estado y se mantiene en l durante un perodoque viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho perodo detiempo, la salida del monoestable vuelve a su estado original.

El biestable, tambin llamado bscula (flip-flop en ingls), es un multivibrador capaz depermanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido.Esta caracterstica es ampliamente utilizada en electrnica digital para memorizarinformacin. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas.

El astable es un multivibrador que no tiene ningn estado estable, lo que significa queposee dos estados cuasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno deellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutacin depende, en general, de lacarga y descarga de condensadores.Entre sus mltiples aplicaciones se cuentan la generacin de ondas peridicas (generadorde reloj) y de trenes de impulsos.

Un Schmitt Trigger cambia su estado de salida cuando la tensin en su entrada sobrepasadeterminado nivel. La salida no vuelve a cambiar cuando baja el voltaje de la entrada, sinoque el nivel de tensin que determina el cambio es otro distinto, ms bajo que el primero.A este efecto se conoce como ciclo de histresis. sta es la principal diferencia con uncomparador normal, que es un simple amplificador operacional sin realimentacin, y quesu salida depende nicamente de la entrada mayor.S

chm

itt

Trig

ger

Ast

able

Bie

stab

leM

onoe

stab

le

ACTIVIDAD 7.

Marque la opcincorrecta.

Un contacto normalmente abierto permitir que labobina se energice cuando:

l est energizado.

l est desenergizado.

Un trancisional negativo energizar la bobina cuando:Pas de estar energizado a desenergizado.Pse de estar desenergizado a energizado.

Una bobina que soluciona la secuencia o lgica es:Externa.Interna.

Una entrada discreta o una bobina lgica

Puede ser habilitada o inhabilitada.No puede ser habilitada o inhabilitada.

Los multivibradores generan ondasSinusoidalesCuadradas

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4. Lgica en el PLC

Sistemas Numricos4.3

El Sistema BinarioEs un sistema de numeracin en el que losnmeros se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1).

EJEMPLO

Los ordenadores trabajan internamente condos niveles de voltaje, por lo que su sistemade numeracin natural es el sistema binario(encendido 1, apagado 0).

Nmero binario: 101011

EJEMPLOEl Sistema HexadecimalA veces abreviado como hex, es el sistema denumeracin posicional de base 16, que emplea por tanto 16 smbolos.0 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 -7 - 8 - 9 - A - B - C - D - E - F

10 11 12 13 14 15

256 16 1 0.0625

16 2 16 1 16 0 16 -1

Binary-Coded-DecimalEs un sistema numrico usado en sistemascomputacionales y electrnicos para codificarnmeros enteros positivos y facilitar lasoperaciones aritmticas. Es un cdigo pesadodebido a que representa los dgitos con un orden especfico.

Estructura del digito en B.C.D. (Peso)

8 4 2 1

2 3 2 2 2 1 2 0

EJEMPLO

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4. Lgica en el PLC

Cdigo GrayEs un caso particular de sistema binario. Consiste en una ordenacin de 2n nmeros binarios de tal forma que cada nmero slo tenga un dgito binario distinto a su predecesor.Para pasar un nmero binario al cdigo binario Gray, hay una regla fcil de implementar en un lenguaje de programacin:

Esta tcnica de codificacin se origin cuando los circuitos lgicos digitales se realizaban con vlvulas de vaco y dispositivos electromecnicos. Los contadores necesitaban potencias muy elevadas a la entrada y generaban picos de ruido cuando varios bits cambiaban simultneamente. El uso de cdigo Gray garantiz que en cualquier transicin variar tan slo un bit.

Un nmero en binario siempre empieza en1. Los ceros a la izquierda no cuentan,tampoco en Gray.

Ej.: 1000011110000 en binario se escribe

1xxxxXXXXxxxx

Ahora nos fijamos en el segundo dgito. Si es igual al dgito anterior se pone un 0 (no cambia); si es diferente, como en este caso, pues el dgito anterior era un 1 y el que observamos un 0, se pondr un 1 (cambia).

Ej.: El nmero del ejemplo anterior ser:

11xxxXXXXxxxx

En los casos sucesivos se repite el pasoanterior, observando en el nmero binario'natural' el dgito anterior al que se evala.

EJEMPLO

Nmero binario: 101011

Ej.: El nmero del ejemplo anterior, pasado a cdigo Gray ser: 1100010001000

Otra tcnica sencilla para pasar de binario a Gray sin usar un lenguaje de programacin es:1. Aplicar un XOR (disyuncin exclusiva, tambin se puede sumar cada bit individualmente

descartando cualquier acarreo) del nmero a s mismo pero con un acarreo a la derecha2. Eliminar el bit del extremo derecho.3. Los acarreos tienen que descartarse .

EJEMPLO

Pasar diez (1010) en cdigo binario a Gray ser 1111: Otros ejemplos

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4. Lgica en el PLC

Gray a BinarioHacer el cambio contrario essimplemente invertir lo quehace el anterior, de forma quesi se encuentra un cero (siempreque no sea al principio) se debeponer la cifra anterior; encambio si se coloca un 1 esporque la cifra ha cambiado asque si haba un 0 ahora secolocar un 1 y viceversa

RECUERDE

1. El primer dgito del cdigo Gray ser el mismo que el del binario2. Si el segundo dgito del cdigo Gray es "0", el segundo dgito

binario es igual al primer digito binario, si este dgito es "1" el segundo dgito binario es el inverso del primer dgito binario.

3. Si el tercer dgito del cdigo Gray es "0", el tercer dgito binario es igual al segundo dgito binario, si este dgito es "1", el tercer dgito binario es el inverso del segundo dgito binario.... y ashasta terminar.

Cdigo ASCIIEl cdigo ASCII (acrnimo ingls de American Standard Code for Information Interchange -Cdigo Estadounidense Estndar para el Intercambio de Informacin), pronunciado generalmente [ski], es un cdigo de caracteres basado en el alfabeto latino tal como se usa en ingls moderno y en otras lenguas occidentales.

Fue creado en 1963 por el Comit Estadounidense de Estndares (ASA, conocido desde 1969 como el Instituto Estadounidense de Estndares Nacionales, o ANSI) como una refundicin o evolucin de los conjuntos de cdigos utilizados entonces en telegrafa. Ms tarde, en 1967, se incluyeron las minsculas, y se redefinieron algunos cdigos de control para formar el cdigo conocido como US-ASCII.

Coma flotante o punto flotanteEs un mtodo de representacin de nmeros reales que se puede adaptar al orden de magnitud del valor a representar, usualmente trasladando la coma decimal -mediante un exponente- hacia la posicin de la primera cifra significativa del valor.

De esta forma, con un nmero dado de dgitos representativos se obtiene mayor precisin que con la coma fija, debido a que el valor de estos dgitos es siempre significativo sea el que sea el orden de magnitud del nmero a representar. Debido a esta adaptacin, permite representar un rango mucho mayor de nmeros (determinado por los valores lmite que puede tomar el exponente).Una representacin en coma flotante se compone de tres nmeros (campos) que siguen el siguiente patrn:

r: valor real del nmero a representar.m: mantisa o significando, dgitos significativos del nmero. El tamao mximo de este campo, usualmente fijo y limitado, determina la precisin de la representacin. Este campo est usualmente normalizado, es decir, su parte entera slo consta de un dgito (que ser la primera cifra significativa del nmero a representar).b: base del sistema de representacin (10 en sistema decimal, 8 en sistema octal, 2 en sistema binario, etc.).e: exponente, orden de magnitud del significando. El mnimo y mximo valor posible del exponente determinan el rango de valores representables. Cabe aadir que cuando e vale cero el valor real coincide con el significando.

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4. Lgica en el PLC

Registros4.4

Pueden definirse como posiciones de memoria en las que se guardan valores numricos.

Pueden ser

Registros de entrada (Frmula 30XXX)

En ellos se archivan valores de entrada analgicas (previo paso por el mdulo D/A) ytambin cantidad de pulsos que corresponden a entradas discretas de alta frecuencia que no pueden ser retenidas por el PLC y deben pasar previamente por un mdulo HSC.

Estos registros no pueden ser alterados desde el PLC a travs del programador P190. Su rango es desde 0 (cero) a 9999.

Registros de retencin (Frmula 4XXXX)

En ellos se archivan valores numricos necesarios para la programacin (por ejemplo, elresultado de una suma o cualquier otra operacin).

Estos registros pueden ser alterados va P-190. Su valor queda retenido an en caso defalta de energa.

Los registros de retencin NO pierden su valor en caso de falta de energa. No existe lmite para la cantidad de veces que estos registros pueden ser usados en el

programa. Tienen 16 bits. El bit de mayor valor es el #1.

Registros de retencin (Frmula 4XXXX)

Constituyen un tipo especial de registro de retencin. Su contenido puede usarse como entrada a mdulo conversores D/A que permiten

obtener seales analgicas de salida del PLC (4 a 20 mA, etc.) Todos los registros pueden ser codificados en decimal, binario o hexadecimal.

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4. Lgica en el PLC

TON

TIMER ON DELAY

Timer T4:1Base de tiempo 1.0Preestablecido 15Acumulado 0

RETARDO ALENERGIZARTON

Bits de estado

EN- HabilitarTT- Timer corriendoDN- Dine (Hecho)

Si las condiciones de entrada siguen verdaderas, el timer T4:1comienza a hacer incrementos en intervalos de 1 segundo. Cuandoel valor acumulado es mayor que o igual al valor preestablecido (15),el timer se detiene y pone a UNO el bit done del timer.

Condicindel rung

Falsa

Verdadera

Verdadera.

EN15

0

1

1

TT13

0

1

0

DN12

0

0

1

ValorAcum

0

Incremento

>=preestablecido

Edo. Del TON

Restablecido

Corriendo

Done

TOF

TIMER OFF DELAY

Timer T4:1Base de tiempo. 01Preestablecido 180Acumulado 0

RETARDO ALDESENERGIZARTON

Bits de estado

EN- HabilitarTT- Timer corriendoDN- Dine (Hecho)

Si las condiciones de entrada son falsas, el timer T4:1 comienzaa hacer incrementos en intervalos de 10mS mientras el rungpermanezca falso. Cuando el valor acumulado es mayor que o igualal valor preestablecido (180), el timer se detiene y pone a UNO el bitdone del timer.

Condicindel rung

Verdadera

Falsa

Falsa

EN15

1

0

0

TT14

0

1

0

DN13

1

0

0

ValorAcum

0

Incremento

>=preestablecido

Edo. Del TOF

Restablecido

Corriendo

Done

Si las condiciones de entrada siguen verdaderas, el timer T4:10comienza a hacer incrementos en intervalos de 1 segundo mientrasel rung permanezca verdadero. Cuando el valor acumulado esmayor que o igual al valor preestablecido (10), el timer se detiene y pone a UNO el bit done del timer.

Condicindel rung

Falsa

Verdadera

Falsa

Falsa

EN15

0

1

0

1

TT14

0

1

0

0

DN13

0

0

0

1

ValorAcum

0

Incremento

Se mantiene

>=preestablecido

Edo. Del TOF

Restablecido

Deshabilitado

Corriendo

Done

Si las condiciones de entrada siguen verdaderas, el timer T4:10 es reseteado.Esta instruccin reseta timerss, contadores, as como bloques de control.Necesaria para poner a cero el valor RTO acumulada

Timer RetentivoEncendidoRTO

Bits de estado

EN- HabilitarTT- Timer corriendoDN- Dine (Hecho)

RTO

RETENTIVE

TIMER ON

Timer T4:10Base de tiempo 1.0Preestablecido 10Acumulado 0

T4:1 Reset del timer--(RES)--RES.

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4. Lgica en el PLC

ACTIVIDAD 8. Lgica en el PLCSe mostraron los distintos pasos lgicos en la programacin de un PLC.

Por favor, responda las siguientes preguntas.

Felicitaciones!Usted ha finalizado el captulo 4. A continuacin se desarrollar el captulo Codificacin de Seales.

4

5

6

En la memoria del PLC se realizan todas las operacioneslgicas.

El PLC realiza el proceso con tal rapidez que es imposibleobservarlo en una pantalla de computadora

Los buses de un microprocesador son los que seencargan de transmitir datos, instrucciones, seales, etc.entre las distintas partes del mismo.

No es posible aumentar la velocidad de ejecucin deoperaciones en la CPU del PLC.

La nica forma de programar un PLC es utilizando unacomputadora personal.

El tamao del PLC es independiente de la cantidad deentradas y salidas que tenga.

1

3

2

Cul de los siguientes nmeros no estn expresados en cdigo binario

11001010012

Cul de los siguientes nmeros est expresado en cdigo hexadecimal?

1.201110-16

6780

Cules de los siguientes cdigos no permite representar nmeros decimales?

Cama flotante/punto flotanteGrayBinario

5.1 Parmetros a Especificar5.2 Mantenimiento del PLC5.3 Control Centralizado y Distribuido5.4 Identificacin y Codificacin de Seales

Los parmetros a verificar por el PLC y las distintas seales que recibe o entrega deben ser especificados de forma especial para este programa.

57596263

5PLC Bsico

Codificacin de sealesTEMAS DEL CAPTULO 5

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5. Codificacin de Seales

Parmetros a especificar5.1

Configuracin

El primer paso para la configuracin es establecer el tipo de CPU a utilizar. Esto permite al software de programacin asegurar que las opciones disponibles sean compatibles con el tipo de CPU utilizado.

Una vez definido el tipo de CPU o procesador del PLC, generalmente hay que seguir un proceso que incluye:

Configuracin de los parmetros de comunicacin

Se especifica:

Protocolo de comunicacin, esto tiene relacin con el formato de los datos, su estructura.

El nmero del puerto a travs del cual se establecer la comunicacin. La velocidad de comunicacin (Baud bits / seg). La paridad a utilizar (par impar). Nmero de bits de paro (Stop). La direccin del PLC (ADDRESS).

Configuracin de la memoria

Memoria para la lgica del diagrama escalera. Memoria para datos del usuario, tales como variables y constantes. Memoria del sistema, esto es, para las operaciones del sistema.

Configuracin de las entradas y salidas

Establecer la cantidad de bases o racks. Para cada base o rack establecer la cantidad de slots. Para cada slot establecer la cantidad y tipo de entradas o salidas.

En esta forma el CPU o procesador del PLC sabe dnde localizar cada seal de entrada y salida, en que rack, que slot y la naturaleza de la informacin

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5. Codificacin de Seales

Ya instalado el software de programacin en la computadora y la aplicacin (que incluye la configuracin), existen dos formas de trabajar: sin conectar y conectado al PLC. A sto se lo conoce normalmente como operacin online y offline.

online

Modo de operacin online y offlineFundamentalmente existen dos modos de trabajar con el software de programacin:

offline

Cuando se trabaja en modo Online hay unacomunicacin entre el procesador (CPU) delPLC y la computadora. Para esto se requiereconectar un cable entre el PLC y lacomputadora. Los comandos pueden serintroducidos directamente en la memoria delPLC, as nadie puede acceder a informacinque presente en los mdulos de entrada/salida.

Cuando se trabaja en modo Offline significaque no existe una comunicacin entre elprocesador (CPU) del PLC y la computadora. Eneste modo se disea sobre la memoria de lamisma computadora. Los resultados despuspueden ser introducidos al PLC trabajandoOnline.

Dependiendo de la forma en que se est trabajando, ciertas opciones de los mens estarndisponible slo en el modo Offline u Online.

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5. Codificacin de Seales

Mantenimiento del PLC5.2

Existen una gran cantidad de opciones en los diferentes software de programacin y todos tienen una serie de comandos que permiten realizar las tareas de mantenimiento del PLC:

Lectura y transferencia de un programa

Una de las operaciones comunes es la lectura del programa guardado en la memoria del PLC.Para realizar esta tarea es necesario estar Online, es decir, que exista comunicacin entre el PLC y la computadora.

Otro caso es la lectura de un programa que se encuentra en la memoria de la computadora.En este caso, se opera en Offline y se guarda en un disco. Para utilizarlo es necesariotransferirlo a la memoria del PLC. Recuerde que para hacerlo, es necesario estar en operacinOnline, es decir, con comunicacin entre el PLC y la computadora.

Una de las ventajas de los sistemas hechos con PLC es su facilidad para poder hacer cambios.Por ejemplo, una forma nueva y ms eficiente de resolver una secuencia puede ser puesta aprueba durante una semana, si se presenta una situacin de falla, se puede en formaprovisional modificar el diagrama escalera mientras se consigue alguna refaccin.

Una prctica comn para evitar esto es comparar el programa que est ejecutndose en elPLC con la versin original. As, una instruccin Compare (comparar) permitir detectardiferencias y as asegurar que el programa en el PLC est operando en forma adecuadaCompare generalmente genera una lista de las diferencias entre dos programas.

Comparacin de programas

Creacin de un respaldo

Comparacin de programas

Creacin de un respaldoFrecuentemente en los PLC hay una batera de respaldo que mantiene el programa ycontinua energizando la memoria cuando se suspende el suministro elctrico.Qu hacer cuando el mdulo del procesador (CPU) del PLC se daa?, Qu hacer si labatera se agota o daa y se presenta una interrupcin del suministro elctrico?

La respuesta para ambos casos es volver a cargar en la memoria del PLC, el