Instrument

LA INSTRUMENTACION EN LA INDUSTRIA

Alain P. Chacón Paniagua [email protected]

Introducción

¿Como gobernar un proceso de forma automática? ● Nociones básicas de Control ● Nociones básicas de Instrumentación ●

Operación manual de un proceso

Observar Comparar Decidir Actuar

Operación de un proceso

Comparar Decidir

Respuestas

Cambios Proceso Actuar

Medir Respuesta dinámica

Operación manual o en lazo abierto

Operación automática Respuestas

Cambios Regulador Valores Deseados

Proceso Actuar

Operación en lazo cerrado

Medir

Operación Automática

Medir Comparar Decidir Actuar LT

LC

Componentes Variables a controlar

Variables para actuar Regulador

Actuador

Proceso

Valores Deseados Transmisor Valores medidos

Control de temperatura

Medir Comparar Decidir Actuar

Indice

Sistemas de Control: Terminología ● Control Continuo / Discreto ● Transmisores ●

– Definiciones y tipos – Nivel, Presión, Caudal,Temperatura... ●

Actuadores: – Válvulas – Bombas y Compresores

●

Dinámica de sistemas

Terminología

Perturbación Variable Controlada LT

Referencia LC

Variable Manipulada

Referencia Consigna w

Variable manipulada Manipulated Variable MV Output to Process OP Entrada (al proceso) MV

CV y

u Proceso

Regulador

Set Point SP

Perturbaciones Deviation Variables DV

y (Europa)

x Transmisor

Diagrama de bloques

Variable Controlada Controled Variable CV Process Variable PV Salida (del proceso)

Control Continuo

La variable controlada, toma valores en un rango continuo, se mide y se actua continuamente sobre un rango de valores del actuador

Perturbación

Variable Controlada LT

Referencia LC

Variable Manipulada

Control discreto

Detector de máxima y mínima altura Relé

Las variables solo admiten un conjunto de estados finitos

Electroválvula ON/OFF

Diagramas de proceso P&I

Unidades de proceso y actuadores representados con simbolos especiales Instrumentos de medida y regulación representados por círculos con números y letras Lineas de conexión

LT 102

LC 102

Instrumentos

Indicadores ● Transmisores ● Registradores ● Convertidores ● Controladores ● Actuadores ● Transductores ●

Conectados por lineas de transmisión: •Neumáticas •Eléctricas •Digitales

Instrumentos

LRC 128 Señal eléctrica

Montaje en panel

Señal neumática PT 014 Conexión al proceso o alimentación

Montaje en campo

El número es el mismo en todos los instrumentos de un mismo lazo de regulación

Instrumentos digitales LRC 128 Comparte varias funciones: display, control,etc. Configurable por software Acceso por red Accesible al operario

PT 014 Normalmente no accesible al operario Controlador de DCS, regulador por microprocesador,...

El número es el mismo en todos los instrumentos de un mismo lazo de regulación

Instrumentos digitales LRC 128 Computador Distinto del controlador de un DCS Varias funciones: DDC, registro, alarmas,etc. Acceso por red

Conexión software o por red digital

Instrumentos digitales

Control lógico o secuencial Accesible al operario No accesible al operario

PLC o secuencias/ lógica de un DCS

1ª letra A D E F I J L M P S T V W Z

análisis densidad voltaje caudal corriente potencia nivel humedad presión velocidad temperatura viscosidad Peso posición

1ª letra: 2ª letra:

3ª y sig:

variable medida o relacionada puede cualificar a la primera D diferencial F relación S seguridad Q integración Función del Instrumento I indicador R registro C control T transmisor V válvula Y cálculo H alto L bajo

Instrumentos

PDT

LRC

PIC

DT

FY

FFC

ST

TDT

Recalentador DV MV

CV

Transmisores

Sensor: Elemento primario sensible a una propiedad física relacionada con la variable que se quiere medir. ● Transmisor: Sistema unido al sensor que convierte, acondiciona y normaliza su señal para transmitirla a distancia. ● Indicador: Combina un sensor y un sistema de medida analógica o digital. ●

Transmisor de presión

Sensor Piezoeléctrico

Señal normalizada Circuito electrónico

Presión Amplificación Filtrado Calibrado Potencia Normalización

Transmisores

●

Señal neumática:

●

Señal electrica:

Frecuencia: ● Otras: ● Señal digital: ●

0.2 - 1 Kg/cm2 3 - 15 psi 4 - 20 mA 1 - 5 V cc, .... pulsos/tiempo RTD, Contactos,... HART, Fieldbus, RS-232...

4-20 mA

mA Transmisor

FC

•La señal de corriente es la misma en cualquier punto de la linea •Puede diferenciarse una averia o ruptura de linea del rango inferior de medida •Pueden conectarse un número máximo de cargas o instrumentos

Pulsos/Frecuencia

Transmisor

Contador FC de pulsos

El número de pulsos de tensión recibidos por unidad de tiempo es proporcional al valor de la magnitud medida

Consumo Conectores Condiciones de trabajo Protecciones Montaje

Alimentación

mA 220 V ac

Transmisor

mA Transmisor

24 V dc

Conexionado

CV XT

Protección y aislamiento

MV XC

SP

Acondicionamiento

Filtrado

Tomas auxiliares

Apantallamiento

mA Transmisor

FC

Cableado, Fiabilidad,...

Sala de control

Distancia TT FT DT

Costos de cableado Ruidos Fiabilidad de los equipos Calibrado, mantenimiento,...

Buses de Campo

PLC Ordenador

TT

FT

Bus digital 1101... Microprocesador Módulo A/D y Comunicaciones

DT

Instrumentación Inteligente

●

●

Lleva incorporado un microprocesador Esto le dota de capacidad de cálculo y almacenamiento de la información: – Datos del Instrumento – Datos dinámicos

●

●

Dispone de un sistema de comunicaciones digitales que pueden ser bidireccionales Proporcionan nuevas funcionalidades

Instrumentación Inteligente

●

●

Totalmente digital: Buses de campo Comunicaciones entre todos los elementos conectados al bus: instrumentos y sistemas de control

●

●

Híbrido: Combina transmisión de señal analógica y digital: Protocolo HART Comunicaciones entre transmisores y sistemas de control

Buses de Campo PLC Ordenador Bus digital 1101... •Ahorro de cableado •Rechazo de ruidos •Nuevas funciones: Ajuste remoto de rangos, test, documentación,.... •Información mas elaborada •Arquitecturas y Protocolos

Buses de campo

Fieldbus Foundation (Niveles H1 y H2) ● Profibus DP, PA ● WorldFIP ● CAN ● DeviceNet ●

●

.....

HART

LT

4-20 mA 1011..

Unidad HART

RS-232

PT

FT

Comunicación digital superpuesta a la señal de 4-20mA Permite realizar test, calibrado,.etc desde el ordenador o módulo de mano

Conexión serie

Analizador

11010...

Conversión A/D Protocolo de comunicación Punto a punto RS-232, RS-422 Bus RS-485

Terminología (SAMA)

Rango ● Span ● Error dinámico ● Precisión ● Sensibilidad ● Repetitividad ● Zona muerta e Histéresis ●

Transmisores

Calibrado:

20 mA

lectura = f ( valor real ) Ajustes de Cero y Span

4 mA

mA = 0.2667 ºC - 1.3333 20 ºC Rango: 20 - 80 ºC Span: 80-20 = 60 ºC

80ªC

Transmisores Calibrado:

20 mA

lectura = f ( valor real )

Cero

Ajustes de Cero y Span

4 mA

Span mA = 0.2667 ºC - 1.3333 20 ºC

80ªC

Transmisores

Error de linealidad

20 mA

Debido a la no linealidad de la curva de calibrado real 4 mA

Valor real % span 20 ºC Valor indicado

80ªC

Transmisores Zona muerta: Cambio en la variable medida que no altera la lectura. % del span

20 mA

4 mA

Zona muerta 20 ºC

80ªC

Transmisores

20 mA Repetitividad 4 mA

20 ºC

80ªC

Repetitividad: Capacidad de obtener la misma lectura al leer el mismo valor de la variable medida en el mismo sentido de cambio. % del span Histéresis: Lo mismo pero en sentidos distintos de cambio.

Transmisores

error dinámico

Precisión: Limite máximo de error posible por linealidad, histéresis, etc....

80ªC

% del span % de la lectura Valor directo,...

20 mA valor indicado 4 mA 20 ºC

Valor real

Transmisores Sensibilidad: Cambio en la lectura correspondiente a un cambio unidad en la variable

20 mA Sensibilidad 4 mA

% del span 20 ºC

80ªC 1 unidad

Transmisores de Temperatura

De bulbo ● RTD (Pt100 0ºC 100 Ω) ● Termistores (Semiconductores) ● Termopares E, J, K, RS, T ● Pirómetros (altas temperaturas, radiación) ●

Pt-100

0ºC

100Ω

La resistencia eléctrica cambia con la temperatura Puente eléctrico para la conversión a señal electrica de tensión Margen de empleo: -200 500ºC Sensibilidad: 0.4 Ω/ºC Precisión: 0.2%

Puente

R

R V

Rt

R

Pt100

Cuando el puente está equilibrado, la tensión V es nula. Si se modifica Rt la tensión V cambia.

Conexión a tres hilos

Pt100

R

R V

Rt

R

La longitud de los hilos de conexión influye en la medida, el tercer hilo hace que se añada la misma resistencia a cada rama y se compensa el desequilibrio producido en el puente

Termopares

T2

T1 I

T

Termopar

M

En la unión de ciertos metales se genera una f.e.m. si los extremos están a temperaturas diferentes. La f.e.m. depende de la diferencia de temperatura Medida: Se opone una tensión conocida a la del termopar hasta que la salida del amp. diferencial es nula

Termopares

Tipo

Rango

Precisión

T

-200

250ºC

2%

J

0

750ºC

0.5%

K

0

1300ºC

1%

R/S

0

1600ºC

0.5%

W

0

2800ºC

1%

Transmisores de presión

Presión absoluta ● Presión manométrica ● Presión diferencial ●

Medidas basadas en: •Desplazamiento •Galgas •Piezoelectricidad

Potenciómetro

Sensor de desplazamiento Inducción

Capacidad

Presión

Sensor piezoeléctrico

Fuerza + Cristal de cuarzo Placa metálica

-

Galgas / Efecto Hall

La deformación varia R

Galgas extensiométricas

N Efecto Hall Fuerza S

Corriente

Transmisor de presión

Transmisores de nivel

●

Desplazamiento – Flotador – Fuerza: Principio de Arquímedes

Presión diferencial ● Capacitivos ● Ultrasonidos ● Radar ●

Nivel: presión diferencial

Se mide la diferencia de presión entre ambas ramas Se supone la densidad constante

LT

Condensación en los tubos (p0 + ρgh) - p0

Capacitivos

Entre el electrodo y la pared del depósito se forma un condensador cuya capacidad depende del nivel de líquido

Nivel: Ultrasonidos

El tiempo entre la emisión y la recepción de las ondas de alta frecuencia es proporcional al nivel

Transmisores de Caudal

Presión diferencial ● Electromagnéticos ● Turbina ● Vortex ● Efecto Doppler ● Másicos (Coriolis) ….. ●

Placas de orificio

P1

P2

d

β2

πD 2 q=C 1 − β4 4

2g(P1 − P2 ) ρ

Basada en la medida de presión diferencial

D

β=

d D

Caudalímetros electromagnéticos

N B S

N

+ S

-

En el conductor (líquido) que circula a una velocidad en el seno del campo B se induce una f.e.m proporcional a la velocidad, que se recoge en los electrodos

Actuadores

●

Elementos finales de control. Modifican la variable manipulada del proceso de acuerdo a la señal del controlador. – – – – –

Válvulas Motores Bombas de velocidad variable Amplificadores de potencia ....

Válvulas

●

Dispositivo que permite variar el caudal que pasa por una conducción modificando la pérdida de carga en la misma mediante una obturación variable. – – – – –

Cierre manual Retención Seguridad On/Off Regulación

Válvulas de regulación

Estructura y funcionamiento ● Tipos de válvulas ● Fórmulas de cálculo ● Características estáticas ● Cavitación ● Características instaladas ● Dinámica de una válvula ●

Válvula neumática de asiento 3 -15 psi Aire Membrana Indicador Tapa Bridas

Muelle Vastago Obturador Fluido

Asiento

Servomotor Neumático Electrico

Cuerpo

Válvulas de regulación Aire

Fluido •Estanqueidad •Presión máxima •Capacidad de caudal •Tipo de fluido

Asiento o globo Doble asiento Aguja Saunders Compuerta Mariposa Camflex II 2 -3 vias

Mariposa

Cuerpo

Aire abre/cierra Aire Aire Aire cierra

Aire abre

Aire abre

Aire cierra

Convertidor I/P

4 - 20 mA

Alimentación aire y I P electrica Aire 3-15 psi Poca precisión en el posicionamiento del vástago

Posicionador

Aire Alimentación de aire

Posicionador Señal de control 4 - 20 mA

Perdida de carga

1 2 ∆p v = 2 2 q ρ a C a p1

q ∆p

p2

∆p pérdida de carga q caudal a fracción de apertura C coeficiente ρ densidad

Fórmulas de cálculo Líquidos q m3/h aC v q= p bares 116 . ρ densidad relativa a tanto por uno q Tm/h p bares a tanto por uno

∆p v ρ Vapor saturado

a p1

q ∆p

p2

Cv coeficiente de caudal

aC v q= ∆p v ( p1 + p 2 ) 72.4

Características estáticas

% de area del asiento 100%

Lineales Isoporcentuales Apertura rápida Mariposa Camflex

% de flujo máximo en cond. nominales a ∆p constante 0% 0%

100 %

% de posición del vastago

Características estáticas

Apertura rápida Lineal Isoporcentual Mariposa

0% 0%

100 %

Rangeability

máximo flujo controlable R = ------------------------------mínimo flujo controlable R= 50...20 0%

% posición del vastago 0%

Flujo no controlable

100 %

Cavitación

Presión de vapor: Presión a la que hierve el líquido a la temperatura de trabajo

presión

p1

presión p2 presión de vapor longitud

p1 p2 presión de vapor longitud

Cavitación

q=

q

aC v 116 .

∆p v ρ

Kc Coeficiente de cavitación incipiente ∆pv ≤ K c ( p1 − pv ) Flujo crítico  pv  ∆ p M = C f  p1 − p v ( 0.96 − 0.28 ) p c   ∆ p M Maxima caida de presion admisible 2

∆p v

Cavitación incipiente

Máxima ∆p para regular flujo

Cf Factor de flujo crítico pc presión del punto crítico

Fórmulas de cálculo

q= y=

a C f C v p 1 ρ( y − 0148 . y3 ) 54.5 ∆p v 163 . Cf p1

gas

y ≤ 15 .

a C f C v p 1 ( y − 0148 . y3 ) q= vapor saturado 83.7 a Cf Cv p1 q= flujo critico 83.7

q p

Tm/h bares

Características Instaladas

q=

aC v 116 .

q=

∆p v ρ

1 116 .

∆p 0 − ρgh  1  ρ K L + 2 2  a Cv  

∆p 0 = ∆p v + K Lρq 2 + ρgh

a p1

h

q ∆pv

p2

∆p0

Características instaladas

%q

1 q= 116 .

∆p 0 − ρgh  1  ρ K L + 2 2  a Cv  

% posición del vastago

Válvulas inteligentes

Aire Bus de campo Posicionador + Microprocesador

Caracterización Diagnósticos Alarmas Bloques de control, etc.

Bombas

Desplazamiento positivo ● Centrifugas ● Instalación ● Potencia y rendimiento ● Curvas características ● Cavitación ●

Desplazamiento positivo

Embolo, membrana, ...

Centrífugas

Energía eléctrica Motor Asíncrono

Energía mecánica Rodete

Bombas centrífugas

Incremento de energia = energia suministrada - pérdidas

(

∆p b = ρ aw 2 − bq 2

)

P = 36.022 ∆p b q P Potencia suministrada P = ηW W Potencia absorvida

P q p

kw m3/h bares

Curvas características

∆pb

η

ω2

ω2 > ω1

ω1

q

Punto de operación ∆p 0 + ∆p b = ∆p v + K Lρq 2 + ρgh = 1 ∆p b = ( 2 2 + K L )ρq 2 + ρgh − ∆p 0 a Cv

∆pb

q q

a ∆pb

∆pv

h ∆p0

Bombas de velocidad variable

M

Variador ∼

4 - 20 mA

Compresores

∆pb

Línea de bombeo (surge) ω2

ω2 > ω1

ω1

q

Motores eléctricos

N F B F S

Motores eléctricos cc / ca

Motor CC

Amplificador CC

M

4 - 20 mA

Alimentación Motor de inducción ca

M

Variador ∼

4 - 20 mA

EL PROBLEMA DE CONTROL v w SP

Controlador

u MV

DV y

Proceso

CV

Controladores

●

Generan una señal de control normalizada al actuador en función del valor medido de la variable que se quiere controlar y de su valor deseado. Referencia

Error +

-

Cálculo y normalización

Variable controlada 4-20 mA

Variable manipulada 4-20 mA

Controladores

●

Tecnologías: – Neumática – Electrónica – Digital

Controladores de lazo (PID) ● Autómatas (PLC) ● Sistemas de Control Distribuido (DCS) ● Control por ordenador (PC) ●

Controlador 4-20 mA del transmisor

SP 45 PV 45.5

MV 38 %

4-20 mA al actuador

Señales del regulador

w Regulador

u

Actuador

4-20 mA

Proceso

y

4-20 mA

Transmisor

Las señales de entrada y salida al regulador son señales normalizadas, normalmente de 4-20 mA

EL REGULADOR PID e( t ) = w( t ) − y( t )  1 de  u( t ) = K p e( t ) + ∫ e( τ)dτ +Td  Ti dt  

●

regulador basado en señal, conocimiento explícito del proceso 3 parámetros de sintonia Kp, Ti, Td

●

diversas modificaciones

●

no

incorpora

Dos opciones Kp % / %

w

u

e

R

+ -

Ing.

%

%

e +

Ing.

-

Proceso Ing.

mA

% w

mA

R

u

mA

Proceso

%

Ing. Ing.

mA Kp % / Ing.

Análisis del regulador Actuador W + -

R

%

U %

Gp

Y

100/span

% 100/span

Las señales de entrada y salida al regulador suelen expresarse en % del span del transmisor y del actuador respectivamente.

La conversión del regulador debe corresponder a calibración del transmisor

Parámetros PID

●

Kp ganancia / Término proporcional – % span control / % span variable controlada – banda proporcional PB=100/ Kp

●

Ti tiempo integral / Término integral – minutos o sg. (por repetición) (reset time) – repeticiones por min = 1/ Ti

●

Td tiempo derivativo / Término derivativo – minutos o sg.

Acción proporcional

u ( t ) = K p e( t) + bias e

u t

t

Un error del x % provoca una acción de control del Kp x % sobre el actuador bias = manual reset (CV = SP)

Acción directa/inversa

considerar el tipo de válvula

LT

LC

LC

LT

Direct acting controller Kp < 0 Reverse acting controller Kp > 0 u(t)=Kp(w-y)

si aumenta y decrece u con Kp positiva

Acción proporcional

1500 rpm

w

e + -

u

Kp

Ampl.

30 %

Ing.

M 1500 rpm

u(t)=Kp e(t) + 30

Solo puede alcanzarse un punto de equilibrio con error cero

Acción integral (automatic reset)

y

w

w

y t

t

u

u t

Un regulador P no elimina el error estacionario en procesos autoregulados

Kp Ti

∫ edτ

t

La acción integral continua cambiando la u hasta que el error es cero

Acción Integral

Kp Ti

1500 rpm

w

e + -

Ing.

∫ edτ

Kp

u

Ampl.

M 1500 rpm

Acción Integral

u( t) = e

Kp Ti

t

∫ e(τ ) dτ

Kp Ti

0

Si e=cte.

e

∫ edτ

Kp e

t

t Ti = 1 repetición

Ti tiempo que tarda la acción integral en igualar a la acción proporcional (un repetición) si e=cte.

Kp Ti

∫ edτ =

Kp Ti

et = K p e ⇒ t = Ti

Acción derivativa w

y

w

y t

t

u

u t

Un regulador P con ganancia alta para dar respuesta rápida puede provocar oscilaciones por u excesiva

u ( t ) = K p (e + Td

de ) dt

t

La acción derivativa acelera la u si e crece y la modera si e decrece, evitando oscilaciones

Acción derivativa

de u ( t) = K p Td dt e

Si e= a t

PD Kp e e

t

Kp Td a t

Td Con e variando linealmente, la acción derivativa da la misma u que la acción proporcional daría Td sg. mas tarde Acción anticipativa No influye en el estado estacionario

Acción derivativa

de u ( t ) = K p Td dt e

Si e= a t

Kp e

e

Kp Td a

t

t Td

Td tiempo que tarda la acción derivativa en igualar a la acción proporcional si e= a.t.

K p Td

de = K p Td a = K p at ⇒ t = Td dt

Métodos de sintonía de PID

● ●

Métodos de prueba y error Métodos basados en experimentos – Estimar ciertas características dinámicas del proceso con un experimento – Cálcular los parámetros del regulador mediante tablas o fórmulas deducidas en función de las características dinámicas estimadas

●

Métodos analíticos basados en modelos – Minimización de indices de error – Márgenes de Fase y/o ganancia

Prueba y Error

y

w

y

1 Aumentar Kp

2 Aumentar Td w

y

w

Partir de valores bajos de Kp, y sin acción integral o derivativa Aumentar Kp hasta obtener una forma de respuesta aceptable sin excesivos u

3 Disminuir Ti

Aumentar ligeramente Td para mejorar la respuesta Disminuir Ti hasta eliminar el error estacionario

Respuesta dinámica

Cambio escalón de la variable manipulada

nivel

tiempo

Respuesta dinámica

MV u

CV y Proceso tiempo •Experimentación •Modelo matemático

tiempo

Respuesta dinámica

Transitorio

Estacionario y

u tiempo

Tipos de procesos

Autoregulados

No autoregulados o Integradores

y

y

u

u tiempo

tiempo

Tipos de procesos

Fase mínima

Fase no-mínima o respuesta inversa

y

y

u

u tiempo

tiempo

Estabilidad

y

respuesta en lazo abierto

y

2

respuesta en lazo abierto 2

1.5

1.5

1

1

0.5

0.5

0

0

-0.5

-0.5 0

2

4

Estable

6

8

10

u

0

2

4

6

8

Inestable

A una entrada limitada corresponde una salida limitada

10

Amortiguamiento

y

y

respuesta en lazo abierto 2

respuesta en lazo abierto 2

1.5

1.5

1

1

0.5

0.5

0

0

-0.5

-0.5 0

2

4

6

8

Sobreamortiguado

10

u

0

2

4

6

Subamortiguado

8

10

Respuesta dinámica tiempo de asentamiento

+5% del valor final

y

u tiempo Retardo

respuesta dinámica

Sobrepico en % = 100 Mp/ ∆y Mp

Ganancia = ∆y / ∆u

∆y

y

u

∆u tiempo

Ganancia

Ganancia positiva

Ganancia negativa o inversa

y y u

u tiempo

tiempo

respuesta dinámica periodo de oscilación ys valor final 90 % ys y 10 % ys tiempo de subida u tiempo

Modelo matemático

y Proceso u

tiempo ym tiempo

Modelo tiempo

Sistemas de eventos discretos

Muchos procesos no son continuos ● Sus variables solo admiten un número finito de valores ● Los valores de las variables no cambian de forma continua en el tiempo, sino en instantes determinados. ● Problemas de control lógicos y secuenciales ●

Estados discretos

Motor:

Depósito:

Válvula:

En marcha o parado

Con líquido o vacio

Abierta o cerrada

Instrumentación

Detector de nivel mínimo: cuando el nivel desciende del valor mínimo se activa / o desactiva la señal del sensor Circuito cerrado

Circuito abierto

Instrumentación

Termostato: Cuando la temperatura supera un límite se activa/desactiva el sensor Presostato

TS Proceso PS

Instrumentación

Emisor Detector de presencia Receptor Final de carrera

Instrumentación ~

Válvula on/off Electroválvula

Arrancador de motor

Sistemas combinacionales

Asociados a alarmas o lógicas de operación ● Las respuestas dependen solo de las entradas a través de las funciones lógicas y, ó, no ● SI ( condiciones lógicas ) ENTONCES ( acciones) ●

Lógica combinacional

AND

1

0

OR

1

0

1

1

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

NOT

1

0

0

1

A.B

AND

A+B

OR

A

NOT

Leyes de Morgan

(A + B) = A.B A.B = A + B

Puertas lógicas

A B A B

&

A.B

≥1

A+B

A

≠1

A

Nomenclatura DIN

Las expresiones lógicas pueden asimilarse a circuitos eléctricos en que las condiciones cierto o falso corresponden a presencia o ausencia de señal y la conclusión se expresa en términos de la señal de salida

Circuitos lógicos

C D

& A.B + C.D

A B

& A

C B

≥1

≠1 ≥1

A &

(C+B).A

Diagramas de contactos

Contacto normalmente abierto

Contacto normalmente cerrado

Las expresiones lógicas pueden asimilarse a circuitos eléctricos en que las condiciones cierto o falso corresponden a contactos cerrados o abiertos y la conclusión se expresa en términos de circula corriente o no

Diagramas de contactos

A

B

A.B

A

B

A+B

Diagramas de contactos

+

-

A C

D

B

Función lógica: (A+B).C.D

Relés

Dispositivo que permite implementar acciones lógicas y actuar sobre elementos físicos ~ Carga

S1 S2

bobina

SI (S1= cerrado y S2= cerrado) ENTONCES carga activada

Diagrama de contactos

bobina de relé +

S1

-

S2 X1

Otros elementos: temporizadores, contadores, pulsadores, etc.

Pulsador normalmente abierto Pulsador normalmente cerrado

S2

Ejemplo X2 P1

S1

relé

~

M

+

S1

-

P1 X1 S2

X1

X1

X2

Procesos Secuenciales

A

M

B

Sucesión de etapas de operación con acciones específicas y condiciones de transición entre ellas 1 2 3 4

Descarga

Espera Carga Operación Descarga

Grafos de transición de estados Espera 1 A

M

B

Tanque vacio Descarga 4

Estados Transiciones

Operación terminada

Arranque 2

Carga Tanque lleno 3

Operación

Autómatas programables

Dispositivos programables orientados a implementar funciones lógicas y secuenciales conectados a un proceso Arquitectura •CPU •Comunicaciones •Tarjetas I/O •Alimentación

Modicon TSX Nano

PC + PLC + Proceso