P1 Eusk

Praktika 1: Sarrera z

¿Zer da PLC bat? z

z z z z z z

Eboluzio historikoa Nazioarteko Merkatua Ingurune industriala (lan baldintzak) Aplikazioak Oinarrizko ezaugarriak Simatic S5-95U z z z z

z z

Erabilera adibide bat

CPU Sarrera / Irteera integratuak Kanpo moduluak Barruko egitura

Automata eta prozesuen arteko elkarreragina Automataren osagai generikoak z z z z z z

CPU Memoria eta busak Elikatze-iturriak Sarrera / Irteera moduluak Programazio unitateak Programazio lengoaiak

¿Qué es un PLC ? PLC (Programmable Logic Controler) API (Autómata Programable Industrial) Sistema electrónico operado digitalmente, diseñado para trabajar en entornos industriales, que utiliza una memoria programable para almacenar instrucciones orientadas al usuario, las cuales implementan funciones específicas de tipo lógico, secuenciamiento, temporización, contaje y aritméticas, con el objetivo de controlar, por medio de señales de E/S analógicas o digitales varios tipos de máquinas o procesos. El controlador programable y sus periféricos asociados están diseñados para poder ser fácilmente integrables dentro de un sistema de control industrial y para que puedan ser usados de forma simple.

Ejemplo de utilización de un PLC Red de área local

Alarmas Supervisión del proceso

Control de temperatura

Válvula

Depósito de combustible

Mercado internacional de PLCs

„Siemens 26% „Scheneider 18% „Allen-Bradley 17% „Mitsubishi 11% „GE Fanuc 8% „Otros 20%

Evolución histórica I „<1960: Los sistemas de control se basan en lógica cableada, relés y contactores. La industria automovilística necesita adaptarse rápidamente a los cambios exigidos por producción.

Evolución histórica II „1960: Los sistemas de control se basan en lógica cableada, relés y contactores. La industria automovilística necesita adaptarse rápidamente a los cambios exigidos por producción. General Motors exige un sistema con las siguientes características „Fácilmente programables por personal de planta „Tiempo de vida largo „Los cambios en los programas debían ser sencillos „Entorno industrial Bedford propone el primer PLC y otras compañías usan esquemas basados en el uso de ordenador.

Evolución histórica III „1970: Surge la necesidad de comunicar los PLCs entre sí y entrar en el mundo analógico.

Los microprocesadores disponen ya de la suficiente potencia para resolver estos problemas.

Aparece un nuevo problema: El continuo cambio tecnológico y la falta de estándar provoca que la comunicación entre PLCs fuera un maremagnum de sistemas físicos y protocolos propietarios incompatibles entre sí

Evolución histórica IV „1980: Se producen varios avances significativos:

1.- Intento de estandarización de las comunicaciones. General Motors impulsa el protocolo MAP (Manufacturing Automation Protocol) 2.- Reducción de las dimensiones físicas del PLC 3.- Programación de los PLCs a través de ordenadores personales 4.- Eliminación de los terminales de programación a pie de planta

Evolución histórica V „1990: Avances: 1.- Reducción del número de protocolos 2.- Modernización de las capas físicas de los protocolos supervivientes 3.- Intento de estandarización de la programación 4.- Diversas formas de programación en un mismo PLC Diagramas de bloques Listas de instrucciones Lenguajes (C)

Evolución histórica VI „2000: Tendencias

Tarjeta de comunicaciones

Adquisición de datos basada en eventos

Columna de señalización

Menos comunicaciones

Arrancador de motor Botonera

Fallo limitado al dispositivo

Sensor

Transmisor de presión

Interface para Fibra Óptica

Entorno industrial: Agresiones ambientales Ambiente Físico y Mecánico „Vibraciones „Choques „Temperatura „Humedad

Polución Química „Gases corrosivos „Vapores de hidrocarburos „Polvos metálicos

Perturbaciones Eléctricas „F.e.m. Termoeléctricas „Potenciales voltaicos de unión „Parásitos electrostáticos „Interferencias electromagnéticas

Como evitar el efecto de las perturbaciones eléctricas

Transitorios

Aislamiento galvánico

Corrientes de tierra

Apantallamiento

Supresión de interferencias

Transmisión diferencial

Aplicaciones I: Metalurgia y Siderurgia

„Carga de hornos altos „Automatización de fundición „Análisis de gases „Control de calidad „Control de colada continua

Aplicaciones II: Industria Mecánica y del Automóvil

„Líneas de fabricación y montaje „Bancos de ensayo de motores „Prensas „Tornos automáticos „Rectificadoras „Máquinas de soldar „Robots

Aplicaciones III: Industria Química

„Producción „Dosificación „Mezcla „Depuración „Transformación de plásticos

Aplicaciones IV: Industria Petrolífera „Estaciones de bombeo „Estaciones de mando „Estaciones de carga/descarga „Estaciones de vigilancia de oleoductos „Distribución de gases y líquidos

Aplicaciones V: Industria alimentaria

„Mezcla de productos pulverulentos „Secado „Control de productos

Aplicaciones VI: Transportes

„Selección de paquetes „Gestión de almacenes „Paletización „Ascensores „Gestión de aparcamientos

Aplicaciones VII: Procesos de Fabricación en Línea

„Embotellado „Embalaje „Etiquetado „Pesaje „Dosificación

Aplicaciones VIII: Control Lógico

„Ascensores „Hornos „Bombas „Semáforos „Manejo de materiales „Calderas „Puentes grúa „Centrales eléctricas „Control de motores

Características principales de los Autómatas „Usan lógica programada, no cableada „Disminuyen el tiempo necesario para el desarrollo de proyectos „Versatilidad „Diseño específico para entorno industrial (robustez, poco espacio y poco peso) „Menor costo de mano de obra y mantenimiento „Posibilidad de gobierno de varias máquinas con un solo autómata „No se desaprovecha la inversión cuando se quedan pequeños „Facilita la gestión de entornos distribuidos y control jerarquizado „Permite la simulación de procesos, alarmas y fallos „Distintos lenguajes de programación estandarizados „Alta velocidad de ejecución „Se necesitan técnicos adiestrados para su uso y mantenimiento „El costo del equipo puede ser considerable „La tecnología es muy cerrada a los fabricantes

Familia de autómatas OMRON: puntos de entrada/salida y tiempos de ejecución

Familia de autómatas SIMATIC S5

„Todas las gamas „Pequeño tamaño „Entradas analógicas y digitales „Alimentación con CC o AC

La CPU 95U

Entradas y salidas analógicas y digitales integradas en la CPU

„16 entradas digitales „16 salidas digitales „8 entradas analógicas „1 salida analógica

Módulos externos de entradas y salidas

„32 módulos (máximo) „Conexión directa al bus „Diferentes funciones

Unidades de bus

„16 unidades bus (máximo) „Conectan módulos externos a la CPU „Cada unidad tiene 2 slots

Expansión del bus

Instalación de un módulo externo

Fijación mecánica del autómata

Dos posibilidades: „Carril DIN 35 mm „Atornillado

Estructura interna de un PLC:

Interacción del PLC con el proceso Sensores Interface de entradas

Proceso

Actuadores

Interface de salidas

Módulos de entrada Binarias: Captan dos estados diferenciados Analógicas: Necesitan un conversor A/D Señal analógica

Señal muestreada

x(t)

Señal digital codificada 0110 0111 0110

x(kT)

T

Muestreador Codificador

Remotas: Conexión a través de una red

Configuración para entradas remotas con bus de campo SIMATIC S7-400

PROFIBUS-DP

Enlace DP/PA

Estrella

24 V

Línea PROFIBUS-PA

Bifurcación en T

Estructura de la CPU

CPU CPU

ALU ALU

BUS BUSDE DEDATOS DATOS

UNIDAD UNIDADDE DECONTROL CONTROL

BUS BUSDE DEDIRECCIONES DIRECCIONES

BUS BUSDE DECONTROL CONTROL

La Unidad de Control rige el comportamiento de todos los componentes, da las órdenes para la ejecución de las instrucciones, decodifica/interpreta y ejecuta las instrucciones La Unidad Aritmético-Lógica efectúa los cálculos y operaciones

Memoria y buses CPU

Bus de control ALU Registros Decodificador .......

Bus de direcciones

Memoria Memoria Memoria de usuario Imagen E/S de datos Bus de datos Bus de comunicación

Fuente de alimentación

Adapta la tensión de la red a la tensión de alimentación de los circuitos internos del PLC y de los dispositivos de E/S Adicionalmente puede proporcionar alimentación a los sensores, evitando la necesidad de utilizar otra fuente

Módulos de salidas •Activa/desactiva los actuadores •Aporta la potencia necesaria para los accionamientos •Aisla los circuitos lógicos de los de carga •Proporciona separación galvánica (optoacopladores)

Salida optoacoplada

Consolas de programación Comunican al operario con el sistema

PLC

Unidad de programación

PC

Interfaces para la conexión de periféricos

Teclados

Memorias

Otros PLCs

PLC

Impresoras

Monitores

Interfaces Redes

Operaciones binarias con puertas lógicas AND

OR

01 001 111

01 000 101 E 32.0 E 0.7 A 33.5

NOT

01 10

E 32.0

&

E 32.1 A 32.4

E 32.2

>=1

E 0.7 A 32.5

& A 32.6

Distintas formas de representación del lenguaje STEP 5:

FUP

KOP

AWL

Esquema Eléctrico

AWL

FUP

KOP

&

E 32.0 E 32.1 A 32.5

S1 E 32.0

S2

U E 32.0 UN E 32.1 = A 32.5 E 32.1

H1

A 32.5

Ejemplos de operaciones binarias programadas en FUP: NW1

E 0.0 E 0.0

&

&

E 0.1 E 0.2

E 0.1

=

A 1.0

=

A 1.1

>=1 E 0.3

&

NW2 E 0.2

E 0.0

E 0.4

=

E 0.3

>=1

=

E 0.5 A 1.2

&

E 0.1

E 0.2

>=1

E 0.0

>=1

A 1.0

>=1

E 0.3 E 0.5

E 0.3

&

>=1 E 0.1

>=1

&

E 0.4

E 0.4 E 0.5

>=1 E 0.2

E 0.6

=

A 1.0

=

A 1.0

Relés Los relés son interruptores que permiten o inhiben el paso de corriente mediante el gobierno de un electroimán. El circuito magnético está compuesto por un núcleo ferromagnético (1) y una armadura (2). El núcleo está separado de la armadura por la fuerza de unos resortes (3). Al dar corriente a la bobina (4), el núcleo atrae a la armadura venciendo la fuerza del resorte. La armadura se encarga de arrastrar a los contactos (5), cambiándolos de posición. En los circuitos electromagnéticos alimentados por corriente alterna es necesario colocar las llamadas espiras de sombra (6) para evitar vibraciones del núcleo con la armadura.

Contacto Normalmente Abierto

Contacto Normalmente Cerrado

Programatu hasi aurretik… Taula bat seinale eta sarrera / irteeren arteko esleipenak adierazteko. Zutabeak:

z

1. 2. 3. 4.

z

Sarrera seinalearen izena (sustantibo bat) Automataren sarrera Irteera seinalearen izena (aditz bat) Automataren irteera

Adierazi baldintzak (seinaleen baloerak) hasierako egoeran egoteko