02 Introducción Al Plc.pdf

Silabo PFR (Automatización Industrial Lenguajes de programación normalizados. Arquitectura de los PLC. Contador y comparadores. Funciones Lógicas Neumáticas. Mando neumático en función del desplazamiento y el tiempo. Operaciones lógicas y aritméticas. Módulos Analógicos. Tratamiento de señales Análogas. Grafcet.

REGLAMENTO DEL CURSO

Sistema de Evaluación: Lab-A Nota Final = -A: 0.40 Pa + 0.60 Pb Donde:

E = Examen Pa = Pruebas de Aula Pb = Pruebas de Laboratorio

CONSIDERACIONES EN EL LABORATORIO

• • • • • •

Alumnos que lleguen des pues de hora de entrada (no tiene nota). Se considera 5 minutos para poder ingresar (esto es tarde). La revisión del laboratorio es el mismo día de realizada la experiencia. El laboratorio entrega al día siguiente después de realizada la experiencia. Fecha limite al cierre del b. El laboratorio se entrega un solo documento (01) en Word (adicional PDF) Las pruebas de Aula son Impostergables.

QUE NECESITAS PARA APROBAR

•Actitud •Trabajo •Respeto 10

11

JAPON

Introducción a la automatización

13

14

15

16

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES PLC´s 17

Evolución de la automatización

25/02/2019

18

HISTORIA Su historia se remonta a finales de la década de 1960 Los PLC fueron inventados en respuesta a las necesidades de la industria automotriz norteamericana por el ingeniero Estadounidense Dick Morley., En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisiones automáticas de General Motors) ofertó un concurso para una propuesta del reemplazo electrónico de los sistemas cableados.

FABRICANTES DE PLC

Existe una gran variedad de PLCs veremos los mas importantes:

• • • • •

Simatic Siemens - Alemania Rockwell Allen Bradley – Estados Unidos Schneider Telemecanique - Francia Omron - Japon ABB - Suiza

HISTORIA DEL PLC SIEMENS • Simatic S5, familias S5-100U, S5-115U, S5-135U. • Utiliza el software de programación Step 5 que trabaja en entorno DOS y Windows XP. • Utiliza una interface RS232/TTY

HISTORIA DEL PLC

SIEMENS • Simatic S7, familias S7-1200, S71500, S7300, S7400. • S7-200 usa el Microwin, entorno Windows. • S7-1200, sustituto del anterior usa interface RS232/PPI o USB/PPI. • S7-300 y S7400 usan el Administrador Simatic que en la actualidad ha sido reemplazado por el TIA Portal. Utiliza una interface MPI. • Los modelos actuales vienen con interface Ethernet

HISTORIA DEL PLC SIEMENS S7

S7 1200

S7 300

LOGO

S7 400

S7 1500

HISTORIA DEL PLC

ALLEN BRADLEY • Familia PLC2 actualmente descontinuada • Familia PLC5. Se programa con el software RSLogix 5 • Familia SLC500. Se programa con el software RSLogix500 • Familia Control Logix 5000. Utiliza el software Studio 5000.

HISTORIA DEL PLC ALLEN BRADLEY

PLC5 PLC2

SLC500

Compact

INTRODUCCIÓN A LA AUTOMÁTICA. AUTÓMATA: “Dispositivo capaz de realizar el funcionamiento de un Automatismo por medio de un programa, que se puede escribir y modificar a partir de un terminal de programación y reglaje”. Aparecen en 1.970, Industria del Automóvil, coincidente con la era del Microprocesador. La situación que ocupa en un proceso es la siguiente:

ACTUADORES

SALIDAS

PROCESO AUTÓMATA PROGRAMABLE

SENSORES

ENTRADAS 26

27

QUE ES UN PLC UN CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE ES: •Un equipo electrónico, basado en un microprocesador o microcontrolador, que tiene generalmente una configuración modular, puede programarse en lenguaje no informático y esta diseñado para controlar procesos en tiempo real y en ambiente agresivo (ambiente industrial).

Ventajas del P.L.C. • • • • • • •

Elevada seguridad de funcionamiento Localización sencilla de averías Sencilla instalación Reducida necesidad de espacio Reducido consumo de energía Rápida modificación del programa Menor costo de mano de obra de la instalación. • Economía de mantenimiento. • Posibilidad de gobernar varias máquinas con un PLC.

Desventajas • Elevados costos de adquisición • Ausencia de normalización • Requiere mayores cuidados al momento de su instalación.

Sistema completo de control con PLC El sistema con P.L.C. consta básicamente de: • Hardware (parte tangible, por ejemplo: los circuitos eléctricos y electrónicos) • Software (parte no tangible, por ejemplo: los programas)

Componentes de un sistema de control con P.L.C. • Programador exclusivo para digitar e introducir los programas a la memoria del P.L.C. • Computadora personal con el Software de programación previamente cargado (por ejemplo: RSLogix 500)

Diagrama a bloques de un PLC

Memoria de Programa

Entradas (sensores)

Procesador (CPU)

Salidas (Actuadores)

34

CLASIFICACION DE LOS PLC:

»ESTRUCTURA COMPACTA: »ESTRUCTURA MODULAR:

36

37

ESTRUCTURA COMPACTA:

En un solo bloque todos sus elementos: fuente de alimentación, CPU, memorias de entradas/salidas, etc. Aplicaciones en el que el número de entradas/salidas es pequeño, poco variable y conocido a priori. Carcasa de carácter estanco, que permite su empleo en ambientes industrialmente especialmente hostiles.

Estructura modular:

Su característica principal es la de que existe un módulo para cada uno de los diferentes elementos que componen el autómata como puede ser una fuente de alimentación, CPU, E/S, etc. La sujeción de los mismos se hace por carril DIN, placa perforada o sobre RACK, en donde va alojado el BUS externo de unión de los distintos módulos que lo componen.

Señales Binarias Señales que solo pueden tomar dos estados definidos: existe tensión” o “no existe tensión”, “conectadas” o “desconectadas”. En este sentido, las señales digitales de entrada y salida del PLC descritas hasta ahora, son señales binarias. 25/02/2019

40

Señales analógicas La transmisión de información analógica está caracterizada por un cambio continuo de la amplitud de la señal. En la ingeniería de procesos, la señal de 4…20 mA es transmitida en una forma puramente analógica. 25/02/2019

41

Representaciones utilizadas

25/02/2019

42

Definiciones Bit El bit es la unidad de información más pequeña. Solo puede tomar los valores “0” y “1”.

Byte El byte es una unidad compuesta de 8 bits.

PALABRA La palabra es una unidad mayor, compuesta de 16 bits = 2 bytes.

25/02/2019

43

Representación numérica Veamos el margen de números enteros representables en diversos tamaños de datos.

25/02/2019

44

TAMAÑO DE LOS AUTÓMATAS PROGRAMABLES La clasificación de los PLC en cuanto a su tamaño se realiza en función del número de sus entradas – salidas – Gama baja. Hasta un máximo de 128 entradas – salidas. La memoria de usuario de que disponen suelen alcanzar un valor máximo de 4 K instrucciones. – Gama media. De 128 a 512 entradas – salidas. La memoria de usuario de que disponen suelen alcanzar un valor máximo de hasta 16 K instrucciones. – Gama alta. Más de 512 entradas – salidas. Su memoria de usuario supera en algunos de ellos los 100 K instrucciones.

25/02/2019

45

Curva de averías en equipos electrónicos

25/02/2019

46

¿Montaje vertical u horizontal?

√ Disposición horizontal: 0…60°C √ Disposición vertical: 0…40°C 25/02/2019

47

Distancias mínimas de montaje

25/02/2019

48

Manejo e Instalación

25/02/2019

49

Circuito de potencia para alimentación del PLC

25/02/2019

50

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LAS SEÑALES DE ENTRADA

25/02/2019

51

CONEXIÓN A LAS ENTRADAS DE LOS CONTACTOS SIN TENSIÓN

25/02/2019

52

PROTECCIÓN EN CORRIENTE CONTINUA

[ Varistor ] 25/02/2019

53

PROTECCION DE SALIDAS EN CORRIENTE ALTERNA

[ Varistor ]

25/02/2019

54

Acoplamiento de cargas

25/02/2019

55

Acoplamiento de actuadores de gran consumo

25/02/2019

56

Conexión de captadores y actuadores

25/02/2019

57

Consideraciones para el tendido de cables No tender cables de señal cerca de cables de potencia en forma paralela Tender lo más cerca posible los cables de señal y su línea equipotencial asociada Evitar prolongar innecesariamente cables o líneas por intermedio de bornes o similares. Las líneas sensibles a interferencias tenderse con una separación mínima a 1 m de las fuentes perturbadoras. 25/02/2019

58

Medidas a considerar Separación especial entre equipos y líneas

Interferencias

Medidas supresoras especiales.

Apantallamiento de los equipos y líneas 25/02/2019

Puesta a masa de todas las piezas metálicas inactivas

Filtrado de líneas de red y de señal 59

Mantenimiento del PLC Mantenimiento preventivo: • Inspección visual • Condiciones ambientales • Medidas de tensión de alimentación Mantenimiento correctivo: • Localización de fallas y averías

25/02/2019

60

CONCLUSION: EL PLC es un aparato electrónico, de bajo mantenimiento y fácil uso, operado digitalmente que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones las cuales implementan funciones especificas tales como lógicas, secuénciales, temporización, para controlar a través de módulos de entrada /salida digitales y analógicas, varios tipos de maquinas o procesos.

Bibliografía ● Allen, Bradley (2001) Controllogix 5000 controllers common procedures programming manual. New York: Allen Bradley. (629.8PLC/A-2). ● Allen, Bradley (2001) Controllogix 5000 controllers general instructions reference manual. New York: Allen Bradley. (629.8PLC/A-3). ● Marín, Francisco (2007) Diseño basado en microcontroladores. Málaga: Universidad de Málaga. (004.16/M26D) ● Ramírez Quiroz, Elmer (1997) Controladores lógicos programables. Lima: CONCYTEC. (629.8PLC/R21) ● Siemens A.G. (1988) Autómata programable. (S5-100u) Simatic S5. Alemania Federal: Siemens. (629.8PLC/S-199)