Programacion De Plc 1 (1).pdf

PROGRAMACION DE PLC SIEMENS 1 Instructor: Ing. Roger Oblitas López Ing. Electrónico Automatización y control industrial CIP: 171940

CONOSCAMONOS ?

OBJETIVOS: • Comprender y entender el FUNCIONAMIENTO de un controlador lógico programable. • Realizar APLICACIONES PRÁCTICAS DE CONEXIONADO con entradas y salidas para un PLC de la marca SIEMENS. • FAMILIARIZARSE con el software de programación TIA PORTAL y sus respectivas herramientas de trabajo para la programación. • Elaborar APLICACIONES, de uso en el ámbito industrial. • Facilitar al estudiante las HERRAMIENTAS necesarias para una buena programación.

TEMARIO • • • • •

1.- INTRODUCCION A LOS CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES. 2.- QUE ES UN CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE. 3.- ESTRUCTURA DE UN CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE. 4.- CONEXIONADO DE CONTROL DE UN PLC. 5.- CONFIGURACIÓN DE UN PLC. • 5.1.- SOFTWARE DE PROGRAMACION.

• 6.- TIPOS DE PROGRAMACION.

• 6.1.- PROGRAMACION LADDER • 6.1.- EJERCICIOS CON DIAGRAMA DE CONTACTOS.

TEMARIO • 7.- CONEXIÓN Y PROGRAMACION DE PLC SIEMENS. • 7.1.- CONEXION ALIMENTACION DE UN PLC. • 7.2.- CONEXIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS. • 7.3.- CONEXIÓN SOURCE-SINKING.

• 8.- PROGRAMACION DE PLC’S SIEMENS. • 8.1- CONCEPTOS BASICOS DE PROGRAMACION. • • • •

8.1.1.- TIPOS DE VARIABLES. 8.1.2.- CONTACTO BINARIOS DE ENTRADA Y SALIDA. 8.1.3.- TEMPORICADORES Y CONTADORES. 8.1.4.- CONDICIONES PROHIBIDAS.

TEMARIO • 8.2.- CONCEPTOS DE PROGRAMACION EN BLOQUES. • • • •

8.2.1.- BLOQUES DE PROGRAMACION 8.2.2.- TIPOS DE BLOQUES DE PROGRAMACION 8.2.1.- ESTRUCTURA DE BLOQUES DE PROGRAMACIÓN. 8.2.3.- PROTECCION DE BLOQUES KNOW-HOW.

• 8.3.- PROGRAMACION EL TIA PORTAL • • • •

8.3.1.- ACERCA DEL SOFTWARE. 8.3.2.- RECONOCIMIENTO DEL ENTORNO 8.3.3.- CREACION DE NUEVO PROYECTO. 8.3.4.- RESOLUCION DE APLICACIONES.

INTRODUCCION • HISTORIA • Hasta finales de los año 50s, las empresas automatizaban su producción basadas en relés. • En 1960 se introduce el primer PLC desarrollado por Bedford Associates denomidado MODICON 084 (controlador modular digital). • MODICON fue el primer PLC comercializado en el mundo. • Dick Morley es considerado el padre del PLC, fue quien diseñó su arquitectura.

DEFINICION

DE UN PLC ?

CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE (PLC) • Es un dispositivo electrónico que permite procesar la información capturada de un proceso y ejecutarla de manera lógica acorde con nuestros requerimientos.

¿QUE CONTIENE INTERNANMENTE UN PLC?

ESTRUCTURA DE UN PLC

ESTRUCTURA DE LAS MEMORIAS DE UN PLC

QUE TIPOS DE PLC CONOCES?

TIPOS DE PLC’S • COMPACTOS

• MODULARES

PARTES DE UN PLC

PARTES DE UN PLC SIEMENS S7-1200 ALIMENTACION: 24VDC 220VAC

ENTRADAS DIGITALES: Entradas de alta velocidad HSC. Entradas normales

ENTRADAS ANALOGICAS: 0-10VDC

MEMORY CARD

INDICADORES LED DE ESTADO PARA ENTRADAS DIGITALES

INDICADOR LED DE ESTADO DEL PLC

INDICADORES LED DE ESTADO PARA SALIDAS DIGITALES. INDICADOR LED PARA COM. PROFINET SLOT PARA SIGNAL BORAD: MODULO DE EXPANSION PARA SALIDAS O ENTRADAS DIG. O ANA.

SALIDAS DIGITALES: SALIDAS TIPO RELÉ O SALIDAS TIPO TRANSISTOR O DE ESTADO SOLIDO

CONEXIONADO DE UN PLC: • EJEMPLO…..

COMO CONFIGURAMOS UN PLC ?

CONFIGURACIÓN DE UN PLC • Todos los controladores lógicos programables se configuran a través de un software de programación desarrollado por el propio fabricante. Por ejemplo:

CONFIGURACIÓN DE UN PLC

CONFIGURACIÓN DE UN PLC Para descargar un programa en un controlador existen las siguienteS opciones:

COMUNICACIÓN SERIAL COMUNICACIÓN ETHERNET

PUERTO USB

MEMORY CARD SD

TIPOS DE PROGRAMACION

LADDER O ESCALERA (KOP) DIAGRAMA DE BLOQUE DE LOGICOS (FUP) LENGUAJE LISTA O (AWL)

GRAFCET

PROGRAMACION LADDER • EJERCICIOS • 1.- Elaborar el diagrama de fuerza y de control para el arranque directo de un motor. • 2.- Elaborar el diagrama de control de un arranque estrella triangulo de u motor.

PROGRAMACION DE BLOQUES

PROGRAMACION DE BLOQUES • EJEMPLO CONVERTIR A BLOQUES EL SIGUIENTE LADDER:

TIPOS DE PROGRAMACION • RESUMEN

CONTROLADORES LOGICOS SIEMENS

TODAS LAS GAMAS:

CONEXIÓN Y PROGRAMACIÓN DE PLC’S SIEMENS

CONEXIONADO DE UN PLC SIEMENS • Para el conexionado de un PLC debemos tener ciertas consideraciones antes de poder proceder con la instalación. 1.- El tipo de alimentación. Existen 2 tipos de alimentación para un controlador lógico programable: 220VA 24VDC 2.- Tipo de entrada: Existen entradas de 24VDC, 120VAC y 220VAC. 3.- Tipo de salida: Salida tipo Relé y salida Tipo Transistor.

1.- Tipo de Alimentación SIEMENS • En general para los PLC’s se tienen las siguientes formas: • Alimentación 220VAC: • Estos PLC se energizan directamente de una red estabilizada y su rango de alimentación está entre 85-264VAC. • Alimentacion 24VDC: • En estos PLC se tiene que instalar una fuente de alimentación con 24VDC y puede oscilar entre 20.4 – 28.8VDC • En resumen:

FUENTES DE ALIMENTACION SIEMENS

2.- Tipo de entradas SIEMENS • Entradas 24VDC: Usadas en todos los PLC SIEMENS. • S7-1200, S7-1500, S-200, S-300, S-400. • 15 VDC (min)  “1” y 5 VDC (max)  “0”

• Entradas 120VAC: Usados en todos los PLC SIEMENS menos en los • s7-1200. • “1”  79-150 VAC Y “0” 0-40 VAC

• Entradas 120/220VAC: Sólo en PLCS S7-1500 y S300-400 • “1”  79-264 VAC Y “0” 0-40 VAC

CONFIGURACION DE CONEXIÓN DE ENTRADAS • SOURCING:

24VDC 0VDC

ALIMENTACION

FUENTE DE 24VDC

CONFIGURACION DE CONEXIÓN DE ENTRADAS • SINKING

0VDC 24VDC

ALIMENTACION

FUENTE DE 24VDC

3.- TIPOS DE SALIDAS SIEMENS. • Salidas Tipo Relé: • En DC: de 5 a 30V • En AC: de 5 a 250V. • Amperaje máx: 2 Amp.

• Son contactos de baja frecuencia. • Su tiempo de vida útil es de menor duración

Salidas tipo transistor(MOSFET): • • • •

Sólo el DC: 20.4 – 28.8V. Señal ¨0¨ : 0.1V Señal ¨1¨: 20VDC (min) Amperaje max: 0.5 Amp.

• Son salidas de alta frecuencia. • Su tiempo de vida útil es de mayor duración.

CONEXIÓN DE SALIDAS TIPO RELÉ Relés internos en el PLC

24VDC ó 220VAC

+ -

k1

k2

CONEXIÓN DE SALIDAS TIPO TRANSISTOR

24VDC ó 220VAC

+ -

k1

k2

CONEXIÓN TOTAL DE UN S7-1200

EJEMPLO: • Realizar El conexionado de control con SIEMENS CPU 1211C DC/DC/DC para el arranque de un proceso que posee las siguientes entradas: • 1 START. • 2 STOP. • 1 SELECTOR DE 3 POSICIONES. • 1 SENSOR CAPACITIVO PNP(SOURCE). Salidas: • 1 ELECTROBOMBA. • 2 ELECTROVALVULAS.

PROGRAMACION DE CONTROLADORES LOGICOS SIEMENS

QUE TIPOS DE VARIABLES MANEJA UN PLC?

TIPOS DE VARIABLES

Direccionamiento de variables en SIEMENS • NOMENCLATURA DE PROGRAMACION:

• DIRECCIONAMIENTO ENTRADAS DIGITALES:

%I0.0 SIMBOLO ENTRADA

SLOT

DIRECCIONAMIENTO SALIDAS DIGITALES:

%O0.0 SALIDA

N° DE ENTRADA

Direccionamiento de variables en SIEMENS • NOMENCLATURA DE PROGRAMACION:

• DIRECCIONAMIENTO DE BITS DE MEMORIA: (0-1)

%M0.0 SIMBOLO MARCA

POSICION DEL BIT EN EL BYTE MAX: 7 POSICION DEL BYTE MAX: 65535

Direccionamiento de variables en SIEMENS • NOMENCLATURA DE PROGRAMACION:

• DIRECCIONAMIENTO DE MEMORIAS DE PROGRAMA (WORD): 0 - 65535

% MW 12 SIMBOLO MEMORY WORD

POSICION DEL BYTE MAX: 65535

Direccionamiento de variables en SIEMENS • NOMENCLATURA DE PROGRAMACION:

• DIRECCIONAMIENTO DE ENTEROS (INT): -32768… 0 ….32767

% MW 20 SIMBOLO MEMORY WORD

POSICION DEL BYTE MAX: 65534

DIRECCIONAMIENTO DE REALES (REAL): 32 BITS

% MD 20 DOBLE MEMORY WORD

POSICION DEL BYTE MAX: 65534

CONTECTOS BINARIOS BÁSICOS DE ENTRADA Y SALIDA CONTACTO NORMALMENTE ABIERTO

CONTACTO NORMALMENTE CERRADO

NOT

INVERSOR DE LA SEÑAL DE CONTACTOS

BOBINA DE SALIDA

CONTECTOS BINARIOS BÁSICOS DE ENTRADA Y SALIDA BOBINA DE SALIDA NEGADA

S

BOBINA DE ENCENDIDO DE UNA SALIDA

R

BOBINA DE APAGADO DE UNA SALIDA

TEMPORIZADORES: • TIMER ON ( AL TRABAJO)

GRAFICAR TIEMPOS

TEMPORIZADORES: • TIMER OFF ( AL REPOSO)

GRAFICAR TIEMPOS

TEMPORIZADORES: • TIMER OFF ( AL REPOSO)

GRAFICAR TIEMPOS

CONDICIONES PROHIBIDAS PARA LA PROGRAMACIÓN • Debemos tener en cuenta que en la programación ladder, se pueden dar casos absurdos que debemos evitar para poder ganar mayor tiempo de programación. A continuación se presentarán los principales casos que debemos tener en cuenta antes de empezar con las prácticas.

CONDICIONES PROHIBIDAS PARA LA PROGRAMACIÓN 1.- Nunca se deben colocar dos bobinas con la misma variable de salida. Ejm:

CONDICIONES PROHIBIDAS PARA LA PROGRAMACIÓN 2.- No se debe realizar corto circuito a un contacto.

CONDICIONES PROHIBIDAS PARA LA PROGRAMACIÓN 3.- No se pueden realizar ramas que generen un flujo invertido de la corriente.

CONDICIONES PROHIBIDAS PARA LA PROGRAMACIÓN 4.- No puede haber más de 2 bobinas en una mismo RAMA

CONDICIONES PROHIBIDAS PARA LA PROGRAMACIÓN 2.- No se pueden realizar ramas que generen un flujo invertido de la corriente.

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • La programación en PLC de la marca siemens. Es una programación orientada a objetos que busca minimizar el tiempo de realización de un programa y hacerlo de manera más sencilla. • El objetivo es poder simplificar los procesos de una fábrica para organizarlo en secciones o áreas determinadas.

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • TIPOS DE PROGRAMACION DE BLOQUES • PROGRAMACION LINEAL

• PROGRAMACION ESTRUCTURAL

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • PROGRAMACION LINEAL CICLO DE PROGRAMA

INICIO

BOQUE DE ORGANIZACIÓN PRINCIPAL

SISTEMA OPERATIVO FIRMWARE

FINAL

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • PROGRAMACION ESTRUCTURAL BLOQUE DE ORGANIZACION

CPU SISTEMA OPERATIVO FIRMWARE

BLOQUES ALTERNOS

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • EJEMPLO DE PROGRAMACION EN BLOQUES SECTORES O BLOQUES

LA PROGRAMACION DE UNA FABRICA SE PUEDE REALIZAR EN VARIOS BLOQUES Y DESPUES TODOS ESOS BLOQUES EN UN SOLO BLOQUE PRINCIPAL

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS BLOQUES DE ORGANIZACIÓN (OB): Tambien llamados OB’s, son los bloques principales para que pueda ejecutarse un programa. TIPOS DE OB: • OB DE CICLO DE PROGRAMA. • OB DE ARRANQUE • OB DE ALARMA DE CICLO • OB DE ERROR DE PROGRAMA

ES EL BLOQUE FUNDAMENTAL CON SE ESTRUCTURA INICIALMENTE UN PROGRAMA SON SOLO ALARMAS Y EVENTOS QUE SE GENERAN A PARTIR DEL BLOQUE DE CICLO DE PROGRAMA

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • PRIORIDADES DE OB DE CICLO DE PROGRAMA: • SE PUEDEN CREAR VARIOS OB’S DE CICLO DE PROGRAMA…. PERO CUAL ES EL QUE SE EJECUTA? OB’S RESERVADOS PARA LOS OB’S DE ALARMAS Y EVENTOS

OB1

OB123

OB124

…

OB32767

SECUENCIA DE CILO DE PROGRAMA Y DE PRIORIDAD

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • BLOQUES DEL LOGICA DE PROGRAMA: • FUNCION(FC): Es un bloque lógico SIN MEMORIA que realiza un función especifica, con ciertos valores de entrada provenientes de otro bloque (No posee bloque de datos, es decir: LOS DATOS DE LAS VARIABLES SE PIERDEN UNA VEZ TERMINADA LA FUNCION). • Se utiliza para operaciones lógicas reutilizables, etc

• BLOQUE DE FUNCION(FB): Es un bloque lógico que utiliza un DB de instancia (bloque de datos del FB, sólo accesible cuando se abre el FB) para realizar sus operaciones lógicas, poseen memoria para cada operación.

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • BLOQUE DE DATOS(DB): Es un bloque que almacena datos para los bloques lógicos, existen 2 tipos: GLOBALES Y DE INSTANCIA: • GLOBALES: Cualquier otro bloque puede acceder a estos datos. • DE INSTANCIA: Sólo almacena los datos de un FB específico.

• BLOQUES DEL SISTEMAS: Son bloques como los TIMERS, CONTADORES, PID.. ETC.

PROGRAMACION EN BLOQUES SIEMENS • PROGRAMA ESTRUCTURAL EJM: FC

FC OB

DB GLOBAL DATOS: TIEMPO CONSTANTES VARIABLES INT ETC.

FB DB instancia NOTA: SE LE PUEDE COLOCAR CONTRASEÑA A CADA BLOQUE PARA PROTEGER LOS DERECHOS DE AUTOR.

PROGRAMACION TIA PORTAL • ACERCA DEL SOFTWARE

PROGRAMACION TIA PORTAL • CREACION DE NUEVO PROYECTO….. • RECONOCIMIENTO DEL ENTORNO TIA PORTAL.

PROGRAMACION TIA PORTAL • PROCEDIMIENTO PARA LA ADECUADA PROGRAMACION: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Creación de un nuevo proyecto. Asignación de dirección IP al PLC, que esté dentro de la red de la PC. Creación de variables. Escribir la lógica del programa Ladder o bloques. Compilar la lógica del programa. Descargar la aplicación al PLC(cambios de software y hardware). Monitorear el funcionamiento de la aplicación.