of 36
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
1/36
Programa PLCs empleadosen sistemas electrnicos
Ing. Sergio Antonio Villarreal Prez
2013
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
2/36
Que es un autmata industrial PLC?El autmata es un dispositivo de control
de estado solido.Contiene memoria reprogramable para salvar instrucciones
y puede hacer las siguientes funciones:Control de entradas y salidas, temporizar, contar,
hacer aritmtica, manipular datos en registros, etc.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
3/36
En otras palabras:Un PLC
capta seales provenientes de una mquina un proceso las
compara contra un programa y
activa las
salidas pertinentes de acuerdo al proceso.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
4/36
Bsicamente el PLC se puede dividir a dos partes.El CPU y el interface de Entrada y Salida (E/S).
PROGRAMADOR
CPU
MEMORIAENTRADAS SALIDAS
FUENTE DEALIMENTACIN
RAM ROM
Esquema bsico
Esquema completo
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
5/36
Se puede decir con certeza que un PLC fue diseado parareemplazar bancos de relevadores electromecnicos quecontrolaban mquinas y procesos industriales en la poca
de los aos setenta.
Ahora bienPor qu se necesita un PLC?
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
6/36
Historia del PLCUna divisin de la compaa General Motors (Hidramatic)
en el ao de 1968 especific el criterio de diseo del primer
autmata programable industrial PLC.
Era muy costoso hacer cambios enlos tableros que contenan cientos de
relevadores cada vez que el productocambiaba en las lneas de produccin.
En aquellos aos, si se quera cambiarel proceso, tenan que cambiar
fsicamente las conexiones entre rels
para lograr adaptar las mquinas alnuevo proceso.
Se busc solucionar este problemautilizando tecnologa de estado solido y
el resultado fue el desarrollo de un PLC.Sergio Villarreal Prez
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_9//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/L%C3%B3gica_cableada_Rack_con_Rel%C3%A9s.JPG7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
7/36
Los primeros PLC solo podan manejar instrucciones deapagado y encendido (on/off). Sus aplicaciones se limitaban
a mquinas simples y procesos repetitivos.
Innovaciones al PLCEn los aos de 1970 a 1974 aparecieron los primeros PLC enel mercado, a estos se les aadi flexibilidad e instrucciones,
algunas mejoras fueron:
1.- Una pantalla (CRT): esto hizo que el tcnico tuviera laoportunidad de programar, monitorear y diagnosticar el
PLC con rapidez y facilidad.Sergio Villarreal Prez
http://www.cen-sa.com.mx/proyectos/plc7in5out.php7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
8/36
2.- Mas instruccionesse agregaron.
Instrucciones de
temporizador ycontador as como
operaciones bsicasde aritmtica.
3.- Comunicacin: Se logr que el PLC pudiera comunicarsecon mdulos de expansin localizados a distancia.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
9/36
Durante los aos de 1975 a 1979 el desarrollo de nuevosmicroprocesadores y programas de software facilit ms eldesarrollo y le dio mayor flexibilidad a las unidades PLC.
4.- Mas capacidad de memoria: Se hizo mas fcil hacerprogramas ms largos y tambin aadir ms puntos
de entrada/salida.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
10/36
5.- Entradas y salidas analgicas: Ahora era posiblemonitorear y controlar seales continuas
(0-10 volts y 4-24 mA) as tambin variablescomo presin y temperatura.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
11/36
6.- Interface para operador: El desarrollo de programadoresporttiles o de bolsillo con teclas y exhibidor digital facilit
al tcnico aun ms la programacin, monitoreo y diagnosticodel PLC.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
12/36
Bajo costo y flexibilidad Mayor capacidad de entradas y salidas remotas
Manipulacin de datos y salvado de los mismos
Diseo modular que facilita el crecimiento
Capacidad para diagnosticarse a si mismos Comunicacin serial
Instrucciones matemticas avanzadas
Los PLC en el presente:Se puede decir que los PLC ahora son
poderosos sistemas de control.
Han llegado a un nivel inimaginadopor los diseadores originales.
Ventajas del PLC
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
13/36
Elementos del PLC:El PLC consiste de 5 componentes bsicos.
Fuente de alimentacin
Procesador CPUMemoria (RAM y ROM)
Interface de entradaInterface de salida
PROGRAMADOR
CPU
MEMORIA
INTERFACEDE
ENTRADAS
INTERFACEDE
SALIDAS
FUENTE DE ALIMENTACIN
RAM ROM
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
14/36
Fuente de alimentacinLa fuente toma el voltaje de lnea (120V AC) y lo convierte avalores tales como 24, 12 y 5 Volts DC. Estos niveles son los
que requieren los otros componentes para realizar su trabajo.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
15/36
Esta seccin del PLC puede estar integrada en el equipocuando es del tipo todo en uno (All in one) o bien puede
ser un mdulo separado el cual se integra al sistema
mediante insercin y posterior conexin en un estante (Rack).
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
16/36
Procesador CPUEs considerado el cerebro de la unidad, aqu es donde se
llevan a cabo la toma de decisiones y para ello es necesario
contar con un programa el cual es una lista de instruccioneslas cuales son comparadas con las condiciones de la seccinde entrada y como resultado genera seales que son las que
manejan las salidas.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
17/36
Esta seccin del PLC puede estar integrada en el equiposi es del tipo todo en uno (All in one) o bien puede ser
un mdulo separado el cual se integra al sistema mediante
insercin y posterior conexin en un estante (Rack).
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
18/36
MemoriaEsta rea del PLC bsicamente se conforma de dos tipos
de memoria, cada una con funciones especificas.
El Micro cubo de Idec salva los programas en memoriano voltil (EEPROM).
La memoria RAM es voltil y en ella se salva temporalmentelos valores de registro, tiempo y cuenta del PLC.
Un capacitor conserva los datos hasta por 30 das.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
19/36
Interface de entradaEs la seccin encargada de proveer la comunicacin entrelos dispositivos externos llamados captadores y la lgica
interna del procesador.Los dispositivos mas comunes utilizados para captar
informacin son los interruptores, y los sensores de todo tipode variable fsica (luz, presin, campo magntico, etc.)
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
20/36
Interface de salidaEl procesador emite seales como resultado de la
comparacin de las seales de entrada y el programa.
Estas son acopladas a los dispositivos externos llamadosactuadores por medio de esta interface.
Generalmente se valen del uso de un relevadorelectromecnico o un fototransistor.
Los elementos actuadores ms comunes son entre otros: Luzpiloto, rel, alarma, arrancador de motor, vlvulas, motor, etc.
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
21/36
Equipo programadorEl Micro Cubo de Idec puede programarse de dos maneras.
Con un equipo ordenador personal (PC) y un software de
programacin llamado WindLDR.Con un equipo manual conocido como botonera (Handheld).
Sergio Villarreal Prez
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
22/36
Sergio Villarreal Prez
CONEXIN DE ELEMENTOS CAPTADORESEN EL MODULO DE ENTRADAS
1.- Al mdulo de entradas se conectan elementoscaptadores
2.- Los captadores pueden ser ACTIVOSo PASIVOS
3.- Un ejemplo de captador pasivo es un SWITCH(interruptor)
4.- Un ejemplo de captador activo es un SENSOR
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
23/36
CONEXIN DE ELEMENTOS CAPTADORES
EN EL MODULO DE ENTRADAS
5.- Los sensores pueden ser de dos tipos;NPN o PNP
6.- En el mdulo de entradas una de las terminaleses llamada comn (COM)
7.- Cuando se conectan sensores al mdulo de
entrada, la letra intermedia del tipo indica cual de lasterminales de la fuente se conecta a la terminalcomn (COM)
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
24/36
8.- La letra intermedia NPN nos indica queel positivo de la fuente se conecta a
la terminal comn del modulo de entradas
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
25/36
9.- La letra intermedia PNP nos indica queel negativo de la fuente se conecta a
la terminal comn del modulo de entradas.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
26/36
Principio de operacin del PLC:La operacin es muy sencilla, primero se hace la lectura
del estado de cada uno de los captadores de campo
conectados al interface de entrada del PLC.
Posteriormente se procede a actualizar las salidasdependiendo del estado lgico de cada rengln del
programa establecido.Sergio Villarreal Prez
El estado se enva al CPU, este ejecuta el diagramaescalera de izquierda a derecha de arriba abajo como se
muestra.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
27/36
El tiempo ScanAl proceso de lectura de entradas, ejecucin de programa
y actualizacin de estado de salidas se le denomina
tiempo Scan.
3
1
2
Sergio Villarreal Prez
El tiempo promedio del Micro Cubo es deaproximadamente 2.9 milisegundos por cada 100 pasos.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
28/36
LGICA DE ESCALERA
Los Autmatas PLC son principalmente
programados con lgica de escalera.
Se han escogido smbolos que se parecen a lossmbolos esquemticos de los dispositivoselctricos, esto hace ms fcil de programar
PLCs a los tcnicos electricistas
Los electricistas aunque nunca hayanprogramado pueden interpretar
un diagrama escalera.
Es solamente una representacinsimblica de un circuito elctrico.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
29/36
La funcin principal de un programade PLC es la de controlar las salidas
basndose en las condiciones estados de las entradas. .
Los smbolos usados en la programacin
lgica de escalera pueden ser divididosen:Contactos y Bobinas.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
30/36
CONTACTOS
La mayora de las entradas a un PLC
son dispositivos simples que estnencendidos o apagados.
Estas entradas pueden ser elementostales como sensores o bien interruptores
de todo tipo de accionamiento
Sirven para detectar presencia, ausencia, vacio,lleno, etc., o sea:
Un cambio en el estado inicial del elemento.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
31/36
Se suele utilizar las siglas en ingls paradenotar los contactos, entonces tenemos:
NO para normalmente abiertoNC para normalmente cerrado.
Un tipo NO (normalmente abierto) no
permitir el paso de la corriente a travs de elhasta que sea cambiado de estado.
Un tipo NC (normalmente cerrado) permitirque la corriente est fluyendo a travs de el
hasta que sea cambiado de estado.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
32/36
Pensemos en un ejemplo prctico para usode interruptores, sea:
Un circuito elctrico de un timbre de casa.
Se puede pensar en los contactoscomo interruptores.
La pregunta que se hara es:
Qu tipo de interruptor utilizar: Abierto o Cerrado??
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
33/36
BOBINA
Una bobina en diagrama escalera
simplemente representa una salida.El PLC examina el estado de los contactos(entradas) y mueve las bobinas (salidas)
al estado de encendido o apagadodependiendo de la programacin.
Una salida puede estar asociadacon cualquier elemento actuador o ser
una bobina de un relevador interno.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
34/36
DIAGRAMAS ESCALERA
El diagrama de escalera bsico es similar
a una escalera. Est compuesto de dosbarras paralelas y entre ellas un conjuntode contactos y bobina que forman un
escaln.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
35/36
Un escaln a su vez puede estar formadopor una o varias lneas.
Las barras paralelas representan el voltajede alimentacin necesario para producir
la corriente que correr por el escaln.
Normalmente para el anlisis de un diagramase toma el convencionalismo
de hacerlo leyendo:de izquierda a derecha
ydel rengln superioral rengln inferior.
7/29/2019 2.- Clase Del Curso de PLC 2013
36/36
CBTIS 135
M t T li M i
Autor de la presentacin: Ing. Sergio Villarreal [email protected]
Bibliografa. - Fundamentals of Programmable LogicControllers, sensors & communications.
Jon SterensonRegents, Prentice Hall. - Introductory Guide to Programmable Controllers
Mitsubishi Electric Corporation. - Programmable Logic Controllers
Frank PetruzellaMc Graw Hill
. - Micro3, Micro Programmable Logic Controller,Users Manual
Idec Company