Tema1introduccionalosautomatasprograma
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Este documento introduce los autómatas programables, describiendo que surgieron de la necesidad de controlar procesos industriales automáticamente y evolucionaron de elementos electromecánicos a controladores electrónicos programables. Explica que los autómatas programables tienen CPU, comunicaciones, tarjetas E/S y alimentación, y funcionan en ciclos leyendo entradas, ejecutando un programa y actuando salidas para controlar procesos industriales de forma programable.
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- 1. Introduccion a los Autómatas Programables 1 AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Departamento de Ingenieria de Sistemas y Automática
- 2. Introduccion a los Autómatas Programables 2 AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
- 3. Introduccion a los Autómatas Programables 3 AUTOMATIZACION INDUSTRIAL
- 4. Introduccion a los Autómatas Programables 4 Surgen de la necesidad de controlar automáticamente procesos industriales El control de un proceso requiere medir y actuar sobre el mismo (Sensores y actuadores) Los primeros autómatas se construyen con elementos electromecánicos (Relés). Evolución de la integración de transistores. Años 70 Aparición de los controladores electrónicos Combinacionales. Sin unidad de control Ej: Interruptor asociado a un punto de luz Secuenciales Con unidad de control Ej: Pulsador asociado a un punto de luz AUTOMATAS PROGRAMABLES
- 5. Introduccion a los Autómatas Programables 5 AUTOMATAS PROGRAMABLES Programmable Logic Controller (PLC) Dispositivos programables orientados a implementar funciones lógicas y secuenciales conectados a un proceso Contienen los siguientes elementos : • CPU • Comunicaciones • Tarjetas I/O • Alimentación
- 6. Introduccion a los Autómatas Programables 6 AUTOMATAS PROGRAMABLES I CPU O RAM bus ROMA A: Alimentación y Bateria
- 7. Introduccion a los Autómatas Programables 7 Autómatas programables versus Ordenador NO IMPRESCINDIBLEROBUSTOS POR NECESIDAD NO IMPRESCINDIBLETRABAJO EN TIEMPO REAL PERSONAL INFORMÁTICOPERSONAL NO INFORMÁTICO USOS PERSONALES Y DE SERVICIOSUSOS INDUSTRIALES ARQUITECTURAS COMPARABLES PROGRAMABLES ORDENADORESAUTOMATAS INDUSTRIALES
- 8. Introduccion a los Autómatas Programables 8 INTERFACE : ENTRADA / SALIDA Motor: En marcha o parado Depósito: Con líquido o vacio Válvula: Abierta o cerrada
- 9. Introduccion a los Autómatas Programables 9 Circuito cerrado Circuito abierto Detector de nivel mínimo: cuando el nivel desciende del valor mínimo se activa / o desactiva la señal del sensor INTERFACE : ENTRADA / SALIDA
- 10. Introduccion a los Autómatas Programables 10 Proceso PS TS Termostato: Cuando la temperatura supera un límite se activa/desactiva el sensor Presostato INTERFACE : ENTRADA / SALIDA
- 11. Introduccion a los Autómatas Programables 11 Detector de presencia Emisor Receptor Final de carrera INTERFACE : ENTRADA / SALIDA
- 12. Introduccion a los Autómatas Programables 12 Relé o contactor Dispositivo que permite implementar acciones lógicas y actuar sobre elementos físicos ~ Carga S1 S2 SI (S1= cerrado y S2= cerrado) ENTONCES carga activada bobina INTERFACE : ENTRADA / SALIDA
- 13. Introduccion a los Autómatas Programables 13 Captadores • Finales de carrera • Detectores Máquina O Proceso a controlar Accionadores • Motores • Válvulas Interfaces de Potencia (contactores. Electroválvulas) Pupitre de control • Pulsadores • Conmutadores • Teclado Aparato de programación Visualización • Lámparas • Pantallas AUTOMATA PROGRAMABLE AUTOMATA PROGRAMABLE: FUNCIONAMIENTO
- 14. Introduccion a los Autómatas Programables 14 Captadores • Finales de carrera • Detectores Máquina O Proceso a controlar Accionadores • Motores • Válvulas Interfaces de Potencia (contactores. Electroválvulas) Pupitre de control • Pulsadores • Conmutadores • Teclado Aparato de programación Visualización • Lámparas • Pantallas Interfasesdeentrada Interfasesdesalida Fuente de alimentación Procesador Memoria AUTOMATA AUTOMATA PROGRAMABLE: FUNCIONAMIENTO
- 15. Introduccion a los Autómatas Programables 15 CICLO DE TRABAJO Memoria Imagen de las entradas Memoria Imagen de las salidas Tarjetas de entrada Sensores del Proceso CPU Memoria de datos Memoria de programa Tarjetas de salida Actuadores del Proceso
- 16. Introduccion a los Autómatas Programables 16 Autómata programable : Conjunto de módulos hardware que permite adaptar su funcionamiento a nuestras necesidades via software. Lenguaje de programación (AWL para Step 7). Incluye un potente juego de instrucciones trabajando con variables booleanas (binarias), temporizadores, contadores, etc….. Entorno de programación (Administrador SIMATIC S7). Permite crear, transferir y probar el software desarrollado. Entorno de simulación (Software PLCsim). Permite probar el software sin disponer del autómata. AUTOMATAS PROGRAMABLES
- 17. Introduccion a los Autómatas Programables 17 PROGRAMACION Programación mediante software de configuración Transferencia al PLC mediante conexión RS-232 o red Distintas formas de ejecución del programa: cíclica, a una hora, por evento, etc Posibilidad de supervisión/ depuración desde el PC PC ó consola
- 18. Introduccion a los Autómatas Programables 18 AUTOMATA CONECTADO A UN PC
- 19. Introduccion a los Autómatas Programables 19 AUTOMATA PROGRAMABLEORDENADOR PROGRAMA AWL ADMINISTRADOR SIMATIC SIMULADOR PLC SIM PROGRAMACION ENTRADAS SALIDAS SISTEMA OPERATIVO
- 20. Introduccion a los Autómatas Programables 20 AUTOMATA PROGRAMABLE PROGRAMA AWL ORDENADOR PROGRAMA AWL ADMINISTRADOR SIMATIC SOFTWARE CPU ALIMENTACION E/S HARDWARE TRANSFERENCIA DE SOFTWARE ENTRADAS SALIDAS SISTEMA OPERATIVO SISTEMA OPERATIVO
- 21. Introduccion a los Autómatas Programables 21 AUTOMATA PROGRAMABLEORDENADOR PROGRAMA AWL ADMINISTRADOR SIMATIC ENTRADAS SALIDAS CPU ALIMENTACION E/S HARDWARE CONTROL PROCESO INDUSTRIAL PROCESO INDUSTRIAL PROGRAMA AWL SOFTWARESISTEMA OPERATIVO
- 22. Introduccion a los Autómatas Programables 22 Programación autómata : Metodología OB100 FC10 FC3FC2FC1 OB1 Inicialización Única ejecución Repetición cíclica del autómata Cálculos previos Activado de Transiciones Borrado lugar antiguo Marcado nuevo lugar FC4 Actuación salidas
- 23. Introduccion a los Autómatas Programables 23 Automatizar un montacargas que se desplaza entre dos pisos. El sistema arranca al pulsar M y se posiciona en la planta baja. Permanece 10 segundos en cada planta. Señales de entrada o Pulsador M o Sensor planta baja o Sensor planta primera Señales de salida o Subir o Bajar El Montacargas (I)
- 24. Introduccion a los Autómatas Programables 24 El Montacargas (II) AUTOMATA PROGRAMABLE MOTOR Palta Pbaja Bajar Subir Salidas Entradas Montacargas PROGRAMA AWL
- 25. Introduccion a los Autómatas Programables 25 Diseño de la Red de Petri (I) * M Bajar Subir Pbaja Palta T= 0 seg Lugares Transiciones Entradas Salidas Temporizadores T= 0seg T=10seg T=10seg 0 1 6 2 34 5
- 26. Introduccion a los Autómatas Programables 26 M Bajar Subir Pbaja Palta T= 0 seg Lugares Transiciones Entradas Salidas Temporizadores T= 0seg T=10segT=10seg M 0.0 0 M 5.0 M 0.1 M 0.2 M 0.3 M 0.4 M 0.6 M 0.5 1 2 34 6 5 M 5.1 M 5.2 M 5.3 M 5.4 M 5.5 M 5.6 Diseño de la Red de Petri (II)
- 27. Introduccion a los Autómatas Programables 27 Evolución SINCRONA de una Red de Petri • Distribución en bloques Bloque de inicialización OB100 Bloque de proceso OB1 o Cálculos previos FC10 o Cálculo de transiciones FC1 o Borrado de lugares FC2 o Marcado de lugares FC3 o Activación de salidas FC4
- 28. Introduccion a los Autómatas Programables 28 INICIALIZACION OB100 SET S M 0.0 R M 0.1 R M 0.2 R M 0.3 R M 0.4 R M 0.5 R M 0.6 R T 1 BE PROGRAMA PRINCIPAL OB1 UC FC10 UC FC1 UC FC2 UC FC3 UC FC4 BE ENTRADAS M E 0.0 Pbaja E 0.1 Palta E 0.2 SALIDAS BAJAR A 4.0 SUBIR A 4.1 Programación en lenguaje AWL (I)
- 29. Introduccion a los Autómatas Programables 29 CALCULO DE TRANSICIONES FC1 U M 0.0 U E 0.0 = M 5.0 U M 0.1 U E 0.1 = M 5.1 U M 0.2 = M 5.2 U M 0.3 UN T 1 = M 5.3 U M 0.4 U E 0.2 = M 5.4 U M 0.5 = M 5.5 U M 0.6 UN T 1 = M 5.6 BE BORRADO DE LUGARES FC2 U M 5.0 R M 0.0 U M 5.1 R M 0.1 U M 5.2 R M 0.2 U M 5.3 R M 0.3 U M 5.4 R M 0.4 U M 5.5 R M 0.5 U M 5.6 R M 0.6 BE MARCADO DE LUGARES FC3 U M 5.0 S M 0.1 U M 5.1 S M 0.2 U M 5.2 S M 0.3 U M 5.3 S M 0.4 U M 5.4 S M 0.5 U M 5.5 S M 0.6 U M 5.6 S M 0.1 BE ACTIVACION DE SALIDAS FC4 U M 0.1 S A 4.0 SV T 1 U M 0.2 L W#16#210 SV T 1 R A 4.0 U M 0.4 S A 4.1 SV T 1 U M 0.5 L W#16#210 SV T 1 R A 4.1 BE CALCULOS PREVIOS FC10 BE Programación en lenguaje AWL (II)
- 30. Introduccion a los Autómatas Programables 30 Ejemplo M ~ Relé inverso S1 P1 X1 X2 S2 La botella debe detenerse al final de la cinta y recibir la dosis de producto
- 31. Introduccion a los Autómatas Programables 31 A B Descarga Sucesión de etapas de operación con acciones específicas y condiciones de transición entre ellas 1 Espera 2 Carga 3 Operación 4 Descarga M Ejemplo
- 32. Introduccion a los Autómatas Programables 32
- 33. Introduccion a los Autómatas Programables 33 Modular Arquitectura similar a un computador Programable Necesidad de módulos de conexión con el proceso industrial Dígitales y/o Analógicos Funcionamiento cíclico Memorización de entradas y salidas Posee un sistema de vigilancia del tiempo de ciclo Interconectables en red AUTOMATAS PROGRAMABLES
- 34. Introduccion a los Autómatas Programables 34 Introduccion a los autómatas FIN DEL TEMA