Controladores logicos programables (plc)

CONTROLADORES
LOG COS
I
PROGRAMABLES
( PLC )

Mg. Ing. José Antonio Velásquez C.
avelasquez@urp.edu.pe

La Pirámide de la Automatización

N vel de
i
Gestión

N vel de
i
Sup e vi sió n
r

N vel de
i
Con t o l
r

N vel de
i
Campo


Componentes básicos de la Automatización

Actuadores

Controladores Sensores
Proceso

Software Redes


Actuadores

• Movimientos lineales, rotativos ó
combinados.

• Fuerzas y altas velocidades de
operación.

• Sistemas de manipulación
(pinzas y vacío)

• Servo sistemas:
(ejes neumáticos, ejes eléctricos)


Sensores

Dispositivos que detectan
magnitudes físicas y las
transforman en señales
eléctricas.

Clasificación:

Digitales
Analógicas


20 WS


Qué es un PLC?

INPUTS OUTPUTS

CONTROLADOR
PROGRAMABLE
CR

Un CONTROLADOR PROGRAMABLE es un sistema de control de estado
solido que monitorea el estado de dispositivos como son los inputs. Controla
el estado de los dispositivos conectados como outputs. Está basado en un
programa escrito que es almacenado en una memoria.


Concepto de plc
EL AUTOMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL
(PLC: programmable logic controller)
ES UN EQUIPO ELECTRÓNICO, PROGRAMABLE
EN LENGUAJE NO INFORMATICO, DISEÑADO
PARA CONTROLAR EN TIEMPO REAL Y EN
AMBIENTE DE TIPO INDUSTRIAL PROCESOS
SECUENCIALES.


Caracteristicas PLC’s

• Recursos Configurables
• Comunicaciones compatibles
• Software de gestión común
• Periféricos comunes
• Instrucciones compatibles
• Marcado CE y fabricación
europea


Dispositivos de entrada

• Botones
• Switches de Selección
• Switches de Limite
• Switches de Nivel
• Sensores Photoelectricos
• Sensores de Proximidad
• Sensores de Temperatura


Dispositivos de salida

• Valvulas
• Motor Starters
• Solenoides
• Control Relays
• Alarmas
• Luces
• Ventilador
• Hornos


Dispositivos de I/O

• EL PLC RECIBE SEÑALES
DE ENTRADA TALES COMO,
PULSADORES, TECLADOS,
….

• EL PLC ACTIVA MEDIANTE
SUS SALIDAS, VÁLVULAS,
SOLENOIDES,
CONTACTORES,
INDICADORES LUMINOSOS, ...


Selección de un PLC
CRITERIOS :
Número de E/S a controlar
Capacidad de la memoria de
programa
Potencia de las instrucciones
Posibilidad de conexión de
periféricos, módulos especiales y
comunicaciones.


Clasificacion de automatas
POR TIPO DE FORMATO
COMPACTOS: Suelen integrar en el mismo
bloque la alimentación, entradas y salidas y/o la
CPU. Se expanden conectándose a otros con
parecidas características.

MODULARES: Están compuestos por módulos o
tarjetas adosadas a rack con funciones definidas:
CPU, fuente de alimentación, módulos de E/S, etc
… La expansión se realiza mediante conexión
entre racks.


Definir configuracion de I/O
En una instalación nos encontramos con
las siguientes señales y elementos a
controlar : 2 SENSORES OPTICOS
3 PULSADORES MANUALES
1 SELECTOR MANUAL /AUTOMÁTICO
3 BOTONES
1 INTERRUPTOR SELECCIÓN MODO TRABAJO
4 FOCOS INDICADORES
3 FINALES DE CARRERA
2 VARIADORES DE VELOCIDAD (4-20mA.)
2 SENSORES PT100
2 DETECTORES INDUCTIVOS
4 VÁLVULAS (PISTÓN) 24V.
1 SIRENA ALARMA
1 PARADA DE EMERGENCIA

DETERMINAR CUANTOS I/O EXISTEN


Definir configuracion de I/O
SOLUCIÓN
CQM1H

Un PLC con
16 E digitales
9 S digitales
2 E analógicas PT100
2 S analógicas 4-20 mA.


Aplicación Típica de un PLC
Válvula 1 Válvula 2
Motor
Ingredient A Ingredient B

Sensor 1

Sensor 2

Válvula 3


Operación de Mezclado
IF sensor 2 está inactivo
THEN activar Válvula 1 (ingr A)

IF sensor 2 está activo AND sensor 1
no está activo
Válvula 2
THEN energizar Válvula 2 (ingr B)
Válvula 1 Motor
Ingredient Ingredient
A B

IF sensor 1 está activo
Sensor 1 THEN habilitar timer (10 segundos)
Sensor 2
IF sensor 1 está activo AND el timer
aun no llega a los 10 segundos
Válvula 3
THEN activar el motor

IF el timer llega a 10 segundos
THEN activar Válvula 3 (drenaje)

Cableado de los inputs
Terminal Isolation
Block Barrier

Dispositivos
de Entrada 1
2
3
L1 4
5 P
L1 6 L
7
8 C
9
10
L2 COM


Cableado de los outputs
Isolation Terminal
Barrier Block
Dispositivos de
Sailda
OUT 1 L1
CR
OUT 1 L2
OUT 2
OUT 2
P OUT 3 L1
OUT 3 L2
L OUT 4
C OUT 4
OUT 5
OUT 5
OUT 6
OUT 6


Estructura de un PLC modular
Fuente de Alimentación: La Función de la Fuente de
alimentación es suministrar energia electrica a la
CPU y demas tarjetas de configuración del PLC.


Estructura de un PLC modular
UNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (CPU) : Es
considerado el cerebro del Controlador. Está
diseñada a base de microprocesadores y memorias


Modulo profibus

Se usa para
conectar en
red a 2 o
mas PLC’s.


Modulo de entradas y salidas

Sirve para
conectar
los inputs y
outputs del
proceso a
controlar.


PLC Siemens S7-300


Arquitectura de una PLC
PROCESO O MAQUINARIA
ACTUADORES SENSORES
A CONTROLAR

FUENTE DE ALIMENTACION

SALIDAS CPU ENTRADAS

INTERFACES

DISPOSITIVOS
DISPOSITIVOS
DE
PERIFERICOS
PROGRAMACION


Automatizacion
PLC’s diseñados para cubrir las necesidades de
control de cualquier tipo de máquina.

Plástico
Packing
Paletizador

Montaje
Herramienta


Automatizacion
PLC’s diseñados para cualquier aplicación
de tipo industrial o no industrial.

• Control de planta
• Control de línea
• Telemando
• Tratamiento de aguas
• Domótica
• Gestión de energía
• Naútica
• Proyectos públicos
• Medio ambiente


Automatizacion
3 Familias de PLC’s para 3 niveles de aplicación.

Más de 512 E/S

Hasta 512 E/S

Hasta 128 E/S


Progamacion lógica

SERIE PARALELO NEGADO

NEMÓNICO AND OR NOT

CONTACTOS


Programación de PLC’s
Para programar un PLC se debe contar con un PLC, una
computadora con el software de programación instalado y
un cable de programación.
El cable de programación conecta al PLC con el software de
programación y desde este enviamos instrucciones al PLC
para que pueda controlar las salidas que le hayamos
asignado.
Existen diversos lenguajes de programación, entre ellos
tenemos: FUP, KOP y AWL


Programación de PLC’s
TABLAS DE VERDAD

FUNCION AND FUNCION OR

V F V F
V V V V
F V F V
F F F F


FUP


KOP


AWL


Diagrama de contactos

Un programa en diagrama de contactos (L.D.) es una serie de ramas
de circuito.
Una rama (network) está compuesta de una serie de contactos,
conectados en serie o en paralelo, que dan origen a una salida
(activación de una bobina o de una función especial)

I0.0 I0.1

/ (Q0.0)

I0.2
(Q0.1)

I0.3 I0.4

(Q0.2)

I0.4


Las ramas de circuitos tienen origen en una barra vertical puesta a la
izquierda del diagrama

El flujo de la señal va de izquierda a derecha y de arriba a abajo

A B
(R1)

C D

E

(R2)



A una rama de circuito en L.D., corresponde una secuencia de
instrucciones en forma mnemónica

I0.0 I0.1 Q0.0

- Ejemplo de circuito


Una bobina no puede venir conectada directamente de la barra
de inicio.
En tal caso es necesario interponer un contacto siempre cerrado
(ver fig.)

A la derecha de una bobina no es posible programar ningún
contacto
El número de contactos posibles en serie o en paralelo es
prácticamente ilimitado

0000

0200 / 0200



Es aconsejable no programar una salida, como una bobina, más
de una vez

Es posible utilizar libremente el contacto de una salida como una
entrada auxiliar

Es posible colocar en paralelo 2 o más bobinas (ver fig.)

I0.1 Q0.0

I0.2 Q0.1


CIRCUITO DE ENCLAVAMIENTO

I0.0 I0.1 M0.0

M0.0

M0.0 Q0.0


Ejercicio 1
¿Qué condiciones debe cumplirse para que la salida se active?


Ejercicio 2


Ejercicio 3


Direccionamiento de I/O
Existen PLC’s con:

6I / 4O
8I / 6O
8I / 8O
12I / 8O ,etc.



Salidas

Q0.0, Q0.1, Q0.2
Q0.3, Q0.4, Q0.5

Entradas

I0.0, I0.1, I0.2, I0.3
I0.4, I0.5, I0.6, I0.7



Modulo 0 Modulo 1



Salidas

Q0.0, ..., Q0.5
Q1.0, ..., Q1.5

Entradas
Modulo 0 Modulo 1 I0.0, ..., I0.5
I1.0, ..., I1.5


Direccionar las I/O sabiendo que se dispone de un PLC
S7 200 de 8I / 6O y además de un modulo de expansión
de 8I / 8O.


Conexión de I/O al S7 200


Conexión de I/O

S7 200

Conectar: 2 Pulsadores (I0.0, I0.1)
2 Switches (I0.4, I0.5)
1 Ventilador (Q0.0)


Programa

Realizar un programa para que el ventilador (Q0.0)
se active al presionar el botón 1 (I0.0) y se
desactive al presionar el botón 2 (I0.1)


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