Programacion de un PLC
- 2. Instrucción Para programar un PLC es necesario el empleo de un lenguaje especifico el cual por lo general solo entiende éste. El lenguaje de programación de cada PLC cambia de acuerdo al creador del producto, y aunque se utilizan los mismos símbolos en los distinto lenguajes, la forma en como se crean y almacenan cambia de fabricante a fabricante, por lo tanto la manera de como se interpretan las instrucciones por medio de un PLC es diferente, dependiendo de la marca. Existen comercialmente tres lenguajes que la mayoría de los fabricantes de los PLC ponen a disposición de los usuarios, estos lenguajes son: • Diagrama de Contactos también conocido como Lenguaje en Escalera. • Listado de Instrucciones • Diagramas de Funciones En primera instancia se hará una descripción del Lenguaje en Escalera. Este lenguaje es una representación gráfica que por medio de software se implementan tanto los contactos físicos que posee un relé (Variables de Entrada), así como también las bobinas (Variables de Salida) que lo constituyen, las actividades que realizan estas representaciones se materializan a través de las líneas de entrada y salida del PLC.
- 3. Representación de entradas y salidas En el Lenguaje en Escalera son muy bastos los símbolos empleados, pero como introducción en primer término explicaremos los símbolos que relacionan las entradas con las salidas. Los elementos básicos correspondientes a las entradas, son los que a continuación se muestran: • Contacto normalmente abierto . • Contacto normalmente cerrado . Contacto normalmente abierto (NA) Este tiene la misma función de un botón real, el cual cuando no es accionado se reposiciona automáticamente a su estado natural que es encontrarse abierto o desconectado. En otras palabras cuando el usuario presiona el interruptor hace que exista una unión entre los dos contactos internos que tiene el botón, cambiando su estado lógico de abierto (desconectado) a cerrado (conectado).
- 4. La representación de entradas y salidas Contacto normalmente cerrado (NC) Igualmente funciona como un botón real, pero de manera inversa al contacto normalmente abierto, esto es que cuando no es accionado se reposiciona automáticamente a su estado natural que es el encontrarse cerrado o conectado
- 5. La representación de entradas y salidas De acuerdo a la convención establecida por los fabricantes de los PLC se sabe que la correspondencia que tienen los estados lógicos cerrado y abierto con los dígitos binarios "0" y "1" es la siguiente: • Abierto equivale a "0" lógico • Cerrado equivale a "1" lógico Otros dispositivos como los actuadores, ya sea el pistón, el motor, la bocina, o una lámpara, serán representados como se observa a continuación: Cada uno de los actuadores se lo llamará “Qn”, donde “n” es el puerto al que está conectado cada actuador.
- 6. Representación de funciones Ya que conocemos los símbolos básicos correspondientes a las entradas en el Lenguaje en Escalera, debemos de encontrar la manera de obtener una respuesta en base a nuestras entradas. La solución la hallamos en el mismo Lenguaje en Escalera, ya que para representar una salida se emplea el símbolo el cual tiene una función similar a la de una bobina en un relevador, la cual una vez energizada provoca un cambio de estado en el (los) interruptor(es) que se encuentran bajo su influencia. Para programar un PLC, primeramente se deben tener contempladas las entradas y las salidas totales que estarán interactuando en el sistema que se va a automatizar, posteriormente es necesario plantear el procedimiento mediante el cual se relacionaran las entradas con las salidas de acuerdo a las respuestas que se esperan del sistema. Una herramienta que se emplea frecuentemente para programar un PLC son las Tablas de Verdad, ya que en estas se observa la respuesta que debe emitir el PLC en función de las combinaciones de los estados lógicos de las entradas. La combinación generada por la forma en como se conecten las variables de entrada da origen a funciones lógicas estandarizadas como por ejemplo: AND, OR, INVERSOR, etc. Tanto las funciones lógicas mencionadas en el párrafo anterior como todas las que faltan tienen asociado un símbolo por medio del cual se identifican en el área de la electrónica, cabe aclarar que en esta área estas funciones son llamadas por su nombre en inglés, por lo tanto así nos referiremos a ellas.
- 7. Representación de funciones Existen tres funciones lógicas a partir de las cuales se generan todas éstas las cuales son: AND, OR e INVERSOR. Por lo que a continuación se explicara como se implementan con el Lenguaje en Escalera, así como su comportamiento. Algunas funciones lógicas son: FUNCIÓN LÓGICA AND (Y) La función lógica AND tendrá la salida activada (energizada) solo si ambos contactos (normalmente abiertos) tienen el nivel lógico de 1, en todos los otros casos la salida estará desactivada (desenergizada). En la figura Función Lógica AND (Y) con las entradas A y B en "0". Función Lógica AND (Y) con entrada A en "0" y B en "1"
- 8. Representación de funciones Función Lógica AND (Y) con entrada A en "1" y B en "0". Función Lógica AND (Y) con las entradas A y B en "1". Nota: Los símbolos iluminados se encuentran activos. Tabla de la verdad para la función lógica AND (Y).
- 9. Representación de funciones FUNCIÓN LÓGICA OR (O) Con una función lógica OR la salida se presenta activada (energizada) si uno o todos sus contactos (normalmente abiertos) se encuentran en el estado de "1" lógico. En contraparte la salida se presentara desactivada (desenergizada) cuando todos los interruptores tienen un estado lógico "0“. Función Lógica OR (O) con las entradas A y B en "0". Función Lógica AND (Y) con entrada A en "0" y B en "1". Función Lógica AND (Y) con entrada A en "1" y B en "0". Función Lógica AND (Y) con las entradas A y B en "1".
- 10. Representación de funciones Tabla de la verdad para la función lógica AND (Y). FUNCIÓN LÓGICA INVERSORA (NOT) La función lógica INVERSORA (NOT), a diferencia de las funciones AND y OR, solo requiere un contacto en la entrada, el cual debe ser normalmente cerrado. La salida se presenta activada (energizada) si el contacto se encuentra en el estado de 0 lógico. En contraparte la salida se presentara desactivada (desenergizada) cuando el interruptor tiene un estado lógico "1“. De acuerdo a lo explicado en el párrafo anterior se observa que la finalidad de esta función lógica es presentar en la salida el estado lógico del contacto de manera invertida. Función Lógica Inversora (NOT) con las entrada A en "0". Función Lógica Inversora (NOT) con las entrada A en "1".
- 11. Representación de funciones Tabla de la verdad para la función lógica NOT (negada). FUNCIÓN LÓGICA NO INVERSORA La función lógica NO INVERSORA requiere de únicamente de un contacto el cual debe ser normalmente abierto. La salida es el reflejo del estado lógico en el que se encuentre el contacto. Función Lógica NO Inversora con las entrada A en "0". Función Lógica NO Inversora con las entrada A en "1".
- 12. Representación de Retención, Secuenciamiento y Temporizadores Temporizadores Los temporizadores Como lo indica su nombre, cada vez que alcanzan cierto valor de tiempo activan un contacto interno. Dicho valor de tiempo, denominado PRESET o meta, debe ser declarado por el usuario. Luego de haberse indicado el tiempo de meta, se le debe indicar con cuales condiciones debe empezar a temporizar, o sea a contar el tiempo. Para ello, los temporizadores tienen una entrada denominada START o inicio, a la cual deben llegar los contactos o entradas que sirven como condición de arranque. Dichas condiciones, igual que cualquier otro renglón de Ladder, pueden contener varios contactos en serie, en paralelo, normalmente abiertos o normalmente cerrados. Tipos de temporizador: SE - Con retardo a la conexión. SS - Con retardo a la conexión activado por impulso en set. SI - mientras mantenemos conectada la señal set, la salida estará activa durante KT. SV - mantiene la salida activa durante KT.
- 13. Representación de Retención, Secuenciamiento y Temporizadores AREAS DE MEMORIA AREA DE RETENCIÓN (HR) Mantienen su estado ante fallos de alimentación ó cambio de modo del PLC. Son gestionados igual que los IR, y direccionables como BIT ó como CANAL. AREAS DE MEMORIA TEMPORIZADORES Y CONTADORES (TIM y CNT) • Es el área de memoria que simula el funcionamiento de estos dispositivos. • Son usados por el PLC para programar retardos y contajes. • Elementos característicos: SV. Valor de preselección. PV. Valor actual. BIT. Valor de estado. SISTEMAS SECUENCIALES Aunque es posible programar sistemas secuenciales en LADDER, sólo se suele utilizar para el control de sistemas sencillos. En aquellos más complejos se utiliza la programación modular o el GRAFCET.
- 14. Representación del diagrama de escalera En estos diagramas la línea vertical a la izquierda representa un conductor con tensión, y la línea vertical a la derecha representa tierra. Un ejemplo: Se debe recordar que mientras que en el diagrama eléctrico todas las acciones ocurren simultáneamente, en el programa se realizan en forma secuencial, siguiendo el orden en el que los "escalones" fueron escritos, y que a diferencia de los relés y contactos reales (cuyo número está determinado por la implementación física de estos elementos), en el PLC se puede considerar que existen infinitos contactos auxiliares para cada entrada, salida, relé auxiliar o interno, etc. Con este tipo de diagramas se describe normalmente la operación eléctrica de distintos tipos de máquinas, y puede utilizarse para sintetizar un sistema de control y, con las herramientas de software adecuadas, realizar la programación del PLC.
- 15. Lenguajes y equivalencias TIPOS DE LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN DE PLCS En la actualidad cada fabricante diseña su propio software de programación, lo que significa que existe una gran variedad comparable con la cantidad de PLCs que hay en el mercado. No obstante, actualmente existen tres tipos de lenguajes de programación de PLCs los más difundidos a nivel mundial son: • Lenguaje de contactos o Ladder – • Lenguaje Booleano (Lista de instrucciones)- • Diagrama de funciones Es obvio, que la gran diversidad de lenguajes de programación da lugar a que cada fabricante tenga su propia representación, originando cierta incomodidad al usuario cuando programa más de un PLC.
- 16. Lenguajes y equivalencias LADDER, también denominado lenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los autómatas programables debido a que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos. De este modo, con los conocimientos que todo técnico eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje. Ladder es uno de los varios lenguajes de programación de PLC estandarizado en IEC 61131-3, por lo que es compatible con otros programas.
- 17. Simuladores MacroPLC: Un Simulador de programación Ladder para PLC, sencillo pero con poderosas características (contadores, temporizadores, comparadores, etc. MacroPLC es un Simulador de Lógica LADDER usado para enseñar automatización con PLC. VirPLC es un simulador de PLC o Autómatas Programables Virtual, con soft a diagramas de escalera (Ladder KOP) en una pantalla y con un práctico simulador de HARD con efectos multimedia, en otra pantalla. VirPLC es una herramienta para aprender a programar PLC. Simulador S7-200 Simulador para el autómata S7-200 de Siemens. Dispone de un buen interfaz gráfico para la simulación.