PLC Controladores Lgicos Programables Sistemas Digitales I PLC
PLC Controladores Lógicos Programables Sistemas Digitales I - PLC
Sistemas Lógicos Digitales o o Sistemas Digitales I Síntesis Cableada Síntesis programada en PLC Síntesis con memorias y/o matrices lógicas PLD Síntesis con arreglos lógicos de Puertas Programables en Campo FPGA - PLC 2
Automatización Qué es? Automatización es el procedimiento por el cual un sistema trabaja óptimamente y sin intervención del ser humano, de acuerdo a un diseño. Por qué? o o EVITAR TAREAS TEDIOSAS PARA EL SER HUMANO. ABARATAR COSTOS DE PRODUCCIÓN. INCREMENTAR LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS (ESTANDARIZACIÓN). ACORTAR LOS TIEMPOS DE INTRODUCCIÓN DE UN NUEVO PRODUCTO EN EL MERCADO. Sistemas Digitales I - PLC 3
Esquema de un sistema de automatización Sistemas Digitales I - PLC 4
Sensores Un sensor es un dispositivo que capta magnitudes físicas, y entrega una señal de salida eléctrica que es proporcional de la variable medida. . Térmicos Fotovoltaicos Capacitivos Electroquímicos Fotoeléctricos Final de carrera Sistemas Digitales I - PLC 5
Actuadores Están acoplados a maquinas para realizar movimientos, calentamientos, etc. ; son por ejemplo motores de corriente continua, motores de corriente alterna, cilindros neumáticos y otros. Motor Cilindros Sistemas Digitales I Resistencias - PLC Lámparas 6
Qué es un PLC o Autómata Programable El PLC es una alternativa al automatismo Un equipo electrónico, basado en un microprocesador o microcontrolador, que tiene generalmente una configuración modular, puede programarse en lenguaje no informático y esta diseñado para controlar procesos en tiempo real y en ambiente agresivo (ambiente industrial). Sistemas Digitales I - PLC 7
Historia o o o Su historia se remonta a finales de la década de 1960 Los PLC fueron inventados en respuesta a las necesidades de la industria automotriz norteamericana por el ingeniero Estadounidense Dick Morley. , En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisiones automáticas de General Motors) ofertó un concurso para una propuesta del reemplazo electrónico de los sistemas cableados. Sistemas Digitales I - PLC 8
Historia En el año 1973. Logran comunicación entre PLC En 1974 – 1975. El desarrollo de los microprocesadores incremento el poder de los PLC En 1976 – 1979. En esta etapa se tuvieron mejoras En los años 80 se intentó estandarizar la comunicación entre PLCs En los años 90 se introdujeron nuevos protocolos y se mejoraron algunos anteriores Sistemas Digitales I - PLC 9
Aplicaciones del uso de PLC Sistemas Digitales I - PLC 10
Ejemplo de Aplicación Control de Nivel tanque G D 3 D 1 P D 2 D 0 V Sistemas Digitales I - PLC 11
PLC (Controlador Lógico Programable) Sistemas Digitales I - PLC 12
Características fundamentales o o o Confiabilidad Flexibilidad Funciones avanzadas Comunicaciones Velocidad Diagnósticos Sistemas Digitales I - PLC 13
Bloques que forman un PLC Sistemas Digitales I - PLC 14
BLOQUES NECESARIOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL PLC Fuente de alimentación A partir de una tensión exterior proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos electrónicos del autómata. Batería, capacitor de alto rendimiento: para mantener el programa y algunos datos en la memoria si hubiere un corte de la tensión exterior. Consola de programación PC, consolas o calculadoras de programación Sistemas Digitales I - PLC 15
BLOQUES NECESARIOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL PLC Periféricos Son aquellos elementos auxiliares, físicamente independientes del autómata, que se unen al mismo mediante interfases, para realizar una función especifica y que amplían su campo de aplicación o facilitan su uso. Como tales no intervienen directamente ni en la elaboración ni en la ejecución del programa. Ej. : visualizador de mensajes, impresoras, lectores de barra, etc. Sistemas Digitales I - PLC 16
Esquema de la Arquitectura interna del PLC Sistemas Digitales I - PLC 17
Bloques de Entrada/Salida Bloque de entradas Adapta y codifica de forma comprensible para la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada o captadores, como por ejemplo, pulsadores, finales de carrera, sensores, etc. Misión: proteger los circuitos internos del autómata, proporcionado una separación eléctrica entre estos y los captadores. Bloque de salidas Decodifica las señales procedentes de la CPU, las amplifica y las envía a los dispositivos de salida o actuadores, como lámparas, relees, contactares, arrancadores, electro válvulas, etc. Sistemas Digitales I - PLC 18
Clasificación del PLC Compacto Sistemas Digitales I - PLC 19
Clasificación del PLC Modular Sistemas Digitales I - PLC 20
Estructura del PLC compacto Sistemas Digitales I - PLC 21
Estructura PLC modular Sistemas Digitales I - PLC 22
Tipos de PLC según su tamaño El tamaño se determina generalmente, por la cantidad de entradas y salidas disponibles PLC Nanos PLC Micros PLC Pequeños PLC Medianos PLC Grandes Sistemas Digitales I - PLC 23
Funciones del PLC Reemplaza Operaciones Realiza Diagnósticos Manejo de Información PLC Monitorea Supervisa y controla Sistemas Digitales I - PLC 24
Ventajas del PLC o o o o o Control más preciso Mayor rapidez de respuesta Flexibilidad control de procesos Seguridad en el proceso Mejor monitoreo del funcionamiento Detección rápida de averías Posibilidad de modificaciones sin elevar costos Menor mantenimiento Posibilidad de gobernar varios actuadores con el mismo autómata Sistemas Digitales I - PLC 25
Desventajas del PLC o o o Mano de obra especializada Condiciones ambientales apropiadas Mayor costo para controlar tareas muy pequeñas o sencillas Sistemas Digitales I - PLC 26
Selección del PLC Sistemas Digitales I - PLC 27
Arquitectura interna de un PLC Unidad Central de Proceso (CPU) Sistemas Digitales I - PLC 28
Unidad central de proceso (CPU) Este bloque es el cerebro del autómata. Su función es interpretar las instrucciones del programa de usuario y en función de las entradas, activar las salidas deseadas La CPU (control processing unit) es la encargada de ejecutar el programa de usuario y activar el sistema de entradas y salidas. La CPU ejecuta el programa de usuario, que reside en la memoria, adquiriendo las instrucciones una a una. Sistemas Digitales I - PLC 29
Memorias RAM (random acces memory), memoria de acceso aleatorio o memoria de lectura-escritura. Pueden realizar los procesos de lectura y escritura por procedimientos eléctricos. Su información al faltarle la alimentación es volátil. ROM (read only memory), memoria de solo lectura. En estas memorias se puede leer su contenido, pero no se puede escribir en ellas; los datos e instrucciones los graba el fabricante y el usuario no puede alterar su contenido. Permanece aunque haya un fallo en la alimentación. No volátil. Sistemas Digitales I - PLC 30
Memorias EPROM: EPROM memorias de solo lectura, reprogramables, con borrado por ultravioleta. No volátil. EEPROM: EEPROM memorias de solo lectura, reprogramables, alterables por medios eléctricos. Tienen un numero máximo de ciclos de borrado/grabado. No volátil. Sistemas Digitales I - PLC 31
CONCLUSIÓN EL PLC es un aparato electrónico, de bajo mantenimiento y fácil uso, operado digitalmente que usa una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones las cuales implementan funciones especificas tales como lógicas, secuénciales, temporización, para controlar a través de módulos de entrada/salida digitales y analógicas, varios tipos de máquinas o procesos. - Sistemas Digitales I - PLC 32
Programar un PLC Implica generar un conjunto de instrucciones y de órdenes que provocarán la ejecución de una tarea determinada. Podemos decir que un programa es una respuesta predeterminada a todas las combinaciones posibles de estados de la información que recibe. Sistemas Digitales I - PLC 33
Programar un PLC La programación en PLC se compone de diversas fases: 1 2 3 4 5 – – – Definición y análisis del problema Definición de la arquitectura del automatismo Diseño de los algoritmos Programación de código Depuración, test y verificación del programa Sistemas Digitales I - PLC 34
Lenguajes de programación Para realizar un proyecto se debe conocer las formas de lenguaje que entiende el entorno de aplicación. Los PLC ofrecen numerosos tipos de operaciones que permiten solucionar una gran variedad de tareas de automatización Los lenguajes de programación en PLC se componen de una serie de símbolos, caracteres y reglas de uso que fueron diseñados para poder establecer una comunicación de los usuarios con las máquinas. Sistemas Digitales I - PLC 35
Programación del PLC o Algebraicos n n n o Lenguajes booleanos Lista de Instrucciones (AWL) Lenguajes de alto nivel Gráficos n n n Diagrama de contactos (KOP) Diagrama de funciones/bloques Intérprete GRAFCET Sistemas Digitales I - PLC 36
Equipos o Unidades de programación Son los dispositivos que nos permitirán entrar el programa Son tres los tipos que se dispone: Calculadora Consola PC Sistemas Digitales I - PLC 37
Ciclo de funcionamiento Los controladores lógicos programables son máquinas secuenciales Tres fases principales: o. Lectura de señales desde la interfaz de entradas o. Procesado del programa para la obtención de las señales de control o. Escritura de señales en la interfaz de salidas Sistemas Digitales I - PLC 38
Cómo funciona un PLC El tiempo que demora en recorrer el ciclo de trabajo, depende del tamaño del programa, pero es muy pequeño Sistemas Digitales I - PLC 39
Diagrama de escalera (LADDER) o Lenguaje de programación n o Esquemas de contacto Compuesto por n Ramas (peldaños) o o n Instrucciones de entrada Instrucción de salida Líneas verticales Sistemas Digitales I - PLC 40
Instrucciones lógicas de relé Instrucciones de ENTRADA (análogas a los contactos de un relé) Contacto normal abierto Contacto normal cerrado Instrucciones de SALIDA (análoga a la bobina de un relé) Bobina Sistemas Digitales I - PLC 41
Diagramas de contactos A La lámpara se enciende si A ó B están cerrados B A. B La lámpara se enciende si A y B están cerrados A B Sistemas Digitales I A+B - PLC 42
Diagramas de contactos + - A C D B Función lógica: (A+B). C. D Sistemas Digitales I - PLC 43
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Ejemplo de una escalera Sistemas Digitales I - PLC 45
Otros elementos Las funciones lógicas más complejas como: o Temporizadores (Retardo a la conexión) o Contadores o Registros de desplazamiento o etc. Se representan en formato de bloques Txx IN TON PT PT Sistemas Digitales I - PLC 46
Conexión de I/O al PLC Sistemas Digitales I - PLC 47
Síntesis del esquema ladder Pasos para pasar de una red de Petri a Esquema ladder o Marcado Inicial o Condiciones de disparo o Marcado y desmarcado de lugares o Indicación de salidas Sistemas Digitales I - PLC 48
Algunas marcas de PLC Sistemas Digitales I - PLC 49
Jerarquía PLC Siemens Sistemas Digitales I - PLC 50
Sistemas Digitales I - PLC 51
Características de fábrica según CPU Sistemas Digitales I - PLC 52
Datos Técnicos Sistemas Digitales I - PLC 53
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