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18 Oct 2008 PLC, Nelson 1

CONTROLADORESControl Lógico Programable

(PLC)

Profesor: Nelson DuránModificaciones, Prof. Tito González

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TÁCHIRADepartamento de Ing. Electrónica

Instrumentación y Control


Contenido

• Antecedentes de los PLC• Aplicaciones genéricas• Arquitectura• Programación del PLC• Ejemplos


Contenido



Antecedentes de los PLC

Controlar una o varias magnitudes de salida.A partir de la información de entrada


Métodos de diseño de sistemas de control

Automatización Dedicada ó Estándar

Automatización Flexible



Automatización Dedicada, se basa en el uso de relevadores y contactores



Las modificaciones son Indeseables




Automatización Flexible, se basa en el uso de instrucciones codificadas



La importancia cambiar las instrucciones codificadas, y no toda la circuitería.

Automatización Flexible, se basa en el uso de instrucciones codificadas



Definición de un PLCsistema de control lógico programable capaz de realizar el procesamiento de señales binarias basándose en un programa establecido por el usuario y que contiene puertos de entrada, salida y transmisión de datos con la debida interacción para su operación …


Contenido



Aplicaciones Genéricas

Pueden controlar procesos de cualquier tipo, ya sean industriales o de uso no tan rudo, dependiendo de las siguientes necesidades:

Espacio reducido.Procesos de producción periódicamente cambiantes.Procesos secuenciales.Maquinaria de procesos variables.Verificación de las distintas partes del proceso de forma centralizada.


Aplicaciones Genéricas, Ventajas:

Menor tiempo en la elaboración de proyectos.

Posibilidad de añadir modificaciones sin elevar costos.

Mínimo espacio de ocupación.

Menor costo de instalación, operación y mantenimiento.

Posibilidad de gobernar varios actuadores con el mismo automata.


Aplicaciones Genéricas, Desventajas:

Costo elevado en procesos pequeños.

Capacitación del personal de operación y mantenimiento.


Contenido



Arquitectura

Los PLC constan de los siguientes componentes esenciales:

Hardware.Software.

Actuadores.Sensores.Equipo programador.

Propios del PLC.

Externos al PLC.

L.

L.


Arquitectura

Interna

Externa


•Modular

•Semi Modular

•Compacta

Arquitectura Interna / Externa


Arquitectura Interna / Externa


Las partes que integran a un Control Lógico Programable son las siguientes:

Unidad central de proceso.Módulos de entrada de datos.Módulos de salida de datos.

Arquitectura Interna


Arquitectura Interna


Contiene y ejecuta el programa del usuario, que consiste en una serie de instrucciones que representa el proceso de control lógico que debe ejecutarse. Para poder hacer este trabajo, la unidad central de proceso debe almacenar las condiciones de entrada y salida más recientes.

Arquitectura Interna, CPU


El “cerebro”de la unidad central de proceso esta basado en un microproce-sador del mismo modo que en una PC.

Arquitectura Interna, CPU


• tarjetas que aislan al PLC

• indicadores luminosos de entradas

y salidas.

Arquitectura Interna, Módulos I / O


intercomunicación entre los dispositivos exteriores al PLC y los circuitos electrónicos de baja potencia



• Entradas DC de: 5, 12, 24, y 48 volts



Marca ModiconMarca Allen Bradley Marca Modicon



Arquitectura Externa, Programación


Arquitectura Externa, Montaje


Contenido



IECIEC--6113161131

Autómatas Programables:IntroducciIntroduccióón al Estn al Estáándar IECndar IEC--6113161131

Programación del PLC


La Norma IECLa Norma IEC--61131 se refiere a:61131 se refiere a:

• Los autómatas programables (AP ó PLC´s) y a sus periféricos correspondientes, tales como:

- Los equipos de programación y depuración (PADT´s)- Los equipos de ensayo (TE´s)- Los interfaces hombre-máquina (MMI´s)



Partes de la Norma IEC 61131:Partes de la Norma IEC 61131:

Parte 1: Información general

Parte 2: Especificaciones y ensayos de los equipos

Parte 3: Parte 3: Lenguajes de programaciLenguajes de programacióónn

Parte 4: Guías de usuario

Parte 5: Comunicaciones



Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacióónn

Objeto y campo de aplicación

• Definir los lenguajes de programación de uso más corriente, las reglas sintácticas y semánticas, el juego de instrucciones fundamental, los ensayos y los medios de ampliación y adaptación de los equipos.

Es la interface entre el programador y el sistema de control




Lenguajes de programación

• Lista de instrucciones (IL)

• Texto estructurado (ST)

• Diagrama de bloques funcionales (FBD)

• Diagrama de contactos (LD)




Elementos comunes. Tipos de datos y variables

• Tipos de datos: booleanos, enteros, reales, byte, palabra, cadenas de caracteres, fecha, hora_del_día, canal analógico de entrada.

BOOL, INT, REAL, BYTE, WORD, STRING

DATE, TIME_OF_DAY, ...

Variables. Asignan direcciones del hardware: E/S , memoria y datos.

Locales o globales. Hacen la programación independiente del hardware.




Lenguajes grLenguajes grááficosficos

Diagrama de escalera (“Ladder Diagram”, LD)Diagrama de Bloques Funcionales

(”Function Block Diagram, FBD)

Lenguajes literalesLenguajes literales

Lista de instrucciones (“Instruction List”, IL)Texto estructurado (Texto estructurado (““StructuredStructured TextText””, , STST))



Programación con lenguajesconocidos de PLC ... y lenguaje de alto nivel

LD Entrada_ManualOR Entrada_AutomáticaAND DesbloqueoST Funcionamiento

LD Entrada_01

IL

( )S_01 S_02

S_03

Manual

S_01 LD

TON

Tiempo_01

XORS_01

S_02

S_03 Lámpara

T#12s400ms

FBD Tiempo actual

Start

Paso_1

Paso_2

S_01

Transición_02

Transición_Fin

SFC

IF Data = "EOF" THENFOR Index:=1 TO 128 DOX:=Read_Data(Datenfeld[index]);IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE;

END_IF;END_FOR; ST




Diagrama de escalera (“Ladder Diagram”, LD)

Características:• Barras de alimentación.• Elementos de enlace y estados: flujo de energía.• Contactos, bobinas y bloques funcionales

MAN S_0 Lma

FCS EM

KMB

Ejemplo:




Diagrama de Bloques funcionales (FBD)

Características:• Las salidas de los bloques funcionales no se conectarán entre sí.

• La evaluación de una red estará terminada antes de la siguiente.

Ejemplo:Start

IN

PT ET

QEMER

T#4s400ms

KM

V_temp

TONAND



Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacióónnLista de Instrucciones (“Instruction List”, IL)

Características:

• Instrucciones:Etiqueta Operador Operando Comentario

START: LD Arranque (*Pulsar botón *)ANDN %MX5 (* No inhibidor *)ST SALIDA (* Conecta calefactor *)

• Operadores:LD, ST, S, R, AND, OR, XOR, ADD, SUB, MUL, DIV, GT, GE, EQ, NE, LE, LT, JMP, CAL, RET…



Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacióónnTexto estructurado (“Structured Text”, ST)

Características:

• Similar al Pascal. Alto nivel, estructurado en bloques.

• Sentencias: De asignación (:=), De control del flujo del programa:

llamada a bloque funcional, RETURNDe selección: IF, CASEDe iteración: FOR, WHILE, REPEAT, EXIT



Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacióónnTexto estructurado (“Structured Text”, ST)

Ejemplo:

IF Dato = “EOF” THENFOR indice:=1 TO 128 DO

x:= Read_dato(Canal[indice]);IF x>2500 THEN Alarma:=TRUE;END_IF;

END_FOR;END_IF



Parte 3: Lenguajes de programaciParte 3: Lenguajes de programacióónnEntornos de programación

Muchos de ellos ofrecen:

g Pantallas de programación gráfica g Soporte para múltiples ventanasg Operaciones con el ratóng Menús desplegablesg Ayuda en líneag Verificación del software

durante el diseño



El autómata puede trabajar de tres formas diferentes:

Programable: El PLC está en reposo y puede recibir o enviar el programa a un Periférico.

Monitor: El PLC ejecuta el programa que tiene en memoria.

Run: El PLC ejecuta el programa que tiene en memoria permitiendo el cambio de valores en los registros

MODO DE FUNCIONAMIENTO Y SCAN

Ciclo de trabajo



LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN: DIAGRAMA DE ESCALERA



EQUIVALENCIA ENTRE CONTACTOS Y LD



Load Copia el valor del operando en el registro de trabajo

LoaDNo Copia el valor negado del operando en el registro de trabajo

FalseTrue1

TrueFalse0

LoadBarLoadLogic State

Out (ST) Copia el valor del registro de trabajo en el operando

OutNot Copia el valor negado del registro de trabajo en el operando

FalseTrue1

TrueFalse0

OutNotOutLogic State

INSTRUCCIONES BÁSICAS DIAGRAMA DE ESCALERA Instrucción Descripción Símbolo



Denominación Símbolo

Contacto N. A. --] [--

Contacto N. C. --]/[--

Respuesta inmediata --(=)--

Respuesta memorizada --(S)--

Respuesta memorizada --(R)--

Contador Ascendente --(CU)--

Contador Descendente --(CD)--

Temporizador --(T)--

Diagrama de Contactos



Orden de ejecuciónProgramación del PLC


Contenido



Ejemplos


Videos:http ://es.youtube.com/watch?v=fKfKLzMYvtk

http://es.youtube.com/watch?v=Kx0_8kIADZg

http://es.youtube.com/watch?v=_K3TX5gaC_M

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