AUTOMATIZACIÓN CON PLCUNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICAMEDELLÍNSesión 3.

Datos de contacto• Andrés Felipe Sánchez P.• Correo:

sanchezp.andres@gmail.com• Teléfono celular: 301 254 9118• Página web para información y

documentación: http://sanchezudeandres.jimdo.com

ESTRUCTURA DEL CURSO • Sesión 2

▫ Introducción al PLC Definición Historia Desarrollo Aplicaciones Ventajas Desventajas Partes básicas de un PLC Introducción a los PLC

siemens Tipos de plc siemens Plc siemens s7-1200 Introducción HMI

DEFINICIÓN DE PLC• Un contador lógico

programable se define como un dispositivo electrónico digital que usa una memoria programable para guardar instrucciones y llevar a cabo funciones lógicas de configuración de secuencia, de sincronización, de conteo y aritméticas, para el control de maquinaria y procesos

HISTORIA PLC Y DESARROLLO

• La empresa Bedford Associates (Bedford, MA) propuso un sistema al que llamó Modular Digital Controller o MODICON a una empresa fabricante de autos en los Estados Unidos. El MODICON 084 fue el primer PLC producido comercialmente.

HISTORIA PLC Y DESARROLLO

• En 1969 la División Hydramatic de la General Motors instaló el primer PLC para reemplazar los sistemas inflexibles cableados usados entonces en sus líneas de producción

HISTORIA PLC Y DESARROLLO

• Ya en 1971, los PLCs se extendían a otras industrias y, en los ochentas, ya los componentes electrónicos permitieron un conjunto de operaciones en 16 bits,- comparados con los 4 de los 70s -, en un pequeño volumen, lo que los popularizó en todo el mundo.

HISTORIA PLC Y DESARROLLO

• La tendencia actual es tener redes de controladores y actuadores de modo que el sistema sea escalable y mucho más fácil de monitorear.

APLICACIONES • Un autómata programable suele

emplearse en procesos industriales que tengan una o varias de las siguientes necesidades:

• Espacio reducido. • Procesos de producción

periódicamente cambiantes. • Procesos secuenciales. • Maquinaria de procesos variables. • Instalaciones de procesos complejos

y amplios. • Chequeo de programación

centralizada de las partes del proceso

APLICACIONES • Aplicaciones

generales:

• Maniobra de máquinas. • Maniobra de

instalaciones. • Señalización y control.

VENTAJAS DE LOS PLC • Menor tiempo de elaboración de

proyectos. • Posibilidad de añadir

modificaciones sin costo añadido en otros componentes.

• Mínimo espacio de ocupación. • Menor costo de mano de obra. • Mantenimiento económico. • Posibilidad de gobernar varias

máquinas con el mismo autómata.

• Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

• Reutilización.• Escalabilidad.

DESVENTAJAS DE LOS PLC • Adiestramiento de técnicos. • Costo.

CLASIFICACIÓN DE LOS PLC• ESTRUCTURA

COMPACTA:• En un solo bloque todos sus

elementos: fuente de alimentación, CPU, memorias de entradas/salidas, etc.

• Aplicaciones en el que el número de entradas/salidas es pequeño, poco variable y conocido a priori.

• Carcasa de carácter hermético, que permite su empleo en ambientes industrialmente especialmente hostiles.

CLASIFICACIÓN DE LOS PLC• Estructura modular:• Permite adaptarse a las

necesidades del diseño, y a las posteriores actualizaciones. Configuración del sistema variable.

• Funcionamiento parcial del sistema frente a averías localizadas, y una rápida reparación con la simple sustitución de los módulos averiados.

ESQUEMA DE UN PROCESO CONTROLADO POR PLC

ACTUADORES

PROCESOSENSORES

SALIDAS PLC ENTRADAS

COMPONENTES DE UN PLC

ENTRADABLOQUE

DE ENTRADA

S

CPUBLOQUE

DE SALIDAS

SALIDA

Bloque de entradasAdapta 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 salidasDecodifica las señales procedentes de la CPU, las amplifica y las envía a los dispositivos de salida o actuadotes, como lámparas, relees, contactares,

arrancadores, electro válvulas, etc.

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

BLOQUES NECESARIOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL PLC

Fuente de alimentaciónA 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 en

corte de la tensión exterior.

Consola de programaciónPC o consolas de programación

PeriféricosSon 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.

LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO

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.

MEMORIA DEL PLC

CLASIFICACION

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.

EPROM: memorias de solo lectura, reprogramables, con borrado por ultravioleta. No

volátil.EEPROM: memorias de solo lectura,

reprogramables, alterables por medios eléctricos. Tienen un numero máximo de ciclos de

borrado/grabado. No volátil.

CICLO DE FUNCIONAMIENTO DE UN PLC

12

3

45

Tiempo de Barrido

Encendido del PLC, auto chequeó e inicialización.

Lectura de las entradas físicas y actualización de la imagen de entradas.

Ejecución del programa. Actualización de la imagen de salida. Lectur

a de la imagen de salidas y actualización física de las salidas. Procesar las peticiones de comunicación. La CPU

procesa los mensajes que haya recibido por el puerto de comunicación.

Efectuar el auto diagnostico de la

CPU. Se comprueba el

CPU y la memoria del programa (solo en modo

RUN), así como el estado de los

módulos de

ampliación.

MÓDULOS ENTRADA PLC• A este módulo se unen

eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores,...).     La información recibida en él, es enviada a la CPU para ser procesada de acuerdo la programación residente.

MÓDULOS ENTRADA PLC• Se pueden diferenciar dos tipos

de captadores conectables  al módulo de entradas: los Pasivos y los Activos.    Los Captadores Pasivos son aquellos que cambian su estado lógico, activado - no activado, por medio de una acción mecánica. Estos son los Interruptores, pulsadores, finales de carrera, etc.    Los Captadores Activos son dispositivos electrónicos que necesitan ser alimentados por una tensión para que varíen su estado lógico. Este es el caso de los diferentes tipos de detectores (Inductivos, Capacitivos, Fotoeléctricos).

MÓDULOS DE SALIDA• El modulo de salidas del autómata

es el encargado de activar y desactivar los actuadores (bobinas de contactores, lámparas, motores peque os, etc).    La información enviada por las entradas a la CPU, una vez procesada, se envía al módulo de salidas para que estas sean activadas y a la vez los actuadores que en ellas están conectados.    Según el tipo de proceso a controlar por el autómata, podemos utilizar diferentes módulos de salidas.Existen tres tipo bien diferenciados:  - A relés.  - A triac.  - A transistores.

MÓDULOS DE SALIDA• Módulos de salidas a

relés.    Son usados en circuitos de corriente continua y alterna. Están basados en la conmutación mecánica, por la bobina del relé, de un contacto eléctrico normalmente abierto .

MÓDULOS DE SALIDA• Módulos de salidas a

Triacs    Se utilizan en circuitos de corriente continua y corriente alterna que necesiten maniobras de conmutación muy rápidas.  

MÓDULOS DE SALIDA• Módulos de salidas a

Transistores a colector abierto.     El uso del este tipo de módulos es exclusivo de los circuitos de c.c. Igualmente que en los de Triacs, es utilizado en circuitos que necesiten maniobras de conexión/desconexión muy rápidas.

PLC SIEMENS• Los PLCs son agrupados en las

siguientes familias, todas con apellido SIMATIC:

• LOGO. Aplicaciones básicas.

• S7-200. Aplicaciones pequeñas

• S7-300. Aplicaciones medianas

• S7-400. Aplicaciones grandes o complejas

• C7. Sistema integrado de HMI con S7-300

PLC S7-1200 DE SIEMENS• NTRODUCCION

• El PLC Siemens S7-1200, es un controlador modular para tareas de automatización sencillas.

Tiene una gama de paneles que se integran en un software de desarrollo

Ventajas• Interfaz Profinet Integrada.es el

estandar abierto de Industrial Ethernet (TCP/IP) Esta interfaz permite la programacion y la comunicacion con los paneles HmI Basic Panels, haciendo un entorno sencillo y flexible que promete una facil integración con equipos de otros fabricantes.

Desventajas.• A diferencia de S-300, Logo!, este PLC,

no ofrece la simulación en su ambiente de desarrollo.

PLC S7-1200 DE SIEMENS• Características El Simatic S7-1200 ofrece a los

profesionales de la instalación un amplio abanico de características técnicas entre las cuales cabe destacar las siguientes:

• Alta capacidad de procesamiento. Cálculo de 64 bits

• Interfaz Ethernet / PROFINET integrado

• Entradas analógicas integradas• Bloques de función para control de

ejes conforme a PLCopen• Programación mediante la herramienta

de software STEP 7 Basic v11 para la configuración y programación no sólo del S7-1200, sino de manera integrada los paneles de la gama Simatic Basic Panels.

PLC S7-1200 DE SIEMENS• CPU’s disponibles El nuevo sistema S7-1200

desarrollado viene equipado con tres modelos diferentes de CPU (CPU 1211C, CPU 1212C y CPU 1214C) que se podrán expandir a las necesidades y requerimientos de las máquinas.

La CPU 1212C está capacitada para aceptar hasta dos módulos y la CPU 1214C hasta un total de ocho módulos de señal.

PLC S7-1200 DE SIEMENS• CPU’s disponibles

Todas las CPUs Simatic S7-1200 pueden equiparse hasta con tres Communication Modules a la izquierda del controlador, lo que permite una comunicación sin discontinuidades, de entre las que destacan: