automatización paul gálvez 2014
TRANSCRIPT
Automatización
Ing. Paul Gálvez F.
Esta es una guía referencial como apoyo para estructurar un
automatismo, incluyendo en el: PLC´s, Redes y Programa
http://profesorpaul.blogspot.com
Dominio en Automatización
Sistemas lineales
Programación de PLCs 1
Control de procesos
Cálculo diferencial
Redes Industriales
Automatización Industrial
Programación de PLCs 2
PIDProtocolos
Estabilidad
Lazos de control
Estructura del Automatismo
Dimensionamiento
Tratamiento de señales análogas
Instrumentación Lenguajes (otro idioma), Aritmética
LinealizaciónFilosofía de Control
Enlaces
Gráficos de tendenciasHMI - Scada
Programación de PLCs 1
Fourier, Laplace, Nyquist
La integración de todo este conocimientoes la:
Generalidades
Secuencia
Estructura elemental
Para llevar los conocimientos básicos de los sistemas de
automatización industrial requeridos, antes de pasar a la
aplicación de los Módulos especializados para funciones, tales
como comunicaciones, se debe estructurar el automatismo.
Principios de operación e implementación.
Arquitectura de hardware de PLC´s.
Arquitectura de software de PLC´s.
Fases de aplicación y desarrollo.
PRINCIPIOS DE OPERACIÓN
Y MANTENIMIENTO
A
B
C
D
Ing. Paul Gálvez F.
Arquitectura de software de PLC´s
Arquitectura de hardware de PLC´s
Principios de operación e implementación
Fases de aplicación y desarrollo
- Operaciones Principales
Parte ComandosParte Operativa
Commandos
Actuadores
Informes
Sensores
uno o más procesos controlados
por
interfaces hombre-máquina
actúa sobre
valores físicos
productos sólidos, líquidos o gaseosos
máquinas o procesos
Ing. Paul Gálvez F.
- Partes Varias
Parte Comando
Parte Operativa
Control
Procesamiento
ProcesosSensores Actuadores
Actuadores
Pre-actuadores
Ing. Paul Gálvez F.
Pasos de la implementación(1/2)
Configuración de PLC´s
Declaración de
variables%I100 : nivel max.
Programación
Análisis de las
especificaciones
Especificaciones
Ing. Paul Gálvez F.
- Pasos de la implementación(2/2)
Transferencia de la
aplicación al PLC
Aplicación y
ejecución
Configuraciones
Archiva las
aplicaciones en
documentos
- - - - - - - -
Ing. Paul Gálvez F.
ARQUITECTURA DE HARDWARE DE
PLC´s
A
B
C
D
Ing. Paul Gálvez F.
Arquitectura de software de PLC´s
Arquitectura de hardware de PLC´s
Principios de operación e implementación
Fases de aplicación y desarrollo
fortalecido para resistir
limitaciones mecánicas
interferencia electromagnética
limitaciones de calor
- Rol del PLC
Parte Comandos
Parte Operativa
ProcesosSensores Actuadores
Procesamiento
Supervision PCs, PLCs,printers, modems etc…
Comunicaciones
Control
Ing. Paul Gálvez F.
- Arquitectura del PLC
Rack principal
Uno o mas racks para
interfaces
Interfaces de entradas
análogas
Interfaces de salidas
análogas
Interfaces de comunicación
Procesador Interfaces de
entradas digitales
Interfaces de salidas
digitales
Fuente de poder
Bus interno del PLC
Interfaces Especificas
Ing. Paul Gálvez F.
- Fuente de Poder
Proporciona la energía eléctrica para
todos los módulos
Una fuente de alimentación por rack
Indicadores: OK, RUN, BAT
Pulsador de RESET
fusible
La batería de reserva para salvar datas / aplicación
Salida de relé (salida Watchdog)
PSU = Power Supply Unit
Ing. Paul Gálvez F.
- Modulo del Procesador
La ejecución
del programa
Datos
externos
Interfaces
de entradaBus
interno
Interfaces
de salidaEstado de
la salida
Bus
interno
OK
RUN
FAULT
Indicadores
terminal de
programación
(un PC), o una
PG
Ing. Paul Gálvez F.
- Interfaces de entradas digitales
Aislamiento
Los finales de carrera,
detectores de proximidad ...
3 7 1 9
Ruedas de codificador,
sensores digitales
Adaptación
5 V24 V
Bus
interno
I0
I1
I2
FAULT
Visualización del
estado de entrada
Ing. Paul Gálvez F.
- Interfaces de salidas digitales
Actuadores
Pre-actuadores
AislamientoBus
interno
Adaptación
amplificación
5 V24 V
Q0
Q1
Q2
FAULT
Visualización del estado
de salida
Ing. Paul Gálvez F.
- Interfaces de entradas análogas
Aislamiento
400Bus
interno
400Conversor
Análogo/Dígital
CAN
40°
La conexión a los
sensores:
niveles,
presión,
temperatura etc.,…
4 Volts
Ing. Paul Gálvez F.
- Interfaces de salidas análogas
AislamientoBus
interno
800
80°
Conexión a:
regulador de presión
de la válvula de la
calefacción, etc. ...Conversor
Análogo/Dígital
CNA 8 Volts
Ing. Paul Gálvez F.
- Interfaces de comunicación
PLC de supervisión, otros PLC, impresoras, robots, módems, etc ...
Bus
interno
Drivers +
Micro-
proceso.
RUN
ERR.
Indicadores de
solución de
problemas
intercambio
acíclico
Solución de
problemas de
ajuste de
configuración
Tablas de
variables
cíclicas
Datos de
procesos
CANopen,
DeviceNet,
Ethernet,
Modbus,
Profibus etc…
Ing. Paul Gálvez F.
- Interfaces de aplicaciones especificas
contando,
control de ejes
control de movimiento
peso …
Bus
interno
CPU.RUN
ERR.
Indicadores de solución
de problemas
Tablas de variables
de solución de
problemas de
configuración
Opciones de
configuración
de resolución
de problemas
Tablas de
variables cíclicas
Datos de
proceso
Ing. Paul Gálvez F.
ARQUITECTURA DE SOFTWARE DE
PLC
A
B
C
D
Ing. Paul Gálvez F.
Arquitectura de software de PLC´s
Arquitectura de hardware de PLC´s
Principios de operación e implementación
Fases de aplicación y desarrollo
- Estructura de la memoria del PLC
Módulo del
procesador
Datos
Programa
Constantes
Las variables utilizadas por el
programa de aplicación.
Estos datos están disponibles
en modo lectrura y escritura
Almacenamiento de
programas
El almacenamiento de
constantes utilizadas por el
programa
RAM
que puede ser
la batería o
copia de
seguridad
RAMuna copia de
seguridad
o
EEPROM
Tamaño de la memoria depende de la potencia
del procesador y en las extensiones de memoria
3 partes
Ing. Paul Gálvez F.
- Memoria de datos
Variables internas
Variables de sistema
Variables de las interfaces
Las variables del bloque
de funciones
CPU Memoria de datos
Variables diseñadas para almacenar
datos, mientras que el programa de
aplicación se esta ejecutando
Variables de los distintos interfaces de
aplicación: digital, analógico o específica
Variables asignadas a los distintos
bloques de función: temporizadores,
contadores, monoestables ...
Variables utilizadas para
informar o actuar sobre el estado
del PLC
4 tipos de
variables
Ing. Paul Gálvez F.
- Variables internas
Bit
Octet
Mot
Double mot
Flottant
%MW… 16 bitsWord
%MD… 32 bitsDouble Word
%MF… 32 bitsFloating
%MB… 8 bitsByte
Ingles Sintaxis Formato
%M… 1 bitBit
Francés
Varios
Formatos
Ing. Paul Gálvez F.
- Variables de interfaces de procesos
Entradas digitales
Salidas digitales
Entradas análogas
%Q XY.i.r 1 bit Contactores, relés, luces indicadoras
%IW XY.i.r 16 bits
%ID XY.i.r 32 bits
Temperatura, velocidad, presión,
posición o datos actual ...
%QW XY.i.r 16 bits
%QD XY.i.r32 bits
Temperatura, velocidad, presión,
estableciendo comandos posición
Sintaxis Formato
%I XY.i.r 1 bit Sensores digitales, sensores de limite…
Uso-aplicación
Topología típica de
direccionamiento
Salidas análogas
Para
Procesar
Ing. Paul Gálvez F.
- Variables de interfaces para ajuste y
configuración en caso de problemas
Variables internas
Constantes internas
16 bits%MW XY.i.rSolución de problemas de ajuste o
el estado de la determinación de
las variables
16 bits%KW XY.i.r Configuración de la Interfaz
Entradas digitales solución de problemas
Sintaxis Formato Uso-aplicación
1 bit
1 bit
%I XY.MOD.err Diagnostico a nivel de módulo
%I XY.i.err Diagnóstico a nivel de cada canal
Solución de
problemas de
configuración de
Ajuste
Tipo de direccionamiento
topológico
Ing. Paul Gálvez F.
Direccionamiento de las variables de
interfaces
Direccionamiento Micro and Premium
%IW XY.i.r
dirección del bastidor
Posición de la interfaz en el rack
Número de canal en la interfaz
Dependencia de la posición en el canal
Ejemplo : %IW 104.0.12
Variable N°12
del canal 0
de la interfaz ubicada in slot 04
en rack N°1
Rack N°1
Ubicación N°3
Canal 1 =
Direccionamiento
topológico
Ing. Paul Gálvez F.
Las variables del bloque de funciones
Sintaxis Uso-aplicación
%Tmi .P Valor predefinido del Temporizador
%Tmi .V Valor actual del temporizador
%Ci .P Valor del contador preestablecido
%Ci.V Valor actual del contador
%Ri .I La palabra de entrada del bloque de función de memoria
%Ri. O Palabra de salida del bloque de función de memoria
Número de bloque de
funciones
La función del temporizador
Contador
Bloque de memoria
Predefinidas
o creados por
el usuario
Ing. Paul Gálvez F.
- Las variables del sistema
Leer y
escribir
El arranque en frío, arranque en caliente, tarea
que permite incapacitante, forzando una
posición de retorno de salida
Bit
Sintaxis Uso-aplicación
%S…
base de tiempo, los datos de estado, el modo
de operación del PLC, fallo de E / S, el estado
de la batería de reserva de memoria de datos
Solo
lectura
Acceso
Word %SW…
tiempos de ejecución (media, min. y valores
max), el número de solicitudes por ciclo ...Solo
lectura
Leer y
escribir
Tiempo Control / estampado de la fecha, la
configuración del tiempo de ciclo, el ahorro de
la memoria de datos ...
Estado del PLC
actúa en su
operación
Ing. Paul Gálvez F.
Sistemas de numeración
Binario ( 0 and 1)Ejemplo %MW100 = 11000001011 o %MW100 = 1547 decimal
Digital variables : ON – OFF Verdadero - Falso
Hexadecimal ( 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; A ; B ; C ; D ; E ; F)
Ejemplo %Mw100 = 60B o %MW100= 1547 decimal
Manipulación Bytes, palabras o palabras dobles
Interfaz hombre-maquina: temperatura, presión, velocidad (ciclos/min)
Decimal ( 0 to 9)Ejemplo %MW100 = 1547
%MW100 = 1547
%MW100 = 11000001011
%MW100 = 60B
Ing. Paul Gálvez F.
- Memoria de programa
Modulo alimentado
Instrucción 1
Instrucción 2
Modulo Control de
alarma
Instrucción 1
Instrucción 2
Modulo de
compensación
Instrucción 1
Instrucción 2
Instrucción 1
Instrucción 2
Fin del programa
Memoria del
programa
Respaldo
RAM
REPROM
EEPROM
Ing. Paul Gálvez F.
Inicialización del PLC
La lectura de las entradas
Ajuste de las salidas
Programa
Instrucción
Instrucción
Instrucción
- El ciclo del PLC
RUN !!!
Tiempo de ciclo= 20 ms
Comprobación
de la función de
"perro
guardián"
Ing. Paul Gálvez F.
Inicialización del PLC
La lectura de las entradas
Ajuste de las salidas
Programa
Instrucción
Instrucción
Instrucción
- Modos de operación del PLC
RUN, AUTO
STOP, MAN
STOP o RUN
???
Elija un método de
funcionamiento
desde el panel frontal (pulsador,
clave dedicada)
del programa,
remota, a través de la red
Ing. Paul Gálvez F.
- El ciclo de maquina
Riego
5mn después del llenado del
estanqiue, riego comienza a
25mn.
Modos de funcionamiento de la
máquina
• STOP para detener el riego y
bombeo.
• ON para iniciar la instalación.
Llenado del tanque
El tanque se llena con una
bomba.
La bomba se pone en marcha:
• Cuando se detecta bajo nivel.
• Al regar extremos.
La bomba se detiene cuando se
alcanza el llenado completo.
STOP
ON
Ing. Paul Gálvez F.
- Partida en frio, Partida en
caliente
Inicialización
Revise el control de la
configuración de Ajuste de
los distintos módulos
Riego
Llenado del tanque
Aplicación de fertilizantes
Arranque en frio
Secado
Arranque en caliente
Ing. Paul Gálvez F.
FASES DE APLICACIÓN Y
DESARROLLO
A
B
C
D
Ing. Paul Gálvez F.
Arquitectura de software de PLC´s
Arquitectura de hardware de PLC´s
Principios de operación e implementación
Fases de aplicación y desarrollo
- Aplicaciones de PLC en diversas secciones
Bloques de funciones
personalizadas
Pantallas de operación
para el seguimiento del
proceso
Declarar módulos del PLC eintroducir los valores de losparámetros
Programa en los
distintos lenguajes
Estructuración,
nombramiento, fijando el
valor inicial de las
variables
la depuración de aplicaciones
Generación de archivos
de la aplicación para su
archivo
Ing. Paul Gálvez F.
PLC descripción de estación
Ing. Paul Gálvez F.
Programa Profe. Paul
Configuración de hardware y
software
Hardware y
software
Ing. Paul Gálvez F.
Datos declaración y estructura
Dirección Símbolo Comentario
%I1.0 NIV_Alto Detección de nivel alto
Declaración
Inicialización de
proceso
%MW0 to %MW50
Campo de la
comunicación
%MW200 à %MW700
Estructura
Bits%Ix.y :Digital input (x position of the
module in the rack, y position of
digital input)
%Qx.y : Digital output
%Mx : internal Bit (x bit address)
%Mx:n Table of n internal bits
%MWx:Xy internal word bit (y
bit position, x word adress)
Words%MWx : Internal word (x bit address)
%MWx:n Table of n words
%MDx : Word of 32 bits
%MDx:n Table of n words
%MFx (ou %FDx) : Floating word
%MFx:n Table of n words
%MBx(n) : String of n characters (x :
addresse of the character string)
%KWx, %KDx, %KFx : Constants
IEC Sintaxis
Ing. Paul Gálvez F.
Modulo 1 (LD)
Modulo 2 (ST)
Modulo n (LD)
Procesamiento
básico
Estructura de un programa
Modulo
Mezcla
Instrucción 1
Instrucción 2
Modulo
Riego
Instrucción 1
Instrucción 2
Modulo
Relleno
Instrucción 1
Instrucción 2 Modulo 10 (LD)
Modulo 12 (ST)
Modulo n’ (LD)
Eventos de
procesamiento
Power break
Ing. Paul Gálvez F.
Ladder
ListLittéral
Grafcet
FBD
Lenguajes de programación
IEC 1131-3
Ing. Paul Gálvez F.
El lenguaje de contactos o lenguaje
Diagrama: LD
Ing. Paul Gálvez F.
(* Update current cycling indicator *)
IF %M0 THEN
SET %M18;
ELSE RESET %M18;
END_IF;
(* RESET application *)
IF RE %M21 OR %S13 THEN
SET %S0;
END_IF;
(* initialization of variables : cold restart *)
IF %S0 THEN
%MF502:=30.0;%MD0:=%MD2:=%MD4:=7;%MW202:=8;
END_IF;
El lenguaje de programación
estructurado literal: ST
(* Initialization and then back to initial step *)
%L2:
IF (NOT Bp_Vehicle_presence AND NOT Cycle_started)
THEN
Memo_start_cycle:=TRUE;
Memo_step6:=FALSE;
Cycle_started:=FALSE;
END_IF;
(* Time reading *)
RRTC(Timer:4);
(* Number of objects to carry *)
TOTAL:=WORKSHOP1 + WORKSHOP2;
Succession of
instructions
Comments
Comments
Comments
Label
Ing. Paul Gálvez F.
Lenguaje Grafcet: SFC
PasosTransiciones
Procesamiento
Ing. Paul Gálvez F.
Los bloques de función idioma: FBD
Ing. Paul Gálvez F.
Lista de Instrucciones idioma: IL
Instrucciones del programaComentarios
Ing. Paul Gálvez F.
Tablas de animación, función de
ventana múltiple
Ing. Paul Gálvez F.
Ing. Paul Gálvez F.