Universidad de San Carlos

Facultad de Ingeniería

Escuela de mécanica

Ingeniería Electrica 2

Laboratorio Itugs Sección N

Ing. Miguel Ángel Zapeta

HARDWARE Y SOFTWARE PARA AUTOMATIZACIÓN

Manuel Fernando Aroche Alvarez

Carnet 200714409

Guatemala 21 de octubre 2015

CONTENIDO

Objetivos............................................................................................................. i

Introducción.......................................................................................................1

PLC.....................................................................................................................2

De donde vienen................................................................................................3

Ventajas..............................................................................................................4

Desventajas.......................................................................................................4

Funcionamiento.................................................................................................4

Tipos de PLC.....................................................................................................5

Nano:...............................................................................................................5Compacto........................................................................................................5

Modular:..........................................................................................................6Software de PLC.................................................................................................7

Conclusiones.......................................................................................................9

Bibliografía........................................................................................................10

OBJETIVOS

General

Conocer acerca de la estructura y manejo de la automatización

Específicos:

Conocer acerca de PLC Saber su funcionamiento y como lo utilizan Conocer las ventajas y desventajas Conocer acerca del software que se utiliza para su programación

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INTRODUCCIÓN

En el mercado se necesitaba cada vez más el poder saber acerca de cómo automatizar procesos es por eso que se inventaron los llamados PLC, la industria sufrió un impulso importante, que ha facilitado de forma notable que los procesos de producción o control se hayan flexibilizado mucho. Encontramos PLC en la industria, pero también en nuestras casas, en los centros comerciales, hospitalarios, etc.

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PLC

PLC son las siglas en inglés de Controlador Lógico Programable. Cuando se inventaron, comenzaron llamándose PC Controlador programable, pero con la llegada de las computadoras portátiles, cambió su nombre a PLC La definición más apropiada sería: Sistema Industrial de Control Automático que trabaja bajo una secuencia almacenada en memoria, de instrucciones lógicas.

El PLC es un dispositivo de estado sólido, diseñado para controlar procesos secuenciales que se ejecutan en un ambiente industrial. Es decir, que van asociados a la maquinaria que desarrolla procesos de producción y controlan su trabajo.

Funciones de un PLC

Un PLC realiza, las siguientes funciones:

Recoger datos de las fuentes de entrada a través de las fuentes digitales y analógicas.

Tomar decisiones en base a criterios pre programado.

Almacenar datos en la memoria.

Generar ciclos de tiempo.

Realizar cálculos matemáticos.

Actuar sobre los dispositivos externos mediante las salidas analógicas y digitales.

Comunicarse con otros sistemas externos.

Además de poder ser programados, son automáticos, es decir son aparatos que comparan las señales emitidas por la máquina controlada y toman decisiones en base a las instrucciones programadas, para mantener estable la operación de dicha máquina.

Puedes modificar las instrucciones almacenadas en memoria, además de monitorizarlas.

 

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DE DONDE VIENEN

En 1970 surgieron los sistemas lógicos digitales construidos mediante circuitos integrados, aunque eran productos diseñados para una aplicación específica y no eran controladores genéricos.

Muchos de ellos usaban microprocesadores, pero al programarse en un lenguaje extraño a los ingenieros de control La existencia de ordenadores en el momento del desarrollo de los PLC fue lo que inspiró su concepto: Había que diseñar un artefacto que, como una computadora, pudiese efectuar el control y pudiese ser re-programada, pero pudiera soportar el ambiente industrial.

Los primeros controladores completamente programables fueron desarrollados en 1968 por una empresa de consultores en ingeniería Bedford y Asociados, que luego se llamó MODICOM.

 

Así el primer PLC fue construido en 1969 por encargo de General Motors Hydramatic Division fábrica de transmisiones para los vehículos de la General Motors. Este PLC se diseñó como un sistema de control con un computador dedicado para controlar una parte de la cadena de producción y sustituir los sistemas de cableado que usaban hasta la fecha, que resultaban difíciles de modificar, cada vez que se requerían cambios en la producción.

 

 

 

 

 

 

 

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VENTAJAS

Las ventajas de los PLC son las siguientes:

Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que no es necesario dibujar el esquema de contactos.

No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas ya que, por lo general, la capacidad de almacenamiento del módulo de  memoria es lo suficientemente grande como para almacenarlas.

La lista de materiales a emplear es más reducida y, al elaborar el presupuesto correspondiente, se elimina parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega, etc.

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadir aparatos.

Mínimo espacio de ocupación Menor coste de mano de obra de la instalación Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del

sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden detectar e indicar posibles averías.

Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata. Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar

reducido el tiempo de cableado. Si por alguna razón la maquina queda fuera de servicio, el autómata

sigue siendo útil para controlar otra máquina o sistema de producción.

DESVENTAJAS

Se necesita de un programador Se deben de conocer las limitaciones del PLC antes de comprarlo para

saber diseñar lo que se necesita.

FUNCIONAMIENTO

 

 

 

 

 

 

 

 

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Una vez que se pone en marcha, el procesador realiza una serie de tareas según el siguiente orden:

Al encender el procesador ejecuta un auto-chequeo de encendido y bloquea las salidas. A continuación, si el chequeo ha resultado correcto, el PLC entra en el modo de operación normal.

El siguiente paso lee el estado de las entradas y las almacena en una zona de la memoria que se llama tabla de imagen de entradas

En base a su programa de control, el PLC actualiza una zona de la memoria llamada tabla de imagen de salida.

El procesador actualiza el estado de las salidas copiando hacia los módulos de salida el estado de la tabla de imagen de salidas

Vuelve a leer las entradas y almacenarlas.

Cada ciclo de ejecución se llama ciclo de barrido o scan, el cual normalmente se divide en:

Verificación de las entradas y salidas Ejecución del programa

TIPOS DE PLC

Nano:

Generalmente es un PLC de tipo compacto (que puede manejar un conjunto reducido de entradas y salidas, generalmente en un número inferior a 100. Este PLC permite manejar entradas y salidas digitales y algunos módulos especiales.

Compacto

Estos PLC tienen incorporada la fuente de alimentación, su CPU y los módulos de entrada y salida en un solo módulo principal y permiten alrededor de 500 entradas y salidas, su tamaño es superior a los PLC tipo Nano y soportan una gran variedad de módulos especiales, tales como:

entradas y salidas análogas

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módulos contadores rápidos

módulos de comunicaciones

interfaces de operador

expansiones de entrada y salida

Modular:

Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el controlador final. Estos son:

El Rack

La fuente de alimentación

La CPU

Los módulos de entrada y salida

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SOFTWARE DE PLC

Software de formato RLL

El formato RLL en un software PLC es uno de los conjuntos de instrucciones programables más utilizados que controlan un sistema PLC. RLL incluye varios tipos de funciones de manejo de datos, bloques de comparación, contadores, temporizadores, registros, bobinas y contactos. Estos elementos funcionales del software se guardan en los renglones de la RLL y son ejecutados por el procesador del PLC. El software de RLL controla todos los componentes de hardware del dispositivo PLC. El procesador PLC ejecuta el software peldaño a peldaño mediante el escaneo de arriba hacia abajo a través del RLL. Se ejecuta de forma secuencial para cada peldaño RLL individual y activa todos los dispositivos de hardware relacionados con los programas ejecutados de RLL. Los programas e instrucciones almacenados en los peldaños RLL se pueden agregar y quitar de la operación sin necesidad de desmantelar su dispositivo de hardware asociado. Entre las marcas PLC que apoyan el RLL se incluyen ABB, Siemens, Mitsubishi, Allen Bradley y Direcsoft.

Estado basado en la lógica del software

La lógica fase de programación del sistema se utiliza para controlar los PLC. Un software de estado lógico utiliza un diagrama de transición de estado que muestra esquemáticamente un sistema que se compone de una serie de medidas o estados) como modelo, y emplea los fundamentos de la máquina de estados finitos (FSM, por sus siglas en inglés), o un modelo que representa la transición entre estados en la forma de un diagrama. Es similar a un diagrama de flujo. Un FSM se puede considerar como un concepto abstracto o un modelo del funcionamiento de una máquina). La lógica del estado se compone de tareas, que están hechas de los estados que se componen de las sentencias (los comandos para controlar cada componente individual). ECLIPS es un software de Estado Lógico basado en el lenguaje del inglés desarrollado por Adatek. Inc.

Texto estructurado basado en software

El texto estructurado es un lenguaje de programación que se utiliza para controlar el PLC. ST está compuesto por las variables que contienen datos, los operadores misiones y operaciones aritméticas, las expresiones combinación de variables y los operadores - el código del software en sí y el flujo de control (que define la secuencia de instrucciones ejecutables. Un ejemplo de un

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software de ST es el Mod51, desarrollado por Mandeno Granville Electronics para la programación de los PLC.

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CONCLUSIONES

Los PLC son módulos que contienen un controlador, memoria y pueden ser capaces de dirigir sus entradas y salidas para la automatización de un proceso

Se utilizan como centros de decisiones los cuales tienen entradas, estás son analizadas y luego producen salidas, a esto se le conoce como autómatas.

Las ventajas de tener PLC o Reles en su defecto, que eran los primeros indicios, es que se automatiza el proceso, se puede tener control y acceso desde disitintos programas a lo lejos y son más eficientes que el circuitaje normal y más flexibles, entre sus desventajas esta que se necesita de personas especializadas para poder entender y armar lo que se quiera.

Se utilizan 3 clases de software el de escalera o RLL, el de lógica y el estructurado.

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BIBLIOGRAFÍA

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Programacion_de_controladores_logicos_(PLC).pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Controlador_l%C3%B3gico_programable

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