estructura plc

ESTRUCTURA DE LOS PLC

13/04/2023 1JOHN TERAN - PLC´S

El Autómata Programable Industrial o PLC, puede ser considerado, en principio, como una caja negra que contiene un conjunto de entradas y salidas, en las cuales se conectan directamente los elementos primarios y finales de control.

• Es capaz de controlar un proceso, por medio de dichos dispositivos y la programación de la lógica adecuada.

Estructura externa


Estructura externa

Rack Principal

Este elemento es sobre el que se conectan el resto de los elementos.

Va atornillado a la placa de montaje del armario de control.

Puede alojar a un número finito de elementos dependiendo del fabricante y conectarse a otros racks similares mediante un cable al efecto, llamándose en este caso rack de expansión.


Estructura externa


Fuente de poder

Estructura externa

Es la encargada de suministrar la tensión y corriente necesarias tanto a la CPU como a las tarjetas (según fabricante).

La tensión de entrada es normalmente de 110/220VAC de entrada y 24 DCV de salida que es con la que se alimenta a la CPU.


Alimentación Poder PLC


Estructura externa

CPUEl CPU es un elemento inteligente que está en capacidad de leer e interpretar las instrucciones cargadas en la memoria y sobre la base de los estados de las entradas, toma de decisiones sobre las salidas.


Estructura externa


Módulos de E / S

Estructura externa

La característica principal de un PLC y que lo diferencia de un computador es su sistema de entradas y salidas (E/S) compuesto en la mayoría de los casos por módulos diseñados especialmente para proveer la conexión física entre el mundo exterior (Equipos de Campo) y la unidad de procesamiento.


Estructura externaMódulos de

Entrada

Módulos de Salida


PLC compacto

Estructura externa

En un solo bloque con todos sus elementos: fuente de alimentación, CPU, memorias de entradas/salidas, etc.

Ventajas:

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.

Montaje, programación y uso fácil.

Requiere poco espacio.

Para uso de controles simples y tareas complejas de automatización.


RAM ROMmP

EEPROM

Bus interno

Batería

Interfaz

Bus del rack

Módulosde

entrada

Módulosde

salida

Módulosfuncionales

Captadores Actuadores

Fuentede

poder

CPU

PLC

Partes Internas PLC


Partes Internas PLC

CPU


MEMORIAS

Partes Internas PLC

Volátiles: Son aquellas que pierden su contenido cuando les falta el suministro de energía eléctrica, por lo que requieren de un sistema de respaldo que normalmente es una batería eléctrica.

No-volátil mantienen su contenido aunque se produzca una falta de suministro de energía eléctrica, sin necesidad de una batería para el respaldo.

RAM: Memoria de acceso aleatorio de lectura y escritura. Pueden realizar procesos de lectura y escritura por procedimientos eléctricos. Volátil.

ROM: Memoria de solo lectura, se puede leer su contenido, pero no 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.


Partes Internas PLC

EEPROM: (Memoria Eléctricamente Borrable Únicamente Programable). Es no-volátil, provee almacenamiento permanente para los programas, que pueden ser fácilmente cambiados con el uso de una consola de programación.

(MEMORIAS)

PROM: Es clasificada como tipo no-volátil, una vez programada no puede ser borrada o alterada. Cualquier cambio en el programa requiere de una nueva memoria PROM.

EAROM: Es similar a la EPROM. Para su borrado requiere solamente de un voltaje eléctrico; No volátil.

EPROM: Puede ser programada después de ser enteramente borrada mediante el uso de una luz ultravioleta, se clasifica como no volátil.


BATERIA

El CPU indica con un led de color rojo que la batería se ha agotado. Cuando esto ocurre, hay que reemplazarla caso contrario perderemos el programa que controla a esa máquina o proceso.

Importante recordar que la memoria RAM de un PLC es una memoria volátil, es decir que al quedar desenergizada, pierde toda la información almacenada.

La batería sirve para mantener el programa en la memoria RAM del PLC. Sin embargo, existen CPU de diferentes modelos y marcas que requieren de una batería para que el programa almacenado no se pierda al desenergizar el equipo.

Partes Internas PLC


BusBUS DE RACK

Partes Internas PLCEs el conjunto de líneas (cables) de hardware utilizados para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático.

El bus, por lo general supervisado por el microprocesador, se especializa en el transporte de diferentes tipos de información.

Un bus es en esencia una ruta compartida que conecta diferentes partes del sistema como el procesador, la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos de entrada, salida, permitiéndoles transmitir información.


Partes Internas PLC


Interconexión PLC


CONECTIVIDAD

Conectividad PLC

El PLC de tipo modular se comunica internamente a través de buses ubicados en el fondo del dispositivo o “rack“ donde se ensambla la arquitectura deseada.

Si el PLC es compacto, los buses están presentes internamente, pero no admiten conexión de otros dispositivos externos.

La figura muestra la estructura utilizada para la comunicación mediante buses.


PUERTO RS-232C

PUERTO PERISFERICOCOM 1

Conectividad con un Computador Personal Programación Automática

Conectividad PLC


Conectividad con una consola de programación manual

Conectividad PLC


Qué es un PLC o Controlador Programable

CONTROLADOR PROGRAMABLE

INPUTS

• Computador industrial dedicado que controla elementos de salida basados en el estado de las entradas, y un programa desarrollado por el usuario.

• Originalmente desarrollados para reemplazar a los relays usados para control discreto.

OUTPUTS

CR


ELEMENTOS DE ENTRADA

• Pulsantes

• Switches Selectores

• Sensores de Posición

• Sensores de Nivel

• Sensores

Fotoeléctricos

• Sensores de

Proximidad

• Contactos auxiliares

de

contactores

• Contactos de Relé

• Thumbwheel Switches

• 120 VAC

• 240 VAC

• 12 VDC

• 24 VAC/VDC

• TTL


DISPOSITIVOS DE ENTRADA - SALIDA A UN

PLC


ELEMENTOS DE SALIDA

• Válvulas

• Contactores

• Solenoides

• Relés de Control

• Alarmas

• Luces

• Sirenas

• Relés

• 120 VAC/VDC

• 240 VAC/VDC

• 24 VAC/VDC

• Triac

• 120 VAC

• MOSFET

• 24 VDC13/04/2023 28JOHN TERAN - PLC´S

PLC’s

Antiguos Modernos


Los PLC vienen en una variedad de tamaños...

MicroTípicamente menos de 32 I/O

PequeñoTípicamente menos de 128

I/OMediano

Típicamente menos de 1024 I/O

GrandeTípicamente más de 1024 I/O


Y una variedad de formas/configuraciones

Fuente de poder, Entradas, Salidas y pórtico de comunicaciones están contenidos en un solo chasis.Los elementos de Entrada y Salida están cableados individualmente al controlador fijo.

ENTRADASPARADA

ARRANQUE

I/Ø I/1

MotorM1 SALIDAS

O/3

OOOOOOOOOOOO

PLC Fijos


PLCs Modulares(Lo más moderno en Flexibilidad)

OUT 0

IN 0

PROG

SLC 5/03 CPURUN

FLT

BATT

FORCE

RS232

DH485

RUN REM

DH-485 Port status indicator

RS-232 Port status indicator

Processor RUN indicatorProcessor FLT indicator

Battery status indicator

Force I/O indicator

Keyswitch RUN, REM, PROG

DH-485 Port connection for programming terminal

RS-232 Port for programming terminal

Power Supply

Input Modules

Output Modules


Componentes Mix N Match Procesadores, Fuentes de Poder y módulos de I/O enchufadas en un rack o

chasis. Disponible en plataformas pequeña, mediana y grande. Flexibilidad de resultados en costos más altos cuando es comparado con el

PLC Fijo. PLCs modulares son basados en rack o sin él. Allen-Bradley SLC-500 y PLC 5 son PLCs modulares

PLCs Distribuidos

• Confiable para cualquier tipo de comunicaciones.

• Todas las I/O son conectadas al procesador mediante un enlace de datos de “Alta Velocidad”.

• Típicamente se encuentran en PLCs medianos y grandes.

• Para ciertas aplicaciones este tipo de factor de forma es muy ventajoso.

• Usualmente tienen un costo mayor para hardware pero mucho menor para la integración de sistema.13/04/2023 33JOHN TERAN - PLC´S

Cableado de Entradas

Bornerade entrada

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Elementos de Entrada

L1

L1

L210

COM

PLC

Barrera de aislamiento


Cableado de Salidas

Elementos de Salida

OUT 1

L2

L2

L1OUT 1

OUT 2

OUT 2

OUT 3

OUT 3

OUT 4

OUT 4

OUT 5

OUT 5

OUT 6

OUT 6

CR

L1PLC

Bornera desalida

Barrera de Aislamient

o


CIRCUITERIA SALIDAS

TIPO TRANSISTOR TIPO RELAY


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.

Lectura 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.


Aplicación Típica de PLC

Motor Solenoide 1 Solenoide 2

Solenoide 3

Sensor 1

Sensor 2

Ingrediente A Ingrediente B


Operación de la Mezcladora

(Definiendo las salidas)Solenoide 1On = Sol 3 apagado y Motor apagado y

Sensor 2 apagado, y Auto Switch encendido.Off = Sol 3 encendido o Motor encendido o

Sensor 2 encendido.

Solenoide 2On = Sol 3 apagado y Motor apagado y

Sensor 2 encendido.Off = Sol 3 encendido o Motor encendido o

Sensor 1 encendido

MotorOn = Sensor 1 encendido y Solenoide 2 apagado y

Solenoide 1 apagadoOff = Solenoide 3 encendido

Solenoide 3On = Sol 1 apagado y Sol 2 apagado y

Motor lleva 30 segundos encendido.Off = Solenoide 3 lleva encendido por 60

segundos.

Motor

Solenoide 1 Solenoide 2

Solenoide 3

Sensor 1

Sensor 2

Ingrediente A

Ingrediente B


estructura plc

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