logica de automatizacion de procesos
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MÓDULO 1
LÓGICA DE AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS
PROFESOR. HECTOR MUÑOZ ROMERO
T01
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1.- Procesos de producción.
2.- Diagrama de flujo de procesos de producción.
3.- Automatización de procesos industriales.
4.- Controladores lógicos programables (PLC).
5.- Lenguajes de programación.
6.- Operaciones lógicas fundamentales.
7.- Ejemplos de programación.
8.- Conexionado eléctrico.
9.- Puesta en marcha, regulación y verificación de
trayectorias.
T02
CONTENIDO:
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T03
1.- PROCESOS DE PRODUCCIÓN
TRABAJO
PROCESOS DE
TRANSFORMACIÓN
CAPITAL
MATERIAS
PRIMASPRODUCTO
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T04
2.- DIAGRAMA DE FLUJO DE
PROCESOS DE FABRICACIÓN
PROCESOS DE
ELABORACIÓN
HARINA
ACEITEPESCADO
ELABORACIÓN DE HARINA DE PESCADO
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T05
2.- DETALLE DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE HARINA DE PESCADO
PESCADO
POZOS PRECOSEDOR COSEDOR PRENSA
SECADOR
ENFRIADOR
MOLINO
ENSACADOR
HARINA
EVAPORADOR
CENTRÍFUGAS
ACEITE
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T06
3.- AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES
3.1 Introducción
- Sistema: Es la unidad superior que contiene variados componentes que funcionan
conjuntamente y cumplen un determinado objetivo.
SISTEMACausa, excitación
señal de entrada
Efecto, respuesta
señal de salida
Perturbaciones
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T07
3.1 Introducción
- Control: Se puede definir control como la manipulación indirecta de las magnitudes de un
sistema denominado PLANTA a través de otro sistema llamado SISTEMA DE
CONTROL.
- Sistema de control en lazo abierto:
ACTUADORCONTROLADOR PLANTAVs(t)
señal de salida
R(t)
Referencia
Va(t)
Vp(t)
3.2 Filosofías de control
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T08
- Sistema de control en lazo cerrado:
ACTUADORCONTROLADOR PLANTAVs(t)
señal de salida
R(t)
Referencia
Va(t)
Vp(t)
Sc(t)
SISTEMA DE MEDICIÓN
Vsm(t)
3.2 Filosofías de control
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T09
- Sistema de control prealimentado:
ACTUADORCONTROLADOR PLANTAVs(t)
señal de salida
R(t)
Referencia
Va(t)
Vp(t)SISTEMA DE MEDICIÓN
3.2 Filosofías de control
Sc(t)
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- Control de razón
ACTUADORCONTROLADOR
Qb(t)
Qa(t)
Qa(t) de referencia
3.2 Filosofías de control
T10
(sensor)
transmisor
(sensor)
transmisor
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- Control proporcional: (P)
- Control integral: (I)
- Control derivativo (D)
- Control PID
- Control todo/nada
3.3 Acciones básicas de control
T11
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T12
3.4 Álgebra booleana (componentes todo nada y variables lógicas)
- Suma lógica:
También llamado “0perador O”, es una operación entre dos
variables lógicas “a” y “b”, representada por el símbolo
“+”, definida por la siguiente tabla:
a b a+b
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Así:
0 + a = a y 1 + a = 1
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T13
3.4 Álgebra booleana (componentes todo nada y variables lógicas)
- Producto lógico:
También llamado “0perador Y”, es una operación entre dos
variables lógicas “a” y “b”, representada por el símbolo
“*”, definida por la siguiente tabla:
a b a*b
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Así:
0 * a = 0 y 1 * a = a
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T14
3.4 Álgebra booleana (componentes todo nada y variables lógicas)
- Complemento:
También llamado “0perador NO”, es una operación sobre
una variable lógica “a” , representada por el símbolo ” ”, definida por la
siguiente tabla:
a a
0 1
1 0
Así:
a+ a = 1 ; a * a = 0 y a = a
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T15
3.4 Álgebra booleana (componentes todo nada y variables lógicas)
Cabe destacar el sentido práctico de éstas operaciones
respecto a los componentes todo o nada, así.
COMPONENTE MODELO
CONTACTO A
BOBINA B
LAMPARA L
ABIERTO
CERRADO
DESACTIVADA
ACTIVADA
APAGADA
ENCENDIDA
A = 0
A = 1
B = 0
B = 1
L = 0
L = 1
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T16
3.4 Álgebra booleana (componentes todo nada y variables lógicas)
Hacer el diagrama de contacto y la tabla de verdad de los siguientes
ejemplos:
1.- Una luz “L” es comandada por dos interruptores en paralelo
“a” y “b”.
2.- Una luz “L” es comandada por dos interruptores en serie
“a” y “b”..
3.- Con un interruptor “a” se comanda la bobina de un contactor
“B”, y para comandar el encendido de una luz “L” se usa un
contacto N/C del contactor “B”.
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T17
4 Controlador lógico programable (PLC)
4.1 ¿ Qué es un PLC?
Es toda máquina electrónica diseñada para
controlar en tiempo real y en ambiente
industrial procesos secuenciales. Esto se logra
activando las salidas de acuerdo a los estados de
las entradas y en función de un algoritmo de
control almacenado en la memoria del sistema.
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4 Controlador lógico programable (PLC)
4.2 Evolución de los PLC
T18
Aparecen en la década de 60´s.
-Memoria de ferita.
-Procesador cableado basado en circuitos integrados.
Primera mitad de la década de 70´s
-Microprocesador:
Manipulación de datos.
Operaciones aritméticas.
Comunicación con computadores.
Interconexión hombre máquina
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T19
Segunda mitad de la década de los 70´s
-Incremento en la capacidad de memoria.
-Posibilidad de entradas/salidas (E/S) remotas.
-E/S análogas y digitales.
-Mejoras en la comunicación y en la programación
4 Controlador lógico programable (PLC)
4.2 Evolución de los PLC
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T20
4.2 Evolución de los PLC
En la actualidad
-Hay equipos desde 10 E/S hasta grandes controladores
capaces de gobernar hasta 10000 E/S
Década de los 80´s (mejoras en los microprocesadores)
-Alta velocidad de respuesta.
-Reducción de las dimensiones físicas.
-E/S para servocontroladores, control PID.
-Mayor capacidad de diagnóstico de funcionamiento.
-Mejoras en los lenguajes: Bloques de funciones, diagramas
de contactos, diagramas de fases, Basic o C .
-Mayor capacidad de almacenamiento de datos
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T21
4.3 Campo de aplicación de los PLC
En procesos industriales con algunas de las siguientes
características:
-Espacio reducido.
-Proceso de producción periodicamente cambiantes.
-Procesos secuenciales.
-Maquinaria de procesos variables.
-Control de procesos complejos y amplios.
-Chequeo de programación centralizada del proceso.
- Etc.
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224.4 Ventajas de los PLC
-No es necesario simplificar ecuaciones lógicas.
-Se reduce la lista de materiales.
-Posibilidad de modificaciones sin añadir cables.
-Reducidas dimensiones.
-Reducción de costos de instalación.
-Fácil mantenimiento.
-Posibilidad de controlar varias máquinas
-Menor tiempo de puesta en marcha.
-Son equipos reutilizables.
-Posibilidad de monitorear y controlar a distancia
4.5 Desventajas de los PLC
-Se necesita de un programador(Equipo y personal calificado.
-El costo inicial puede ser elevado en caso de procesos simples
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4.6 Arquitectura de un PLC
MEMORIA DE
PROGRAMABATERÍA
FUENTE DE
ALIMENTACIÓN
INTERFACES
DE
ENTRADA
MEMORIA DE
DATOS
INTERFACES
DE
SALIDAS
MEMORIA
IMÁGENES
E/S
UNIDAD
CENTRAL
DE
PROCESO
TEMPORI-
ZADORES
CONTADORES
BUS INTERNO
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24
4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
La programación del PLC pasa por los siguientes pasos:
1.- Determinar que debe hacer el sistema de control y en qué orden
(por ejemplo, mediante un diagrama de flujo, una descripción
literal, GRAFCET, etc.).
2.- Identificar las señales de E/S del PLC y su tipo.
3.- Asignar direcciones de E/S e internas.
4.- Codificar el programa en instrucciones o símbolos intelegibles
por la unidad de programación.
5.- Transferir el programa a la memoria del PLC
6.- Depurar el programa y obtener una copia de seguridad
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
1.- Proporcional; (descripciones literales).
Enumeración literal de las acciones a desarrollar por el
proceso, expuesta secuencialmente y con indicación de
las condiciones de habilitación o validación en cada caso.
La alarma “S” debe activarse cuando el contacto “C” esté cerrado y
los contactos “A” y “B” en estados opuestos
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
1.- Proporcional; (descripciones literales).
2.- Algebraicas;. (Funciones Booleanas y aritméticas).
La función algebraica de cada función de mando puede
obtenerse directamente a partir de las especificaciones,
aplicando métodos de síntesis basados en el álgebra de
Boode, que regula las relaciones entre señales binarias.
S = (A.B+A.B).C
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
1.- Proporcional; (descripciones literales).
2.- Algebraicas;. (Funciones Booleanas y aritméticas).
3.- Gráficas; (esquemas de relés, ….)
A
B
C
B
A
N
L1
S
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
1.- Proporcional; (descripciones literales).
2.- Algebraicas;. (Funciones Booleanas y aritméticas).
3.- Gráficas; (esquemas de relés, esquemas lógicos, ….)
&A
B
&
>1
&
SC
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
3.- Gráficas; (esquemas de relés, esquemas lógicos, ordinogramas.)
partir
Leer
:A;B;C
A=1 Y B=0no
A=0 Y B=1
no
si
S 0
C=1
sino
S 0
S 0
S 1
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
3.- Gráficas; (esquemas de relés, esquemas lógicos, ordinogramas,
Grafcet..) Es evolución del diagrama de flujo.
Etapa
nº0.0
transición
acciones
etiqueta
transición
acciones
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Etapa
nº0.1
inicio
Grafcet
Etapa
nº0.0
S
(A and notB or notA and B) and C
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
3.- Gráficas; (esquemas de relés, esquemas lógicos, ordinogramas,
Grafcet. LADDER.)
Variables:
X/Y; I/O;… :Variables de Entrada/Salida
M : Marcador, es interna , volátil o con protección
S : Operadores de paso
T : Relojes
C : Contadores.
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC LADDER.)
SET/RST
Símbolos:
Cargar/des... : X;Y;M;S;T;C
Salida : Y;M;S;T;C
Serie Y/ no : X;Y;M;S;T;C
Paralelo/no : X;Y;M;S;T;C
Enclavar/des..: Y;M;S;T;C
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34
4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
3.- Gráficas; (esquemas de relés, esquemas lógicos, ordinogramas,
Grafcet. LADDER.)
SA B
A B
C
![Page 35: Logica de automatizacion de procesos](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022050900/58efbe111a28ab8e238b4633/html5/thumbnails/35.jpg)
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4.7 PROGRAMACIÓN DE LOS PLC
Según los símbolos usados en el modelo, la representación puede ser:
1.- Proporcional; (descripciones literales).
2.- Algebraicas;. (Funciones Booleanas y aritméticas).
3.- Gráficas; (esquemas de relés, esquemas lógicos, ordinogramas,
Grafcet. LADDER.)
4,- Lenguajes de alto nivel: Con CPU cada vez más rápidas, potentes y
mayor capacidad de procesamiento, los PLC de gamas altas invaden
aplicaciones de los microcomputadores industriales.
BASIC, PASCAL, FORTRAN, C, C++, JAVA, Etc.
Con poderosas herramientas matemáticas a gran velocidad.
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36
Cilindro
horizontal
Cilindro
vertical
Ls-H +
X1
Ls-H -
X2
Ls-V -
X4
Ls-V +
X3
partir
X5
SALIDAS:
Y1: Electroválvula - cil. Horiz. +
Y2: Electroválvula - cil. Horiz. -
Y3: Electroválvula - cil. Vert. +
Y4: Electroválvula - cil. Vert. -
Y5: Luz piloto
ENTRADAS:
X1: Sensor N.A.cil. Horiz. +
X2: Sensor N.A.cil. Horiz -
X3: Sensor N.A.cil. Vert. +
X4: Sensor N.A.cil. Vert. -
X5: Pulsador partir
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37
DIAGRAMA DE TIEMPO
X1
X2
X3
X4
X5
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5