250034889-AUTOMATIZACION-INDUSTRIAL-CON-PLC

Vista previa del material en texto

PLC 
Denis Chávarry 
Hernández 
Antes de continuar definamos un 
“Sistema de Control” 
Un sistema de control es el 
procesamiento lógico de 
señales de entradas para 
activar salidas deseadas. 
Entrada 
Lógica 
Salida 
En la industria tradicional un sistema 
de control está compuesto de la 
siguiente manera: 
Lógica Salidas Entradas 
 
Temporiza-
dores. 
 
 
Contadores 
 
 
Relés. 
Pulsador 
Marcha 
Pulsador 
Paro 
Interruptor 
de posición 
Contactord
e Fuerza 
Lamparas 
Display 
..donde las funciones lógicas están 
determinadas por la forma del 
cableado 
TABLERO DE CONTROL 
DISPOSITIVOS DE 
ENTRADA Y 
SALIDA 
Cableado 
SISTEMA DE CONTROL 
AUTOMATIZADO 
Lógica Salidas Entradas 
 PLC Pulsador 
Marcha 
Pulsador 
Paro 
Límite de 
Carrera 
Contactor
de Fuerza 
Lamparas 
Display 
La Familia SIMATIC S7 
S7-1200 
Autómatas de gama baja: microautómatas 
S7-300 
Autómatas de gama media 
S7-400 
Autómatas de gama 
alta 
¿ Qué es un PLC´s? 
Definición de NEMA 
 
“Es un aparato digital electrónico con una memoria 
programable para el almacenamiento de 
instrucciones, que permite la implementación de 
funciones especificas (tales como lógica, 
secuencias, temporizados, conteos, aritmética) 
con el objeto de controlar máquinas y procesos” 
Funcionamiento 
Para explicar el funcionamiento del PLC, se 
pueden distinguir las siguientes partes: 
 Interfaces de entradas y salidas 
 CPU (Unidad Central de Proceso) 
 Memoria 
 Dispositivos de Programación 
 El usuario ingresa el programa a través del dispositivo 
adecuado (un cargador de programa o PC) y éste es 
almacenado en la memoria de la CPU. 
 La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la 
información que recibe del exterior a través de la 
interfaz de entrada y de acuerdo con el programa, 
activa una salida a través de la correspondiente 
interfaz de salida. 
 Evidentemente, las interfaces de entrada y salida se 
encargan de adaptar las señales internas a niveles del 
la CPU. Por ejemplo, cuando la CPU ordena la 
activación de una salida, la interfaz adapta la señal y 
acciona un componente (transistor, relé, etc.) 
Funcionamiento 
Funcionamiento 
 Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. 
 A continuación ejecuta la aplicación empleando el último estado 
leído. 
 Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas 
de diagnóstico y comunicación. 
 Al final del ciclo se actualizan las salidas. 
 El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número 
de E/S y de la cantidad de comunicación requerida. 
 
Funcionamiento 
Ejecución Cíclica del Programa 
Módulo de 
Entrada 
Módulo de 
Salida 
Se vuelca el contenido de la Imagen de Proceso de Salida 
(PAA) en los Módulos de Salidas 
Ejecución del OB1 
(ejecución cíclica) 
Eventos (interrupción de tiempo, hardware, etc.) 
Rutinas de Interrupción. 
Lectura de los Estados de los Módulos de Entrada, 
Almacenando los datos en la Imagen de Proceso de Entrada (PAE) 
Comienzo del Ciclo de Autómata 
C
ic
lo
 d
e
 l
a
 
C
P
U
 
m
a
x
. 
3
0
0
m
s
 
Bloque 
OB 1 
 LD E 0.1 
 A E 0.2 
 = A 0.0 
Programa de 
Usuario 
 : 
 : 
A E 2.0 
= A 4.3 
 : 
 : 
 : 
 : 
Byte 0 
Byte 1 
Byte 2 
: 
: 
: 
 
 
Memoria de la CPU 
PAA 
1 
Byte 0 
Byte 1 
Byte 2 
: 
: 
: 
 
 
 PAE 
Memoria de la CPU 
1 
Imágenes de Proceso 
Funcionamiento 
Funciones Lógicas 
Esta conexión se realiza cumpliendo 
ciertas reglas lógicas, las que se 
basan en el álgebra booleana, y que 
veremos a continuación. 
Funciones Lógicas 
Las señales eléctricas son 
señales binarias, y estas se 
pueden procesar empleando 
las tres operaciones: 
L1 L2StartStop
1CR
1CR
1M OL
2M
2TD
1CR
1TD
OL
1M
1CR
2TD
1TD
1TD
Set at
15 sec
Off Delay
Set at
30 sec
On Delay
1
3
2
4
5
6
7
2
7
7
5, 6
R
Y (AND) 
O (OR) 
NO (NOT) 
Operaciones Lógicas 
La señal de salida es 1 únicamente si 
todas las señales de entrada son 1. 
Lógica “Y” AND 
& 
a 
b 
y 
L1 L2 
Circuitos Series 
a b 
y 
a 
b 
y 
L1 
L2 
a . b y 
0 0 0 
0 1 0 
1 0 0 
1 1 1 
Símbolo: 
Lógica: 
Operaciones Lógicas 
Se conoce también como producto de boole “ ^ ” 
Lógica “Y” AND 
L1 L2 
Circuitos Series 
a b 
y 
a 
b 
y 
L1 
L2 
Ecuación: 
y = a.b y = a ^ b 
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Funcion_logica_Y.PNG
Operaciones Lógicas 
La señal de salida es 1 si al menos 
una de las señales de entrada es 1. 
Lógica “O” OR 
1 
a 
b 
 y 
a + b y 
0 0 0 
0 1 1 
1 0 1 
1 1 1 
L1 L2 
Circuitos paralelos 
a
 
y 
a 
b 
y 
L1 
L2 
b
 
Símbolo: 
Lógica: 
Operaciones Lógicas 
Se conoce también como suma de boole “ + ” 
Lógica “O” OR 
L1 L2 
Circuitos paralelos 
a
 
y 
a 
b 
y 
L1 
L2 
b
 
Ecuación: 
y = a + b y = a v b 
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Funcion_logica_O.PNG
Operaciones Lógicas 
La señal de salida es 1 si la señal de 
entrada es 0. Si esta es 1, la salida es 
0 
Lógica NO NOT 
a y 
0 1 
1 0 
1 a y 
Contacto negado 
L1 L2 
a 
y 
a 
y 
L1 
L2 
Símbolo: Lógica: 
Operaciones Lógicas 
Se conoce también como complemento de boole 
“ ¬ ” 
Lógica NO NOT Contacto negado 
L1 L2 
a 
y 
a 
y 
L1 
L2 
Ecuación: 
y = a 
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Funcion_logica_NO.PNG
Ejemplo 1: 
Se tienen tres pulsadores a, b, c. 
El vástago de un cilindro de doble efecto 
debe salir siempre que se accionen como 
mínimo dos de ellos. Al soltar uno o los dos, 
el vástago regresa a su posición inicial. 
Se pide: 
• El circuito eléctrico de mando. 
• El plano de funciones. 
 
… veamos un ejemplo de 
operaciones lógicas 
Y1
a b c 
Ejemplo de Operaciones Lógicas 
a b c
K1 K2 K3
K2 K3K3
K1 K2K1
Y1
L1
L2
1° Empleando relés auxiliares: 
Solución: 
Tenemos dos alternativas eléctricas 
Ejemplo de Operaciones Lógicas 
Solución: 
 
 
 
 
2° Simplificando, empleando 
pulsadores con doble contacto: 
Y1
a
b
c
L1
L2
Ejemplo de Operaciones Lógicas 
Y1
&
&
&
1
a
b
c
Y1
a 
b 
c 
Solución en plano de funciones: 
Su ecuación booleana: 
 a.b + a.c + b.c = Y1 
Si sólo se presiona uno de ellos (cualquiera), no se activa 
el solenoide, y no saldrá el vástago. 
Ejemplo de Operaciones Lógicas 
Y1
a 
b 
c 
&
&
&
1
0
1
0 Y1
0
0
0
0
Si se acciona dos pulsadores, entonces el solenoide se 
energiza y el vástago del cilindro sale. 
Ejemplo de Operaciones Lógicas 
&
&
&
1
1
1
0 Y1
1
1
0
0
a 
b 
c Y1
Ejemplo de Operaciones Lógicas 
Y1
&
&
&
1
1
1
0 Y1
1
1
0
0
a 
b 
c 
&
&
&
1
0
1
1 Y1
1
0
0
1
a 
b 
c 
&
&
&
1
1
0
1 Y1
1
0
1
0
a 
b 
c 
estas son todas las alternativas: 
Sistema Neumático con PLC 
Programación 
LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN PARA PLC´s BASADOS EN LA 
NORMA IEC 1131-3 
La norma IEC 1131-3 establece los estándares para la programación de 
los PLC´s, los fabricantes de estos deben contar con un software en 
el que se puedan realizar la programación manteniendo estos 
estándares, los Lenguajes de Programación que están 
normalizados son: 
 Lenguajes Textuales 
 Lista de Instrucciones (AWL) 
 Lenguajes Gráficos 
 Plano de Funciones (FUC) 
 Esquemas de Contactos (KOP o LD) 
 Diagrama Funcional Secuencial (GRAFCET) 
Operaciones Lógicas a Nivel de Bit: AND, OR 
KOP FUP AWL Esquema del 
Circuito 
E 0.0 E 0.1 A 0.0 
= 
A 0.0 
AND E 0.0 
E 0.1 
U E 0.0 
U E 0.1 
= A 0.0 
 L1 
(A 0.0) 
S1 (E 0.0) 
S2 (E 0.1) 
OR 
AND 
E 0.2 
E 0.3 
OR 
= 
A 0.2 O E 0.2 
O E 0.3 
= A 0.2 
E 0.2 
E 0.3 
A 0.2 
L3 (A 0.2) 
S3 
(E 0.2) 
S4 
(E 0.3) 
Contactos NA y NC. Sensores y SímbolosEstado de 
la Señal 
en la 
Salida 
Comprobar el estado “1” 
Símbolo / 
Instrucción 
Resultado 
 
Comprobar el estado “0” 
Símbolo / 
Instrucción 
Resultado 
 
Presente 
Voltaje 
en la 
Entrada 
No 
Presente 
Presente 
No 
Presente 
Tipo de 
sensor 
Estado del 
Sensor 
1 
0 
0 
1 
 “Si” 
 1 
KOP: 
“Normalmente 
Abierto” 
& 
FUP: 
& 
FUP: 
KOP: 
“Normalmente 
Cerrado” 
“No” 
 0 
“No” 
 0 
“No” 
 0 
“No” 
 0 
Proceso Evaluación del Programa en el PLC 
Activado 
No 
Activado 
Activado 
No 
Activado 
Contacto 
NA 
Contacto 
NC 
 “Si” 
 1 
 “Si” 
 1 
 “Si” 
 1