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Oscar Lopez
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Saturnino Soria Tello
Prácticas de
Automatización
Í1.Alfaomega
,,.
l z
CONTENIDOS
WEB
l-
Contenido
Práctica S.
lntroduocl&I al Laboratorio
deAutomatlzaol6n ____ 1
1.10bJet'------ 2
1.2 Manlote6rlco---·· ....... _........ 2
1.3un&ultilet6cnlco_____ 2
Reporte de prá:tlca _............................... 7
1.4 Trabll¡jo pnictlco_____ 7
1.4.1 Tra~ pnictlco con RuldSlm
deFEST0------- 7
1.4.2 Trabajo práctico con el PLC
<!eSlemAns--------- 10
1.4.3 Trabajo práctico con el PLC
FX de Mttsublshl . 13
Práctica 2
Slstama comblnaclonalN y
secuenclales ............. _____ 17
2.2.0bjellvlll._ ______ 18
2.2 Marcote6rlco ______ 18
2.3 Slltemucomblnaclonales--- 19
2.4 SlltemM secuenclllles .. , ____ 19
2.6 Funciones 16(1cas. ............. ___ 20
2.5.1 Negacl6n 16&1ca---- 20
2.5.2 Multlpllcaclón l6glca...._ __ 21
2.5.3 Sumatoria l6gJca ·····--- 22
2.6Ecuaclonel 16g!cas, _____ 22
2. 7 Instrucciones bMlcas en
el PLC Slemens .......................................... 23
Reporte de préctlca.................................... 25
2.8 Trabll,lo pr6ctlco................................... 25
2.8.1 Tra~ pnictlco 2.1................... 26
2.8.2 Trabajo práctico 2.2................... 28
2.8.3 Tra~ práctico 2.3................... 30
2.8.4 Tra~ práctico 2.4................... 30
Práctica 3
Slstama secuenclales con
Un Estado de Memoria ........................ 35
3.1m,Jetlnli-------- 36
3.2 Marco te6rlco....................................... 36
3.3 Método Un Elltado de Memoda .......... 36
3.4 Tipos de entrada de veo en un PLC... 40
3.6 Tipos de salida en un PLC ................... 41
Reporte de préctlca _____ ... 42
3.6Trabll,lopr6c:UcoU.----... 42
3. 7 Trabll,lo pr6c:Uco de
lóglcaPfOll'llmadll ____ .......... 43
3.7.1 Trabajo práctico 3.2 ................... 42
3.7.2 Trabajo práctico 3.3,___ 46
Prácdc:a4
MModo Un Estado de Memoria
con e1 PLC Fx de Mltsublahl .............. 49
4.1CHljetMls., ______ .......... 50
4.2 Marco te6rlco....................................... 50
pRAcmc:,,s DE AUTOMATIZAClóN / SAl\JRNINO $ORlA TELLO
XIII Contenido _________________ _
4.3 llllti'UcclonN b6llcas en el
PLC Mltsubllhl. . ·-........ 50
4.4 Transfiriendo un PfOlll'8m8 del
PLCS!e,-. al Mltsubllhl ......................... 50
4.6 ~ de entradal en el
PLCMltsubllhl.-......... , ____ .... 51
Reporte de práctica-----.... 53
4.6 TrabeJo pnktlco _..._ ___ .... 53
4.6.1 Tra~pr6ctlco,U .............. , .... 53
4.6.2 Tra~ pr6ctlco 4.2 ................... 55
Práctica 6
...._____.__ .. de
Un Elllldo de Memoria ............................. 59
6.1~ ............................................... 60
5.2 Marco te6l1co ............. _____ ... 60
6.3 Memoria Interna----......... 60
6.4 si.ema ..r-............................... 61
6.6 M6todo de II Memoria lntema. ........... 61
Reporte de práctica .................................... 63
6.8 TrabeJo pr6ctlco ................................... 63
5.6.1 Tra~ pr6ctlco 5.1................... 63
5.6.2 Tra~ práctico 5.2 ................... 66
5.6.3 Trabajo práctico 5.3 ................... 69
Práctica 6
COINlalol- de falla en un
........ _,nolalaelllOIOIIO ................. 75
6.1~ ................. ---......... 76
6.2 Marco te6l1co ... ·-----···· .. 76
8.3 Trabe.lo pr6ctlco s.,..__ ___ ,... 77
Reporte de práctica _____ ....... 83
8.4 Trabe.lo pr6ctlco ................................... 83
Práctica 7
ClraullNNCIINGlalN ........ ........ 87
7.1()bJetlvol .. , _____ .............. 88
7.2 Marco te611co-----....... 88
Reporte de práctica .... no............................. 93
7 .4 TrabeJo pr6ctlco ··-----.... 93
7.4.1 Tra~ práctico 7.1 ................... 94
7.4.2 Tra~ práctico 7.2 ................... 96
7 .4.3 Tra~ práctico 7.3................... 98
7.4.4 Tra~ práctico 7.4 ................... 100
7 .4.5 Tra~ práctico 7.5 ................... 102
Práctica& ................................
Fanci-de11empo,-.tadory
................... - ......... ----105
8.lQbJetlvas---.... ; ........... 106
8.2 !'tlan=ote6rlco-----........... 106
8.3 Funciones de tiempo, contador
Y comparac16n ______ .......... 106
Reporte de pr6ctlca ____ ............ 113
8.4 Trabe,lo pr6ctlco ............ _ ......... : .......... 113
8.4.1 Trabajo práctico 8.1. .................. 113
8.4.2 Trabajo pric:tlco 8.2 ................... 116
8.4.3 Trabajo práctico 8 3 118
Práctica 9
Aill918yw11Draodeparálllltrol-
*uallraclordemtoaTD200 ................... 121
9.1~-----............... 122
9.2 Marco te6rlco .. __ .. _ ..................... 122
9.3 Vlauallzador ele taxtoa 1D200
ele&le,-. .............. , ______ 122
Reporte de pr6ctlca .................. - ............... 126 9.4.,.... pnictlco ___ ............ 126
9.4.1 Trabajo práctico 9.1. .................. 126
9.4.2 Trabajo práctico 9.2 ................... 130
9.4.3 Trabajo l)ric:tlco 9.3 ................... 133
9.4.4 Trabajo práctico 9 ...................... 135
Prác:tlca10
Apllcacl6n de funclonN arllm6llcaa ....... 139
10.10bjau-............... -----·140
10.2 Marco te6rlco·----........... 140
10.3 Funciones arltm6tlcal ....................... 140
Reporte ele pr6ctlca ............ , ____ 142
10.4 Trabajo pnictlco ......... _ ........... - ..... 142
10.4.1 Trabajo práctico 10.1 .............. 144
10.4.2 Trabajo pric:tlco 10.2
con la funcl6n sustraccl6n .................. 145
10.4.3 Trabajo práctico 10.3
con la función multlpllcacl6n .............. 148
10.4.4 Trabajo práctico 10.4
con la función dlvlsl6n ......................... 149
10.4.5 Trabajo práctico 10.5 .............. 144
PRAcTlc:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SAT\JRNINO SORIA TELLO
_ ______________ Prácticas c1eAutomat1zacl6n I XIII
Práctlcall
...... detempariadoNa ____________ 157
11.1 ObjetlYoa.--• 158
11.2 Marco te6rlco 158
11.3 M6todo temporlzad«N
encaecada,--------158
Reporte de práctica ------161
11.4 Trablt,lo pnictlco-----161
11.4.1 Trabajo práctico 11.1 .............. 162
11.4.2 Trabajo práctico 11.2 .............. 165
Práctica U
PnlduatD .....,._el6cbloo--....J.75
12.lObjetlVoli.-------176
12.2 Marcote6rlco----........... 176
12.3 Conceptos prevtos..__ ____ 176
Reporte de práctlc:a ------~78
12A Trabe,lo pr6c:tlco _____ 178
12.4.1 Trabajo práctico 12.1 .............. 178
12.4.2 ,:rabajo práctico 12.2 .............. 188
Práctica 13
Pnlductv IIIIIIOador
~-------189 13.1 OlljetMll;._ ______ .190
13.2 Marcote6rlco------190
13.3 Conceptos prevtos..__ ____ 190
Reporte de práctica ______ 192
13.4 Trabe,lo prictlco 192
13.4.1 Trabajo práctico 13.1 .............. 192
13.4.2 Aplicación de modo
autométlco, semlautométlco
ymanual _______ ... 196
PRACTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
1
Prefado
El propósito de las máquinas autónomas es el desarrollar una tarea sin depender de
operadores humanos, tomando las decisiones que ellos mismos tomarían de una
manera independiente. Este tipo de mecanismos son respuesta a una de las
características principales de la naturaleza humana: la capacidad para entender
problemas y plantear soluciones a los mismos. En este sentido, la elaboración de los
dispositivos que permiten el desarrollo de una tarea substituyendo las decisiones de
un operador humano ha acompañado al hOmbre desde sus inicios y no desde hace
algunas décadas.
Durante siglos, la mayoría de estos dispositivos automáticos utilizó determinada
forma de energía para realizar dichas tareas; anteriormente predominaba el uso de
energías del tipo renovable o mecánica; la inteligencia automática radicaba en el
uso de diversos dispositivos mecánicos. Durante la primera mitad del siglo XX. la
mayoría de los sistemas automatizados lógicos se controlaban por medio de
circuitos de dispositivos electromecánicos llamados relevadores. En este tipo de
sistemas, la función lógica a realizar depende de la conexión eléctrica entre los
dispositivos. Hoy en día, es común encontrar sistemas automatizados operando
bajoestos esquemas. Posteriormente, el controlador lógico programable (PLC) fue
desarrollado en la década de 1960, es un dispositivo electrónico programable que
tjene entre sus bondades: la facilidad de re-programación, el autodiagn6stico y
detección de fallas, un menor consumo de espacio y menor costo de
mantenimiento. Y aunque en un principio el PLC fue concebido como un remplazo a
los circuitos a base de relevadores, sus capacidades actuales son mucho mayores.
El panorama actual de la automatización no solamente comprende el desarrollo
de algoritmos ªinteligentes• de control para el desarrollo de cierta tarea automática
basados en PLC; la automatización comprende el uso de manera integral de
instrumentación tan variada como son sensores, actuadores y dispositivos
electrónicos de control. La automatización abarca problemas tan sencillos como el
control de nivel en un deposito mediante un flotador o tan complejos como el
monitoreo y control de una red de robots industriales a distancia. Actualmente, la
. automatización como rama de la ingeniería se encuentra en continuo desarrollo
debido al constante cambio en los mercados, los cuales son cada vez más
competitivos y con mayores necesidades. Generalmente, un producto proveniente
de un sistema automatizado es de una calidad superior debido a que no existen
PRÁCT1CAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA Ta.LO
XVIIPrefaclo ___________________ _
errores de factor humano en su desarrollo, además el costo de su fabricación suele
ser menor.
El objetivo de este compendio de prácticas es brindarle al lector un panorama de
la automatización en los procesos industriales con un enfoque teórico-práctico. El
libro está diseñado para ser un primer encuentro con la automatización, para
utilizarse principalmente como apoyo en el laboratorio para un primer curso en
automatización a nivel licenciatura. Es importante recalcar que -gracias al software
de simuiaci6n usadq- este libro también es idóneo para ingenieros que se dedican
profesionalmente a esta interesante área y que desean incrementar . sus
conocimientos. El texto se encuentra redactado con un estilo claro y directo,
facilitando la comprensión para quienes se inician en el tema.
El enfoque principal de esta obra es por medio del uso de una serie de
herramientas prácticas en software y hardware para ayudar al lector a comprender
los temas; entre las mismas destaca el uso del software FluidSIM® ·de FESTO para
desarrollar simulaciones de sistemas eléctricos, neumáticos, electroneumáticos,
hidráulicos y electrohidráullcos. También se presentan diversas herramientas en
hardware que serán sin duda invaluables para el lector interesado en el tema,
destacando el uso de distintos sistemas de Controladores Lógico Programables
(PLC) como la plataforma S7-200 de Siemens, incluyendo la interface de texto TD-
200.
La respuesta al problema de diseño abierto de sistemas lógicos secuenciales
asíncronos, se presentada en las primeras seis prácticas mediante un método
llamado "Método de la memoria interna•, el cual es una es una contribución original
del Mtro. Saturnino S. Soria Tello. La •memoria interna• segmenta la secuencia de
una máquina automatizada en estados, y relaciona a cada estado con una memoria.
La efectividad del método se basa en que para activar el estado, se necesita que la
secuencia se encuentre en el estado anterior, asegurando así el orden correcto de
la secuencia. Cabe destacar que seguramente este método resultará interesante
para el lector ya que éste no depende de la experiencia y se puede desarrollar
cualquier sistema secuencial síncrono siguiendo una serie de pasos de manera
uniforme.
Los sistemas neumáticos, y el método de la memoria interna aplicado a los
mismos, son presentados en la Práctica 7. Al igual que el método cascada, el
método de diseño caracteriza al sistema por un conjunto de ecuaciones lógicas y no
depende de la experiencia del usuario.
De las prácticas 8 a la 11 se presenta el diseño de sistemas secuenciales
síncronos, en los cuales la duración de cada estado en la secuencia es de tiempo
fija y sincronizada. Regularmente dichos intervalos de duración son regulados
mediante dispositivos llamados temporizadores. Además se revisa en la Práctica 8
el uso de funciones contador para contabilizar eventos. Cabe resaltar que a partir de
la Práctica 9, el autor hace uso de la interfaz de texto TD-200, la cual le permite al
usuario un mayor grado de interacción con el proceso al modificar valores
preestablecidos y acumulados en las distintas funciones del PLC. En la Práctica 11
PRACTICAs DE AUTOMATIZACIÓN/ SATIJRNINO SORIA TELLO
Pr6ct1cas c1e Automatlzad6n I XVII ---------------
se diseñan sistemas secuenciales síncronos basados e~ E:I m~~o
"Temporizadores en cascada•, éste método es también una co~nbuc1ón original
del autor. Finalmente, las prácticas 12 y 13 representan productos_ m!egradores que
permiten al lector el aplicar los distintos temas revisados con antenondad.
Sin duda alguna, este libro será de gran utilidad para el lector interesad? en
conocer acerca del tema. El contenido de este texto presenta un acercamiento
general del área de la automatización, en el cual cada tema es expuesto de una
manera práctica y teórica.
Dr. Miguel Angel Platas Garza
Universidad Autónoma de Nuevo León
San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATIJRNINO SORIA TELLO
1
1·
Antes de comenzar a leer
En este libro el lector encontrará materiales complementarlos, cuya finalidad es apoyar
el proceso del aprendizaje y la práctica, ya sea por medio de ejercicios o vid~.
Este material se encuentra disponible en nuestra página de Internet, para
descargarlo, siga los pasos de la primera página dei libro.
A lo largo_ de toda _la obra, encontrará 1,m .ícono, el cual le Indicará que ese material
está en nuestra plataforma. · ·
PRÁCTICA1
INTRODUCCIÓN AL
LABORATORIO DE
AlITOMATlZACIÓN
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
-~~rn~r~L,:.,..:-:-,, .. -~~,...,,.-~~-............ -
M,trfqu!a:._·"··----------------........ --------------
·.Grupo:_-------------
.Fecha:_··_· ---------..,..;..------
~ _: ·:.·. __ ; .. .'.
2 1 Pr6c:tk:a 1 • lntroduccl6n al Laboratorio de Autornatlzacl6n _______ _
1.1 OBJETIVOS
• Conocer la terminología empleada en el uso de lógica programada.
• Comprender el programa de simulación FluldSlm de FESTO en su versión
neumática. ·
• Aprender los comandos básicos n89858rlos para desarrollar un circuito
eléctrico con FluldSlm. . .
• Utilizar los programas de lógica programada para el PLC S7-200 de Slemens
y Fx de Mltsublshi.
• Identificar las diferencias entre las Instrucciones de lógica programada entre
el PLC de la marca Slemens y el PLC de la marca Mltsublshl.
• Establecer el tipo de Interface que deberá utilizarse en el PLC Slemens y
Mltsubishi.
• Escribir y leer un programa en el PLC Sle,mens y Mltsublshl.
1.2 MARCO TEÓRICO
La lógica programada basada en PLC requiere del uso de la tecnología y del
conocimiento de lenguaje técnico. Para estandarizar este lenguaje, es necesario
conocer tanto el hardware como el software aplicado en la automatización Industrial
así como el significado de los términos técnicos más utilizados.
1.3 LENGUAJE TÉCNICO
Enseguida se define el lenguaje técnico básico que deberá de conocer el estudiante
para comenzar a trabajar en el laboratorio de automatización:
PLC
Son las siglas en Inglés de Programmable Loglc Controller (Controlador Lógico
Programable). Existen varias marcas en et mercado, cada una divide a sus
productos en familias para abarcar la mayoña de los procesos industriales. Ante la
necesidad de reducir costos de los PLC's, son fabricados en dos tamaños: compacto
y modular.
PRAcTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
r
!
;,
1
L
Pn\ctlcas de Automatlzacl6n 1 3
Tiempo de Sean
Es el tiempo que necesita el CPU del PLC para realizar un diagnóstico Interno e
Identificarfallas en el funcionamiento del CPU, así como leer los estados actuales
de las entradas, ejecutar el programa lógico almacenado en la memoria y actualizar
datos en los módulos de salidas.
Velocldad de transmlsl6n
Velocidad de transmisión (300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 y 38400 bits
por segundo). Es la velocidad de transmisión que se usará para el puerto serle, Y
que debe ser Igual a la configurada en los otros dispositivos del bus.
PLC Compacto
Este tipo de PLC es un módulo que Incluye el CPU, una cantidad reducida de
entradas y salidas, puerto de comunicación, la fuente de voltaje y en algunos casos
Incluyen un conector para agregar módulos de expansión.
La Figura 1.1 muestra un ejemplo del PLC compacto al CPU 222 de Slmatlc S7-
200 de la marca Slemens, el cual Incorpora un microprocesador, una fuente de
alimentación integrada, circuitos de entrada y de salida que conforman un PLC del
tipo compacto.
SIEMENS
sÍMA'nc lill lill E!I a a m CPU.212
87-ffO QD.D .• 1JIJIA·.I D®QDC
li:!""""8
a-
ª*""'
Raura U &tructura del PLC compacto
PLCModular
Está estructurado con un rack principal que contiene varias ranuras, en las cuales
se insertan los módulos. Comúnmente la primera posición es dedicada para fuente
de alimentación (PS, Power Source); en la siguiente ranura se localiza el CPU
(Central Process/ng Unlt), el cual contiene el puerto de comunicación donde se
conecta la interfaz para la computadora. Después se ubican los módulos de
PRAc'ncAs DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
4 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización _________ _
entradas, salidas y los módulos especiales como: de posicionamiento, de entradas o
salidas analógicas. También tienen un conector para agregar módulos de
expansiones. La Figura 1.2 muestra un ejemplo de PLC modular de la familia S?-
300 de Siemens.
o o o o o
Figura 1.2 Estructura del PLC modular
Interfaz
Es un dispositivo físico encargado de transferir la información entre el PLC y la
computadora. Estos no son dispositivos estandarizados, pues cada marca tiene su
propia interfaz y en ocasiones hay diferencias entre las familias de PLC de la misma
marca; por ejemplo, la interfaz requerida para el PLC Siemens de la familia S?-200
es distinta a la que requiere la familia S?-300. La interfaz util iza electrónica para
realizar la transferencia de la información, la cual se da entre protocolos
comúnmente RS232 en la computadora y RS422 o RS485 en el PLC.
Protocolo de comunicación
Conjunto de reglas y normas que permiten a dos o más entidades de un sistema de
comunicación, transferir información entre ellos por medio de cualquier tipo de
va riación de una magnitud física.
Puerto de comunicación
Son conectores integrados a las computadoras y a los equipos indust riales. Su
función principal es la de comunicarse con otros equipos. Por ejemplo, al conectar
entre sí el puerto de comunicación del PLC y de la computadora, es posible escribir,
leer y monitorear un programa en un controlador.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 5
RS232
Por sus siglas en inglés (Recommended Standard 232) nos indica que es una
norma recomendada, es una interfaz que designa una norma para el intercambio
de una serie de datos binarios entre un DTE (Data terminal equipmenVEquipo
terminal de datos) y un DCE (Distributed Computing EnvironmenVEquipo de
Comunicación de datos). Es común que físicamente se identifique en un conector de
estándar DB-9.
D89
Conector agregado a una computadora como comunicación al exterior, con equipos
periféricos o equipo industrial, comúnmente identificado como puerto serial Y en
algunos PLC's es el puerto de programación. Existen las dos versiones: conector
hembra y conector macho y cada uno tiene una geometría muy particular que ayuda
a evitar errores en la conexión. Por la naturaleza de la comunicación, es llamado
puerto serie.
use
(Universal Serial Bus/ Bus Universal en Serie) es un estándar de comunicación
industrial desarrollado en los años noventa y define los cables y conectores usados
en un bus de comunicación digital para comunicar, conectar y proveer energía
eléctrica entre computadores y periféricos electrónicos. Este tipo de comunicación
es adoptado por la mayoría de los equipos electrónicos de uso doméstico y en muy
pocos equipos electrónicos de t ipo industrial.
Comunicación Industrial Ethernet
Físicamente está localizado en un conector RJ45 del tipo telefónico. El medio de
comunicación se realiza a través de un cableado t renzado en pares o una red óptica
sobre la base de un conductor de fibras ópticas. En el sistema de comunicación
abierto SIMATIC NET de Siemens, Industrial Ethernet es la red para el nivel de
control y para el nivel de célula.
Mlnldin PS/2 8 pines
Algunos PLC's suelen utilizar este tipo de conector en lugar del 089, tiene una
geometría interna muy singular que hace fáci l su conexión.
Lógica programada
Es la lógica basada en PLC, el circuito de control es programado lo que hace flexible
que un circu ito de lógica programada se interprete a través de ecuaciones lógicas.
La programación consiste en comandos propios del PLC. Algunas funciones como
temporizadores tienen una alta precisión que puede tener una resolución de 0.001
segundo. El PLC tiene funciones y memorias especiales para estructurar secuencias
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
6 1 Pr6ctlca 1. • lntraduccl6n al Laboratorio de Automatlzacl6n _______ _
t6glcas más complejas. Este tipo de 16glca es la más solicitada en la solucl6n de
problemas de automatlzac¡t6n.
1.611cacableada
También llamada 16glca de control eléctrico. Debido a la falta de rapídez en ta
adaptación a tos cambios de modelo o actualizaciones de equipo, se ha disminuido
el Interés para solucionar problemas de automatlzaci6n. La estructura de la 16glca
está basada en componentes físicos, lo que hace inflexible el cambio de modelo, es
decir, que una ·modlflcacl6n requiere de cambios de componentes y de tiempos más
largos comparada con ta t6gtca programada: ·
HMI
(Human Machlne Interface/Interface Humano-Máquina). Es un dispositivo capaz de
comunicar el estado del proceso a un operador de manera gráfica o bien, de
manera numérica. Existen varias marcas que ofrecen una gran variedad de equipos.
Con la finalidad de hacer la lnteraccl6n más Intuitiva entre el equipo y el operador,
es común que tengan pantalla táctil. Dentro de estos equipos se considera a los
visualizadores de texto como la TD200 de s1,mens.
PRAcTic:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Pr6ctlcas de Automatlzacl6n 1 7
REPORTE DE PRÁCTICA
Nombm:
Matrfcula: ----------
Grupo: -----
Fecha: -----------
.C81ificaci6n: ----
Rima del prml!SOI. -------
1.4 TRABAJO PRÁCTICO
Se presentan tres prácticas que el estudiante deberá de desarrollar.
MATERIAL REQUERIDO
Computadora con los siguientes programas:
eFluidSlm
• MicroWIN para el PLC S7-200 de Slemens
• GPPWIN para el PLC Fx de Mltsublshl
• Simulador para el PLC S7-200
• Simulador para el PLC Fx de Mltsublshl
• Programa del circuito establecido para el AuidSim
• Programa del circuito establecido para el PLC S7-200
• Programa del circuito establecido para el PLC Mltsublshi
1.4.1 TRABAJO PRÁCTICO CON AJJIDSIM DE FESTO
Este trabajo consiste en aplicar el programa FluidSim de FESTO en su versión
neumática. Como primer paso, se debe identificar el icono del programa,
conocer su ambiente de trabajo, las funciones básicas para simular un
circuito del tipo eléctrico e identificar las librerías que contienen los
componentes eléctricos y neumáticos.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
8 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización _________ _
El icono que identifica al programa puede variar de acuerdo a la versión que se
tenga disponible. La singularidad que tienen todas las versiones es que utilizan el
símbolode un actuador y el nombre FESTO. La Figura 1.3 muestra los iconos de las
versiones 3.6 y 4.2. ,,,,.
FESTO
FluidSIM
,.,,.
FESTO
FluidSIM
Figura 1.3 Iconos del programa FluldSlm versiones 3.6 y 4.2
Con este programa se pueden desarrollar circuitos eléctricos, neumáticos Y
electroneumáticos. Los tres tipos de circuitos pueden ser simulados dando
resultados efectivos en función. Como todo programa de simulación, requiere de la
entrada de datos en el programa; en FluidSim la entrada de datos se realiza
activando y desactivando las entradas del circuito que deben de activ~rs~ por
funciones externas. Un ejemplo de estas entradas son los botones que act1vana un
operador o el sensor que activaría un producto, en la aplicación física del sistema
automático.
El circuito de la Figura 1.4 deberá de implementarse con FluidSim de FESTO Y
comprobar su funcionamiento. Como se puede observar, el circuito _e7tá
estructurado en tres secciones, teniendo una similitud con un diagrama de log1ca
programada, en el que se tienen las entradas, la lógica y las salidas .
Circuito de Lógica Cableada conFluidSim . ,
Lógica cableada
~
T1
T1
A C1
Figura 1.4 Circuito eléctrico a simular con FluldSlm
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 9
El circuito desarrollado con FluidSim es considerado lógica cableada,
básicamente porque tiene los símbolos eléctricos de los componentes y porque la
mayoría de las funciones de lógica programada no se pueden desarrollar con este
programa, aunque el relevador de FluidSim tenga las características de esta lógica.
Después de realizar la simulación correspondiente del circuito de la Figura 1.4,
conteste las siguientes preguntas:
1.- ¿Por qué es considerado el circuito desarrollado con FluidSIM como un
circuito de lógica cableada?
2.- ¿Por qué la secc1on del circuito identificada como arranque y paro, se
determina como un circuito de lógica programada?
3.- ¿Cuál es la diferencia entre un relevador de lógica programada y uno de
4.- Explique los pasos a seguir para poner en operación un circuito con FluidSim.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
10 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización ________ _
5.- Explique lo que sucede en los contactos identificados como P, al momento de
poner en operación el circuito
6.- La función de conteo en C1 es ¿ascendente o descendente?
7 .- ¿Qué tipo de función de tiempo son T1 y T2, TON o TOF?
1.4.2 TRABAJO PRÁCTICO CON EL PLC SIEMENS
Después de realizar la simulación del circuito con FluidSim de FESTO ahora se
puede hacer la preparación para transferir el circuito a lógica programada . Este
trabajo se desarrolla con el PLC Siemens de la familia S7-200. Para iniciar esta
actividad es necesario conocer el icono del MicroWin, este puede variar
dependiendo de la versión del software que tenga disponible. La singularidad es que
muestra un PLC compacto de Siemens con un fondo de lógica programada. La
Figura 1.5 muestra el ícono de la versión 4.0. Una peculiaridad de esta versión es
que t iene la opción de utilizar una interfaz con conector USB del lado de la
computadora.
Figura 1.5 Icono del programa MlcroWln para PLC 57-200
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 1.1
El trabajo a desarrollar será el escribir y monitorear en el PLC S7-200 el programa mostrado
en la Figura 1.6.
Figura 1.6 Diagrama de lógica programada para el PLC 5lemens 57-200
Después de haber desarrollado el circuito con el programa MicroWIN de Siemens
y haber realizado la simulación correspondiente con el simulador del PLC S7-200
(también de Siemens), conteste las siguientes preguntas.
8.- Comparando los circuitos de las Figuras 1.4 y 1.6, indique en el circuito de
lógica programada en qué direcciones se encuentran los botones A y P
además de los temporizadores Ti y T2 del circuito desarrollado con FluidSim.
A= ____ _ P= ____ _ Ti= ____ _ T2= ____ _
9.- Describa en un máximo de siete pasos la transferencia del programa al PLC y
el monitoreo del mismo.
Paso 1:
Paso 2:
Paso 3:
Paso 4:
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
12 1 Pr6ct1c:a 1 • lntroduccl6n al LabOnltorlo de Automatlzacl6n _______ _
Pasos:
Paso6:
Paso7:
10.-¿Qué tipo de funclqn de tiempo son T37 y T38, TON o TOF?
11.- ¿Qué sucede con el contacto abierto de la entrada 10.1 al poner en RUN el
PLC? .
12.- ¿Qué resolución de tiempo tienen los temporizadores T37 y T38?
13.- ¿Cuál es la razón de que exista un contacto de C1 en la red de la función
Reset (R) de C1?
PRAc'nC:As DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
,
¡
'
·,
1
• 1
\j
'!
l
________________ Prictlcas de Automatlzacl6n 113
14.- ¿Qué tipo de función de conteo tiene C1, ascendente o descendente?
15.- ¿Qué sucede al activar la entrada to.o y el contador no ha llegado a su valor
preestablecido?
16.- ¿Qué condiciones se deben de cumplir para restablecer el contador C1?
17 .- ¿Qué tipo de Interface utiliza el PLC Slemens?
1.4.3 TRABAJO PRÁCTICO CON B.PLC FX DE MRSUBISHI
La actMdad consiste en comparar las instrucciones entre dos diferentes marcas de
PLC. Se propone utilizar la marca Mitsubishi con la familia FX. Para iniciar es
necesario conocer el ícono del programa GPPWIN del PLC de la marca Mltsubishi. La
Figura 1. 7 muestra el ícono que lo identifica con las letra~ GPP.
PRAc'ncAs DE AUTOMATIZACKlN / SATURNINO SORIA TELL0
14 1 Práctica 1 • Introducción al Laboratorio de Automatización ________ _
GX
Developer--FX
Figura 1. 7 Icono para el programa GX Developer para el PLC Mltsublshl
El trabajo a desarrollar consiste en utilizar el programa GPPWIN para escrit¡ir y
monitorear el circuito ya establecido mostrado en la Figura 1.8 con el PLC Mitsubishi
de la familia FX.
Figura 1.8 Diagrama para el PLC Mltsublshl familia Fx
Después de haber desarrollado el circuito con el programa GPPWIN de
Mitsubishi y haber realizado la simulación correspond iente con el programa Fx
Trainer también de Mitsubishi, conteste las sigu ientes preguntas:
18.- Comparando los circuitos de las Figuras 1.4 y 1.8, indique la equivalencia en
dirección para el PLC Mitsubishi de los dispositivos identificados como A, P,
T1, T2 y Mi.O.
A=__ P=__ T1=__ T2=__ Mi.O= __
19.- Describa en un máximo de siete pasos la transferencia del programa al PLC
y el monitoreo del mismo.
Paso 1:
PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 15
Paso 2:
Paso 3:
Paso 4:
Paso 5:
Paso 6:
Paso 7:
20.- ¿Qué t ipo de función de tiempo son T100 y T101, TON o TOF?
21.- ¿Qué resolución de t iempo t ienen los temporizadores T100 y T101?
22.- ¿Qué sucede con el contacto abierto de la entrada X1 al poner en RUN el
PLC?
PRÁCTICAS OE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
16 1 Pr6ctlca 1 • lntnlCluccl6n al Laboratorio de Automatizacl6n --------
23.- ¿Qué sucede al activar la entrada XO cuando el contador C1 no haya llegado
a su valor p~blecldo?
24.- ¿Qué tipo de funcl6n de conteo tiene C1, ascendente o descendente?
25.- ¿Qué condiciones se deben de cumplir para reestablecer el contedor C1?
26.- ¿Qué tipo de Interface utiliza el PLC Mltsublshl?
PRACTICAS DE AUTOMATlZACIÓN / SATURNINO SORIA Tal.O
1
i
1
1
1
1
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L
PRÁCTICA2
SISTEMAS
COMBINACIONALES
Y SECUENCIALES
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
..... ; ./1'. ·:_,,· ... ;.;.; .. .-··.·::-: .·.·
éalificaci6n: __ .;___..,;....,.......;....-......
18 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
2.1 OBJETIVOS
• Distinguir las diferencias entre los Sistemas Combinacionales y Secuenciales
• Identificar las características de operación de ambos sistemas
• Entender el funcionamiento de los tres operadores lógicos básicos
• Obtener las ecuaciones lógicas utilizando los tres operadores básicos
• Transferir las ecuaciones lógicas a un circuíto de lógica programada
• Aplicarel FluidSim para simular el circuito eléctrico
• Desarrollar conexiones básicas de entradas y salidas con el PLC S7-200 de
Siemens
2.2 MARCO TEÓRICO
La lógica de un sistema automático está basada en los dos sistemas lógicos que
existen: Combinacional y Secuencial. Para identificarlos es importante conocer las
características que los diferencian para aplicar el método más apropiado en la
solución de la lógica.
2.3 SISTEMAS COMBINACIONALES
Un sistema combinacional es aquel donde el valor de las salidas de cada
combinación sólo depende del valor que tengan las entradas en esa misma
combinación; no recuerda valores lógicos de combinaciones anteriores, es decir, no
tiene memoria.
La representación de un sistema combinacional con dos entradas y una salida
se muestra en la Figura 2.1, en donde la interpretación de los valores lógicos de la
tabla se realiza utilizando lógica positiva. En las entradas, el contacto cerrado es
identificado con el valor lógico "1" y el contacto abierto es el valor lógico "O";
aplicando la misma lógica para la salida F(AP), el "1" indica que la función está
encendida y el "O" que la función está apagada.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 19
Figura 2.1 Figura y tabla de combinaciones de un sistema combinacional
El número de combinaciones posibles en un sistema combinacional está
definido por el número de entradas del sistema y se obtiene aplicando la siguiente
ecuación:
# Combinaciones = 2n (Donde n es el número de entradas del sistema)
2.4 SISTEMAS SECUENCIALES
Un sistema secuencial está dividido en estados o pasos. El valor de las salidas en
cada estado depende de:
a. Los valores que tengan las entradas en ese estado
b. Los valores que hayan tenido en estados anteriores
Se considera que un sistema secuencial tiene memoria por lo que se establece
que valores idénticos en las entradas pueden generar valores diferentes en las
salidas, en distintos estados del sistema.
Los sistemas secuenciales -a diferencia de los sistemas combinacionales- no
siguen un arreglo de combinaciones, siguen los pasos que conforman la secuencia
(también llamados estados) los cuales aparecerán en forma secuencial progresiva.
La Figura 2.2 muestra el esquema y la tabla de estados del sistema de paro y
arranque. Los estados que requieren de la aplicación de memoria son los estados
El Y E3, debido a que los valores lógicos de las entradas A y P son los mismos, pero
el valor lógico de la salida F(AP) es diferente.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
20 J Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
Sistema Secuencial
con PLC SIEMENS ___ ,...__-< S7-200
Figura 2.2 Figura y tabla de estados que representan al sistema de arranque y
paro
2.5 FUNCIONES LÓGICAS
Las funciones lógicas son fundamentales para representar la lógica de un sistema;
estas funciones estructuran las ecuaciones lógicas que representan al sistema y a
su vez, estas ecuaciones son transferidas a un diagrama de lógica programada.
Las funciones básicas son la negación, multiplicación y sumatoria lógica y es
importante conocer el comportamiento de cada función y el circuito equivalente
eléctrico que la representa, ya que esto facilitará el entendimiento en la operación
de las funciones lógicas.
2.5.1 NEGACIÓN LÓGICA
Es una función de una sola entrada y una salida. El resultado lógico de la función de
salida es el opuesto a la entrada, es decir, si el valor lógico de la entrada es "1" el
valor de la salida es "O". Esta función es fundamental en el uso de la lógica negada.
El circuito equivalente eléctrico es el contacto normalmente cerrado, la Figura
2.3 muestra el operador lógico NOT en un circuito de lógica de contactos obtenido
con el programa FluidSim.
A F(A
Figura 2.3 Circuito eléctrico equivalente de la negación lógica
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización J 21
La representación de la negación en una ecuación lógica es por medio de una
línea superior en la variable de entrada lógica.
F(A)=A
La expresión de resultados lógicos de la función de salida se puede resumir
como la función de salida es "1" si y solo sí la entrada tiene un valor lógico de "O".
F(A) {
1, A=O
O, A=I
2.5.2 MULTIPLICACIÓN LÓGICA
Es una función con dos o más entradas y una salida, se puede expresar con
cualquiera de las dos ecuaciones lógicas:
F(ABCD ) =A• B • C • D
F(ABCD)=ABCD
La expresión de resultados lógicos de la función de salida se puede resumir
como la función de salida es "1" si y solo sí todos las entradas tienen un valor lógico
de "1".
{
1, A=B=C=D=l
F(ABCD)
O, A=B=C =D=t-1
El circuito eléctrico que representa a este operador lógico es el circuito serie. Las
cuatro entradas (A, B, C y D) son conectadas en serie para dar como resultado la
función F(ABCD).
El circuito resultante es mostrado en la Figura 2.4. El funcionamiento del circuito
es claro: para que la función de salida se encienda es necesario que los cuatro
interruptores estén cerrados, si alguno de ellos está abierto, tendremos como
resultado el que se apague la función de salida.
e~ 7 f ; e U ______ ,,,.,, ___ ,,,.,~
Figura 2.4 Circuito eléctrico equivalente de la multiplicación lógica
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
22 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciai"es ----------
2.5.3 SUMATORIA LÓGICA
Es una función con dos o más entradas y una salida; para que el resultado sea
verdadero se requiere que al menos una de sus entradas sea verdadera. Esta
función se expresa con la siguiente ecuación lógica:
F(ABCD) =A+ B + C + D
La expresión de ·resultados_ lógicos de. la función de salida se puede resumir
como la función de salida es "1" si y solo si al menos una de las entradas tiene un
valor lógico de "1".
l
J, A=l OR B=l OR
F(ABCD)
O, A=B=C=D=O
C=l OR D=l
El circuito eléctrico equivalente es el circuito paralelo (Figura 2.5). Las cuatro
entradas son representadas por interruptores, con uno que se cierre es suficiente
para que el indicador luminoso se encienda •sin importar la condición de los demás
interruptores.
24V
A
r,
<
B
r,
<
e
r,
<
D
r,
<
Figura 2.5 Circuito eléctrico equivalente de la sumatoria lógica
2.6 ECUACIONES LÓGICAS
Su representación se realiza con una o más funciones lógicas, tal como se muestra
en la siguiente ecuación lógica que da como resultado la función F (AB):
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 23
F(AB) =A B+B A
De la ecuación se puede deducir que F (AB) es un circuito paralelo de dos
circuitos serie de las variables discretas A y B; la Figura 2.6 muestra el circuito
obtenido al aplicar los circuitos equivalentes a las funciones lógicas.
24V
- ~ CD
r,
,-, < F(AB) <
~
,-, tlJ
< r, <
Figura 2.6 Circuito eléctrico que representa la ecuación lógica F (AB}
Al representar esta ecuación en un diagrama de lógica de contactos, se obtiene
el diagrama mostrado en la Figura 2.7
Figura 2. 7 Circuito de lógica programada de la ecuación lógica F (AB}
Una vez representada la ecuación en un diagrama de contactos, es posible
realizar la simulación correspondiente con FluidSim. Para comprobar el correcto
funcionamiento del sistema, una vez comprobada la función se inicia la
implementación física a través de un PLC.
2. 7 INSTRUCCIONES BÁSICAS EN EL PLC SIEMENS
Las instrucciones, nomenclatura y direcciones de memoria en un PLC deben de ser
dadas de acuerdo a las ya establecidas en el software de programación, estas
difieren entre marcas.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
24 1 Práctica 2 • Sistemas Comblnaclonales y Secuenclaies --------
La solucl6n del sistema propuesto se va a desarrollar con el PLC Slemens: para
esto, es necesario conocer la nomenclatura de las entradas, salidas, memorias así
como de algunas funciones especiales. La Figura 2.8 muestrasímbolos y sintaxis.
SMO.O SMD.1
~ 1-- Punciones espc.!:ialea como SM0.6-SM0.7
10.0 I0.1
1---f 1-- Lis emndill tienen düección de_ I0.0-IO. 7, 11.0-ll. 7
JO.O IO.:l Ml.7
t--1 t--{ ) LasmcmoriuticnendireccióndeMO.O-M0.7,Ml.0-11.7
MO .• O QO: 1 91.0
~ t--{ ) Las llllidu inician en. Q0.0 a®· 7, y de Ql.O a Ql. 7
SM0.1 VB14.7 VB14.6
~ t--{ ) Bobinas especiales de localización de memoria VB
fllura 2.8 lnstrucclon• bálca de lóallca PfOll'llmada con el PLC 57-200
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELi.O
~
j j
+ ¡
'!
Pr6ctlcas c1e Automatlzacl6n 1 25
REPORTE DE PRÁCTI<:A
Nambnl: --------------
Mlllldcula: ----------
Grupo: -----
Fecha: ----------Calificaci6n: ___ _
Firma del profesol. -------
2.8 TRABAJO PRÁCTICO
Enseguida se exponen trabajos prácticos que serán resueltos aplicando lógica
programada con el PLC S7-200. Como primer paso se obtendrán las ecuaciones
lógicas, después se hará el desarrollo del circuito con la lógica utilizada por
FluldSlm, Identificando las tres etapas establecidas: Entradas, Lógica programada y
Salidas. Una vez comprobado el circuito se hará la transferencia apropiada a lógica
programada con el PLC S7-200.
MATERIAL REQUERIDO
Computadora con los siguientes programas:
• FluldSlm de Festo
• MlcroWln Step 7 de Slemens
• Simulador de PLC S7-200 de Slemens
• PLC Siemens
• Interfaz para el PLC S7-200
• Interruptores
• Indicador luminoso
• Cables
• Herramientas varias
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SOR1A TELLO
26 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
2.8.1 TRABAJO PRÁCTICO 2.1
La Tabla 2.1 muestra la operación del sistema de paro y arranque que da como
resultado la función F(AP). El trabajo a desarrollar consiste en implementar el
circuito con lógica programada que cumpla con la tabla de estados. En la tabla ya
está aplicado el método "Un Estado de Memoria":
Tabla 2.1 Valores lógicos del trabajo práctico
A p F(AP)
E1~ liCJ):' L: F(AP)
E2 1 I l
.El , 1-· o l F{AP)
E4 o o o
Ef 1 O·. 1 F(AP)_
Ecuación lógica de F {AP)
La Tabla 2.1 muestra que los estados que memorizan su estado anterior son E1 Y
E3, los dos estados tienen mismos valores en las entradas pero diferente valor en la
salida, E1 tiene un valor lógico de "O" y E3 tiene un valor lógico de "1". La ecuación
resultante se obtiene considerando los estados E1 y E2:
F(AP )=AP+AP F(AP)
Circuito con FluldSlm
La ecuación resultante es transferida a un circuito eléctrico utilizando el programa
FluidSim, obteniendo la simulación correspondiente. El diagrama se muestra en la
Figura 2.9.
Figura 2.9 Circuito resultante desarrollado con FluldSlm
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 27
Circuito de lógica programada
El circuito obtenido con FluidSim es transferido a lógica programada con el PLC S7-
200 de la marca Siemens. Conteste las siguientes preguntas:
1.- Asigne la nomenclatura al circuito identificado como lógica programada de la
Figura 2.9 para que sea transferido al PLC S7-200.
A= ___ _ P= ___ _ F(AP)= ___ _
2.- En la Figura 2.10 agregue el circuito resultante de lógica programada con el
PLCS7-200.
Figura 2.10 Circuito resultante desarrollado con PLC Slemens del trabajo práctico 2.1
3.- Defina qué tipo de sistema es el circuito resultante: Combinacional o
Secuencial y explique por qué.
4.- ¿Qué sucede con el contacto de la entrada donde conectó la función P al
poner en RUN el PLC?
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
28 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
5.- ¿Qué tiempo de Sean tiene el circuito?
2.8.2 TRABAJO PRÁCTICO 2.2
El circuito eléctrico mostrado en la Figura 2.11, es el circuito escalera utilizado en
instalaciones eléctricas del servicio doméstico. Los interruptores A y B son de un
polo dos tiros, el interruptor A esta localizado en la planta alta y mientras que el
interruptor B en la planta baja, por lo que F(AB) es la resultante del circuito.
A O 1 F(AB)
Figura 2.11 Circuito de lógica cableada
Después de analizar el circuito responda a las siguientes preguntas:
6.- La Tabla 2.2 muestra las posibles combinaciones que tiene el circuito
mostrado en la Figura 2.11. Analizando la operación del circuito, complete la
tabla de valores lógicos en la columna F (AB).
Tabla 2.2 Valores lógicos del trabajo práctico 2.2
A B F(AB)
Cl o o
C2 o 1
C3 1 o
C4 1 1
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
I '
i'
Prácticas de Automatización 1 29
7.- De la tabla de valores lógicos obtenga la ecuación lógica de F(AB)
F(AB)= ____________ _
Considere el diagrama de conexiones eléctricas mostrado en la Figura 2.12,
como resultado de la implementación física con el PLC S7-200 de Siemens.
+
PLCSJEMENS
$7-200
Figura 2.12 Circuito de conexiones eléctricas con el PLC s7-200 de Slemens
8.- Considere el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 2.12 para
.desarrollar el diagrama de lógica programada como resultado de la aplicación
de la ecuación lógica de F (AB), y agregue el diagrama en la Figura 2.13.
Diagrama de lógica progiarrada con el PLC S7-200 de Siemens dela ecuación resultante deF(AB)
Netwurkl
-I"
,,
~ - ¡ -,, . .,.. 't , .. 1 !
Figura 2.13 Circuito de lógica programada
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
30 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
9.- Explique los motivos por los cuales este circuito es considerado del tipo
combinacional.
2.8.3 TRABAJO PRÁCTICO 2.3
El trabajo a desarrollar consiste en interpretar la lógica de funcionamiento del
circuito electroneumático mostrado en la Figura 2.14.
El circuito pertenece a una prensa industrial. La operación de prensado se
realiza con un actuador neumático activado por una electroválvula; el interruptor D
debe de estar cerrado para que funcione el 'Circuito mientras que los sensores A y B
determinan la posición del émbolo del actuador 1A.
Interruptor
D
~
< --
Figura 2.14 Circuito de lógica programada
Como parte de la actividad a realizar, conteste las siguientes preguntas:
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $ORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 31
10.- Después de analizar el circuito de la Figura 2.14, complete la tabla de
valores lógicos que determina la operación del sistema.
Tabla 2.3 Valores lógicos del trabajo práctico 2.3
D A B vs
1 1 o 1
1 o o
1 o 1 o
1 o o
1 1 o 1
11.- Aplicando el método un estado de memoria, obtenga la ecuación de la
función de salida VS
VS= ______________ _
En la Figura 2.15 se propone el circuito de conexiones eléctricas para
implementar físicamente el trabajo práctico 2.3 con el PLC Siemens.
Figura 2.15 Circuito de lógica programada
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
32 1 Práctica 2 • Sistemas Combinacionales y Secuenciales
12.- Utilizando el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 2.15, transfiera
la nomenclatura de las siguientes entradas y salidas.
D= ___ _ A= ____ _ B= ____ _ VS= ___ _
13.- En la Figura 2.16 agregue el diagrama de lógica programada resultante de
transferir la ecuación obtenida
Diagramad8 lógicapro11amada con el PLC s:1:290 de Siemen• de la ecuación re~ultante de VS
N-rkl
Figura 2 .16 Circuito de lógica programada con el PLC Slemens del trabajo práctico 2.3
14.- Considerando que antes de operar el circuito el sensor A tiene un valor
lógico de ·o· al igual que B. ¿Puede operar el sistema?
15.- Considerando que el circuito está funcionando correctamente ¿Qué sucede
al desconectarse el interruptor D y el actuador esta en movimiento?
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $0RIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 33
2.8.4 TRABAJO PRÁCTICO 2.4
Consiste en obtener las ecuaciones y la tabla de valores lógicos que muestren la
operación del sistema del circuito ya establecido. La Figura 2.17 expone el circuito
obtenido con FluidSim, y como resultado están las salidas 81 (Bomba 1) y Vs
(Solenoide)..tiv Entrad.; ";' NA ,..., NB < ov
Figura 2.17 Circuito de lógica con FluldSlm
16.- Utilizando el diagrama de la Figura 2.17 y siguiendo la secuencia definida
por las entradas NA y NB, complete la Tabla 2.4 y aplique el método un
estado de memoria para obtener los valores de 81 y VS.
Tabla 2.4 Valores lógicos del trabajo práctico 2.4
NA NB Bl vs
o o
o 1
1 1
o 1
o o
17.- De la Tabla 2.4 obtenga las ecuaciones lógicas de cada función de salida y
de acuerdo al funcionamiento, defina el tipo de ecuación: Combinacional o
Secuencial.
81= ____________ _
¿Qué tipo de ecuación es: Combinacional o Secuencial?
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO $0RIA TELLO
34 I Metica 2 • SlstemM Comblnaclonales y Secuenclales ______ _
VS• _________ _
¿Qué tipo de ecuación es: Combinacional o Secuencial?
1
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PRAcT1cAs DEAUTOMATIZACION / SATURNINO SORIA TELLO
PRÁCTICA3
SISTEMAS SECUENCIALES
CON UN ESTADO DE MEMORIA
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
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36 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria _______ _
3.1 OBJETIVOS
• Entender de manera integral el funcionamiento de los sistemas secuenciales.
• Practicar el método "Un Estado de Memoria".
• Conocer la limitante de este método.
• Obtener las ecuaciones lógicas de una tabla de estados.
• Conocer los dos tipos de entradas discretas que tiene un PLC.
• Diferenciar la aplicación de los dos tipos de entradas.
• Realizar conexiones eléctricas utilizando los dos tipos de entradas.
• Conocer los tipos de salida del tipo discreto en un PLC.
3.2 MARCO TEÓRICO
Un tema relevante es la solución de la secuencia lógica en un sistema secuencial.
La mayoría de las veces se resuelve por métodos heurísticos con deficiencia en
efectividad en tiempo y función, por esta razón se propone utilizar el método "Un
Estado de Memoria".
3.3 MÉTODO UN ESTADO DE MEMORIA
Es un método analítico aplicado en la solución de sistemas automáticos del tipo
secuencial, y que consiste en memorizar un cambio de estado. Los pasos para su
implementación son los siguientes:
1. Se obtiene la tabla de valores lógicos que determinan el funcionamiento del
sistema.
2. Se localizan los estados con "conflicto" en valor lógico, esto indica que
mismos valores de entrada tienen valores diferentes en la salida.
3. Una vez localizados los estados y los valores lógicos "Diferentes", se
identifica si es aplicable el método, verificando que el valor lógico de la
función de salida sea el mismo del estado inmediato anterior.
4. Se sustituye el valor lógico por la variable discreta de salida.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELL O
Prácticas de Automatización 1 37
Límites de aplicación
Este método aplica sólo a sistemas de lógica programada de contactos basados en
PLC Y la ecuación resultante para cada función de salida es transferida y
programada con esta lógica.
Al tener solamente un estado de memoria, su aplicación es limitada a sistemas
con muy pocos estados.
Tabla natural del proceso
Es la representación de los estados de un sistema secuencial; cada estado está
estructurado por los valores lógicos que determinan la activación y desactivación de
· las variables de entrada y de salida. Los estados en una tabla natural del proceso
son cada uno de los pasos que tiene un sistema secuencial.
La tabla natural del proceso comienza con el estado inicial, pasa por los estados
intermedios, llega al estado final y termina la tabla con el estado inicial del segundo
ciclo: los estados iniciales tanto del primer ciclo como del segundo ciclo deben de
tener los mismos valores lógicos en todas las variables, lo que asegura que el
sistema sea secuencial y que está considerando todos los estados o pasos
analizados. La Tabla 3.1 muestra la tabla natural del proceso de un sistema
secuencial.
Tabla 3.1 Proceso de un sistema secuencia! con dos entradas y una salida
Tabla natural del proceso
Variables de Entrada Variables de
:útado S.alida
VEl VE.2 VS1 ..
1 o 1 o ..
2 1 1 1
3 o l 1
4 o o o
1 o 1 o
Para solucionar el sistema secuencial es necesario obtener una ecuación lógica
que represente a la función de salida VS1, para después transferir esta ecuación a
un diagrama de lógica de contactos y finalmente transferirlo a un diagrama de
lógica programada basado en PLC.
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
38 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria _______ _
Aplicación del método
En la Tabla 3.1 se observa que los estados 1 y 3 son los que definen al sistema
como secuencial. Con la tabla natural del proceso ya desarrollada y con el sistema
identificado como secuencial, el siguiente paso es la aplicación del método "Un
estado de memoria". Se toma como punto de inicio los estados 1 y 3, se realiza el
siguiente razonamiento en los valores lógicos de la función de salida: el valor lógico
de la función de salida en el estado 3 es idéntico al estado inmediato anterior, si la
respuesta es sí, entonces el valor lógico puede ser cambiado por la misma var_iable
de salida. El mismo análisis se ·realiza con -el estado 1, concluyendo que es posible
aplicar el método, dando como resultante la Tabla 3.2.
Tabla 3.2 Aplicación del método "Un Estado de Memoria"
Tabla natural del prooe,so
Variables de Entrada
Variable, de
Estado Salida
VEl VE2 VSl
' 1 -1"r· o 1 vs1 ·
2 1 1 1
3• ,._ o ' ' _l -, VS:1
4 o o o
1
J. l _. VS1 I• o ... ,. .,~-
Ecuación del sistema
Al no existir estados con conflicto en el valor lógico se procede a obtener una
ecuación lógica para cada una de las funciones de salida, en este caso se obtiene la
ecuación de la única función de salida VS1
VSI =VEIVE2+VEIVE2VSl
Diagrama de lógica de contactos con FluldSlm
La Figura 3.1 muestra el diagrama de lógica de contactos resultante de transferir la
ecuación. La ecuación está estructurada por dos entradas (VE1 y VE2) y una salida
(VS1).
PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 39
Figura 3.1 Diagrama de lógica de contactos resultado de la ecuación VS1
Diagrama de conexiones eléctricas
El proyecto se concluye con la implementación física y puesta en marcha del
sistema secuencial. La implementación se realiza con el PLC Siemens, dando como
resultado el diagrama de conexiones eléctricas de la Figura 3.2.
Figura 3.2 Diagrama de conexiones eléctricas con el PLC Slemens
3.4 TIPOS DE ENTRADA DE VCD EN UN PLC
Existen dos tipos de configuraciones para las entradas de VCD en un PLC: Sink y
Source. Para su correcto funcionamiento el primero requiere de una señal positiva y
el segundo de una señal negativa. La selección se realiza conectando el común del
módulo de entradas al negativo de la fuente, para las entradas Sink y conectar el
común al positivo de la fuente para entradas Source.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
' \
40 J Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria _______ _
Para que exista flujo de corriente entre el módulo y los dispositivos de entrada,
existen dos posibles confi~uraciones en las conexiones eléctricas:
1. Entrada Sink (Drenador)-Sensor Source (Surtidor)
2. Entrada Source (Surtidor)-Sensor Sink (Drenador)
Módulo de entradas·Sink y sensores Source (PNP)
Estos módulos de entradas también . son llamados Drenador, para su
funcionamiento requieren que se les aplique el positivo de la fuente a través de un
sensor tipo Source, los cuales también son conocidos como Sensor con salida PNP y
Sensor con salida positiva.
Existen dispositivos eléctricos que pueden interrumpir cualquiera de las dos
terminales de la fuente de 24VCD, por ejemplo: un interruptor,un botón y un
contacto de un relevador electromecánico. En la Figura 3.3 se muestra la conexión
eléctrica del arreglo Módulo de Entradas Sink-Sensor Source (PNP).
+
+24V
PLC SIEMENS
S7-200
N
L N
llOVCA
Figura 3.3 Conexión eléctrica entre sensor SOURCE y entrada configurada como SINK en
elPLC
Módulo de entradas Source y sensores Slnk(NPN)
Estas entradas son llamadas tipo Surtidor, para su funcionamiento requieren QJe se les
aplique el negativo de la fuente a través de un sensor tipo Sink. Estos sensores también son
conocidos como sensor con salida NPN y sensor con salida negativa.
En la Figura 3.4 se muestra la conexión eléctrica del arreglo Módulo de Entradas Source-
Sensor Sink (NPN).
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
+
+24V
PLC SIEMENS
S7-200
Prácticas de Automatización 1 41
L N
l!OVCA
Figura 3.4 Conexión eléctrica entre sensor SINK y entrada configurada como SOURCE en
elPLC
3.5 TIPOS DE SALIDA EN UN PLC
Las salidas en un PLC pueden ser del tipo Relevador, Transistor y TRIAC. La primera
puede conducir voltaje de corriente directa o corriente alterna; la segunda sólo
voltaje de corriente directa y la tercera sólo voltaje de corriente alterna. El tipo de
salida más común es el tipo Relevador, por su versatilidad en conducir cualquier
tipo de voltaje pero su problema es su respuesta a la frecuencia, por lo que no es
una opción en aplicaciones de dispositivos que requieren respuestas de alta
velocidad. La Figura 3.5 muestra las salidas de un PLC Siemens; observe que los
relevadores electromecánicos son acoplados al CPU del PLC mediante dispositivos
ópticos.
PLC SIEMENS (S7-200)
CPU 221 (AC/DC/Relevador)
Figura 3.5 Salidas tipo Relevador en el PLC Slemens
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
42 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria _______ _
REPORTE DE PRÁCTICA
Nombre:
Matrícula: ___________ _
Grupo: ______ _
Fecha: ____________ _
Calificación: ____ _
Firma del profesor: _______ _
3.6 TRABAJO PRÁCTICO 3.1
Como parte de la interpretación de la conexión eléctrica entre las entradas de VCD
de un PLC y los componentes de entrada, es importante que ponga en práctica las
dos posibles conexiones eléctricas que existen.
Conexiones eléctrlcas Slnk y Source
En cada circuito de la Figura 3.6 desarrolle las conexiones eléctricas correctas entre
la fuente de voltaje de 24 VCD y los dispositivos de entrada. Considere que los
sensores son de corriente directa, y que debe de configurar como Sink las entradas
del PLC en el circuito A y como Source las entradas del PLC en el circuito B. La unión
entre la fuente de voltaje y los dispositivos se debe de realizar agregándole un
círculo a la unión para indicar que existe una conexión física entre los cables.
C'~exfone; eléctricas entré d PLC y0d1s~ositivos de entrada -
l\!Ódili 11.t &lndls S OURCE
CIRCUITÓ A CIR.CUlT O B
Figura 3.6 Conexiones eléctricas entre dispositivos de entrada y módulos de PLC
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 43
3. 7 TRABAJO PRÁCTICO DE LÓGICA PROGRAMADA
A continuación se muestran dos ejemplos que serán resueltos utilizando el PLC
Siemens con la familia S7-200.
MATERIAL REQUERIDO
• Computadora con el programa MicroWIN para el PLC Siemens y FluidSim de
Festo
• PLC Siemens
• Fuente de voltaje de 24VCD
• Interface para PLC Siemens
• Interruptores varios
• Cables varios
• Herramientas varias
• 2 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Relevadores o
Contactares para motores de mayor consumo eléctrico.
• Indicadores luminosos
3. 7.1 TRABAJO PRÁCTICO 3.2
La secuencia mostrada en la Tabla 3.3, está estructurada por dos tablas de valores
lógicos; la primera muestra la secuencia del sistema de encendido del sistema.
Tabla 3.3 Estados de la situación práctica 3.2
Secuencia del Sistema
de Encendido
A p ON
o 1 o
1 1 1
o 1 1
o o o
o 1 o
Secuencia de encendido y apagado de Motores
MI y M2 incluyendo el Encendido del sistema
ON X y R MI M2
1 o o - o o o
1 1 o o 1 o
1 o o o 1 o
1 o 1 o 1 1
1 o o o 1 1
1 o o 1 o o
1 o o o o o
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELLO
44 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria _______ _
La segunda tabla muestra el encendido y apagado de los motores con la función
de encendido incluyente. Las entradas son identificadas como A, P, X, Y y R, las
salidas son identificadas como F (AP), Mi y M2. Las tablas son identificadas como
Tablas de estados.
Diagrama de conexiones eléctricas
El diagrama de conexiones eléctricas sugerido es mostrado en la Figura 3.7; está
estructurado por tres botones del tipo empujar para activar (X, Y y R). los dos
botones del sistema de encendido, dos motores eléctricos (Mi y M2) y un foco
indicador de encendido del sistema (ON).
PLC SIEMENS
S7-200
llOVCA
Figura 3.7 Conexiones eléctricas del trabajo práctico 3.2
N
1.- Complete las siguientes tablas aplicando el método "Un Estado de Memoria".
Tabla 3.4 Resultados al aplicar el método "Un Estado de Memoria"
A p ON ON X y R Ml M2
o 1 1 o o o
1 1 1 1 1 o o 1 o
o 1 1 o o o
o o o 1 o 1 o 1 1
o 1 1 o o o
1 o o 1 o o
1 o o o
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 45
2.- De las tablas, obtenga las sigu ientes ecuaciones:
ON= _____________ _
Mi= ______________ _
M2= _____________ _
3.- Explique qué características definen a las tres ecuaciones como de tipo
secuencial:
4 .- En la Figura 3.8 se muestra el circuito con FluidSim resultante de transferir
las ecuaciones Mi, M2 y ON; el circu ito está incompleto y su actividad
consiste en completarlo e identificar cada componente. Considere que las
ecuaciones de Mi y M2 han sido minimizadas para implementar el circuito.
V
DDD
--+<- --+<- ----i J--
g g g
DO DD
----i 1-- --+<- -N--- ---1 1--
D CJ D
--+<- --+<- --i 1--
Figura 3.8 Circuito obtenido con FluidSim para el trabajo práctico 3.2
P RACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO S ORIA T ELLO
46 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria _______ _
5.- En la Figura 3.9 dibuje el diagrama que obtuvo al utilizar el programa
MicroWin,del PLC Siemens. Anote las direcciones que se definieron para cada
una de las entradas de acuerdo al diagrama de conexiones eléctricas de la
Figura 3.7.
A=_ P=_ X=_ Y=_ R= __ . ON=_ Mi=_ M2=_
Figura 3.9 Diagrama de lógica programada resultante de transferir las ecuaciones
minimizadas
3. 7 .2 TRABAJO PRÁCTICO 3.3
La Figura 3.10 muestra un sistema de bandas transportadoras; el funcionamiento
consiste en trasladar a través de las dos bandas un producto a la vez. El sistema
tiene seis entradas y dos salidas. Como opción puede agregar una tercera salida, un
indicador luminoso para mostrar que el sistema está encendido.
Figura 3.9 Sistema de bandas transportadoras de traslado de producto
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 4 7
6.- Complete la tabla de valores lógicos, considerando que el trabajo a realizar es
trasladar el producto hasta el deslizador localizado al final de la banda
transportadora 2, considerando que existen estados donde el producto no es
detectado por ningún sensor y la distancia entre los sensores S y T es de 1.5
veces con respecto al producto.
Tabla 3.5 Estados resultantes al aplicar el método "Un Estado de Memoria"
Secuencia del Sistema
de Arranque y Paro
Secuencia de encendido de Motores de Bandas
Transportadoras
A p ON ON R s T u MI M2 -.
' -o._: 1 ·, '¡ ' o ,·o-'. I1 -º - ,;::·
1 1 1 1 o o o
o i 1 - o le,,, 0 o o -
'" o o 1 o 1 o o
o~ i "' I "' o ~ o o 1> o
1 o o 1 o
- 1 o -o o o -~
1 o o o 1
-a. 1. . o O, o o
7.- Después de aplicar el método un estado de memoria, obtenga la ecuación
para cada salida.
ON= ______________ _
Mi= ______________ _
M2= _____________ _
El diagrama de conexiones eléctricassugerido es mostrado en la Figura 3.11,
está estructurado por los dos botones del sistema de encendido, cuatro
sensores, dos motores eléctricos (M1 y M2) y un foco indicador de encendido del
sistema (ON).
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELL O
48 1 Práctica 3 • Sistemas secuenciales con Un Estado de memoria _______ _
l)iagrama de conexiones eléctricas paiia el trabajo práctico 3.3
Figura 3.11 Diagrama de conexiones eléctricas del trabajo 3.3
8.- En la Figura 3.12 dibuje el diagrama obtenido para el PLC Siemens S7-200.
Es necesario que transfiera la nomenclatura de acuerdo al diagrama de
conexiones eléctricas de la Figura 3.11
A=_ P=_ R=_ S=_ T=_ U=_ ON=_ M1=_ M2=_
Diagrama de lógica programada con el PLC S7-200 de Siemcns de las ecuaciones obtenidas
del Trabajo PúcticoJ .3
Networlc
Netwo
Netwo .3
Figura 3.12 Diagrama de lógica programada para el PLC Slemens
para el trabajo práctico 3.3
PRÁCTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
PRÁCTICA4
MÉTODO UN ESTADO DE MEMORIA
CON EL PLC FX DE MITSUBISHI
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
Nombre: __________ _
Matrícula: -------------
Grupo: ___________ _
Fecha: ___________ _
Calificación : _________ _
50 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishl
4.1 OBJETIVOS
• Conocer y utilizar las instrucciones básicas del PLC de la marca Mitsubishi.
• Programar el PLC Mitsubishi de la línea Fx.
• Leer y escribir un programa en el PLC MitsÚbishi.
• Realizar la conexión eléctrica para configurar las entradas como Sink o
Source.
• Conocer ventajas y desventajas en la programación, entre las marcas de PLC
Siemens y Mitsubishi.
4.2 MARCO TEÓRICO
Al actualizar maquinaria y procesos industriales basados en PLC, una de las tareas
principales es la evaluación del desempeño de la marca actual del equipo,
específicamente el PLC. En ocasiones se decide cambiar oe marca de PLC,
principalmente por razones de estandarización de marca, y por los beneficios
económicos que aporta.
4.3 INSTRUCCIONES BÁSICAS EN EL PLC MITSUBISHI
Las direcciones de entradas, salidas y memorias difieren entre marcas de PLC. Es
importante conocer como están distribuidas en el PLC Mitsubishi. En la Figura ~-1
se muestran las direcciones de las funciones básicas para resolver los trabaJos
prácticos.
4.4 TRANSFIRIENDO UN PROGRAMA DEL PLC SIEMENS AL
MITSUBISHI
Para cambiar un programa del PLC Siemens al PLC Mitsubishi es necesario conocer
las direcciones de las entradas, salidas, temporizadores, contadores y funciones
especiales de ambas marcas de PLC.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
KlO
~:...;..:_;_----.:.___;;_----'-<Cl)
"--'=--=---.....¡ RST Cl }
Prácticas de Automatización 1 51
Losterriporizadores-sondet tipo TONylaresoluciánmás
comm es rle O .1 Se@.mdo
Los contadores son del_ tipo ascendente y la activación del reset
se r.eal.iza. en otro rengf ón a través de la instrucci án RST seguida
rlel contador a reestabl ecer
Figura 4.1 Instrucciones de contactos de entradas, memorias, salidas y funciones
especiales
La Figura 4.2 muestra una secuencia programada con el PLC Siemens y
Mitsubishi; los dos diagramas son comparados con las funciones equivalentes en
cada uno de los programas. Es importante notar la diferencia en la programación
entre los temporizadores y contadores, las funciones de entradas y salidas no tiene
una gran diferencia, sólo las direcciones.
4.5 CONFIGURACIÓN DE ENTRADAS EN EL PLC MITSUBISHI
Para realizar la configuración de las entradas, el PLC Mitsubishi tiene un borne
identificado como S/S; dependiendo a qué borne de la fuente de corriente directa
sea conectado (positivo o negativo) será el t ipo de entradas que acepte.
Módulo de entradas S/nk
La terminal S/S es conectada al negativo de la fuente indicando que el módulo de
entradas del PLC es configurado como Sink y los dispositivos de entrada aplicarán
una señal positiva a la entrada del PLC.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
\
52 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi
Módulo de entradas Source
La terminal S/S es conectada al positivo de la fuente indicando que el módulo de
entradas del PLC es configurado como Source y los dispositivos de entrada
aplicarán el negativo de la fuente a la entrada del PLC.
PLC S7 200 de Siemens - PLC Mitsubishi Fx
Network 1
l0.0 l0.1 Ml.O xooo XOOl
---j ~ 1 ( ) ·o---j ~ 1 (Mo)-
-#-tH1J XOOO XOOl MJ 1----Vf---i f--,
Network2
Ml.O T38 CI T37 MO T2 Cl klOO
H 1--Vf----Yl
IOOj: lj 1 H r--v1---VI (n}-
Network3
T37 T38 Tl klOO
HI
IOOj: IJ ¡l3 H: n)-
Network4
T37 T38 Tl klO
HI J l :177 : c1)-l0.0 Cl xooo CI ci}-H f---i 1 ~l ----i f---i 1 [RSr
Network5
T37 QO.O Tl
YOO~ ----i : ) 24H;
Figura 4.2 Comparación de un circuito de ¡lógica programada entre el PLC Slemens Y
Mltsl).lblshl
pRAc;;TICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 53
REPORTE DE PRÁCTICA
Nombre:
Matrícula: ___________ _
Grupo: ______ _
Fecha: ____________ _
Calificación: ____ _
Firma del profesor: _______ _
4.6 TRABAJO PRÁCTICO
En seguida se presentan dos trabajos prácticos que deberán de resolverse con
lógica programada utilízando el PLC Mitsubishi.
MATERIAL REQUERIDO
• Computadora con el programa GPP WIN para el PLC Mitsubishi, programa
simulador de Mitsubish i (Fx Trainer) y Flu idSim de FESTO.
• PLC Mitsubishi de la familia Fx.
• Fuente de voltaje de 24VCD.
• Interface para PLC Mitsubishi.
• Botones varios.
• 2 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede util izar Relevadores o
Contactores para motores de mayor consumo eléctrico.
• Un indicador luminoso de CA.
• Tres botones del tipo activar para empujar.
• Botón de paro y arranque.
4.6.1 TRABAJO PRÁCTICO 4.1
La secuencia a desarrollar es mostrada en la Tabla 4.1. Muestran la secuencia de
arranque del sistema y la secuencia del encendido y apagado de los dos motores
Mly M2.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
54 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi
Tabla 4.1 Estados de la situación 4.1 con estados de memoria definidos
Secuencia del Sistema
de Paro y Arranque
Estado A p ON
-;e
l D rl ON
2 1 1 1
3 O · 1, .1 , ON
4 o o o
1 ·~·n; ~1 "ON '
Secuencia de encendido de Motores
Ml y M2 con Paro y Arranque incluyente
Estado ON .X y R Ml
·1 )i.': 1 o o º~ Ml
2 ·1 1 o o 1
'(- i ,if: 1 ~· :_:: o o o MI.
4 1 o 1 o 1
5
..
l 1,· o o o Ml ·''
--
6 1 o o l o
l l o o o Mj
Diagrama de conexiones eléctricas
M2
M2
o
M2
1
M2
o
M2
La Figura 4.3 muestra el diagrama de conexiones eléctricas para el desarrollo del
proyecto.
Qiagr~a de .conexiones eléctrica_s del trabajo prácti_co 4. 1
Figura 4.3 Conexiones eléctricas del trabajo práctico 4.1
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN / SATURNINO SORIA TELL O
Prácticas de Automatización 1 55
1.- De la Tabla 4.1 obtenga las ecuaciones lógicas del sistema.
ON= ______________________ _
M1= _______________________ _
M2= ______________________ _
2.- En la Figura 4.4 agregue el diagrama con lógica programada para el PLC
Mitsubishi resultado de transferir las ecuaciones lógicas.
Figura 4.4 Diagrama de lóglca programada resultado de trabajo práctico 4.1
4.6.2 TRABAJO PRÁCTICO 4.2
El trabajo a desarrollar es mostrado en la Tabla 4.2, ahora son considerados cuatro
estados de memorias en el motor M1.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
\
56 1 Práctica 4 • Método Un Estado de Memoria con el PLC Fx de Mitsubishi
Tabla 4.2 Estados de la situación 4.2 con estados de memoria definidos
Secuencia del Sistema
de Paro y Arranque
A p ON
o 1 ON
1 1 1
-O ,., . l ON
o o o
o ] ON
L
Secuencia de encendido de Motores
con cuatro estados de memoria en Ml
ON X y R Ml M2
. 1 o o o Ml M2
1 1 o o 1 o
1 ·· O o o Ml M2
1 o 1 o Ml 1
1 o o o Ml M2
1 o o 1 o o
1 o o o Ml M2
3 .- Obtenga la ecuaciónlógica de la salida de M1.
M1= _______________________ _
4.- Utilizando la figura 4.5 agregue el diagrama de lógica programada para el PLC
Mitsubishi, resultante de modificar la salída M1.
<,~ .·:·· • . e . . • . :
Lógica.Programada con e1 PLC Mitsubishi Familia Fx del trabajo práctico 4 2
.<
Figura 4.5 Diagrama de lógica programada resultado de trabajo práctico 4.2
PRACTICAS OE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 57
5.- Después de haber desarrollado los dos circuitos con el PLC Mitsubishi y haber
programado el PLC Siemens en la práctica 3, mencione algunas ventajas y
desventajas de los dos PLC.
• PLC Mitsubishi
Ventajas:
Desventajas
• PLC Siemens
Ventajas:
Desventajas:
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
;
. !
' i
,. !
< L.
.,,
,
PRACTICAS
SISTEMAS SECUENCIALES
CON MÁS DE
UN ESTADO DE MEMORIA
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
.·:- -. . _. .. · ··;_ ·., --...... :·. · .. ·-. ·:· ···-;,-· ---~ ..,,_----~· _-., ·r:·:-:c· ..
; ::t:%:it',é.::/;·t:,\':··~:;·;~_:;~;' ~':::;i,';'.:'.2_:·····
;. Grupo: :· i.. . . _ .
· · .. F~ha: J i . ·· · : ·
• caliticaéión: ,, ·,,;., ,.. ::.--------,---~......-
60 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria ____ _
5.1 OBJETIVOS
• Entender el método "Memoria Interna·, método propio del libro que facilita el
desarrollo de la lógica secuencial.
• Aplicar el método a los problemas propuestos.
• Comparar el método "Memoria Interna· con el método heurístico o práctico
que haya desarrollado.
• Comparar la efectividad del resultado en tiempo y función al aplicar el
método.
• Identificar los límites de aplicación del método.
• Entender el funcionamiento de un sistema secuencial asíncrono.
• Transferir un grupo de ecuaciones lógicas a un circuito de lógica programada.
• Conocer y aplicará la transición negativa de una entrada discreta.
5.2 MARCO TEÓRICO
El alumno comprenderá que la mayoría de las aplicaciones de los sistemas
secuenciales requieren la generación de más de un estado de memoria y el método
"Un Estado de Memoria" no es suficiente para dar solución a este tipo de
problemas, por la cual se propone el método "Memoria Interna·, para generar las
memorias necesarias y solucionar sistemas secuenciales con n estados.
5.3 MEMORIA INTERNA
Es un dispositivo del tipo binario que sólo tiene dos estados: encendido y apagado.
Consta de una bobina la cual debe de ser activada para que los contactos que
dependen de ella puedan cambiar de estado lógico. Con estos cambios de estado
se activan o desactivan funciones; ya sea de salidas o de memorias.
La memoria interna es utilizada como medio para solucionar la lógica de un
sistema secuencial, debido a que es difícil obtener una solución para la(s)
variable(s) de salida aplicando solamente los valores lógicos de las variables de
entrada. Se le describe como interna, debido a que es una variable discreta que no
sale al exterior en forma directa, sino en forma indirecta al formar parte de una
ecuación lógica que representa a una variable de salida.
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
Prácticas de Automatización 1 61
La memoria interna en un PLC es llamada relevador interno, también llamada
memoria y bits.
5.4 SISTEMA ASÍNCRONO
Es un sistema secuencial en el cual el cambio de estado de las salidas depende de
que existan cambios en los estados lógicos de las entradas . . Estos cambios
provocan activaciones de memorias que a su vez activan o desactivan a las
funciones de salida del sistema. Al no existir cambios en las funciones de entrada,
se entiende que el sistema se ha quedado estable y puede quedarse en ese estado
por tiempo indefinido, hasta que suceda un cambio de estado en alguna de las
entradas.
De acuerdo a la secuencia lógica, existen dos tipos de sistemas: lineal y con
derivación. Ambos sistemas son mostrados a través del esquema de la Figura 5.1.
Sistema Lineal
Figura 5.1 Estructura del PLC compacto
5.5 MÉTODO DE LA MEMORIA INTERNA
Está basado en generar n estados de memoria. La función consiste en memorizar
los cambios de estado del sistema, los cuales son el resultado del cambio lógico de
una o más funciones de entrada. El número de memorias a generar es igual al
número de estados que tenga la secuencia.
Para aplicar el método, es necesario conocer la siguiente información del
sistema a resolver:
1. Número de entradas discretas
2. Número de salidas discretas
3. Número de pasos de la secuencia a desarrollar
4. Los valores lógicos de todas las variables discretas en cada estado
PRACTICAS DE AUTOMATIZACIÓN/ SATURNINO SORIA TELLO
62 1 Pr6ctlca 5 • Slstem• secuenclales con rn6s de un Estado de Memoria ___ _
Con la lnformacl6n obtenida, se estructura la tabla natural del proceso. Después
se aplica el método para desarrollar la tabla de memorias.
Umltea de apllcaclón
Este método aplica s61o a sistemas de lógica programada basados en PLC. B grupo
de ecuaciones lógicas resultantes de aplicar el método son transferidas y
programadas con esta lógica. El número de estados es igual al número de memorias
a desarrollar. · ·
Tabla de fflNIOllu
La Tabla 5.1 muestra una tabla de memorias de un sistema con n entradas, n
estados y n salidas. El resultado es la generación de n memorias. El objetivo de esta
tabla es obtener ecuaciones lógicas una para cada memoria y una para cada
función de salida, para después representarlas en un diagrama de lóglca
programada basada en PLC.
Tabla 5.1 Sletema con n NtaclN, n variables de entrada y n variables de Nllda
' .
Vm-1111111 LálCII de latnda Vll"lal11 LálCII de Salida Meall'ill
Vel VeJ ... Vu-1 Vea VII Vt2 ... v .... 1 Va M1 M2 ... Ma-1 Ma
1 Vel,l \112,1 ... ~1.1 Ven,1 Vll,1 V12,1 ... ~l. Vm,1 1 o ... o Mn
2 Vel,2 \112,2 -~1; Vea,2 Vll,2 Vl2,2 ... r,'a-1 Vn,2 MI 1 ... o o
3 Vol,3 \112,3 ... Mn-1,l Vta,3 V11,3 v,2,3 ... r."111-U Vlll,3 o M2 ... o o
• • • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • • • •
D Vel,n \112,n ... vm-l,1 Vlll,D Val,n V12,n ... r,ran-1,1 V1111,n o o . .. Mn-1 1
1 Vel,1 Ve2,l ... vm-1, Ven,l Vll,l v,2,1 ... ~111-1, Vm,l 1 o ••• o Mn
PRAC'ncAs DE AUTOMATIZACION / SATURNINO S0RIA TELLO
________________ Prácticas deAutomatlzacl6n 1 63
REPORTE DE PRÁCTICA
Nomln::
Matrfcula: -----------
Grupo: -----Í'ePhll: ________ _
C8lificaci6n: ----
Arma del ¡pmfw¡w. -------
5.6 TRABAJO PRÁCTICO
Se presentan cuatro trabajos prácticos. Ceda uno debe de ser solucionado con el
método ·Memoria Interna• y reportar los resultados observados.
MATERIAL REQUERIDO
• Computadora con los programas FluidSim y MicroWln
• PLC Slemens
• Fuente de voltaje de 24VCD
• lnteñace pa~ PLC Slemens
• Estación de trabajo con Interruptores y lámparas
• Cebles
• Herramientas varias
• 3 Motores de CA máximo 0.1Amp. También puede utilizar Rele~dores o
Contactores para motores de mayor consumo eléctrico.
5.6.1 lRABAJO PRÁCTICO 5.1
El esquema de la Figura 5.2 muestra un sistema secuencial asíncrono con una
entrada y una salida. La entrada es del tipo •empujar para activar no retentivo• y la
función de salida es un indicador luminoso.
PRAcT1c:As DE AUTOMATIZACION / SA1URNINO SORIA TELLO
. \
¡:
¡¡ '
1 ¡
!l. !
" l
' 1
!
64 1 Práctica 5 • Sistemas secuenciales con más de un Estado de Memoria ____ _
Secuencial
Asíncrono
Figura 5.2 Tabla natural del Trabajo práctico 5.1
. .
-
La Tabla 5.2 describe el funcionamiento del sistema a desarrollar y se muestran
los valores lógicos de las variables de entrada y de salida del sistema· en cada
estado. La tabla inicia con .el estado estable, estado inicial, y termina con el mismo
estado del segundo ciclo, mostrando de esta manera todos los estados de la
secuencia.
Tabla 5.2 Tabla natural del trabajo práctico 5.1
Estado A F(A)
1 o o
2 1 1
3 o 1
4 1 o
1 o o
Tabla de memorias
El número de estados que muestra la tabla natural del procesoMateriales relacionados
301 pag.
229 pag.
73 pag.
190 pag.Funcionamiento-de-un-tablero-de-control-con-un-plc-Allen-Bradley
Ingeniería Fácil
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