1 REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA Y CONTROL CATEDRA CONTROLES AUTOMATICOS I PROFESORA MIRIAM BORJAS

2 CONTROLADORES LOGICOSPROGRAMABLES P.L.C. Presentado por: David Medina C.I Evelin Alvarez C.I

3 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez INTRODUCCION Esta exposición ofrece los conocimientos básicos sobre los controladores lógicos programables. Estos conocimientos básicos se aplican en diversas plantas y/o procesos donde ya funcionan los mencionados equipos, buscando tener una idea de la forma como estos están configurados y construidos. La información completa y detallada sobre cada uno de estos equipos, se puede encontrar en los manuales que cada fabricante prepara para sus PLC’s. La modernización de la automatización ha hecho que la gran mayoría de las instalaciones tengan montados dichos controladores, los cuales deberán ser atendidos por personal bien capacitado en su selección, programación, montaje y mantenimiento.

4 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez DEFINICION El P.L.C. es un equipo electrónico digital de alto rango de flexibilidad, que puede ser programado de acuerdo con una secuencia lógica de actividades por realizar, capaz de controlar eficientemente y en tiempo real un determinado proceso industrial. Es decir un P.L.C. es una computadora industrial que acepta entradas desde switches y sensores, evalúa esas entradas de acuerdo con un programa almacenado, y genera salidas para controlar máquinas y procesos.

5 ESTRUCTURA BÁSICA DE LA MÁQUINACONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez ESTRUCTURA BÁSICA DE LA MÁQUINA PROGRAMABLE.

6 TIPOS DE EQUIPOS DE CONTROL SEGÚN SU ADAPTIBILIDADCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez TIPOS DE EQUIPOS DE CONTROL SEGÚN SU ADAPTIBILIDAD DE CONTROL RIGIDO Son aquellos equipos diseñados para realizar exclusivamente una actividad especifica de control correspondiente a un determinado proceso. Estos diseños pueden ser hechos con técnicas de relés o de circuitos impresos. Antes de la existencia del P.L.C., el control de procesos se efectuaba con este tipo de tecnología.

7 DIAGRAMA EN BLOQUE DE UN CONTROL RIGIDOCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez DIAGRAMA EN BLOQUE DE UN CONTROL RIGIDO

8 VENTAJAS Y DESVENTAJASCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS DESVENTAJAS Facilidad de instalación Procedimientos sencillos de mantenimiento Facilidad de calibración No requiere de personal ampliamente capacitado Menor tiempo de vida útil Mayor volumen Mayor consumo de energía Mayor generación de ruido Mayor costo. A largo plazo Rigidez propiamente dicha Mayor frecuencia de mantenimiento

9 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez DE CONTROL FLEXIBLE Son aquellos diseñados para realizar múltiples actividades de control industrial, de fácil adaptación a los requerimientos del usuario. Entre estos se ubican los P.L.C., ya que pueden cambiar su función de control cuando se modifica el programa por ejecutar. De esta manera, es posible controlar un proceso totalmente distinto utilizando el mismo equipo o controlar el mismo proceso ampliado, aumentando el numero de variables de control.

10 DIAGRAMA EN BLOQUE DE UN CONTROL FLEXIBLECONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez DIAGRAMA EN BLOQUE DE UN CONTROL FLEXIBLE

11 VENTAJAS Y DESVENTAJASCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS DESVENTAJAS Espacio físico reducido (menor volumen) Mayor economía a largo plazo (menor costo) Mayor cobertura o alcance (mayor capacidad de manejo de variables) Flexibilidad propiamente dicha (multiplicidad de usos) Menor consumo de energía Mayor confiabilidad Instalación más compleja (técnicamente) Se requiere de personal capacitado que tenga el conocimiento y la pericia para operar y programar el equipo Menor velocidad de respuesta

12 DIAGRAMA DE UN SISTEMA DE CONTROL CONCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez DIAGRAMA DE UN SISTEMA DE CONTROL CON P.L.C. CPU CAPTA- DORES Interfaces Unidad de alimentación Sección de entradas salidas ACTUA- P.L.C. Dispositivos periféricos Consola de programación

13 Ofrecen una indicación visual del estado de las entradas CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MODULOS DE ENTRADA Son los módulos a los cuales se conectan los elementos captadores de señales del proceso. FUNCIONES Proporcionan terminales de conexión para los cables que enlazan los dispositivos captadores, provenientes del campo o proceso, con el P.L.C. Ofrecen una indicación visual del estado de las entradas Acondicionan los niveles de tensión y/o corriente provenientes del proceso, para que sean compatibles con los niveles requeridos por el P.L.C. Mantienen aislados los circuitos del campo o proceso, de los circuitos internos del P.L.C.

14 TIPOS MODULO DE ENTRADA DESCRIPCION DISCRETA ANALOGICACONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez TIPOS MODULO DE ENTRADA DESCRIPCION DISCRETA Aceptan solamente dos niveles de tensión (alto, bajo), que pueden ser tanto alterna como continua. Entre estos, se pueden mencionar: de 24 VDC, de 30 VDC y de 115 VAC. ANALOGICA Aceptan, como entrada, un rango de valores entre dos límites, tanto en tensión como en corriente. Entre estos, se pueden mencionar: de 4 a 20 mA, de 1 a 5 VDC, de 0 a 10 VDC, de 10 a 50 mVDC (termocuplas) y de registros.

15 C.P.U. Es la Unidad Central de ProcesamientoCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez C.P.U. Es la Unidad Central de Procesamiento FUNCION Comandar y gobernar las actividades del sistema, ya que esta unidad constituye el cerebro del P.L.C. COMPONENTES Unidades de procesamiento aritmético lógico Procesamiento de datos Unidades de comunicación de datos Unidades de control de entradas y/o salidas (estas, en su mayoría, están basadas en tecnología de microprocesadores y memorias) Memoria principal

16 DIAGRAMA DE BLOQUE DE UN P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez DIAGRAMA DE BLOQUE DE UN P.L.C. P MEMORIA BATERIA FUENTE DE ALIMENTACION IN OUT

17 FUENTE DE ALIMENTACIONCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez FUENTE DE ALIMENTACION Es la encargada de convertir los niveles de voltaje de línea o del banco de baterías, a los niveles lógicos requeridos por los circuitos electrónicos que conforman el P.L.C. Juega un papel muy importante en la funcionalidad del P.L.C., siendo considerada como la responsable de su confiabilidad. Los niveles de alimentación mas comúnmente usados son: 24 VDC, 120 VAC, 220 VAC y 24 VDC.

18 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez BATERIA El bloque de batería cumple la función especifica de suministrar la alimentación requerida por la(s) memoria(s) RAM, para conservar la información contenida en esta(s), en el caso de que el P.L.C. Quede desenergizado de manera voluntaria o involuntaria. Estas baterías son comúnmente de litio y su nivel de salida es de aproximadamente 3,7 Voltios. Están ubicados en el modulo denominado CPU.

19 Realizar operaciones de tipo lógico y aritmético CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MICROPROCESADOR Es un dispositivo electrónico integrado a los que se les atribuye la inteligencia de los P.L.C.. Estos circuitos tiene una gran capacidad de calculo y control. Ellos son capaces de: Manejar datos Realizar operaciones de tipo lógico y aritmético Ejecutar rutinas de diagnostico Estas funciones no son posible ni para los relés, ni para sus circuitos manejadores (los sistemas lógicos cableados).

20 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez UNIDAD DE MEMORIA Es donde se almacena la información y los programas que procesara el P.L.C., permitiéndole al usuario realizar modificaciones en estos con mucha facilidad. Está conformada por varios tipos de memorias. MEMORIA Es un dispositivo electrónico integrado, capaz de almacenar información de tipo digital (datos), de una manera ordenada en cada una de sus divisiones o localidades, pudiendo ésta ser recuperada, siguiendo ciertos procedimientos.

21 TIPOS DE MEMORIAS SEMICONDUCTORASCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez TIPOS DE MEMORIAS SEMICONDUCTORAS TIPO DE MEMORIA SISTEMA DE PROGRAMACION SISTEMA DE BORRADO ANTE EL CORTE DE TENSION LOS DATOS... RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso aleatorio Eléctrica Eléctrico Se pierden, es volátil ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura Durante el proceso de fabricación Es imposible su borrado Se mantienen PROM (Programmable Read Only Memory): Memoria de solo lectura programable UVEPROM (Ultraviolet Erasable Programmable Read Only Memory): Memoria de solo lectura, programable y borrable por luz ultra violeta Por rayos ULTRAVIOLETA (UV) EEPROM (Electricaly Erasable Programmable Read Only Memory): Memoria de solo lectura programable y borrable electricamente

22 MAPA DE MEMORIA DE UN P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MAPA DE MEMORIA DE UN P.L.C. Programas ejecutivos Firmware del sistema (ROM o EPROM) Memoria ejecutiva Memorias temporales (RAM o EPROM) Memoria de imagen o tabla de estados de E/S (RAM) Memoria de la tabla de datos Memoria de datos numéricos y variables Internas (RAM) Memoria de usuario Memoria del programa del usuario Memoria del programa de usuario (RAM)

23 MODULOS DE INTERFACES DE COMUNICACIONCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MODULOS DE INTERFACES DE COMUNICACION Son módulos que se encargan de traducir el lenguaje de un dispositivo inteligente y adaptarlo al lenguaje del P.L.C. para que se establezca una comunicación eficiente.

24 Comunicación entre una PC (usuario) y el P.L.C. (interfaz de campo). CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez ACTIVIDADES Estos módulos pueden realizar varias actividades por separado, a saber: Comunicación entre una PC (usuario) y el P.L.C. (interfaz de campo). Comunicación entre el P.L.C. y una remota (RTU). Comunicación entre el P.L.C. y otro P.L.C. Comunicación entre un P.L.C. maestro y un soporte (chasis) de entradas/salidas (I/O) Comunicación entre el P.L.C. y una impresora.

25 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez MODULOS DE SALIDA Son los módulos a los cuales se conectan los elementos actuadores del proceso. Cumplen funciones similares a las de los de entrada. Proporcionan terminales de salida para conectar los cables que van hacia los dispositivos Ofrecen una indicación visual del estado de las salidas Acondicionan los niveles de tensión y/o corriente provenientes del P.L.C. en los niveles requeridos por los actuadores utilizados en el campo o proceso (o las fuentes que éstos usan). Aíslan, eléctricamente, los circuitos electrónicos pertenecientes al P.L.C., de los niveles de voltaje empleados por los dispositivos actuadores, ubicados en el campo o proceso.

26 Ofrecen una indicación visual del estado de las salidas CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez FUNCIONES Proporcionan terminales de salida para conectar los cables que van hacia los dispositivos Ofrecen una indicación visual del estado de las salidas Acondicionan los niveles de tensión y/o corriente provenientes del P.L.C. en los niveles requeridos por los actuadores utilizados en el campo o proceso (o las fuentes que éstos usan). Aíslan, eléctricamente, los circuitos electrónicos pertenecientes al P.L.C., de los niveles de voltaje empleados por los dispositivos actuadores, ubicados en el campo o proceso.

27 TIPOS MODULOS DE SALIDA DESCRIPCION DISCRETA ANALOGICACONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez TIPOS MODULOS DE SALIDA DESCRIPCION DISCRETA Estos módulos generan dos niveles de tensión (alto, bajo), que pueden ser tanto de corriente alterna como continua. Entre estos, se pueden mencionar: de 24 VDC y de 115 VAC. ANALOGICA Producen una salida que comprende un rango de valores entre dos límites preestablecidos. Entre estos, se indican mencionar: de 4 a 20 mA, de 1 a 5 VDC, de 0 a 10 VDC y de registro.

28 CICLO DE FUNCIONAMIENTO DE UN P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CICLO DE FUNCIONAMIENTO DE UN P.L.C. DEFINICION Es el conjunto de actividades que realiza el P.L.C. en forma secuencial y repetitiva, que tienen la finalidad de asegurar el perfecto funcionamiento de cada parte física y la correcta interpretación y ejecución de la instrucciones del programa.

29 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez PROCESO GENERAL Desde el momento en que se enciende hasta cuando se normalizan las operaciones, el P.L.C. ejecuta lo siguiente: Obtiene la información básica del fabricante y del usuario (configuración). Supervisa y chequea internamente su sistema, velando por el correcto funcionamiento de cada una de las partes que lo conforman.

30 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez Después de la confirmación “OK” de su sistema, procede a explorar (scanning) sus entradas registrando los estados de estas entradas en la tabla imagen de entrada y actualizando las salidas con los valores de la tabla imagen de salida (al comienzo, en la tabla imagen de salida hay solo ceros). Procede a ejecutar las instrucciones del programa, modificando o actualizando la tabla de datos (de salidas) según los resultados de esa corrida. Al finalizar la ejecución del programa, transfiere los resultados de la tabla imagen de salida. A las salidas físicas (módulos de salida).

31 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez Aquí aparta tiempo para la comunicación con otros elementos del sistema; interfaz hombre-maquinas, remotas, otros PLC’s, etc. A partir de este punto comienza a repetir las operaciones desde la exploración de las entradas y salidas, es decir, vuelve a actualizar las salidas usando la tabla imagen de salida y registrando en la tabla imagen de entrada, los estados de las demás operaciones del ciclo, en forma indefinida, mientras el P.L.C. siga encendido.

32 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez ESQUEMA El siguiente esquema representa el ciclo de funcionamiento de un P.L.C., destacando cada una de sus actividades.

33 Supervisión y chequeo CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez Ciclo de Funcionamiento (X mseg./Kbytes) Transferencia de los datos de la imagen de salida a los módulos de salida Supervisión y chequeo Comunicación P.L.C. con otros elementos del sistema Obtención de la configuración Ejecución del programa y actualización de la imagen de salida Barrido de entradas (scan) y actualización de la imagen de entradas Encendido

34 CLASIFICACION DE LOS P.L.C. SEGÚN SU PRESENTACION FISICACONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CLASIFICACION DE LOS P.L.C. CLASIFICACION Los P.L.C. pueden ser clasificados desde diferentes puntos de vista: Según su presentación física. Según su capacidad de entradas/salidas. SEGÚN SU PRESENTACION FISICA Los P.L.C. Pueden ser clasificados en dos (2) grandes grupos: Compactos. Modulares

35 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez COMPACTOS Los P.L.C. compactos son aquellos en los que las partes o bloques que lo conforman están integrados en una sola tarjeta de circuito impreso. MODULARES Aquellos en los que todas las partes o bloques que los conforman están desglosados en módulos individuales, que pueden ser ensamblados, según la necesidad del usuario en los denominados soportes (chasis). Existen dos tendencias en la presentación interna de los módulos que conforman los soportes (chasis) y estos son:

36 ESTRUCTURA AMERICACANACONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez ESTRUCTURA AMERICACANA ESTRUCTURA EUROPEA Se caracteriza por separar la E/S del resto del equipo, de tal forma, que, en un bloque compacto, están reunidos el C.P.U., la fuente de alimentación y, separadamente las unidades de E/S en los bloques o tarjetas necesarias. Su característica principal es que existe un modulo para cada función: C.P.U., E/S, etc. La unidad de programación se une mediante un cable y un conector. La sujeción de los mismos se hace sobre el carril DIN (placa perforada) o bien sobre soporte (chasis), en donde v alojado el bus externo de unión de los distintos módulos que lo componen.

37 SEGÚN SU CAPACIDAD DE ENTRADAS/SALIDASCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez SEGÚN SU CAPACIDAD DE ENTRADAS/SALIDAS Se observan cinco grupos donde se describe la capacidad de entradas y salidas de los P.L.C.: Los microcontroladores, que forman el primer grupo se usan en aplicaciones hasta 32 E/S, siendo 20 E/S lo mas normal. La siguiente categoría corresponde a los P.L.C. Pequeños, con capacidad hasta 128 E/S. Los medianos hasta 1024 E/S. Los grandes hasta 4096 E/S. Muy grandes hasta 8192 E/S.

38 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez GRAFICO 1 2 3 4 5 32 64 128 512 1024 2048 4096 8192 A B C

39 SOPORTE (CHASIS) PARA P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez SOPORTE (CHASIS) PARA P.L.C. DEFINICION Es una estructura físicamente rígida, diseñada especialmente para sostener e interconectar los diferentes módulos de un P.L.C. Esto nos permite contener el P.L.C. en un solo espacio físico y nos da versatilidad para instalarlo en el sitio (durante el proceso).

40 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez COMPOSICION Los soportes (chasis) están compuestos por ranuras (slot´s), que tienen un canal por donde corren las tarjetas y quedan fijadas mecánicamente (en estas ranuras, en general, se ubican las tarjetas verticalmente). El soporte (chasis) posee una tarjeta de interconexión con conectores especiales tipo peine que esta situada en la parte posterior de este. Todo esto es una combinación de plástico, metal, fibra de vidrio y tarjetas de baquelita.

41 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez PRESENTACION FISICA Cada fabricante tiene un estilo muy propio de diseño de sus soportes (chasis) y cada una de las diferentes marcas de P.L.C. tienen, por lo general, una gama de posibilidades para que el cliente escoja el soporte mas adecuado a su proceso. Se presentan algunos soportes (chasis), según la marca o fabricante del P.L.C.

42 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez

43 n CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez n

44 CONFIGURACION DE UN P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CONFIGURACION DE UN P.L.C. DEFINICION Se entiende por configuración de un P.L.C. el proceso de suministrarle la información referente a los módulos a utilizar, la posición de estos en el soporte (chasis). Tipo de comunicación y en general, a toda actividad destinada a preparar al P.L.C. Para que opere correctamente dentro del sistema.

45 PASOS PARA CONFIGURAR UN P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez PASOS PARA CONFIGURAR UN P.L.C. Definir el tipo de P.L.C. (modelo, serie, capacidad de memoria, rata o rango de comunicación, protocolo de comunicación, etc.). Definir la cantidad y cualidad de las entradas y/o salidas.

46 Definir el tipo de tarjeta de comunicación (si es necesario).CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez Seleccionar las ranuras (slots) de los soportes (chasis), que van a contener tarjetas de entrada y/o salida. Darle una respectiva dirección a cada una de las entradas y/o salidas, siguiendo una secuencia numérica. Definir el tipo de tarjeta de comunicación (si es necesario).

47 CONFIGURACION DEL “HARDWARE” CONFIGURACION POR “SOFTWARE”CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CONFIGURACION DEL “HARDWARE” Configurar un sistema P.L.C. es el proceso de preparar cada uno de los elementos del sistema, para que interactúen en la forma deseada. CONFIGURACION POR “SOFTWARE” Es dar las pautas en cuanto a canales de comunicación, cantidad de memoria, tipos de archivos y, en general, fijar parámetros que, aunque no se manejan físicamente, son necesarios para permitir que el sistema funcione.

48 TIPOS DE CONFIGURACIONESCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez TIPOS DE CONFIGURACIONES Los controladores lógicos programables pueden configurarse de tres formas: Configuración local. Configuración remota Configuración local/remota.

49 CONFIGURACION DESCRIPCION Local Remota Local/RemotaCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CONFIGURACION DESCRIPCION Local En la configuración local los módulos de entrada y de salida se encuentran instalados en el mismo bastidor del procesador. Remota En la configuración remota los módulos de entrada y de salida se hallan colocados en bastidores distintos al del procesador. Local/Remota Es una combinación de la configuración local y de la remota

50 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez PROGRAMACION DE UN P.L.C. DEFINICION La programación de un P.L.C. consiste en proporcionarle, a través de una interfaz de programación, la secuencia lógica de actividades que ese equipo tiene que cumplir para ejercer control de una manera apropiada.

51 MODOS DE TRABAJO DEL INTERFAZ DECONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MODOS DE TRABAJO DEL INTERFAZ DE PROGRAMACION Fuera de línea (off-line) En línea (on-line)

52 TIPOS DE LENGUAJE PARA LA PROGRAMACIONCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez TIPOS DE LENGUAJE PARA LA PROGRAMACION DE LOS P.L.C. Varios son los lenguajes o sistemas de programación posibles en los P.L.C., aunque su utilización no se puede dar en todos. Por esto cada fabricante indica, en las características generales de su equipo, el o los lenguajes con los que puede operar.

53 RELACION DE LOS LENGUAJESCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez RELACION DE LOS LENGUAJES MNEMONICO También conocidos como lista de instalaciones, booleanos, abreviaturas mnemotécnicas, AWL. DIAGRAMA DE CONTACTOS Diagrama escalera (ladder diagram), plano de contactos, esquema de contactos, KOP. PLANO DE FUNCIONES Bloques funcionales, logigrama, FUP. GRAFCET Diagrama funcional, diagrama de etapas o fases. ORGANIGRAMA Ordigrama, diagrama de flujo.

54 ESQUEMA DE EJEMPLO CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez ESQUEMA DE EJEMPLO

55 MNEMONICOS O BOOLEANOSCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MNEMONICOS O BOOLEANOS STR: Operación inicio contacto abierto. STR NOT: Operación inicio contacto cerrado. AND (Y): Contacto serie abierto. OR (O): Contacto paralelo abierto. AND NOT: Contacto serie cerrado. OR NOT: Contacto paralelo cerrado.

56 OUT: Bobina de relé de salida. TMR: Temporizador. CNT: Contador. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez OUT: Bobina de relé de salida. TMR: Temporizador. CNT: Contador. MCS: Conexión de una función a un grupo de salidas. MCR: Fin de la conexión del grupo de salidas. SFR: Registro de desplazamiento, etc.

57 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez DIAGRAMA DE CONTACTOS La mayoría de los fabricantes incorporan este lenguaje, debido a la semejanza con los esquemas de relés utilizados en los automatismos eléctricos de lógica cableada, lo que facilita la labor a los técnicos habituados a trabajar con esos automatismos.

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59 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez PLANO DE FUNCIONES Su semejanza con los símbolos lógicos o compuertas lógicas hace también interesante este lenguaje, por la facilidad en la representación para los conocedores de la electrónica digital.

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61 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez GRAFCET El grafcet (Graphe of Comande Etape Transition), esto es, gráfico de orden, de etapa de transición, es un método por el cual se describen, en una forma gráfica, perfectamente inteligibles, las especificaciones de cualquier automatismo.

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63 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez ORGANIGRAMA También llamado ordinograma, diagrama de flujo y flujograma, es un sistema de representación que se basa en una serie de figuras geométricas, utilizadas como símbolos, unidas por líneas, que tiene como misión mostrar gráficamente, en este caso, un proceso o problema, así como informar sobre él, es decir, analizar las partes y darles solución.

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67 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez CONSIDERACIONES DE INSTALACION, PUESTA A PUNTO Y MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE UN P.L.C. Se tratara lo concerniente a los requerimientos en cuanto a las condiciones ambientales y la ubicación optima de los componentes para el buen funcionamiento y facilidad del mantenimiento preventivo del sistema P.L.C.

68 CONDICIONES AMBIENTALES DEL ENTORNO FISICOCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CONDICIONES AMBIENTALES DEL ENTORNO FISICO CONDICIONES FISICAS Ausencia de vibraciones, golpes y otros. Sin exposición directa a los rayos solares o focos caloríficos intensos, así como a temperaturas que sobrepasan los 50 – 60 grados centígrados aproximadamente.

69 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez No elegir lugares en donde la temperatura descienda en algún momento por debajo de 5 grados centígrados o donde los bruscos cambios pueden dar origen a condensaciones. Tampoco es posible situarlos en ambientes en donde la humedad relativa se encuentre aproximadamente por debajo del 20% o por encima del 90%.

70 Ausencia de polvo y de ambientes salinos.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez Ausencia de polvo y de ambientes salinos. Ausencia de gases corrosivos. Por seguridad es necesario un medio exento de gases inflamables. Se ha de evitar situarlo junto a líneas de alta tensión, siendo la distancia variable en función del valor de esa tensión.

71 DISTRIBUCION DE COMPONENTESCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez DISTRIBUCION DE COMPONENTES DEFINICION Es la ubicación de los diferentes elementos del P.L.C. para realizar sus funciones definidas

72 Interruptor o interruptores de alimentación. CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez ELEMENTOS Interruptor o interruptores de alimentación. Protecciones eléctricas correspondientes. Relés, contactores, etc. Fuentes de alimentación, U.P.S. Regletas de bornes. Canaletas de cableado.

73 Disipadores de calor: P.L.C. y fuentes de alimentación.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CONSIDERACIONES ELEMENTOS UBICACIÓN Disipadores de calor: P.L.C. y fuentes de alimentación. Estos elementos se situaran en la parte superior del armario para facilitar la disipación del calor generado al exterior. En todo caso, si la fuente de alimentación y la C.P.U. son independientes y no existe espacio para ponerlas a la misma altura en la parte superior, el elemento que se coloque por encima será la fuente de alimentación. Electromecánicos, relés, contactores y otros. Estos elementos son generadores de campos magnéticos debido a sus bobinas, por lo que es recomendable alejarlos lo mas posible de la C.P.U. y de las unidades de entrada y/o salida. De igual modo, los transformadores estarán lo mas alejado posible de cualquier parte del P.L.C. Módulos de entrada y módulos de salida Estos elementos se agrupan por separado, para poder realizar posteriormente un buen cableado, al igual que la E/S digitales se apartarán las analógicas y del resto de los elementos y los C.C. De los C.A.

74 Distanciar los cables de las entradas de los de las salidas.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez CABLEADO DE UN P.L.C. REGLAS Separar los cable que conducen C.C. De los de C.A. para evitar interferencias. Distanciar los cables de las entradas de los de las salidas.

75 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez Si es posible, apartar los conductores de las E/S analógicas de los de las discretas. Los cables de potencia, que alimentan contactores, fuentes de alimentación, etc., deben ir por canaletas distintas a las de los cables E/S.

76 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez En cuanto al cableado externo, los cables de alimentación y los E/S discurrirán por distinto tubo o canaleta, siendo recomendable, entre ambos grupos de cables, una distancia mínima de 30 centímetros, si están paralelos. En caso de que esto no sea posible, deben situarse placas metálicas conectadas a tierra que separen, dentro de la canaleta, los distintos tipos de cables.

77 LA ALIMENTACION COMO UN FACTOR IMPORTANTECONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez ALIMENTACION DE UN P.L.C. LA ALIMENTACION COMO UN FACTOR IMPORTANTE Una tensión estable del valor indicado por el fabricante y exenta, en lo posible, de picos provocados por otros aparatos de la instalación. Unas protecciones contra sobrecargas y cortocircuitos por medio de interruptores magnetotérmicos, fusibles, etc., así como contra derivaciones a tierra, a través de interruptores diferenciales.

78 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez Una tierra de valor adecuado y debidamente señalizada, mediante conductor amarillo – verde. Si la instalación no la posee debe habilitar una, exclusivamente para el P.L.C., de aproximadamente 3 a 5 OHM (). Un circuito de mando que permita conectar y desconectar en el momento preciso el circuito o parte de él.

79 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez Hay que tomar en cuenta la instalación de una Fuente de Poder Ininterrumpida (U.P.S.), para asegurar el funcionamiento continuo del P.L.C.

80 PUESTA A PUNTO Y EN SERVICIO DE UN P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez PUESTA A PUNTO Y EN SERVICIO DE UN P.L.C. a. Sin tensión. Verificación de las partes físicas La correcta conexión de todos los componentes del sistema. La firme sujeción de todos los cables a sus regletas. La exacta identificación de cables, mediante señalizadores con letras o números.

81 b. Con tensión. Verificación del sistema automático CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez b. Con tensión. Verificación del sistema automático Comprobar que no existe error en el C.P.U. mediante sus “LEDS” indicadores. Alimentar el P.L.C. (en STOP), pero no las cargas. Comprobar el correcto funcionamiento del circuito de mando (marcha-paro).

82 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez En el P.L.C. (en RUN), actuar manualmente sobre las entradas y comprobar la correcta respuesta en las salidas.

83 MANTENIMIENTO DE UN P.L.C.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MANTENIMIENTO DE UN P.L.C. CONSIDERACIONES Como cualquier otra maquina, el P.L.C. Necesita de un mantenimiento preventivo o inspección periódica. Esta ha de tener una periodicidad tanto mas corta cuanto mas complejo sea el sistema y puede variar desde semanal hasta anualmente. Aunque la fiabilidad de estos sistemas es alta, las consecuencias derivadas de sus averías originan un alto costo, por lo que es necesario reducir esta posibilidad al mínimo.

84 MANTENIMIENTO PREVENTIVOCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez MANTENIMIENTO PREVENTIVO Es conveniente disponer de una carpeta de una carpeta de mantenimiento, con las fichas en las cuales se haya confeccionado un cuadro que recoja los datos de las inspecciones periódicas, indicando la fecha y, en un apartado significativo, las averías detectadas y corregidas.

85 De elementos mecánicos:CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez Inspección visual: De elementos mecánicos: Sujeción de los elementos Cable suelto o roto Tornillos suficientemente apretados, etc. De C.P.U. y E/S: Señales de “LEDS” indicativas de diagnóstico.

86 b. Condiciones ambientales:CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez b. Condiciones ambientales: Valores de temperatura y humedad dentro de los márgenes aceptados. Polvo y sucio sobre los elementos. Vibraciones.

87 c. Medidas de tensión de alimentación.CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez c. Medidas de tensión de alimentación. Fluctuación de la tensión de alimentación. Corriente continua y rizada. Vida media de la batería de litio. Tensiones de E/S.

88 Limpiador de contactos (algodón y alcohol en su defecto).CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez Las herramientas y equipos necesarios para esta labor de mantenimiento preventivo serian: Limpiador de contactos (algodón y alcohol en su defecto). Herramientas de instalador. Osciloscopio y/o multímetro. Termómetro e higrómetro.

89 LOCALIZACION Y REPARACION DE AVERIASCONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez LOCALIZACION Y REPARACION DE AVERIAS Por la lista de mensajes de error correspondiente a los “LEDS” indicadores que se encuentran en cada una de las unidades que componen el P.L.C. Por las indicaciones que aparecen en la pantalla (display) de la consola de programación.

90 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez

91 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLESPresentado por: David Medina y Evelin Alvarez CONCLUSION El P.L.C. Es una computadora industrial que acepta entradas desde switches y sensores, evalúa esas entradas de acuerdo con un programa almacenado y genera salidas para controlar máquinas y procesos.

92 Espacio físico reducido (menor volumen) CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez VENTAJAS DESVENTAJAS Espacio físico reducido (menor volumen) Mayor economía a largo plazo (menor costo) Mayor cobertura o alcance (mayor capacidad de manejo de variables) Flexibilidad propiamente dicha (multiplicidad de usos) Menor consumo de energía Mayor confiabilidad Instalación más compleja (técnicamente) Se requiere de personal capacitado que tenga el conocimiento y la pericia para operar y programar el equipo Menor velocidad de respuesta

93 GRACIAS POR SU ATENCION...CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES Presentado por: David Medina y Evelin Alvarez GRACIAS POR SU ATENCION...