INSTITUTO TECNOLGICO DE Len Controladores Lgicos
Programables
1. 1. INSTITUTO TECNOLGICO DE LEN
1. 1. INGENIERIA INDUSTRIAL.
CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES DOCENTE:ING. GERARDO LOZA
NGULO Practica 3:PROGRAMACIN DE UN PLC
PRESENTA:MARTHA GABRIELA FALCON GOMEZGABRIEL ANTONIO GASCA
RODRIGUEZULISES JAVIER REYES GALINDOADELA DEL CARMEN LANGO
CARRENSILVIA DEL ROCIO ZAMARRIPA HERRERA Len Gto a 19 de mayo de
2015.
OBJETIVO El objetivo de la prctica es aplicar y reforzar los
conocimientos adquiridos sobre la programacin de un PLC y su
aplicacin.
INTRODUCCINEn la prctica a realizar se emplearan herramientas
que nos ayudaran a comprender mejor lo visto en clase; utilizando
el programa C Scape que nos ayudar a crear y desarrollar un
programa para PLC; es decir como se conecta, el establecimiento de
las salidas, funciones bsicas, funciones de tiempo, etc. De esta
manera lograremos desarrollar las habilidades necesarias para asi
programar cualquier PLC de acuerdo a los requerimientos del
mismo.
MARCO TERICO: 1.1 Controlador Lgico Programable (PLC)1.2
Elementos Fuente de Alimentacin CPU Memoria Mdulos de Entradas y
Salidas Mdulos de Comunicacin1.3 Programacin del PLC1.4 Interfaz
del operador
DESARROLLO
1.1 Controlador Lgico Programable (PLC)El PLC es un controlador
lgico programable, es decir un sistema computarizado que puede ser
programado para controlar automticamente la lgica de funcionamiento
de mquinas, plantas y procesosEl PLC facilita la solucin de
problemas de automatizacin y control en las industrias. Es un
dispositivo muy flexible y de gran capacidad de procesamiento que
se puede adaptar a cualquier tipo de requerimiento, ayudando a
mejorar los niveles de produccin de una planta.
La secuencia bsica de operacin del PLC es: Lectura de seales
desde la interfaz de entradas. Procesado del programa para obtencin
de las seales de control. Escritura de seales en la interfaz de
salidas.1.2 ElementosEl PLC est constituido por cuatro elementos
principales: Fuente de Alimentacin CPU Memoria Mdulos de Entradas y
Salidas Mdulos de Comunicacin
Fuente de alimentacin Proporciona el voltaje y la corriente
necesaria para el funcionamiento del CPU y las diferentes tarjetas
del PLC2 que estn conectadas a travs de un bus interno. La tensin
es normalmente 110/220Vac de entrada y 24Vdc de salida.
La fuente de alimentacin incorpora una batera que se utiliza
como energa de respaldo de corta duracin. La alimentacin a los
circuitos E/S se realiza en circuitos independientes con otras
fuentes o directamente del transformador a 48/110/220 Vac o
12/24/48 Vdc, ya que las E/S necesitan ms potencia.
CPU: La Unidad de Procesamiento Central es la parte inteligente
del sistema. Consulta el estado de las entradas e interpreta las
instrucciones del programa de usuario para ordenar la activacin de
las salidas correspondientes. El CPU realiza una gran cantidad de
operaciones: lgicas, aritmticas, de control y de transferencia de
informacin.
El CPU en el PLC contiene los siguientes elementos: unidad
aritmtica lgica (ALU), unidad de control (UC), acumuladores, flags,
contadores, bus interno, temporizadores.
Memoria: Las memorias guardan la informacin con la que funciona
el PLC. Esta informacin es la de sistema (firmware) y la de
usuario. El firmware es un programa grabado por el fabricante que
establece la lgica de ms bajo nivel que controla los circuitos
electrnicos de un dispositivo. La informacin de usuario es la que
el PLC necesita para ejecutar el control y la constituyen los datos
del proceso y los datos de control.
Memoria interna: Almacena los datos del proceso como son el
estado de las variables que maneja el controlador, imgenes de E/S,
contadores, rels internos, seales de estado, datos alfanumricos,
temporizadores, constantes, informacin para las comunicaciones. Las
variables contenidas en la memoria interna, pueden ser consultadas
y modificadas continuamente por el programa por lo que se construye
con dispositivos RAM.
Memoria de programa: Almacena los datos de control, entre estos
tenemos el programa escrito por el usuario para su aplicacin, las
instrucciones de usuario, la configuracin del PLC, el nmero de E/S,
el modo de funcionamiento. Cada instruccin del usuario ocupa una
direccin del programa. Las memorias de programa son siempre de tipo
permanente: RAM con batera, EPROM o EEPROM.
Mdulos de comunicacin: Permiten el trfico de datos entre las
interfaces de operador, las mquinas y los PLC, es decir entre todos
los componentes del sistema de automatizacin. Se usan mdulos para
comunicaciones individuales punto a punto, multipunto o para la
integracin de la red.
Los mdulos de comunicacin pueden ser: Mdulo de comunicacin Punto
a Punto (Ej: RS232) Mdulos de comunicacin Multipunto (Ej: RS422,
RS485) Mdulos de red Propietarias (Ej: Modbus, DeviceNet) Mdulos de
red Comerciales basados en normas internacionales (Ethernet).La
comunicacin entre el PLC y los dispositivos de su entorno es muy
importante. Las formas como los PLC intercambian datos son muy
variadas. Un PLC puede tener integrado un puerto de comunicacin
serial, que puede cumplir con distintos estndares de acuerdo al
fabricante, o se pueden aadir mdulos de comunicacin a su
estructura, con las que se puede expandir los tipos de redes y el
nmero de dispositivos con los que se pueda comunicar. Los puertos
de comunicacin pueden ser de varios tipos como: RS232C, RS485,
RS422, Ethernet. Sobre estos tipos de puertos fsicos las
comunicaciones se establecen utilizando algn tipo de protocolo o
lenguaje de comunicaciones. En esencia n protocolo de
comunicaciones define la manera como los datos son empaquetados y
codificados para su transmisin
Mdulos de E/S: Los mdulos de entrada adaptan y codifican de
forma comprensible para el CPU las seales procedentes de los
dispositivos de entrada o captadores, para que sean evaluadas en el
programa que est guardado en el PLC. Los mdulos de salida
decodifican las seales procedentes del CPU, las amplifican y mandan
a los dispositivos de salida o actuadores como leds, switches,
rels, variadores, etc. para controlar el proceso. Los PLC son
capaces de manejar voltajes y corrientes de nivel industrial que
permiten conectarse directamente con los sensores y accionamientos
del proceso. Tambin existen mdulos mixtos de entradas y
salidas.
Mdulos Digitales: Trabajan con seales de voltaje que son
interpretadas como 0 o 1 tanto para las entradas como para las
salidas. Algunos captadores de tipo discreto son: finales de
carrera, botones, pulsadores. El valor binario de las salidas
digitales se convierte en la apertura o cierre de un rel interno
del PLC en el caso de mdulos de salidas a rel. En los mdulos
estticos los elementos que conmutan son transistores o triacs a la
misma tensin. En los mdulos electromecnicos son contactos de rels
internos del mdulo que pueden actuar sobre elementos que trabajen a
tensiones distintas.
Mdulos analgicos: Convierten una magnitud analgica en un nmero
que se guarda en una variable interna del PLC. Se realiza una
conversin A/D, porque el PLC trabaja con seales digitales. La
precisin o resolucin es determinada por el nmero de bits y por el
intervalo muestreo. Para las salidas se convierte el valor de una
variable numrica interna del PLC en tensin o intensidad mediante
conversin D/A con precisin y resolucin determinada por el nmero de
bits y el periodo de muestreo. Algunos actuadores que admiten mando
analgico son: variadores de velocidad, reguladores de temperatura;
usados en la regulacin y control de procesos continuos.
1.3 Programacin del PLCLa programacin se centra en expresar las
operaciones y secuencias de control del sistema en un lenguaje de
programacin adecuado para el PLC. El estndar internacional IEC
61131-3 define cinco lenguajes de programacin para los sistemas de
control programables: FBD (Funciones de diagramas de bloque) LD
(Diagrama de escalera) ST (Texto estructurado) IL (Lista de
instrucciones) SFC (Cuadro de funciones secuenciales)Los conceptos
fundamentales de la programacin del PLC son comunes a todos los
fabricantes, las diferencias en el direccionamiento E/S, la
organizacin de la memoria y el conjunto de instrucciones hace que
los programas de los PLC nunca se puedan usar entre diversos
fabricantes. Dentro de la misma lnea de productos de un solo
fabricante, diversos modelos a veces no son compatibles. Las
unidades de programacin son el software y hardware encargados de la
programacin, compilacin, grabacin, supervisin del programa de los
PLC. Estas unidades pueden ser consolas de programacin, o una PC
equipada con el software correspondiente. Algunos programas son:
RSLogix, Modsoft, LogicMaster. La programacin del PLC es
relativamente sencilla. En el programa est la lgica de control del
sistema. Se guarda el programa en el PLC para su funcionamiento,
con la posibilidad de una fcil modificacin si fuera necesaria. El
PLC puede trabajar de tres formas diferentes: Program: PLC en
reposo, no escanea entradas y ni ejecuta el programa. Se puede
editar en lnea, y transmitir el programa al PLC o a la unidad de
programacin. Run: PLC escanea las entradas, ejecuta el programa que
tiene en memoria y enva las salidas. No se pueden hacer cambios al
programa en lnea. Remoto: PLC puede estar en Remote Run o Remote
Program, ejecuta el programa pero se pueden hacer cambios en
lnea.
1.4 Interfaz del operadorLos PLC necesitan interfaces
hombre-mquina (HMI) para poder interactuar con los operadores para
la configuracin, la supervisin y el control diario del sistema
automatizado.Un sistema simple puede usar botones y luces para
interactuar con el usuario, estos estn ubicados en pupitres o mesas
de control. Otro ejemplo de panel de operador es una PC de donde se
puede monitorear el sistema, esta debe tener el HMI corriendo. En
la mayora de casos las PCs de operador son una muy buena opcin, sin
embargo para aplicaciones de campo se utilizan paneles de operador
dedicados, es decir, para aplicaciones especficas, mejorando el
rendimiento del proceso. En la actualidad se utilizan pantallas
tctiles o touchscreen para industrias, estas son evolucin
tecnolgica que facilita la interaccin con el sistema. El desarrollo
del HMI se lo realiza con software especializado, algunos programas
son InTouch, RSview, LabView, VisualBasic.
Desarrollo del ejercicio en Automation Studio.Para poder
desarrollar el programa en el CScape, se debe hacer el diagrama en
Automation Studio, para tener establecidas las entradas, el proceso
y las salidas del dispositivo.El siguiente diagrama muestra como
los botones que accionan las lmparas se muestran de la entrada 0 a
la 2, as como los botones de Reset Total y Reset Parcial.
Desarrollo del programa Para el desarrollo de la practica en
Cscape se pasa a configurar el programa para poder cargarlo al tipo
de PLC que estamos utilizando en nuestro caso es un Honeywell
HE-XE102. La prctica consiste en hacer un triple interbloqueo entre
tres lmparas, lo cual quiere decir que si una est prendida las
otras dos no debern prender, y as sucesivamente sea el caso que se
presente. Otra condicin de la prctica es que solamente las lmparas
podrn prender dos veces, una vez encendidas dos veces ya no debern
prender. Colocar dos resets, uno de ellos para resetear la
iluminacin de las lmparas y otro el conteo de los contadores del
circuito. A continuacin se pasa a explicar la parte de
funcionamiento y lgica del circuito elaborado en Cscape.
F1, F2 y F3 sern los botones que me permitirn accionar las
lmparas en ese orden. F4 ser el reset de los contadores y F5 el
reset parcial de las lmparas. Por ejemplo, al presionar F1 se
iluminara la lmpara 1 y el contador har el primer conteo de 2. Se
evitara el encendido de la lmpara 2 y 3, debido a que al quedar
energizado el rel Q1 que enciende la lmpara 1, se abrirn los
contactos cerrados de dicho rel para evitar el funcionar de estas
lmparas. Se presiona F5 para resetear la lmpara y poder volver a
presionar F1 para su segundo y ltimo encendido. Se vuelve a
presionar F5 para resetear la lmpara y poder encender la 2 o la 3
debido a la condicin de dos encendidos.La lgica es la misma para
las tres lmparas, al estar una encendida las otras dos no podrn
encender, ya sea que se comience con encender la 3 o la 2 sin
importar el orden. La nica condicionante para las tres lmparas es
que una vez encendidas dos veces ya no podrn encenderse de nuevo
hasta que se haga un reseteo total del sistema, esto se lograra al
presionar el botn F4 de nuestro PLC.Cargar al PLCEl programa
desarrollado en Cscape se tendr que exportar en formato .pgm para
poder gurdalo en la memoria micro Sd y poder ser cargado al PLC sin
inconvenientes.
Se conecta la fuente de energa del PLC y para poder encenderlo y
cargar el programa desarrollado, una vez cargado y corrido el
programa con xito se pasa a comprobar el funcionamiento del
programa.
SIMBOLOGA
CONCLUSIONES En esta ltima prctica se desarrollo la programacin
de un PLC de acuerdo a lo que estuvimos viendo en clases anteriores
con su respectiva simbologa y ordenamiento de cada uno de los
elementos que conlleva la programacin en este dispositivo.
La prctica se llev a cabo con la informacin tericamente enseada,
lo bueno e interesante de esta prctica es que no solo se realizo el
circuito o diagrama de escalera en un programa si no que se adapto
ya a algo fsico en este caso a un PLC.Las ventajas que se
aprendieron y las cuales se pueden observar ya en la industria es
que el PLC ofrece las mismas propiedades de un sistema cableado sin
embargo este se reduce en cuestin de una lista de materiales, es ms
rpido y se pueden hacer modificaciones rpidas y al instante en el
cableado y por supuesto es de un costo menor.
En resumen la ventaja de saber programar en PLC es que es
posible hacer automtico prcticamente cualquier proceso, mejorar la
eficiencia y confiabilidad de la maquinaria, y lo ms importante
bajar costos.
El programa Automation y Cscape nuevamente nos fue de gran ayuda
ya que nos permite el simular nuestro sistema y observar el
funcionamiento de ste.
.
BIBLOGRAFIA
SISTEMAS DE CONTROL, ANTOLOGA Y MANUAL DE PRCTICAS, M.E. VICENTE
PREZ, CENTRO NACIONAL DE ACTUALIZACIN DOCENTE, MEXICO
2008.http://www.cnad.edu.mx/sitio/matdidac/md/control/sistemas.pdfhttp://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/TBombas.htmhttp://www.abcinnova.com/articulos-e-informacion/18-ique-es-un-plc-y-que-beneficios-tiene.html
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