CURSO GENERAL DE AUTOMATAS PROGRAMABLES INDUSTRIALES

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NDICE1. Introduccin al control con PLCs2. Iniciacin a la programacin del PLC3. Programacin bsica del PLC con consola4. Programacin avanzada del PLC5. Unidades especiales de E/S6. Programacin de PLCs con Syswin7. Anexo I. DM de Configuracin de PLCs

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INTRODUCCION AL CONTROL CON PLCs

INTRODUCCION AL CONTROL CON PLC's

EVOLUCION HISTORICA1968: Procesador cableado sustituye a rels.Dcada de los setentaIncorporacin de elementos hombre-mquina.Manipulaciones de datosOperaciones aritmticasComunicaciones (ordenador)Incremento de memoriaE/S remotasInstrucciones ms potentesDesarrollo de comunicaciones con dispositivosDcada de los ochenta: Avance de la tecnologa PAlta velocidad de respuesta, ms lenguajesReduccin de dimensionesMdulos inteligentes, autodiagnsticoDcada de los noventa:Buses de campo abiertosUtilizacin de tecnologa de ordenador: PCMCIA /ETHERNETConceptos OMRON Smart FactoryPlug & Play / Down sizing / Easy to use

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AUTOMATIZACIONPLCs diseados para cubrir las necesidades de control de cualquier tipo de mquina.

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AUTOMATIZACION Control de planta Control de lneaTelemando Tratamiento de aguas Domtica Gestin de energa Natica Proyectos pblicos Medio ambientePLCs diseados para cualquier aplicacin de tipo industrial o no industrial.

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AUTOMATIZACION3 Familias de PLCs para 3 niveles de aplicacin.

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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACIONINCORPORACION DE UN ELEMENTO (Pej PLC) PARA QUE CONTROLE EL FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACION,DE LA MAQUINA O DEL SISTEMA EN GENERALEN DEFINITIVA SE TRATA DE UN LAZO CERRADO ENTRE EL DISPOSITIVO QUE CONTROLA (PLC) Y LA INSTALACION EN GENERAL

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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION

EL ELEMENTO DE CONTROL (PLC) REACCIONA EN BASE A LA INFORMACION RECIBIDA POR LOS CAPTADORES (SENSORES) Y EL PROGRAMA LGICO INTERNO, ACTUANDO SOBRE LOS ACCIONADORES DE LA INSTALACION.

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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACIONLOS PRINCIPALES FACTORES QUE FAVORECEN LA APARICION Y EVOLUCION DE LOS PROCESOS AUTOMATICOS SON BASICAMENTE :ECONMICOSCALIDADSEGURIDAD LABORAL

POR LO TANTO, LAS FUNCIONES BSICAS DE LA AUTOMATIZACION DE UNA MQUINA O DE UNA INSTALACIN SON:AUMENTAR LA PRODUCCIONDISMINUIR COSTES MEJORAR LA CALIDAD DEL PRODUCTO ACABADOEVITAR TAREAS PELIGROSAS AL SER HUMANOINFORMACION EN TIEMPO REAL DEL PROCESO

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PROGAMACION LGICA

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SISTEMAS DE NUMERACIONLAS VARIABLES, EN GENERAL, PUEDEN EXPRESARSE O REPRESENTARSE SEGN DISTINTOS SISTEMAS DE NUMERACINEL SISTEMA HABITUAL QUE SE EMPLEA DE FORMA COTIDIANA ES EL SISTEMA DIGITAL, QUE UTILIZA LOS SMBOLOS DEL 0 AL 9.HAY OTROS SISTEMAS DE NUMERACION QUE, AL TRABAJAR CON MQUINAS Y CON COMUNICACIONES, NOS APARECERN CONSTANTEMENTEBINARIOBCD (BINARIO CODIFICADO DECIMAL)HEXADECIMALCOMA FLOTANTEGRAYASCII

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SISTEMAS DE NUMERACION

EN GENERAL,CUANDO UNA CANTIDAD (N ENTERO) SE REPRESENTA MEDIANTE UN SISTEMA DE NUMERACIN DE BASE B, QUIERE DECIR :

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CODIGO BINARIOCODIGO BINARIO

UTILIZA LOS SIMBOLOS (1 y 0) PAEA REPRESENTAR CUALQUIER VALORLA FORMULA DE CONVERSION DE UN NUMERO DECIMAL A UN NUMERO BINARIO ES LA SIGUIENTE :

DONDE Zi ES UNO DE LOS 2 SIMBOLOS (0 1)

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CODIGO BINARIOCODIGO BINARIO

EJEMPLO: LA REPRESENTACION DEL N12 EN BINARIO SER :

EJEMPLO : REPRESENTAR EN BINARIO LOS N DECIMALES 16 Y 45.

2 2 2 2 2 216 1 0 0 0 0 45 1 0 1 1 0 1

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Nmeros en COMA FLOTANTECOMA FLOTANTE

Signo (s) 1: negativo , 0: positivo (bit 31)Mantisa (M) La mantisa incluye 23 bits (bit 0.. 22). Representa la parte derecha de nmero decimal.Exponente (e) El exponente incluye 8 bits (bit 23..30). MantisaExponenteSigno Mantisa...313023 22 21 2 1 0...

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Nmeros en COMA FLOTANTESe pueden expresar los nmeros:

- (e=255, M=0, s=0)-3.4028231038 -1.17549410-380 (e=0)1.17549410-38 3.4028231038 (e=255, M=0, s=1)NaN (e=255, M0): Nmero no vlido.

No es necesario conocer el formato de estos nmeros, slo que ocupan 32 bits.

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Precauciones COMA FLOTANTE

Las operaciones indeterminadas 0.0/0.0, /, - dan como resultado NaN.Overflow () y Underflow (0). Es ms peligroso el Overflow al convertir el resultado a entero (binario con signo).Los decimales se truncan al convertirlos a entero (binario con signo).Cualquier operacin con un NaN como operando da como resultado NaN.

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IEEE754

Expresan nmeros reales en 32 bits conforme al estndar IEEE754:

(-1)signo2exponente-127(1+Mantisa2-23)

1#10000000#11000000000000000000000 Signo: (-1)1= -1Exponente: 2128-127=21=2Mantisa: 1+62914562-23=1+0.75=1.75Resultado: -1.752= -3.5

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CODIGO BCDCODIGO BCDCODIGO MEDIANTE EL CUAL CADA NUMERO DEL SISTEMA DECIMAL (0..9) SE REPRESENTA EN BINARIO (0,1).LA CONVERSION DIRECTA ES LA SIGUIENTE :DECIMALBINARIO00000100012001030011401005010160110701118100091001

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CODIGO ASCIICODIGO INTERNACIONAL CUYAS SIGLAS RESPONDEN A AMERICAN STANDAR CODE INFORMATION INTERCHANGE.HOY UTILIZADO EN COMUNICACIONES E INTERCAMBIO DE DATOS. EN ESTE CODIGO SE UTILIZAN 8 BITs PARA LA REPRESENTACION.Ejemplo :

A = 41 = 0100 00015 = 35 = 0011 0101> = 3E = 0011 1110

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CONCEPTO DE REGISTRO

DISPOSITIVO CAPAZ DE ALMACENAR UNA INFORMACION DIGITAL (1 o 0)

EN NUESTROS PLCs TODOS LOS REGISTROS SON DE 16 (POSICIONES)

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 N BIT msb lsb (PESO)

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CONCEPTO DE PLCEL AUTOMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL(PLC: programmable logic controller)ES UN EQUIPO ELECTRNICO, PROGRAMABLE EN LENGUAJE NO INFORMATICO, DISEADO PARA CONTROLAR EN TIEMPO REAL Y EN AMBIENTE DE TIPO INDUSTRIAL PROCESOS SECUENCIALES.

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CARACTERISTICAS PLCs OMRONRecursos Configurables Comunicaciones compatiblesSoftware de gestin comnMapeado de memoriaPerifricos comunesInstrucciones compatiblesMarcado CE y fabricacin europea

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ESTRUCTURA DE UN AUTOMATA Unidad central de procesos Memoria de programacin (RAM,EPROM,EEPROM) Sistema de control de E/S y perifericos Dispositivo de entradas / salidas.

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DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDA EL PLC RECIBE SEALES DE ENTRADA TALES COMO, ENCODERS, FOTOCELULAS, PULSADORES, TECLADOS, . EL PLC ACTIVA MEDIANTE SUS SALIDAS, VLVULAS, SOLENOIDES, CONTACTORES, INDICADORES LUMINOSOS, ...

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ESTADOS DE FUNCIONAMIENTO

PROGRAM. El PLC est en reposo, y puede recibir enviar el programa a un perifrico (consola, PC, )

MONITOR o RUN. El PLC ejecuta el programa que tiene en memoria, permitiendo en modo monitor el cambio de valores en los registros del mismo.

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MODO DE FUNCIONAMIENTOMONITOR-RUNCICLO DE SCANSe llama as al conjunto de tareas que el automata lleva a cabo cuando est controlando un proceso.TAREAS COMUNES: (SUPERVISION GENERAL)ACEPTACION DE ENTRADAS Y ACTUACION SOBRE SALIDASEJECUCION DE LAS INSTRUCCIONESSERVICIO A PERIFERICOS

TIEMPO DE RESPUESTATiempo necesario para llevar a cabo las distintas operaciones de control. En particular, el tiempo de respuesta de un sistema (activacin de una seal de salida en relacin a una entrada) viene determinado principalmente por:TIEMPO DE SCAN DE LA CPUTIEMPO DE ON/OFF DE LOS MODULOS DE E/S

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MODO DE FUNCIONAMIENTOMONITOR-RUN

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CICLO DE TRABAJO- Programacin WATCH DOG- Verificar memoria de ususario- Verificar BUS E/S- Gestin de transmisin con :Consola de ProgramacinInterface de comunicaciones- Scan secuencial de las instruciones del programa- Lectura del estado de los mdulos de E/S- Transferencia de estado a las salidas

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CALCULO DEL CICLO DE SCAN

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CICLO DE SCAN Y TIEMPO DE RESPUESTA (S)

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Instruccin o Proceso

CPM1A

SRM1

CPM2

CQM1H

Supervisin

0.6 ms

0.18 ms

0.3 ms

0.8 ms

Ejecucin del Programa

1.43 ms

0.8 ms

0.6 ms

1.25 ms

Refresco de E/S

0.06 ms

0.02/0.05 ms

0.3 ms

0.04 ms

Servicio de Host Link

--

0

0.55 ms

0

Servicio de Perifricos

0.26 ms

0.7 ms

0.55 ms

0.34 ms

Servicio de Comboard

--

--

--

0.66 ms

Tiempo Total del ciclo de scan

2.35 ms

1.75 ms

1.75 ms

3.27 ms

Instrucciones bsicas LD

1.72

0.97

0.64

0.375

MOV (21)

16.3

9.1

7.8

17.7

ADD (30)

29.5

15.9

14.7

37.5

Otras : PID

--

420.0

0.39 ms

1.59 ms

CALCULO DE LOS TIEMPOS DE RESPUESTA

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MEMORIA DEL PLCLa memoria del PLC se encuentra dividida en varias reas, cada una de ellas con un contenido y caractersticas distintas :

AREA DE PROGRAMA:En este rea es donde se encuentra almacenado el programa del PLC (que se puede programar en lenguaje Ladder nemnico).

AREA DE DATOS:Este rea es usada para almacenar valores o para obtener informacin sobre el estado del PLC. Est dividida segn funciones en IR, SR, AR, HR, LR,DM, TR, T/C.

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MEMORIA DEL PLCMEMORIA

DE PROGRAMA : RAM CON BATERIA, EPROM EEPROM

INTERNA : RECURSOS DEL AUTOMATA

REGISTROS (CANALES) DE E/SCANALES ESPECIALES

DE DATOS : RAM MANTENIDA CON BATERIA

MEMORIAS DE DATOSREGISTROS PERMANENTES

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CAPACIDAD DE MEMORIA DE PROGRAMA

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E/S CONEXIONMdulos de ENTRADA Unidad de entrada de c.a.\c.c. Configuracin del circuito.

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SELECCION DEL AUTOMATACRITERIOS :

Nmero de E/S a controlar

Capacidad de la memoria de programa

Potencia de las instrucciones

Posibilidad de conexin de perifricos, mdulos especiales y comunicaciones.

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CLASIFICACION DE AUTOMATASPOR TIPO DE FORMATO

COMPACTOS: Suelen integrar en el mismo bloque la alimentacin, entradas y salidas y/o la CPU. Se expanden conectndose a otros con parecidas caractersticas.

MODULARES: Estn compuestos por mdulos o tarjetas adosadas a rack con funciones definidas: CPU, fuente de alimentacin, mdulos de E/S, etc La expansin se realiza mediante conexin entre racks.

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DEFINIR CONFIGURACION DE E/SEn una instalacin nos encontramos con las siguientes seales y elementos a controlar :

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DEFINIR CONFIGURACION DE E/S

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COMPOBUS SSistema bus Maestro EsclavoMtodo multipunto con ramasHasta 32 nodos Hasta 256 E/SVelocidad de 0,75 mbitsBus de hasta 500 m.Medio de transmisin (doble par trenzado o cable plano)

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COMPOBUS S

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PERIFERICOS

PERIFERICOS son dispositivos que realizan tareas complementarias al funcionamiento del autmata y estn en constante comunicacin con este. Se usan tanto para programar como para visualizar el estado del autmata.

- ORDENADOR- CONSOLA DE PROGRAMACION- GRABADOR DE EPROM- INTERFACE DE CASETE

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ANALISIS DE LA INSTALACION Si el cableado de E/S y los cables de potencia han de tenderse por la misma canaleta (por ejemplo estan conectados al mismo equipo), deben ser protegidos poniendo placas metlicas. CONEXIONADO E/S ALIMENTACION

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ANALISIS DE LA INSTALACIONMONTAJE

Para evitar ruido, se deberan utlizar cables dobles trenzados AWG 14 (mnimo 2mm^2).Evitar el montaje del PLC junto a equipos de alta potencia.Verificar que el punto de instalacin est al menos a 200 mm de los cables de alta potencia.

A ser posible, utilizar conductos elctricos para contener y proteger el cableado del autmata lo suficientemente largos como para contener los cables de E/S y mantenerlos separados de otros cables.

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ANALISIS DE LA INSTALACIONCUADRO DE MANIOBRA

Los bastidores se deben montar en horizontal para poder leer la parte impresa con normalidad. Igualmente es importante montar los bastidores en horizontal, para que la ventilacin de los dispositivos sea correcta. Cualquier soporte rgido que cumpla las especificaciones ambientales es vlido. Si es posible, utilizar conductos estndar para contener los cables de E/S y mantenerlos separados de los dems.

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ANALISIS DE LA INSTALACIONPARADA DE EMERGENCIA

Se puede utilizar un rel externo (CR) para configurar un circuito de parada de emergencia que desconecta el sistema cuando el PLC pare su operacin253.13Parada de Emergencia

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