A PUNTE N º 4: AUTÓMATAS PROGRAMABLES ( PLC ) Módulo: Operación de equipos industriales Juan Amigo S. 2013.

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1 A PUNTE N º 4: AUTÓMATAS PROGRAMABLES ( PLC ) Módulo: Operación de equipos industriales Juan Amigo S. 2013

2 CAPITULO 1. CONCEPTOS DE CONTROL ¿ Que es un sistema automatizado ? La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.

3 Un sistema automatizado consta de dos partes principales: Parte de Mando Parte Operativa

4 O BJETIVOS DE LA AUTOMATIZACIÓN

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6 ¿Q UÉ ES UN AUTÓMATA P ROGRAMABLE ? Un autómata programable industrial (API) o Programable logic controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales. Un PLC trabaja en base a la información recibida por los captadores y el programa lógico interno, actuando sobre el sistema de mando de la instalación.

7 C AMPOS DE APLICACIÓN C AMPOS DE APLICACIÓN

8 V ENTAJAS Menor tiempo de elaboración de proyectos. Posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes. Mínimo espacio de ocupación. Menor costo de mano de obra. Mantenimiento económico. Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo autómata. Menor tiempo de puesta en funcionamiento. Si el autómata queda pequeño para el proceso industrial puede seguir siendo de utilidad en otras máquinas o sistemas de producción.

9 D ESVENTAJAS Como inconveniente, podríamos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta solucionado porque los centros de capacitación ya se encargan de dicho adiestramiento. El costo inicial también puede ser un inconveniente.

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23 ARQUITECTURA DE LOS PLCS

24 ARQUITECTURA EXTERNA CONTROL LOGIC (ALLEN BRADLEY) S7 200 SIEMENS

25 ARQUITECTURA EXTERNA COMPACTA MODULAR MONOBLOQUE SEMIMODULAR NANO PLCS RELES INTELIGENTES

26 ESTRUCTURA COMPACTA MONOBLOQUE EXISTE UNA TARJETA UNICA QUE INTEGRA TODOS LOS COMPONENTES DEL PLC TARJETA DE ALIMENTACION CPU TARJETA DE ENTRADAS TARJETA DE SALIDAS INTERFASES

27 ESTRUCTURA COMPACTA MONOBLOQUE NANO PLC TSX07 TELEMECANIQUE FX0 MITSUBISHI

28 ESTRUCTURA COMPACTA MONOBLOQUE RELES INTELIGENTES LOGO SIEMENS ZELIO TELEMECANIQUE CARACTERISTICAS GENERALES DISPLAY DE PROGRAMACION INTEGRADO FUNCIONES PREPROGRAMADAS POCA CAPACIDAD DE MEMORIA DE PROGRAMA ORIENTADO A AUTOMATISMOS SIMPLES CON UN MAXIMO DE 20I/O

29 ESTRUCTURA COMPACTA SEMIMODULAR CARACTERISTICAS GENERALES EQUIPOS EXPANSIBLES FACILIDAD PARA REEMPLAZAR TARJETAS BUENA CAPACIDAD DE MEMORIA ACEPTA TARJETAS CON FUNCIONES ESPECIALES MANEJAN HASTA 60 I/0 LOCALES

30 ESTRUCTURAS MODULARES CARACTERISTICAS GENERALES EQUIPOS EXPANSIBLES TARJETAS DE ALTA DENSIDAD DE PUNTOS I/O ALTA CAPACIDAD DE MEMORIA MANEJAN TARJETAS CON FUNCIONES ESPECIALES MANEJAN MAS DE 1000 I/0 FUNCIONES DE CONTROL COMPLEJO

31 ARQUITECTURA INTERNA MICROPROCESADOR MEMORIA MOUSE TECLADO PENDRIVE CPU ESTRUCTURA DE UN PC TECLADO MOUSE MONITOR IMPRESORA

32 ARQUITECTURA INTERNA MICROPROCESADOR MEMORIA ENTRADA DE SEÑALES  SENSORES  BOTONERAS  SWITCH  INSTRUMENTOS  ETC DISPOSITIVO DE PROGRAMACION CPU ESTRUCTURA DE UN PLC SALIDA DE SEÑALES  CONTACTORES  ELECTROVALVULAS  RELES  VISUALIZADORES  ETC

33 ARQUITECTURA INTERNA PROCESADOR RAMROM INT I INT 0 ALIMENTACION COMUNICACION ENTRADAS SENAL DIGITAL SALIDAS SENAL DIGITAL

34 PROCESADORES REALIZA LA FUNCIÓN DE EJECUCION DEL PROGRAMA DE APLICACIÓN SICRONIZANDO LECTURA DE LAS INTERFASES I/O Y LOS REGISTROS DE MEMORIA FUNCIONES DE MICROPROCESADOR

35 ESTRUCTURA MEMORIA SISTEMA OPERATIVO ROM REGISTROS RAM PROGRAMA DE APLICACIÓN RAM - EPROM FIRMWARE MAPAS Y ZONAS DE MEMORIA CODIGOS DE PROGRAMA

36 INTERFASES En el control de un proceso automatizado, es imprescindible un dialogo entre operador-máquina junto con una comunicación entre la máquina y el autómata, estas comunicaciones se establecerán por medio del conjunto de entradas y salidas del AUTOMATA Los autómatas son capaces de manejar tensiones y corrientes de nivel industrial, gracias a que disponen un bloque de circuitos de interfaz de E/S muy potente, que les permite conectarse directamente con los sensores y accionamientos del proceso. De entre todos los tipos de interfaces que existen, las interfaces especificas permiten la conexión con elementos muy concretos del proceso de automatización. Se pueden distinguir entre ellas tres grupos bien diferenciados: ENTRADAS – SALIDAS BINARIAS ENTRADAS – SALIDAS ANALOGICAS ENTRADAS SALIDAS ESPECIALES

37 INTERFASES DE ENTRADA La sección de entradas mediante el interfaz, adapta y codifica de forma comprensible para la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada o captadores. ENTRADAS (INPUTS) DIGITALES ANALOGAS

38 ENTRADAS DIGITALES ON-OFF Los módulos de entrada digitales permiten conectar al autómata captadores de tipo todo o nada como finales de carrera,pulsadores, ETC... Los módulos de entrada digitales trabajan con señales de tensión, por ejemplo cuando por una vía llegan 24 voltios se interpreta como un "1" y cuando llegan cero voltios se interpreta como un "0" 0 VOLTS 24 VDC 0 - 1

39 ENTRADAS DIGITALES ON-OFF El proceso de adquisición de la señal digital consta de varias etapas.

40 SALIDAS DIGITALES ON-OFF Un módulo de salida digital permite al autómata programable actuar sobre los preaccionadores y accionadores que admitan ordenes de tipo todo o nada. El valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura o cierre de un relé interno del autómata en el caso de módulos de salidas a relé. 0 - 1

41 ENTRADAS ANALOGAS Los módulos de entrada analógicas permiten que los autómatas programables trabajen con accionadores de mando analógico y lean señales de tipo analógico como pueden ser la temperatura, la presión o el caudal. Los módulos de entradas analógicas convierten una magnitud analógica en un numero que se deposita en una variable interna del autómata. Lo que realiza es una conversión A/D, puesto que el autómata solo trabajar con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (numero de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo). Tº V t V t 01011001

42 SALIDAS DIGITALES ON-OFF SALIDAS TIPO RELE O ELECTROMECANICAS SALIDAS TIPO ESTATICAS

43 SALIDAS DIGITALES ON-OFF El proceso de envío de la señal digital consta de varias etapas:

44 SALIDAS ANALOGICAS Los módulos de salida analógica permiten que el valor de una variable numérica interna del autómata se convierta en tensión o intensidad. Lo que realiza es una conversión D/A, puesto que el autómata solo trabaja con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (numero de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo). Esta tensión o intensidad puede servir de referencia de mando para actuadores que admitan mando analógico como pueden ser los variadores de velocidad, las etapas de los tiristores de los hornos, reguladores de temperatura... permitiendo al autómata realiza funciones de regulación y control de procesos continuos.

45 Conexión de ENTRADAS PLCPLC 1 0 CO M CAMPO F.P. C. I. Lógica Positiva (24 V) COM + _ Lógica Negativa (24 V) COM + _

46 Conexión de SALIDAS 1 0 COM CAMPO F.P. C. I. Lógica Positiva (24 V) COM + _ Lógica Negativa (24 V) COM + _

47 CONTROLANDO UN SISTEMA DE ACCIONAMIENTO ACCIONAMIENTO LOGICO BAJA POTENCIA PRE ACCIONAMIENTO TRANSFERENCIA ACCIONAMIENTO DIRECTO POTENCIA DEL SISTEMA SEÑAL ELECTRICAELECTRO/NEUMATICOENERGIA NEUMATICA

48 PREACCIONADORES O SERVOMECANISMOS