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COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Querétaro Programar.

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1 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Querétaro Programar sistemas de control con PLC. (Segunda Parte) Autor: Adbeel Alejandro Pérez Martínez Clase: Controladores Lógicos Programables Santiago de Querétaro, Querétaro a 01 de Enero de 2011

2 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO Objetivo de la actividad OBJETIVO GENERAL. Obtener la ecuación booleana de un problema de automatización planteado, optimizándola mediante los métodos matemáticos adecuados y llevándola hasta la lógica de un PLC. Objetivo especifico 1. Plantear una ecuación a a partir problema dado. Objetivo especifico 2. Saber utilizar los métodos de optimización tales como algebra booleana y mapas de Karnaugh. Objetivo especifico 3. Plantear los diagramas de escalera a partir de una ecuación booleana simplificada.

3 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO Introducción. Para poder programar un dispositivo PLC es necesario saber interpretar los diagramas de escalera. Para ello se definen todas las herramientas de diseño estructurado para programación con esta lógica. Se agregan ejemplos con cada una de las herramientas para asegurar la comprensión de las mismas.

4 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO Temario 1.Lógica Booleana. 2.Mapas de Karnaugh. 3.Diseño con Lógica Estructurada.

5 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1. LÓGICA BOOLEANA Algebra Booleana Axiomas del Algebra Booleana Simplificación Diseño Lógico Ejemplo.

6 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1.1. Algebra Booleana.

7 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1. LÓGICA BOOLEANA Algebra Booleana Axiomas del Algebra Booleana Simplificación Diseño Lógico Ejemplo.

8 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1.2. Axiomas del Algebra Booleana. Idempotente: Asociativa: Conmutativa: Distributiva: Identidad: Complemento: Teorema de Morgan:

9 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1. LÓGICA BOOLEANA Algebra Booleana Axiomas del Algebra Booleana Simplificación Diseño Lógico Ejemplo.

10 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1.3. Simplificación.

11 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1. LÓGICA BOOLEANA Algebra Booleana Axiomas del Algebra Booleana Simplificación Diseño Lógico Ejemplo y ejercicios

12 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1.4. Diseño Lógico. 1.Identificar entradas: Nombrándolas como I#, que significa Input (entrada en ingles) y el número de la entrada identificada. I0 Temperatura del horno I1 Sensor de la pieza I2 Sensor de puerta cerrada

13 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1.4. Diseño Lógico. 2. Identificar salidas: Nombrándolas como O#, que significa Output (salida en ingles) y el número de la salida identificada. O 0 Banda transportadora. O1 Actuador de la puerta. O2 Encendido del horno.

14 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1.4. Diseño Lógico. 3.Plantear la ecuación Booleana. Uso de tablas de verdad. Una tabla de verdad muestra la salida que corresponde la combinación de varias salidas. Usando la logica 1 para verdadero y cero para falso Todas las permutaciones de las entradas están listadas a la izquierda y las salidas están listadas a la derecha. La salida deseada puede ser alcanzada por la combinación de varias compuertas. Una tabla de verdad puede ser de dos entradas hasta n entradas. Las columnas de entradas están usualmente construidas en orden binario que correspone con el número de bits. En base a la tabla de verdad se debe proponer la ecuación booleana, donde A = 1 = true A = A = 0 = false

15 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 4. Simplificar. Cuando se simplifican ecuaciones Booleanas para ser implementadas en diagramas escalera se deben seguir ciertas reglas básicas: 1.Eliminar NOTs que aplican a mas de una variable. 2.Reemplazar funciones complejas como XOR por sus equivalentes Diseño Lógico.

16 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1. LÓGICA BOOLEANA Algebra Booleana Axiomas del Algebra Booleana Simplificación Diseño Lógico Ejemplo y ejercicios

17 Ejercicio en clase 1.A Simplifique los siguientes ejercicios mediante algebra booleana.

18 Ejercicio en clase 1.B x y + x y' (x + y)(x + y') x y z + x' y + x y z' z x + z x' y (A + B)'(A' +B')' y (w z' + w z) + x y

19 Ejercicio en clase 1.C XWY+XY A+AB+C+1 (A+B)(A+B)C+(AC) X+Y+(XY) (AB)C+AB+C(BA) (AB)C+AB+C(BA)+ A+AB+C+1 A+B+C+(ABC) X+YX+ZX AC+BC+(AB)C (AB)C+ABC

20 Ejercicio en clase 1.D Realizar 5 ejercicios donde se plantee el proceso inverzo. A=A*1=A(B+B)=AB+AB (AB+AB)*1= (AB+AB)*(C+C)= ABC+ABC+ABC+ABC

21 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO Temario 1.Lógica Booleana. 2.Mapas de Karnaugh. 3.Diseño con Lógica Estructurada.

22 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 2. MAPAS DE KARNAUGH Tablas de verdad y mapas K 2.2. Principios de construcción de Mapas K Simplificación con mapa K.

23 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 2.1. Tablas de verdad y mapas K. Los Mapas de Karnaugh son una herramienta muy utilizada para la simplificación de circuitos lógicos. Cuando se tiene una función lógica con su tabla de verdad y se desea implementar esa función de la manera más económica posible se utiliza este método. Una vez obtenida la función lógica a partir de la tabla de verdad, se implementa el mapa de Karnaugh.

24 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 2. MAPAS DE KARNAUGH Tablas de verdad y mapas K 2.2. Principios de construcción de Mapas K Simplificación con mapa K.

25 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 2.2. Principios de construcción de Mapas K.. Para dos variables…

26 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 2. MAPAS DE KARNAUGH Tablas de verdad y mapas K 2.2. Principios de construcción de Mapas K Simplificación con mapa K.

27 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 2.3. Simplificación con mapa K. Ver el siguiente esquema

28 Ejercicio en clase 2 Simplifique los siguientes ejercicios mediante mapas K. abcdout abc abc cd abc abcd

29 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO Temario 1.Lógica Booleana. 2.Mapas de Karnaugh. 3.Diseño con Lógica Estructurada.

30 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 1.Identificar entradas-salidas 2.Plantear la Tabla de Verdad. 3.Plantear la ecuación. 4.Simplificar ecuación. 5.Plantear el diagrama de escalera. 3. Diseño con Lógica Estructurada.

31 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 5. Plantear el diagrama de escalera ¿Qué es un diagrama de escalera? Lenguaje de escalera (Tipo NEMA) Es el más conocido en el área de influencia norteamericana, ya que invariablemente todos los PLC de fabricación americana o japonesa permiten su programación en este lenguaje; ya sea para emplear los mismos diagramas de control alambrado existentes en las máquinas que se reconvierten o, ya sea para capacitar fácilmente al personal de mantenimiento en el manejo y arreglo de estos aparatos. Un diagrama de escalera es la representación gráfica en forma de diagramas de circuitos. Similar a los esquemas de circuitos usados en control convencional. 3. Diseño con Lógica Estructurada.

32 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 5.2. ¿Cuáles son los elementos básicos de un PLC? Los elementos principales son: 1) contactos. Los contactos o condiciones pueden ser de: entradas digitales, salidas digitales, temporizadores, contadores o, marcas (también llamadas banderas o memorias internas, que son equivalentes a los relevadores auxiliares en tableros alambrados). 2) bobinas. Lo que llamamos "bobinas" es el resultado de la operación y "enciende" cuando las condiciones precedentes se cumplen, o en términos eléctricos, existe un camino de contactos en serie cerrados. Existen dos tipos de bobinas: retentiva (tipo latch) y no retentiva. 3. Diseño con Lógica Estructurada.

33 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 5.3. ¿Qué simbología es la que utiliza? 1) Contactores. NO NC Modo de trabajo 3. Diseño con Lógica Estructurada.

34 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 5.4. ¿Qué simbología es la que utiliza? 1) Bobina. Pos Neg Modo de trabajo 3. Diseño con Lógica Estructurada.

35 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 5.5. ¿Cómo paso de lógica booleana a diagrama de escalera? 1)AND 2)OR 3)NEG 3. Diseño con Lógica Estructurada.

36 Ejercicio en clase Simplifique los siguientes ejercicios y obtenga los diagramas de escalera.

37 COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE QUERÉTARO 5.6. ¿Cómo funciona un PLC y cómo es su estructura interna para la interpretación de los diagrama de escalera? (Ver presentación ACT 11_2-A) 3. Diseño con Lógica Estructurada.

38 Ejercicio en clase 3.1 Se desea automatizar la luz de un cuarto, si se detecta que hay iluminación externa, entonces no se permitirá encender la luz, si por el contrario no se detecta iluminación externa, entonces permitirá encender la luz.

39 Ejercicio en clase 3.2 Se desea controlar una banda transportadora que contiene dos sensores de presencia al principio y al final de la misma, el motor se deberá accionar cuando se detecte algún objeto sobre la banda y se deberá detener cuando el segundo Sensor detecte la pieza. El sistema tiene un paro de emergencia que interrumpirá cualquier acción de los sensores. Plantear el diagrama de escalera para este proceso.

40 Ejercicio en clase 3.3 Se desea agregar seguridad a un horno el cual, cuando detecte que las puertas estén cerradas permitirá que el horno encienda al presionar el botón de encendido. El horno estará encendido por 1 hora y una vez que transcurra dicho tiempo se pagará. Si la puerta es abierta cuando el horno esté encendido, entonces el horno se apagará accionando al mismo una sonora. Si el horno se abre cuando esta apagado entonces no se activará la Alarma Plantear el diagrama de escalera del proceso.


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