SEGUNDA PARTE: HARDWARE

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1 SEGUNDA PARTE: HARDWARE
CURSO BASICO PLC TWIDO SEGUNDA PARTE: HARDWARE

2 2.1. La función del PLC Sección de mando Sección operativa
Comunicación Sensores EL PLC es una parte de la sección de mando , su papel principal consiste en: Capturar los datos provenientes de los sensores dependiendo del estado de la sección operativa. Procesar estos datos. Enviar comandos basado en los procesos realizados a la sección operativa por medio de los actuadores. Manejar la interfaz hombre-máquina usada para controlar el proceso, así como posibilitar las comunicaciones con otros equipos como: PLCs, Impresoras, PCs supervisores, Modems, etc. Una característica fundamental de un PLC es que es un producto industrial, es decir, está diseñado para resistir exigentes fuerzas mecánicas tales como vibraciones, efectos eléctricos, interferencia electromagnética, así como grandes niveles de temperatura. Procesamiento Actuadores

3 2.2. Qué es un PLC? EL PLC es una parte de la sección de mando , su papel principal consiste en: Capturar los datos provenientes de los sensores dependiendo del estado de la sección operativa. Procesar estos datos. Enviar comandos basado en los procesos realizados a la sección operativa por medio de los actuadores. Manejar la interfaz hombre-máquina usada para controlar el proceso, así como posibilitar las comunicaciones con otros equipos como: PLCs, Impresoras, PCs supervisores, Modems, etc. Una característica fundamental de un PLC es que es un producto industrial, es decir, está diseñado para resistir exigentes fuerzas mecánicas tales como vibraciones, efectos eléctricos, interferencia electromagnética, así como grandes niveles de temperatura.

4 2.3. Arquitectura Un PLC es comparable con un procesador equipado con interfaces de E/S. Puede ser compacto o modular en su construcción y puede ser instalado en uno o más racks. Los PLCs modulares comprenden las siguientes partes: Fuente de alimentación Procesador Interface de entradas digitales Interface de entradas análogas Interface de salidas digitales Interface de salidas análogas Interfaces de comunicación Interfaces especializadas para control de procesos, control de ejes, etc. Los diferentes módulos se comunican entre sí por medio del bus interno del PLC. El número de interfaces de E/S que pueden ser conectadas depende del tamaño y potencia del procesador. En el controlador Twido Compact, la fuente de alimentación está integrada. Esta recibe tensiones de entre 110/220 Voltios AC 50/60 Hz y genera los diferentes voltajes internos necesarios para que el controlador opere. Riel DIN

5 2.3. Arquitectura Un PLC es comparable con un procesador equipado con interfaces de E/S. Puede ser compacto o modular en su construcción y puede ser instalado en uno o más racks. Los PLCs modulares comprenden las siguientes partes: Fuente de alimentación Procesador o CPU Interfaces de entradas digitales Interfaces de salidas digitales Interfaces de entradas análogas Interfaces de salidas análogas Interfaces de comunicación Interfaces especializadas para control de procesos, control de ejes, etc. Un PLC es comparable con un procesador equipado con interfaces de E/S. Puede ser compacto o modular en su construcción y puede ser instalado en uno o más racks. Los PLCs modulares comprenden las siguientes partes: Fuente de alimentación Procesador Interface de entradas digitales Interface de entradas análogas Interface de salidas digitales Interface de salidas análogas Interfaces de comunicación Interfaces especializadas para control de procesos, control de ejes, etc. Los diferentes módulos se comunican entre sí por medio del bus interno del PLC. El número de interfaces de E/S que pueden ser conectadas depende del tamaño y potencia del procesador. En el controlador Twido Compact, la fuente de alimentación está integrada. Esta recibe tensiones de entre 110/220 Voltios AC 50/60 Hz y genera los diferentes voltajes internos necesarios para que el controlador opere.

6 2.3. Arquitectura Los diferentes módulos se comunican entre sí por medio del bus interno del PLC. El número de interfaces de E/S que pueden ser conectadas depende del tamaño y potencia del procesador. En el controlador Twido Compact, la fuente de alimentación está integrada. Esta recibe tensiones de entre 110/220 Voltios AC 50/60 Hz y genera los diferentes voltajes internos necesarios para que el controlador opere. Un PLC es comparable con un procesador equipado con interfaces de E/S. Puede ser compacto o modular en su construcción y puede ser instalado en uno o más racks. Los PLCs modulares comprenden las siguientes partes: Fuente de alimentación Procesador Interface de entradas digitales Interface de entradas análogas Interface de salidas digitales Interface de salidas análogas Interfaces de comunicación Interfaces especializadas para control de procesos, control de ejes, etc. Los diferentes módulos se comunican entre sí por medio del bus interno del PLC. El número de interfaces de E/S que pueden ser conectadas depende del tamaño y potencia del procesador. En el controlador Twido Compact, la fuente de alimentación está integrada. Esta recibe tensiones de entre 110/220 Voltios AC 50/60 Hz y genera los diferentes voltajes internos necesarios para que el controlador opere.

7 2.3. Arquitectura Fuente Procesador Interfaces de salida digitales
Interfaces de entrada digitales Interfaces especializadas para control de procesos, control de velocidad, pesaje, etc... Bus interno del PLC Interfaces de comunicación Un PLC es comparable con un procesador equipado con interfaces de E/S. Puede ser compacto o modular en su construcción y puede ser instalado en uno o más racks. Los PLCs modulares comprenden las siguientes partes: Fuente de alimentación Procesador Interface de entradas digitales Interface de entradas análogas Interface de salidas digitales Interface de salidas análogas Interfaces de comunicación Interfaces especializadas para control de procesos, control de ejes, etc. Los diferentes módulos se comunican entre sí por medio del bus interno del PLC. El número de interfaces de E/S que pueden ser conectadas depende del tamaño y potencia del procesador. En el controlador Twido Compact, la fuente de alimentación está integrada. Esta recibe tensiones de entre 110/220 Voltios AC 50/60 Hz y genera los diferentes voltajes internos necesarios para que el controlador opere. Interfaces de entrada análogas Interfaces de salida análogas

8 Procesamiento del programa
El módulo de procesamiento o CPU Bus interno Interfaces de entrada Datos externos Procesamiento del programa Bus interno Este módulo guarda el cerebro del PLC. Gracias a su microprocesador este módulo manipula la adquisición de datos externos enviados desde módulos de entrada dentro del bus interno del PLC. Este módulo corre el programa usando procesamiento secuencial. Usando el bus interno, envía información del estado de la salida a las interfaces de salida basado en los resultados del procesamiento. El procesador trabaja en diferentes modos de operación: RUN: Modo de operación normal, la secuencia de adquisición de las entradas, procesamiento y la escritura de las salidas es realizada cíclicamente y continuamente. STOP: Si el procesador es detenido (fijado en STOP) las entradas son escaneadas pero el programa no es corrido y las salidas no son actualizadas. FAULT: Si algún problema ocurre en el programa, el procesador cambia a modo Fault. El procesador dialoga con la terminal de programación (PC) donde el software de desarrollo del programa es localizado. Este link es usado para transferir el programa al PLC. Interfaces de salida Estado de salida

9 a. Controlador Compacto
Línea Twido Base Compacta Tipo de Alimentación # de entradas y salidas REFERENCIA: TWD LC X A YY DRF Automatización de una puerta eléctrica, en un sistema automático de irrigación, en una piscina etc. Cuando se utiliza con sus módulos de expansión, puede controlar máquinas completas de taller, procesos industriales, etc.

10 a. Controlador Compacto
5 Alimentación de sensores 6 Puerto Serial 1 7 Potenciómetros análogos 8 Conector del adaptador de comunicación 9 Slot para el RTC o adaptador del cartucho de memoria 10 Alimentación de 110/240 Vac o +24Vdc 12 Terminales de salida 13 LEDs 14 Conector para expansión 15 Terminales de Entrada 17 Puerto Ethernet (TWDLCAE40DRF) 18 Batería Externa (TWDLCA*40DRF) No mostrados. Debajo del controlador

11 a. CPUs Compactas

12 a. CPUs Compactas

13 a. CPUs Compactas

14 a. CPUs Compactas

15 a. CPUs Compactas

16 Capacidades I/O Compacto

17 Elementos opcionales Compacto

18 b. Controlador Modular Gran flexibilidad en términos de expansión.

19 b. Controlador Modular TWD LMDA XX DYY REFERENCIA: Tipo de Salidas
Línea Twido Base Modular Tipo de Salidas # de entradas y salidas REFERENCIA: TWD LMDA XX DYY Gran flexibilidad en términos de expansión.

20 b. Controlador Modular 4 Cubierta del cartucho 6 Puerto Serial 1 7
Potenciómetros análogos 8 Conector del adaptador de comunicación 9 Slot para el RTC o adaptador del cartucho de memoria 11 Alimentación de +24Vdc 12 Terminales de salida 13 LEDs 14 Conector para expansión 15 Terminales de Entrada 16 Conector de entrada de voltaje análogo Gran flexibilidad en términos de expansión. No mostrado. A la izquierda del controlador

21 Nombre del controlador
b. Controlador Modular Nombre del controlador Referencia # Canales Tipo de canales Tipo de Entradas/ Salidas Alimentación Modular 20 I/O TWDLMDA20DUK 12 Inputs 24Vdc 8 Outputs Transistor Sink TWDLMDA20DTK Transistor Source TWDLMDA20DRT 6 Relay 2 Modular 40 I/O TWDLMDA40DUK 24 16 TWDLMDA40DTK

22 Capacidades I/O Modular

23 Capacidades Modular

24 b. CPUs Modulares

25 b. CPUs Modulares

26 b. CPUs Modulares

27 2.3.2. La unidad de la fuente de alimentación
En el controlador Twido Compact, la fuente de alimentación está integrada. Esta recibe tensiones de entre 110/220 Voltios AC 50/60 Hz y genera los diferentes voltajes internos necesarios para que el controlador opere. El controlador Twido Modular no posee fuente de alimentación de AC, sin embargo permite ser alimentado con una tensión de red nominal de 24 Voltios DC, en un rango permitido de 20,4 a 26,4 Vdc. La unidad de la fuente de alimentación PSU – Power Supply Unit, posee electricidad para todos los módulos. Sólo debe haber una fuente de alimentación por rack. Abarca los siguientes indicadores: Power o ON: Significa que hay energía en el módulo. BATT: Encendido significa que la batería interna falló RUN: Modo de operación del PLC. RESET BACKUP BATTERY WATCHDOG OUTPUT FUSE

28 Módulos adicionales de I/O

29 2.3.3. Interfaces de entrada digitales
Bus interno Aislamiento Estos manejan dos tipos de datos recibidos de la sección operativa Datos digitales de switches, detectores de proximidad o botones de presión (pushbuttons) Datos digitales codificados en 4, 8 o 16 bits recibidos de encoders, sensores digitales u otros encoders. Estas interfaces tienen 2 funciones: Aislar eléctricamente las señales de la sección operativa de la electrónica interna del PLC. Adaptar los niveles de las señales entre la parte operativa y el bus interno del PLC. El estado de las entradas es mostrado en la parte frontal del módulo

30 Modulos de DI

31 Entradas Digitales DI

32 Bornero o conector

33 Rango de funcionamiento de entrada
A continuación, se muestra el rango de funcionamiento de entrada del módulo de entrada de tipo 1 (IEC ).

34 2.3.4. Interfaces de salida digitales
Bus interno Aislamiento Aislan las señales de nivel bajo que vienen desde el procesador por el bus interno. Adaptan las señales de salida amplificándolas de manera que puedan controlar pre-actuadores y actuadores: relays, switches, pistones... Los pre-actuadores y actuadores son conectados usando bloques terminales. El estado de las diferentes salidas son mostrados en la parte frontal del módulo. TWDDDO8UT

35 Módulos DO

36 Salidas Digitales DO

37 Módulos mixtos DI / DO

38 Módulos mixtos DI/DO

39 2.3.5. Interfaces de entrada análoga
1 2 3 4 5 6 7 DC IN Bus interno Aislamiento ADC 400 400 4V Son usadas para: Procesar señales que son generadas por sensores que miden niveles, temperaturas, presiones, etc Estas interfaces hacen posible manejar voltajes o corrientes que están cambiando continuamente. Estas interfaces: Convierten la señal análoga en una digital y aíslan estas señales del bus interno del PLC.

40 2.3.6. Interfaces de salida análoga
1 2 3 DC IN Bus interno Aislamiento DAC Sirven para conectar un regulador de presión o una válvula de calefacción. Estas interfaces: Aislan las señales digitales del bus interno del PLC. Convierten estos datos a una señal de voltaje o corriente compatible con reguladores de presión, válvulas de calefacción etc.

41 2.3.7. Interfaces de comunicación
1 2 3 4 5 6 7 DC IN Bus interno CANopen Ethernet Modbus As-i ASCII* Tabla de variables cíclicas Ayudan a conectar PLCs con redes industriales de área local. Esto hace posible intercambiar datos con PLCs de supervisión, otros PLCs, impresoras, robots, controladores de velocidad y dispositivos remotos usando modems. La mayoría de las interfaces de comunicación son equipadas con un microprocesador y usan controladores de comunicación. Al trabajar con el bus interno del PLC, ellos proveen al programa del PLC con: Tablas de variables cíclicas usadas para cambiar automáticamente datos de entrada/salida del proceso. Servicios de intercambio acíclico en el cual, despues de programado, permiten el acceso a la configuración o parámetros de ajuste o a información para encontrar problemas. Muchas de estas interfaces provienen con indicadores en el panel frontal.

42 Interfaces de comunicación
Las interfaces de comunicación ayudan a conectar PLCs con redes industriales de área local. Esto hace posible intercambiar datos con PLCs de supervisión, otros PLCs, impresoras, robots, controladores de velocidad y dispositivos remotos usando módems. La mayoría de las interfaces de comunicación vienen equipadas con un microprocesador y usan controladores de comunicación. Al trabajar con el bus interno del PLC, utilizan en el programa del PLC: Tablas de variables cíclicas usadas para cambiar automáticamente datos de entrada/salida del proceso. Servicios de intercambio acíclico en el cual, después de programado, permiten el acceso a la configuración o parámetros de ajuste o a información para encontrar problemas. Muchas de estas interfaces provienen con indicadores en el panel frontal. Ayudan a conectar PLCs con redes industriales de área local. Esto hace posible intercambiar datos con PLCs de supervisión, otros PLCs, impresoras, robots, controladores de velocidad y dispositivos remotos usando modems. La mayoría de las interfaces de comunicación son equipadas con un microprocesador y usan controladores de comunicación. Al trabajar con el bus interno del PLC, ellos proveen al programa del PLC con: Tablas de variables cíclicas usadas para cambiar automáticamente datos de entrada/salida del proceso. Servicios de intercambio acíclico en el cual, despues de programado, permiten el acceso a la configuración o parámetros de ajuste o a información para encontrar problemas. Muchas de estas interfaces provienen con indicadores en el panel frontal.

43 Interfaces de comunicación
(Twido Compact)

44 Interfaces de comunicación
(Twido Modular)

45 2.3.8. Adaptadores de comunicación
TWDNAC485T TWDNAC232D TWDNAC485D Puerto serie 2 .- Añade un segundo puerto serie RS485 o RS232 opcional. Conector.- Conecta con el conector de puerto serie 2 del módulo de ampliación de visualización del operador TWDXCPODM o de los controladores TWDLCAA16DRF y TWDLCAA24DRF.

46 TwidoPort

47 2.3.9. Visualizador - Twido Compacto
Pantalla de visualización.- Muestra los menús, operandos y datos Botón ESC En estado editar .- Vuelve al estado mostrar anterior y rechaza los cambios hechos por el usuario Botón de flecha hacia arriba.- En estado editar: Cambia el elemento que se está editando actualmente al valor siguiente Botón de flecha hacia la derecha En estado mostrar avanza al siguiente estado mostrar En estado editar Avanza al siguiente elemento que se edita. El elemento que se está editando parpadea Botón MOD/ENTE.- Trabaja en función MOD, va al estado editar correspondiente. En estado editar Conector de visualización del operador.- Conecta con el controlador compacto TWDXCPODC.

48 2.3.9. Visualizador - Twido Modular
TWDXCPODM Pantalla de visualización.- Muestra los menús, operandos y datos Botón ESC.-En estado editar Vuelve al estado mostrar anterior y rechaza los cambios hechos por el usuario Botón de flecha hacia arriba.- Estado editar Cambia el elemento que se está editando actualmente al valor siguiente Botón de flecha hacia la derecha.- Estado mostrar Avanza al siguiente estado mostrar. Estado editar Avanza al siguiente elemento que se edita. El elemento que se está editando parpadea. Botón MOD/ENTER.- Estado mostrar va al estado editar correspondiente. Estado editar Trabaja en función ENTER, vuelve al estado mostrar anterior y rechaza los cambios hechos por el usuario. Conector de visualización del operador.-Conecta con un controlador modular Puerta con bisagras.- Protege el puerto serie 2. Botón de retención.- Retiene/libera el módulo de un controlador Abrazadera.- Asegura el módulo en un riel DIN Conector de puerto serie 2.- Conecta con el conector de un adaptador de comunicaciones opcional TWDNAC232D, TWDNAC485D o TWDNAC485T.

49 Batería Además de la batería interna integrada utilizada para la copia de seguridad RAM, cada controlador base compacto de las series TWDLCAA40DRF y TWDLCAE40DRF está equipado con un compartimiento de batería que puede alojar una batería externa reemplazable por el usuario. La opción de batería externa proporciona una duración de copia de seguridad ampliada para satisfacer las necesidades de copia de seguridad a largo plazo para aplicaciones específicas como, por ejemplo, las aplicaciones HAVC. Heat, Air Ventilation, and Cooling

50 2.3.10. Instalación de la batería

51 2.4. CONEXIONADO

52 Normas cableado Cada terminal acepta hasta dos cables equipados con finalizadores o bornes de cable, cuyos conductores tienen un tamaño comprendido entre 0,82 mm2 (18 AWG) y 0,08 mm2 (28AWG). El usuario debe encargarse de proteger con fusibles los módulos de salida. Esta tarea no forma parte del producto Twido propiamente dicho. Seleccione un fusible adecuado para la carga teniendo en cuenta los códigos eléctricos. Dependiendo de la carga, quizás sea necesario un circuito de protección para salidas de relé en los módulos. El calibre del conductor del cable de alimentación debe estar comprendido entre 0,82 mm2 (18 AWG) y 0,33 mm2 (22 AWG). Se debe utilizar la menor longitud de cable posible.

53 Normas de cableado El conductor de puesta a tierra debe ser de 1,30 mm2 (AWG 16). Los cables de alimentación que van por dentro del panel deben mantenerse separados del cableado de alimentación, de E/S y de comunicación. Se debe realizar el cableado por medio de conductos de cable independientes. Debe prestarse especial atención al cablear módulos de salida diseñados para funcionar como lógica positiva o lógica negativa. Un cableado incorrecto puede provocar daños en el equipo. Debe asegurarse de que el entorno y las condiciones de funcionamiento cumplen los valores especificados. Siempre utilizar el tamaño de cable correcto para cumplir los requisitos de tensión y corriente.

54 Conexionado de I/O Para TWIDO COMPACTO

55 Común negativo

56 Común Positivo

57 Común negativo varias referencias

58 Común Positivo varias referencias

59 Salidas a Relé

60 Salidas a Relé

61 Salidas a Relé

62 Salidas a Relé

63 Conexionado de I/O Para TWIDO MODULAR

64 Conexionado I/O

65 Conexionado I/O

66 Conexionado I/O

67 Conexionado I/O

68 Conexionado I/O

69 Conexionado I/O

70 Conexionado I/O

71 2.4.4. Conexionado de módulos

72 Conexionado

73 Conexionado

74 Conexionado

75 Conexionado

76 Conexionado

77 Conexionado

78 Conexionado

79 Conexionado salidas a relé

80 Conexionado salidas a relé

81 Conexionado

82 Conexionado

83 Conexionado

84 Conexionado

85 Conexionado

86 Conexionado

87 Conexionado

88 Conexionado

89 Conexionado

90 Telefast

91 2.4. Precauciones Advertencia sobre polaridad inversa:
No se permite la polaridad inversa en la salida a transistor. Las salidas de transistor de las bases compactas TWDLCA•40DRF no admiten la polaridad inversa.   Puede existir un gran riesgo de daños en las salidas del transistor si se polariza inversamente la salida. Asegúrese de que cumple las marcas de polaridad que se indican en los terminales de salida del transistor.

92 2.4. Precauciones La utilización de polaridad inversa puede dañar permanentemente, o destruir, los circuitos de salida. Si no se respetan estas precauciones pueden producirse graves lesiones o daños materiales.

93 Registro de incidentes en autómatas
En un sistema automatizado, el 95% de las fallas son externas al controlador. Ellas generalmente se producen por fuentes de poder, sensores o por errores al cablear algunos de estos elementos.

94 Ejercicio – Selección de hardware
24 Vdc 40 Entradas Digitales AC 23 Salidas Digitales 24 Vdc 8 Salidas a Relé para 120Vac 3 Salidas a Relé a 12Vdc 1 puerto de comunicación serial 1 puerto Ethernet Reloj Calendario (RTC) Visualizador Especificar: CPU, Módulos necesarios, tipo de alimentación. Esquemático de conexión

95 Ejercicio – Selección de hardware
TWD LMD A 40DTK TWD DA I 8DT x 2 TWD DD O 16TK TWD DDRA 16RT TWD NAC 485D 499TD01100 TWIDOPORT TWD XCP RTC TWD XCP ODM