AUTOMATIZACIÓN CON PLC

Presentación del tema: "AUTOMATIZACIÓN CON PLC"— Transcripción de la presentación:

1 AUTOMATIZACIÓN CON PLC
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA MEDELLÍN Sesión 5.

2 Datos de contacto Andrés Felipe Sánchez P.
Correo: Teléfono celular: Página web para información y documentación:

3 ESTRUCTURA DEL CURSO Sesión 4 Periféricos del plc Entradas análogas.
Puertos análogos disponibles en la CPU del s7-1200 Características. Configuración Salidas análogas Puertos DAC disponibles en la Cpu del s7-1200 Características Configuración. Regulador PID configuración

4 INTRODUCCIÓN Antiguamente los PLC simplemente se limitaban a realizar operaciones de control en el campo digita, no obstante los PLC modernos permiten el control de variables análogas con distintos tipos de variables de salida que van desde PWM hasta señales de tipo análogo ya sea para el control de variadores o relés de estado sólido.

5 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
Toda variable dentro de un proceso en la industria como presión o temperatura tiene su representación análoga la cual se puede dar en 2 tipos de formatos para el S7_1200: Voltaje: -10vdc-10 vdc Corriente : 4-20 mA

6 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
Recomendaciones: Señales de voltaje: Se recomienda usar señales de voltaje cuando las distancias entre los dispositivos conectados no son demasiado extensas y siempre y cuando, se utilicen cables blindados con una buena conexión a tierra.

7 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
Recomendaciones: Señales de corriente: Se recomienda usar señales de corriente cuando las distancias entre los dispositivos son extensas y siempre y cuando se de una conexión punto a punto. Para conexiones punto a multipunto es preferible usar para diferencial como Rs485.

8 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
Para el software del PLC una entrada o salida análoga corresponde a una palabra de su memoria. Solo es necesario escribir o leer la dirección de memoria correspondiente a la salida o entrada digital en binario y el hardware del PLC lo convierte a su equivalente en voltaje y corriente.

9 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
En la CPU 1214 las direcciones de las entradas y salidas análogas son direccionadas dinámicamente cuando se invoca el hardware del PLC, sin embargo es posible asignarlas manualmente. En el caso de este PLC las direcciones de entrada corresponde a la IW64 e IW66.

10 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
Para la salida análoga es necesario añadir un módulo signal board que permita la conversión digital-análoga. Por defecto la CPU 1214 dc/dc/dc no posee este módulo. La dirección para la salida análoga digital es la Qw80.

11 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
El rango de cada dirección de memoria es – a donde los extremos corresponden a -10VDC y 10VDC respectivamente. Cualquier otro valor se obtiene de una relación lineal de estos valores. Ejemplo: 0VDC corresponde a un valor 0 en estas variables, 5VDC corresponde a un valor , etc.

12 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS LECTURA-ESCRITURA

13 PROCESAMIENTO DE SEÑALES ANÁLOGAS
Ejercicio acondicionamiento. Se desea controlar una válvula proporcional con entrada 4-20 mA de acuerdo con el comportamiento de un sensor de nivel que entrega un voltaje entre 0 y 1.5 voltios para indicar el nivel mínimo y máximo. Se propone controlar el sistema mediante un plc s de modo que su usará la entrada Iw64 para lectura del sensor de nivel y se usara la salida QB20 para el control de la válvula proporcional. Para el módulo 4-20mA un valor de 0 en QB20 es igual a 4 mA y un valor de 100 es igual a 20 mA. Nota: considere un amplificador no inversor. AV = 1 + R2 / R1

14 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
A diferencia de las versiones anteriores del esta familia de PLC, este solo tiene un tipo de controlador que puede ser usado en cualquier aplicación. Este controlador se denomina PID Compact y se encuentra dentro de la carpeta PID en la librería de instrucciones.

15 PROCESAMIENTO DE SEÑALES PID COMPACT S7-1200

16 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
Las señales que se encuentran en el controlador son las siguientes:

17 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
PARAMETRIZACIÓN DEL CONTROLADOR: En el esquema del controlador presione el botón encerrado en el círculo rojo

18 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
PARAMETRIZACIÓN DEL CONTROLADOR: Seleccione el tipo de controlador y la variable a utilizar. Digite el setpoint y seleccione las variables en entrada y salida

19 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
Digite los valores mínimo y máximo en los cuales oscilará la entrada del controlador. Estos valores deben coincidir con el rango de la entrada análoga si esta es la que genera dicho valor.

20 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
Digite los valores de alarma mínima y máxima. Cuando la variable de entrada este por fuera del rango anterior, el controlador genera dichas alarmas.

21 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
Cuando se trabaja con salida por PWM se debe limitar la duración del pulso en alto y en bajo

22 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
Escriba los limites mínimo y máximos en los cuales puede oscilar la variable de salida

23 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
Defina los parámetros del controlador, si desea hacerlo de forma manual. El controlador ofrece la posibilidad de hacerlo en forma automática.

24 PROCESAMIENTO DE SEÑALES CONTROLADOR PID
Ejercicio modulo PID Se desea controlar la temperatura en un horno de tal manera que su temperatura debe permanecer en un valor muy cercano a los 100° C. Para tal fin, se desea utilizar el controlador del PLC s y para el sensado de temperatura se cuenta con un sensor cuya salida en voltaje esta montada sobre un offset de 15 voltios. Cuando la salida del sensor alcanza los 20 voltios se tiene una temperatura de 100 °C y cuando el voltaje baja hasta 10 Voltios se tiene una temperatura de 0 °C. Acondicione la señal de tal manera, que sea compatible con el controlador y donde el PLC pueda controlar la salida mediante PWM.

25 COMUNICACIONES MÓDULO RS485
Para establecer comunicaciones punto a punto, el PLC s cuenta con varios módulos adicionales como rs232 y rs485. A continuación describiremos como implementar una comunicación rs485.

26 COMUNICACIONES MÓDULO RS485
El primer paso consiste en añadir el módulo RS485. Este se encuentra disponible en añadir nuevos dispositivos, s7-1200, módulos de comunicación, point to point, cm1241 rs485.

27 COMUNICACIONES MÓDULO RS485
Una vez el módulo ha sido añadido, es necesario configurar los parámetros básicos de comunicación como son la velocidad, bit de stop, parida entre otros. Esto es posible mediante el módulo “port_cfg”. La marca “First_scan” es una marca especial del PLC que se pone en alto cuando el PLC arranca.

28 COMUNICACIONES MÓDULO RS485
Para el envío de datos es necesario la utilización del bloque “Send_ptp” el cual nos permite enviar varios datos en formato string. Como el dato tipo string no es nativo del entorno de programación es necesario crear un bloque de datos para la creación del buffer que será transmitido.

29 COMUNICACIONES MÓDULO RS485
Descripción parámetros. REQ: Si se genera un flanco de subida, el bloque envía lo que tiene disponible en el buffer. Port: dirección del módulo rs485. Normalmente corresponde a la dirección 269. BUFFER: corresponde a la cadena tipo string que será enviada. Length: Tamaño del string. Si no está definido se pone en 0.

30 COMUNICACIONES MÓDULO RS485
Para la creación de las variables tipo string, se debe respetar el formato que aparece en la imagen. Se crea un nuevo bloque tipo DB y dentro de él se declaran los distintos string’s que serán enviados.

31 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Los contadores rápidos, son contadores ligados a ciertos puertos físicos del PLC y que se usan para capturar señales que pueden ser más rápidas que el ciclo de instrucción de un bloque OB cualquiera.

32 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Características de los contadores rápidos: Al igual que los conversores Análogo digital o digital Análogo, su valor se asocia directamente a una posición de memoria. Por defecto no están habilitados, debemos acceder a configuración de dispositivos para habilitarlos y posteriormente compilar el hardware. Cada contador rápido está conectado a puertos físicos que no pueden ser cambiados. Los contadores ofrecen la posibilidad de leer enconders de una y 2 fases.

33 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Configuración: Un contador rápido puede ser configurado de 3 maneras. Contaje: cuenta los pulsos cuadrados. Frecuencia: actúa como medidor de frecuencia de pulsos cuadrados. Eje: es la configuración para generar pulsos cuadrados.

34 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Configuración: Un contador rápido puede ser configurado de 3 maneras. Contaje: cuenta los pulsos cuadrados. Frecuencia: actúa como medidor de frecuencia de pulsos cuadrados. Eje: es la configuración para generar pulsos cuadrados.

35 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Si decidimos que vamos a utilizar un contador rápido, deberemos de configurar sus particularidades. Para visualizar en el TIA PORTAL sus características y cambiar su configuración, realizaremos los siguientes pasos: 1. nos ubicamos en la pestaña asociada al PLC en el arbol del proyecto. 2. Seleccionamos configuración de dispositivos y luego la pestaña propiedades.     3. Clicamos en “Contadores rápidos HSC”, en la ventana lateral visualizaremos todos los HSC.   4. Si en el caso de que quisiésemos configurar alguno concreto deberemos abrir la pestaña que acompaña a dicha selección y seleccionar el HSC concreto.

36 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”

37 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
En la pestaña “fase servicio” podemos definir el tipo de encoder que vamos a utilizar. Por defecto se encuentra monofase, pero es posible configurarlo para leer enconders de varias fases.

38 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Puertos de hardware y direcciones de memoria: Por defecto, el PLC s tiene unos puertos físicos asociados a cada contador y a sí mismo una dirección de memoria para su posterior utilización en el programa.

39 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
La tabla de direcciones asociada a cada contador rápido se describe a continuación:

40 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Cargar la configuración Para que la configuración que se ha hecho sea reconocida por el PLC, debemos primeramente compilar los cambios de Hardware. Esto se hace dando click derecho en la pestaña del PLC en el arbol del proyecto, para luego seleccionar compilar hardware.

41 CONTADORES RÁPIDOS “HSC”
Cargar la configuración Una vez se han compilado los cambios de hardware, es necesario cargar estos cambios al PLC, para esto se sigue el procedimiento mostrado en la imagen.