01-manual twido i c1 introducción

Universidad de la Frontera ICI-B ICI-I ICI-M

PLC , Automatización de Procesos Productivos Prof. Pedro Palma Página 1

PLC TSX Twido



INTRODUCCIÓN A LA AUTOMATIZACIÓN 1. Sistemas de lazo abierto

En este esquema el operario decide a través del Set Point el ajuste del proceso pero no recibe ninguna realimentación o feedback de parte del mismo por lo que se desconoce con certeza si el proceso cumple con lo deseado y en que medida. No se utiliza este esquema en los sistemas de control actuales. 2. Sistemas de lazo cerrado En este caso existe alguna forma por la cual lo que ocurre en el proceso se realimenta de modo de permitir que el operario o el autómata tome decisiones en función de un programa almacenado.

Set Point Proceso

MAX MIN

VELOCIDAD

MAX MIN



LAZO CERRADO LAZO ABIERTO 3. Sistema de lazo cerrado con PLC

Set Point

Proceso

Realimentación

ERROR

PROCESO

Salidas: (acción) Lógicas (ON-OFF) (Todo o Nada) Analógicas: 0-10 4 a 20 mA

Entradas:(realimentación) Lógicas (ON-OFF) (Todo o Nada) Analógicas: 0-10 v 4 a 20 mA RTD (Pt100) Termocupla

Set Point Proceso



4. Señales discretas (lógicas, digitales, ON-OFF, SI-NO, todo o nada, TON) Las señales discretas son aquellas que por su naturaleza sólo pueden tomar dos estados definidos y diferentes entre si. A estas señales también se las llama señales digitales, ON-OFF, Todo o Nada, TON, SI-NO. El siguiente es la representación de una señal discreta.

Para la implementación práctica, el fabricante define los niveles eléctricos que el PLC asocia con el nivel 1 y el nivel 0 representados arriba. Para el caso del PLC Twido, tenemos:

Características de los módulos de E/S discretas TWDDDI8DT, TWDDDI16DT, TWDDDI16DK y TWDDDI32DK

En la próxima página encuentra las características de las entradas de algunos de los módulos de E/S discretas del PLC Twido.

1 0

26,4 Vcc

15 Vcc

5 Vcc

0 Vcc

Zona activa

Zona de transición

Zona inactiva



5. Implementación de entradas discretas Las entradas discretas de 24 Vcc se pueden implementar por varios caminos: 5.1 Pulsadores o detectores electromecánicos En este caso se debe alimentar los contactos del pulsador con 24 Vcc que en el caso del PLC Twido compacto están disponibles en una fuente de alimentación interna, suministrando hasta 250 mA.



El modelo Twido modular requiere de una fuente de alimentación externa para alimentar los sensores. Implementación de entradas discretas en el PLC Twido Modular.

Pulsadores y detectores electromecánicos

5.2 Detectores inductivos de proximidad Los detectores inductivos de proximidad son muy usados en la industria y básicamente consisten en un detector de piezas metálicas con un alcance nominal (Sn) que puede variar desde 1 mm a 60 mm según el modelo. Estos detectores incorporan un circuito electrónico capaz de funcionar con tensiones de alimentación desde 11 a 30 Vdc. Existen detectores inductivos alimentados con tensión alterna, de 24 a 220 Vca.

En este ejemplo vemos la conexión de entradas discretas a un PLC Twido modular donde los 24 Vcc los suministra una fuente externa.



Los detectores inductivos con salida analógica expresan la distancia desde el objeto al detector en la forma de una intensidad o una tensión variable. En el caso de los detectores con salida discreta, algunos tienen salida a relé pero los más usados son los de salida a transistor de 3 hilos como se muestra en la siguiente figura: 5.3 Detectores fotoeléctricos Los detectores fotoeléctricos permiten implementar entradas discretas a partir de la detección de la presencia de un haz de luz, que manifiesta una determinada circunstancia del proceso. 5.3.1 Detectores fotoeléctricos de barrera En este caso el transmisor de luz se encuentra separado y alineado del receptor. La detección se realiza cuando algún cuerpo opaco interrumpe el haz de luz. Se utiliza para grandes alcances de hasta 100 mts con transmisores láser.

5.3.2 Detectores fotoeléctricos réflex El transmisor y el receptor están ubicados en el mismo cuerpo y se enfrenta a un reflector. Se utiliza para distancias medias. La detección se produce cuando un cuerpo opaco interrumpe el retorno del haz de luz hacia el receptor.

Detector fotoeléctrico de barrera



5.3.3. Detectores fotoeléctricos de proximidad El transmisor y el receptor están ubicados en el mismo cuerpo. Se utiliza para distancias pequeñas. La detección se produce cuando un cuerpo reflectante provoca el retorno del haz de luz hacia el receptor.

6. Salidas discretas Las salidas discretas o digitales se implementan de dos maneras : a relé y a transistor. 6.1 Salidas a relé Las salidas a relé son las más utilizadas porque presentan las siguientes ventajas: La principal desventaja de las salidas a relé es la limitación en la frecuencia de conmutación, dado que la suma de los tiempos de conexión y desconexión puede alcanzar los 20 ms. Algunas de las características de las salidas a relé del módulo TSXDMZ28DR son:

Manejo de mayor nivel de intensidad. Manejo de corriente alterna y contínua.

Detector fotoeléctrico réflex

Detector fotoeléctrico de proximidad



Características de los módulos TWDDRA8RT y TWDDRA16RT de salidas discretas a relé.

6.2 Salidas a transistor Las salidas a transistor se utilizan principalmente cuando se requiere alta frecuencia de conmutación y alta densidad de salidas. Las desventajas de este tipo de salida es que sólo trabajan con 24 Vcc y admiten intensidades bajas.



Características de los módulos de salidas a transistor TWDDDO8UT, TWDDDO16UK y TWDDDO32UK



7. Señales analógicas (análogas) Las señales analógicas o análogas son aquellas que entre un máximo y un mínimo pueden tomar infinitos valores intermedios. Ejemplos de estas señales pueden ser: temperatura, presión, volumen, nivel, caudal, velocidad, etc. La gráfica de una señal analógica de temperatura sería como sigue: 7.1 Entradas analógicas 7.2 Entradas analógicas en tensión El PLC TSX Micro admite módulos de entradas analógicas con señales de tensión 0 a 10 v o –10 a +10 v. Implementación de entradas analógicas en tensión

7.3 Entradas analógicas en intensidad El PLC TSX Micro admite módulos de entradas analógicas de intensidad 0 a 20 mA o 4 a 20 mA, que se conectan según el esquema de la página siguiente.

Temperatura Máx

Min

Transmisor

0 a 10 v o

-10 v a 10 v

0 a 10 v / -10 v a 10 v PLC variable

física

Transmisor 0 a 20 mA

o 4 a 20 mA

0 a 20 mA o 4 a 20 mA PLC variable

física



7.4 Entradas analógicas tipo RTD Un RTD es un detector resistivo de temperatura, cuya resistencia varía linealmente con ésta y siguiendo una relación temperatura vs resistencia normalizada. Los RTDs se denominan con letras y números según el material con que están hechos y la resistencia que presenta a 0 0C. Por ejemplo el RTD tipo Pt 100 está hecho en base a platino y presenta una resistencia de 100,0 a 0 0C. El PLC TSX Micro admite módulos de entradas analógicas tipo RTD Pt 100 y Ni 1000, cuyos rangos de temperaturas son -200 a +850 0C para el Pt100 y de -60 a +110 0C para el Ni1000. Con el uso de RTDs, el PLC mide la resistencia eléctrica de la misma usando la ley de Ohm e infiere la temperatura del proceso aplicando la relación resistencia vs. temperatura normalizada para el RTD utilizado, aplicando esquenas de 2, 3 y 4 hilos, como se muestra en la siguiente página. En el caso de 2 hilos, la RTD Pt100 se debe conectar mediante un cable de 2 mm2 de sección y 5 m de longitud máxima, ida + vuelta. Para el caso de Ni 1000 se debe conectar mediante un cable de 2 mm2 de sección y 50 m de longitud máxima, ida + vuelta. Por encima de estas longitudes, la resistencia de los hilos introduce un incremento sistemático de la medida, del orden de 0,1 °C por metro para una Pt100 y de 0,007 °C por metro para una Ni1000. Este incremento se duplica si la sección del cable es 2 veces menor, es decir, 1 mm2 . Para atenuar este inconveniente, conviene emplear las RTD cableadas con 4 hilos. 7.4.1 Conexión RTD de 2 hilos El módulo RTD del PLC inyecta una intensidad conocida (aprox. 1 mA) y mide la diferencia de potencial en bornes del RTD. Determina la resistencia con el cociente R = V / I. En este esquema el circuito de medición es el mismo que el circuito utilizado para alimentar el RTD, la caída de tensión en los cables es la causa del error

PLC I = 1 mA

VRTD

VPLC

V V

A

B

C

D

Rideal= VRTD

I

Rreal= VPLC

I Videal es distinto de Vreal a causa de la caída de potencial en los tramos de cable A-B y C-D.



7.4.2 Conexión RTD de 4 hilos En el esquema de conexión con 4 hilos el circuito de medición está separado del circuito utilizado para alimentar el RTD, eliminando la fuente de error. 7.4.3 Conexión RTD de 3 hilos Es una simplificación esquema de 4 hilos, económicamente más atractivo y con un error aceptable para muchas de las aplicaciones típicas en la industria. Utiliza un modo de compensación para minimizar el error provocado por el cable faltante.

PLC I = 1 mA

I0 = 0 mA

I0 = 0 mA

VRTD

VPLC

V V

A

B

C

D

E

F

Rideal= VRTD

I

Rreal= VPLC

I Videal es igual a Vreal porque no hay caída de potencial en los tramos de cable B-E y C-F, dado que no hay intensidad en esos tramos a causa de la alta impedancia del voltímetro VPLC.

PLC I = 1 mA

I0 = 0 mA

VRTD

VPLC

V V



7.4.4 Entradas analógicas tipo termocupla (termopar) Las termocuplas o termopares están formados por la unión de dos metales que generan una diferencia de potencial proporcional a la diferencia de temperatura entre la unión caliente (en contacto con el proceso) y la unión fría, que se toma como referencia. El PLC mide esa diferencia de potencial e infiere así la temperatura del proceso. El PLC TSX Micro admite módulos de entradas analógicas de termocupla tipo B, E, J, K, L, N, R, S, T y U. Para lograr buena calidad de las medidas y buena utilización de la compensación de unión fría, es necesario respetar las siguientes recomendaciones: En modo "interno", las termocuplas deben conectarse al bloque terminal del módulo por medio de

cables blindados de prolongación, o de compensación, adaptados al tipo de termocupla que se emplee. Las conexiones intermedias eventuales deben asimismo adaptarse a la termocupla que se utilice.

En modo "externo", las termocuplas deben conectarse al bornero con el que se hace la compensación

de unión fría. Utilizar para ello cables blindados de prolongación, o de compensación, adaptados al tipo de termocupla que se utilice. La conexión entre la compensación de la unión fría y el bornero del módulo se hace utilizando cables estándar (de cobre) mallados.

TEMPERATURAS LÍMITE DE TERMOCUPLAS (25 0C) compensación interna

B 0 a +1802 K -270 a +1372 R -50 a +1769 U -200 a +600 E -270 a +812 L -200 a +900 S -50 a +1769 J -210 a +1065 N -270 a +1300 T –270 a +400



7.4.5 Características de los módulos de entradas analógicas



Cableado del módulo de entradas de bajo nivel TWDALM3LT

Notas: Conecte un fusible adecuado para la tensión aplicada y la llamada de corriente en la posición que muestra el diagrama. Si conecta un RTD, conecte los tres cables a los terminales A, B’ y B del canal de entrada 0 ó 1. Si conecta un limenta, conecte los dos cables a los terminales B’ y B del canal de entrada 0 ó 1. No conecte limen cable a los canales no utilizados. No conecte el limenta a una tensión peligrosa (60 V CC o 42,4 V de pico o superior). Cableado del módulo de entradas de alto nivel TWDAMM3HT

Notas: Conecte un fusible adecuado para la tensión aplicada y la llamada de corriente en la posición que muestra el diagrama. No conecte ningún cable a los canales no utilizados.



7.5 Salidas analógicas Las salidas analógicas se implementan con módulos de 0-10 v y 4-20 mA. 7.5.1 Salidas analógicas en tensión e intensidad Los módulos TWDALM3LT, TWDAMM3HT y TWDAMO1HT permiten implementar una salida analógica de 0 a +10 v o 4-20 mA, lime el siguiente esquema en que el módulo provee limentación a la carga.

Cableado del módulo TWDAMO1HT

Notas: Conecte un fusible adecuado para la tensión aplicada y la llamada de corriente en la posición que muestra el diagrama. No conecte ningún cable a los canales no utilizados. Características de los módulos de salida analógica En la próxima página encuentra las características de las salidas analógicas.

Módulo de salida analógica

0 a +10 v o 4-20 mA Carga

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