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1© DANG (2015) BASICO DE PLCs PARA CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

Conexión del PLC a los Procesos Industriales

Dr. Danilo Navarro

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ENTRADAS Y SALIDAS A LOS PLCS.

Las Entradas/Salidas en un PLC son necesarias para controlar y monitorear el proceso.


TIPOS DE ENTRADA/SALIDA.

Entradas analógicas o continuas, las cuales provienen de transductores o de transmisores tales como potenciometros, LVDT, transmisores de presión, de nivel, etc.

Salidas Analogicas, las cuales van hacia servomotores, servo válvulas,etc.

Entradas lógicas, las cuales provienen de pushbuttons, ldetectores de proximidad, interruptores de posición,etc.

Salidas lógicas, las cuales van a servir a válvulas selenoides, arrancadores, luces, etc.


ENTRADA A LOS PLCs.

Las entradas a los PLCs son poco variada.Las más populares son las DC (Fuente o Sumidero) y las AC. Los rangos típicos de voltajes de entrada listados en

orden de popularidad son los siguientes:

• 12 – 24 Vdc

• 100-120 Vac

• 5 Vdc(TTL)

• 200-240 Vac

• 48 Vdc

• 24 Vac


ACONDICIONAMIENTO DE ENTRADA A LOS PLCs.

El PLC debe convertir una variedad de niveles lógicos de voltaje a lógica TTL (5 Vdc).

Los optoacopladores son usados para aislar la circuitería interna de las tensiones de alimentación externas. Esto elimina la posibilidad de qu cualquier voltaje dañino o cualquier ruido alcance los circuitos lógicos internos del PLC.

Los optoacopladores convierten la señal eléctrica de corrriente o voltaje a una señal luminosa, y luego la transforman de luminosa a eléctrica para asi procesarla.


ENTRADAS DC Vs ENTRADAS AC

Los voltajes DC usualmente son más bajos (12 – 24 V) y por lo tanto es menos riesgoso operar con ellos.

Las entradas DC son muy rápidas.Las entradas AC requieren de un tiempo mayor para ser reconocida.

Los voltajes DC pueden ser conectados a una gran variedad de equipos y sistemas eléctricos.

Las señales AC son más inmunes al ruido que las señales DC, por eso pueden cubrir mayor distancia y ambientes ruidosos.

El suministro AC es mas facil y menos costoso al momento de alimentar equipos eléctricos.

Las señales AC son muy comunes en uchos equipos de automatización.


TECNICA DE CABLEADO DE SENSORES

Pocas veces los PLCs incluyen la fuente para excitar las entradas y para alimentar los sensores. Por esa razón hay que disponer de una fuente externa.

La tarjeta de entrada compara el voltaje con la referencia (COM), si está dentro de cierto rango, la entrada se activa.

El neutro es el punto de referencia de voltaje(COM), por lo que si existen otras fuentes hay que unir todos los neutros.

Tierra COM: El aterramiento es usado para prevenir “shocks” eléctricos y daños de los equipos.


TIPOS DE SENSORES DE ENTRADA

Cuando un sensor detecta un cambio lógico, él debe señalar ese cambio al PLC. Esto típicamente lo consigue mediante la comutación de un voltaje o de una corriente de “ON” a “OFF” o viceversa.

Salida tipo Switch o relé: Comutan un voltaje DC o AC.

Salida tipo TTL : Transistor Transistor Logic.

Salida DC tipo Sumidero: Conmutan corriente a tierra.

Salida DC tipo Fuente: Corriente sale desde el sensor.


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Una interfaz muy usada en circuitos industriales provenientes de sensores CC-PNPCC-PNP

La fuente de alimentación (externa o la del PLC) le manda el POSITIVO al sensor, y la tarjeta de entrada del PLC lo recibe para activarse

Cuando la tarjeta de entrada tiene un COM (común), entonces se pude usar sensores tipo PNP. En este caso la corriente fluye hacia la tarjeta buscado el comun de la fuente de alimentación.


CONEXIÓN SENSORES TIPO FUENTE

Cuando el sensor detecta un cambio lógico, permite que desde el +V salga una corriente que fluyendo a través de él, active una carga o la entrada de un PLC.

Si el sensor ha detectado algún fenómeno, activa el transistor permitiendo así que el flujo de corriente salga por el transistor.


CONEXIÓN SENSORES TIPO FUENTE

Complementario al sensor tipo sumidero, la salida de un sensor tipo fuente consta de un transistor tipo PNP.

En forma simple estos sensores se conocen como tipo PNP


CABLEADO SENSORES TIPO PNP


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Una interfaz poco usada en circuitos industriales provenientes de sensores CC-NPNCC-NPN

La fuente de alimentación (externa o la del PLC) conecta el NEGATIVO al sensor, y la tarjeta de entrada del PLC le envía el positivo para que el sensor lo commute al negativo

Cuando la tarjeta de entrada tiene un +V (no un común), entonces se pude usar sensores tipo NPN. En este caso la corriente sale de la tarjeta (Fuente) y el sensor la conmuta a tierra.


CONEXIÓN SENSORES TIPO NPN AL PLC

Cuando el sensor detecta un cambio lógico, permite que por dentro de él fluya corriente en un camino hacia el común.

Si el sensor ha detectado algún fenómeno, activa el transistor permitiendo así el flujo de corriente hacia el común


CONEXIÓN SENSORES TIPO SUMIDERO

La salida de un sensor tipo sumidero esta compuesta por un transistor tipo NPN.

Conmutando corriente en lugar de voltaje, se resuelven muchos de los problemas del ruido eléctrico

En forma simple estos sensores se conocen como tipo NPN


CABLEADO SENSORES TIPO NPN


SENSORES TIPO 2 HILOS

Los sensores NPN o PNP a dos hilos se han hecho populares ya que ellos reducen el cableado en las aplicaciones de PLCs.

Un sensor a dos hilos puede ser usado como Fuente o como sumidero.

Necesita sólo de una pequeña corriente para mantenerse polarizado, auque cuando se activa permite un mayor flujo de corriente.

Requiere que la Tarjeta I/O permita cierta corriente de

fuga.


CABLEADO SENSORES AC


SALIDAS A RELE.


SALIDAS DC.


SALIDAS AC.


CONEXION DE SALIDAS


Suponga el siguiente sistema:

LH

LL

COMPONENTE 1COMPONENTE 1 COMPONENTE 2COMPONENTE 2

BOMBA 1BOMBA 1 BOMBA 2BOMBA 2

VVÁÁLVULALVULAVAPORVAPOR

NIVELNIVELALTOALTO

NIVELNIVELBAJOBAJO

MOTORMOTORMEZCL.MEZCL.

BOMBABOMBAVACIADOVACIADO

VÁLVULAVÁLVULAVACIADOVACIADO

Ejemplo de conexiones en una aplicación


Suponiendo que se usara un S7 200 de Siemens, los puntos de entrada/salida binarios pueden conectarse según:



Las señales de entrada del sistema se conectan al S7 200


24V

P1

P2

NS

NI

P3

P4

Nombre TAG ENTRADA IDMarcha_1 I0.0 P1Marcha_2 I0.1 P2Paro_1 I0.2 P3Paro_2 I0.3 P4Nivel_Superior I0.4 NSNivel_Inferior I0.5 NIDesactivar I0.7 D


Los puntos de salida S7 200 se conectarían al sistema según:


B1 B2 M V1 V2 B3

Nombre TAG SALIDA IDBomba_1 Q0.0 B1Bomba_2 Q0.1 B2Motor_Mezclador Q0.2 MVálvula_Vapor Q0.3 V1Válvula_Vaciado Q0.4 V1Bomba_Vaciado Q0.5 B3

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