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Programacin del Autmata programable

Ing. Luis Rubin de Celis INTRODUCCIN

Un PLC no puede hacer nada si es que antes no se ha desarrollado un programa y se ha cargado este programa la memoria del PLC. Una vez que se ha cargado el programa, y una vez que el PLC se encuentre en estado RUN, es decir que se esta ejecutando el programa, el CPU puede examinar el estado de las entradas, resolver las instrucciones contenidas en el programa y expresar su resultado en las salidas del PLC y en los dispositivos de campo relacionados.

Representacin binaria de datos. Los computadores y PLCs manipulan y almacenan los

datos usando interruptores electrnicos que estn ENCENDIDOS o APAGADOS.

Los unos y los ceros se usan para representar los dos estados posibles de un componente electrnico.

Los 1 representan el estado ENCENDIDO, y los 0 representan el estado APAGADO.

Se denominan dgitos binarios o bits.

LENGUAJES DE PROGRAMACIN

Lenguajes Bajo la direccin del IEC el estndar IEC 1131-3 (IEC 65) para la programacin de PLC's ha sido definida. Alcanz el estado de Estndar Internacional en Agosto de 1992. Los lenguajes grficos y textuales definidos en el estndar son una fuerte base para entornos de programacin potentes en PLC's. Con la idea de hacer el estndar adecuado para un gran abanico de aplicaciones, cinco lenguajes han sido definidos en total: Grfico secuencial de funciones (grafcet). Lista de instrucciones (LDI o AWL). Texto estructurado. Diagrama de flujo. Diagrama de contactos.

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Grfico secuencial de funciones (Grafcet)

El grfico secuencial de funciones (SFC o Grafcet) es un lenguaje grfico que proporciona una representacin en forma de diagrama de las secuencias del programa. Soporta selecciones alternativas de secuencia y secuencias paralelas. Los elementos bsicos son pasos y transiciones. Los pasos consisten de piezas de programa que son inhibidas hasta que una condicin especificada por las transisciones es conocida. Como consecuencia de que las aplicaciones industriales funcionan en forma de pasos, el SFC es la forma lgica de especificar y programar el ms alto nivel de un programa para PLC.

Lista de instrucciones

La lista de instrucciones (IL o AWL) es un lenguaje de bajo nivel, similar al lenguaje ensamblador. Con IL solo una operacin es permitida por lnea (ej. almacenar un valor en un registro). Este lenguaje es adecuado para pequeas aplicaciones y para optimizar partes de una aplicacin.

Texto estructurado El texto estructurado (structured text o ST) es un lenguaje de alto nivel estructurado por bloques que posee una sintaxis parecida al PASCAL. El ST puede ser empleado para realizar rpidamente sentencias complejas que manejen variables con un amplio rango de diferentes tipos de datos, incluyendo valores analgicos y digitales. Tambin se especifica tipos de datos para el manejo de horas, fechas y temporizaciones, algo importante en procesos industriales. El lenguaje posee soporte para bucles iterantes como REPEAR UNTIL, ejecuciones condicionales empleando sentencias IF-THEN-ELSE y funciones como SQRT() y SIN().

Bloques de funciones

Los bloques de funciones (FB's) son bloques estndar que ejecutan algoritmos como reguladores PID. El estndar IEC asegura que los FB's son definidos empleando una metodologa estndar. Hay controles empleando parmetros externos, mientras que los algoritmos internos permanecen ocultos empleando Programacin Orientada a Objetos.

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Programacin en lenguaje escalera

El LADDER, tambin denominado lenguaje de contactos o en escalera, es un lenguaje de programacin grfico muy popular dentro de los controladores programables debido a que est basado en los esquemas elctricos de control clsicos.

Elementos del Lenguaje Escalera LADDER

LADDER Variables internas y bits de sistema Las variables internas son bits auxiliares que pueden ser

usados segn convenga sin necesidad de que representen ningn elemento del autmata.

Se suele indicar mediante los caracteres B N y tienen tanto bobinas como contactos.

Su utilidad fundamental es la de almacenar informacin intermedia para simplificar esquemas y programacin.

Los bits de sistema son contactos que el propio autmata activa cuando conviene o cuando se dan unas circunstancias determinadas.

Existe una gran variedad, siendo los ms importantes, los de arranque y los de reloj.

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Instrucciones Instrucciones de tipo Rel. Durante la operacin el controlador puede

energizar o desenergizar el bit. Examinar si Energizado (XIC): Cuando un dispositivo de entrada cierra su circuito o

una terminal de entrada manda una seal de energizado, el contacto se cierra dando una seal de 1.

Instrucciones Examinar si Desenergizado (XIO): Esta instruccin deja pasar la energa elctrica cuando el

dispositivo de entrada no est accionado, es decir cuando la entrada se encuentra desenergizada.

Energizar salida (OTE): ( ) El estado de una terminal de salida es indicado a travs de

un bit especfico del archivo de salida.

Instrucciones Energizar salda con Retencin (OTL) y desenergizar Salda con Retencin (OTU):

Estas instrucciones son de salida retentiva y generalmente son utilizadas en pares para cualquier bit de la tabla de datos.

Monoestable sensible a flanco ascendente:

Esta instruccin es verdadera cuando se presenta una transicin de falso a verdadero en la condicin anterior en la lnea.

Ejemplo de programacin. Se desea desarrollar un sistema de control de luces. El

sistema ser controlado por 4 switches: SWITCH1, SWITCH2, SWITCH3, y SWITCH4. Estos switches controlarn la luz en una habitacin de acuerdo a los siguientes criterios:

1. Si cualquiera de los switches SWITCH1, SWITCH2, y SWITCH3, se encuentra encendido, la luz se deber encender, pero todos los switches deben encontrarse en la posicin de apagado para que la luz pueda apagarse.

2. El cuarto switch (SWITCH 4) es el switch maestro. Si ste switch se encuentra en la posicin de encendido las luces debern apagarse y ninguno de los otros tres switches tendrn control sobre la luz.

Ejemplo de programacin. Circuitos combinacionales AND lgico

OR lgico

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Circuitos combinacionales Funcin NAND

Funcin NOR

Instrucciones

Oscilador

Enclavamiento

Instrucciones

Always-ON

Always-OFF

Flip Flops

RS Flip Flop

Timers y Contadores

Timers Contadores

Operaciones Matemticas OUT1= (IN1+ IN2)(IN3+ IN4)

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Operaciones Matemticas

OUT1= ((((IN1+ IN3+ IN8)(IN2 + IN7))+IN5)(IN4+IN9))+IN6

Ejercicios Dibuje el diagrama escalera y escriba la funcin para un

programa que acepte entradas de los switches IN1, IN2, IN3, IN4 e IN5 y energice la salida OUT123 cuando nicamente una de las salidas este encendida. Escribir la funcin de:

Resolucin

Out=((((IN1*IN2)+(IN3*IN4))*IN5*(IN6+IN7))+(OUT*IN1*IN2))

Lectura de seales Analgicas Input Data File

Lectura de seales Analgicas Ejercicios

Realizar los siguientes programas en LADDER, grabe el programa en el PLC Micrologix 1500 y verifique su funcionamiento:

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a) Se est cambiando el control de una locomotora, instalando un Micrologix 1500 en lugar de todos los contactores rels utilizados anteriormente; se necesita, como medida de seguridad, que se contine utilizando el pedal de seguridad.

El prog. debe hacer lo sig. para que se activen todo el ctrl. de la locomotora es necesario pisar el pedal. Si se deja de pisar el pedal por ms de 5 seg. suena una alarma; si la alarma suena por ms de 10 seg. se apaga la locomotora.

Solucin a)

b) Continuando con la automatizacin de la locomotora se desea lo sig:

Una vez activado el control de la locomotora, al pulsar un botn momentaneo, se debe activar una salida por 20 seg. o hasta que se llegue a una temp. de 22. Luego debe apagarse esa salida y prenderse otra.

Si la temp. baja a menos de 17 se debe encender la 1 salida por 20 seg.

Si la temp. sube a mas de 25 se debe apagar la locomotora. Si la temp. es mayor a 27 se debe apagar la locomotora y enceder la sirena.