JAIR EVIEL BARRIOS DELUQEZ

Hola Amigos..otra vez Yo.…ing. Jair Eviel Barrios Deluquezing_jair@hotmail.coming.jairbarrios@gmail.com

A continuación una pequeña charla sobre CONTROL INDUSTRIAL II a cargo del un excelente profesor MCs Walter Gastelbondo BarragánDocente de la Universidad de Pamplona

Por favor respeten los derechos de autor al copiar esta información.!gracias!

Agradecimientos a :MCs Walter Gastelbondo Barragánpor darme esta valiosa información. Espero sea de mucha ayuda a todos…hasta la proxima…dado caso me escriben al correo…ing….

CONTROL INDUSTRIAL II

Ingeniería MecatrónicaIng. Walter Gastelbondo Barragán.

I-2007

Pirámide CIM

UNIDAD 1 Teoría general

CONTROL REGULATORIO VS. CONTROL SECUENCIAL

IMPLEMENTACION DE CONTROLADORES PID ANALOGOS

ELEMENTOS

Un motor de cd de imán permanente de 3, 6, 9 o 12 voltios que no consuma más de 1 amperio con el potenciómetro acoplado.

Acople mecánico entre el eje del motor y el eje del potenciómetro. Fuente de 5 voltios de corriente directa para alimentar los terminales fijos

del potenciómetro. Fuente dual con voltajes de 0 a 15 voltios de cd, 1 amperio mínimo. Un (1) acople mecánico para acoplar el eje del motor con el eje de un

potenciómetro. Una (1) tabla de conexionado o protoboard Tres (3) amplificadores operacionales LM741 Cuatro (4) resistencias de 270 KW Dos (2) resistencias de 39 KW Una (1) resistencia de 1 KW Dos (2) potenciómetros lineales de 10 KW , 1 vuelta. Un (1) potenciómetro lineal de 100 KW Un (1) transistor C2073 Un (1) transistor A1011 Cables de conexión

ESQUEMA DEL ACOPLE MOTOR TRANSMISOR

IMPLEMENTACION

ESQUEMA ELECTRICO

CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL SECUENCIAL

Las características de los controladores secuenciales son: El proceso que se controla se puede descomponer en una serie

de fases o estados que se suceden de forma secuencial. A cada uno de los estados del proceso se le asigna una

variable interna que es la encargada de memorizar el estado actual del proceso.

Cada uno de los estados, cuando está activo, puede realizar una serie de acciones sobre las variables de salida.

La transición entre estados se controla mediante las señales procedentes de los sensores, a través de las variables de entrada.

El controlador realiza siempre, y en el mismo orden, la misma secuencia de estados.

APLICACIÓN DEL CONTROL SECUENCIAL

El funcionamiento de gran parte de los sistemas de fabricación responde a la definición de los sistemas de eventos discretos.

En la maquina de taladrado que se observa en la figura pueden existir diferentes estados El cilindro avanza. El taladro baja. El taladro sube.

Los cambios de estado son instantáneos, debidos a eventos que llegan del sistema controlado o parte operativa (finales de carrera, captadores…) o a ordenes de mando.

INDUSTRIA ALIMENTICIA

INDUSTRIA AUTOMOMOTRIZ

BANDAS TRANSPORTADORAS

DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA HACER CONTROL SECUENCIAL

SENSORESEs un dispositivo que convierte el valor de una magnitud física (presión, flujo, temperatura, etc.) en una señal eléctrica, neumatica o hidraulica codificada ya sea en forma analógica o digital. También es llamado transductor. Los sensores, o transductores, analógicos envían, por lo regular, señales normalizadas de 0 a 5 voltios, 0 a 10 voltios o 4 a 20 mA.

TIPOS DE SENSORES

•Sensores de Presion.

•Sensores de Nivel y Capacidad.

•Sensores de Temperatura.

•Sensores de Humedad.

•Sensores de caudal.

SENSORES DE PRESIÓN

Las mediciones de presión son las más importantes que se hacen en la industria; sobre todo en industrias de procesos continuos, como el procesamiento y elaboración de compuestos químicos. La cantidad de instrumentos que miden la presión puede ser mucho mayor que la que se utiliza en cualquier otro tipo de instrumento.

Tipos de Sensores de Presión•Presión absoluta, relativa o diferencial•Indicador local: Bourdon o manómetro en U•Sensores mecánicos•Tubo Bourdon- Tipo C- Espiral- Hélice•Fuelle•Diafragma•Sensores electromecánicos•Sensor capacitivo•Sensor de galgas extensiométricos•Sensor inductivo•Sensor piezoeléctrico

Bourdon Tipo C

- Tubo de sección elíptica que forma un anillo casi completo cerrado por un extremo y conectado a la fuente de presión por el otro.

- Al aumentar la presión en el interior del tubo éste se endereza, provocando un movimiento que es captado por una aguja indicadora o un transmisor (colocados en el extremo cerrado del tubo).

FUELLE

- Es un tubo fino sin soldadura, ondulado, de acero inoxidable o latón, que por efecto de la presión se estira o contrae con un desplazamiento considerable.

- Para conseguir una mayor duración el y precisión el movimiento estácontrarrestado por un muelle.

DIAFRAGMA

Es similar al fuelle en concepto. Está formado por un disco metálico flexible con la superficie

plana o con ondulaciones concéntricas.

SENSOR CAPACITIVO

- Consta de dos membranas exteriores y un fluido en contacto con un diafragma sensor, situado entre las dos armaduras de un condensador.

- El fluido transmite la presión soportada por las membranas al diafragma, el cual se desplaza hacia un lado o hacia otro proporcionalmente a la presión diferencial. Esto hace que varíe la constante dieléctrica entre las placas del condensador.

SENSOR DE GALGAS EXTENSIOMÉTRICAS

- Al someter una galga a presión, varía su longitud y su diámetro y en consecuencia su resistencia eléctrica.

- Para medir dicha resistencia se conecta la galga a un puente deWheatstone.

SENSOR INDUCTIVO

Se basa en que al desplazar un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la tensión inducida en el arrollamiento secundario.

SENSOR PIEZOELÉCTRICO

Se basa en el hecho de que al recibir una presión un material piezoeléctrico (como el cuarzo o el titanio de bario), y deformarse físicamente, genera una señal eléctrica.

COMO ELEGIR EL SENSOR DE PRESIÓN MAS ADECUADO

Los parámetros primarios a considerar son: 1) Rango de presión necesario: La mayoría de los sensores

resisten una sobre presión de 500% 2) Referencia de presión necesaria:

a) Atmosférica – 0 es presión atmosférica. b) Sellada – 0 es un determinado valor de presión. c) Absoluta – 0 absoluto d) Diferencial – el sensor mide la diferencia entre dos líneas de presión desconocidas.

3) Tipo de salida necesaria y tensión de alimentación: a) Salidas 0-5V, 0-10V, 4-20mA, mV, Opción de seguridad intrínseca... b) Alimentación unipolar o bipolar

SENSORES DE NÍVEL Y CAPACIDAD

Nível: Posición relativa en una escala de valores.

Capacidad: Magnitud interior de un campo vacio; el volumen cúbico; volumen.

Tipos de Medida de Nível

1. Medición directa:• Indicador de tipo gancho.• Visor de vidrio.• Niveles de flotador.

2. Medición Indirecta:• Presión.• Impulso Eléctricos• Níveles capacitivos• Detector de nível conductivo • Níveles radioactivos • Níveles ultrasónicos • Detector de nível de laminas vibrantes

Tipos de Medidores de Nível

Boya Magnética Boya Lateral Boya de Pera Conductivo Hidrostático Ultrasónico Regulación Externa Yo-Yo Pala Rotativa Capacitivo Vibratório

Boya Magnética

Instrumentos para medición y control/detección de nível de líquidos en tanques o depositos que contienen materialescomo:- agua,- productos químicos agresivos- alimenticias- combustíbles- inflamables- otros.

Características de Medicion con Boya Magnetica

Presentan fácil instalación. Operación y calibración no

son afectados por lapresencia de espuma, gases/vapores, la mezcla de líquidos en el proceso o variaciones características delfluido como viscosidad, constante dieléctrica o conductividad.

Instrumento ideal cuando se desea una solución de eficiencia comprovada y de bajo costo.

Boya Lateral

Son instrumentos utilizados encontrol y detección de nível de líquidos en tanques o depositos que requiren posición de ensamble lateral, sea por: - falta de espacio- devido al tanque que pude ser muyalto. Presentan fácil instalación, no necesita de alimentación eléctrica. Dispone de várias opciones de conexión al proceso, versiones para áreas clasificadas, y utilizables en unamplio rango de temperatura/presión, estosinstrumentos son soluciones de granversatibilidad y confiabilidad.

Boya Pera

Representan los mas simples instrumentos para el control y

detección de nível de líquidos. Bajo costo y gran facilidad de instalación. Usa microcontacto no utiliza mercúrio y el

diferencial puede serajustado através de un pequeño

contrapeso.

Entre sus aplicaciones típicas encontramos: -tanques y fosas de afluentes-abastecimientos industriales o riego, -controles de bombas, -lugares de difícil acceso y ensamble de otros tipos de sensores de nível- etc.

Conductivo

Utilizados para aplicaciones queenvuelven control/detección denível de líquidos conductivos en:

- tanques, - depositos- pozos profundos - lugares remotos (via LP),

Son de fácil instalación, no presentan partes moviles y por

consiguiente no necesitanmantenimiento constante. Disponíbles en dos versiones: - tallo rígido - y flexíble.

Hidrostático

Utilizados en aplicaciones donde es necesariomonitorear un nível de líquido continuamente:- tanques, - depositos- pozos artesanos.

No poseen partes moviles y no son afectados por turbulencia, espuma, gases/vapores o por variaciones de determinadas características de fluido como constante dieléctrica o conductividad.

Disponibles en dos modelos : - pendular - lateral.

Entre sus aplicaciones típicas encontramos : - medida de nível de tanques que contienenagua, - líquidos viscosos, - productos químicos, - alimentícios, - etc., -En pozos profundos o lugares de difícil accesoinstalación.

Ultrasónico

Utilizados en medición y control de nível de materiales líquidos o sólidos, presentanexcelente precisión y calidad, ademàs de no existir contacto físico entre el sensor y el mediomedido. Un excelente ángulo de incidencia permite el uso en aplicaciones críticas como silos/tanquesde pequeño diametro o con presencia de gases/vapores o polvo.

Los medidores ultrasónicos pueden ser utilizados con los más variados materiales como:- agua, - afluentes, - líquidos inflamables o corrosivos - y sólidos como :

- granulados, - polvos (cal, cemento, harina, etc.), - tiras de plástico, - acerrín,

Regulación Externa

Se trata de un indicador de nível mecanico de bajo costo y faciloperación.Proyectado para trabajar conproductos líquidos. No necesita de alimentacióneléctrica y proporciona fácil visualización de nível o volumendel material dentro del tanque através de una escala graduada (instalada externamente) que esrecorrida por un indicador a medida que ocurre variaciones de líquido. Son instrumentos ideales para tanques externos o internos donde es necesario una solucióneconómica y una visualización de nível a grandes distancias.

Yo-Yo

Son sistemas electromecanicos robustos para lamedición de nível en:- silos, - tanques - o depositos

Puede estar contenido en materiales como : - granos, - arena, - polvos en general (cemento, cal, harina, etc.), - plásticos, - minerales,- aceites, - produtos químicos, - entre otros.

Estos son convenientes donde la presencia de gases, vapores, polvo y espuma son críticos, ensilos/tanques de alturas elevadas o en lugares donde los medidores ultrasónicos no pueden ser aplicados.

Pala Rotativa

Son instrumentos eletromecanicosrobustos:- de bajo costo, - de rápida y fácil instalación

Fueron diseñados para el control de nívelen silos que contiene materiales como:

- granulados, - polvos en general(cemento, cal, harina, etc.), - mineria, - arena, - acerrín,- entre otros.

Estos sensores de nível son ideales parasilos que almacenan diferentes materiales.

Además de esto permiten ajustar lasencibilidad para una mejor calidad.

Capacitivo

Disponibles para mediciones de control/detección de nível, No presentanpartes móviles y devido a su princípio de operación (RHF/capacitancia), sonextremadamente versátiles, pudiendoser utilizados con los más variados productos : - líquidos conductivos o no,- viscosos, - agresivos, - materiales granulados, - polvos, - entre otros.

Disponíbles en modelos para condiciones críticas de temperatura y presión para aplicaciones pesadas como minéria, entre otros.

Vibratório

Diseñados para control/detección de nível de materiales sólidos o líquidos en tanques/silos, Pueden ser instalados tanto en la cima como el lateral del tanque. presentan las siguientesventajas:- no poseen partes móvies,- robustos, - facilidad de instalación y calibración, -practicamente no dependen de las condiciones del material como son:- constante dieléctrica, - humedad, - etc.

Entre las aplicaciones típicas de la versión tallo encontramos un control de nível alto/bajo de materiales como granos, polvos (cemento, harina, cal, etc.), arena, etc.

La versión diapasón puede ser utilizados en materiales sólidos de baja densidad como astillas de plástico o icopor, granulados y en productos líquidos como agua, químicos, alimentícios, entre otros.

SENSORES DE TEMPERATURA

TERMOPARESUn termopar es un dispositivo en estado sólido que se utiliza para convertir la energía en voltaje. Consta de dos metales diferentes empalmados en una juntura. Estos dos metales están conectados en dos diversos ensambles, uno para la medida de la temperatura y el otro para la referencia. La diferencia de la temperatura entre los dos ensambles es detectada midiendo el cambio en el voltaje (fuerza electromotriz, F.E.M.) a través de los metales disímiles en el ensamble de la medida de la temperatura.

Los termopares se emplean como sensores de temperatura y para su fabricación pueden utilizarse materiales tales como: hierro-constantano, cobre- constantano o antimonio-bismuto.

TIPOS DE TERMOPARES

Termopar convencional Termopar con aislamiento mineralTermopar con junta aislada

TERMOPARES COMERCIALES

Se designan por letras (T, E, J, K, R). Identifican los materiales que contienen y se especifican generalmente por su sensibilidad o coeficiente térmico (MV/ºC).El tipo E, J, K, y T son termopares de base metálica y se pueden utilizar hasta por encima de 1000°C. El tipo S, R, y B se denominan termopares nobles por poseer platino como elemento básico y se pueden utilizar hasta por encima de 2000°C.

•APLICACIONESLos termopares se emplean como sensores de temperatura.Miden la temperatura de la radiación electromagnética (infrarroja o visible)

emitida de un objeto. Sensado y control de temperatura en hornos.

Protección de sobrecalentamiento en sistemas industriales.

VENTAJAS Bajo costo.No hay piezas móviles, menos probabilidad de romperse.Amplia gama de temperaturas.Fácil instalación.Tiempo de reacción razonablemente corto.Capacidad de repetición y exactitud razonables.Profundidad de inmersión del sensor en el medio.Largo tiempo de vida.

DESVENTAJASLa sensibilidad es baja, generalmente 50 µV/°C o menos. Este problemase puede mejorar (pero no eliminar) por una mejor señal filtrada,blindando, y por la conversión de análogo a digital. Generalmente la exactitud no es mejor que 0,5 °C.Requiere una temperatura de referencia, generalmente la del hielo (0°C).Por otra parte, los termopares modernos confían en una referenciagenerada eléctricamente. presentan fluctuaciones en el valor de su temperatura ya que por lainercia del sensor, estas fluctuaciones son atenuadas o simplemente no sedetectan.

TERMISTORES

Resistor térmicamente sensible cuya función primaria es la de exhibir unavariación de su resistencia eléctrica en correspondencia con una variaciónde la temperatura del cuerpo.

CARACTERÍSTICASCon respecto a las Termocuplas el termistor no ofrece exactitud desalida y estabilidad.LinealidadLos Termistores resultan más útiles para medir la temperatura enalcances reducidos.

APLICACIONESLa más frecuente es como sensor de temperaturaSu desventaja es la falta de estabilidad en el tiempoSu rango esta entre los 150ºC y los 450ºCLa ventaja más importante es su pequeña masa

TRANSDUCTORES DE HUMEDAD

Hay muchas operaciones industriales que deben ejecutarse bajocondiciones de contenido de humedad específica y controlada. Enalgunos casos es de importancia la humedad contenida en el aireambiental; en otros, la humedad contenida en el producto mismoes más importante para el éxito del proceso industrial.

Tipos de Transductores de Humedad•Sicrómetro.•Pirómetros Ópticos.•Pirómetros de Baja Temperatura.

TRANSDUCTORES DE CAUDAL

Los transductores de caudal se basan en distintos principiossegún se trate de fluidos compresibles o no. El caudal puede definirse como masa por unidad de tiempo (caudal másico) o como volumen por unidad de tiempo (caudal volumétrico). El caudal volumétrico depende sólo de la sección considerada y de la velocidad del fluido, pero el caudal másico depende además de la densidad del fluido y esta a su vez de la presión y temperatura del mismo.

Tipos de Transductores de Caudal

Efecto Venturi.Presión dinámicaPor velocidad y por inducciónVolumétricosTransductor de caudal de turbina

EL ENTORNO DEL CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE

Reseña histórica

Hasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales se venia haciendo de forma cableada por medio de contactores y reles.

Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exigía tener altos conocimientos técnicos para poder realizarlas y posteriormente mantenerlas. Además cualquier variación en el proceso suponía modificar físicamente gran parte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello ungran esfuerzo técnico y un mayor desembolso económico.

El autómata programable industrial (API) nació como solución al control de circuitos complejos de automatización.

Los autómatas programables o PLC es un equipo electrónico programable que permite almacenar una secuencia de ordenes (programa) en su interior y ejecutarlo de forma cíclica con el fin de realizar una tarea.

Aunque se podría pensar que es el equivalente a un ordenador, existen diferencias entre ambos. El PLC esta diseñado para trabajar en ambientes industriales, ejecutar su programa de forma indefinida y es menos propenso a fallos o “cuelgues”que un ordenador convencional. Además, su programación esta mas orientada al ámbito industrial, incluso existen lenguajes que “simulan” el comportamiento del equipo con el de un sistema de reles y temporizadores (sobre todo en la gama baja de PLC’s y aplicaciones que derivan de cuadros eléctricos).

Ventajas

Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que: No es necesario dibujar el esquema de contactos. No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo

general la capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande.

La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega.

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos.

Mínimo espacio de ocupación. Menor coste de mano de obra de la instalación. Economía de mantenimiento. Además de aumentar la Confiabilidad del

sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden indicar y detectar averías.

Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata. Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar

reducido el tiempo cableado. Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata

sigue siendo útil para otra máquina o sistema de producción.

Inconvenientes Como inconvenientes podríamos hablar, en primer lugar, de que hace

falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta solucionado porque las universidades ya se encargan de dicho adiestramiento.

El coste inicial también puede ser un inconveniente.

Los PLC por sus características proporcionan múltiples ventajas entre las cuales se pueden destacar las siguientes:•Confiabilidad•Fácil programación •Fácil instalación •Reducción de circuitos complejos de automatización•Amplia aplicabilidad•Entre otras.

Funciones básicas de un PLC

Detección: Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación.

Mando: Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.

Dialogo hombre maquina: Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso.

Programación: Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la maquina.

Nuevas Funciones

Redes de comunicación: Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida.

Sistemas de supervisión: También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple conexión por el puerto serie del ordenador.

Control de procesos continuos: Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el autómata.

Entradas- Salidas distribuidas: Los módulos de entrada salida no tienen porqué estar en el armario del autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de red.

Buses de campo: Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta cíclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado de los accionadores.

PARTES DE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE

ESTRUCTURA EXTERNA

El término estructura externa o configuración externa de unautómata programable industrial se refiere al aspecto físicoexterior del mismo, bloques o elementos en que está dividido.

Actualmente son tres las estructuras más significativas queexisten en el mercado: Estructura compacta. Estructura semimodular. (Estructura Americana) Estructura modular. (Estructura Europea)

Estructura Compacta

Este tipo de autómatas se distinguepor presentar en un solo bloque todossus elementos, esto es, fuente de alimentación, CPU, memorias, entradas/salidas, etc..

Son los autómatas de gama baja onanoautómatas los que suelen teneruna estructura compacta. Su potenciade proceso suele ser muy limitadadedicándose a controlar máquinas muypequeñas o cuadros de mando.

Estructura semimodular

Se caracteriza por separar las E/S del resto del autómata, de tal forma que en un bloque compacto están reunidas las CPU, memoria de usuario o de programa y fuente de alimentación y separadamente las unidades de E/S .

Son los autómatas de gama media los que suelen tener una estructura semimodular (Americana).

Estructura modular

Su característica principal es la de que existe un módulo para cada uno de los diferentes elementos que componen el autómata como puede ser una fuente de alimentación, CPU, E/S, etc. La sujeción de los mismos se hace por carril DIN, placa perforada o sobre RACK, en donde va alojado el BUS externo de unión de los distintos módulos que lo componen.

Son los autómatas de gama alta los que suelen tener una estructura modular, que permiten una gran flexibilidad en su constitución.

ESTRUCTURA INTERNA

Configuración Básica de un PLC

Secciones de Entradas/Salidas

Hay dos tipos de entradas:

Entradas digitalesEntradas analógicas

Hay dos tipos de salidas:

Salidas digitalesSalidas analógicas

Entradas digitales

Los módulos de entrada digitales permiten conectar al autómata captadores de tipo todo o nada como finales de carrera pulsadores...

Los módulos de entrada digitales trabajan con señales de tensión, por ejemplo cuando por una vía llegan 24 voltios se interpreta como un "1" y cuando llegan cero voltios se interpreta como un "0"

El proceso de adquisición de la señal digital consta de varias etapas.

Protección contra sobretensiones Filtrado Puesta en forma de la onda Aislamiento galvánico o por optoacoplador.

Entradas analógicas

Los módulos de entrada analógicas permiten que los autómatas programables trabajen con accionadores de mando analógico y lean señales de tipo analógico como pueden ser la temperatura, la presión o el caudal.

Los módulos de entradas analógicas convierten una magnitud analógica en un numero que se deposita en una variable interna del autómata. Lo que realiza es una conversión A/D, puesto que el autómata solo trabajar con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (numero de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo).

Los módulos de entrada analógica pueden leer tensión o intensidad.

El proceso de adquisición de la señal analógica consta de varias etapas:

Filtrado Conversión A/D Memoria interna

Salidas Digitales

Un módulo de salida digital permite al autómata programable actuar sobre los preaccionadores y accionadores que admitan ordenes de tipo todo o nada.

El valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura o cierre de un relé interno del autómata en el caso de módulos de salidas a relé.

En los módulos estáticos (bornero), los elementos que conmutan son los componentes electrónicos como transistores o triacs, y en los módulos electromecánicos son contactos de relés internos al módulo.

El proceso de envío de la señal digital consta de varias etapas:

Puesta en forma Aislamiento Circuito de mando (relé interno) Protección electrónica Tratamiento cortocircuitos

Salidas Analógicas

Los módulos de salida analógica permiten que el valor de una variable numérica interna del autómata se convierta en tensión o intensidad.

Lo que realiza es una conversión D/A, puesto que el autómata solo trabaja con señales digitales. Esta conversión se realiza con una precisión o resolución determinada (numero de bits) y cada cierto intervalo de tiempo (periodo muestreo).

El proceso de envío de la señal analógica consta de varias etapas:

Aislamiento galvánico Conversión D/A Circuitos de amplificación y adaptación Protección electrónica de la salida

MODULO DE MEMORIA

Existen varios tipos de memorias:

RAM. Memoria de lectura y escritura. ROM. Memoria de solo lectura, no reprogramable. EPRON. Memoria de solo lectura, reprogramables con borrado

por ultravioletas. EEPRON. Memoria de solo lectura, alterables por medios

eléctricos.

MODULO DE MEMORIA

La memoria RAM se utiliza principalmente como memoria interna, yúnicamente como memoria de programa en el caso de que pueda asegurarse el mantenimiento de los datos con una batería exterior.

La memoria ROM se utiliza para almacenar el programa monitor delsistema como hemos visto en el apartado dedicado a la CPU.

Las memorias EPROM se utilizan para almacenar el programa de usuario, una vez que ha sido convenientemente depurada.

Las memorias EEPROM se emplean principalmente para almacenar programas, aunque en la actualidad es cada vez más frecuente el uso de combinaciones RAM + EEPROM, utilizando estas ultimas como memorias de seguridad que salvan el contenido de las RAM. Una vez reanudada la alimentación, el contenido de la EEPROM se vuelca sobre la RAM. Las soluciones de este tipo están sustituyendo a las clásicas RAM + batería puesto que presentan muchos menos problemas.

MEMORIA DE PROGRAMA

La memoria de programa, normalmente externa y enchufable a la CPU mediante casete de memoria, almacena el programa escrito por el usuario para su aplicación.

INTERFACES

En el control de un proceso automatizado, es imprescindible un dialogo entre operador-máquina junto con una comunicación entre la máquina y el autómata, estas comunicaciones se establecerán por medio del conjunto de entradas y salidas del citado elemento.

Se pueden distinguir las siguientes tipos de interfaces:

Entradas / salidas especiales. Entradas / salidas inteligentes. Procesadores periféricos inteligentes.

CPU

La CPU(Central Procesing Unit) es la parte inteligente del sistema. Interpreta las instrucciones del programa de usuario y consulta el estado de las entradas. Dependiendo de dichos estados y del programa, ordena la activación de las salidas deseadas.

La CPU está constituida por los siguientes elementos:

Procesador Memoria monitor del sistema Circuitos auxiliares

Procesador

Está constituido por el microprocesador, el reloj(generador de onda cuadrada) y algún chip auxiliar.

El micropocesador es un circuito integrado (chip), que realiza una gran cantidad de operaciones, que podemos agrupar en:

Operaciones de tipo lógico. Operaciones de tipo aritmético. Operaciones de control de la transferencia de la información

dentro del autómata.

Memoria monitor del sistema

Es una memoria de tipo ROM, y además del sistema operativo del autómata contiene las siguientes rutinas, incluidas por el fabricante.

Inicialización tras puesta en tensión o reset. Rutinas de test y de respuesta a error de funcionamiento. Intercambio de información con unidades exteriores. Lectura y escritura en las interfaces de E/S.

En general cada autómata contiene y realiza las siguientes funciones:

Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda de un determinado tiempo máximo. A esta función se le denomina Watchdog.

Ejecutar el programa usuario. Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de

usuario no debe acceder directamente a dichas entradas. Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las

mismas, obtenida al final del ciclo de ejecución del programa usuario.

Chequeo del sistema.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN

La fuente de alimentación proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos del sistema.

La alimentación a la CPU puede ser de continua a 24 Vcc, tensión muy frecuente en cuadros de distribución, o en alterna a 110/220 Vca. En cualquier caso es la propia CPU la que alimenta las interfaces conectadas a través del bus interno.

La alimentación a los circuitos E/S puede realizarse, según tipos, en alterna a 48/110/220 Vca o en continua a 12/24/48 Vcc.

La fuente de alimentación del autómata puede incorporar una batería tampón, que se utiliza para el mantenimiento de algunas posiciones internas y del programa usuario en memoria RAM, cuando falla la alimentación o se apaga el autómata.

UNIDAD III. TIEMPO DE RESPUESTA DE UN CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE

El tiempo de barrido normalmente esta representado en unidades de tiempo por cada 1000 instantes, es decir, ms/k. el barrido proporciona una idea de la velocidad con la cual el PLC puede:

Medir - leer las entradas y actualizar la tabla de entrada salida. Decidir - ejecutar el programa del usuario. Actuar - actualizar la tabla entrada salida y activar o desactivar

salidas.

El tiempo de barrido depende: La longitud de la aplicación Los tipos de instrucciones utilizadas. La habilidad propia del programador.

Ti = tiempo para fotografiar las entradas y actualizar la tabla de imagen in/out

TE = tiempo de ejecución de la lógica programada (aplicación).To = tiempo de actualización de las salidasCi = cambio de una señal da entrada luego de que el cpu culmino el

ciclo de captura de dataACi = actualización del punto de entrada que cambio en el SCAN 1

FABRICANTES DE PLC

ABB

AEG-Modicon

AFEISA

Allen Bradley

Bytronic

B&R

Fagor Automation (casa española)

Festo

Fuji Electric

GE-Fanuc

Hitachi

Omron España

Siemens AUT

Telemecanique (Grupo Shneider)Grupo Shneider España

Toshiba

Toyota

PREGUNTAS