plc grafcet

1

1

Autómatas Programables (PLC)

2

Automatización industrialUtilización de técnicas y equipos para el gobierno de un proceso industrial, de tal formaque ese sistema funcione de forma autónoma, con poca o ninguna intervenciónhumana.

ControlManipulación indirecta de las magnitudes de un sistema denominado planta a través deotro sistema denominado sistema de control

AutomáticaCiencia que estudia la automatización y sus aplicaciones.

Conjunto de las técnicas desarrolladas con el fin de reducir y eliminar la intervenciónhumana en la producción o en el funcionamiento de bienes y servicios.

2

3

Objetivos de la automatización•Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la producción ymejorando la calidad de la misma.

•Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosose incrementando la seguridad.

•Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.

•Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidadesnecesarias en el momento preciso.

•Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandesconocimientos para la manipulación del proceso productivo.

•Integrar la gestión y producción.

Incrementar la productividad, la calidad y precisión de losproductos

4

Sistema de control

3

5

Señales de E/S de la unidad de control

6

Implantación de sistemas de controlSistemas cableados (Neumática, interruptores, relés, puertas lógicas).

•Control totalmente fijo.•Muy rápidos en el caso de puertas lógicas.

Sistemas programables (PLCs y ordenadores industriales).•Programables.•Generalmente muy flexibles.

PLC (Programmable Logic Controller)Un autómata programable industrial (PLC), es un equipo electrónico,programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar entiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.

Un PLC trabaja en base a la información recibida por los captadores yel programa lógico interno, actuando sobre los accionadores de lainstalación.

4

7

Autómata Programable (PLC): funciones básicas

Detección: lectura de la señal de los captadores distribuidos por elsistema de fabricación.

Mando: elaborar y enviar las acciones al sistema mediante losaccionadores y preaccionadores.

Dialogo hombre maquina: mantener un diálogo con los operarios deproducción, obedeciendo sus consignas e informando del estado delproceso.

Programación: para introducir, elaborar y cambiar el programa deaplicación del autómata. El dialogo de programación debe permitirmodificar el programa incluso con el autómata controlando lamaquina.

8

Autómatas Programables: hardware

5

9

Autómatas Programables (PLC): software

Sistema Operativo•Residente en ROM.•Gobierna el hardware del autómata ypermite su programación.•Facilita la comunicación del programade control con el hardware.

Progrma específico de control•Secuencia de operaciones a realizarsobre la planta.

10


6

11


12


7

13

Autómatas Programables (PLC)¿Cómo programar el PLC para controlar la planta?: Lenguaje de Programación

• Instrucciones para realizar operaciones lógicas.•Variables para almacenar resultados intermedios.•Variables que se actualicen con el valor de las entradas.•Variables conectadas a las salidas.•Orientado al bit (tamaño de la variable lógica).

14


8

15


16


9

17


18


10

19


20


11

21

Metodología de diseño de automatismossecuenciales: GRAFCET

• GRAFCET (GRÁfico Funcional de Control de Etapas y Transiciones).

• Es estándar (IEC 848)

• Metodología para la descripción y diseño del control independiente de latecnología a utilizar.

• Permite la descripción gráfica del control del proceso.

• Es una mejora de la máquina de estado.

• Fases del diseño del control lógico:• Especificación.

• División del proceso en etapas o fases.

• Diseño de la parte secuencial para el control de las etapas.

• Diseño de la parte combinacional de cada etapa.

• Implantación.

22

Metodología de diseño de automatismossecuenciales: GRAFCET

12

23

GRAFCET: División del proceso en etapas o fases– División inicial en operaciones complejas: macroetapas.

• Ejemplo tunel de lavado: Inicialización, Lavado, Secado

– División de las macroetapas en etapas.• Ejemplo macroetapa Lavado: Humedecer, Pasar rodillos horizontales,

Pasar rodillos verticales.

– Una etapa está bien definida cuando se consigue que lasacciones asociadas a dicha etapa sólo dependan de estar en esaetapa y de las entradas. La relación entre entradas y salidasdentro de la etapa es puramente combinacional.

– El control está bien definido cuando todas las etapas están biendefinidas.

– Cada etapa elemental tiene asociada una variable de estado (0:Etapa desactivada; 1: Etapa activada).

• A la tabla de entrada/salidas del control hay que añadir las variablesde estado.

24

GRAFCET: Símbolos gráficos– Cuadro

• Simbolizan una etapa.

• La etapa inicial (RESET) se representa con un cuadro con doble línea.

– Líneas de evolución• Unen entre sí la etapas que representan actividades consecutivas.

• Las líneas se entenderán siempre orientadas de arriba hacia abajo, amenos que se represente una flecha en sentido contrario.

– Transiciones en las líneas de evolución• Representan las condiciones lógicas necesarias para que finalice la

actividad de una etapa y se inicie la etapa inmediatamente consecutiva(o etapas).

– Reenvíos• Son símbolos en forma de flecha que indican la procedencia o destino

de las líneas de evolución. Esto permite fraccionar un gráfico ensubgráficos sin necesidad de líneas que se entrecrucen.

13

25

GRAFCET: Símbolos gráficos

26

GRAFCET: Reglas de evolución• Cuando se recorre el gráfico de evolución, por cualquier camino posible,

deben alternarse siempre una etapa y una transición.

• Las transiciones que no tienen asociada una ecuación lógica siempre secumplen.

• Una etapa se activará cuando esté activada la etapa anterior y se cumplenlas condiciones de transición entre ambas.

• Una etapa se desactiva cuando se cumplen las condiciones de transición ala siguiente o siguientes.

• El grafo de evolución debe ser siempre cerrado.

• Se pueden utilizar macroetapas como etapas:• Cada macroetapa debe tener una etapa de entrada y otra de salida.

• La validación de la transición inmediatamente anterior a la macroetapa activa la etapade entrada de la misma.

• Las macroetapas pueden estar anidadas.

14

27

GRAFCET: Estructuras básicas

• Secuencia lineal.• Sólo hay una etapa activa en cada momento.

• Convergencia y divergencia en O:subprocesos alternativos.

• Convergencia y divergencia en Y:subprocesos simultáneos.

28

GRAFCET: Convergencia y divergencia en O• Subprocesos alternativos.

• De una etapa se pueden iniciar varios caminos o subprocesos alternativosposibles.

• Sólo uno de ellos se activa.

• Termina en la misma o en diferentes etapas.

15

29

GRAFCET: Convergencia y divergencia en Y• Subprocesos simultáneos.

• De una etapa se inician varios caminos simultáneos.

• El proceso evolucionará por varios caminos a la vez, ejecutando variastareas simultáneamente.

• Cuando dos o más caminos en Y convergen en un estado, para que seestado se active se deben haber ejecutado completamente dichos caminos.

30

GRAFCET: Diseño e implementación– Diseño parte secuencial del automatismo.

• Establecer el grafo de evolución con la secuencia de etapas.

• El número de etapas define el número de variables de estado.

• Establecer las condiciones de transición: condiciones lógicas para ir de una etapa aotra.

• Es equivalente a establecer las ecuaciones lógicas de las variables de estado.

• Para calcular el valor de las variables de estado, sólo se trabaja con el valor antiguode dichas variables.

– Diseño parte combinacional de cada etapa del automatismo.• Establecer para cada etapa las relaciones lógicas entre entradas y salidas.

– Implantación.• Utilizar un sistema cableado o un sistema programado para realizar la implantación.

16

31

GRAFCET: Movimiento alternativo de tambor lavadora

32

GRAFCET: Movimiento alternativo de tambor lavadora

17

33

Relación entre Grafcet e implantación en PLC

34

GRAFCET: Tren de lavado en serie

18

35

GRAFCET: Tren de lavado en serie

plc grafcet

Documents