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Introducción a

los PLC’s

¿Qué son los PLC’s?

PLC = Programmable Logic Controller

Programmable.- Computadora de propósito específico. Lenguaje de programación propio

Logic.- Basado en funciones lógicas (ON/OFF)

Controller.- Interacción directa con dispositivos externos

*PLC también es una marca registrada de Allen-Bradley,

pero actualmente se ha vuelto un término genérico.

¿Qué son los PLC’s?

El PLC está diseñado para realizar control automático

en tiempo real de procesos secuenciales, máquinas o

herramientas en ambientes industriales.

El PLC fue concebido originalmente para reemplazar

el control basado en relevadores.

El relevador

Principio de operación:

El relevador

Aspecto físico:

Antecedentes

Control basado en relevadores:

Cada esquema de control estaba alambrado en tableros de

relevadores.

Cuando cambian los requerimientos de producción

también tiene que cambiar el sistema de control.

Cambios frecuentes Costo elevado, e.g. industria

automotriz.

Los relevadores son dispositivos electromecánicos: vida

útil limitada.

Conexiones entre cientos o miles de relés enorme

esfuerzo de diseño y mantenimiento.

Antecedentes

En 1968 Ford y General Motors imponen

condiciones a sus proveedores de sistemas de control:

Debían ser fácilmente programables y

modificables por ingenieros de planta o personal

de mantenimiento.

El tiempo de vida debía ser largo.

Operación en entornos industriales adversos.

Antecedentes

Bedford Associates propuso algo denominado

Controlador Digital Modular o MODICON

(MOdular DIgital CONtroler).

Antecedentes

En la década de los 70’s el desarrollo de los microprocesadores generó un auge en el desarrollo de los PLC, mejorándolos en

• Mayor capacidad de memoria

• Mayor capacidad de entradas /salidas

• Reducción de tamaño

• Incorporación de funciones más poderosas

• Facilidad de programación: mejoramiento del interfaz hombre-máquina

• Comunicación con otros PLC y otras computadoras de control en red.

Antecedentes

En la década de los 80’s continuó el mejoramiento de

los PLC, en cuanto a Mayor concentración de

entradas /salidas por módulo, Incorporación de

funciones analógicas:

Control PID

Servocontroladores

Control Fuzzy

Antecedentes

Década de los 90’s:

Tendencia a la estandarización

Reducción de protocolos de comunicación

El estándar IEC-1131-3 intenta unificar el sistema

de programación de PLCs en un único sistema a

nivel mundial.

Desplazamiento del PLC por las cada vez más

potentes PCs.

Antecedentes

TENDENCIA ACTUAL:

Campos de Aplicación

Aplicaciones donde es necesario realizar procesos de

Maniobra, secuenciación, señalización

Maquinarias con procesos variables

Procesos de producción cambiantes por periodos

Procesos complejos y amplios

Ejemplos típicos:

Máquinas herramientas, máquinas transfer, maquinaria

industrial del mueble y madera, plásticos, cementeras,

industria química y eléctrica, empacadoras y

ensambladoras, semáforos, control de iluminación,

riego de jardines, invernaderos, climatización, etc..

Campos de aplicación

Máquina transfer para manufactura flexible

Tableros de control Fuente de poder

Fuente de poder

Transferencia

de proceso

continuo

Opciones Tecnológicas

Lógica Cableada

Relés electromagnéticos

Electroneumática

Electrohidráulica

Electrónica estática

Lógica Programada

Computadoras

Microcontroladores

Dispositivos Lógicos

Programables (DLP)

PLCs

Ventajas respecto a la lógica cableada

Reducción del tiempo de diseño

Reducción del cableado

Reducción de espacio

Posibilidad de hacer cambios en el diseño sin

cambiar el cableado

Facilidad de mantenimiento

Desventajas: En lugar de alambrar hay la necesidad

de programar. Dependiendo del modelo, la inversión

inicial puede ser muy elevada.

Estructura de un PLC

Estructura Compacta: Contiene todos sus

elementos en un solo módulo:

Fuente de

alimentación

CPU

Entradas

/Salidas

Actuadores

Sensores

Interfaz de programación

Memoria

Estructura de un PLC

Estructura Modular:

Estructura Americana: Separa las unidades de

Entrada/Salida del resto de las unidades del PLC.

Estructura Europea: Separa un módulo para

cada función: Fuente, CPU, Entradas/Salidas, etc.

Gamas de PLCs

La capacidad más importante de un PLC es su

número de entradas/salidas:

Gama Baja: número de E/S menor de 256

Gama Media: número de E/S de 256 a 1024

Gama Alta: número de E/S mayor de 1024

Unidades de Entrada/Salida

Tipos de Entrada: se pueden clasificar en cuanto a

la tensión que manejan como:

• Libres de tensión

• De corriente directa

• De corriente alterna

Y en cuanto al tipo de señal:

• Analógicas

• Digitales


Tipos de Salida: también se clasifican de acuerdo al

tipo de voltaje manejado:

• A relevador (corriente directa o alterna)

• A triac (sólo corriente alterna)

• A transistor (sólo corriente directa)

Y en cuanto al tipo de señal:

• Analógicas

• Digitales


Aislamiento Galvánico: Para protección contra

sobrevoltajes, sobrecorrientes o errores de conexión,

tanto entradas como salidas pueden ser de dos tipos:

Con aislamiento galvánico (por optoacopladores)

Con conexión directa.

Ciclo de operación del PLC

Inicio

Lee estado

de entradas

Ejecuta

programa

Diagnostica

comunicaciones

Actualiza

salidas

n

Programación

Lenguaje original: Diagrama de contactos

(diagrama de escalera)

m

n PL1

PL3 m

m

n PL2

Símbolos lógicos:

El PLC LOGO!

El PLC LOGO! De SIEMENS es un PLC de bajo

costo, muy compacto de gama baja.

Familia de PLCs de Siemens

El PLC LOGO!

El LOGO! Básico tiene 8 entradas y 4 salidas

(ampliable) y tiene dos versiones:

El PLC LOGO!

8 Entradas

Fuente

4 salidas

Interfaz local de

programación

Cable para

programación

remota

El PLC LOGO!

Identificación y variantes:

12: versión de 12 v DC

24: versión de 12 v DC

230: versión de 115…240 v AC

R: Salidas a Relé

C: Incluye timer semanal

o: Versión “ciega”

DM: Módulo digital

AM: Modulo analógico

CM: Módulo de comunicaciones

Entradas Analógicas

El PLC LOGO!

Montaje en un Riel:

El PLC LOGO!

Conexión de Fuente y Entradas:

Sólo las entradas

de grupos distintos

pueden ser

conectadas a fases

distintas

Separador

de grupos

El PLC LOGO!

Conexión de Salidas a relé:

Carga

Protección

16 Amp. Max.

Arrancando LOGO!

Al energizar sin programa en Memoria:

Con programa ejecutándose en memoria:

>Program..

PC/Card..

Start..

No Program

OK

>Program..

PC/Card..

Start..

I:123456

DD hh:mm

Q:1234

OK

Progamación del PLC-LOGO!

Crear un programa en Logo! es equivalente a

alambrar un circuito lógico con los componentes que

Logo! Proporciona:

Conectores:

Entradas: I1, I2, …I6, I7, …I24, AI1, …, AI8

Salidas: Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, …, Q16, AQ1, AQ2

Banderas: M1, …, M8, M9, …, M24

Constantes: hi, lo, x

Bloques:

Funciones Básicas

Funciones Especiales


Vista de un Bloque en el display de Logo!

B01

I2 ≥1

B2 Q1

x

Número de bloque

asignado por LOGO!

Salida

Entrada

Salida de

otro Bloque

No conectado

Bloque


Interconexión de Bloques: Como sólo se puede ver

un bloque a la vez, LOGO! Asigna números para

indicar la interconexión entre bloques:

B01

B2 ≥1

B3 Q1

x

B02

I2 ≥1

B2 B1

x

B03

I2 ≥1

B2 B1

x

B1 Q1


Ejemplo 1: Se programará en LOGO! El siguiente

circuito lógico:

I1

I2 I3

K1

K1

Carga

Bobina

de Relé

Contacto

de Relé

L1

L1

I1

I2

I3

L N


En LOGO!:

I1 ≥1

Q1

x

I2 &

I3

x

L1

L1

I1

I2

I3


Alambrado:

I1 ≥1

Q1

x

I2 &

I3

x

L1

L

N

L1


Creación del programa en LOGO!

>Program..

PC/Card..

Start..

OK >Edit Prg

Clear Prg

Set Clock

ESC

Q1

OK

ESC

Modo de

programación

Otra salida

El programa

comienza desde la

salida hacia atrás


Manejo del Cursor en modo de Programación:

Se puede Mover el cursor cuando está en forma de “_”

Presione alguno de los botones para moverse sobre el circuito

Presione para cambiar a modo de selección de Conector o Block.

Presione para salir del modo de programación.

En modo de selección de Conector o Block (el cursor se ve en

forma de un bloque sólido)

Presione para seleccionar un Conector o un Block

Confirme con

Presione para volver al modo anterior

OK

ESC

OK

ESC


Creación del programa del Ejemplo 1

I1 ≥1

Q1

x

I2 &

I3

x

Q1

Cursor

_ Q1

_ OK

Co Q1

↓



OK

Co Q1

↓

Gf Q1

↓

B01

B2 &

B3 Q1

x

B01

_ ≥1

Q1

OK

B01

Co ≥1

Q1

OK

↓

B01

I1 ≥1

_ Q1

OK



OK

OK

OK

B01

I1 ≥1

_ Q1

OK B02

_ &

B01

OK

OK

B02

I2 &

_ B01

OK

OK

OK

B02

I2 &

I3 B01

_

OK

OK OK

B02

I2 &

I3 B01

x

B01

I1 ≥1

B02 Q1

_ ?



OK

B01

I1 ≥1

B02 Q1

_ ?

B01

I1 ≥1

B02 Q1

x

OK

B01 Q1

ESC

>Edit Prg

Clear Prg

Set Clock


Ejecución del Programa

ESC >Edit Prg

Clear Prg

Set Clock

Program..

PC/Card..

>Start..

OK

I:123456

DD hh:mm

Q:1234

Modo de

Ejecución


Modificación del programa:

Si el diagrama del ejemplo 1 se desea cambiar a:

I1 ≥1

Q1

x

I2 ≥1

I3

x


Pasar a modo de edición de programa:

B01 Q1

varias

teclas de

cursor

B02

I2 &

I3 B01

x

_

OK B02

I2 ≥1

I3 B01

x

OK


Borrado de Bloques:

Si deseamos borrar el bloque B01 del ejemplo 1:

I1 ≥1

Q1

x

I2 ≥1

I3

x


En modo de edición de programa:

El circuito queda:

B01 Q1

_

OK OK

B01 Q1

_ OK

B02 Q1

I2 ≥1

I3

x

Q1

Funciones Lógicas Básicas

LOGO! Cuenta con las siguientes funciones Básicas:

Función AND Función OR Función NOT

Función NAND Función NOR Función EXOR

& ≥1 1

& ≥1 =1


Otras funciones Básicas:

Función AND con detección de flanco (transición)

Función NAND con detección de flanco (transición)

&↑

&↓


Función AND con detección de flanco (transición)

&↑ Produce una salida 1 solamente cuando

todas sus entradas son 1 y al menos una

de ellas era 0 en el ciclo previo.

1

2

3

Q


Función NAND con detección de flanco (transición)

Produce una salida 1 solamente cuando

al menos una de sus entradas es 0 y todas

ellas eran 1 en el ciclo previo.

1

2

3

Q

&↓


Las aplicaciones más poderosas del PLC están

basadas en el manejo de timers y contadores. Este

tipo de funciones se denominan Funciones

Especiales, a continuación se describen algunas.

El Latch Set Reset:

S

R

Par

Q

RS

Set: Activa la Salida Q=1

Reset: Apaga la salida Q=0

Parámetro: Activa/desactiva

la Retentividad = Capacidad

de conservar el estado previo a

una corte de energía.


Ejemplo: Un arrancador simple de motor consiste en

un botón de arranque A y un botón de paro P. En este

caso se ha agregado un switch C de mantenimiento

para evitar el arranque.

Motor

RS &

A

C

x

P

L

N Motor

A

P

C


Encendido Retardado (ON Delay).- Esta función

permite programar el encendido temporizado de

dispositivos.

Trg

Par Q

Trg: En el flanco de subida arranca el conteo de

tiempo, cuando el tiempo programado termina la

salida se enciende. Si Trg=0 la salida se apaga.

Par: Establece el tiempo de retardo de

encendido.

Opciones de Protección:

+: Permite Lectura/Modificación en modo de

asignación de parámetros

-: Protege contra Lectura/escritura en modo de

asignación de parámetros y sólo puede ser

modificado en modo de programación


Modo de asignación de parámetros: Permite

visualizar y/o modificar valores de parámetros

siempre y cuando no estén protegidos.

ESC OK

I:123456

DD hh:mm

Q:1234

Modo de ejecución

>Set Clock

Set Param

OK

B01:T

T=03:00s

Ta=00.00s

Tiempo de retardo

en evolución

Tiempo de retardo

programado


Apagado Retardado (OFF Delay).- Esta función

permite programar el apagado temporizado de

dispositivos.

Trg

R

Par

Q

Trg: En el flanco de bajada enciende la salida

y arranca el conteo de tiempo, al terminar el

tiempo programado la salida se apaga.

Si Trg =1 el conteo se reinicia.

R (Reset):

Si R =1 la salida se apaga.

Par: Establece el tiempo de retardo.

Opciones de Protección:

+: Permite Lectura/Escritura

- : Protege contra Lectura/escritura


Ejemplo: Secuencia de encendido de dos

dispositivos

Trg

R

Par

Q

Programación en Logo Soft

Pantalla de programación

unidad 03+plc_logo

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