PDF de programación - Automatas programables - Visión General

AutAutóómatas programables.
matas programables.
VISION GENERAL
VISION GENERAL

Autómatas Programables: Visión General

Felipe Mateos - Nov. 2004

Sistema automatizado. PLC’s

Esquema general de sistema automatizado
Componentes habituales. PLC
PLC. Definición y concepto gráfico
Arquitectura típica de un PLC
¿Cómo trabaja un PLC?
Criterios de selección. Gamas de PLCs. Tendencias
Elementos de programación. Tipos de lenguajes actuales
Equipos de programación, diseño y explotación
Desarrollo de un proyecto con PLCs

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Sistema automatizado. Componentes habituales

Parte de
Parte de
Supervisióónn
Supervisi
y Explotacióónn
y Explotaci

Panel de mando
Panel de mando
PC+SCADA
PC+SCADA

Parte de
Parte de
Control
Control

LLóógicagica cableada
cableada
PLCPLC´´ss
PC+Tarjeta E/S
PC+Tarjeta E/S
Microcontroladores
Microcontroladores
Reguladores Digitales
Reguladores Digitales
EtcEtc......

ParteParte

Operativa
Operativa

Proceso real
Proceso real
Simuladores E/S
Simuladores E/S
Maquetas
Maquetas

Interface SS--CC
Interface

Interface SS--PP
Interface

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Autómatas Programables: Visión General

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Controladores.
Controladores.
Controladores.
Breve reseña histórica
Breve reseñña hist
a históóricarica
Breve rese

Comparativa de
Comparativa de
controladores
controladores
programables
programables

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El PLC y su entorno

Parte de
Parte de
Supervisióónn
Supervisi
y Explotacióónn
y Explotaci

Parte de
Parte de
Control:
Control:
AutAutóómatasmatas
programables
programables

(PLC(PLC´´s)s)

Interface SS--CC
Interface

Preaccionadores
Preaccionadores
Accionadores
Accionadores

Proceso
Proceso

Sensores
Sensores

Interface SS--PP
Interface

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¿Qué es un autómata programable?

Definicióón IEC 61131
n IEC 61131
Definici
Un autómata programable (AP) es un sistema electrónico programable
diseñado para ser utilizado en un entorno industrial, que utiliza una
memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones
orientadas al usuario, para implantar unas soluciones específicas tales
como funciones lógicas, secuencia, temporización, recuento y funciones
aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas, digitales
y analógicas diversos tipos de máquinas o procesos.

AP Autómata programable
PLC Programmable Logic Controller

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Concepto gráfico de PLC

Automatismo eléctrico

Vs.

Autómata programable

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Controladores elééctricos
Controladores el

ctricos yy programables
programables

Precio

PLC

Micro PLC

Módulo Lógico

Temporizadores

Contactores

Functionalidad

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Posicionamiento: Schneider Electric
Posicionamiento: Schneider Electric

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Controladores elééctricos y programables: Campo de aplicaci
Controladores el

ctricos y programables: Campo de aplicacióónn

Contactores
Auxiliares

Múltiples contactos
Enclavable
Lógica funcional

única

Relés

Adaptación de

nivel y aislamiento
eléctrico desde /
para SIMATIC

Conexión de pequeñas

cargas monofásicas

Temporizadores

Programador lógico

Micro-PLC

Retardo

la conexióónn:

Retardo aa la conexi
Arranque de motores paso a
paso con supresión de
interferencias
Retardo aa desconexi
Funciones de llave
Estrella--TriTriáángulo
ngulo:
Arranque retardado de
motores con intervalos de
conexión de 50ms

desconexióónn:

Retardo

Estrella

MultiMulti--funci

funcióónn: Flexible para

Contactores

toda aplicación, hasta 8
funciones integradas
Contactores dede acci
accióónn
positiva:para circuitos
positiva
seguros de categoría 2.
Contactores dorados
Contactores dorados:



Edificios:
Edificios
Control de Iluminación
Ventiladores
Control de Acceso
Equipos de seguridad
Industria:
Industria
Bombas/Compresores
Armarios
Control puertas
Sistemas de alimentación
Plataformas elevadoras
Control secuencial
Control de nivel
Control de válvulas
Plantas de llenado
Plantas de vaciado
Sistemas de transporte



Edificios

construccióónn:

Edificios yy construcci
Ascensores, posicionadores
Elevadores
Industria:
Industria
Empaquetado y envasado
Maquinaria textil
Tratamiento de alimentos
Máquinas de corte
Paneles, displays
Atornilladores
Prensado y
Fabricación de ladrillos
Pintura
Telecontrol
Sistemas de esterilización
Equipos de laboratorio
Máquinas de lavado

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Unidad de
programación
ó supervisión

Arquitectura de un PLC

Conexión a otros controladores
o con E/S remotas

Fuente de
alimenta-
ción

Módulo
CPU

Módulo
Entradas
Digitales

Módulo
Salidas
Digitales

Módulo
E/S
analógicas

Módulo
Especiales
(contaje,
comunica-
ciones,
PID ...

Conectores
al bus para
más módulos
de E/S

Bus

5VDC

220-230
VAC

24VDC

Sensores
digitales
(interruptores,
sensores de prox.)

Actuadores
digitales
(válvulas neumáticas,
lámparas indicadoras.)

Sensores analógicos
(Termopares, potenciómetros)
Actuadores analógicos
(Variadores de velocidad)

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Arquitectura de un PLC (II)

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Ejemplo de arquitectura (I)
Ejemplo de arquitectura (I)

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Ejemplo de arquitectura (II)
Ejemplo de arquitectura (II)

1. Salidas digitales integradas
2. LEDs de estado de las salidas digitales
3. Terminales de alimentación
4. Conmutador Stop/Run
5. Conector para el cable de ampliación
6. LEDs de estado de la CPU
7. Ranura para el cartucho de memoria
8. Puerto de comunicaciones (p. Ej. PPI)
9. Entradas digitales integradas
10. LEDs de estado de las entradas digitales
11. Fuente de alimentación integrada
12. Potenciómetros integrados
13. Módulo de ampliación
14. Fijadores para tornillo (DIN métrica M4, diámetro 5 mm)
15. Pestaña de fijación

6

7

8

1

9

2

10

3

4

5

12

11

15

13

14

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Arquitectura del sistema
Arquitectura del sistema

PLC

Sistema centralizado

Sensores y y actuadores
actuadores
Sensores

PLC

Bus

Bus

PLC1

PLC2

PLC3

Sistema descentralizado

Sistema distribuido

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¿Cómo trabaja un PLC?

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Selección de un PLC
Seleccióón de un PLC
n de un PLC
Selecci
(criterios cuantitativos)
(criterios cuantitativos)
(criterios cuantitativos)

Características
del PLC-X

Especificaciones
del sistema

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Selección de un PLC. Criterios cualitativos

Ayudas al desarrollo de programas
Fiabilidad del producto
Servicios del suministrador
Normalización en planta
Compatibilidad con equipos de otras gamas
Coste
Previsión de repuestos

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Gamas de PLC’s en distintos fabricantes

Gama de autómatas TSX (Schneider) y Siemens

m

o

C

pleja s

s
e
n
o
i
c
a
c
i
l

p
A

p le s

S i m

TSXTSX Premium
Premium

S7-300

S7-400

S7-200

TSX Micro

TSX Nano

46

300

Nº E/S

2000

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Nuevas tendencias
Arquitecturas abiertas PC/PLC

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Nuevas tendencias

Controlador (PC /PLC) y terminal de bus Ethernet

Ejemplo de
Software de
programación

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Elementos de programación (IEC 61131-3

4 Lenguajes de programación + Grafcet (SFC)

Lenguajes gráficos

Diagrama de escalera (“Ladder Diagram”, LD)
Diagrama de Bloques Funcionales (”Function Block Diagram, FBD)

Lenguajes literales

Lista de instrucciones (“Instruction List”, IL)
Texto estructurado (“Structured Text”, ST)

La selección del lenguaje de programación depende de la experiencia
del programador, de la aplicación concreta, del nivel de definición de la
aplicación, de la estructura del sistema de control y del grado de
comunicación con otros departamentos de la empresa...

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Lenguajes de programación

S_01

S_02

S_01

S_03

Manual
( )

LD

Start

S_01

Paso_1

SFC

Transición_02

Paso_2

Transición_Fin

Programación con lenguajes
conocidos de PLC
... y lenguaje de alto nivel

(Basic, C++, etc)

IL

LD Entrada_Manual
OR Entrada_Automática
AND Desbloqueo
ST Funcionamiento
LD Entrada_01

IF Data = "EOF" THEN

FOR Index:=1 TO 128 DO

X:=Read_Data(Datenfeld[index]);
IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE;
END_IF;
END_FOR;

END_IF;

ST

XOR

S_01
S_02
S_03

T#12s400ms

FBD

Tiempo_01
TON

Lámpara

Tiempo actual

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Nuevos entornos de desarrollo (IEC 61131-3)

Autómatas Programables: Visión General

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Herramientas de depuración integradas

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Equipos para la programación y explotación

(ci