10%20-%20Apunte%20Grafset.pdf

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Centro Universitario de Desarrollo en Automación y Robótica

Area Electrónica Electrónica

Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Córdoba

A CIONAL UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA N ACIONAL A CULTA TAD D CÓRDOBA F ACUL

Á REA DE ELECTRÓNICA Y CONTROL

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P.L.C (Programmable (Programmable Logic Contro ller) Contro Contro lador Lógic o Programable: El PLC fue concebido inicialmente para reemplazar las lógicas de contactores tan comunes en la industria, dada su flexibilidad y robustez se están haciendo cada vez más populares. Estos dispositivos permiten controlar sistemas cuyos estados pueden ser definidos por señales digitales (o analógic analógic as con el uso de módu los externos), a partir de esas señales y basado en un programa programa interno el PLC tomara las acciones correspondientes.

Señales de entrada

Señales de Salida Programa Figura 1

Una característica muy importante de estos sistemas es que todo el control o respuestas del del PLC están basados en un programa programa que puede ser modificado y adaptado sin necesidad de modificar el dispositivo Físicamente.

1.1. VENTAJAS EN EL USO DEL P.L.C Flexibilidad : Como toda la lógica de funcionamiento del PLC reside en un programa es posible actualizar o variar las acciones del mismo modificando el software sin cambiar el hardware, lo cual representa una gran ventaja en cuanto a tiempo y costo. Confiabilidad: El PLC posee una gran confiabilidad. Aproximadamente 60 años de duración, al no manejar contactos electromecánicos para la lógica no sufre desgaste. Fácil Ajuste: El sistema puede ser totalmente monitoreado, permitiendo la fácil localización de fallas en tiempo de diseño, durante los ajustes finales este control puede hacerse sobre el proceso, siempre y cuando el mismo no involucre riesgos. Modularidad: El sistema es completamente modular toda la lógica se encuentra dentro del PLC. Estandarización: Los PLC son componentes estándar (dentro de una misma familia), esto nos permite en caso de falla reemplazarlo por otro similar con el programa adecuado y no detener lo proceso. Como en el caso de la PC estos dispositivos están en constante desarrollo, aumentando sus prestaciones, precio, confiabilidad, confiabilidad, la mayoría de ellos cuentan con el respaldo de empresas empresas reconocidas ( Telemekanic, Telemekanic, Siemens, Siemens, Idec etc.)

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Fuente de Al iment Alim entaci ación ón

Interfaces Entrada

de

CPU Procesador

Interfaces de Salida

Memoria

Dispositivo de Programación

Figura 2

Para explicar el funcionamiento del PLC en el diagrama de bloques de la figura 2 se pueden distinguir las siguientes partes:

Interfaces de entrada: Es la encargada de filtrar la señal de entrada, adaptar sus niveles lógicos para hacerlos compatibles con los internos de la CPU, además brinda todas las protecciones necesarias para mantener a la CPU aislada de posibles fallas externas.

CPU (unidad central de procesos). Es el cerebro del PLC, este consta entre otras cosas de un microprocesador que es el encargado de tomar las entradas, ejecutar el programa que cargamos en memoria, y a partir de esto actualizar las salidas.

Memoria: Esta memoria es la que contiene el programa del usuario y los registros internos del PLC.

Interfaces de Salida: Esta sección se encarga de aislar la CPU de las salidas físicas, protegiéndola y adaptando niveles de tensión y manejo de potencias. La CPU maneja corrientes del orden de 10mA mientras que en las salidas físicas (dependiendo del tipo especifico de estas) podemos hablar de corrientes del orden del Amper.

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Las señales de entrada y salida de un PLC son señales eléctricas, y normalmente son del tipo digita digital, l, es decir tienen dos niveles definidos, también existen PLC con entradas para señales del tipo analógico . Las señales pueden provenir de cualquier tipo de sensor (siempre y cuando los mismos entreguen señales eléctricas), las salidas del PLC son del tipo lógico, presentando algunas variantes como salidas PWM, etc. (tema que se trata mas adelante).

S

S

Señal Digital

Señal Analógica 1 t

0

t

El PLC es un dispositivo secuencial, es decir todos sus procesos siguen una secuencia determinada denominada barrido. El tiempo de barrido es generalmente el “juicio” cuando alguien se refiere a la velocidad de un PLC. PLC. Este barrido consta principalmente principalmente de tres tres partes a considerar, considerar, primero son capturadas las entradas, las cuales son almacenadas en la memoria, después se ejecuta el programa del usuario, y por ultimo se actualizan las salidas. Los cambios momentáneos de las entradas durante el el tiempo de barrido barrido no son detectados (en modo de operación normal de las mismas). El tiempo de barrido actual de los PLC esta en el orden de 3mS, consiguiéndose tiempo de barrido mucho menores en modos de operación especiales.

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4.1. MODO DE FUNCIONAMIENTO DEL MICRO3 El MICRO3 opera en procesamiento normal o en alta velocidad. En modo normal tiene una capacidad de programación de 1012 pasos, un tiempo mínimo de procesamiento de 1,2 μs por instrucción instrucción y un tiempo promedio promedio de 2,9 ms por cada cada 1000 pasos. En modo de procesamiento de alta velocidad tiene una capacidad de programa de 100 pasos, un tiempo mínimo de procesamiento procesamient o de 0,2 μs por instrucción básica, y un tiempo promedio de 400 μs para 100 pasos.

4.1.1. 4.1 .1. Funci Función ón de Captura de Entradas Esta función especial especial configura la entrada entrada para que la misma misma registre pulsos pulsos durante el tiempo de barrido del PLC, esto permite capturar pulsos del orden de 4 μs.

4.1.2.. Salid 4.1.2 Salida a de PULSOS PULSOS y PWM PWM La función PULS genera un pulso de salida cuya frecuencia podemos variar, la relación del ciclo de trabajo del mismo es del 50%. La función PWM (modulación por ancho de pulso) nos permite obtener a la salida pulsos de frecuencia fija pero con un ciclo de trabajo variable.

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4.1.3. Potenciómetro analógic o externo El MICRO3 está equipado con uno o dos potenciómetros para ingresar valores analógicos, permitiendo variar valores de preset.

4.1.4. Indicadores Los leds indicadores están ubicados en la cara frontal del PLC.

Pow: Indica si el PLC tiene alimentación. Run: Indica si el PLC está ejecutando un programa. Err1: Indica errores que suceden en la unidad base. Err2: Indica que la unidad base ha sido rebasada.

PROGRAMACION DEL PLC Algebra Booleana El álgebra Booleana se caracteriza porque sus variables solo pueden tomar dos estados, perfectamente diferenciables a los cuales denominaremoa cero (0) o uno (1), es el fundamento de cualquier desarrollo digital. Las variables están relacionadas por operadores lógicos, suma y producto. Cuando nos referimos al estado de las variables al hablar de circuitos eléctricos nos referimos a sus niveles de tensión, los cuales deben ser determinados durante la fase de desarrollo del proyecto. Cuando llevamos esta lógica a los relé asumimos que un uno energIza la bobina es decir cierra los contactos NA y abre los NC. Como ejemplo podemos determinar que un final de carrera entregara una tensión de 24V al estar activo, lo cual denominaremos nivel 1, o 0V en caso de estar inactivo, nivel 0. La configuración eléctrica de nuestro final de carrera podría ser la siguiente:

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Compuert a Y (AND) A

B A L L

12 V

B

Esquema eléctrico

A 0 1 0 1

B 0 0 1 1

Símbolo

L 0 0 0 1

A B

0 1

abierto cerrado

L

0 1

apagado encendido

Estado de las variables

Tabla de verdad

Compuert a O (OR)

A 0 1 0 1

B 0 0 1 1

L 0 1 1 1

A B

0 1

abierto cerrado

L

0 1

apagado encendido


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A

A

B

L L

12 V

B

Esquema eléctrico

Símbolo

Tabla de verdad

Compuerta NO (NOT)

R

A

12 V

A

L

Esquema eléctrico

A 0 1

Símbolo

A

0 1

abierto cerrado

L

0 1

apagado encendido

L 1 0

Tabla de verdad

L


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Compuertas NO-Y (NAND), NO-O (NOR), O-Exclusiva (XOR)

A 0 1 0 1

L

B 0 0 1 1

A

1 1 1 0

B

NO-Y: Tabla de verdad

A 0 1 0 1

NO-Y: Símbolo

L

B 0 0 1 1

1 0 0 0

A

NO-O: Símbolo

L

B 0 0 1 1 O-Exclusiva:

L

B

NO-O: Tabla de verdad

A 0 1 0 1

L

0 1 1 0 Tabla

A

L

B

de

O-Exclusiva: Símbolo

Analogía entre un Tablero de Relés Electromagnéticos y un PLC Relé Electromagnético Este componente consiste en una serie de interruptores electromagnéticos que son accionados energizando una bobina. Al energizar la bobina, se genera una fuerza electromagnética que atrae hacia si a una armadura cerrando los contactos normalmente abiertos (NA) y abriendo los contactos normalmente cerrados (NC). Diagrama simplificado: NA

NC armadura

bobina

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Bobina desenergizada NC NA

armadura

bobina 12 V

Bobina energizada

Contactos de un PLC

El PLC surge para reemplazar la lógica cableada de un tablero de relés. Estos tableros fueron muy usados para controlar procesos complejos con la gran desventaja que era la falta de flexibilidad. Una vez que los relés eran cableados, un cambio en la secuencia de control implicaba remover todas las conexiones con la consiguiente pérdida de tiempo y dinero. El PLC de hoy dispone de una serie de contactos asociados a las entradas, las salidas y a los relés internos del mismo, con los cuales se puede resolver un problema de control de forma similar a como se hacía con lógica cableada. La programación de un PLC se hace generalmente con Lógica Ladder . El concepto de programación con lógica ladder es similar al utilizado en lógica cableada. En el ejemplo siguiente se verá como se asocia una entrada física de un PLC con los contactos usados en el diagrama ladder. Este concepto puede extenderse a las salidas del PLC y a sus relés internos. PLC: Etapa de Entrada

Diagrama Ladder

interruptor

24 V

borne de I0

Contacto NA asociado a la entrada I0

Circuitos

Contacto NC asociado a la entrada I0

Internos borne común

I0

1El interruptor abierto es equivalente a la bobina de un relé desenergizada

El estado de los contactos I0 es equivalente a los de un relé con la bobina desenergizada

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INSTRUCCIONES Las instrucciones pueden variar de un PLC a otro, pero en todos existen las instrucciones necesarias para realizar las tareas básicas de control que son posibles de realizar con Relé.

LOD (Load) y LODN (Load Not): Estas instrucciones simbolizan un contacto normal abierto (NA) o normal cerrado (NC). Con ellas se comienza una operación lógica; con un contacto normal abierto en el caso de LOD o con un contacto normal cerrado en el caso de LODN. Diagrama Ladder:

I0

I1

OUT (Output ) and OUTN (Output Not): La instrucción OUT da salida al resultado de la operación lógica del operando especificado, mientras que la OUTN invierte el resultado. Diagrama Ladder:

I2

Q0

I3

Q1

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SET y RST: Estas instrucciones se usan para setear (SET) o resetear (RST) salidas, relés internos y registros de desplazamiento. Diagrama Ladder:

SET I0

Q0

RST Diagrama Temporal:

I1

Q0

1. I 2. I 3.

TIM, TMH, y TMS (Temporizadores): Se disponen de tres tipos de temporizadores. Se diferencian en la base de tiempos que utilizan. La siguiente tabla muestra sus características:

5. TEMPORIZA

5.1. NÚMERO

5.2. R ANGO

DOR TIM (100-msec) TMH (10-msec) TMS (1-msec)

5.3. INCREMEN TOS

TIM0 a TIM31 TMH0 a TMH31 TMS0 a TMS31

0 a 999,9 seg. 0 a 99,99 seg. 0 a 9,999 seg.

100 mseg. 10 mseg. 1 mseg.

El valor de preset puede ser de 0 a 9999, utilizando una constante decimal o un registro de datos.

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Ejemplo para temporizador TIM: Diagrama Ladder:

T0 100

I0

T0

Q0

Diagrama Temporal:

4. I 10 sec

5. 6. CNT (Contadores):

Se disponen de tres tipos de contadores, listados en la siguiente tabla:

Contador

Número

Valor de Preset

Reversible de Doble-Pulso CNT0 Reversible con Selección CNT1 Arriba/Abajo Acumulador Ascendente CNT2 a CNT31

Constante o Registro de Datos: 0 a 9999

Contador CNT0 Reversible de Doble Pulso: Este contador tiene tres entradas. Dos son entradas de pulsos, para contar arriba y abajo; y la restante es para cargar el valor preseteado.

Diagrama Ladder:

Preset

C0 500

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I0

Q0 Arriba

I1 Abajo I2

Contador CNT1 Reversible c on Selección Arriba/Abajo: Este contador tiene tres entradas. Una entrada de pulsos, otra para seleccionar si cuenta hacia arriba o hacia abajo, y la restante para cargar el valor preseteado.

Diagrama Ladder:

Preset I0 Pulsos

C1 500

Q0

I1 Sel. Arr./Aba. I2

Contador Sumador Ascendente (CNT2 a CNT31): Este contador tiene dos entradas. Una para pulsos y otra para el reset.

Reset I0

C2 5

Q0

Pulsos I1

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Contador y Comparador CC= y CC : Estas instrucciones comparan constantemente la cuenta con un valor programado. Se puede usar desde el contador 1 al 31. El valor de comparación puede ser desde 0 a 9999.

Diagrama Ladder:

=C2 10 Q0

≥C2

15 Q1

Registros de desplazamiento, SFR y SFRN: Este registro es de 64 bits, llamados R0 a R63. Es posible seleccionar el número de bits que formaran el registro a utilizar. También es posible seleccionar el sentido de rotación de los datos.

Registro de Desplazamiento hacia Adelante (SFR): Utiliza tres entradas: reset, pulsos y datos. Diagrama Ladder:

Reset Q0

I0 Pulsos I1

R0 4

Datos

I2 Diagrama Estructural:

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Reset

Dirección

I0 Datos

R0

R1

R2

R3

Primer Bit: R0 Número de Bits: 4

I2 Pulsos

El estado de R3 está en

I1

Entrada de Reset: Pone a cero cada bit del registro.

Entrada de pulsos: Provoca la rotación de los datos, con una transición ascendente.

Entrada de Datos: Información que va a ser rotada al primer bit (R0).

Registro de Desplazamiento hacia Atrás (SFRN): Es similar al anterior, sólo que rota en sentido inverso. Diagrama Ladder: Reset Q0

I0

R20 N7

Pulsos I1

Datos


Dirección Reset I0 R2 0

R2 1

R2 2

R2 3

R2 4

R2 5

R2 6

Datos I2 Pulsos

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Registro de Desplazamiento Bidireccional: Puede ser creado uniendo los dos registros anteriormente vistos. Diagrama Ladder:

Reset I0

R22 6

Pulsos I1 Datos I2 Reset I3

R22 N6

Pulsos I4

Datos


Hacia Adelante Reset I0

I3 R2 2

R2 3

R2 4

R2 5

R2 6

R2 7

Datos I5

I2 Pulsos I1

Hacia Atrás

I4

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SOTU Y SOTD: Estas instrucciones entregan un impulso, que dura un tiempo de barrido, cada vez que sensan un flanco en la entrada. La instrucción SOTU capta flancos de subida, mientras que la instrucción SOTD capta flancos de bajada. Diagrama Ladder:

SOTU I0

Q0

SOTD I0 Diagrama Temporal:

Q1

9. I 8. T

Tiempo de Barrido

7. MCS y MCR: Generalmente se usa a la instrucción MCS combinada con la instrucción MCR. En este caso, cuando está apagada la entrada que precede a MCS, se activa la misma y todas las instrucciones que están comprendidas entre ésta y MCR son apagadas. Si la entrada que precede a MCS está encendida, esta instrucción no se ejecuta. Se puede usar MCS combinada con END en lugar de MCR. Las instrucciones que quedan comprendidas entre MCS y MCR, cuando se activa MCS, quedan con el siguiente estado:

Instrucción SOTU SOTD OUT OUTN SET y RST TIM, TMH y TMS CNT

Estado No detecta flancos No detecta flancos Apagadas Encendidas Mantienen su estado Se resetean sus valores a cero, y se desactiva su salida Se mantiene su cuenta, se desactiva la

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entrada de pulsos la salida Se mantiene el contenido del registro, se desactiva la entrada de pulsos y la salida del último bit es desactivada

SFR Diagrama Ladder:

MCS I0

I1

Q0

MCR

Diagrama Temporal:

12. 11. 10. JMP y JEND: Generalmente se usa a la instrucción JMP combinada con la instrucción JEND. Se puede usar JMP combinada con END en lugar de JEND. Las instrucciones comprendidas entre JMP y JEND no se ejecutan si la operación que precede a JMP está activada. Si la operación que precede a JMP está desactivada el programa sigue normalmente. Las instrucciones comprendidas entre JMP y JEND, al activarse las mismas, toman el siguiente estado:

Instrucción SOTU

Estado No detecta flancos

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SOTD OUT y OUTN SET y RST TIM, TMH y TMS

No detecta flancos Mantienen su estado Mantienen su estado Mantienen su estado Mantienen su estado y la salida, se desactiva la entrada de pulsos Mantienen su estado y la salida, se desactiva la entrada de pulsos

CNT SFR

Diagrama Ladder:

JMP I0

I1

Q0

JEND

Diagrama Temporal:

13. 14. 15.

END: Esta instrucción se usa para terminar el programa, aunque no es necesario programarla porque siempre está colocada en las posiciones de memoria no utilizadas.

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Programación de los PLC MICRO 3 El entorno d e programación ut ilizado para programar los MICRO 3 es el

.

5.4. REQUERIMIENTOS DE SISTEMA Y COMPUTADORAS (MÍNIMO) Versión DOS 3.3 PC 286 Monitor con resolución EGA Un puerto de comunicación serie disponible

5.5. DIAGRAMAS LADDER Cuando se desarrolla una herramienta, ya sea de soft o hard, tratamos que la misma no sea muy extraña a sus futuros usuarios, es decir les sea por lo menos familiar, esta política fue adoptada por los primeros diseñadores de PLC, los cuales hicieron que la programación de los mismos no diste mucho de las tecnicas utilizadas para el diseño de lógica de contactores. Esta técnica de programación llamada es la “lógica de escalera” (LADDER) en el lado izquierdo del diagrama observamos las condiciones (estado de entradas etc), mientras en el lado derecho las acciones (actualización de salidas etc).

16. NAME

F1

F2

MICRO3 1K

F3

F4

BasIn

Ju

F5

F6

Comme SelLin

F7 Cut

STEPS

F8

F9

F1

Co

Ins

Men

16.1. P ANTAL LADEL

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Diagrama de Lógica Ladder

6.1. EL PAQUETE CUBIQ INCLUYE El manual de usuario Un disquete de 3,5 pulgadas con el programa

6.2. H ARDWARE

NECESARIO PARA CONECTAR LA COMPUTADORA

AL

PLC : Un MICRO3 Un cable con interfaz FC2A-KC2 PC

Colocar el disquete. Ubicar la disquetera correspondiente. Escribir install. Escribir C. Disco duro. Presionar Enter para aceptar el directorio por defecto. Presionar una tecla para comenzar. El software está instalado. Iniciar nuevamente la PC.

7.1. USANDO EL CUBIQ Para entrar al programa. Estando en el directorio correcto Cd\cubiq escribir Cubiq - enter. Para salir presionar F10 Aparece el menú principal.

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Presionar F10 (Quit) Salir. En el fondo de la pantalla el programa pregunta

End and save (salir y guardar) Quit without saving (salir sin guardar)

Elegir una las opciones

de

7.1.1. Para fijar parámetros de la computadora. Presionar F10 (menú) Presionar F2 (System) Hay varios parámetros que se pueden cambiar referidos a la PC. Capacidad de programa: 244 pasos, 500 pasos, 1000 pasos. Warning Display : Mostrar los llamados de atención o no. Error detección level: Habilita al programa para escribir errores. Display Color: Habilita un monitor blanco y negro o un monitor color. Cut/copy with or without operands. Edit with or without operands Communications Adapter Selection: Elige el puerto de comunicación de la PLC. COM 1 o COM 2.

PC con el

7.1.2. Parámetro para la impresión de archivos Presionar F10. Presionar F5. Usar las teclas – flechas para moverse por las distintas opciones.

7.1.3. Parámetro de seguridad El acceso al PLC y sus programas puede ser limitado a través de la protección Read/Write. ¡No usar esta opción si n estar bien informado!.

En la parte superior se pueden leer algunas características como: Nombre del archivo - Capacidad de programación etc. En el fondo de la pantalla siempre aparecen los comandos y las teclas que se deben usar para ejecutarlos. Si se usan las teclas SHIFT o CTRL , y se las mantienen presionadas se acceden a otros comandos.

8.1. P ARA ABRIR UN ARCHIVO Se debe presionar F10 Se debe presionar F1 Usar las flechas para seleccionar un archivo

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Se debe presionar F1(load) para cargar el archivo indicado. Luego enter.

8.1.1. Para guardar un archivo En el fondo de la pantalla siempre aparecen instrucciones que sirven de guía. Se debe presionar F10 (menú) Presionar F1 Presionar F2 Escribir el nombre del nuevo programa. Luego, enter.

8.1.2. Ayuda permanente Estando dentro del editor Ladder. Presionando SHIFT + ? se obtiene un índice con la ayuda.

8.1.3. Alguno s comandos útiles Shift + Insert. Inserta un a línea. Shift + Delete . Borr a una línea. F5. Inserta un comentario. 8.1.4. Para imprimir archivos Estando en el editor, se debe presionar F10 (menú). Presionando F5 (List), aparece en el fondo de la pantalla un menú para imprimir archivos. Con la flecha seleccionar L: Print Lad Diag . Enter . F9 (Print).

8.1.5. Comentarios Cuando un programa se hace muy extenso es útil que contemos con aclaraciones para saber que tarea realiza cada bloque de código, para esto disponemos de un comando para agregar comentarios, estos comentarios no son t omados en cuenta cuando la PC transfiere el programa al PLC. Presionando F3 se obtiene un listado de las instrucciones básicas Presionando Shift + F3 se obtiene un listado con las instrucciones avanzadas.

GRAFSET INTRODUCCIÓN El sistema de representación gráfica GRAFCET (Gráfico de Comando de Etapa y Transición), está universalmente aceptado como método para resolver la automatización de procesos secuenciales con autómatas programables. A lo largo del curso se dan una serie de problemas basados en procesos industriales reales, que pertenecen al tipo de procesos discretos o procesos discontinuos. Para obtener la evolución de los procesos, y posteriormente el programa de usuario, se ha empleado el GRAFCET.

DEFINICIÓN DE AUTOMATIZACIÓN Se define la Automática como el estudio de los métodos y procedimientos cuya finalidad es la sustitución del operador humano por un operador

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artificial en la generación de una tarea física o mental previamente programada. Partiendo de esta definición y ciñéndonos al ámbito industrial, puede definirse la Automatización como el estudio y aplicación de la Automática al control de los procesos industriales.

CONTROL EN L AZO A BIERTO El Control en lazo abierto (figura 1), se caracteriza porque la información o variables que controlan el proceso circulan en una sola dirección, desde el sistema de control al proceso. El sistema de control no recibe la confirmación de que las acciones, que a través de los actuadores ha de realizar sobre el proceso, se han ejecutado correctamente. Operario

Sistema de Control

Producto De Entrada

Actuadores

PROCESO

Producto Terminado

Figura 1

CONTROL EN L AZO CERRADO El control en lazo cerrado (fig. 2) se caracteriza porque existe una realimentación a través de los sensores desde el proceso hacia el sistema de control, que permite a ese último conocer si las acciones ordenadas a los actuadores se han realizado correctamente sobre el proceso. Operario

Sistema De Control

Producto De Entrada

Actuadores

PROCESO

Producto Terminado

Sensores

Figura 2

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La mayoría de los procesos existentes en la industria utilizan el control en lazo cerrado.

TIPOS DE PROCESOS INDUSTRIALES Los procesos industriales, en función de su evolución con el tiempo, pueden clasificarse en alguno de los grupos siguientes: 1. Continuos 2. Discretos 3. Discontinuos o por lotes

PROCESOS CONTINUOS Un proceso continuo se caracteriza porque las materias primas (o las variables) están constantemente entrando por un extremo del sistema, mientras que en el otro extremo se obtiene de forma continúa un producto terminado. Un ejemplo típico de proceso continuo puede ser un sistema de calefacción. Se pueden citar entre otras características las siguientes: • El proceso se realiza durante un tiempo relativamente largo. • Las variables empleadas en el proceso y sistema de control son de tipo analógico; dentro de unos límites determinados las variables pueden tomar infinitos valores.

PROCESOS DISCRETOS El producto de salida se obtiene a través de una serie de operaciones, muchas de ellas con gran similitud entre sí. La materia prima sobre la que se trabaja es habitualmente un elemento discreto que se trabaja en forma individual. Por ejemplo el proceso de fabricación de una pieza en la industria metalmecánica.

PROCESO DISCONTINUO O POR L OTES Se reciben a la entrada del proceso las cantidades de las diferentes piezas discretas que se necesitan para realizar el proceso. Sobre este conjunto se realizan las operaciones necesarias para producir un producto acabado o un producto intermedio listo para un procesamiento posterior. Por ejemplo el proceso de armado de una caja de velocidades.

CONTROLADORES SECUENCIALES Se comprueba que los procesos discretos y discontinuos, tienen una gran similitud entre sí. Ambos procesos podrán controlarse mediante el mismo tipo de sistema de control, que debido a su forma de actuación, recibe el nombre de controlador secuencial.

Los siguientes punto s son un resumen de los de las características de los procesos q ue se controlan de forma secuencial.: • El proceso se puede descomponer en una serie de estados que se activarán de •

forma secuencial (variables internas). Cada uno de los estados cuando está activo realiza una serie de acciones sobre los actuadores (variables de salida).

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• •

Las señales procedentes de los sensores (variables de entrada) controlan la transición entre estados. Las variables empleadas en el proceso y sistema de control (entrada, salida e internas), son múltiples y generalmente de tipo discreto, sólo toman dos valores activado o desactivado. Por ejemplo un sensor situado sobre un cilindro neumático estará activado cuando el pistón esté ubicado a su altura, y desactivado en caso contrario.

En función de cómo se realice la transición entre estados, los controladores secuenciales pueden ser de dos tipos: asincrónicos o sincrónicos.

Asincrónicos

La transición entre estados se produce en el mismo instante en que se produce una variación en las variables de entrada.

Sincrónicos

La transición a un estado determinado se produce en función de las variables de entrada y de la variable asociada al estado anterior. Las variables de entrada y las variables internas (asociadas al estado anterior) están sincronizadas mediante una señal de reloj de frecuencia fija, de forma que la transición entre estados sólo se produce para un flanco de la señal de reloj.

GRAFCET (GRÁFICO DE COMANDO DE ETAPA Y TRANSICIÓN) El GRAFCET fue homologado por la Comisión Electrotécnica Internacional (norma IEC 66848) en el año 1988. Actualmente es una herramienta imprescindible cuando se trata de automatizar procesos secuenciales con autómatas programables.

PRINCIPIOS B ÁSICOS El GRAFCET es un diagrama funcional que describe la evolución del proceso que se pretende automatizar, indicando las acciones que hay que realizar sobre el proceso y qué causas las provocan. Partiendo de él se pueden obtener las secuencias que ha de realizar el autómata programable. Su empleo para resolver tareas de automatización facilita el diálogo entre personas con niveles de formación técnica diferente, tanto en el momento del análisis del proceso a automatizar, como posteriormente en el ajuste y mantenimiento.

SÍMBOLOS NORMALIZADOS UTILIZADOS EN EL GRAFCET Los GRAFCET se representan con dos niveles de descripción. El Nivel I es el GRAFCET que describe el funcionamiento del sistema. Contiene información que permite conocer el proceso.

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El Nivel II es el GRAFCET que describe la solución tecnológica. Es decir que contiene la dirección de la entradas, salidas, relés internos, registros etc. o sea la información que permite obtener el programa.

ETAPAS El nexo de unión entre las actuaciones que hay que hacer sobre el proceso (activar un motor, cerrar una válvula, etc.) y el programa de usuario, cargado en el autómata, que da origen a aquellas es la etapa.

La representación gráfica de la evolució n de un proceso c on GRAFCET estará formada por una serie de etapas, y cada una de ellas llevará asociada una o varias acciones a realizar sobre el pro ceso. En ocasiones es necesario que la etapa no lleve asociada una acción, se denominan etapas vacias. Las etapas se representan con un cuadrado, en cuyo interior se coloca un número o una letra E con un número como subíndice. En ambos casos el número indica el orden que ocupa la etapa dentro del GRAFCET. Para distinguir el comienzo del GRAFCET la primera etapa se representa con un doble cuadrado.

Representación de Etapas

3

E3

Representación de Etapas Iniciales

0

E0

Figura 4 Las acciones que llevan asociadas las etapas se representan con un rectángulo donde se indica el tipo de acción a realizar. Una etapa puede llevar asociadas varias acciones. Figura 5.

4

Activar Bomba

7

Activar Bomba

Activar Motor

Figura 5

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CONDICIÓN DE TRANSICIÓN Un proceso secuencial se caracteriza porque una acción determinada se realiza en función del resultado de la acción anterior. En GRAFCET, el proceso se descompone en una serie de etapas que son activadas una tras otra. Por lo tanto, tendrá que existir una condición que se debe cumplir para pasar de una etapa a la siguiente. Esta es la condición de transición y se representa según la figura 6.

4

Activar Bomba CT

5

Parar Bomba Figura 6

En la figura 6 hay dos etapas y una condición de transición entre ellas. Para que el proceso evolucione de la etapa 4 a la etapa 5 es necesario que : 1. La etapa 4 esté activa 2. La CT (condición de transición) también debe estar activa. En este caso sólo puede existir una única etapa activa por lo que al franquearse la CT se activará la etapa 5 y se desactivará la etapa 4. La condición de transición puede ser una o varias variables de las que intervienen en el proceso; por ejemplo una señal de un final de carrera, la activación de un motor, un tiempo, etc. Para la condición de transición se emplea lógica positiva y se pueden tomar los dos valores CT=1 y CT=0. Ejemplos de CT referidos a la fig. 6. • Condición Activa: CT = F1. La activación de la etapa 5 se produce cuando el final de carrera F1 está activado. • Condición Inactiva: CT = F1. La activación de la etapa 5 se produce cuando el Fin de carrera F1 está inactivo. • Condición por tiempo: CT = t/3/10 seg. La activación se produce cuando el temporizador activado en lña etapa 3 alcanza los 10 segundos. • Condición de varias variables: CT = F1 F2 F3 La activación se produce si los finales de carrera F1 y F3 están activos y F2 está inactivo. • Condición Incondicional: CT = 1. La activación de la etapa 5 se produce al activarse la etapa 4. • Condición Flanco Descendente: CT = A1 La activación se produce cuando la señal A1 pasa de 1 a 0. • Condición flanco ascendente: CT = A1 La activación de la etapa 5 se produce cuando la señal A1 pasa de 0 a 1.

29

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REGLAS DE EVOLUCIÓN DEL GRAFCET 1. El proceso se descompone en etapas que serán activadas de forma secuencial. 2. Una o varias acciones se asocian a cada etapa. Estas acciones están activas cuando la etapa está activa. 3. Una etapa se hace activa cuando la anterior lo está y la condición de transición entre ambas etapas ha sido activada. 4. Si se cumple el punto 3 se procede a la activación de la etapa siguiente y la desactivación de la anterior. 5. La etapa inicial E0 tiene que ser activada antes de que se inicie el ciclo de GRAFCET, Un ciclo está formado por todas las etapas posteriores a la etapa inicial.

ECUACIONES DEL GRAFCET Una vez representado, el GRAFCET permite obtener el programa lógico que controla la activación de cada etapa y la evolución del ciclo. Para implementar las ecuaciones obtenidas con el GRAFCET, se asocia a cada una de las etapas una variable interna. La condición de transición, situada entre dos etapas es la encargada de activar la etapa posterior y desactivar la anterior, para ello se utilizan las instrucciones SET y RESET del autómata. Las instrucciones SET y RESET se utilizan junto con las variables internas asociadas a cada una de las etapas del GRAFCET. en la figura 8 se representan las dos instrucciones en esquemas de contactos. 1 SET

R1

RST

R1

2

Figura 8 Cuando la entrada 1 del PLC se active, la instrucción SET activará el relé interno R1, que permanecerá activado aunque se desactive la entrada 1; para desactivarlo es necesario emplear una instrucción RESET con otra entrada distinta; en este caso cuando se active la entrada 2, R1 se desactivará. En GRAFCET este tipo de instrucciones se utiliza de forma que es la condición de transición la que al cumplirse activa la etapa posterior y desactiva la etapa anterior.

IMPLEMENTACIÓN

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La Figura 9 sirve como ejemplo integrador de las distintas partes que componen un GRAFCET.

E0 CT(N-1) E(N-1) CT(N) E(N) CT(N+1) E(N+1) CT(N+2)

Figura 9

A CTIVACIÓN Y DESACTIVACIÓN DE LAS ETAPAS En la Figura 10 se representan las ecuaciones que permiten la activación y la desactivación de la etapa E N . Para activarla se realiza la función AND entre la etapa anterior EN-1 (representada por un contacto interno) y la condición de transición asociada a EN ; para desactivarla se realiza la función AND entre la propia E N y la condición de transición asociada a la etapa posterior (E N+1) .

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Para Activar la Etapa E NCórdoba y Desactivar • Tecnológica Universidad Nacional - Facultad

E(N-1)

E

(N-1)

CTN

•

E N

SET

EN

RST

E(N-1)

Para Activar la Etapa E

(N+1) y

Desactivar E

N

CT(N+1) SET

E N+1

RST

EN

Figura 10

CONDICIONES INICIALES Para que comience a ejecutarse el GRAFCET es necesario activar la etapa Eo, Esto puede realizarse como se muestra en las Figuras (11 y 12 ). 1) Al comenzar el GRAFCET, si todas las etapas están desactivadas, se activa la etapa Eo. E1

E N-1

EN

E N+1 SET

Eo

Figura 11

32

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2) Se utiliza una variable interna especial que está disponible en la mayoría de los PLC actuales. Esa variable es la denominada PI: Pulso inicial. Al pasar el PLC al modo RUN (ejecución), esta variable (relé interno especial) envía un pulso solamente en el primer ciclo. Por lo que se debe prever para los ciclos subsiguientes que la activación provenga de la última condición de transición. Cualquiera de las dos formas vistas es válida para inicializar un GRAFCET. La P.I. SET

Eo

Figura 12 elección de una de ellas depende del tipo de proceso, o del tipo de PLC. Es posible que con la experiencia, se puedan implementar algunas otras maneras de inicialización.

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OTRAS POSIBILIDADES DEL GRAFCET De acuerdo al tipo de procesos se pueden encontrar las situaciones que se analizan y modelan a continuación:

ELECCIÓN CONDICIONAL ENTRE VARIAS SECUENCIAS Suele suceder que en un proceso se llegue a un punto del ciclo en el que hay que realizar una elección entre varias secuencias posibles, en función de las variables que intervienen en el proceso.

3

A

A

4

5

Los modelos para el inicio de secuencias condicionales son:

A

E3 S

R

A

E4

E3

E3 S

R

E5

E3

Figura 13

34

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El final de dos secuencias condicionales se produce cuando una de las dos transiciones de entrada a la etapa única posterior se activa, como puede analizarse en la Figura 14. De la Figura 15 se pueden deducir las siguientes ecuaciones: Si [(A) AND (E4)] OR [(C) AND (E11)] Entonces activar E12 y desactivar E4 y E11.

4

C

1 A

C 1

Los

modelos

para

el

inicio

de

secuencias

A E1

C E1 E

E

Figura

SECUENCIAS SIMULTÁNEAS Puede darse el caso de que sea necesario el desarrollo de más de una secuencia a la vez, sin que haya ninguna interrelación entre sus etapas.

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Para representar esta circunstancia se utilizan dos trazos paralelos entre el principio y el fin de esas secuencias. En la Figura 15 se pueden ver y analizar las ecuaciones que resuelven las secuencias simultáneas.

E2 F1

E4

E3

F2

F3

E6

E5

F4 E7 F1

E2 S

F4

E6

E3

S

E4

R

E2

Figura 15

E5 S

E7

R

E5

R

E6

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SALTO CONDICIONAL A OTRA ETAPA En ciertos procesos puede ser necesario que llegado a una determinada etapa del ciclo y si se cumplen ciertas circunstancias, pasar a otra etapa, hacia adelante o hacia atrás, sin activar las etapas intermedias.

C1,Cx

E1

E1

F1

C1

E2

E2

E7

E7 F5

Fx,Fs

E7

Fx

C5

E8

E8

F5

E1

Cx

C1

S

E2

S

E8

R

E7

R

E1

Figura 16

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ACCIONES ASOCIADAS A LAS ETAPAS

♦

Acciones activas mientras esté activa la etapa correspondiente

E7 E7

Activar Motor

Motor

Acciones condic ionadas por una variable. El Motor 3 s e activa si la E5 está activada y han pasado 5 segundos desde que se activó el temporizador T2 en la etapa 2 ♦

T2 /2/5" E5 E5

♦

T2

Activar Motor 3

Motor 3

Acciones activadas en una etapa y desactivadas en otra etapa E2

E2

Activar Motor1

E9

Parar Motor1

♦

S

Motor1

R

Motor1

E9

Etapas que no llevan asociada ninguna acción

E9

Figura 17

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Ejemplo Guía para la Aplicación de los GRAFCET La solución de problemas mediante la aplicación de los GRAFCET tiene varias ventajas aunque también acarrea ciertas dificultades.

VENTAJAS • •

•

Permite trabajar en forma ordenada y con métodos. Su empleo facilita el dialogo entre personas con diferente grado de formación técnica, tanto en el momento del análisis como posteriormente en el mantenimiento y reparación de averías. Permite generar una documentación metodológica, con los distintas partes de la solución obtenida.

DESVENTAJAS • •

requiere una mayor cantidad de líneas de programa. Está adaptado a la solución de problemas secuenciales discretos o por lotes.

PASOS A SEGUIR 1. Conocer detalladamente el proceso que se quiere automatizar. 2. Construir el GRAFCET de Nivel 1, o funcional, del que se obtiene la descripción del proceso 3. Construir el GRACET de Nivel 2, o tecnológico, del que se obtiene la información del sistema de control a implementar: entradas, salidas, relés internos, temporizadores, contadores, etc. 4. Obtener el programa de usuario. Para lo que se tendrán en cuenta las siguientes partes: 4.1. Obtener las condiciones iniciales. 4.2. Desarrollar el programa para activar cada una de las etapas en función de las condiciones de transición. Las condiciones de transición estarán formadas por las señales proporcionadas por los sensores a las entradas del PLC y por las variables internas asociadas a etapas anteriores. 4.3. Asignar las variables internas asociadas a cada etapa a las salidas del PLC. 5. Ingresar el programa así obtenido al PLC. 6. Probar y depurar la solución. 7. Implementar.

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EJEMPLO 1: T ANQUE DE A GUA Entradas Senso r I0 Senso r I1

Salidas

I0

Bomba B

I1

Activada: B+ Desactivada: B-

GRAFCET nivel 2

GRAFCET nivel 1

Bomba Desactivada

0

Q0 /Q0

0

I0

Nivel Mínimo Bomba Activada

1

1

B-

I1

Nivel Máximo

Esquema

B+

de SET

Inicialización

M301 SET

M0

Q0

I0

Condiciones de Transición

M0 M1

x

Variables de GRAFCET y M 1

I1

Asignación de Salidas M

Q0

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Sistemas de Enlace Sistema de Enlace para Expansión: Este sistema consiste en la conexión de dos MICRO 3 a través de los terminales de enlace de datos.

Base

Expansión

Sistema de Enlace en Red de Este sistema consiste en la conexión de un MICRO 3 maestro y hasta un máximo de seis MICRO3

Maestro

Esclavo

Esclavo

Esclavo

...

Sistema

de

Enlace

en

Red

con

Este sistema consiste en la conexión de una PC y hasta un máximo de 32 MICRO 3. Es necesario el uso de un software para esta configuración.

PLC

PLC

PLC

...

RS232/RS485 Converter

HD9Z-T11

Interfaz de Enlace a la PC

FC2A-LC1



FC2A-LC1

FC2A-LC1 42

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MICRO3: Especificaciones Generales: Tipo

Tensión de Alimentació n Rango Permitido de Tensiones Frecuencia de Alimentación Temperatura de Operación Tierra

Fuente de CA

Fuente de CC

100-240V CA

24V CC

85-264 CA

19-30V CC

50/60Hz

-------

0 a 60 °C Resistencia a Tierra: 100

Máximo

Funcionales: Modo Set de Instrucciones Capacidad de Programa Memoria de Programa Tiempo de Barrido Entr adas Salidas Relés Interno s Relés Especiales Registros de Datos Contador es/Timer Registros de Desplazamiento

Procesamiento Normal

22 básicas, 33 avanzadas 1012 pasos EEPROM 2,9 mseg/1K pasos 6,9,14; expand ible 4,7,10; expandible 232 24 100 32 64

Proc. en Alta Velocidad

400 seg/100 pasos 6,9,14 4,7,10 32 16 32

Relés Internos, Registros de desplazamiento, Contadores, Registr os de Datos: Protección Contra Fallos Tiempo de Mantenimiento de Datos (Batería cargada de Alimentación completamente): Sin Calendario (10 I/O): Aprox. 50 días Con Calendario (16,24 I/O): Aprox. 30 días Canal de Comuni caciones RS485

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Entradas: Tipo de Entrada Número de Entradas Tensión de Entr ada Método de Aislación Impedancia de Entrada

Para CC (Para salidas sensores NPN o PNP) PLC de 10 I/O: 6 PLC de 16 I/O: 9 PLC de 24 I/O: 14 19-30V CC (Tip: 24V) Optoacoplador 3,3 K

de

Para CA 9 85-132V CA (Tip:100-120V) Optoacoplador 13 K

Salidas a Relé: Tipo Configuración y Número

Relé PLC de 10 I/O: 1 Independient e, 3 Comunes PLC de 16 I/O: 1 Independiente, 2 + 4 Comunes PLC de 24 I/O: 2 Independientes, 4 + 4 Comunes PLC con Entr ada de CA: 3 Independient es, 4 Comunes Contacto Independiente: 240V CA, 2A (Carga Resistiva) Capacidad de Contactos Comunes: 240V CA, 2A x Salida Conmutación 30V CC, 2A Resistencia de Contacto 30 m máximo Vida Mecánica 20.000.000 de ciclos (a 18.000 Ciclos/hora) (sin carga) Vida Eléctri ca 100.000 ciclos (a 18.000 Ciclos /hora)

Salidas a Transistor: Tipo Sumidero Fuente Limitación de corriente 0,7A mínimo, 1,5A máximo (Protección) Configuración y Número PLC de 10 I/O: 4 Comunes PLC de 16 I/O: 3 + 4 Comunes PLC de 24 I/O: 5 + 5 Comunes Método de Aislación Optoacoplador Tensión de Carga 24V CC Corriente de Carga 0,5A (24V CC); Máxima: 0,625A (30V CC) Vida Eléctri ca 100.000 ciclos (a 18.000 Ciclos /hora)

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8.2. EJERCICIOS

EJERCICIO 1: Diseñe el diagrama lógico ladder que permita controlar cuatro alarmas conectadas a las salidas Q0,Q1,Q2,Q3, que responderán a señales provenientes de finales de carrera NA. Estos finales de carrera serán conectados en las entradas I0,I1,I2,I3. El PLC debe activar la salida Q0 si I0 se encuentra activo, Q1 si I1, etc.

EJERCICIO 2: Diseñe el diagrama lógico ladder que realice la misma función de una compuerta AND de 3 entradas. Es decir la salida se activa cuando las tres entradas tienen un estado lógico = 1.

EJERCICIO 3: Diseñe el diagrama lógico ladder que encenderá la salida Q0 cada vez que las entradas I0 o I1 estén activadas. A que compuerta lógica corresponde?

EJERCICIO 4: a) Describa como funcionará el relé interno Q0. (Diagrama 1) b) Describa como funcionará la salida Q1 cuando la entrada I2 esté cerrada y/o la entrada I3 abierta (Diagrama 2). Puede usted usar una instrucción OUT para la misma dirección mas de una vez? Q0 Q0 Diagrama 1

I2

Q1 Diagrama 2

I3

Q1

I3

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EJERCICIO 5: Sistema de monitoreo de sensores. Se tienen 2 sensores NA, conectados a dos entradas distintas del PLC, por medio de cuatro lamparas indicar el estado de los mismos.

S1 Q0 S2

Q1 Q2 Q3

S1=0 , S2=0 S1=0 , S2=1 S1=1 , S2=0

0 : Desactivado 1 : Activado

S1=1 , S2=1

EJERCICIO 6: Diseñe un diagrama lógico ladder que encenderá la salida Q0 con una entrada I0 momentánea y se apagará con una entrada I1 momentánea. (Circuito de enclavamiento).

EJERCICIO 7: Control de nivel de un tanque. Cuando se activa el sensor I0, se enciende la bomba Q0 hasta que se cierre el sensor I1. En este momento se apagará la bomba Q0. (Ciclo de histéresis). En la Bomba tenemos un sensor de presencia de liquido para evitar que la misma se active si no hay suministro de agua, lo cual la dañaría mecánicamente este sensor entrega una señal correspondiente a un estado lógico uno cuando la bomba esta en condiciones de operar. Si durante el funcionamiento de la bomba deja de haber agua en la tubería la misma se debe detener hasta que retorne el agua.

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EJERCICIO 8: a) Se tiene una habitación con dos lámparas y se desea que estas se puedan encender o apagar desde dos interruptores distintos. En otras palabras, sólo queremos que las luces se enciendan cuando cualquiera de las entradas estén activadas, pero no ambas simultáneamente.(Esta operación también es conocida como una OR EXCLUSIVA en lógica Booleana). b) Modifique el diagrama ladder anterior para tres interruptores.

EJERCICIO 9: Montacargas de dos posiciones. Los sensores Sa y Sb indican la posición del montacargas, los pulsadores Pa y Pb activarán un motor a través de las salidas Q0 y Q1.

Sb

Pb Pa

Sa

EJERCICIO 10: Portón automático. a) La llave L1, provoca la apertura del portón y una foto célula F1 hace que el portón se cierre (consideramos que el final de carrera se encuentra a una distancia tal que el vehículo lo alcanza después de pasar el portón). S1 y S2 son fines de carrera NA, el portón es activado por un motor que puede girar en uno u otro sentido. Usar 2 salidas del PLC para indicar el estado del motor. b) Modificar el sistema para que funcione del mismo modo en ambas direcciones de circulación del vehículo. MOTOR

S1 S2 L1

F1

EJERCICIO 11: 47

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Control de temperatura de un horno. El horno en cuestión consta de un sensor de temperatura y dos comparadores que entregaran una señal al PLC cuando el orno alcance determinadas temperaturas. IO=200 °; I1=300°. El control debe mantener la temperatura del horno entre estos dos margenes, para ello cuenta con dos calefactores, cuando el sistema baja de 200 ° se enciende uno de los calefactores, si el mismo no

lleva la temperatura del horno al valor de 300 ° en un tiempo prefijado debe accionar el calefactor numero dos. Ambos calefactores deben desactivarce al llegar a los 300 °.

EJERCICIO 12: Accionamiento de una grúa. Se trata de controlar la grúa para que realice los ciclos representados en la figura. Partiendo de la posición de reposo (la representada en al figura) realiza el ciclo número1 cuando el pulsador A es accionado momentáneamente, hasta llegar a la posición de reposo 2, donde permanecerá hasta que se accione momentáneamente el pulsador B para realizar el ciclo número 2. Cuando comienza el ciclo 1 debe activarse un electroimán conectado a una de las salidas del PLC, el mismo se desactiva al llegar al final de este ciclo donde libera la carga. 4

3 2 CICLO 1

Pb CICLO 2

Pa

1

EJERCICIO 13: Diseñe un diagrama lógico ladder que encienda la salida Q0 inmediatamente después de energizar la entrada I0 y luego se apague después de 10 segundos. Asuma que la entrada I0 es momentánea. 48

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EJERCICIO 14:

Diseñe un diagrama lógico ladder que encienda la salida Q0 10 segundos después de energizar la entrada I0 y luego se apague 5 segundos después de que la entrada I1 sea activada. Asuma que las entradas son momentáneas.

EJERCICIO 15: Diseñe un temporizador que automáticamente pulse una vez cada 4 segundos. Use la entrada I0 para arrancar el temporizador. Asuma que la entrada I0 permanecerá encendida.

EJERCICIO 16: Alarma para el hogar. La alarma debe tener una zona de activación instantánea, una zona temporizada, para entrada y salida y un pulsador de pánico. La zona temporizada debe ser de 20 segundos tanto para el armado como para el desarmado de la alarma, indicar el estado de cada una de las zonas por medio de una lámpara, lo mismo que para la activación de la campana y/o la sirena. Cuando activamos la alarma la sirena debe funcionar por un tiempo preestablecido, para retornar luego a su posición de reposo, quedando una lampara indicando que la alarma fue disparada, si se presenta otra condición de alerta el sistema vuelve a reaccionar. La lampara de aviso se apaga cuando el sistema es desactivado.

EJERCICIO 17: Semáforo. 49

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Implementar un semáforo que repita la siguiente secuencia. 20s. 5s. 20s.

EJERCICIO 18: Usando el temporizador del ejercicio 14, diseñe un diagrama que encienda la salida Q1 después de 40 segundos, déjela permanecer encendida 20 segundos y luego repita el ciclo. Use un contador para mantener el control de los pulsos del temporizador.

Ejercicio 19: Crear un diagrama ladder para un secuenciador basado en tiempo de cuatro pasos según el siguiente cuadro. Usar los registros M310, M311, M312 o M313 para generar la base de tiempos.

9. TIEMPO EN SEGUNDOS 10.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

X

X

X

X

0

0

0

0

0

0 0 0

0 0 0

X X 0

X X X

0 X X

0 X X

0 0 0

0 0 0

0 0 X

0 0 X

0 Q1 Q2 Q3

EJERCICIO 20: Ascensor de tres pisos. 50

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Los sensores Sa, Sb y Sc indican la posición del ascensor, los pulsadores Pa, Pb y Pc activarán un motor a través de las salidas Q0 y Q1 para que gire en uno u otro sentido.

Sc

Sb Pc Pb

Sc

Pa

EJERCICIO 21: Con el semáforo desarrollado en el ejercicio 17 implementar el control de transito del cruce de dos calles de mano única es decir sincronizar dos semáforos.

EJERCICIO 22: Controlar la grúa para que realice los ciclos representados en la figura. Cuando el pulsador de arranque es accionado, se realiza el ciclo número 1 partiendo de la posición de reposo (la representada en al figura), hasta llegar a la posición de espera, donde permanecerá un tiempo determinado antes de realizar el ciclo número 2.

3

4

2 CICLO 1

Arranque CICLO 2

1

Repos

Espera

EJERCICIO 23 Controlar los semáforos de una calle: 51

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S1

S2

Q2

Q5

Q1

Q4

Q0

Q3

S1

S2 Asignación de salidas La secuencia de encendido será: S1

V

A 8

R

10

20

t [seg]

S2

R

V

A

10

18 20

t [seg]

EJERCICIO 24 Controlar un ascensor de tres pisos. Los sensores Sa, Sb y Sc (NA) indican la posición del ascensor. Los pulsadores Pa, Pb y Pc activarán un motor a través Q0, para subir; y de Q1, para bajar.

Sc

Pc Sb

Pb Pa

Sc

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EJERCICIO 25 Prensa de inyección de plásticos. El ciclo que debe realizar la máquina, al encender el motor de la bomba con el interruptor I0, es el

siguiente: Cerrar el molde mediante el avance del cilindro A. Dosificar el plástico fundido a inyectar, mediante la subida del cilindro B. Inyectar el plástico mediante la bajada del B. Realizar una pausa para permitir que el aire salga del molde. Introducir los noyos, para configurar la pieza, mediante la bajada de C. Realizar una pausa para permitir la solidificación. Abrir noyos. Abrir el molde, extraer la pieza, y recomenzar el ciclo.

EJERCICIO 26 Pesado preciso de sustancias.

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Al pulsar el botón de arranque A se abren las dos compertas C1 y C2. Cuando la aguja de la balanza llegue a L1 se desactiva C1. Al llegar a L2 se desactiva C2 (Compuerta de afinado). Después del pesaje se vacía la balanza por medio del basculante B. Al volver a la posición de reposo, no debe afectar el paso de la aguja por L1. El pulsador de emergencia P cierra las dos compuertas en cualquier momento. El ciclo se reanudará con el pulsador de rearme R, en la misma fase en que se interrumpió.

EJERCICIO 27 Controlar una apiladora.Las piezas a apilar llegan desde una cinta transportadora y son detectadas por un sensor M. Para la primer pieza detectada, el vástago del cilindro A avanza hasta el fin de carrera A1 y luego retrocede hasta A0. Para la segunda y tercera pieza, el movimiento de A es similar al anterior, sólo que avanza hasta los fines de carrera A2 y A3, respectivamente.

Una vez apiladas las tres piezas, y después del retroceso de A, el vástago del cilindro C retrocede hasta C0. En este momento avanza el vástago del cilindro B hasta B1 y luego retrocede a B0. A continuación se regresa a la posición inicial avanzando C hasta C1 y terminando el ciclo. A partir de este momento se podrá iniciar un nuevo ciclo con la llegada de nuevas piezas. Los avances de A sólo se harán cuando esté activado el sensor M y el fin de carrera A0.

EJERCICIO 28 Ejercicio 9 Detección y expulsión d e botellas sin Tapón Una de las faces de producción en una cadena de embotellado, consiste en la colocación de un tapón en las botellas una vez finalizada la secuencia de llenado. Las botellas se desplazan por la cinta 1, separadas por la misma distancia y a velocidad constante.

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Se trata de detectar y sacar de la cadena las botellas que salgan de la etapa de cierre sin el correspondiente tapón; además si en un determinado periodo de tiempo (en este caso 7 botellas) se rechazan mas de tres botellas seguidas, debe activarse una alarma.

Para la detección de las botellas defectuosas se conjugan las acciones de detección de un sensor inductivo, que detecta la presencia del tapón, y de un equipo fotoeléctrico que señala la presencia de las botellas.

EJERCICIO 29

Maquina de llenado y tapado Se pretende regular un sistema de llenado y taponado de botellas, el proceso parte de botellas ya llenas y listas para ser Taponadas. Al conectar el sistema el motor de la cinta inicia la marcha; este parará cuando tengamos botellas en condiciones de ser llenadas y en condiciones de ser tapadas. Se pretende que al mismo tiempo que se llena una botella otra ya llena sea taponada. Cilindros utilizados en el proceso.

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10%20-%20Apunte%20Grafset.pdf

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