AUTOMATISMOS ELECTRICOS AUTOR: JOSE AUTOR: JOSE MANUEL GEA INVERSIÓN DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO Para lograr la inversión de giro de un motor vasta con montar dos contactores en paralelo, uno le enviará las 3 fases en un orden y en otro intercambiará dos de las fases entre si manteniendo la tercera igual. El esquema de potencia quedará como sigue.
En el esquema de mando mando tendremos que tener la precaución de que los dos contactores no puedan funcionar a la vez, ya que ello provocará un cortocircuito a través del circuito de potencia. Para evitarlo se montarán unos contactos cerrados, llamados llamados de enclavamiento, en serie con las bobinas de los contactores contrarias. En el mercado también existen contactores ya construidos a tal efecto que incluyen unos enclavamientos mecánicos para una seguridad
adicional. 7.
Inversor de giro pasando por paro. Mando de dos contactores mediante dos pulsadores de marcha (S2 y S3) y parada a través del contacto contacto del relé térmico F2 o pulsador S1. Ambos Ambos contactores no pueden funcionar a la vez (enclavamientos eléctricos). La marcha de un contactor debe pasar por paro. En caso de avería por sobreintensidad lucirá HAv.
8.
Inversor de giro sin pasar por paro. Mando de dos contactores a través de los pulsadores S2 y S3. Parada del motor por avería F2 o el pulsador S1. Sólo puede funcionar uno y la inversión de marcha no es necesario pasar por paro.
TEMPORIZADORES
Los Los tem tempor poriza izado dores res son unos unos relés relés que cambia cambiann sus contac contactos tos en fun funció ciónn del tiempo tiempo.. Básicamente son de dos tipos:
•
Tempori Temporizado zadorr a la conexión conexión:: cuando cuando conectam conectamos os la bobina, bobina, y la man manteng tengamos amos así, los contac ntacto toss cam cambiar biaráán pasa asado el tiem tiemppo que que tenga engann progra ogram mado. do. Una vez vez desconectada estos vuelven inmediatamente a su posición de de reposo.
•
Temporizador a la desconexión: al activar la bobina los contactos cambian inmediatamente y es al desconectarla cuando temporizan, pasado el tiempo programado retornan a reposo.
En el mercado existen multitud de temporizadores, los hay con contactos de los dos tipos, que incluyen contactos instantáneos, con contactos intermitentes, etc.
La numeración de los contactos es la correspondiente a los especiales.
Ejemplos de esquemas con temporizadores:
9.
Desconexión del contactor al cabo de un tiempo de accionar el SM.
10. Conexión de KM pasado un tiempo del accionamiento de SM. Parada por SP.
11. Conexión y desconexión intermitente de KM al accionar SM.
12. Conexión secuencial de tres contactores a través de SM. Parada total con SP.
13. Completa el diagrama espacio-fase de este esquema.
K1 K2 K3
14. Idem anterior.
K1 K2 K3
ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULO
Un motor trifásico, en el momento del arranque, consume entre 3 y 7 veces la intensidad nominal. Estas puntas de corriente, aunque no perjudican el motor, pueden ocasionar trastornos en los demás aparatos. Para evitar esto se realizan unos arranques especiales y uno de ellos es el estrella-triángulo.
Para realizar dicho arranque necesitamos acceder a los 6 bornes del motor y que trabaje nominalmente en triángulo. Con este arranque reducimos la tensión en el primer punto a √3 veces menor (conexión de KLínea y KEstrella), de esta manera la intensidad también se reduce. Pasado un tiempo KT aplica la tensión nominal al motor ( deja conectado KLínea y KTriángulo).
El esquema de potencia es como sigue:
Esquemas de mando existen varios, uno de ellos es el de figura siguiente que es uno de los más seguros que hay. Por ejemplo; si KL no funciona la maniobra no se inicia, una vez utilizado el temporizador este es desconectado, si KT está clavado no arranca el motor, etc.
ARRANQU E DE MOTORES TRIFÁSICOS DE DOS VELOCIDADES. CONEXIÓN DAHLANDER
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19.1. - MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS DE VARIAS VELOCIDADES
Los motores asíncronos trifásicos pueden construirse para mas de una velocidad, bien sea realizándolos con varios bobinados, de distinto número de polos, o bien con un solo bobinado, pero construido de tal forma que pueda conectarse exteriormente con diferente número de polos. Por tal motivo algunos tipos de motores asíncronos trifásicos de varias velocidades se les denomina también motores de polos conmutables. En la figura 19.1 se ven, esquemáticamente, los diferentes tipos de bobinados y conexión de los mismos, que más se emplean actualmente en la construcción de motores de varias velocidades, siendo el segundo tipo él mas utilizado de todos ellos.
Este tipo de motores, cuyo rotor se construye siempre de jaula de ardilla, se suele emplear por lo general para el accionamiento de máquinas herramientas y ventiladores, y refiriendonos a los tipos constructivos de la figura 19.1, sus características principales son las siguientes: - Motores con dos devanados independientes. Estos motores tienen dos velocidades , y se construyen de tal forma que cada devanado se ejecuta, interiormente, con un número de polos diferente y por tanto, según se conecte a la red uno u otro devanado, el motor girará con un número de revoluciones diferente. En este tipo de motores suelen conectarse ambos devanados en estrella y las combinaciones de polos más frecuentes son: 6/2, 6/4, 8/2, 8/6, 12/2 y 12/4.
- Motores con un solo devanado, en conexión Dahlander . Estos motores, de dos velocidades, se construyen con un devanado trifásico normal, pero conectado interiormente de tal forma, que según se conecten los bornes exteriores a la red, el motor tendrá un número de polos u otro distinto, pero
siempre doble el uno del otro; por tanto tendrá dos velocidades de rotación, una doble que la otra. Según se aprecia en la figura 19.1, la conexión de sus devanados, se realiza en triángulo o estrella, para la velocidad menor y en doble estrella para la mayor, y las combinaciones de polos más frecuentes son: 4/2, 8/4 y 12/6.
- Motores con un devanado Dahlander y otro independiente. Con este tipo de motores se consiguen tres velocidades diferentes, dos con el devanado en conexión Dahlander y la tercera con el devanado independiente, que estará construido con un número de polos distinto a las dos polaridades obtenidas con el primero. Las conexiones mas utilizadas son las representadas en la figura 19.1 y las combinaciones de polos más frecuentes son: 6/4/2, 8/4/2, 8/6/4, 12/4/2, 12/6/4, 12/8/4, 16/12/8 y 16/8/4. - Motores con dos devanados Dahlander . Con este tipo de motores se consiguen cuatro velocidades, dos con cada devanado, que han de estar diseñados para polaridades diferentes el uno del otro, siendo las combinaciones de polos mas utilizadas: 12/8/6/4 y 12/6/4/2.
19.2- MOTORES DE DOS VELOCIDADES, EN CONEXIÓN DAHLANDER O DE POLOS CONMUTABLES El tipo de motor asíncrono trifásico de varias velocidades mas utilizado (podríamos decir que casi el único que se emplea actualmente) es el de un solo devanado en conexión Dahlander y por tanto es el que describiremos con detalle a continuación. En la figura 19.2, está representado el devanado de un motor asíncrono trifásico en conexión Dahlander, donde se pueden apreciar tanto las conexiones internas como las conexiones de la placa de bornes a la red, en sus dos posiciones de funcionamiento. Este motor esta diseñado para trabajar con cuatro polos, cuando se conecta en triángulo y dos polos, cuando se conecta en doble estrella, según se aprecia en el devanado de la fase U1-V1 resaltada en el dibujo.
Según se aprecia en la figura 19.2, para el arranque en lavelocidad menor, no hay mas que aplicar la tensión de la red a los bornes U1, V1 y W1 de la placa de conexiones, por estar ya realizada la conexión triángulo, entre sus tres fases, en el interior del motor. Por el contrario, para la velocidad mayor, se deben de realizar dos operaciones: primeramente hay que cortocircuitar los bornes U1, V1 y W1, y a continuación, aplicar la tensión de la red a los bornes U2, V2 y W2, en su placa de conexiones. La conclusión obtenida de lo anteriormente expuesto es que, para el arranque automatizado de un motor en conexión Dahlander, se necesitan tres contactores. También se aprecia en la figura 19.2, que cuando se conecta el motor para la pequeña velocidad, se forma doble número de polos, por quedar todas las bobinas de una fase conectadas en serie, mientras que para la velocidad mayor, las bobinas de cada fase se conectan por mitades en paralelo, obteniendose de esta forma, la mitad del número de polos que en el caso anterior. Seguidamente pasamos a describir, los esquemas de mando y protección, mas comúnmente empleados, para el accionamiento de motores en conexión Dahlander, que están dibujados en las figuras 19.3 y 19.4. El primero es un arranque simple, en cualquiera de las dos velocidades y el segundo es el mismo tipo de arranque, pero con los circuitos necesarios para que en cada una de sus dos velocidades, pueda arrancarse el motor en ambos sentidos de giro indistintamente.
19.3.- ARRANQUE DE UN MOTOR DE POLOS CONMUTABLES, DE DOS VELOCIDADES, SIN INVERSIÓN DE GIRO (Figura 19.3) Las características eléctricas de los elementos de mando y protección necesarias, para ejecutar este tipo de arranque serán como mínimo las siguientes: - Contactor K1, para la conexión y desconexión del motor en pequeña velocidad (PV). Será de una intensidad igual o superior a la In del motor en conexión triángulo, y con categoría de servicio AC3. - Contactores K2 y K3, para la conexión y desconexión del motor en gran velocidad (GV). Serán de una intensidad igual o superior a la In del motor conectado en doble estrella, y con categoría de servicio AC3. - Relés térmicos F3 y F4, para la protección contra sobrecargas en ambas velocidades. Cada uno se calibrará a la In del motor que este consuma, en la velocidad que protege. - Fusibles F1 y F2, para la protección contra cortocircuitos. Serán del tipo aM e intensidad igual o superior a la máxima In del motor, en cada una de sus dos velocidades. - Fusible F5, para la protección de los circuitos de mando. - Botonera, con un pulsador simple de parada S0 y dos pulsadores dobles de marcha S1 y S2. Seguidamente se describe, de forma resumida, el proceso de arranque, tanto en pequeña como en gran velocidad: a)- Arranque y parada en pequeña velocidad (PV)
- Arranque, por pulsación sobre S1. - Cierre del contactor de línea K1 y arranque del motor, conectado en triángulo. - Autoalimentación, por (K1, 13-14). - Apertura de (K1, 21-22), que actúa como enclavamiento, para que aunque se pulse ahora marcha S2, no se exciten los contactores de gran velocidad K2 y K3.
- Parada, por pulsación sobre S0.
b)- Arranque y parada en gran velocidad (GV).
- Arranque, por pulsación sobre S2. - Cierre del contactor de estrella K2, que forma la estrella del motor, al cortocircuitar: U1, V1 y W1. - Cierre del contactor de línea K3, por (K2, 21-22), con lo cual el motor se pone en marcha, conectado en doble estrella. - Autoalimentación, por (K2, 13-14) - Apertura de (K2, 21-22) y (K3, 21-22), que actúan como enclavamiento, para que nunca pueda cerrarse K1, mientras lo estén K2 o K3.
- Parada, por pulsación sobre S0. Los contactos auxiliares de la botonera (S1 y S2, 21-22), actúan como enclavamiento doble de botonera, para que si se intentan pulsar a la vez ambos pulsadores de marcha, no pueda excitarse ningún contactor. Estos contactos podrían suprimirse, siempre que existiera un enclavamiento de tipo mecánico, entre los contactores K1 y K2.
19.4.- ARRANQUE DE UN MOTOR DE POLOS CONMUTABLES, DE DOS VELOCIDADES, CON INVERSIÓN DE GIRO (Figura 19.4) Las características eléctricas de los elementos de mando y protección serán los mismos que en el ejemplo anterior, siempre que se tenga en cuenta que existen dos intensidades nominales del motor, según cual sea su velocidad de funcionamiento. Los circuitos de la figura 19.4, son unos de los mas utilizados, aunque no los únicos, para el arranque de un motor de polos conmutables en ambos sentidos de giro y en cualquiera de sus dos velocidades. Entre los dos contactores de cada inversor K1-K2 y K3-K4, se han puesto enclavamientos dobles: uno con contactos auxiliares de los propios contactores (K1, K2, K3 y K4; 21-22) y el otro con contactos de las propias botoneras de marcha (S1, S2, S3 y S4; 21-22). Estos últimos podrían ser sustituidos por enclavamientos mecánicos entre cada par de contactores: K1K2 y K3-K4, evitando en este caso el empleo de pulsadores de triple contacto para las marchas S3 y S4. Ademas tenemos enclavamientos entre los contactores empleados para la pequeña velocidad K1 y K2, y los restantes K3, K4 y K5, empleados para la gran velocidad, realizados por medio de los contactos auxiliares de los propios contactores (K1, K2, K3 y K4, 31-32) y (K5, 21-22). A continuación de describe, resumidamente, el funcionamiento del circuito, en cada una de las cuatro posibilidades de marcha, pero prescindiendo de la actuación de los contactos de enclavamiento, por entender que con lo anteriormente descrito sobre los mismos y con el estudio de los muchos esquemas de los capítulos anteriores, es suficiente para entender éste perfectamente. Es el siguiente:
a )- Arranque y parada en PV, sentido de giro a derechas - Arranque, por pulsación de S1 - Cierre del contactor de línea K1 y arranque del motor en pequeña velocidad y sentido a derechas, conectado en triángulo. - Autoalimentación, por (K1, 13-14)
- Parada, por pulsación sobre S0. b)- Arranque y parada en PV, sentido de giro a izquierdas
- Arranque, por pulsación de S2
- Cierre del contactor de línea K2 y arranque del motor en pequeña velocidad y sentido de giro a izquierdas, conectado en triángulo. - Autoalimentación, por (K2, 13-14)
- Parada, por pulsación sobre S0 c)- Arranque y parada en GV, sentido de giro a derechas
- Arranque, por pulsación de (S3, 13-14 y 23-24). - Cierre del contactor de estrella K5, que forma la estrella del motor, al cortocircuitar: U1, V1 y W1. - Cierre del contactor de línea K3, por (K5, 23-24), con lo cual el motor ya se pone en marcha, en gran velocidad y sentido de giro a derechas, conectado en doble estrella. - Autoalimentación, por (K5, 13-14) y por (K3, 13-14).
- Parada, por pulsación sobre S0. d)- Arranque y parada en GV, sentido de giro a izquierdas
- Arranque, por pulsación de (S4, 13-14 y 23-24). - Cierre del contactor de estrella K5, que forma la estrella del motor, al cortocircuitar: U1, V1 y W1. - Cierre del contactor de línea K4, por (K5, 23-24), con lo cual el motor ya se pone en marcha, en gran velocidad y sentido de giro a izquierdas, conectado en doble estrella. - Autoalimentación, por (K5, 13-14) y por(K4, 13-14).
- Parada, por pulsación sobre S0. Si debido a una sobrecarga en el motor, salta alguno de los relés térmicos F3 o F4, el efecto es el mismo que si pulsamos paradaS0, ya que cualesquiera que sea el contacto que se abra (F3 o F4, 95-96), interrumpe el circuito de mando.
Fffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
REPRESENTACIÓN DE LOS PROGRAMAS Se pueden programar de tres maneras:
En el ejemplo de FUP el programa no es idéntico al de AWL y KOP
INSTRUCCIONES Una instrucción es una combinación de una operación y un operando. El operando es la representación de la información a ser utilizada, una entrada (E0.6), una salida (A3.3), una marca (M10.4), etc. La operación en la relación habida entre los operandos; serie, paralelo, etc.
Un programa es un conjunto de instrucciones que realizan una determinada función, donde el número de instrucciones depende del tipo de la CPU, en el caso de la CPU AG-95 son de 8192. Existen funciones que ocupan más de una intrucción, p.e. los temporizadores, contadores, etc.
OPERACIONES COMBINACIONALE S Para la representación de los esquemas utilizaremos la simbología americana que es la que usan todos los programas de PLC’s.
1.
CONTACTO NORMALMENTE ABIERTO Y BOBINA.
U E0.0 = A 0.0
2.
CONTACTO NORMALMENTE CERRADO.
U N E0.1 =
A 0.1
3.
ASOCIACIÓN DE CONTACTOS EN SERIE.
U
E0.1
U N E0.2
4.
U
E0.3
U
E0.4
=
A 3.0
ASOCIACIÓN DE CONTACTOS EN PARALELO.
O
E0.0
O N E0.1
ASOCIACIÓN DE CONTACTOS MIXTO.
O
E0.2
=
A 2.2
5.
U E 1.1 O E 1.2 U E 1.3 = A 2.2
6.
U E 1.1 U E 1.3 O E 1.2 = A 4.4
7.
(a)
(b)
O E0.0
U(
O E0.1
O E0.0
U
O E0.1
O E0.2
)
O E0.3
U(
= A1.1
O E0.3 O E0.2 ) = A1.1
8.
(a)
(b)
U E0.0
U(
U E0.3
U E0.0
O
U E0.3
U E0.1
)
U E0.2
O(
= A1.1
U E0.1 U E0.2 ) = A1.1
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
MARCAS (RELÉS INTERNOS).
Las marcas son como las salidas, exactamente iguales, la única diferencia de funcionamiento es que a las marcas no podemos conectarles eléctricamente nada, o sea, sólo son para realizar
operaciones internas del PLC; memorias internas, guardar valores de operaciones analógicas, etc.
En la CPU 100 el número de marcas es de 1024,que van desde:
M B0 a MB 63 - M 0.0 a M 63.7
- remanentes.
M B64 a MB 127 – M 64.0 a M 127.7 - no remanentes.
Las marcas remanentes son aquellas que en el caso de haber un fallo de tensión, cuando se restablece recuerdan su estado anterior, o sea, si estaban a 1 se pondrán a 1 solas (las salidas NO son remanentes).
1.
2.
3.
Dibujar este esquema primero en KOP (contactos) y después en AWL (instrucciones).
PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA
La programación en los autómatas SIEMENS se realiza de forma estructurada, o sea, programada por módulos que realizan cada uno una parte de la instalación, cosa que facilitará la lectura del programa y permitirá a cualquier programador un seguimiento del mismo de manera más sencilla y clara para él y cualquier otra persona.
MÓDULOS DE ORGANIZACIÓN (OB).
Los módulos de organización fijan la estructura del programa, el orden en el que van a ejecutarse los demás módulos. Estos OB’s no se pueden llamar por programa por parte del usuario, los ejecuta automáticamente el autómata:
OB1 : Es el módulo que va a fijar el ciclo de funcionamiento del programa y se ejecuta cíclicamente desde la primera hasta la última y vuelve a empezar, realizando todos los saltos que tengamos programados.
OB21 : se ejecuta una vez, antes del OB1, cuando pasa de STOP a RUN. OB22 : también una vez, antes del OB1, cuando se produce un "RED CON" (el autómata arranca en RUN).
Dependiendo del tipo de CPU tendrá más o menos tipos de módulos, p.e. la OB 34 (comprueba estado de la batería) sólo se encuentra en las CPU – 100 y superiores.
MÓDULOS DE PROGRAMA PB.
En estos módulos se escribe el programa a realizar. Su número será desde el PB 0 al PB 63 y estará compuesta como máximo de 1024 instrucciones aproximadamente (2 Kbytes en CPU – 100). El aparato de programación genera automáticamente un encabezamiento que ocupa 5 WORDS de la memoria del programa.
MÓDULOS FUNCIONALES FB.
Son módulos iguales que los PB’s, pero con la diferencia que pueden ser parametrizables y siempre deben ser programables en lista de instrucciones. Por ejemplo, tengo que realizar tres arranques de motor Estrella - Triángulo que son todos iguales, en lugar de escribir tres PB iguales pero con diferentes estradas y salidas, escribo un único código en un FB y realizo tres llamadas a este FB, cada uno con sus señales ahorrándonos código y clarificando el programa. Dependiendo de cada CPU, existen FB ya diseñadas y cargadas, por ejemplo FB250 y 251 que se utilizan para el tratamiento de señales analógicas, y otras que se pueden comprar con el paquete de software.
MÓDULOS DE DATOS DB.
En estos módulos se almacenan datos precisos del programa, p. e. valores de temporizadores y contadores, lectura de entradas analógicas, textos de avisos, etc., con diferentes posibilidades de formatos de datos (binario, decimal, carácter, etc.). En estos módulos no se pueden guardar instrucciones.
MÓDULOS SECUENCIALES SB.
Son módulos especiales para trabajar en GRAFCET (no incluido en el paquete estándar).
OPERACIONES DE LLAMADA Y RETORNO DE MODULO
Las operaciones de la llamada son utilizadas para la gestión de los módulos y siempre que el programa las encuentra saltará a los módulos indicados (OB´s, PB´s, FB´s y DB´s). La vuelta se realizará al encontrar una instrucción de retorno.
Existen tres llamadas:
SPA módulo Llamada incondicional. SPB módulo Llamada condicionada a la instrucción anterior (VKE = 1). ADB módulo Llamada a un módulo de datos.
Los retornos son siguientes:
BE
Fin de módulo al final del mismo.
BEA
Fin de forma absoluta en mitad del módulo (VKE = 0).
BEB = 1).
Fin de módulo de forma condicional a las instrucciones anteriores (VKE
Ejemplo : programa completo.
OB1
FB 1 SPA PB 2
U A4.1
U
U A0.0
E0.5
SPB PB 10
= M3.3
SPA FB 11
BE
BE
FB 11
PB 2
O E 0.7 U
E0.0
O M 3.3
O
A 0.0
= M0.0
U N E0.1 =
A0.0
SPA FB 1 BE PB 10 U
E0.0
U N E1.4 O
A4.1
U N E0.2 = BE
A4.1
BE
INSTRUCCIONES SET Y RESET. La instrucción SET activa la bobina correspondiente cada vez que enviamos un IMPULSO, y sólo se desactivará al enviar otro a la instrucción RESET. Podemos activar tanto salidas como marcas internas.
4.
Preferencia de RESET sobre SET.
U E0.0 S A0.0
U E0.1 R A0.0
5.
Preferencia de SET sobre RESET.
U E0.2 R A1.0
U E0.3 S A1.0
6.
Traduce el siguiente esquema a lenguaje de instrucciones.
OPERACIONES DE TIEMPO Las operaciones de tiempo permiten programar los temporizadores internos del autómata. Existen diversos tipos de temporizadores y para utilizarlos se deben ajustar una serie de parámetros:
•
•
Arranque del temporizador: conjunto de contactos que activan el temporidador, conectados como se desee .
Carga del tiempo: la forma habitual es mediante una constante de tiempo, pero pueden haber otros ajustes, p.e. leyendo las entradas, un valor de una base de datos, etc. Esta carga del valor se debe realizar con la instrucción L que lo almacena en una zona de memoria llamada acumulador (AKKU1) para luego transferirlo al temporizador.
formato L KT xxx.yy
KT
constante de tiempo.
xxx
tiempo (máx. 999).
y
base de tiempos. 0 = 0.01 seg. (centésimas). 1 = 0.1 seg. (décimas). 2=1
seg.
3 = 10 ejemplo: KT 243.1 24’3 segundos
•
Tipos de temporizador : SE, SS, SI, SV y SA.
seg. (segundos x 10)
•
•
T0…MAX: número de temporizador. El número MAX depende del tipo de CPU, por ejemplo, la CPU-90 tiene 32, la CPU-95 128, etc.
Paro del temporizador: es opcional y pone a cero el valor contado en el temporizador.
A continuación definimos los cinco tipos de temporizadores.
7.
Temporizador SE: retardo a la conexión manteniendo la entrada set a 1. La entrada reset desconecta el temporizador.
8.
Temporizador SS: retardo a la conexión activado por impulso en set. Sólo se desconectará la salida por la entrada reset.
9.
Temporizador SI: mientras mantenemos conectada la señal set, la salida estará activa durante KT.
10. Temporizador SV: mantiene la salida activa durante KT independientemente del tiempo de la señal set esté activa.
Temporizador SA: retardo a la desconexión por flanco descendente.
OPERACIONES DE COMPUTO Nos permitirán contar y/o descontar impulsos que enviemos a dichas funciones (p.e.número de botes, sacos, piezas, etc.) entre 0 y 999. Los parámetros son:
* Z0... MAX – número de contador (para CPU 95 son 128; de ellos, 8 remanentes). * ZV – incrementa el valor del contador (no supera el valor 999). * ZR – decrementa el valor del contador (no decrementa por debajo de 0). * S - carga el valor inicial en el contador. * KZ xxx – valor inicial. * R - resetea el valor del contador.
La salida del contador estará a “1” siempre que el valor del contador sea diferente de “0”.
2.
3.
Conectar una salida al accionar el pulsador de marcha 3 veces y pararla al pulsar el de paro 2 veces.
OPERACIONES DE COMPARACIÓN Un comparador es una instrucción que nos permitirá relacionar dos datos del mismo formato (BYTE o WORD) entre sí.
Las comparaciones pueden ser:
!= F
igualdad
>
desigualdad
>F
mayor
menor
>=F
mayor o igual
<=F
menor o igual
4.
EJERCICIOS 5.
Mediante un pulsador de marcha hemos de conectar el motor de un ventilador durante 30 segundos, al cabo de los cuales se parará solo. También dispondremos de otro pulsador de paro para desconectarlo antes de tiempo. Realizar esta maniobra de dos maneras con temporizadores diferentes.
6.
Realizar un relé intermitente con la salida A0.1, que será conectada con la entrada E0.0 y desconectada con E0.1.
7.
Conectar tres bobinas sucesivamente cada 3 seg. de manera que queden las tres conectadas. La maniobra dispondrá de pulsadores de marcha y paro.
8.
Idem anterior, pero al final sólo quedará una encendida (veremos que una luz corre).
9.
Utilizando un temporizador y dos comparadores, ídem ejercicio 30.
10. Con un pulsador de marcha conectar una cinta transportadora con botes (A0.0) y activar una electroválvula (A0.1) de un pistón (durante 2 seg. ) cada vez que cuente 5 objetos que lee un sensor. Mediante otro pulsador se parará el motor.
11. Realizar un programa que sea capaz de detectar una evaluación por flancos, o sea, active una marca (M2.0) sólo durante un ciclo de programa al ser activado por una entrada (E0.0) independientemente del tiempo que este la entrada activa.
12. Conectar un contactor con el accionamiento del pulsador y la parada con el mismo pulsador (Utilizar la evaluación por flancos).
13. Diseñar un esquema que haga un inversor de giro si pasar por paro. Las entradas serán SI, SD, SP y Fr (relé térmico), las salidas KIzq, KDer y HFr intermitente. ¿Qué instrucciones eliminarías para que la maniobra invirtiera pasando por paro?.
14. Diseñar el automatismo de una escalera mecánica con las siguientes condiciones:
-
Un pulsador de marcha y otro de paro de puesta en servicio de la escalera.
-
Un pulsador de emergencia en cada extremo de la escalera.
-
Protección térmica del motor.
-
Cuando una persona entre por el extremo de la escalera para subir, se conectará el motor en ese sentido y pasado un tiempo se parará, ídem para el caso de bajar.
15. Controlar la estrada y salida de un parking con las siguientes condiciones:
-
La entrada e0.7 inicializa la cantidad de vehículos que caben el el parking.
-
Al entrar un vehículo, la célula e0.0, abre y cierra la barrera de entrada a2.0 pasado un tiempo si quedan plazas disponibles en el parking.
-
Al salir, si la célula fotoeléctrica de salida e0.1 es interrumpida e introducimos moneda e0.2, abre y cierra la barrera de salida.
-
Al salir, si la señal e0.1es activada y no introducimos moneda pasados 8 seg. se conectará señal acústica hasta que se introduzca la moneda o deje libre la salida.
-
No podrán salir más coches de los que haya marcado en el valor inicial.
EJERCICIOS RESUELTOS (30-A) MARCHA – PARO TEMPORIZADO.
(30-B) MARCHA – PARO TEMPORIZADO.
(31) INTERMITENTE
(32) CONEXIÓN SECUENCIAL.
(33) CONEXIÓN SECUENCIAL 2.
(34) CONEXIÓN SECUENCIAL 3.
(35) CUENTA BOTES.
(36) EVALUACIÓN POR FLANCOS.
(37) MARCHA – PARO CON MISMO PULSADOR.
(38) INVERSOR DE GIRO CON LUZ AVERIA INTERMITENTE
(39) ESCALERA MECÁNICA.
(40) CONTROL DE ENTRADA Y SALIDA DE UN PARKING.
E0.0 célula entrada
A2.0
barrera entrada
E0.1 célula salida
A2.1
barrera salida
E0.2 introduce moneda
A2.5
señal de salida ocupada
E0.7 inicializa valor contador
A2.6
luz libre
A2.7
luz lleno
M2.0 impulso decrementa contador M3.0 capacidad máxima T0, T2 tiempo barreras abiertas T1
tiempo salida ocupada
SOFTWARE DEL SIMATIC S - 5
Para introducir un programa utilizando el software se han de realizar los siguientes pasos:
1.
2.
Desde el sistema operativo MS-DOS se teclea S5 y se le da a la tecla de RETURN para entrar en el programa.
Cuando el programa es nuevo se deben hacer unos ajustes iniciales:
Objeto Proyecto Ajustes Página 1
Fich. Programa: C:XXXXXXST.S5D nombre de programa de 6 letras
Objeto Proyecto Ajustes Página 2 o F4 desde Página 1
Con la tecla elegir F3 seleccionar el modo de trabajo del autómata. Modo servicio: Off Line
sin conexión con autómata
On Line
con conexión con autómata
[Ciclico]
modificación posible durante la elaboración del
[Stop]
modificación solo posible en estado Stop del AG
[Sin]
no es posible modificar programa en el AG
ciclo
Para grabar ajustes F6 y salir F8.
3.
Escribir el programa:
Editor Módulo STEP 5 en fichero programa en AG
Seleccionar el módulo que se va a escribir, ENTER y escribir el programa. Dentro del editor tenemos las siguientes funciones de ayuda: -
Cada vez que acaba un segmento y empieza otro
-
Borrar una línea acabada
-
Inserta línea 1 (teclado numérico) y Función + J (teclado portátil).
-
-
Inserta espacio en la línea portátil).
F6.
F3.
7 (teclado numérico) y Función + 7 (teclado
Al acabar de introducir el módulo
F7.
Fuera del editor: -
Si se desea grabar el módulo en el fichero
F7 otra vez fuera del editor.
-
Cambiar el modo de visualizar el programa KOP – FUP – AWL SHIFT+F5 (antes de entrar en el editor).
-
Si se desea modificar un módulo ya escrito se entra igual y se pulsa F6 Editar.
-
Funciones con segmentos: fuera del editor F5 (borrar, marcar, insertar, añadir,avance y retroceso).
4.
Transferir el programa al PLC:
Objeto Módulos Transferir:
Fich Fich Fich AG AG
Fich
Dentro del AG
5.
El autómata debe de estar en RUN para poder ejeutar el programa:
Test forzado AG AG Start
poner en RUN
AG Stop poner en STOP
El programa ya se puede probar. El software tiene otras utilidades, a continuación enumeramos unas cuantas:
6. Visualizar el estado en pantalla de cada segmento:
Test Status módulo Selec. Módulo
7. Visualizar el estado de las variables:
Test Status variable enumerar variables a visualizar y activar F6
8. Visualización de módulos del programa:
Objeto Módulos Directorio en fichero en AG
9. Comparar programas entre el AG y fichero:
Objeto Módulos Comparar
10. Borrar módulos de programa:
Objeto Módulos Borrar en fich. programa en AG
INTRODUCCION A LOS AUTOMATAS Debido al tremendo auge de la industria, cada vez las máquinas habilitadas para procesos productivos eran más grandes y complejas, necesitando armarios eléctricos donde poder ubicar el aparellaje cada vez más voluminosos y complicados, aumentando las dificultades de reparación de las mismas.
Con la aparición de los semiconductores y los circuitos integrados, paulatinamente se fueron sustituyendo los relés auxiliares por puertas lógicas, que redujeron considerablemente el espacio, no contribuyendo, sin embargo, a solventar los problemas de averías, recambios, etc. que seguían produciéndose.
En 1968, las factorías de automóviles de Ford y General Motors, construyeron conjuntamente el primer ‘Transfer’ controlado electrónicamente. Este equipo electrónico tenía ventaja sobre los automatismos convencionales basado en relés, temporizadores, etc. de que era fácilmente programable, sin necesidad de recurrir a computadores externos. Se puede decir que éste fue el primer Autómata Programable o PLC (Program Logic Control), y fue diseñado por Allen Bradley.
No existe un lenguaje común a todos los autómatas, cada marca utiliza el suyo propio. Lo que sí es igual es el concepto de trabajo, como todos se basan en esquemas eléctricos, todos los PLC´s son básicamente iguales pero con diferentes juegos de intrucciones, de esta manera se puede decir que una vez conocida una marca conoces el resto.
El presente manual se basa en los autómatas programables de la marca SIEMENS que tienen la versatilidad de poder aplicar conceptos de programación estructurada y son ampliamente utilizados en el mercado.
El objetivo del presente manual es el de hacer una introducción a la programación de los PLC’s, o sea, intentar dar una base poniendo ejemplos claros y sencillos sin entrar a valorar la eficiencia de cada uno.
VENTAJAS E INCONVENIENTES La llegada de estos equipos conlleva una serie de ventajas e inconvenientes:
Ventajas:
-
Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos ya que no es necesario dibujar esquemas, no es necesario simplificar (tiene mucha memoria) y disminuye considerablemente los materiales.
-
Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni aparellaje.
-
Menor espacio ocupado por el cuadro eléctrico.
-
Menor costo en el montaje.
-
Mantenimiento más barato.
-
Aumento de fiabilidad del sistema, ya que elimina los contactos eléctricos físicos y móviles.
-
Permite la autodetección de averías.
-
Control de varias máquinas con un único autómata.
-
Versatilidad, en el caso de dejar de trabajar donde está instalado, puede ser reprogramado y puesto a trabajar en otro lugar.
Inconvenientes:
-
Necesidad de un programador.
-
Coste más elevado.
-
Necesidad de personal especializado.
SISTEMAS DE NUMERACIÓN Los sistemas digitales actúan bajo el control de variables discretas, entendiéndose por éstas, las variables que pueden tomar un número finito de valores. Los números pueden representarse en diversos sistemas de numeración que se diferencian por su base. La base de un sistema de numeración es el número de símbolos distintos utilizados para la representación de las cantidades. El sistema de numeración utilizado en los cálculos habituales es el de base diez, en el cual existen diez símbolos distintos, del 0 al 9.
En el sistema binario su base es 2 y sólo tiene dos símbolos, el 0 y el 1, con los cuales tiene que representar todos los números. El sistema hexadecimal tiene una base 16 y está formado por 16 caracteres, 0 al 9 y de la A a la F.
•
TABLA DE CORRESPONDENCIAS ENTRE SISTEMAS.
DECIMAL
BINARIO
HEXADECIMAL
BCD
0
0000
0
0000
1
0001
1
0001
2
0010
2
0010
3
0011
3
0011
4
0100
4
0100
5
0101
5
0101
6
0110
6
0110
7
0111
7
0111
8
1000
8
1000
9
1001
9
1001
10
1010
A
0001 0000
11
1011
B
0001 0001
12
1100
C
0001 0010
13
1101
D
0001 0011
14
1110
E
0001 0100
15
1111
F
0001 0101
16
•
CONVERSIÓN DE BIARIO
1
0
25
•
1 0000
1
1
0
1 (2
+ 0 +
CONVERSIÓN DE HEXADECIMAL
F
0001
1111
0001 0110
DECIMAL.
+ 0 + 23 + 22
1
10
A
1010
3
20 =
32 + 8 + 4 + 1 =
BINARIO Y DECIMAL.
(16
0011 (2
45 (10
1*163 + 15*162 + 10*161 + 3*160 = 4096 + 3840 + 160 + 3 = 8099 (10
REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN
•
BIT.
Las operaciones combinacionales, funciones de memoria y gran parte de las operaciones básicas elaboran la información con longitud de 1 BIT, el cual puede contener el valor de 0 ó 1.
•
BYTE.
Un BYTE (B) es un grupo de 8 BITS numerados de 0 a 7 como representa la figura.
•
WORD (palabra).
1 WORD (W) = 2 BYTE = 16 BITS
Ej: EW0 = 1337 dec = 101 0011 1001 bin
•
DOBLE WORD.
1 DOBLE WORD (D) = 2 WORD = 4 BYTE = 32 BITS
Ejemplo: D10 ocupa W10 y W11 siendo este último el de menor peso, por consiguiente ocupa B10, B11, B12, B13.
http://www.automatas.org/siemens/tutorial_s5_3.htm