PLC – Basico INTRODUCCION Cuánto vale el estado de la lámpara (Q1) en términos de PLC?
Sin entrenamiento en PLC, la respuesta que viene rápido en mente CERO (0); porque la lámpara esta apagada y uno ve el circuito en términos eléctricos. Lo anterior no es correcto. Para dar la respuesta hay que ver el "programa del PLC", asi por ejemplo si aplicamos los siguientes programas: Programa A:
Programa A: No ejecuta proceso Q1 (No prende la lámpara) Programa B:
Programa B: Ejecuta proceso Q1 (prende la lámpara) aqui;
es el símbolo de contacto normalmente abierto : Se consulta si hay señal. Si hay señal en el contacto es un "Si lógico" es el símbolo de contacto normalmente cerrado : Se consulta si no hay señal. Si no hay señal en el contacto es un "Si lógico"
es el símbolo del proceso de sálida, aqui correspondera fisicamente a una salida de "rele" que tiene el PLC, lo que harà el cierre del circuito eléctrico para que prenda el foco.
Entonces ya hemos escrito el primer programa ladder, o de contactos o en escalera, como alternativas para la programaciòn podemos utilizar el juego de instrucciones (son instrucciones muy propias, al menos en su neumonica, para cada PLC) y el plano de funciones (diagrama de bloques lógicos) En este portál se resolverán aplicaciones en PLC; y en muchos casos primero se resuelven en diagramas eléctricos para las aplicaciones comunes (con cableados, interruptoes, contactos, reles, temporizadores, p.ej.) y luego serán desarrollados sus equivalentes en ladder y en plano de funciones. Si el caso se presenta con un diagrama eléctrico, entonces el lenguaje ladder será primero empleado por la facilidad de construcción de los diagramas lógicos por su similitud con los circuitos electricos.
Entorno de Programación Empleados para las Aplicaciones Básicas En general para el manejo de un PLC se requieren de 2 programas: Programa de Interface PC-PLC (o conexión) Programa de Programaciòn. • •
Para el desarrollo de lo mostrado estoy utilizando el PLC Micrologix 1100 de Alley-Bradley (Producto de Rockwell Automation). El software de interface es el RSLinx Classic, s e requiere de un puerto serial en la PC. Y para su programación estoy utilizando utilizando el programa "RS Logix 500"; este otorga el entorno de programaciòn programaciòn ladder.
PLC Micrologix 1100 Entradas digitales: 10. Entadas analógicas: 2. Salidas digitales: 6 Capacidad de expansion hasta 4 modulos de señales digitales, analogicas, RTD, termocuplas.. Ver especificaciones. Conexion RS-232. Programacion con jugo de instrucciones o utilizando el software RSLogix 500 basado en programaciòn ladder, no incluye simulador. Incorpora funciones PID. Descargar de este sitio: Hoja técnica de Micrologix 1100.
Tambien se utilizará el PLC Logo de Siemens
Logo! y Logo TD (HMI) Entradas digitales: 8; expandible hasta 24. Entradas analógicas:0 expandible hasta 8 (0 a 10 V o 0 a 20 mA o PT100) Salidas digitales: 4; expandible hasta 16 x 5A (relay)
Salidas analógicas:0; Expandible a 2. Conexión USB Programacion con Logo!comfort, mediante diagramas ladder y diagramas de funciones. Logo!comfort también es un simulador fuera de linea y tambien hace la conexión con el micro PLC Logo! Incorpora funciones PI, rampa, amplificador, entre otras Descargar de este sitio: Hoja técnica de Logo!
Documentacion Recomendada: Documentacion de Micrologix 1100: http://ab.rockwellautomation.com/Pr http://ab.rockwellautomation.com/Programmable-Controllers/Mic ogrammable-Controllers/MicroLogix-1100#/tab5 roLogix-1100#/tab5 Descargar de este sitio el Micrologix_1100_programable_controlers.pdf Descargar de este sitio el manual RSLogix 500 getting results guide En este otro portal se encuentran varios documentos y ejemplos utiles http://www.infoplc.net/Descargas/Descargas.htm De este portal se ha extraido: Micrologix 100. Timing, Contring, Data-Handling Instruction Este otro documento le ofrece una vision rápida de la programacion con RSLogix 500: Micrologix with Rs Logix Tutorial.pdf
Siemens - Logo! y Logo! Comfort:: Soporte: http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo2&aktprim=99&lang=es Tutorial en linea de Logo!: https://infonet.siemens.es/Apli_Industry/formacion/Logo/auswahl.html Descargar de este sitio:Manual sitio: Manual de programación con Logo! Soft Comfort Descargar de este sitio: Manual de usuario de Logo!
APLICACIONES Aplicación: Arranque Directo
Diagrama Electrico:
Lista de Ordenamiento: Entradas Designación
Descripción
Operando (*)
F2F
Relé térmico
I:0/1
S0Q
Pulsador de parada
I:0/2
S1Q
Pulsador de marcha
I:0/3
Descripción
Operando (*)
Salidas Designación
K1M
Contactor principal
O:0/1
(*) Operando de Micrologix 1100: I:Entrada digital, O:Rele de salida. I:0/n; n es el número de la salida o entrada.
Diagrama de Contactos: Version en Logo!.:
Aqui es necesario aplicar una función de memoria (para enclavar la alimentacion a K1M por I4), una forma común es la autoalimentación, como se muestra en el circuito con Logo!. Se consigue colocando un contacto auxiliar NA del rele principal (K1M) paralelo al pulsador de marcha (S1Q). Una forma mas simple es utlizando las bobinas Set (para la conexión) y Reset (para la desconexión), en Micrologix se conocen como Latch y Unlach, aqui la solución:
Plano de Funciones o Diagrama de Bloques: Una solución con Logo!:
Esta otra alternativa, me parece mas clara:
Click aqui para descargar el archivo Logo!
Es la funcion lógica "AND", la salida es verdadera (estado 1) si todas las entradas son verdaderas (estado 1), es decir los contactos estan cerrados. Es la función lógica "OR", la salida es "1" si por lo menos una de las entradas tiene el estado "1" Bloqe de entrada digítal. Representa una de los bornes de entrada del PLC. Bloque de salida digital. Representa los bornes de salida de un relé del PLC.
Diagrama de Conexiones:
Con Logo!:
Aplicacion: Arranque Directo con encendido temporizado:
Diagrama electrico:
Diagrama de contactos en Logix Pro
Descargar archivo para LogixPro Simulator
Y el diagrama de bloques desarrolllado para Logo!:
Click aqui para descargar el archivo para Logo! Sugerencias de aplicaciones para el PLC Aplicación Bombeo de tanque Se requería que un motor bomba encendiera al detectar un nivel alto en depósito, y se quedara encendido por un tiempo calculado para darle oportunidad a bomba vaciar este tanque en forma considerable y así evitar muy continuos arranques de la bomba, ya que flotador manejaba un rango de nivel muy limitado. Enlaces de Interes Rockwell Automation : http://www.rockwellautomation.com/ Allen-Bradley-Rockweel Automation product: http://ab.rockwellautomation.com/ Software de simulacion de PLC de Allen Bradley (Micrologix y otros): http://www.thelearningpit.com/ Curso de programacion del Grupo Maser: http://www.grupo-maser.com/PAG_Cursos/Auto/auto2/auto2/PAGINA%20PRINCIPAL/PLC/plc.htm Portal de automatización industrial: http://www.infoplc.net Descargar manual de practica del Micrologix http://www.docentes.utonet.edu.bo/xtapiag/wp-content/uploads/LABORATORIO_4_ELT3932-2-2010.pdf
Control Eléctrico Industrial El Tablero de Control -Funcionamiento 1. 2.
Contactor Temporizador ON-Delay
3.
Temporizador OFF-Delay
4.
Rele térmico
5.
Pulsadores
-Representación del tablero de control 1. 2.
Símbolo Esquema Eléctrico
3.
Bloques informativos
-Tipos de Mando 1. Mando manual 2. Mando automático
Sistemas de Arranque a Tensión Plena Arranque directo Arranque directo con inversión de giro Arranque directo de un motor de dos velocidades
Sistemas de Arranque a Tensión Reducida Arranque Estrella Triangulo Diseño. Inversión de giro con arranque estrella triangulo Diseño. Inversión de giro con arranque estrella-triangulo y limites de arranque Arranque con Resistencias Estatoricas Arranque con Resistencias Rotoricas
Sistema de Arranque con Arrancadores de Estado Sólido Arranque suaves para motores asincronicos Aplicación. Arranque en cascada de dos motores trifasicos utilizando un solo arrancador electronico.
Aplicaciones Diseño con circuitos con arranque directo Diseño. Circuitos de mando con limitadores del número de arranques Con límite de un arranque Con límite de dos arranques Diseño. Arranque director con inversión de giro y límites de arranque. Aplicación 1. Transporte de un producto en caja. Con limite de un carrito, deja pasar un producto, un solo sentido Aplicación 2. Transporte de un producto en caja. Con limite de dos carrito, deja pasar dos producto, un solo sentido
Aplicación 3. Transporte de un producto a granel (temporizado) hacia uno de los dos sentidos de la faja (inversión del giro según llegada del carrito) Sin limite de llegadas Arranca una vez en cada sentido Arranca dos veces en cada sentido Aplicación 4 Transporte de un insumos a granel (temporizado) hacia uno de los dos sentidos de la faja (inversión del giro según llegada del carrito) Sin limite de llegadas Arranca una vez en cada sentido Arranca dos veces en cada sentido
Diseño 2 Diseño conbinando los diversos tipos de arranque Aplicación. Arranque y parada en secuencia de un motor de Rotor bobinado y de un motor de Jaula de ardilla.. Aplicación. Arranque con resitencias estatoricas y con inversion de giro Aplicación. Arranque con resitencias rotoricas y con inversion de giro Aplicación. Proyecto de automatizacion del transporte y molienda de materiales. Los esquemas han sido desarrollados con CADeSimu, en muchos se encuentra el enlace para su descarga o puede solicitar el envio al autor por correo electrónico.
El Tablero de Control Temporizadores Temporizador On-Delay. Temporizado a la conexion. A la conexion y pasado el tiempo fijado en el temporizador, se cambia el estado de sus contactos. Temporizador OFF-Delay . Temporizado a la desconexiòn. A la conexion se cambian sus contactos, a la desconexión se cuenta el tiempo fijado en el temporizador para des-energizar sus contactos (vuelven a la posicion normal).
Para comprender mejor el funcionamiento, muesto dos circuitos que hacen lo mismo: se enciene un motor y se apaga al tiempo indicado en los temporizadores. En el primer circuito se diseña con un temporizaor ON-DELAY y en el otro se diseña empleando u n temporizador OFF-DELAY.
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Arranque de Motores
Conceptos Básicos Los arrancadores Son aparatos de manibra con los cuales se lleva a los motores desde el estado en reposo hasta su velocidad de régimen, mientras se mantienen dentro de limites prefijados los valores de la corriente de arranque y el torque del motor.
Circuito Principal Circuito que contiene equipos eléctricos para generar, transformar, distribuir, conectar.
Circuito Auxiliar Comprende todas las partes conductivas de una combinación de aparatos de maniobra que pertenecen a un circuito (a excepciòn del circuito principal), que se utiliza para comando, medición, avisos, regulación, enclavamiento, procesamiento de datos.
Motores Asincronos Se compone de: un estator y un rotor. El estator genera un "campo magnético giratorio" que se obtiene con tres devanados desfasados a 120º (acoplados en estrella o triángulo) y conectados a un sistema trifásico de c. a. Este "campo magnético giratorio" induce corrientes electromagneticas (f.e.m) en el rotor y estas producen fuerzas que dan lugar al giro del rotor y al par del motor. El rotor no gira a la misma velocidad del "campo magnético giratorio", y este desplazamiento es el genera el par de fuerzas del motor. Como se acaba de indicar, la velocidad del sincronismo no puede alcanzarse nunca, por ello se conocen como motors asincronos. La velocidad del sincronismo se calcula por:
Enlaces Recomendados
http://www.tuveras.com/maquinaasincrona/motorasincrono1.htm http://www.tuveras.com/maquinaasincrona/motorasincrono7.htm#estator
Conexión de los devanados Conexión Estrella: Consiste en unir entre si un terminal de cada bobina del estator.Y la alimentacion es en cada uno de los otros terminales Descargar archivo para CADeSIMU
Conexión Triangulo: Consiste en conectar en serie las bobinas. Y la alimentacion en los terminales de las bobinas
Sistema de Arranque a Tensión Plena Arranque Directo
En arranque directo se aplica tension nominal a traves del contactor y dispositivos de proteccón como los fusibles y el rele térmico. En este arranque el motor desarrolla en el arranque su torque máximo, si la carga lo requiere. El inconveniente es que toma una corriente de arranque máxima de 5 a hasta 8 veces la corriente nominal. Para calculos considerar Iarr= 6 In. Este sistema es recomendable para motores de baja potencia, normalmente recomendado hasta 5 Kw ( 6.7 HP). Muy utilizado para motores trifásicos asincrónos con rotor en jaula de ardilla. Solo se requieren conexión a 3 bornes del motor. No se recomienda en fajas trasportadoras, ni en montacargas por el elevado par de arranque.
Diseño de un Arrancador Directo Se utiliza un contactor: Principal. También, un relé térmico (o dispositivo de protección), pulsador de parada y pulsador de arranque. Circuitos:
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Arranque Directo con Inversión de Giro
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Sistemas de Arranque a Tensión Reducida Métodos de arranque: •
Estrella-Triangulo Estrella-Triangulo con resistencia-Triangulo
•
Mediante Autotransformador
•
Resistencias Rotoricas
•
Resistencias Estatoricas
•
Arrancadores Electronicos.
•
Arranque Estrella-Triangulo Un motor de corriente alterna (asíncronos) con rotor en jaula de ardilla se puede poner en marcha con el método de arranque directo o a tension reducida Para su plena carga un motor asincrono opera normalmente con una disposiciòn de las bobinas estatorias en triangulo o delta. El arranque directo de un motor, absorve elevadas correintes en el momento de conectarlo a la red, normalemnte de 5 a 8 veces el valor de la In (intensidad nominal), lo cual se traducira en devanados electricamente mas robustos y dspositivos de control y de protección de mayor rango, y alimentadores de mayor capacidad. Encareciendo los costos. Por eso el arranque directo no se usa en motores de elevada potencia. Y se utiliza el arranque denominado estrella-triangulo.
Se aplica en máquinas que arrancan en vacío, en ventiladores y bombas centrifugas de pequeña potencia.
Conexiòn Estrella Consiste en unir entre si un terminal de cada bobina del estator.Y la alimentación es en cada uno de los otros terminales. Se genera una tensión equivalente a la tensión entre fases, dividida por raiz de 3. Es decir que la tensión durante el arranque (I arr) se reduce en 1.73 veces. (raiz de 3 = 1.73) I arr = 2 In (intensidad nominal)
Conexión Triángulo Consiste en conectar en serie las bobinas. Y la alimentació en los terminales de las bobinas. La tensión es equivalente a la tensión línea-línea. I arr = 6 In (intensidad nominal)
Sistema de arranque Estrella-Triángulo. La secuencia comienza en configuracion estrella, generando una tensión en cada una de las bobinas del estador 1.73 veces menor que la nominal. Una vez que el motor alcanza entre el 70% u 80% de la velocidad no minal se desconecta el acoplamiento en estrella para realizar la conmutación a configuraciòn triángulo, momento a partir del cual el motor opera en condiciones normales.
Curvas de Arranque
Diseño de un Arrancador Estrella-Triangulo Se utilizan un temporizador y tres contactores: Principal(red), Triangulo y Estrella. También, un relé téermico (o dispositivo de protección), pulsador de parada y pulsador de arranque.
Sistema de Arranque:
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Esta otra alternativa del cirucuito de mando se requiere un contacto auxiliar menos para el contactor principal
Descargar el archivo para CADeSIMU Este esquema corresonde cuando el contacto principal tiene un temporizador On-Delay adosado
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Arranque Estrella-Trinagulo con Inversión de Giro
Ver en pdf Descargar el archivo para CADeSIMU
Arranque con Resistencias Estatóricas Se intercalan una o mas resisistencias (escalones) a fin de reducir las corrientes transitorias y el torque durante el arranque.
Curvas de Arranque
Diseño de un Arrancador con Resistencias Estatoricas de 1 escalón Se utilizan un temporizador y dos contactores: Principal(red), Resitencias. También, un relé téermico (o dispositivo de protección), pulsador de parada y pulsador de arranque.
Sistemas de Arranque:
Descargar el archivo para CADeSIMU.
Aplicaciones Máquinas de fuerte inercia: Compresores de refrigeración, máquinas tensoras, ascensores, escaleras automáticas, etc.
Arranque con Resistencias Rotoricas Se intercalan una o mas resisistencias (escalones) en el circuito del rotor del motor a fin de reducir las corrientes transitorias y el torque durante el arranque. Se aplica a motores de rotor bobinado.
Diseño de un Arrancador con Resistencias Estatoricas de 1 escalón Se utilizan un temporizador y dos contactores: Principal(red), Resistencias. También, un relé téermico (o dispositivo d e protección), pulsador de parada y pulsador de arranque.
Sistemas de Arranque:
Descargar el archivo para CADeSIMU.
Aplicaciones Máquinas de arranque en carga, de arranque progresivo: Grúas, puentes grúa, ascensores, montacargas, compresores de pistón, bombas volumétricas, cizallas, trituradoras, etc.
Arranque con Arrancadores de Estado Sólido Arrancadores Suaves para Motores Asíncronos
Los motores asíncronicos o de inducciòn son un tipo de motores de corriente alterna. El rotor puede ser tipo jaula de ardilla o bobinado, y un estator que contiene las bobinas inductoras. El arrancador suave es un limitador de torque que permite un arranque suave y tambien una detension o parada suave a los motores asíncronicos
Diseño de un Arrancador Estrella-Triangulo Se utilizan un temporizador y tres contactores: Principal(red), Triangulo y Estrella. También, un relé téermico (o dispositivo de protección), pulsador de parada y pulsador de arranque.
Sistemas de Arranque: Esto evitas los golpes mecanicos que causan daño. Se aplican en fajas o cintas trasnportadoras, bombas, ventiladores, puertas automaticas, etc.
Un ejemplo es el Telemecanique Altistart 01. (Vista a la derecha)
http:/www.schneider-electric.cl/documents/local/cap02.pdf Descarga el DataSheet desde este servidor
Funciones del Arrancador Diagrama de Mando Mando a 2 hillos La marcha y parada son controladas por una sola entrada lògica. El estado "1" de la entrada lògica LI2 ordena la marcha y el estado "0" la detenciòn.
Mando a 3 hilos La marcha y la parada son controladas por dos entradas lògicas diferentes. El impulso sobre la entrada LI2 (orden de marcha es memorizado hasa la abertura de la entrada LI12. Asi, la orden de marcha se mantiene hasta la orden de parada (pasada a "=" de la entrada LI1)
Control manual sin contactor
El equema de la iquierda muestra los contactos básicos.
Ejemplos
Haremos los esquemas de mando y fuerza utilizando el CADeSIMU. Utilizamos el objeto de un variador de velocidad en lugar arrancador electronico, para efectos de la simulacion
Haremos los esquemas de mando y fuerza utilizando el CADeSIMU. Utilizamos el objeto de un variador de velocidad en lugar arrancador electronico, para efectos de la simulacion. A la derecha la imagen equivalente en CADeSIMU del circuito de arriba con un comando de 2 hilos.
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Arranque Suave de Varios Motores con un solo Arrancador Electrónico Primero, desarrollamos un arranque electrónico que una vez haya alcanzado la velocidad plena (se debe dar el tiempo suficiente en un temporizador) cambia a arranque directo y libera el arrancador electronico. ,Con este diseño base, se harra el arranque sucesivo de varios motores con el mismo arrancador electrónico.
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Arranque suave de dos motores en cascada - Encendido Manual uno a uno Este circuito permite compartir un solo arrancador electrónico con dos motores asíncrons. Cualquiera de los motores se encienden con pulsadores manuales uno por uno. Se impide que se accione el encendido del otro motor hasta que se libere el arrancador electrónico.
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Arranque suave de dos motores en cascada automático
Este circuito utiliza un solo arrancoador electronico para arrancar en forma secuencial dos motores asíncrons.
Ver en pdf
Arranque suave de tres motores en cascada automático
Este circuito utiliza un solo arrancoador electronico para arrancar en forma secuencial tres motores asíncrons. Circuito de mando:
El circuito de fuerza
