FESTO DIDACTIC BIENVENIDOS AL SEMINARIO “INTRODUCCIÓN A LOS CONTROLES LÓGICOS PROGRAMABLES” INSTRUCTOR: ING. JORGE GUTIERREZ MARTINEZ
OBJETIVOS: Diseñar,construir y probar sistemas electroneumáticoss sencillos manejados por electroneumático controles lógicos programables Implementar cambios en la programación de máquinas industriales, controladas por PLC’s. Seleccionar y programar el PLC más adecuado para un proceso industrial. Corregir fallas en un proceso industrial básico.
OBJETIVOS: Diseñar,construir y probar sistemas electroneumáticoss sencillos manejados por electroneumático controles lógicos programables Implementar cambios en la programación de máquinas industriales, controladas por PLC’s. Seleccionar y programar el PLC más adecuado para un proceso industrial. Corregir fallas en un proceso industrial básico.
CONTENIDO:
Tipos de señales eléctricas.
¿Qué es control ?
Cómo realizar interfaces empleando relevadores Repaso de los conceptos técnicos más utilizados.
¿Qué es un PLC? Ventajas y desventajas.
Criterios para la elección de un PLC.
CONTENIDO:
Características técnicas. Construcción de un PLC. Funciones lógicas básicas.
Estructuras de los lenguajes de programación: LDR y STL.
Introducción al software FST de FESTO. Método para el diseño de programas combinatorios y secuenciales.
CONTENIDO: Programación de temporizadores.
Programación de contadores.
Programación de banderas.
Programación de automatismos secuenciales.
Introducción
Automatización ó Automación
Realización autónoma del trabajo.
Automatización Descarga de trabajo. Aseguramiento de la calidad. Aseguramiento de la productividad.
El Control Lógico Programable (P.L.C.)
PLC
Programmable Logic Controller Control Lógico Programable Aparición de los primeros Controles Programables en la década de los „70 en la industria Automotriz Programación similar a los circuitos electromagnéticos de control (Diagrama de contactos ó de escalera)
Aplicaciones del P.L.C.
¿ Qué es una señal ?
Señal: Es la representación de una información, con medios de transmisión físicamente medibles
Señales Las señales se clasifican en:
Analógicas Discretas
Clasificación de las señales Analógicas
t
Discretas
Señal analógica
t
Una señal analógica es una señal CONTINUA con respecto al tiempo.
Tiene una cantidad INFINITA de valores.
Ejemplos: Temperatura, Velocidad, Caudal, etc.
Señal Discreta
Señal Discreta
Señ al Binaria
Señ al Digital
Señal Binaria 1
0 t1
t2
t3
t
La señal binaria es una señal discontinua (0=Inactivo 1=Activo). Todos los PLC‟s procesan señales binarias. Es más fácil manejar sólo 2 valores (0 ó 1, 0V ó 24V, No ó Sí, Apagado ó Encendido).
¿ Qué es control ?
Es aquel proceso en un sistema, en el cual influyen magnitudes de entrada sobre magnitudes de salida debido a la lógica intrínseca del sistema.
Clasificación del Control
CONTROL
CONTROL DE LAZO
CONTROL DE LAZO
ABIERTO
CERRADO
Control de lazo abierto
Señal de entrada
Sistema de control
Señal de salida
En el control de lazo abierto ó mando regularmente se emplean señales binarias
Control de lazo cerrado Señal de entrada
Sistema de control
Señal de salida
Señal de Retroalimentación
En el control de lazo cerrado regularmente se emplean señales analógicas.
Tipos de Control de acuerdo con su programación CONTROL
PROGRAMA CABLEADO
FIJO
MEMORIA PROGRAMABLE
REPROGRAMABLE
PROGRAMAS INTERCAMBIABLES
MEMORIA NO BORRABLE (PROM)
MEMORIA DE LIBRE PROGRAMACIÓN (RAM)
MEMORIA BORRABLE (EPROM)
El Control Lógico Programable (P.L.C.)
¿ Qué es un P.L.C. ?
Es un mando electrónico con una organización interna definida. Esta organización puede compararse con un cableado interno. La estructura consta de los siguientes elementos funcionales: Unidad Central de Control (CCU) Memoria de datos Memoria de programa Unidades de Entrada y Salida
Sistema completo de control con P.L.C. El sistema con P.L.C. consta básicamente de:
Hardware (parte tangible, por ejemplo: los circuitos eléctricos y electrónicos) Software (parte no tangible, por ejemplo: los programas)
Componentes de un sistema de control con P.L.C.
Sensores: En general, nos referimos a todos los elementos de introducción de señal Actuadores ó elementos de trabajo, como por ejemplo: motores eléctricos, cilindros neumáticos, focos piloto, alarmas sonoras, etc.
Componentes de un sistema de control con P.L.C.
Programador exclusivo para digitar e introducir los programas a la memoria del P.L.C. Computadora personal con el Software de programación previamente cargado (por ejemplo: FST)
Diagrama a bloques de un P.L.C. Memoria de Programa
Entradas (sensores)
Procesador (CCU)
Salidas (Actuadores)
Algunos términos empleados
Bit: Dígito binario (0 ó 1). Byte: Agrupamiento de 8 bits; también se le conoce como palabra de información (word)
Datos: Representación de información por medio de cantidades en base binaria, octal ó hexadecimal.
Programa: Conjunto de instrucciones ó datos que procesan de manera lógica y matemática las señales para obtener un funcionamiento deseado.
Bit
Dígito binario, es decir, 0 ó 1, Apagado ó Encendido, Inactivo ó Activo, Falso ó Verdadero, Etc. Todos los PLC‟s procesan señales binarias
15 1
4 0
1
0
1
0
3
2
1
0
1 1 0 0
Organización por bit (bit 3 activado)
Byte
Agrupamiento de información en 8 bits. También se le conoce como palabra de información (Word) Siempre que no se indique otra cosa, una palabra equivale a un byte. 7
6
5
4
3 2
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
Organización por byte (por palabra)
Lenguajes de programación Los controles FPC de FESTO pueden ser programados en:
– Diagrama de escalera ( Ladder Diagram ó Kontaktplan) LDR ó KOP – Lista de instrucciones (Statement List ó Anweisungsliste) STL ó AWL – Diagrama de funciones (Function Chart ó Funktionplan) FCH ó FUP
Programación en diagrama de escalera (KOP) (LDR)
Programación combinatoria Similar a un diagrama eléctrico de contactos
Programación en Lista de Instrucciones (AWL) (STL) Programación secuencial
Similar a la programación de alto nivel
Función lógica Identidad “Sí” E
S
Función lógica Identidad “Sí” E
S
E
S
Función lógica Identidad “Sí” E
Tabla de Verdad
S
E
S
0 1
0 1
Función Negación “No” E
S
Función Negación “No” E
S
E
S
Función Negación “No” E
S
E
S
Tabla de Verdad
E
S
0 1
1 0
Función Conjunción “Y” E1
E2
S
E1
E2
S
Función Conjunción “Y” E1
E2
S
E1
E2
S
Función Conjunción “Y” E1
E2
S
Diagrama de escalera (LDR) ó (KOP)
Tabla de Verdad
E1
E2
S
0 0 1 1
0 1 0 1
0 0 0 1
Función Disyunción “O” E1
S
E2 E1 E2
S
Función Disyunción “O” E1
S
E2 E1 E2
S
Función Disyunción “O” E1 E2
Tabla de Verdad
S Diagrama de escalera (LDR) ó (KOP)
E1
E2
S
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1
Método para el diseño de programas para un P.L.C. Paso No. 1
Definició n del problema
Paso No. 2
Consideraciones previas
Paso No. 3
Lista de asignaciones
Paso No. 4
Programació n: LDR, STL
Paso No. 5
Carga del programa a la Memoria del P.L.C.
Paso No. 6
Prueba del programa y Puesta en Marcha
Paso 1: Consideraciones previas
Diagrama de situación Esbozo de secuencia Diagrama de contactos Modo de funcionamiento y actuación de los sensores y actuadores Diagrama de conexionado Tabla de verdad
Lista de asignaciones (Allocation List) Operando Operando Comentario Absoluto Simbólico
O0.2
Motor
1=Activa movimiento de banda
I0.0
Inicio
1=Manda inicio del ciclo
Operando simbólico Para el software FST hay que observar las siguientes reglas:
Longitud de hasta 9 caracteres.
No se permiten espacios entre caracteres.
No se permiten caracteres especiales
(-, /, *, etc.)
Método para el diseño de programas para un P.L.C. Paso No. 1
Definició n del problema Consideraciones previas
Paso No. 2
Lista de asignaciones
Paso No. 3
Programació n: LDR, STL
Paso No. 5
Implementació n en el equipo de control
Paso No. 6
Prueba del programa y Puesta en Marcha
Ventajas del P.L.C.
Elevada seguridad de funcionamiento Localización sencilla de averías Sencilla instalación Reducida necesidad de espacio Reducido consumo de energía Rápida modificación del programa
Desventajas
Elevados costos de adquisición Ausencia de normalización Ausencia de un lenguaje de programación unificado
Temporizadores (Timers)
Temporizadores (Timers)
El control FEC permite programar 256 temporizadores (del 0 al 255). Cada temporizador puede programarse desde 0.01 hasta 655.35 segundos. Es posible programarlos como: – Temporizador de impulso (T) – Con retardo a la conexión (TON)* – Con retardo a la desconexión (TOFF)*
*Directamente, sólo en diagrama de escalera
Estructura de un temporizador Los temporizadores están estructurados de la siguiente manera: T255 1
T4 T3 T2 T1 T0 0
1
0
1
0
1
1
0
0
Como bit de estado (0= Inactivo 1= Activo)
Preselector del temporizador TP TP 0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
255 1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor preseleccionado para cada temporizador (de 0 a 655.35)
Palabra del temporizador TW TW 0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
255 1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor actual de tiempo del temporizador correspondiente (TW)
Temporizador de Impulso (T) 1
Parte ejecutiva “Bobina” 0 t 1
Parte condicional “Contactos” 0
Tiempo programado
t
Temporizador de Impulso (T) 1
Parte ejecutiva “Bobina” 0 t 1
Parte condicional “Contactos” 0
Tiempo programado
t
Programación de temporizadores en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte ejecutiva (Inicialización): T0
25.7 S TIMER
Programación de temporizadores en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte condicional (Contactos): T0
T0
Programación de temporizadores en Lista de Instrucciones Como parte ejecutiva (Inicialización): STEP 1 IF NOP THEN LOAD V2570 * TO TP0 SET T0 **
Valor de tiempo en centésimas de segundo (25.7 s) ** El encendido del temporizador se puede realizar en cualquier paso *
Programación de temporizadores en Lista de Instrucciones Como parte condicional (Contactos): STEP 1 IF T0 THEN SET SOL_1 STEP 2 IF N T0 THEN RESET SOL_1
Programación de temporizadores en Lista de Instrucciones Como parte condicional (Contactos): STEP 1 IF T0 Condición verdadera si T0 = 1 THEN SET SOL_1 STEP 2 IF N T0 Condición verdadera si T0 = 0 THEN RESET SOL_1
Temporizador con retardo a la conexión (TON) 1
Parte ejecutiva “Bobina”
0 t 1 Parte condicionante “Contactos” 0
Retardo programado
t
Programación de temporizadores TON en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte ejecutiva (Inicialización): TON1
25.7 S TIMER
Programación de temporizadores TON en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte condicional (Contactos): TON1
TON1
Temporizador con retardo a la desconexión (TOFF) 1
Parte ejecutiva “Bobina”
0 t 1 Parte condicionante “Contactos” 0
Retardo programado
t
Programación de temporizadores TOFF en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte ejecutiva (Inicialización): TOFF2
25.7 S TIMER
Programación de temporizadores TOFF en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte condicional (Contactos): TOFF2
TOFF2
Ejercicios de aplicación de temporizadores: T, TON y TOFF
Por medio de un botón pulsador se deberá controlar la apertura de una compuerta, la cual será activada por un actuador de doble efecto y un electroválvula 5/2 monoestable. Al alcanzar su posición final, la compuerta deberá permanecer 10 segundos abierta y posteriormente deberá cerrar automáticamente.
Contadores (Counters)
Contadores (Counters)
El control FEC permite programar 256 contadores (de C0 a C 255). Cada contador puede programarse desde 0 hasta 65535 eventos (de 0 a +32767 ó de -1 hasta -32768) Es posible programar contadores: – Incrementales (INC) – Decrementales (DEC)
Estructura de un contador Los contadores están estructurados de manera similar a los temporizadores: C255 1
C4 C3 C2 C1 C0 0
1
0
1
0
1
1
0
0
Como bit de estado (0= Inactivo 1= Activo)
Preselector del contador CP CP 0 0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1 0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
255 1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor preseleccionado para cada contador (de 0 a 65535)
Palabra del contador CW CW 0 0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1 0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
255 1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
Palabra de 16 bits en donde se almacena el valor actual de eventos del contador correspondiente (CW)
Programación de contadores en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte ejecutiva (Inicialización): C0
5 COUNTER
Programación de contadores en Diagrama de Escalera (LDR) Como parte condicional (Contactos): C0
C0
Programación de contadores en Lista de Instrucciones Como parte ejecutiva (Inicialización): STEP 1 IF NOP THEN LOAD V5 TO CP0 SET C0 ** ** El encendido del contador se
puede realizar en cualquier paso
Programación de contadores en Lista de Instrucciones Como parte condicional (Contactos): STEP 1 IF C0 Condición verdadera si C0 = 1 THEN SET SOL_1 STEP 2 IF N C0 Condición verdadera si C0 = 0 THEN RESET SOL_1
Bits internos (banderas)
Una bandera es un bit interno de control, el cual también se conoce como: Marca Recordador Relevador interno
Bits internos (banderas) Las banderas se utilizan como:
– Detectores de flanco – Recordadores de paso – A nivel palabra, como memorias
de estados operativos del proceso – Aplicaciones en donde se requiere memorizar ciertos eventos (por ejemplo, en un teclado-display)
Organización de las banderas Están organizadas en 10,000 palabras de 16 bits Palabra
0 0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0 1
1 0
1 0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
9999
Direccionamiento a nivel palabra: FW0 Direccionamiento a nivel bit: F1.12
Integración de SLC500 dentro ... POWER
SLC 5/02 CPU
INPUT
OUTPUT
INPUT
RUN COMM CPUFAULT FORCEDI/O BATTERYLOW
DC-SINK
DC-SOURCE
DC-SINK
A-B AB QUALITY
.. SB/ SF60 Terminal de Válvulas Tipo 03/ 4B
Terminal de Válvulas
Tipo 3
* Eléctrica.
* Control (Nodos). * Neumática.
Terminal de Válvulas
Módulos de Entradas y Salidas. Módulos de Entradas: Versión PNP Con 4 Entradas con conector M12 Con 8 Entradas con conector M12
Versión NPN Con 4 Entradas con conector M12 Con 8 Entradas con conector M12
Módulos de Salida: Versión PNP Con 4 Salidas con conector M12
Terminal de Válvulas
Conexión Eléctrica para los módulos HC. 3:0 VCD.
3:0 VCD.
2:PE.
2:PE.
1:Salida X+1
1:Salida X+1
4:Salida X. 4:Salida X. 3:0 VCD. 2:PE. 1:Salida X+1 4:Salida X.
3:0 VCD. 2:PE. 4:Salida X. 1:Salida X+1
Sistema SLC 500
Tipos de Chassis •Rack con 4 ranuras (slots) •Rack con 7 ranuras (slots) •Rack con 13 ranuras (slots)
Tipos de procesador
SLC 5/02 CPU COMM RUN CPU FAULT FORCED I/O BATTERY LOW
•SLC 5/04
12..60 K
0.9 ms/K
•SLC 5/03
12K memoria 1 ms/K
•SLC 5/02
4K memoria 4,8 ms/K
•SLC 5/01
1K memoria 8 ms/K
SLC 5/02 CPU COMM RUN CPU FAULT FORCED I/O BATTERY LOW
SLC 5/02 CPU COMM RUN CPU FAULT FORCED I/O BATTERY LOW
SLC 5/02 CPU COMM RUN CPU FAULT F O R C E DI / O BATTERY LOW
La relación Festo / Rockwell La Relación de Tecnología
La Cooperación de comercialización. • Encompass Partner Program • Local Co-operation • Joint Market Communication
Nodo SB/ SF60 SB60
• LED de Status
como SLC5/02.
• Data Highway 485
•Interface de Diagnostico • Conector DeviceNet con LED de Status y Display
SF60
PLC SB60 y SF60 = SLC500 Procesador 5/02
Tensión nominal: 24 V c.d.
Margen admisible: + 10%/-15%
Consumo de potencia: 4.8 W a 24 V c.d.
Capacidad de memoria: 4K bytes de memoria de usuario Tiempo de procesamiento: 4.8 ms/Kbyte
Cantidad de programas: 1 programa principal, máx. 156 subrpogramas
Entradas binarias
96 direcciones de entradas locales 64 direcciones de entradas descentralizadas a través de conexión a CP 124 direcciones de entradas descentralizadas a través de ASi
Salidas binarias
48 direcciones de salidas locales de salidas, de ellas máx. 26 solenoides de electroválvulas 64 direcciones descentralizadas de salidas a través de conexión a CP 124 direcciones descentralizadas de salidas a través de ASi
Entradas/Salidas analógicas Entradas analógicas:
– Tensión 0-10 V (12 bits) – corriente 4-20 mA(11 bits)
Salidas analógicas:
– Tensión 0-10 V (12 bits) – Corriente 4-20 mA (12 bits)
Interfaz de programación
Nodos SB60 y SF60 como control aislado a través de software RSLogix 500 ó APS. Se programa y configura en el Data Highway 485 (DH-485). También se requiere el PIC-1747 (Personal computer Interface Converter)
