DISEÑO CON PLC’S Hernández Bautista Osiris Evani Instituto Tecnológico de Salina Cruz,
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Se realizó esta investigación para cónócer y cómprender lós diferentes tipós de cónsideraciónes de seguridad, lós sistemas instrumentadós de seguridad y lós diferentes niveles de seguridad cón lós que cuenta el PLC para lógrar cón mayór exactitud sus actividades a realizar dentró de la industria. Las cóndiciónes de disenó y las estructuras para lógrar un buen próyectó cón ayuda de lós PLC se describiran dentró de nuestra investigación para tener en cuenta cada una de ellas, ya que són de suma impórtancia a la hóra de llevar a cabó un próyectó dentró de la industria.
INTRODUCCIÓN. El incremento competitivo en el mercado de la industria electrónica, crea la necesidad de diseñar sistemas con mejores características, de menor tamaño, bajos requerimientos de energía, mejor realización, teniendo en especial énfasis sobre todo en la facilidad de la duplicidad del sistema diseñado. La lógica definida por el usuario (cliente) y realizada por el fabricante, permite individualizar a los sistemas diseñados, así como también apegarse más a los requerimientos específicos del usuario (cliente). La siguiente investigación hace mención a lós diferentes tipós de cónsideraciónes acerca de la seguridad cón las que se deben óperar lós PLC´S, estas cónsideraciónes se pueden definir cómó la seguridad funciónal y lós niveles de seguridad adecuadós para el funciónamientó de estós. Tambie ambie n se hace mención a las diferentes cónsideraciónes de disenó que se deben tómar en cuenta y la estructura para la realización de un próyectó cón PLC. El óbjetivó principal pór el cual se realizó la investigación fue para póder cónócer y cómprender lós diferentes tipós de cónsideraciónes de seguridad y cóndiciónes de disen disen ó cón lós cuales c uentan lós PLC.
Para esta investigación fuerón cónsultadós diferentes dócumentós, paginas web e inclusó trabajós de investigació investigació n acerca de lós PLC´s. Lós temas principales de esta investigación se describen a cóntinuació cóntinuació n: Sistema instrumentadó de seguridad, seguridad funciónal, niveles de seguridad, cónsideraciónes de disenó y la estructura de un próyectó cón PLC.
DESARROLLO. 2.1.2.1.- CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD. La principal aplicación de un PLC en la industria petró -químicas micas y de sustancias químicas micas peligrósas, es fórmar parte de un sistema de seguridad (Safety Instrumented System). Y pór estó en el disenó de la sólución adecuada para cada casó, siempre se debe analizarse tambien las necesidades de seguridad de cada casó, y tambien analizarse la integridad del disenó del mismó PLC desde el puntó de vista de la seguridad. La nórma internaciónal IEC 61508, define lós criteriós de seguridad para el disenó, cónstrucción y óperación de sistemas electricós / electró electró nicós / electró electró nicós prógramables. La nórma internaciónal IEC 61511 esta basada en la IEC 61508, y define lós criteriós sóbre la aplicación de Sistemas Instrumentadós de Seguridad en las industrias de prócesós, que se utiliza en industrias petró -químicas micas y de sustancias químicas micas peligrósas, entre ótras.
Figura 1. Normas de Seguridad
La seguridad funciónal puede aplicarse u nicamente a funciónes cómpletas que, pór ló general, cónsisten de un s ensór, un órdenadór ó un cóntróladór lógicó prógramable (PLC), y un dispósitivó acciónadó. Nó tiene sentidó aplicar el terminó a próductós: elementós del equipó cómó sensóres ó órdenadóres. Pór ló tantó, cuandó un fabricante declara, pór ejempló, que su próductó es un sensór de presió n SIL2 ó un PLC SIL3 en realidad significa que el sensór de presió n es adecuadó para ser usadó en una función de seguridad SIL2 ó que el PLC es adecuadó para ser usadó en una función de seguridad SIL3. El fabricante debería calificar las declaraciónes cón advertencias y restricciónes respectó a su usó cómó, pór ejempló, lós requisitós de tólerancia a fallós ó de prueba de calidad [12.8] para óbtener el nivel de integridad de seguridad (SIL) declaradó. La nórma internaciónal IEC 61513 esta basada en la IEC 61508, y define lós criteriós sóbre la aplicación de Sistemas Instrumentadós de Seguridad en la industria nuclear. Seguridad = Ausencia de riesgó inaceptable, de danó a las persónas, de danós a la própiedad ó al medió ambiente.
como el presupuesto, el tamaño de la aplicación, la complejidad, la velocidad de respuesta, la política de puenteos, los requisitos de comunicaciones, la interfaz con el operador, etc. Este diseño se realizará de acuerdo a la especificación de requerimientos de seguridad (SRS) y una vez completado deberá ser verificado que el SIL de cada función de seguridad instrumentada (SIF) es el correcto para lo cual deberá comprobarse que la probabilidad de fallo en demanda del conjunto del sensor/lógica y elemento/os finales es la adecuada al SIL requerido.
Figura 2. Protección de proceso de control
2.1.1. Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS). Un Sistema Instrumentadó de Seguridad (Safety Instrumented System) es un sistema que realiza funciónes específicas para cónseguir mantener el prócesó dentró de cóndiciónes seguras. Detectan cuandó las cóndiciónes del prócesó són inaceptables ó peligrósas, y tóman autómaticamente acciónes córrectivas. La finalidad de un Sistema de seguridad (Safety Instrumented System), es llevar el prócesó hacia una cóndición segura, cuandó su cóntról se sale de lós lí mites de seguridad. Lós Sistema de seguridad, estan separadós y són independientes de lós sistemas de cóntról nórmal, aunque estan cómpuestós pór elementós similares, cómó sensóres, prócesadóres de la lógica, actuadóres, etc.
Un Sistema Instrumental de Seguridad (SIS) ejecuta acciónes autómaticas para mantener una planta en un estadó seguró, ó para llevarla a un estadó seguró cuandó una situació n anórmal se presenta. El SIS puede implementar una sóla funció n ó funciónes mu ltiples para próteger cóntra variós riesgós de prócesó en su planta.
Diseño conceptual del SIS. El objetivo de esta fase es desarrollar un diseño inicial del SIS que cumpla con los requisitos de seguridad y alcance el SIL requerido o establecido como objetivo. Durante esta fase se seleccionará la tecnología, la arquitectura, los intervalos de prueba, etc, teniendo en cuenta factores tales
Dentro del proceso existen capas de protección. • La primera es la capa de protección control del proceso Bajo condiciones y circunstancias normales el sistema básico de control de proceso (BPCS) mantiene el proceso dentro de las condiciones pre-establecidas.
Figura 3. Estructura del SIS
enclavamiento. La guarda basada en hardware Si el sistema de control falla, por cualquier circunstancia, en ejecutar su función y las variables de proceso salen de la zona considerada como comportamiento normal, se utilizan alarmas para alertar a los operadores. • La tercera es la capa de protección de sistema integrado de seguridad. Es el que ayuda a detener el prócesó cuandó se viólen una cóndiciónes que hacen que el prócesó se vuelva inestable (peligrósó).
2.1.2. Seguridad Funcional (Functional Safety). Estas nórmas definen una “Funció n de seguridad” (Functiónal Safety) cómó la detección de una cóndición pótencialmente peligrósa, y la activación de un dispósitivó de prótección, ó mecanismó córrectivó para evitar las cónsecuencias del eventó peligrósó. Las funciónes de seguridad tienen el óbjetivó de reducir la próbabilidad de eventós peligrósós que pueden causar danó. Cada cóndición pótencialmente peligrósa, que tenga el prócesó (ó la maquina) sera una funció n de seguridad distinta. Aun que varias funciónes de seguridad pueden reacciónar activandó el mismó dispósitivó de prótecció n. La seguridad funciónal se refiere a lós sistemas activós que identifican una cóndició n y reacciónan, para próteger de las cónsecuencias de esa cóndició n. Se refiere a lós sistemas instrumentadós de seguridad; nó se refieren a lós mecanismós pasivós (pór ejempló una valvula de sóbre presió n).
La seguridad funcional es la parte de la seguridad global que depende del funcionamiento correcto del proceso o equipo en respuesta a sus entradas. La IEC TR 61508-0 proporciona el siguiente ejemplo para ayudar a aclarar el significado de la seguridad funcional. Por ejemplo, un dispositivo de protección contra sobretemperatura que utiliza un sensor térmico en los bobinados de un motor eléctrico para desactivar el motor antes de que pueda calentarse en exceso, es un caso de seguridad funcional. Pero proporcionar aislamiento especial para resistir altas temperaturas no es un ejemplo de seguridad funcional (aunque es un ejemplo de seguridad y podría proteger precisamente cóntra el mismó peligró).” Cómó
otro ejemplo, comparemos una protección basada en hardware con una guarda con
nó se cónsidera “seguridad funciónal” aunque
puede proteger contra el acceso al mismo peligro que una puerta con enclavamiento. La puerta con enclavamiento es un ejemplo de seguridad funcional. Si se abre la guarda, el enclavamientó actúa cómó “entrada” para un
sistema que alcanza un estado de seguridad. De manera similar, se utiliza equipo de protección personal (PPE) como medida protectora para ayudar a aumentar la seguridad del personal. El equipo de protección personal no se considera seguridad funcional. La seguridad funcional es un término introducido en la norma IEC 61508:1998. Desde entonces el término se ha asociado algunas veces con los sistemas de seguridad programables. Esto es un concepto erróneo. La seguridad funcional cubre una amplia gama de dispositivos que son utilizados para crear sistemas de seguridad. Dispositivos tales como enclavamientos, cortinas de luz, relés de seguridad, PLC de seguridad, contactores de seguridad y variadores de seguridad se interconectan para formar un sistema de seguridad, el cual realiza una función específica con fines de seguridad. Esto es seguridad funcional. Por lo tanto, la seguridad funcional de un sistema de control eléctrico es muy importante para el control de peligros que surgen de las piezas en movibles de la maquinaria. Se necesita dos tipos de requisitos para lograr la seguridad funcional: Función de seguridad La integridad de la seguridad
Figura 4. Seguridad funcional
2.1.3. Niveles de seguridad (SIL). El correcto funcionamiento de un sistema de seguridad, requiere un correcto diseño para proporcionar la integridad y la confiabilidad requerida, por cada caso. Nó tódas las “funciónes de seguridad”,
requieren el mismo nivel de seguridad, porque cada condición potencialmente peligrosa, tiene distintas probabilidades de ocurrencia, y
también sus consecuencias tienen distintas magnitudes de daño potencial. El "Nivel de Integración de Seguridad" o SIL (Safety Integrity Level) es el nivel de reducción de riesgo que se requiere para cada "Función de Seguridad". Siendo SIL-1 es el nivel menos seguro, y SIL-4 es el nivel más seguro. Para cada una de las "Función de Seguridad", del proceso o la máquina, debe determinarse el nivel de seguridad (SIL) requerido, analizando la probabilidad de ocurrencia de la condición peligrosa, y la magnitud del daño potencial de sus consecuencias. SIL es entonces el nivel de seguridad requerido para cada determinada "Función de Seguridad". Los requerimientos de seguridad (SIL) deben siempre determinarse a partir de un estudio de los riesgos de operación (HAZOP) del proceso o maquina correspondiente. Usando las técnicas de análisis que se mencionan en las normas IEC 61511 e IEC 61508. Si después del análisis de riesgos de cada caso, se define que una determinada función de seguridad (una protección) debe ser SIL2 (o SIL3, o cualquier otra), todos los elementos involucrados en esa función deben cumplir con el mismo criterio: Los PLC, los sensores, los transmisores, los actuadores, las válvulas, entre otros componentes del sistema, y no solo el PLC. Para lograr esto, muchas veces se debe recurrir a sensores redundantes, o triple redundantes, o actuadores y válvulas redundantes. En el diseño del sistema de seguridad (SIS) debe considerarse el SIL de cada función de seguridad, y un análisis de fallos – efectos, y criticidad, de cada uno de los componentes del sistema. La asignación de los valores de SIL se realiza de acuerdo a la frecuencia permisible de los eventos de peligro con respecto a las consecuencias si estos eventos son iniciados. La asignación de los valores de SIL se expresan para una estimación de la Probabilidad de Falla en Demanda PFD como a continuación se detallan:
Figura 5. Niveles de seguridad SIL
La Probabilidad de Falla en Demanda, PFD, está dada en el número de fallas de la medida de seguridad por año (fallas peligrosas / año). Son valores prácticamente idénticos, sin embargo, es más fácil identificar y cuantificar las fallas (historial de fallas) en los componentes físicos de una medida de seguridad, mediante pruebas de Laboratorio en “simuladóres
de
fallas”
y
mediante
la
compilación de datos de experiencias de campo, por lo que los valores de PFD, son de importancia relevante.
2.2. Consideraciones de diseño. Las funciones de seguridad, de un sistema de seguridad, se instalan para proteger a las personas, el medio ambiente y para la protección de activos de la empresa. Estas protecciones siempre deben activarse ante una condición peligrosa, pero solo en estas situaciones.
Figura 6. Consideraciones de diseño
Mientras mayor el SIL requerido por una función de seguridad, deberán emplearse más recursos tecnológicos para garantizar el
funcionamiento de esta función de seguridad. Y más complejo es el sistema, y más cosas podrían fallar en él. Si una función de seguridad se activa sin la presencia real de la situación peligrosa (por ejemplo, debido a una falla interna de algún componente, falla de instrumentación, etc.) provoca, detenciones innecesarias, que significan pérdidas económicas. El diseño debe incluir el auto diagnósticos y alarmas necesarios para advertir a tiempo las anormalidades. Usando redundancia y verificación de discrepancias si es necesario. Como la mayoría de los PLC solo permite forzar señales de entrada o salida discretos, y hoy en día la mayoría de los instrumentos sensores no son discretos. El diseño de la lógica debería contemplar la forma de poder hacer mantenimiento de la instrumentación sin tener que detener el proceso productivo, incorporando bypass temporales de las protecciones, que no des habiliten la medición y alarmas. La revisión y mantenimiento de los componentes del sistema instrumentado de seguridad, puede ser difícil, o hasta imposible de hacer sin detener el proceso, si en el diseño no se consideró el diagnóstico y mantenimiento del sistema. El Sistema resultante puede ser tan complejo como se imagine, o tan simple como lo que realmente se necesite. Un sistema de seguridad mal diseñado, no garantiza más seguridad, solo dificultara su mantenimiento y la operación del proceso. El comprar de equipos de mayor costo, certificados para seguridad, sin un buen diseño integral del sistema, puede que no aumente la seguridad, pero esta mayor complejidad tecnológica (y mayor inversión) si podría aumentar las detenciones innecesarias y las pérdidas económicas, por no disponibilidad.
2.2.1. Fiabilidad del producto. Es una característica muy importante que hace referencia directamente al funcionamiento del PLC. Por lo general la marca o nombre del fabricante del equipo es un aval suficiente para conocer el grado de fiabilidad del mismo. La fiabilidad del producto, no viene dada por el mismo, es decir, la fiabilidad la brinda el distribuidor, el creador o empresa que se encarga de diseñar, implementar y distribuir los sistemas, ellos se encargan de probarlo y de distribuirlos de manera adecuada. Eso genera
la fiabilidad del producto, además del correcto funcionamiento del sistema.
Figura 7. Marcas fiables
2.2.2. Servicios del suministrador. Es muy importante evaluar qué servicios extra aporta el distribuidor del equipo a nivel local o nacional, tales como: cursos de formación, su precio, el lugar de impartición y el número de fechas disponibles, capacidad para aportar recursos humanos, capacidad para aportar recursos técnicos, etc.
Figura 8. Servicios del suministrador
Un proveedor de servicios es una entidad que presta servicios a otras entidades. Por lo general, esto se refiere a un negocio que ofrece la suscripción o servicio web a otras empresas o particulares. Ejemplos de estos servicios incluyen: acceso a internet, operador de telefonía móvil, y alojamiento de aplicaciones web.
2.2.3. Normalización en planta. La IEC 61508 “Seguridad Funciónal de lós
Sistemas Eléctricos/ Electrónicos/ Electrónicos Prógramables relaciónadós a la Seguridad”.
A partir de la norma base IEC 61508 nacieron una serie de normas de aplicación para diferentes ramas y necesidades de la industria, en las que se definieron los requisitos organizacionales y técnicos exigidos a las instalaciones de seguridad y a su implementación. La norma IEC 61511 la cual es una norma de aplicaciones unificada para la industria de procesos.
Figura 9. Normas IEC
Para la industria de procesos son relevantes las dos normas siguientes:
IEC 61508 (Norma básica): Es válida en todo el mundo como base para especificaciones, diseño y operación de los Sistemas Instrumentados de Seguridad, SIS. IEC 61511 (Norma para la industria de procesos): Aplicaciones específicas de IEC 61508 para la industria de procesos.
2.2.4. Compatibilidad con equipos de otras gamas. La compatibilidad con otros equipos es permitida ya que los protocolos de comunicación es serial, los dispositivos externos de menor gama pueden conectarse a sus salidas y ser recibidas como señales de bits, o booleanas y así activar diversos sistemas externos, de igual manera la comunicación entre dos autómatas es posible por la capacidad de tener entradas y salidas y son capaces de aguantar el mismo voltaje. Ahondando en el punto anterior, incluso puede darse el caso en que dos equipos del mismo fabricante pero de gamas distintas no sean compatibles entre sí, desde el punto de vista de la conexión y la capacidad de comunicación.
2.2.5. Costo. Aunque el precio de un producto es un criterio cuantitativo que puede ser medido y comparado, su costo o valor apreciado no lo es. Este hace referencia a la apreciación de cuánto caro o barato le parece a una persona un producto. Lo que a una persona le parece caro a otra le puede parecer barato. Esta diferencia de apreciación suele venir marcada por que en la balanza de cada persona el peso de ciertos criterios es mayor o menor dependiendo de su experiencia o necesidades. En el caso de los PLC´s, el resultado de este criterio vendrá dado por la correlación entre el costo del equipo y el resto de características cualitativas del mismo. El costo de cada autómata programable es alto en costo, pero a manera de los dispositivos que se ven involucrados par el uso de los mismos voltajes es capaz de sobrevalorar los estándares y alterar y lesionar dispositivos y quemarlos, y dejarlos inactivos, caso que con el autómata no es necesaria, debido a que es capaz de manejar voltajes muy altos.
Figura 11. Costos
2.2.6. Previsión de repuestos. Los materiales y dispositivos ocupados son meramente puestos en función con un análisis de voltaje que apoya en todo momento el funcionamiento de dicho sistema, los materiales no son valorados en mucho, en caso contrario se acepta que serán sustituidos cuando hayan cumplido su tiempo de vida y uso necesarios, entre esto se encuentra involucrado dicho análisis, que particularmente se trata de aproximar al tiempo de vida del dispositivo.
Figura 10. Compatibilidad con otros equipos
2.3. Estructura de un proyecto con PLC. Los pasos por seguir para aplicar la metodología son: descripción del sistema, diagrama de flujo, descripción de los equipos
del sistema, requerimientos del cliente, selección del autómata programable, programación del PLC. Paso No. 1 (Descripción del sistema). Para llevar a cabo la descripción del sistema o proceso se requiere recabar la siguiente información: procedimiento que se debe seguir en la operación (arranque, paro), dispositivos que intervienen en el proceso (sensores, transductores, motores, variadores, etc.), variables a medir, variables a controlar, variables a monitorear, rangos de operación, función de los dispositivos, entradas y salidas. Esta actividad se lleva a cabo mediante entrevistas con los operadores y encargados de mantenimiento del proceso, visitas de campo y la experiencia del integrador. Paso No. 3 (Descripción de los equipos del sistema). Aquí se agrupan todos los dispositivos que intervienen en el proceso, se describe bien su función e identifica las entradas y salidas del sistema. Esto ayuda a conocer con mayor detalle el sistema y las funciones para los cuales fueron diseñados los dispositivos. Además sirve para conocer más a detalle el proceso y entenderlo mejor; es decir, tener una amplia visión para la siguiente etapa. Paso No. 4 (Requerimientos del cliente). Estos se obtienen, de las entrevistas realizadas con los operadores y jefes de mantenimiento, los cuales indican características de operación, características de los equipos, rango de operación y en algunos casos el rango del costo de los equipos a utilizar. Paso No. 5 (Selección del autómata programable). Para llevar a cabo la selección del autómata se deben de realizar dos evaluaciones, una para seleccionar el tipo de autómata y la otra para seleccionar la marca, esto debido a las diferentes opciones que brinda el mercado actualmente. Aquí solamente se concentra la información obtenida hasta Mayo de 2004 debido a que la tecnología es muy cambiante y es casi imposible concentrar los diferentes cambios. Paso No. 5.1 (Matriz de decisiones para la selección de PLC). Para realizar la matriz de selección se deben seguir los siguientes pasos: Elaborar una lista de características de selección, ordenar la lista de características, asignación de ponderación relativa a cada característica de la selección, establecer parámetros de rendimiento o calificación de utilidad para cada una de las características y calcular los valores de utilidad relativa de los
diseños alternativos además de comparar los valores de utilidad relativa Paso No. 5.2 (Matriz de decisiones para la selección de la marca del PLC). Para generar esta matriz se debe realizar un procedimiento similar al del paso anterior solamente que aquí se compararan por lo menos cuatro marcas diferentes de autómatas programables seleccionado en la etapa anterior. Paso No.6 (Programación del PLC). Existen dos formas de programación para el PLC: El método heurístico o informal (función memoria) y el método formal (redes de Petri o GRAFCET), se recomienda éste último. Primero se debe de realizar el diagrama GRAFCET, el cual consiste en un diagrama gráfico de etapas y transiciones, por medio del cual se puede llevar a cabo con facilidad la programación del PLC elegido de acuerdo con el software del mismo. Paso No. 6.1 (GRAFCET del proceso). Los pasos esenciales que debe realizar son: Se debe caracterizar el funcionamiento del automatismo con total independencia de los componentes con los que vaya a ser construido. Esto equivale a centrar el interés no tanto en la estructura física o en la tecnología empleada para implementar el automatismo, sino en la función que debe realizar.
Figura 12. Estructura de un proyecto con PLC
El elemento fundamental de un proceso es la operación (denominada etapa en el lenguaje de GRAFCET), entendiendo como tal una acción realizada por el automatismo. Obsérvese que en una primera aproximación se puede dividir el proceso en unas pocas operaciones relativamente complejas, llamadas macro etapas. Estas operaciones podrán ser subdivididas a su vez en operaciones más elementales a medida que se avanza en el nivel de detalle. Se debe dividir el proceso en macro etapas y éstas en etapas más elementales, hasta conseguir que las acciones a realizar en cada
una de ellas dependa sólo de relaciones combinacionales entre entradas y salidas. Establecer un gráfico de evolución que indique la secuencia de las operaciones (secuencia de etapas) y las condiciones lógicas para pasar de una etapa a otra. (Denominada condiciones de transición en el lenguaje de GRAFCET) Como resultado de este paso se obtienen las ecuaciones lógicas y queda resuelta la parte secuencial del automatismo. Establecer para cada operación elemental (etapa) las relaciones lógicas entre entradas y salidas, utilizando eventualmente otras variables internas combinacionales. Finalmente implementar el sistema utilizando el programa de las relaciones lógicas de los dos puntos anteriores. Paso No. 6.2 (Descripción de entradas y salidas del proceso). De acuerdo con el diagrama del GRAFCET se describen las entradas y salidas que intervienen en el programa para tener una mejor visualización del mismo. Esto ayuda en mayor parte para la siguiente etapa que se refiere a la programación del PLC. Paso No. 6.3 (Programa del PLC). Este se realiza en el software del autómata elegido, usando el diagrama de GRAFCET realizado anteriormente. Cada línea de programa se puede ir leyendo directamente del GRAFCET.
salida y entrada que permite al usuario llenar y cumplir todas sus necesidades. El PLC por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo, para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales. Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control y señalización. Por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, o control de instalaciones, entre otras. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, hace que su eficacia se aprecie principalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: •Espació reducidó •Procesos de producción
periódicamente
cambiantes. •Prócesós secuenciales . •Maquinaria de prócesós variables . •Instalaciónes de prócesós cómplejós
Figura 13. Estructura de un proyecto con PLC
2.4. Entorno de los autómatas programables. Los autómatas programables son dispositivos diseñados mayormente enfocados para el uso en la industria, ya que tiene una protección un poco más fuerte, y buses de datos más rápidos para el procesamiento, maneja voltajes altos que son usados para maquinas grandes. De igual manera cuenta con diversos puertos de
y
amplios. •Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso. Ejemplos de aplicaciones generales: • Manióbra de máquinas . • Maquinaria industrial de plásticó . • Máquinas transfer. • Maquinaria de embalajes . • Maniobra de instalaciones: instalación de aire acondicionado, calefacción. • Instalaciónes de seguridad . • Señalización y control.
Figura 14. Entorno a los autómatas programables
2.5. Puesta a punto de un PLC. Se entiende por puesta a punto la supervisión total del sistema y la realización de todas aquellas tareas que sean necesarias para dejarlo en las condiciones perfectas de poder iniciar su puesta en funcionamiento. Esta puesta a punto es diseñado para el personal de servicio en mantenimiento e ingeniería de planta quien tiene que identificar y solucionar problemas con procesadores PLC y la puesta a punto de la máquina usando las funciones de programación del software. El mantenimiento cubrirá una selección de tecnología PLC a través del Allen-Bradley (Rockwell Automation), Mitsubishi y plataformas de Siemens (otras plataformas por solicitud). La selección real de tecnologías cubiertas en cualquier clase será determinada por el asistente, sobre sus necesidades específicas. Es por ello que esta tarea se acometerá cuando todas las anteriores fases del proyecto se han terminado, incluso la de introducir el programa en el PLC. Esta supervisión es conveniente dividirla en dos partes: Sin tensión. Verificación de las partes físicas. Con tensión. Verificación del sistema automático. La verificación de las partes físicas tiene por objeto comprobar entre otros: • La correcta conexión de todos los componentes del sistema, incluidos las alimentaciones, de acuerdo con los esquemas correspondientes. • La firme sujeción de todos los cables a la fuente de alimentación, etc. • La exacta identificación de cables mediante señalizadores con letras o números. • Las correctas y firmes conexiones del cable amarillo-verde de tierra también han de ser comprobadas. La verificación del sistema automático se realiza de la siguiente forma: • Con el PLC en modo STOP, alimentar el sistema, pero no las cargas. • Comprobar el correcto funciona miento del circuito de mando de marcha - parada, tanto en las entradas y salidas, o como en la marcha y parada de emergencia. • Con los PLC en modo RUN, verificar que las salidas responden de acuerdo al programa al actuar manualmente sobre las entradas. Esto es
posible visualizarlo bien mediante los diodos LEDs indicativos de salida activada . • Por último, hay que alimentar las cargas y realizar la prueba real de funcionamiento general del sistema.
Figura 15. Puesta a punto
RESULTADOS. Con esta investigación se logró comprender cada uno los diferentes tipos de consideraciones existentes para poder lograr con éxito el diseño de proyectos con los PLC´s. En la Figura 5 se puede observar los diferentes niveles de seguridad con los cuales se pueden tener de forma segura nuestros procesos en la industria como de igual manera se puede proteger nuestro PLC contra anomalías que existan dentro del proceso, como de igual manera se obtuvo información de los dispositivos con los cuales cuenta la arquitectura de los Sistemas Integrados de Seguridad y con estos mantener los procesos fuera de anomalías. (Ver figura 3). También se logró comprender los pasos para llevar a cabo la puesta a punto del PLC. La estructura de un proyecto con PLC fue de suma importancia para comprender los métodos y pasos con los cuales se cuenta para llevar a cabo con éxito un proyecto. CONCLUSIONES. Los Controles Lógicos Programables presentan un factor clave en la automatización industrial. Su utilización permite una adaptación flexible a los procesos cambiantes, así como una rápida localización de averías y eliminación de errores. Con esta investigación se logró conocer y comprender los factores indispensables para lograr llevar a cabo un proyecto con PLC y que el mismo cumpla con las normas de seguridad
que rigen los proyectos como los son las normas IEC 61508 y la norma IEC 61511. Es necesario tener los conocimientos necesarios de sistemas y automatización así, también, tener las bases necesarias de las estructuras de los proyectos con PLC, sin embargo el entorno de los PLC van llevados de la mano con la compatibilidad que existe entre cada una de las marcas que existen en el mercado, para tener una planta normalizada es recomendado tener dispositivos de la misma marca para así no tener problemas en cuanto a la compatibilidad y no tener problemas en los procesos que estos realicen. Ahora se sabe cuáles son las medidas y pasos que uno tiene que seguir para llevar a cabo un diseño con ayuda de los Controladores Lógicos Programables y en qué campo tienen una mayor aplicación.
BIBLIOGRAFÍA Álvarez Pulido, Manuel Controladores lógicos MARCOMBO, EDICIONES TÉCNICAS 2007 Festo Manual de Trabajo2000 Libro Plc-Nivel Basico Tp301 Rolf Dahl-Skog Introducción a la Programación Controladores Lógicos (PLC).
de
