Laboratorio de PLC OMRON Capacitador: Ing. Francisco Ramos
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Ag en da de m in ar io d el e l se s em Hardware Tipos
del PLC
de PLC
Sistemas
de numeración
Conexión
de periféricos
Introducción
a la programación y al CX-Programmer
Instrucciones
básicas
Ag en da de m in ar io d el e l se s em Hardware Tipos
del PLC
de PLC
Sistemas
de numeración
Conexión
de periféricos
Introducción
a la programación y al CX-Programmer
Instrucciones
básicas
Hardware del PLC
A r q ui t e c t u r a I n t e r n a (T í p i c a )
CPU
MODULOS DE
PLC
MODULOS
MEMORIA
ENTRADA
DE SALIDAS
PROCESO
ENTRADAS
SALIDAS
CPU Es la encargada de procesar los datos, leer la memoria que refleja las entradas, ejecutar un programa de usuario, y volcar el resultado de la interacción en la memoria imagen de salidas. Al proceso descrito anteriormente se lo conoce como scan o scaneo. Es muy importante el tiempo en que la CPU realiza el scan, ya que este nos define la capacidad de proceso para controlar sistemas. Sale de esto que una CPU con tiempos de scan lento no podrá controlar sistemas con variables rápidas, y un scan rápido es innecesario para sistemas de lenta variación. Por esta razón es muy importante la selección de la CPU adecuada para cada sistema, de forma obtener la mejor relación de prestación / precio. Lee Memoria de Entradas
Ejecutar Programa Usuario
Actualizar Salidas
Memoria La memoria esta dividida según su función, de la forma:
1. Memoria de Entradas / Salidas 2. Memoria de Datos 3. Memoria de programa de usuario
Memoria Memoria de Entradas / Salidas: Es el área de memoria imagen de los estados de los puntos de módulos de entrada y la imagen de los valores a colocar en las salidas.
Mem oria de ent radas/salidas Bit
15
0 Área de E/S CIO 0000-0999 Área de Data Link CIO 1000-1199 Área Interna de E/S CIO 1200-1499
Área especial de E/S CIO2000-2959
Área de entradas y salidas básicas
Área de datos (Data Link) para las redes de Controller Link
Este área sólo se puede emplear por programa; no se puede utilizar para Unidades Básicas de E/S. Es posible que esta área sea asignada a nuevas funciones en el futuro.
Área de entradas y salidas para módulos especiales
Memoria Memoria de Datos: Es un area de memoria con registros de 16 bits para almacenar información de variables de usuario, para módulos especiales, para la configuración del PLC, para comunicaciones y bits retentivos. También hay asignada áreas para temporizadores, contadores y los PLC más avanzados tienen área de registros de 32 bits (EM en las familias CQM1H, CJ y CS).Según los modelos será el tamaño de cada área de memoria. Requiere una batería para mantener la información
Área de t rabajo WR Bit
15
0
Este área sólo se puede emplear por programa; no se puede utilizar con entradas o salidas de ningún tipo
Área HR Bit
15
0
Los datos de este área de memoria son mantenidos aun apagando el equipo.
Á r e a d e t e m p o r i za d o r e s Bit
15
0
Nos permite manejar hasta 4096 temporizadores independientes!
Á r e a d e c o n t a d o re s Bit
15
0
Nos permite manejar hasta 4096 contadores independientes!
Á r e a de s t r o s Au es d e r e gi g is A u x i l i a rre Word 15 A000
0
Area de sólo Lectura A447 A448 Area de Lectura-Escritura A959
El área auxiliar contiene flags y bits de control que sirven para controlar y monitorizar la operación del PLC. Este área está dividida en dos partes: A000 a A447 de sólo lectura y A448 a A959 de lectura y escritura.
Área de dat os DM Word D00000 D20000 D29599
Area de Unidades Especiales de E/S (100 palabras/Unidad)
D30000 D31599
D32767
Area de Unidades de BUS (100 palabras/Unidad)
El área de DM es un área de datos de multi-propósito. Sólo puede ser accedida a nivel de palabra y no de bit. Este área retiene su estado ante fallos de alimentación o al cambiar de PROGRAM a MONITOR o RUN.
Memoria Memoria de Programa: El destino de esta es almacenar el programa generado por el usuario que llevará el control de la máquina.
Tipos de PLCs
PLCs Com acc t o s Co m ppa CPM2A
CPM1A
CP1L CP1H
PLCs Com acc t o s Co m ppa Es un solo bloque que incorpora la CPU, las entradas y las salidas
Las entradas y las salidas ya tienen asignada el área de memoria de entradas y salidas que van a ocupar.
Se pueden expandir con módulos adicionales, que también tienen fijo el direccionamiento
CPM2C
P L Cs C s m o du d uulla l aarr es es S i n B a c k p l a ne ne CQM1H / CQM1
CJ1 / CJ2
P L Cs C s m o du d uulla l aarr es es S i n B a c k p l a ne ne Los módulos de entrada y salida se instalan según el requerimiento de la aplicación.
Los módulos ya tienen asignados áreas de memoria de entrada y salida
El usuario elige libremente la cantidad de entradas y salidas a emplear.
P L Cs C s m o du d uulla l aarr es es C o n B a c k p l a ne ne Familia CS1
PL Cs m ood duullar PLCs ar es Co n B a c k p l a ne Familia CS1
Familia CS1 Hasta 5120 E/S, con 7 Racks de Expansión 80 Módulos Especiales 16 Módulos de Comunicaciones 100 Nodos para DeviceNet 5 Racks de Remotas +32 Esclavos SYSBUS
Capacidad de E/S, Velocidad y Memoria Comunicaciones serie, Protocol Macro, Ethernet y Controller Link. Manejo de información. Programación por Tarea Nuevas Instrucciones.
En la Actualidad
CS1
CP1H CJ1M
F U N C I O N A L I D A D
CJ1
CP1L
C200H Alfa
CQM1H
CPM2A / 2C SRM1 CPM1A ZEN
30
100
120
256
640
2560
5120
E/S
En unos Años … CS1
F U N C I O N A L I D A D
CJ1M
CJ1
CP1H CP1L
ZEN
30
100
120
256
640
2560
5120
E/S
n o i t a c i n u m m o C , g n i k r o w t e N , y t i l a n o i t c n u F
PLC Product Positioning CS1D
CJ1H
CJ1G
CJ1M
CS1G
CS1H
CS1 - 16 to 5120 I/O CJ1 - 16 to 2560 I/O
CP1H CP1L
Program Capacity,I/O size
Sistemas de numeración
Sistemas de numeración • LAS VARIABLES, EN GENERAL, PUEDEN EXPRESARSE O REPRESENTARSE SEGÚN DISTINTOS SISTEMAS DE NUMERACIÓN • EL SISTEMA HABITUAL QUE SE EMPLEA DE FORMA COTIDIANA ES EL SISTEMA DIGITAL, QUE UTILIZA LOS SÍMBOLOS DEL 0 AL 9. • HAY OTROS SISTEMAS DE NUMERACION QUE, AL TRABAJAR CON MÁQUINAS Y CON COMUNICACIONES, NOS APARECERÁN CONSTANTEMENTE – – – – – –
BINARIO BCD (BINARIO CODIFICADO DECIMAL) HEXADECIMAL COMA FLOTANTE GRAY ASCII
Sistemas de numeración • CODIGO BINARIO – UTILIZA LOS SIMBOLOS (1 y 0) PARA REPRESENTAR CUALQUIER VALOR • CODIGO HEXADECIMAL – SE DESARROLLO PARA SIMPLIFICAR EL USO DE NUMEROS BINARIOS. CONSTA DE 16 DIGITOS (0 - 9 y A – F) – CON UN GRUPO DE 4 DIGITOS BINARIOS (BITS) SOLO SE PUEDENR REPRESENTAR 16 COMBINACIONES ON/OFF. CADA UNA DE ELLAS REPRESENTA UN DIGITO HEXADECIMAL
Sistemas de numeración LA CONVERSION DIRECTA ES LA SIGUIENTE : DECIMAL
BINARIO
HEXA
DECIMAL
BINARIO
HEXA
0
0000
0
8
1000
8
1
0001
1
9
1001
9
2
0010
2
10
1010
A
3
0011
3
11
1011
B
4
0100
4
12
1100
C
5
0101
5
13
1101
D
6
0110
6
14
1110
E
7
0111
7
15
1111
F
Conexión de Periféricos
DISPOSITIVOS DE ENTRADA DISCRETA: Cuando
la información que introduce es uno de dos valores posibles: ON u OFF (1 ó 0). Son dispositivos de entrada discreta los selectores, finales de carrera, pulsadores, sensores fotoeléctricos, etc. ANALOGICA: Cuando
la información que introduce es un valor de un rango contínuo de valores posibles: 4-20mA, 0-5Vdc, 0-10Vdc. Son dispositivos de entrada analógica las termocuplas, transmisores de presión, etc.
DISPOSITIVOS DE SALIDA DISCRETA: Cuando
admite uno de sólo dos estados posibles: ON u OFF. Son dispositivos de salida discreta los relés de control, contactores, solenoides, lámparas indicadoras. ANALOGICA: Cuando
admite un valor dentro de un rango continuo de valores posibles. Son dispositivos de salida analógica los controladores de velocidad de motor, actuadores lineales, válvulas de control de flujo.
E ntradas Entradas
SENSORES INDUCTIVOS SENSORES FOTOELECTRICOS
ROTARY ENCODERS
FINALES DE CARRERA PULSADORES
Salidas DISPOSITIVOS HMI (PANTALLAS) CONTACTORES Y RELES
MONITOREO Y CONTROL SCADA
DISPOSITIVOS DE CONTROL NEUMATICO E HIDRAULICO
CONTROL DE MOTORES AC O DC.
SENSORES Los sensores pueden ser imaginados como una forma de conmutador con tres conexiones: colector, base y emisor. En la figura se muestra la analogía eléctrica donde una fuerza aplicada a la base (acción de sensado) mueve el contacto que cierra el circuito de potencia, es decir, que hace fluir corriente entre colector y emisor.
SENSORES Salida DC NPN 3 hilos
POSITIVO COMÚN
+
+Vdc
L
Out
-
0V
SENSORES Salida DC PNP 3 hilos
NEGATIVO COMÚN
Out
+Vdc
+ L
-
0V
Introducción a la programación y al CX-Programmer
Conceptos de Direccionamiento
0001.04 Canal
Bit
Programación • DIAGRAMA DE RELES – SIMBOLOS FUNDAMENTALES Contacto Normalmente Abierto
/
Contacto Normalmente Cerrado Salida o bobina
Programación • DIAGRAMA DE RELES (LADDER) – Esquema de contactos • Permite una representación de la lógica de control similar a los esquemas electromecánicos 01.00
01.01
/ 100.00
100.00
Programación - En los diagramas Escalera, las señales fluyen de izquierda a derecha A
SALIDA X
FLUJO
- En los diagramas Escalera no se pueden conectar las bobinas directamente a la barra de la izquierda
Programación El número de contactos NO esta limitado por las E/S, Relés Auxiliares Internos, contadores/temporizadores, etc.. Use tantos contactos como sea necesarios, de modo que la configuración sea simple y clara. Por ejemplo, el contacto A puede ser usado tan frecuentemente como se lo requiera A
SALIDA X
TIMER 1 A
TIMER 1
END
SALIDA Y
Programación • Determinar los requisitos del sistema al cual se aplica el PLC. • Identificar los dispositivos de E/S y asociarlos a las direcciones físicas mediante una tabla de asignación. • Preparar tablas que indiquen: – canales y bits de trabajo – Temporizadores, contadores y saltos • Dibujar el diagrama de relés. • Transferir el programa a la CPU. • Verificar, vía simulación, el correcto funcionamiento del programa. • Memorizar el programa definitivo.
CX-Programmer Es el software utilizado para la creación y edición de los programas de usuario que realizara la acción de control en el PLC. Con el se pueden realizar las siguientes tareas: •Creación y edición de programas. •Guardar y hacer respaldos de los programas. •Monitorear el estado del PLC (programa, entradas y salidas, la memoria) El software se suministra dentro del paquete de instalación de la SMART PLATAFORM CX-ONE de OMRON.
Herramientas Principales
• • • •
Activación/Desactivación de la comunicación Online con el PLC. Alternar monitorización del PLC. Trabajar con simulador online. Online automático.
• • •
Transferir al PLC. Transferir desde el PLC. Comparar con PLC.
• • • •
Modo Program Modo Depuración Modo Monitor Modo Run
Herramientas Principales
• • •
Reducir (zoom out). Encajar en. Aumentar (zoom in).
• • •
Alternar cuadrícula. Mostrar comentarios. Mostrar anotaciones de línea de instrucción. Monitorizar en ajuste de linea de programa. Mostrar comentarios de programa/sección.
• •
• • • • • • • • • •
Modo selección. Nuevo contacto. Nuevo contacto cerrado. Nuevo contacto OR. Nuevo contacto cerrado OR. Nueva línea vertical. Nueva línea horizontal. Nueva bobina. Nueva bobina cerrada. Nueva instrucción de PLC.
Herramientas Principales
•
Activar ventana de monitorización.
• •
Compilar programa de PLC. Compilar todos los programas de PLC.
• • • •
Edición On-Line de líneas de programa. Cancelar edición On-Line. Enviar cambios de edición On-Line. Ir a edición online de linea de programa.
Herramientas Principales
• • • • •
Alternar área de trabajo del proyecto. Alternar ventana de salida. Alternar ventana de monitorización de variables. Mostrar herramienta de referencia de dirección. Mostrar propiedades.
• • • • •
Informe de referencia cruzada. Ver símbolos locales. Ver diagrama de contactos. Ver código mnemónico. Ver comentarios de E/S.
•
Monitorizar en hexadecimal.
Área de proyecto • La carpeta de proyecto agrupa varios tipos de Editores necesarios para la completa elaboración del proyecto. • Cada uno de ellos tiene un menú accesible mediante el botón derecho del ratón. • Haciendo doble click sobre cada opción en la carpeta de proyecto, se accede al Editor correspondiente. Propiedades del PLC
Información del proyecto
Editor de Variables Globales Configuración del PLC Gestión de la Memory Card (sólo CS1/CJ1) Visualización de errores Reloj del PLC Información de la tarea
Editor de la Tabla de E/S Editor/Monitor de las áreas de memoria Editor de Variables Locales Editor de sección (bloque) de programa
Ventana de Memoria • Haciendo doble click sobre “Memoria” en la carpeta de proyecto o bien seleccionando “PLC” “Editar” “Memoria”, se accede al editor de áreas de memoria, donde se podrán editar y visualizar los contenidos Formato de visualización de las distintas áreas del PLC. - Bit
Gestión de ficheros
- Palabra BCD - Entero sin signo - Entero con signo
Rellenar y borrar área de datos Áreas del PLC
- Coma flotante - Hexadecimal - ASCII
Ventana de visualización de datos
- Doble coma flotante
Ventana de Error (On Line) • Haciendo doble click sobre “Registro de Error” en la carpeta de proyecto o seleccionando “PLC” “Editar” “Registro de error”, se accede a una ventana donde se puede visualizar qué error se está produciendo en ése momento en el PLC, así como el histórico de errores del PLC.
Para cada error se especifica la fecha y hora en que se produjo, el código del error y una breve descripción del mismo.
Pulsando “Borrar Todo” se eliminan todos los errores del histórico.
Tabla de entradas y salidas • Haciendo doble click sobre “Tabla de E/S” en la carpeta de proyecto o desde “PLC” “Editar” “Tabla E/S”, se accede al editor de la tabla de E/S donde se podrá gestionar (crear, comparar, verificar, etc…) la tabla de E/S del PLC conectado haciendo click sobre “Opciones”. CPU del PLC Rack principal Módulos montados en el rack.
Posición en el rack
Número Primer canal de unidad asignado a la unidad
Instrucciones básicas
I n s t r u c c i ó n K EEP
LA INSTRUCCIÓN KEEP PERMITE CREAR UN RELÉ DE ENCLAVAMIENTO.
SI TENEMOS DOS ENTRADAS:
— S - SET — R - SET
CON R=OFF , UN IMPULSO SOBRE S ACTIVA DE FORMA PERMANENTE EL BIT PROGRAMADO COMO SALIDA.
UN IMPULSO SOBRE R DETERMINA LA DESACTIVACIÓN DEL BIT DE SALIDA.
Inst ruc c iones DIFU / UP LA INSTRUCCIÓN DIFU PERMITE CREAR UN PULSO QUE PERMANECE ACTIVO POR 1 CICLO DE SCAN. REQUIERE LA ASIGNACION DE 1 BIT ADICIONAL LA INSTRUCCION UP NO REQUIERE BIT ADICIONAL, CON EL MISMO RESULTADO AMBAS DETECTAN FLANCO ASCENDENTE
In st ruc c ion es DIFD / DOWN LA INSTRUCCIÓN DIFD PERMITE CREAR UN PULSO QUE PERMANECE ACTIVO POR 1 CICLO DE SCAN. REQUIERE LA ASIGNACION DE 1 BIT ADICIONAL LA INSTRUCCION DOWN NO REQUIERE BIT ADICIONAL, CON EL MISMO RESULTADO AMBAS DETECTAN FLANCO DESCENDENTE
In st ruc c ion es SET / RESET La operación es similar a la de KEEP, solo que se pueden hacer las operaciones SET y RESET en diferentes líneas de programa.
I n st r u c c i ó n T I M
LA INSTRUCCIÓN TIM (TEMPORIZADOR) SE UTILIZA PARA GENERAR UN RETARDO A LA CONEXIÓN, RESPECTO A LA SEÑAL DE HABILITACIÓN “START” EL RETARDO (SV) PUEDE VARIAR ENTRE 0 Y 999.9 s. CUANDO “START” PONE A ON, EL VALOR ACTUAL DEL TIM (PV, INICIALMENTE PUESTO A SV) EMPIEZA A DECREMENTARSE.
CUANDO PV => 0, EL CONTACTO TIM SE PONE A ON Y EXCITA LA SALIDA CUANDO “START” PASA A OFF, EL CONTACTO TIM SE PONE A OFF, PV=SV Y EL TEMPORIZADOR ES RESETEADO Y PREPARADO DE NUEVO
I n st r u c c i ó n T I M
EJEMPLO DE APLICACION DE TIM PARA OPERAR COMO OFF DELAY
I n st r u c c i ó n T I M
EJEMPLO DE TEMPORIZADORES CONECTADOS EN CASCADA:
SE OBTIENE UN TEMPORIZADOR CON VALOR DE PRESELECCIÓN SV POR LA SUMA DE SV1+SV2
I n st r u c c i ó n TI M H y T MH H
LOS TIMERS RAPIDOS (TIMH) TIENEN UNA BASE DE TIEMPO DE 0,01 SEGUNDOS.
LOS TIMERS MUY RAPIDOS (TMHH) TIENEN UNA BASE DE TIEMPO DE 0,001 SEGUNDOS.
I n s t r u c c i ó n CN T
LA INSTRUCCIÓN CNT REALIZA LA FUNCIÓN DE UN CONTADOR CON PRESELECCIÓN
EL VALOR DE PRESELECCIÓN (SV) PUEDE VARIAR ENTRE 0…9999
EL CONTADOR TIENE DOS ENTRADAS: - Cp CONTEO DE PULSOS
- Rt RESET
EL FLANCO DE SUBIDA DE Cp DETERMINA EL DECREMENTO DE PV (SI Rt= OFF) EN UNA UNIDAD
CUANDO PV =>0, EL CONTACTO DEL CNT SE PONE A ON
CUANDO Rt SE PONE A ON, EL CNT SE PREPARA DE NUEVO EN CONDICIONES DE RESET (CONTACTO=0, PV=SV)
I n s t r u c c i ó n CN T
EL CNT ES RETENTIVO Y CONSERVA SU ESTADO (CONTACTO , PV) MANTENIDO INCLUSO ANTE UN FALLO DE TENSIÓN O CAMBIO DE MODO DE OPERACIÓN DE LA CPU
CUANDO PV=0, (CONTACTO A ON) LOS SIGUIENTES PULSOS DE ENTRADA SE IGNORAN
ACOPLADO A UNA BASE DE TIEMPOS DEL SISTEMA, UN CNT PUEDE SER UTILIZADO COMO TEMPORIZADOR RETENTIVO
ACOPLANDO 2 CNT EN CASCADA, SE OBTIENE UN CONTEO RESULTADO DEL PRODUCTO DE PV1 Y PV2
I n s t r u c c i ó n CN T R EL CNTR ES UN CONTADOR REVERSIBLE. ES DECIR TIENE UNA ENTRADA DE CONTEO ASCENDENTE Y UNA DE CONTEO DESCENDENTE.
I n s t r u c c i ó n CM P
LA INSTRUCCIÓN CMP COMPARA EL DATO DE UN CANAL (16 BIT) O UNA CONSTANTE, CON EL CONTENIDO DE OTRO CANAL. EN RELACIÓN CON EL RESULTADO DE LA COMPARACIÓN, EXISTEN LOS FLAGS DEL SISTEMA: — GR — EQ — LE
LOS PARÁMETROS C1 Y C2 A COMPARAR PUEDEN PERTENECER A DISTINTAS AREAS DE MEMORIA
I n s t r u c c i ó n CM P
DADO QUE LOS FLAGS GR, EQ, LE PUEDEN IR ASOCIADOS A VARIAS INSTRUCCIONES Y QUE SE RESETEAN AL FINAL DEL CICLO DE SCAN ES NECESARIO CHEQUEAR EL RESULTADO DE LA COMPARACIÓN EN LA RAMA DE PROGRAMA INMEDIATAMENTE SUCESIVA A LA QUE HA ACTIVADO LA CMP.
TRAS LA OPERACIÓN DE COMPARACIÓN SE ACTIVARÁ UNO SOLO DE LOS FLAGS GR, EQ, LE.
I n s t r u c c i ó n CM P EXISTEN INSTRUCCIONES DE COMPARACION INTERCALABLES EN ALGUNA LINEA DE PROGRAMA, POR EJEMPLO
= IGUAL QUE < > DISTINTO QUE < MENOR QUE > MAYOR QUE
EN EL EJEMPLO, LA SALIDA 100.0 SE ACTIVARA SOLO SI AL ACTIVAR LA ENTRADA 0.0 SON IGUALES EL CONTENIDO DEL D300 SEA IGUAL AL D500
I n s t r u c c i ó n M OV LA INSTRUCCIÓN MOV REALIZA EL MOVIMIENTO DE UN DATO DE 16 BIT, DESDE UN CANAL A OTRO. EL CONTENIDO DEL CANAL FUENTE SE TRANSFIERE AL CANAL DESTINO D.
