Preparado por: Prof. José Borjas. Programa de Prosecución. Cuestionario Controladores Lógicos Programables.
1. Haga una clasificación de las técnicas de control, según el tipo de señales, aplicadas a sistemas o procesos industriales. R: Continuo. “Variables continuas” Digital. “Variables discretas” Booleano. -combinacional (ON-OFF) - secuencial
2. Explique en que consiste el control a lazo abierto y a lazo cerrado. De ejemplos. R: Un sistema de control de lazo abierto es aquel en el cual la acción de control es independiente de la salida. Un sistema de control de lazo cerrado (realimentado) es aquel en el que la acción de control es en cierto modo dependiente de la salida.
3. ¿Que es un sistema automatizado? R: La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos. Un sistema automatizado consta de dos partes principales: La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. La Parte de Mando en un sistema de fabricación automatizado el autómata programable esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado. Tipos de Automatización. Existen cinco formas de automatizar en la industria moderna, de modo que se deberá analizar cada situación a fin de decidir correctamente el esquema más adecuado. Los tipos de automatización son:
Control Automático de Procesos El Procesamiento Electrónico de Datos La Automatización Fija El Control Numérico Computarizado La Automatización Flexible.
El Control Automático de Procesos, se refiere usualmente al manejo de procesos caracterizados de diversos tipos de El Proceso Electrónico de Datos frecuentemente es relacionado con los sistemas de información, centros de computo, etc. La Automatización Fija, es aquella asociada al empleo de sistemas lógicos tales como: los sistemas de relevadores y compuertas lógicas La Automatización Flexible, se refiere a algunos elementos de programación como en el caso de los (PLC'S) O Controladores Lógicos Programables. Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las máquinas de control numérico computarizado. Este tipo de control se ha aplicado con éxito a Máquinas de Herramientas de Control Numérico (MHCN). El mayor grado de flexibilidad en cuanto a automatización se refiere es el de los Robots industriales que en forma más genérica se les denomina como "Celdas de Manufactura Flexible". Actuadores Son aquellos dispositivos o subsistemas que se encargan de regular la potencia de una planta o de un automatismo, los cuales en forma directa y de acuerdo a la señal recibida por los procesadores, modifican o mantienen las características del proceso. Algunas veces se les llama “DRIVERS” Tipos de Actuadores. Eléctricos Hidráulicos Neumáticos Térmicos. 1 Eléctricos. Se Refiere únicamente a relevadores, contactores y servomotores de tipo eléctrico. 2 Hidráulicos. Los cilindros Hidráulicos o Neumáticos, motores Hidráulicos.( electroválvulas y servoválvulas).
4. ¿Cuales son los objetivos de la automatización? R:
Objetivos de la automatización
Mejorar la productividad de la empresa, reduciendo los costes de la producción y mejorando la calidad de la misma. Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos penosos e incrementando la seguridad. Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente. Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso. Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la manipulación del proceso productivo. Integrar la gestión y producción.
5. ¿Qué tipos de tecnologías se han utilizado a lo largo del tiempo para la automatización? R:
La historia de la automatización industrial está caracterizada por períodos de constantes innovaciones tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas de automatización están muy ligadas a los sucesos económicos mundiales principalmente resaltan: Tecnologías fija (cableada), relés electromagnéticos, módulos lógicos, tarjetas electrónicas. Tecnologías neumáticas; aire comprimido, válvulas distribuidoras. Tecnología estática programada; TTL, CMOS. Tecnologías programadas; ordenadores y autómatas programables, y automatización flexible. La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede justificar económicamente el alto costo. La automatización programable se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener; ésta adaptación se realiza por medio de un programa (Software). Por su parte la automatización flexible es más adecuada para un rango de producción medio, los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una serie de estaciones de, controlados en su conjunto por una computadora. De los tres tipos de automatización, la robótica coincide más estrechamente con la automatización programable.
6. Haga un diagrama de las principales partes de un PLC y explique la función de cada una de ellas. R:
7. Indique ventajas y desventajas del uso de los PLC. R: Ventajas e inconvenientes de los PLC's Ventajas Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que: No es necesario dibujar el esquema de contactos No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general la capacidad de almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande. La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega. Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos. Mínimo espacio de ocupación. Menor coste de mano de obra de la instalación. Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden indicar y detectar averías. Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata. Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo cableado. Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil para otra máquina o sistema de producción.
Inconvenientes Como inconvenientes podríamos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta solucionado porque las universidades ya se encargan de dicho adiestramiento. El coste inicial también puede ser un inconveniente. Que es más ventajoso control por pc o control por plc. El control de PLC tiene mayor versatilidad para la ejecución de funciones y la programación de entradas y salidas, los pc son mejores para supervisión. Pasos a seguir para implementar la automatización de un proceso. 1. Definir las tareas a realizar en un proceso, y así minimizar los posibles errores. 2. Desarrollar una estrategia de control, es decir, la secuencia de pasos que deben ocurrir para que el programa produzca la salida deseada, es decir, crear el algoritmo que logre el fin deseado. 3. Sub‐dividir el proceso en tareas y áreas. 4. Definir las áreas de un proceso. Esto para simplificar las tareas de control. 5. Describir el funcionamiento den diversas áreas. Las entradas, salidas, enclavamientos, dependencias. 6. Hacer un listado de las entradas y salidas del proceso. Sensores, actuadores, mandos de arranque y detención de motores, válvulas. 7. Definir los requerimientos de seguridad. La señalización requerida para advertir el estado del equipo al personal, realizar las lógicas necesarias para evitar los posibles accidentes con daños al personal. La parada de emergencia. 8. Describir los elementos de manejo y visualización necesarios. Controles de mando, marcha, paro, verificación de marcha, de seguridad. 9. Crear los esquemas de configuración para el sistema de automatización. Tipo de CPU, cantidad y tipo de módulos de señales, así como la configuración de las mismas.
8. ¿Qué funciones básicas realiza el PLC? ¿Existen nuevas funciones? R: Funciones básicas de un PLC.
Detección: Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación. Mando: Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores. Dialogo hombre maquina: Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso. Programación: Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la maquina.
Nuevas Funciones
Redes de comunicación: Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales permiten la comunicación y el intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida. Sistemas de supervisión: También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple conexión por el puerto serie del ordenador. Control de procesos continuos: Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el autómata. Entradas- Salidas distribuidas:
Los módulos de entrada salida no tienen porqué estar en el armario del autómata. Pueden estar distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable de red. Buses de campo: Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta cíclicamente el estado de los captadores y actualiza el estado de los accionadores.
9. ¿Qué función desempeña la CPU dentro del autómata? R: La CPU, que es el "cerebro" del PLC, procesa la información que recibe del exterior a través de la interfaz de entrada y de acuerdo con el programa del usuario, activa una salida a través de la correspondiente interfaz de salida. Pero, Cómo funciona la CPU? Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas. A continuación ejecuta la aplicación empleando el último estado leído. Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de diagnóstico y comunicación. Al final del ciclo se actualizan las salidas. El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa, del número de E/S y de la cantidad de comunicación requerida.
Leer entradas Ejecutar programa
10.¿Qué es lo que almacena la memoria interna. ¿Cómo está dividida?¿De qué tipo es? R: Memoria
interna
En un autómata programable, la memoria interna es aquella que almacena el estado de las variables que maneja el autómata en forma de bits, los cuales pueden se leídos posición a posición (bit a bit) o por bloques de: 8 llamados (byte) ó 16 llamados (Word) La clasificación de la memoria interna se realiza por el tipo de variables que almacena y el número de bits que ocupa la variable. Así, la memoria interna del autómata queda clasificada en las siguientes áreas.
Área de imágenes de entradas/salidas y Área interna (IR). Área especial (SR). Son relés de señalización de funciones particulares Área auxiliar (AR). Contienen bits de control e información de recursos de PLC Área de enlace (LR). Se utilizan para el intercambio de datos entre dos PLC´s unidos en forma PC Link(1:1). Área de retención (HR). Mantienen su estado ante fallos de alimentación o cambio de modo de PLC. Área de temporizadores y contadores (TIM/CNT). Son usados por el PLC para programar retardos y contajes Área de datos (DM). Esta área suele contener los parámetros de configuración del PLC (setup).
Las variables contenidas en la memoria interna, pueden ser consultadas y modificadas continuamente por el programa, cualquier número de veces. Esta actualización continua de los datos obliga a construir la memoria con dispositivos RAM.
11.¿Qué función desempeñan las fuentes de alimentación dentro del autómata programable? R:
FUENTE DE ALIMENTACION. La función de la fuente de alimentación en un controlador, es suministrar la energía ala CPU y demás tarjetas según la configuración del PLC. + 5 V para alimentar a todas las tarjetas. + 5.2 V para alimentar al programador. + 24 V para los canales de lazo de corriente 20 mA.
12.Que es lógica cableada y lógica programada.
R:
La lógica cableada industrial consiste en el diseño de automatismos con circuitos cableados entre contactos auxiliares de relés electromecánicos, y otros componentes. Crea automatismos rígidos, capaces de realizar una serie de tareas en forma secuencial, sin posibilidad de cambiar variables y parámetros. Si se ha de realizar otra tarea será necesario realizar un nuevo diseño. Lógica programada es lo contrario de la lógica cableada, es decir, este tipo de diseño permite utilizar un circuito o un proyecto para muchas otras funciones con el simple cambio del software que incorpora. La lógica programada se basa en dispositivos lógicos programables (PLD), los cuales tienen una función no establecida,
13. Que
son las imágenes del proceso de entradas (PII) y las imágenes del proceso de las salidas (PIO). Para que se utilizan?
R:
Imagen de entrada de proceso (PII), es un dato que corresponde al último estado de la entrada guardado en la memoria. Se actualiza luego de cada ciclo de programa Imagen de salida de proceso (PIO), es un dato que corresponde al último estado leído en la salida guardado en la memoria. Se actualiza luego de cada ciclo de programa. A fin de optimizar el tiempo, la lectura y escritura de las señales se realiza a la vez para todas las entradas y salidas. Entonces, las entradas leídas de los módulos de entrada se guardan en una memoria temporal (imagen de entradas). A ésta acude la CPU en la ejecución del programa, y según se va obteniendo las salidas, se guardan en otra memoria temporal (imagen de salidas). Una vez ejecutado el programa completo, estas imágenes de salida se transfieren todas a la vez al módulo de salida.
14.Que tipos de señales puede manejar un PLC. Indique características en cuanto a rangos y unidades.
R:
Existen dos tipos de señales bien definidas que un PLC puede procesar, estos son: SEÑAL DISCRETA: Se caracteriza porque sólo pueden adoptar uno de dos posibles estados o niveles. A estos dos estados posibles se le asocia para efectos del procesamiento el estado de señal "0 " y el estado de señal "l ", este tipo de señal es conocido también con los siguientes nombres: señal binaria, señal digital, señal lógica, señal todo o nada (TON). Como ejemplo se pueden citar aquellos dispositivos de campo de entrada y salida de donde provienen o se asigna una señal discreta con respecto a un PLC. Entrada: pulsador, interruptor deposición, interruptor fotoeléctrico, etc. Salida: contactor, ampara indicadora, etc.
SEÑAL ANALOGA (continua): Se conoce como señal análoga, aquella cuyo valor varía con el tiempo y en forma continua, pudiendo asumir un número infinito de valores entre sus límites mínimos y máximos. A continuación se citan algunos parámetros físicos muy utilizados en los procesos industriales, tal que, en forma de señal análoga pueden ser controlados y medidos: temperatura, velocidad, presión, flujo, nivel, etc.
REPRESENTACION DE LAS CANTIDADES BINARÍAS Dado que el PLC recepciona la información proveniente del proceso ya sea en forma discreta o análoga, donde la información se almacena en forma de una agrupación binaria, es preciso por lo tanto, disponer de un medio de representación que facilite su manejo y mejore la capacidad de procesamiento. Para ello se emplean con mayor frecuencia tres tipos de representación para la información, éstos son: bit, byte y palabra, en algunos casos se utilizan la doble palabra.
15. Defina
que es un Sensor.
R:
Sensor: es un aparato que está siempre en contacto con la variable a medir o a controlar es capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas.
16.Haga una clasificación de los sensores de acuerdo a su señal de salida, de ejemplos. R:
Desde el punto de vista de la forma de la variable de salida, podemos clasificar los sensores en dos grupos: analógicos, en los que la señal de salida es una señal continua, analógica; y digitales, que transforman la variable medida en una señal digital, a modo de pulsos o bits. En la actualidad los sensores más empleados son los digitales, debido sobre todo a la compatibilidad de su uso con los ordenadores.
17.Explique la diferencia entre encoders absolutos e incrementales.
R:
18.Enuncie las tres leyes fundamentales comportamiento de los termopares.
que
explican
el
R:
Estudios realizados sobre el comportamiento de termopares han permitido establecer tres leyes fundamentales: 1. Ley del circuito homogéneo. En un conductor metálico homogéneo no puede sostenerse la circulación de una corriente eléctrica por la aplicación exclusiva de calor. 2. Ley de los metales intermedios. Si en un circuito de varios conductores la temperatura es uniforme desde un punto de soldadura 'A' a otro 'B', la suma algebraica de todas las fuerzas electromotrices es totalmente independiente de los conductores metálicos intermedios y es la misma que si se pusieran en contacto directo 'A' y 'B'. 3. Ley de las temperaturas sucesivas (efecto Seebeck). La f.e.m. generada por un termopar con sus uniones a las temperaturas T1 y T3 es la suma algebraica de la f.e.m. del termopar con sus uniones a T1 y T2 y de la f.e.m. del mismo termopar con sus uniones a las temperaturas T2 y T3.
19.Defina que es un accionamiento y realice una clasificación. R:
Se llama accionamiento a la puesta en funcionamiento, todos los procesos de ablación, arranque, desgaste, etc de un mecanismo., que se produce tras la meteorización. Se produce por la interacción entre el cuerpo que fluye y el lecho por el que se desplaza.
20. Cual
R:
es la diferencia entre un servomotor y un motor DC normal.
El servomotor es un motor eléctrico que consta con la capacidad de ser controlado, tanto en velocidad como en posición llevando el error a cero. Lo que
diferencia a un servomotor (sistema de lazo cerrado ó realimentado) de un motor CC (sistema de lazo abierto); es que el primero tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación y mantenerse estable en dicha posición. Un servo está compuesto por un motor CC más un control electrónico para gobernarlo.
21. Según
sus posibilidades de posicionamiento como se pueden clasificar los cilindros neumáticos o hidráulicos.
R:
Se pueden clasificar en dos tipos: los de embolo de acción simple, que aplican fuerza en una sola dirección y los de embolo de doble acción donde ambos movimientos son producidos por el agente presurizado.
22. Si
los datos son enviados en ambas direcciones, pero solo en una dirección a la vez, como es conocido este tipo de comunicación.
R: Comunicación hall duplexs
23.Si los datos son enviados en ambas direcciones simultáneamente a través de dos líneas, como es conocido este tipo de comunicación? R: Comunicación full duplex.
24.Seleccione el estándar de comunicación que puede alcanzar mayor distancia entre dos dispositivos. a.- RS-232C b.Lazo de corriente de 20 mA. Justifique. R: Opción “b”, El lazo de corriente de 20 mA, ya que es usado para transmitir datos a grandes distancias sin necesidad de repetidores. Una de sus mayores ventajas es la inmunidad al ruido y su debilidad es no poder alcanzar grandes velocidades.
25.Que cree ud. que es mas ventajoso control por PC o Control por PLC. R: El control de PLC, ya que este tiene mayor versatilidad
para la ejecución de funciones y la programación de entradas y salidas, los pc son mejores para supervisión.
26.Que es un sistema SCADA. R: Scada, (en español, registro de datos y control de supervisión). Es una aplicación de software especialmente diseñada para funcionar sobre ordenadores (computadores) en el control de producción, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos) y controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del ordenador.
27. Cuales son las funciones básicas de los módulos de entrada/salida de un PLC. R:
Son los que proporcionan el vinculo entre la CPU del controlador y los dispositivos de campo. A través de ellos se realiza el intercambio de información ya sea para adquisición de datos o la de mando para el control de maquinas del proceso, los módulos de I/O realizan las siguientes funciones: Terminales de conexión Acondiciona las señales Hace el aislamiento de las señales Hace la indicación de las señal o señales que se están ejecutando
28. Explique dos beneficios y dos desventajas de utilizar un PLC. R:
Ventajas: Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadir aparatos: Ya que su funcionamiento esta basado en la lógica de programación. Economía de mantenimiento: Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos móviles, los mismo autómatas pueden detectar e indicar averías. Desventajas:
En primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a unos de los técnicos de tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta solucionado porque las universidades y/o institutos superiores ya se encargan de dicho adiestramiento. Pero hay otro factor importante como el costo inicial que puede o no ser un inconveniente, según las características del automatismo en cuestión. Dado que el PLC cubre ventajosamente en amplio espacio entre la lógica cableada y el microprocesador es preciso que el proyectista lo conozca tanto en su actitud como en sus limitaciones. Por tanto, aunque el coste inicial debe ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema, conviene analizar todos los demás factores para asegurarnos una decisión acertada
29. Haga una clasificación de los PLC según su estructura y según el número de I/O manejadas. R: . CLASIFICACIÓN DE LOS PLC SEGÚN SU ESTRUCTURA:
PLC tipo Nano: Generalmente PLC de tipo compacto ( Fuente, CPU e I/O integradas ) que puede manejar un conjunto reducido de I/O, generalmente en un número inferior a 100. Permiten manejar entradas entradas y salidas digitales y algunos módulos especiales. PLC tipo Compactos: Estos PLC tienen incorporado la Fuente de Alimentación, su CPU y módulos de I/O en un solo módulo principal y permiten manejar desde unas pocas I/O hasta varios cientos ( alrededor de 500 I/O ) , su tamaño es superior a los Nano PLC y soportan una gran variedad de módulos especiales, tales como: Entradas y salidas análogas. Módulos contadores rápidos. Módulos de comunicaciones. Interfaces de operador. Expansiones de i/o PLC tipo Modular: Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el controlador final, estos son:
Rack Fuente de Alimentación. CPU . Módulos de I/O
30. Explique el formato utilizado por al menos dos fabricantes diferentes de PLC, para el direccionamiento absoluto de las I/O. R: Direccionamiento absoluto: E0,0 y in 0,0. 31. Explique en que consiste el direccionamiento absoluto y el simbólico para las I/O, y ventajas de uno sobre otro. DIRECCIONAMIENTO SIMBÓLICO. El direccionamiento simbólico es una mejora
R: destinada a la comprensibilidad. Permite clasificar determinadas direcciones absolutas mediante nombres simbólicos. Se puede p.e. nombrar la entrada, E0.0 con el nombre END_STOP y clasificarla con el tipo de dato BOOL. El nombre del símbolo sólo puede existir una vez. La organización se efectúa con la herramienta editor de símbolos, la cual se puede ejecutar en el Administrador SIMATIC. DIRECCIONAMIENTO ABSOLUTO. En STEP 7 se ofrecen los siguientes tipos de direccionamiento absoluto: Direccionamiento inmediato Direccionamiento directo Direccionamiento indirecto por memoria.
32. Explique la diferencia entre programación lineal y estructurada. R: 32. Explique la diferencia entre programación lineal y estructurada. Básicamente, la programación lineal sigue una estructura, tiene unos pasos a seguir, se usaba para procedimientos y ahora no se usa tanto. La programación orientada a objetos se basa en las propiedades que tenga un objeto determinado, y actúa sobre la modificación de esas propiedades. Programación Estructurada, que consiste en la división del programa de aplicación en bloques que se caracterizan por una independencia funcional, donde cada bloque del programa realiza una tarea específica claramente definida. La programación estructurada optimiza el tiempo de escaneo ya que no se ejecutan todos los bloques en cada ciclo de barrido, ejecutándose sólo los que están en actividad en el momento dado.
33.
Cuales son los modos de ejecución de un programa.
R: Cuales son los modos de ejecución de un programa. 1. Ejecución cíclica lineal. 2. Ejecución con salto condicional. 3. Ejecución con salto a sub-rutinas.
34. Cuales son los principales bloques de programa utilizados por el Step 7. Explique su función.
35.
Explique lo que es un bit, byte, word y dobleword.
R: bit: Representa la minima expresión de un número binario, 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
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.
36. En
que consiste el solapamiento de variables. Explique una regla práctica para evitarlo.
R: Cuando se trabaja en
programación de PLC, a veces se toman variables Word, o dobleword las cuales tienen una dirección física en el PLC, sise toma una MWO, automáticamente se esta tomando el byte 0 y 1, si no se tiene cuidado en esto se pueden escribir espacios de memoria sin saber, puede ocurrir que en otro segmento de programa se este usando un M1.2 y ocurra un solapamiento, en el caso de los dobleword se toman mas byte de memoria: byte0,1,2,3, una forma mas practica de no cometer errores es hacer una tabla con todas las variables de entrada, salida y marcas a usar en el programa. 37. Exprese
la siguiente ecuación, como un segmento en ladder
(KOP). y = [(a+b)c]+[(de)+f] R.
38. Realice un diagrama de flujo para explicar como la CPU de un PLC ejecuta un programa.
R:
39. Explique cual es el propósito de utilizar salidas internas (banderas). R: En los programas de un PLC no siempre las salidas generadas por
un segmento de programa van hacia un actuador físico, sino que otros segmentos de programa dependen de ellos, en este casose usan como banderas que no son mas que espacios de memoria donde se guardan estados lógicos. 40. En el sistema de entradas de un PLC ¿cuales son los tipos de señal que se
pueden recibir, indique las características eléctricas de cada una de ellas ? R: 41.Clasifique los sensores según su tecnología de funcionamiento. R: Sensor: es un aparato que está siempre en contacto con la variable a medir o a controlar es capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación. Según las magnitudes eléctricas. Pueden clasificarse en de 2 tipos principales:
Analógicos: Los sensores analógicos, se requieren cuando el fenómeno a captar es variable en el tiempo. Digitales. la información que se transmite al PLC, es solo sobre presencia o ausencia, que se pueda representar en forma binaria. Tipos de sensores más comunes según su accionamiento: Sensores de proximidad.
Sólo se requiere la proximidad física entre el objeto y el Sensor, sin necesidad de contacto mecánico alguno entre ambos los más comúnmente encontrados. Inductivos Magnéticos Capacitivos Optoelectrónicos Ultrasónicos Ventajas considerables sobre los interruptores mecánicos.
No hay contacto físico ni esfuerzo y sin fuerza de reacción Libre de desgaste por lo tanto se tiene larga vida Conmutación sin rebotes por lo tanto no hay pulsos falsos No tiene contactos y por lo tanto libre de mantenimiento Garantiza un Alta precisión eléctrica número grande de conmutaciones Frecuencias de conmutación elevadas Resistentes aún en medios ambientes extremosos. Sensores de proximidad Inductivos
Son útiles cuando se requiere detectar, sin contacto, la presencia o movimientos funcionales de objetos metálicos ubicados en máquinas, robots, líneas de producción, etc. Este se activa como un interruptor produciendo una señal eléctrica. Están construidos en 4 elementos principales. Una bobina de núcleo de ferrita Un oscilador de radio frecuencia Una unidad de evaluación o de disparo Una etapa de salida o conmutador
Sensores de Proximidad Capacitivos
Los sensores capacitivos producen un campo electrostático en lugar de un campo electromagnético (Inductivos).Tiene la capacidad de detectar materiales no metálicos tales como papel, vidrio, líquidos y tela.
La superficie de sensado del sensor capacitivo está formada por dos electrodos concéntricos de metal de un capacitor. Cuando un objeto se aproxima a la superficie de sensado y éste entra al campo electrostático de los electrodos, cambia la capacitancia en un circuito oscilador. Esto hace que el oscilador empiece a oscilar. Conforme el objetivo se aleja del sensor, la amplitud del oscilador disminuye.
Sensores de proximidad Ultrasónicos
Los sensores de proximidad ultrasónicos usan un transductor para enviar y recibir señales de sonido de alta frecuencia. Cuando un objetivo entra al haz, el sonido es reflejado de regreso al Sensor, haciendo que se habilite o deshabilite el circuito de salida tiene un disco piezoeléctrico montado en su superficie, cuando los pulsos transmitidos pegan con un objeto reflector de sonido, se produce un eco. La duración del pulso reflejado es evaluado en el transductor. Cuando el objetivo entra dentro del rango de operación preestablecido, la salida del interruptor cambia de estado.
Los sensores según su tecnología de funcionamiento:
a)
De acción mecánica o de contacto
Interruptores de final de carrera Interruptores miniatura Botones pulsadores interruptores de enclavamiento interruptores de selección interruptores de levas
Estos interruptores se usan ordinariamente para desconectar, límites de carreras. Desventajas: Producen Rebote mecánico al conmutar Al existir contacto físico se produce desgaste y requieren mantenimiento Son de respuesta lenta Son ruidosos Voluminosos
Vida limitada
b) De acción magnética Sensores inductivos. Interruptores Electromagnéticos. Interruptores de límite sensibles a un campo magnético. c) De acción capacitiva
c)
Sensores capacitivos
Accionados por luz
Celda Fotoeléctrica interruptor Opto electrónico
e) De acción ultrasónica
Sensores ultrasónicos f) De acción neumática
Presostatos Interruptores centrífugos
42. Explique cual es la principal diferencia entre un Sensor de proximidad
inductivo y uno capacitivo. R: La fundamental es que el primero solo sirve para detectar metales los cuales producen una variación en el campo magnético producido por este, el segundo puede detectar cualquier tipo de material que actúe sobre el campo eléctrico generado en este.
43.Que son los sensores BERO. R: Los Sensores BERO. Son la denominación que la empresa SIEMENS da a su línea de sensores sin contacto los cuales trabajan sin contacto o desgaste mecánico.
44.Complete la siguiente tabla. R: Sensor Objeto detectado Inductivo Capacitivo Ultrasónico Fotoeléctricos
Metálico Cualquiera Cualquiera Cualquiera
Tecnología Campo Electromagnético Campo Electrostático Ondas sonoras Has de Luz
45.Explique el principio de funcionamiento de los sensores que se muestran en la siguiente figura:
61 #1 61 #2
61 #1 .Sensor inductivo. El circuito oscilador genera un campo magnético simétrico y oscilatorio a través de un bobinado cercano a la cara de sensado. Cuando un metal entra en el campo magnético, pequeñas corrientes llamadas de Eddy son “inducidas” y esto representa una pérdida de carga en el circuito del oscilador. Cuando entra una cantidad suficiente de metal en el campo, éste colapsa y genera una cambio sobre una señal binaria (on – off) hacia la carga. El fenómeno es llamado ECKO (“Eddy Current Killed Oscillator”). Debido a su principio de funcionamiento, este sensor sólo puede detectar metales.
61 #2. Sensor capacitivo. Este sensor de proximidad puede utilizarse para sensar cualquier material. Los sensores capacitivos funcionan en general como un condensador abierto. Las dos placas dieléctricas del condensador están situadas en la cara de sensado del detector; de esta forma el aire próximo al sensor y cualquier cosa que pase cerca se convierte en el dieléctrico del condensador. En reposo el circuito posee una pequeña capacitancia y cuando un objeto entra en el área de sensado la capacitancia entre placas incrementa, resultando en un cambio de amplitud en el circuito del oscilador. Generando también un cambio sobre la señal hacia la carga.
46.Explique brevemente cuales son los pasos que Ud. seguiría para realizar la automatización de un proceso. R: Pasos a seguir para implementar la automatización de un proceso:
1.
Definir las tareas a realizar en un proceso, no basta solo con conocer el proceso, se debe determinar qué cosa necesita hacerse y así minimizar los posibles errores. 2. Desarrollar una estrategia de control, es decir, la secuencia de pasos que deben ocurrir para que el programa produzca la salida deseada, es decir, crear el algoritmo que logre el fin deseado. 3. Sub‐dividir el proceso en tareas y áreas. 4. Definir las áreas de un proceso. Esto para simplificar las tareas de control. 5. Describir el funcionamiento den diversas áreas. Las entradas, salidas, enclavamientos, dependencias. 6. Hacer un listado de las entradas y salidas del proceso. Sensores, actuadores, mandos de arranque y detención de motores, válvulas. 7. Definir los requerimientos de seguridad. La señalización requerida para advertir el estado del equipo al personal, realizar las lógicas necesarias para evitar los posibles accidentes con daños al personal. La parada de emergencia. 8. Describir los elementos de manejo y visualización necesarios. Controles de mando, marcha, paro, verificación de marcha, de seguridad. 9. Crear los esquemas de configuración para el sistema de automatización. Tipo de CPU, cantidad y tipo de módulos de señales, así como la configuración de las mismas.
47.¿Qué elementos son los utilizados como protecciones exteriores cuando a la salida se acoplan bobinas de alta inductancia?. Haga un diagrama esquemático para ilustrar su respuesta. R: Circuitos protectores Como sabemos, las cargas en las salidas se pueden clasificar en: cargas en CC. y cargas en CA. En la mayoría de los casos, las cargas aplicadas a las salidas suelen ser circuitos inductivos como, por ejemplo, bobinas de contactores y relés. La desconexión de estos da lugar a picos de tensión - transitorios de alto valor. Como en ocasiones estos circuitos internos de protección no son suficientes, es por lo que se debe acoplar circuitos adicionales exteriores para que supriman mejor y más rápidamente estas tensiones transitorias.
En el caso de cargas en CC, los circuitos a acoplar serían los que corresponden a las siguientes figuras 1 y 2, para circuitos con reducido número de maniobras.
Fig. 1
Fig.2
En CA nos podemos encontrar, que para cargas sea de alta inductancia, el circuito más conveniente es el de la Fig.3
Fig.3
48.¿Qué se entiende por contactos de confirmación o contactos auxiliares? R: La incidencia que pudiera tener sobre el proceso, la paralización o incorrecto funcionamiento de una sola máquina, se puede corregir usando contactos de Confirmación o auxiliares, esto es, contactos de determinada parte de un proceso situados sobre otra parte de ese mismo proceso, que condiciona su parada o marcha. También se les conoce como contactos secundarios, se encuentran dimensionados para corrientes muy pequeñas porque estos actúan sobre la corriente que alimenta la bobina del contactor o sobre elementos de señalización. Dado que en ocasiones deben trabajar con los PLC estos contactos deben tener una confiabilidad muy alta. Gran parte de la versatilidad de los contactores depende del correcto uso y funcionamiento de los contactos auxiliares. Normalmente los contactos auxiliares son: instantáneos, de apertura lenta, de apertura positiva, contacto normalmente abierto, contacto normalmente cerrado.
49. RUN.
Analice los pros y los contras de modificar un programa en modo
R: Hay algunos autómatas que permiten hacerlo en modo RUN; en este caso la modificación entra en funcionamiento al comenzar el siguiente scan de programa. Aunque sea posible modificar el programa en modo RUN, es aconsejable no hacerlo ya que cualquier error en la pulsación de una tecla puede tener consecuencias graves, al estar funcionando el autómata.
Los pros:
Proporciona el número del error y un mensaje de error Los dispositivos de programación le notificarán de un error si ocurre uno mientras está conectado. Los contra:
podría arrojar errores como estos:
Falla en la fuente de alimentación Error de paridad o malfuncionamiento de la CPU Errores de programación particulares
50.
Explique las formas básicas de los lenguajes para programar un PLC según la norma IEC 61131-3.
R: Lenguajes de Programación Se definen cuatro lenguajes de programación normalizados. Los lenguajes consisten en dos de tipo literal y dos de tipo gráfico: Literales: Lista de instrucciones (IL). Texto estructurado (ST). Gráficos:
Diagrama de contactos (LD). Diagrama de bloques funcionales (FBD).
es el modelo de lenguaje ensamblador basado un acumulador simple; procede del alemán ´Anweisungliste. Lenguaje Texto estructurado (ST) es un lenguaje de alto nivel con orígenes en el Ada, Pascal y ´C´, puede ser utilizado para codificar expresiones complejas e instrucciones anidadas; este lenguaje dispone de estructuras para bucles (REPEAT-UNTIL. Diagrama de contactos (LD) tiene sus orígenes en los Estados Unidos. Está basado en la presentación gráfica de la lógica de relés. El Diagramas de Bloques Funcionales (FBD) es muy común en aplicaciones que implican flujo de información o datos entre componentes de control. Las funciones y bloques funcionales aparecen como circuitos integrados y es ampliamente utilizado en Europa. En la figura superior, los cuatro programas describen la misma acción. La elección del lenguaje de programación depende de: los conocimientos del programador, el problema a tratar, el nivel de descripción del proceso, la estructura del sistema de control, la coordinación con otras personas o departamentos. Los cuatros lenguajes están interrelacionados y permiten su empleo para resolver conjuntamente un problema común según la experiencia del usuario. AWL. Lista de Instrucciones (IL)
51.
¿Cuál es el procedimiento utilizado para conectar la bobina de un contactor cuyas características eléctricas no son compatibles con las de la tarjeta de salida del PLC a la que se debe conectar.?. Haga un diagrama.
R:
Todas las señales desde sensores o actuares deben de adaptarse al nivel eléctrico de los PLC’s. Del mismo modo, todas las señales generadas por el PLC deben ser adaptadas a los aparatos de maniobra. Es en estas aplicaciones donde entra con fuerza la figura del relé y del optoacoplador. En ocasiones podemos emplear un relé donde utilizamos un optoacoplador y viceversa. Pero sus diferentes características hacen que sea más apropiado y, en algunos casos, imprescindible utilizar uno de ellos. Un relé se utiliza como interface de salida. Además de adaptar la tensión nos permite maniobrar circuitos de mayor potencia. Esta solución la empleamos cuando la operación a realizar requiere un número muy elevado de maniobras o es necesario una muy alta velocidad de conmutación. La aplicación más frecuente de un optoacoplador es la de interface de entrada ya que, además de la función de adaptación, provee a la instalación de un importante aislamiento.
52.Enuncie la familia de estados posibles de un sistema según la guía GEMMA. R: Tres familias de modos de marchas y paradas
A: Procedimientos de parada. F: Procedimientos de funcionamiento. D: Procedimientos de fallo. Cada familia PZ, A, F o D se detalla en una serie de estados o modos con la finalidad de mostrar cómo la guía GEMMA puede adaptarse a un gran número de situaciones y problemas. PZ: Procedimientos del control fuera de servicio PZ1: Puesta del control sin energía PZ2: Puesta del control en estado de marcha PZ3: Puesta del control fuera del estado de marcha F: Procedimientos de funcionamiento
F1: Producción normal F2: Marcha de preparación F3: Marcha de finalización F4: Marcha de verificación sin orden F5: Marcha de verificación con orden F6: Marcha de test A: Procedimientos de Parada A1: Parada en el estado inicial A2: Parada a final de ciclo A3: Parada en un estado determinado A4: Parada en un estado intermedio A5: Preparación para la Puesta en Marcha después de un Fallo A6: Puesta del sistema en el estado inicial A7: Puesta del sistema en un estado determinado D: Procedimientos de fallo D1: Parada de emergencia (o parada para asegurar la seguridad) D2: Diagnóstico de fallos/defectos y/o tratamiento de fallos/defectos D3: Producción pese al defecto
53.Es posible aplicar los conocimientos de las asignaturas “teoría de control” y “control digital” en un sistema industrial controlado por un PLC. Explique. R: La respuesta es obvia, aunque tengamos la limitación de actuar directamente sobre los paquetes de programación esta asignatura nos brindara un gran numero de herramientas que nos permitirán entender mejor este amplio universo, que cada vez se hace mas común en todas nuestras empresas y demás procesos productivos, pudiendo legar inclusive a generar nuestras propias rutinas de automatización.
54.
Que conocimientos de electrónica digital utilizaría para analizar un sistema industrial, controlado por un PLC, que solo utilice entradas y salidas discretas.
