Sistema de Control de Plc

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO ENTRABAJO INDUSTRIAL

OCUPACIÓN

CONTROLISTA DE MÁQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

MANUAL DE APRENDIZAJE I*;..

• INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC

Técnico de Nivel Operativo

AUTORIZACIÓN Y DIFUSIÓN

MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO

FAMILIA OCUPACIONAL

ELECTROTECNIA

OCUPACIÓN


NIVEL

TÉCNICO OPERATIVO

Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formación y capacitación en la ocupación del CONTROLISTA DE MÁQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓN Y DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido a INTALAR SISTEMA CONTROL DE MÁQUINAS PLC. Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son ios responsables de su difusión y aplicación oportuna.

DOCUMENTO APROBADO TOR EL GERENTE TÉCNICO DEL SErVATI N°dePágina

136

Firma ... . Nombre: Jorge Saavedra Gamón Fecha:.

Registro de derecho de autor: 1032-2002

PRESENTACIÓN La presente Unidad Instruccional de la ocupación Controlista de Máquinas y Procesos Industriales, tiene como objetivo desarrollar habilidades prácticas en la realización de las operaciones de Montaje, cableado y programación de los Controladores Lógicos Programables (PLC); a través de la Tarea: Instalar Sistema de Control con PLC, e igualmente impartir conocimientos Tecnológicos Específicos y Aplicados (Matemática, Ciencias Básicas, Dibujo Técnico, Segundad e Higiene Industrial y Ambiental), relacionados con la tarea. En la presente Unidad Instruccional se incidirá en los PLC compactos y control de señales del tipo digital discreto. Esta Unidad Instruccional es de aplicación fundamentalmente en el Programa de Aprendizaje Dual y Calificación de trabajadores en servicio. Para una adecuada información, la presente Unidad Instruccional, denominada "Instalar Sistema de Control con PLC", está ordenada de la siguiente forma: H.T.

HojadeTarea.

H.O.

Hoja de Operación.

H.T.E.

Hoja deTecnología Específica.

H.C.T.A.

Hoja de Conocimientos Tecnológicos Aplicados.

H.Tr.

Hoja de Trabajo.

Asimismo, incluye una hoja correspondiente a la bibliografía empleada.

Elaborado en la Zonal

: Lambayeque Cajamarca Norte

Año

: 2000

Instructor

: Ing. Ricardo Rodríguez Paredes

PLC

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL

MOTOR TRIFÁSICO

01 02 03 04 05 06

01

MATERIALES / INSTRUMENTOS

ORDEN DE EJECUCIÓN

N°

Planificar instalación. Realizar esquema Fijar elementos de fuerza y mando Cablear circuito Programar el PLC Probar funcionamiento.

- Cable TW N° 1 4 AWG -CableTFFN°18AWG - Disyuntor motor 1 6 A - Contactor electromagnético 1 ó A - Relé térmico diferencial (1 3-20)A - Motor trifásico 4 HP/220 V - Botonera de marcha y paro - Controlador lógico programable 6E/45 discretas - Tubo conduit 3/8" - Multitester - Megóhmetro

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INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC

DENOMINACIÓN HT

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CONTROLISTA DE MAQUINAS Y

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PROCESOS INDUSTRIALES

ESCALA:

2000

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1/1

i CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

HOJA DE OPERACIÓN

SEN£TI


ZLCN - PERÚ

H.O.

1/15

OBJETIVO •

Instalar sistema de control con controladores lógicos programables.

•

Programar controladores lógicos programables compactos, de señales de control discreto. PROCESO DE EJECUCIÓN 01.

Planificar instalación:

•

Ordenar puesto de trabajo.

•

Ubique en el puesto de trabajo los materiales, herramientas e instrumentos.

02. •

Realizar esquema Dibujar un formato A4, el esquema de conexiones de la instalación. SISTEMA DE MANDO

SISTEMA DE FUERZA

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Contactor TSXNano .

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Fig. 1.- Sistema de fuerza

Fig, 2.- Sistema de mando

CONTROLISTA DE MAQUINA Y PROCESOS INDUSTRIALES I

HOJA DE OPERACIÓN

SENAT1


ZLCN-PERU

03.

H.O.

2/li

Fijar elementos de fuerza y mando •

Fijar riel de montaje y acoplar disyuntor motor, contactor y relé térmico en el tablero de trabajo.

Fig. 3.- Pasos a seguir para el móntate Fig. 4. Montaje en perfilados DIN de 35 mm de ancho Montaje

Posicione y atornille el PLC al perfílado DIN según se indica en la figura.

Desmontaje

1. Con un destornillador desplace la pestaña de protección hacia abajo para garantizare! ajuste al perfilado DIN. 2. Con la pestaña de protección desbloqueada, haga girar el PLC como se indica en la figura.

Para facilitar la circulación natural del aire, los PLCs TSX Nano así como los módulos analógicos deberán instalarse en plano vertical.

Fig. 5. Posiciones de montaje en plano vertical. 1. Topes de bloqueo 2. Chopa

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

HOJA DE OPERACIÓN

SEIMAn ZLCN - PERÚ

INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC H.O.

• Fi¡artuberíosyaccesor¡os. i Fijar motor eléctrico. - Traslade el motor seleccionado, siguiendo estrictamente las indicaciones del instructor. Coloque sobre su respectiva base. - Inserte pernos de anclaje y coloque las tuercas dejándolas flojas para ajustar posteriormente. - Proceda al nivelado del motor en la base y según la indicación que de el nivel, introduzca calzas de diversos espesores hasta lograrsu nivelación.

tt o-

.

-r Fig. 6

4

3H

1

1 US

ca

- Coloque la correa en "V" o la faja plana, según el tipo de placa empleada por la máquina que simula la carga. - Alinie el grupo así acoplado, verificando siempre el nivelado. - Asegure los pernos a la base del motor en forma cruzada. 04.

Cablear circuito

•

Proceda a cablear el sistema de fuerza, iniciando con el cableado de alimentación del disyuntor motor al contactor, luego al relé térmico diferencial y de éste al motor. Incluir el conductor de tierra. Use conductor N° 1A AWG tipo TW. ' .

•

Cablear el sistema de mando, los elementos de entrada y salida del PLC y la tensión de alimentación. Use conductor N° 18 AWG tipo TFF.

Fig. 8.- Cableado del PLC

Fig. 7

3/15

CONTROLISTA DE MAQUEAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

HOJA DE OPERACIÓN

SEÑAD ZLCN - PERÚ

05.


I

H.O.

Programar el PLC 1. Programa LADDER a desarrollar:

• Al dar el pulso de marcha, el motor trabaja.

% 1 0.0 II 11

Después de 1 O seg. Se enciende una lámpara.

%Q0.0 II 11

Al pulsar % 10. 1, el sistema se desenergiza, el motor para y la lámpara apaga.

%Q0.0 11

%Q0.0

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Q IN TON TYPE 1S TB Y ADJ % TM 0 . P 10

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OPERANDO

% 10 . 0 % I 0 .1

%Q0.0 % Q0 . 1 % TM 0

DESCRIPCIÓN MARCHA PARO MOTOR 1 LAMPARA TEMPORIZADOR

2.lnicializar el programa PI7-0 7 a. Introducir esta ruta de acceso: c:\PL707. b. Teclear: PI707. Pulsar <¡ntro>

C:\>cd p!707 c:\PL707>p!707

La ventana principal aparece. La barra principal del menú visualiza cuatro elementos activos en el menú "Fichero", "PLC", "Ventana", y"?". Los restantes elementos de la barra de menú estarán sombreados (por lo tanto no válidas). La barra de estado (1) visualiza la palabra "inicio" para indicar que no hay ninguna aplicación abierta. Editar Ve7 -.-

Abrir un fichero nuevo Seleccionar Nuevo en el menú "Fichero"

Abn» Ctr-liO

Salvar Ctrl+5 Salvar como Cerrar

"/buió-i

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Vr

4, 5

i CONTROLISTA DE MAQUINAS 1 [ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

HOJA DE OPERACIÓN

SENAT1 ZLCN - PERÚ


Se activan las opciones de la barra de menú que estaban sombreadas en el estado inicial. La barra de estado muestra "Autónomo" para indicar que se ha abierto una aplicación, pero que el PC no está en comunicación con el autómata. Cuando se utilice por primera vez, la ventana principal muestra por defecto la visualización Ladder. Después, el modo de visualización que se muestra por defecto (Lista o Ladder) corresponde al último modo de visualizadón utilizado durante la sesión anterior. • Seleccionar el entorno de programación Para pasar de un modo de visualización a otro, seleccionar Editor de Lista o Editor Ladder en el menú Ver.

En esta iniciación, visualización Ladder.

utilizaremos la

Nombre de Fichero A. Seleccionar "Salvar" en el menú "Fichero" para dar nombre a un fiche-

Nueva CtrltN Abrir Ctrl-t-D Salvar como Cerrar

B. En el cuadro de diálogo Selección de ficheros, reemplazar el asterisco que figura en el campo Nombre de fichero por un nombre que cumpla con las normas de DOS en cuanto a nombres de ficheros {8 caracteres máximo). SeleccionarOk.

tiorrbr» dt fieh«re:

H.O.

5/15

CONTROÜSTA DE MAQUINA Y PROCESOS INDUSTRIALES I

HOJA DE OPERACIÓN

SEÑAR ZLCN - PERÚ


6/1-

H.O.

Visor Aparece la ventana Visor de ladderque permite desplazarse en un programa mientras se crea un circuito en Editor Ladder.

Para visualizar Editor de Ladder, seleccionar la opción Insertar circuito en el menú Herramientas.

: '•

' .PL?OTV.flB=BU.Lt:i Configuración PLC Validar programa Insertar lista Ctrl+lns Editar circuito actual CtrltE Eliminar circuito actuai Ctrl+Q

Editor El entorno de programación en lenguaje de contactos (Ladder) consta de dos barras de herramientas y de una barra de instrucciones: (1) Barra de herramientas del editor Ladder. (2) Barra de herramientas del visor de Ladder. (3) Barra de instrucciones del editor Ladder.

Editor Ladder •

Barra de herramientas del editor (1)

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Cada botón corresponde a una opción del menú Herramientas del editor de Ladder.

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r ?i \ Ayuda

10

ÍCONTROLISTA DE MAQUINAS' [ Y PROCESOS INDUSTRIALES

HOJA DE OPERACIÓN

SENATI ZLCN - PERÚ


7/15

Tabla da etapas Grafcel ,ai Laaderíüst Lista'Laa

Barra de herramientas del visor Ladder

(2) Cada botón corresponde a una opción en el menú de herramientas del visor Ladder.

Barra de instrucciones del Editor (3)

K r ^ 1 tffisltff?ií 1I ríJiyiS liWtíffi^1??VK'h,c I!.-

Cada botón corresponde a una instrucción en Ladder. El botón + ....F10 muestra la paleta Ladder extendida, con instrucciones complementarias.

Tedaí de Función

Taclat da función o

Nombre de lo inilrucción I

El área derecha de la barra de instrucciones muestra el nombre de la instrucción seleccionada. Cuadrícula Fichero Editar Ver Herramientas Configuracic

El área de datos del editor Ladder muestra una cuadrícula de programación. El número (1) señala una celda y el (2) una celda seleccionada. Utilice el puntero del ratón o las teclas de desplazamiento para seleccionar una celda.

Selección de una Instrucción Seleccionar una instrucción en la barra de instrucción y colocarla en una celda con ayuda del ratón o del teclado.

Seleccionar

Ratón Para seleccionar una instrucción, hacer clic con botón izquierdo del ratón en una instrucción de la barra. Para colocaruna instrucción, hacer clic con el botón derecho del ratón en una celda. 11

Colocar

CONTROLISTA DE MAQUIM

HOJA DE OPERACIÓN

SEÑAR

Y PROCESOS INDUSTRÍALA


ZLCN - PERÚ

H.O.

Teclado X

a

Para seleccionar una instrucción, pulse la correspondiente.

rm ll ii ll ii n

Para colocar una instrucción, utilice las teclas de desplazamiento del cursor para seleccionar una celda y luego pulsar la .

a UMSÍHBS«UJI_ rrh V

Colocar

Teclas de desplazamiento

3. Insertar las Instrucciones del circuito 0 A. Seleccionar un contacto normalmente abierto haciendo clic con el botón izquierdo del ratón en el contacto de la barra de instrucciones o pulsando .

Colocar un contacto de apertura haciendo clic con el botón derecho del ratón en una celda. O seleccionar una celda con las teclas de desplazamiento del curso o pulsar la .

La celda seleccionada está representada por una línea de puntos en (1). El contacto se señala con líneas continuas en la celda.

C. Seleccionar un contacto mente cerrado.

normalFichero Editar Ver

12

Herramientas

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j CONTROLISTA DE MAQUINAS ] [ Y PROCESOS INDUSTRIALES j

HOJA DE OPERACIÓN

SOMATl ZLCN - PERÚ


H.O.

9/15

D. Colocar un contacto normalmente cerrado.

E. Seleccionar una bobina.

Fichero Editar Ver Herramientas Configuracic Editor ffffg Ladder Ifflf

F. Seleccionar la celda después del - contacto normalmente cerrado.

G.Colocar la bobina. La línea horizontal se inserta automáticamente y la bobina se sitúa en la última celda.

•

H. Seleccionar una línea vertical y luego la celda deseada.

13

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CONTROLISTA DE MAQUIN/ Y PROCESOS INDUSTRIALES, ,|

HOJA DE OPERACIÓN

SeNATI ZLCN - PERÚ


I. Colocarla línea vertical

J. Seleccionar otro contacto y colocarlo en la celda debajo de la primera línea para terminar el gráfico del circuito de contactos.

4. Insertar referencias (operando:) A. Seleccionar la celda en la que se va a insertar un operando.

B. Hacer doble clic en la celda o pulsar <¡ntro>. Aparecerá un cuadro de inserción de texto. '

Fichero

Fichero

C. Introducir la referencia del contacto en el cuadro de inserción de texto.

14

Editar

Editor

Ver

Ver

Herramienta

Herramienta

10/1-

CONTROUSTA DE MAQUINAS] Y PROCESOS INDUSTRIALES

HOJA DE OPERACIÓN

SEÑAD ZLCN - PERÚ


D. Pulsar<¡ntro> El cuadro de inserción se cierra y el operando aparece encima de la instrucción gráfica.

Repetir estos pasos para introducir los operondos siguientes. Una vez realizado, el circuito de contactos se dará porterminado.

F. Seleccionarla opción Nuevo circuito en el menú Herramientas. En este ejemplo se ha seleccionado la opción en la barra de herramientas de Editor Ladder. La opción Nuevo circuito válida el circuito de contactos O y lo copia en el Visor de ladder. Se borra la cuadrícula de programación de Editor Ladder que queda preparada para otro circuito.

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+

+

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+

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i Fichero Editar Ver

5. Insertar el circuito de contactos 1

Herramienta

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A. Seleccionar un contacto normalmente de abierto en la barra de instrucciones y colocarlo en la primera celda.

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15

11/15

HOJA DE OPERACIÓN

SG1MATI ZLCN - PERÚ

CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIA


12' 5

B. Seleccionar un bloque de función temporizador en la barra de instruccio-

C. Seleccionar la celda después contacto normalmente abierto.

del

Fichero

D. Colocar el bloque de función temporizador después del contacto normalmente abierto.

Editar

Ver

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Herramien.

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La celda dibujada en gris muestra la relación de la celda seleccionada con el bloque de función resultante. Un bloque de función ocupa 2 x4 celdas.

Fichero Editar E. Seleccionar una bobina en la barra de instrucciones. Seleccionar la celda después del bloque de función.

Ver Herramientas

Configurad

f CONTROUSTA DE MAQUINAS [ Y PROCESOS INDUSTRIALES

HOJA DE OPERACIÓN

SENAT1 ZLCN - PERÚ


13/15

H.O.

F. Colocarla bobina. Se inserta de forma automática la línea horizontal.

G. Insertar

los operandos

%QO.O, y

H. Hacer doble clic sobre el bloque de función %TMO para-Seleccionarlo. O seleccionar el bloque mediante las teclas de cursor y pulsar

Fichero Editar

Ver

Herramientas..fConfi

Editor Laúd

ID HELP H r

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T

%TMO

3.0 IN +

T

-

TYPE ADJ %TMO.P

+

Aparecerá el cuadro de diálogo del temporizador. I. Seleccionarsus parámetros: Valor de "Preselecdón" = 1 0 "Tipo de temporizador" =TON "Base de tiempo" == 1 segundo Seleccionar Ok.

+

Q TON Y 9999

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Fichero Editar

J. Validar el nuevo circuito haciendo clic en el botón "validarcircuito".

Ver

Herramientas

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I CONTROLISTA DE MAQUIN " | Y PROCESOS INDUSTRIALES.

HOJA DE OPERACIÓN

SEÑAR ZLCN - PERÚ

INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC 14/1.

H.O.

6. Probarfuncionamiento

-"..•:.:::.¿'^-' . -_¿,_ • = .;*•'•':VM Ventana ? Transferir

1. Comprobarla aplicación

:> '

a. Seleccionar Conectar en el menú "PLC". El autómata deberá estar en modo Stop. ^ b. Si el autómata no contiene ninguna aplicación, o contiene una diferente, aparece un mensaje en el que se pregunta al usuario si desea transferir una aplicación o supervisar la que se encuentra en el autómata. Seleccionar PC -> PLC para realizar una transferencia (escritura sobre la que se encuentra actualmente en el autómata). Si el programa solicita que se cambie la versión de la aplicación, seleccionar Gestión de la versión del PLC en el menú de configuración. La barra de estado muestra: "PLC conectado" para indicar que la conexión ha sido satisfactoria: - "Mem" para mostrar el número de octetos en el programa. - "Stop" para indicar que el autómata no está en funcionamiento; "Modo conectado" para indicar que el terminal está conectado al autómata. c. Seleccionar Operaciones PLC en el menú "PLC".

d. Seleccionar Run en la ventana "Operaciones PLC".

i

.-.. ! '- ¡

Desconectar [Off Une] Operaciones PLC Stop/Rub/lnieializar Cambiar Animación Ctrl * FE

Las aplicaciones del PC y el autómata son di «lija une da laa opcionea aiguientee.

•»ptc->

Ventana

?

Transferir Conectar (Online) Desconectar [OfffineJ Btop/Run/lmejaJgar^ Cambiar Animación

CW4-F5 Ctrl+FB

CONTROUSTA DE MAQUINAS

HOJA DE OPERACIÓN

SEN/OT ZLCN - PERÚ

Y PROCESOS INDUSTRIALES

INSTALAR SISTEMA DE CONTROL CON PLC • H.O.

Aparece un cuadro de diálogo información. Seleccionar Ok para iniciar la ejecución del programa del autómata. El indicador "Run" se enciende. Activarel conmutador conectado a la entrada %IO.O(1). Primero se encienden los indicadores de la entrada %IO.O y de la salida %QO.O y después de 10 segundos el indicador de e. Cerrar el cuadro de "operaciones de PLC".

diálogo

2. Insertar comentarios

A. Ponerel autómata en Stop. ¡^Seleccionar un encabezado de contactos haciendo doble clic con el puntero del ratón en éste. O 'seleccionar un encabezado de ".circuitos de contactos utilizando las teclas de desplazamiento del cursor y pulsar <¡ntro>. Se muestra el cuadro de diálogo de encabezado del circuito de contactos. C. Teclear un título para el circuito de contactos en el campo Título, y comentarios en el circuito de contactos en el campo Comentario.

Seleccionar Ok.

El encabezado del circuito muestra el título del circuito y la primera línea de comentarios.

0

ograma esta a punto üe EJECUTARse. • Si desea EJECUTAR el programa, presione I Aceptar. no, presione Cancelar.

15/15

HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA

NATI

CONTROLADORES PROGRAMABLES

ZLCN - PERÚ

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIAOS

[ «'=

1

V"7

I.-INTRODUCCIÓN El nivel de automatización ha sido cada vez mayor: desde las primeras funciones elementales conducidas por el operador a nivel máquina; pasando por el control total de una máquina, hasta llegaral control completo de un proceso productivo. Las tecnologías empleadas en la automatización pueden clasificarse en dos grandes grupos: 1) tecnologías cableada y 2) tecnología programable o programada, como se muestra en la figura 1. TECNOLOGÍA EMPLEADAS EN LA AUTOMATIZACIÓN

TECNOLOGÍA CABLEADA

TRICA

HIDRÁULICA

NEU»

Fig. I.- Tecnologías empleadas en la automatización

Hoy en día, la automatización de plantas industriales se ha visto impulsada y simplificada por el desarrollo de técnicas electrónicas confiables y baratas.

Lo tecnología cableada se realiza a base de uniones físicas de los elementos que componen la parte de control. Estos elementos pueden ser neumáticos, eléctricos o electrónicos. La forma en que se establecen dichas uniones se determina por la experiencia o por un planteo teórico empleando las ecuaciones lógicas de Boole.

Los objetivos de una planta industrial: planificación de la, producción, calidad, productividad, etc.; Cuentan con herramientas electrónicas e informáticas que permiten automatizarla en diferentes niveles, de acuerdo a los requerimientos del usuario.

La tecnología cableada ha sido extensamente empleada, pero presenta los siguientes inconvenientes:

Dentro de la tecnología programa• Ocupa mucho espacio da, los fabricantes de tecnología de pro• Es poco flexible ante modificaciones cesos ofrecen actualmente múltiples o ampliaciones soluciones: • Es difícil de mantener (localización y reparación de averías) 1. Sistemas de aplicación especifica en • No es útil en aplicaciones con conbase a microprocesadores. troles complejos Están orientados al control individual • Caros, debido al costo de sus comde variables físicas dentro de un proceponemos y a la gran cantidad de so: temperatura, presión, velocidad, flu.horas necesarias para cablear las jo, pH, etc. El avance de la técnica mismas. 20

"N


SEÑAD ZLCN - PERÚ

CONTROLISTA DE MAQUINAS^ Y PROCESOS INDUSTRIALES


digital ha permitido la aparición de equipos de control capaces de realizar no sólo la medición, sino también la generación de una señal de control para mantener la variable física dentro de una consigna o referencia. Estos sistemas al principio eran desarrollados por fabricantes de sensores, con la finalidad de aplicar la electrónica digital a la instrumentación. En la actualidad, los sistemas con microprocesador permiten la lectura de un número apreciable de variables analógicas (más de 8) y la generación de señales de control (más de 2).

2/47

H.T.E.

ENTRADAS ANALÓGICAS

SISTEMA CON MICROPROCESADOR

SALIDAS ANALÓGICAS

DIGITALES

Fig. 2.- Sistema con microprocesador

En la figura 2, se muestra un sistema con microprocesador que permite la adquisición y generación de señales analógicas y digitales; así como, la posibilidad de comunicarse con un equipo remoto. Realizan funciones en tiempo real de adquisición de datos, control de proceso y supervisión del mismo. Pueden programarse en lenguajes de alto nivel.

2. Autómatas programables (PLC) El controlador lógico programable (PLC), es un sistema electrónico de aplicación industrial desarrollado en torno a un microprocesador. Recibe como información de entrada los estados de sensores y/o transductores (de presión, temperatura, velocidad, posición, etc.), que se encuentran convenientemente distribuidos a lo largo del proceso; a partir de esta información, y de acuerdo a un programa de ejecución, genera señales de salida que permiten activar actuodores, como pueden ser: alarmas, electroválvulas, contactores, relays, sistemas neumáticos/ olcodiná-

m¡cos,etc.

Fig. 3.- Configuración interna de un PLC


SEIMATI ZLCN - PERÚ


f CONTROUSTA DE MAQUIS!"' [ Y PROCESOS INDUSTRIALES,v

H.T.E.

3/4,

3. Sistemas de Control distribuido (DCS) Surgen de la necesidad de integrar a través de un concentrador la información proveniente de instrumentación inteligente. Están basados en una estación central que supervisa todo el proceso, almacena datos, presenta los resultados y en una o varias estaciones remotas situadas en el área del proceso que realiza los algoritmos de control. Las estaciones remotas están constituidas por reguladores autónomos, autómatas programables u ordenadores de proceso que se comunican con la estación central. Son capaces de procesar señales provenientes de instrumentación de campo (transmisores de presión, nivel, caudal, termopares, analizadores, etc.) y producir señales para posicionar válvulas de regulación o señales on-off para accionar elementos finales a dos posiciones. Estructural mente dos DCS están constituidos por unidades modulares, conectadas entre ellos en modo serial. Las unidades modulares se pueden clasificaren: a] Unidad de regulación que controlan las tarjetas de ingreso/salida, y elaboran las funciones de control continuo y lógico/secuencial.

fig. 4.- Sistema de Control Distribuido

b) Unidad de Inferíase con el operador que controla la estación de vídeo y de teclado con el usuario. «) Unidad Jo ¡ntorfasc seriul, destinado a la comunicación con sistemas externos, PLC's, computadoras, etc. d) Unidad de Cómputo, destinado a funciones de archivo, grabación de datos, generación de reportes, control avanzado.

CONTROUSTA DE MAQUINAS


SENATI ZLCN - PERÚ



H.T.E.

4/47

II.-EL CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE.

1. Definición: Es un aparato electrónico digital basado en un microprocesador, con memoria programable para almacenar instrucciones que cumplan (unciones específicas, tales como lógica secuencial, de tiempo, de conteo, cálculo, etc., desarrollado para el control de máquinas y procesos industriales. Los PLCs incorporan interfases electrónicas que le permiten, por un lado recibir información proveniente de sensores, transductores y transmisores inteligentes, sistemas . de monitoreo, etc. La estrategia de control de un automatismo basado en PLC se define mediante el programa de aplicación, el cual se desarrolla usando lenguajes de programación específicos para aplicaciones de control industrial. 2. Estructura básica de un PLC La figura 5, muestra la estructura básica" de un PLC, que trabaja con señales- de entrada/salida,detipodigital.

SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN AVANZADA

utz

Dispositivos de entrada del usuario

Dispositivos de salida del usuario

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E N T R A D A S

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MEMORIA {Programas y datos)

o .o

O

PROCESADOR

O FUENTE DE ALIMENTACIÓN

Fig. 5.- Estructura básica de un PLC

23

S A L 1 D A • S

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f CONTROLISTA DE MAQUrAs] 1 Y PROCESOS INDUSTRIALES j


ENATI ZLCN • PERÚ


H.T.E.

R3

La estructura básica del hardware de un Controlador Programable propiamente dicho, está constituida por: • • • . •

Fuente de alimentación Unidad de Procesamiento Central (CPU) Módulos de memoria. Módulos o interfases de entrada/salida (E/S) Unidad de programación.

En la figura 6, se muestra el esquema general de un automatismo gobernado con PLC, en el cual se pueden distinguir etapas fundamentales: adquisición de datos, tratamiento y actuación.

Inferíales

CPU

de Entrada

Interfases

de Salida

OPERADOR HUMANO Flg. 6.- Diagrama de bloques de la estructura básica de un automatismo gobernado por un PLC.

A continuación, se describé con mayor detalle cada una de las partes del Controlador programable. 2.1. Fuente de Alimentación: Su función es la de suministrar la energía eléctrica a la CPU, y demás tarjetas según la configuración del PLC. 2.2.

Unidad de Procesamiento Central (CPU): Es la parte encargada del procesamiento de la iriíurmaciún y está basado en un microprocesador y memorias.

Es la parte más compleja e imprescindible del Controlador programable, que en otros términos podría considerarse el cerebro del Controlador. Contiene una unidad de control, la memoria interna del programa RAM (Memoria de acceso aleatorio), temporizadores, con• tactores, memorias internas del tipo relé, imágenes del proceso de E/S, etc. Su misión es (per loe estados do !a señoleo de

entrada, ejecutar el programa de control y gobernar las salidas, el procesamiento es permanente y a gran velocidad. 24


HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECIFICA

SENATI


ZLCN - PERÚ

Memoria del Usuario

Temporizadores.

Contadores

Memorias Internas

H.T.E.

Imágenes

Base

|PE/|PS

Datos

de| Proceso

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Memoria ROM Sist. Operativo

Módulos de Memoria

de

Memoria RAM

UNIDAD DE CONTROL

-

6/47

["I! i

-

Bus Periférico

X1—N x "'

-

Uni y

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CPU

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--

Canal S( ríe

Fig. 7.- Diagrama de bloques de tas unidades funcionales de la CPU

Otra de las funciones es, antes de la elaboración del programa, depositar los estados de señal de todas las entradas en una memoria, denominado imagen del proceso de entradas, y durante la ejecución del programa, guardar los resultados de las combinaciones en otra memoria denominada imagen del proceso de salidas.

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r--

Memoria Insertable (EPROM. EEPROMi: Si se quiere garantizartotalmente el contenido de la información sin que se pierda el programa efectuado, éste deberá almacenarse y grabarse en memorias EPROM o EEPROM, cuyas características son: •

Pueden insertarse directamente enchufándolas al CPU en la memoria del programa. La CPU, al igual que para las computadoras, se pueden clasificar de acuerdo a la . Guarda información de manera permanente. capacidad de su memoria y las funciones que pueden realizar, además de su veloci- • En una memoria EPROM se puede modificar el contenido del programa dad de procesamiento. El tiempo de lecborrándolo con luz ultravioleta y se tura del programa está en función del puede volver a grabar con un aparato número y tipo de instrucciones y por lo de programación de memorias. general es del orden de los milisegundos. • En una memoria EEPROM se puede 2.3. Unidad de Memoria ÍRAM-ROM).modificar el contenido del programa La unidad de memoria se comunica con el simplemente sobre escribiendo y se microprocesador para leer v escribir inforpuede leptuyrumuí dheclurneiile en lu mación, tales como instrucciones, datos y unidad central (función COPY) o con direcciones por intermedio de las lecturas un aparato de programación de memoRAM (escritura-lectura) y ROM (lectura). rias. 25

CONTROLISTA DE MAQUIK. > ] Y PROCESOS INDUSTRIALf-


SEÑAD


ZLCN - PERÚ

ESTRUCTURACIÓN DE LAS MEMORIAS

3. Palabra: se utiliza para obtener mayor capacidad de procesamiento. La palabra es una unidad mayor compuesta por 1 6 bits = 2 bytes. Los bits de una palabra se agrupan de derecha a izquierda tomando como número de bit del O al 15.

1. BIT: es la unidad elemental de información donde sólo puede tomar dos valores en "1" ó un "O", es decir, un bit es suficiente para representar una señal binaria.

En una palabra se pueden representar hasta 16 señales binarias, puede usarse para almacenar un número cuya magnitud como máximo, sería:

2. BYTE: es la unidad compuesta por una agrupación ordenada de 8 bit, es decir, ocho dígitos binarios. Es un byte se pueden representar el estado de hasta ocho señales binarias, puede usarse para almacenar un número cuya

0

7/4/

magnitud como máximo sería: 1 1 1 1 1 1 1 1 = 2 ? - 1 =255 ;í

La memoria es el dispositivo que nos permite almacenar información en forma de bits (ceros y unos). Se emplean con mayor frecuencia tres tipos de representación para la información: bit, byte y palabra.

0

H.T.E.

216-1=65353. La cantidad de, bits de que consta una memoria se expresa en K y un K representa 1 024 bytes.

1°

1

1 °l '

0

1 bit

1 byte - 8 bit

15 1 0

14

13

12

0

1

0

11

10

1

0

>—

9

I

7

6

5

4

0 0

0

1

0

8

^'— 1 byte

3

1

2

0

1

1

0

0 i

1 byte

J

^ 1 palabra = 2 byte » 1 o bil Fig. 8.- Estructuración de memorias

2.4.MÓPULOS O INTERFASES DE ENTRADA Y SALIDA (E/SI 2.4.1. Módulos de Entradas: Son los encargados de transmitir el estado del proceso a la unidad central de procesos; a estos módulos se cablearán los sensores. Se les podría definir como los dispositivos básicos por donde se toma la información de los captadores, los cuales se acoplan al bus de datos por medio de su conductor y conectar correspondiente, o bien a través de un bastidor, o rack, que le proporciona dicha conexión al bus y soporte mecánico. Las entradas pueden serfácilmente identificares debido a su numeración, por su ideníificaciún üe ¡nput o entrada, por sus bornes para acoplar los dispositivos de entrada- salida y debido también a su indicación luminosa de activado por medio de un LED.

HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA CONTROLADORES PROGRAMABIES

••XCN - PERÚ

-

CAPTADORES: Son, en general, aquellos elementos que se conectan o acoplan a la entrada del autómota y pueden ser de dos tipos:

Contacto abierto « O »

-

Contacto cerrado « 1 »

H.T.E.

8/47

v A

Tiempo (t)

Digitales: es una señal discreta de dos niveles o estados, uno alto y otro bajo. -

ÍCONTROLISTA DE MAQUINAS 1 [ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

Fig. 9.- Señal discreta

. Analógica: cuya señal eléctrica es variable con el tiempo (temperatura, velocidad, etc.) Necesariamente han de acoplarse al mismo tipo de entra-

Tiempo (t)

das. Fig. 10.- Señal análoga

La entradas pueden ser de dos tipos, en cuanto a su tensión. a) Captadores o contactos libres de tensión: los captadores sin tensión que se pueden conectar a un autómata pueden ser de varios tipos y podríamos citar los siguientes: • Pulsadores • Interruptores ' • Finales de carrera • Contactos de relés •

Contactos auxiliares del relé térmico diferencial.

b) Captadores con tensión. Elementos de este tipo pueden ser: • Detectores de proximidad. • Célula fotoeléctrica. Los módulos de entrada pueden serde dos tipos, en cuanto al tipo de señal que reciben: 1. Entradas digitales 2. Entradas analógicos A. Módulos de entrada digitales Su función es permitir el flujo de información digital (1 00} desde los captadores hacia la CPU del PLC. Las figuras 11 y 12 muestran esquemáticamente ¡nterfases de entrada discreta, tanto para entradas en DC como en AC. '

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27

CONTROLISTA DE MAQU'"4S


S£W/u¡

Y PROCESOS INDUSTRIAOS


ZLCN - PERÚ

H.T.E.

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9,~7

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| Inferióse l

1

Diodo de señalización ^ ,

Filtro RC

~

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Captador discreto

' 1

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1

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externa

Resistencia limitadora

|

|

Opta , , yS |. Acoplador | - -Ss p-^ \

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Fig.

Captador discreto

Fuente externa

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-ñolizoción

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1 1 .- Interfase para entrada discreta en D.C.

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Filtro RC

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Resistencia limitadora

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Opto Acoplador]

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¡

1

\ Fig. 12.- Interfase para entrada discreta en A.C.

Ambas interfases, para AC o DC, funcionan bajo e! mismo principio . Se observa que las interfases para señales AC tienen una etapa previa de rectificación. Estas las hace más caras y voluminosas que los interfases para DC. Se recomienda usar entradas discretas en 24 VDC ya que estas ofrecen mayorseguridad al personal, además de ser más económicas y mucho más compactas. B. Módulos de Enfada analógicas Los módulos de entrada analógicas, son básicamente un conjunto formado por un convertidor análogo digital (ADC) y un multiplexor. Módulo de Entrada

Entrada 1

»—

Entrada 2

•—

Procesador del PLC

r

r

~

/ (\ l \

TJ ¿f

\

-i-~

i i Fig. 13.- Módulo de entrada analógica 28

A —^ / // ——

|Wxy,0 IWxy, 1

|Wxy, 2 |Wxy, 3


SENATI ZLCN - PERÚ


I CONTROLISTA DE MAQUINAS [ Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E.

10/47

El multiplexor hace las veces de un • Señales de bajo nivel conmutador para seleccionar un canal Son generalmente de tensión, del al cual está conectada la señal analóorden de los milivoltios. Provienen gica que se desea procesar, para luego generalmente de termocuplas, sondas transmitirlo al convertidor análogode temperatura, celdas de carga y digitai (ADC). Este convertidor; a su otros transductores similares. vez, se encargará de digitalizar la señal Los módulos de entrada analógicas que estará en función del nivel de la por lo general son del tipo inteligente, señal analógica que recibe; finalmenes decir, cuentan con su propio procete, esta información es transmitida al sador y software especializado. Esto es controlador para ser depositada en necesario ya que muchas veces la una memoria denominada imagen del información proveniente del transducproceso de entrada, para que pueda tor debe ser procesada antes de ser ser accesada por el programa del puesta a disposición del programa del usuario. PLC. Los módulos de entradas analógicas Por ejemplo, en el caso de la medición de un PLC se pueden dividir en dos de caudal mediante una placa de grandes familias en función del tipo de orificio, la señal enviada por el transmiseñal que reciben: señales de aito nivel ' sor de presión diferencial debe ser yde bajo nivel. procesada (extracción de raíz cuadra• Señales de alto nivel da) para tener una medida del caudal. Similarmente, en el caso de la mediSon señales, de tensión (V) o de ción de temperatura por termocupla, corriente (mA), que evolucionan dentro es necesario realizar la compensación de ciertos rangos de variación estanpor ¡unta fría. darizados. Generalmente, este tipo de señales provienen de transductores 2.4.2. Módulos de salida (dispositivos que transforman cualLos módulos de salida son los encarquier parámetro físico, químico o gados de transmitir las órdenes; estas biológico en una magnitud eléctrica). órdenes las genera la unidad central Algunos rangos típicos de las señales de procesos, en base a un algoritmo, de alto nivel son los siguientes: programa, previamente definido para ese proceso concreto. Cada señal irá - Señal de corriente: cableada a su correspondiente actua0-20 mA, 4-20 mA, ±1 OmA dor. - Señal de tensión: La identificación de las salidas es ouput, o salida, e incluye un indicador luminoso LED de activado, donde se conectan o acoplan los dispositivos de salida o actuadores.

0-10V,0.5V,0-2V,±10V La ventaja de trabajar en señales de corriente respecto a lo de tensión, radica en que no presenta los problemas de ruido eléctrico y la caída de tensión.

Estos módulos de salida pueden ser de dos tipos: 1. Salidas digitales (discretas) 2. Salidas analógicas. 29

CONTROLISTA DE MAQUIH Y PROCESOS INDUSTRIALES ,


NATI


ZLCN - PERÚ

H.T.E.

A. Módulos de salida digital Las salidas digitales de un controlador programable pueden ser de tres tipos: 1. Arelé

2. ATriac

3. ATransistor

Módulos de salido digital tipo Relé Estos módulos de salida, conmutan mediante un pequeño relé electromecánico. Esto les permite conmutartanto en AC como en DC y, dentro de ciertos limites, en diversos niveles de tensión. Tiene la ventaja de manejar corrientes más elevadas y con el inconveniente de una corta vida útil debido al desgaste de la parte móvil de los contactos. Durante su funcionamiento, estos módulos se caracterizan respecto a los de estado sólido, porel reconocible sonido de los contactos de contactos de conmutación que emiten los micro-relés. 1

Inferíase

Filtro

Diodo cía señalización

-\\

B U S

<

«; <> > •<

Micro Relé 1

, [ÍJi 1

i

Í

J

1

J_^ Captador LA-I Discreto

[<

1 ^ T

/¿\ Fuente ^~.-' externa AC

Fig. 14. -Interfsse de salida digital tipo relé

Módulos de solido digital tipoTRlAC Estos módulos de salida tipo TRIAC conmutan en base a un TRIAC. Este tipo de interfases se pueden usar únicamente en AC y dentro de los rangos de tensión y corriente especificados.

Inferíase

i Diodo de

_

B U

s

f-X\

Triac

j 1

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E

ODÍO acoplador J

¡-

-^ Y^j

5E ¡

=

1

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= i }

Fig. 15.- Interfose de olida digital tipo TRIAC

Discreto Fuente externa

AC


SENATI


- PERÚ

ÍCONTROUSTA DE MAQUINAS | [ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

12/47

H.T.E.

Módulos de salida digital tipo Transistor Los módulos de salida tipo transistor conmutan mediante un transistor que funciona en corte y saturación. Este tipo de salida se puede usar únicamente en DC y para los rangos de tensión y corriente establecidos desde el diseño.

Fuente externa

AC

Fig. 16.- I nterfase de salida digital tipo Transistor

B. Módulos de salida analógicas •..Los módulos de salida analógicas se basan en un convertidor digital analógico (DAC). El DAC recibe un conjunto de bits, que refleja una varia.ble numérica calculada por el programa de PLC, y en función a este genera una señal analógica. Obviamente, la señal de salida no evolucionará continuamente sino mediante pequeños saltos. A mayor cantidad de bits en el DAC más pequeños los saltos. Los PLCs utilizan las señales de salida analógicas para comandar elmentos de mando de potencia o una válvula proporcional. Las señales analógicas de salida pueden ser de dos tipos: señal de tensión y señal de corriente. Las señales más frecuentemente usadas son las de O a 2OmA ó 420mAylasdeO-10V. Módulo de Solida

Procesador del PLC

DAC H—"-Salida O I

Fig. 17.-

2.5.

Módulo de salida analógica

Unidad de Programación

Los aparatos de programación, denominados también terminales de programación, son el medio de comunicación entre el hombre y la máquina, a través de la escritura, lectura, modificación, monitoreo forzado, diagnóstico y la puesta a punto de los programas.


SENATI ZLCN - PERÚ

CONTROLADORES PROGRAMABAS

CONTROLISTA DE MAQUIL Y PROCESOS INDUSTRIÁI

H.T.E.

Fig. 18.- Comunicación PC - PLC

Estos aparatos están constituidos por un teclado y un dispositivo de visualización, donde el teclado muestra todos los símbolos (numéricos, letras, instrucciones, etc.)/ necesarios para la escritura de un programa o trasaciones. El visualizador o pantalla pone a la vista todas las instrucciones programadas o registradas en memoria. Existen tres tipos de programadores: los manuales (hand held) tipo calculadora, los de vídeo tipo y la computadora.

Hand Held Fig. 19.- Comunicación PLC - Hand Held

Los programadores manuales se caracterizan por su fácil programación (lista de instrucciones y Ladder), son portátiles y económicas; generalmente son usados en los PLCs compactos, en los que no se requiere mayor complejidad en la programación. El medio más completo de programación, incluyendo la detección de fallas son los programadores de vídeo y las computadoras personales, en ella se pueden empleartodos los lenguajes para su programación. Cuando se utiliza la computadora, que por lo general es lo común, es necesario el software de programación.

CONTROUSTA DE MAQUINAS ] Y PROCESOS INDUSTRIALES j


SENATI ZLCN - PERÚ


Los terminales de programación, nos permiten:

H.T.E.

3. Tipos de PLCs A. PLCs MODULARES

- Escribir los programas, así corno modificarlos o borrarlos de manera parcial ototal.

Estos PLC se configuran (se arman) insertando los diversos componentes en los slots (compartimentos) de uno o más racks (cajas).

Simular la ejecución de las instrucciones del programa.

En este caso hay que seleccionar cada uno de los componentes del equipo, vale decir:

-

14/47

Detectar y visualizar los fallos del programa.

- El rock, que existen de diferentes tamaños, con o sin ventilación, etc.

- Visualizar en todo momento el estado lógico de los captadores y accionadores en tiempo real.

- El módulo de alimentación, según la potencia. - La CPU, según la capacidad, velocidad y funcionalidad de software requeridas.

- Realizar la transferencia del programa a diferentes periféricos.

- Los módulos de entrada ysalidas. - Los módulos especializados (comunicaciones, posicionamiento, conteo rápido, etc.).

T53 Industrial Proprcmmíig TamiMl w» 6200 SoflwaiB T60 Industrial Woikslatai with ControMew Software and 17B4-KT Inlertace module.

Fig. 20.- PLC Modularen Red

Mlwitti1747.tlCM Module

33

CONTROLISTA DE MAQUtK Y PROCESOS INDUSTRIÁIS


NATI


ZLCN - PERÚ

H.T.E.

15/4/

B. PLCCOMPACTO-MODULAR Estos PLCs, reúnen lo estructura básica del hardware de un controlador programable, ta! como ¡a fuente de alimentación, la CPU, la memoria, batería de respaldo, interfases de entrada y salida, interfases de comunicaciones, etc.

alimentación a la red

Tapa movible de protección de bornes Selector • Punto de ajuste Toma de conexión a terminal de programación Tapa de acceso

Tapa amovible de protección de los bornes.

Fig. 21.- PLC Compacto Vísualización de estado del autómata Visualiza ción de estado del salidas

Conexión de extensión

Los PLCs compactos, son modularmente expandibles, el hardware de estos equipos es expandible mediante la adicción de módulos, tanto de entradas o salidas, discretas o análogas, además de módulos inteligentes para comunicación serial, conexión de módem, conexión a redes industriales, etc. Autómata de base

Modulo 1 salida ANAL.

Salida de impulsión (PWM) Fig. 22. Módulo de extensión de los PLC compactos

HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECIFICA - PERÚ

CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES


H.T.E.

Las principales ventajas de este tipo de equipos son los siguientes:

•

Son muy compactos

•

La selección es muy sencilla.

•

Son muy económicos

•

•

Tienen lenguajes de programación muy potentes.

Son muy tolerantes a! ambiente industrial.

•

Sonexpansibles.

• .

Ocupan poco espacio. Se pueden programar desde un terminal del tipo portátil (hand held) o desde una mícrocomputadora.

•

Soportan contingencias extremas de funcionamiento tales como, temperatura (<óO°C), fluctuaciones de tesnión, vibraciones mecánicas, humedad, etc.

•

Se pueden comunicar a través de ed, con otros equipos.

Por encadenamiento TSX Miera

Fig. 23.- PLC compactos en Red con PLC modular

Fig. 24.- PLC compactos en Red con equipos de control

r

r

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16/47

35

CONTROLISTA DE MAQUINAS I Y PROCESOS INDUSTRIAL-.^)


SENAT1

CONTROLADORES PROGRAMADLES

ZLCN - PERÚ

•

H.T.E.

17.'7

En la presente unidad instruccional, nos ocuparemos en detalle de las PLCs compactos y el tratamiento de señales del tipo digital (discreto).

Interruptor de posición

I J N L-.

] Conmutadorl' i

-n -J

Detector de proximidad

1

electro válvula

Botón pulsador

Rg. 25.- PLC Compacto. Señales tipo digital.

El ciclo de operación del PLC se ha previsto de para que ejecute cíclicamente una serie de tareas, incluyendo el programa de usuario. Durante el ciclo que se muestra en la figura, la CPU ejecuta la mayoría de tareas siguientes (o todas ellas): UN CICLO Escribir las salidas

^-~"*"~7--^ /^ ^v Leer las enlradas

Efectuar ei programa de usuario

Procesar las peticiones de comunicación. Fig. U.- Ciclo de una CPU

36

HOJA Oí. TECNOLOGÍA ESPECIFICA

SE1MAT1 ZLCN - PERÚ


a.-Leerlasentradasdigitales

CONTROLISTA DE MAQUINAS ] Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.T.E.

IB/47

d. Efectuar el Autodiagnóstico de las CPU

Al principio de cada ciclo se leen los valores actuales de las entradas digitales y se escriben luego en la imagen del proceso de las entradas.

Durante el auto diagnóstico se comprueba el firmware de la CPU y la • memoria del programa (sólo en modo RUN), así como el estado de los módulos de aplicación.

La CPU reserva un espacio de la imagen del proceso de las entradas en < .- Escribir las salidas digitales incrementos de ocho bits (un byte). Si Al final de cada ciclo, la CPU escribe la CPU o el módulo de ampliación no los valores de la imagen del proceso de proporcionan una entrada física para las salidas en las salidas digitales . coda bit del byte reservado, no será La CPU reserva un espacio de la posible asignar dichos bits a los imagen del proceso de las salidas en módulos siguientes en la cadena de incremento de ocho bits (un byte). Si la E/S o utilizarlos en el programa de CPU o el módulo de ampliación no usuario. Al comienzo de cada ciclo, la proveen una salida física para cada bit CPU pone a O estos bits no utilizados del byte reservado, no será posible en la imagen del proceso. No obstanasignar dichos bits a los módulos te, si ia CPU asiste varios módulos de siguientes en la cadena de E/S. ampliación y no se está utilizando su No obstante, los bits no utilizados de ia capacidad de E/S (porque no se han imagen del proceso de las salidas se instalado los módulos de ampliación), pueden usar como internos adiciónalos bits de entrada de ampliación no les. utilizados se pueden utilizar como • marcas internos adicionales. La CPU no actualiza automáticamente las salidas analógicas como parte del La CPU no actualiza automáticamente ciclo y no ofrece una imagen del las entradas analógicas como parte proceso para los mismos. A ¡as salidas del ciclo y no ofrece una imagen del analógicas se debe acceder directaproceso para las mismas. A las mente desde el programa de usuario. entradas analógicas se debe acceder directamente desde el programa de usuario.

f. Interrumpir el ciclo Si se utilizan interrupciones, las rutinas asociadas a los eventos de interrupción se almacenan como parte del programa. Las rutinqs de interrupción no se ejecutan como parte del ciclo, sino sólo ocurre el evento (en cualquier punto del ciclo). La CPU procesa las interrupciones según su prioridad y después en el orden que aparecen.

b.- Ejecutar el programa Durante una fase del ciclo, la CPU ejecuta el programa desde la primera operación hasta la última ( = finalizar programa). El control directo de las entradas y salidas permite acceder directamente a las mismas mientras se ejecuta el programa a una rutina de interrupción. c.- Procesar las peticiones de comunicación Durante ésta fase del ciclo, la CPU

r r r

procesa ¡os mensajes que haya recibido por inferíase de comunicación . 37

[ CONTROLISTA DE MAQUINA


[ Y PROCESOS INDUSTRIALES -I


ZLCN - PERÚ

H.T.E.

19/47.1

4.- Direccionamiento De Entradas /Salidas a.- Nano TSX El direccionamiento de una entrada / salida se define por las siguientes características:

I6Q Símbolo

001

I = entrada Q = Salida

0: autómata de base o extensión 1: extensión de

Punto

= Número de vía

las E/S Autómata de base Y.I0.3

Extensión cié las E/S

1

I tolll2Í3Í4Í5tel7l8Í9Him¡-

fll I I I I I ÍDÍll2!3l4l5lsl7l8l8llllllllillÍf]

L JlcUHI;lilcí4li!il;lclllclil I I PM'Í

láiiilililcIJsItMdilcli

Fig. 27. PLC NANO TSX

b. MICROLOGIX1000

1:0/6

1:0/2

Q NOT USED

NOT AC USED COM

QQ 1/0

1/1

10

I/3

AC COM

- ENTRADAS IH

MICROLOGIX 11

'{M 13N \^l

VCA ycc

VCA M vcc

0/1

I/5

l«

I/7

1/8

1/9

1000

VCA VCC OB

VCA VCC

0/3

VC* VCC 014

0/5

nnn

- SALIDAS

iwí W Wí

O:0/0

O:0/4

Fig. 28 PLC MICROLOGIX 1000

38



- PERÚ

CONTROLISTA DE MAQUINAS 1 Y PROCESOS INDUSTRIALES I

H.T.E.

20/47

c.-Simat¡cS7-200

Q1.0

Q0.3

O

<90
01

0.2

0.1

«

2L

SIMATIC

Q.<

SALIDAS

O,

S7 - 200

ENTRADAS

10.1

11.0

F¡g.29.- PLC SIMATIC S7-200

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CONTROLISTA DE MAQUIh"?) Y PROCESOS INDUSTRIAL,.;.


SEÑAR ZLCN - PERÚ

—,--....-. r.


5.- Lenguajes de Programación

Desde el punto de vista del procesador, un programa es un conjunto de instrucciones o proposiciones bien definidas que le dicen lo que tiene que hacer. Cada instrucción le indica: Que operación realizará a continuación.

•

De donde obtendrá los datos que necesita para realizarla

•

Donde guardará los resultados de la operación.

-

---

debido a su fácil descripción de las instrucciones que ha de ejecutar el procesador; en algunos casos, agrupando varias instrucciones y dando un solo nombre al conjunto,-de tal forma que la lista de operaciones se reduce considerablemente, resultando fácil la compresión y resolución de problemas. También varios cientos de instrucciones simples se pueden expresar con una lista de una cuantas líneas.

5.1.- Introducción

•

"

H.T.E.

Finalmente, a la acción de realizar un programa se le conoce como programación.

Desde el punto de vista del usuario, un programa son las especificaciones de un conjunto de operaciones que debe llevar a cabo el procesador para lograr resolver una determinada tarea.

A menudo, el lenguaje de programación se denomina Software de programación cuando se emplea el término genérico, a fin de distinguirlo del Hardware.

Un programa se escribe en lenguaje de programación, estos lenguajes permiten simplificar la creación de programas

- Programa de sistema y programa de aplicación o de usuario.

Se define dos tipos de programas:

PROGRAMAS \

Programas de Api cación

Programas del Sistema

Lenguaje de programación

Linojia uto má quina

,i

r~

1

ll

10 11 O0i

O0

-

;

-

P

Tareas de automatización

n Interna «itrol

í

•

1 i

Memoria ROM

CPU 1

Unidad Control

Memoria '

RAM

i!

í

Figura 30. Tipos de programas utilizados por el PLC

40

/

CONTROUSTA DE MAQUINAS ] Y PROCESOS INDUSTRIALES J


SENAT1 ZLCN - PERÚ


En la presente unidad ¡nstruccional, nos ocuparemos de los programas de aplicación o de usuario. Hace algunos años existían tantos lenguajes de programación para PLCs como fabricantes de estos aparatos. Este problema va siendo superado en la actualidad gracias a la vigencia y aceptación que viene teniendo la norma internacional IEC 1131- 3. Esta norma es la primera a nivel internacional que se ocupa del tema de los lenguajes de programación de PLCs. La aceptación que ha tenido ésta norma es tan grande que ha dado lugar a la formación en 1992 de un organización denominada PLC Open cuya finalidad es la promoción de la norma IEC 11 31. PLC'"Open es una organización que congrega a los principales fabricantes de PLCs pero mantiene una total independencia de productos y fabricantes específicos. La norma IEC 1131 - 3 distingue dos tipos

de lenguajes de programación: lenguajes gráficos y lenguajes textuales, y dentro de cada uno de estos tipos estandariza los siguientes: Lenguajes Gráficos: •

- Carta de funciones secuenciales (SFC o Grafcet)

•

- Diagrama de escalera (Ladder)

•

- Diagrama de bloques de funciones (FBD Lenguajes Textuales:

•

-Lista de instrucciones

. -Textoestructurado

5.2

Lenguajes Gráficos

Este tipo de lenguajes es tradicionalrhente utilizado en los PLC. A) Diagrama de escalera (Ladder) Este lenguaje gráfico asemeja a los circuitos de contrql de la lógica eléctrica a reíés (Lógica cableada).

LS1 %I0,0 l|

PB1 %I0.2 u

- - r-

¡:

LS2 %I0.1 II !I

A)Lógica de relés

r r

CR1

M1

%I0.4 II ;•

%Q0.4 ' ^—

SS1 %I0.7 II nr

BjDiagrama de escalera

Fig. 31.- Lógica de relés Vs Diagrama de escalera

r-

22/47

H.T.E.


SEIMAT1 ZLCN - PERÚ

I CONTROUSTA Oí MAQUINAD Y PROCESOS INDUSTRIALEr


En las figuras anteriores, se ilustra el esquema de cableado simplificado de un circuito de lógica de relés y su equivalente en diagrama de escalera. Obsérvese que en diagrama de escalera, todas las entradas asociadas con un dispositivo de conmutación en el esquema de lógica de relés se muestran en forma de contactos, ia bobina MI queda representada por un símbolo de bobina. Las referencias que aparecen encima de cada símbolo de contacto / bobina indica la ubicación de las conexiones de entrada /salida externas en el autómata.

23/47 I

H.T.E.

Las principales funciones que éste lenguaje permite implantarson los siguientes: •

Lógica booleana

•

Conteoytemporización

•

Comparaciones aritméticas

•

Calculo aritmético

•

Cálculo booleano sobre palabras de 16 bits

.

Transferencia de datos

.

Conservaciones de códigos (ascii- bcd - binario)

. Comunicación serial Un diagrama de escalera se compone de . Algoritmos de regulación PID una serie de instrucciones gráficas específicas, relacionados entre sí, y situadas entre las dos barras verticales que representan el potencial.

Ejemplo:

Desarrollar en lenguaje ladder, el encendido y apagado de una lámpara (los pulsadores son normalmente abiertos).

%Q0.0

%I0.0 A) Nano TSX - 07 (TELEMECANIQUE)

%Q0.0

0:0

B) Micrologix 1000 (ALLEN BRADLEY)

10.0

C) Simatic 57 - 200 (SIEMENS)

10.1

Q0.0

-( Q0:0

Fig. 32. Diagramas Ladder

>-


seiss/sn



TLCN - PERÚ

H.T.E.

24/47

B) Carta de Funciones Secuenciales (Grafcet) Es un lenguaje de tipo gráfico orientado a las aplicaciones de carácter secuencial, las cuales quedan muy claramente descritas en términos de etapas y transiciones. Las etapas representan las acciones a realizarse y las transiciones las condiciones que deben cumplirse para ir realizando las acciones. Las acciones y condiciones se pueden programar en cualquiera de los otros lenguajes definidos por la norma.

%M10 4

#

5 4

LD

%I0.7

#

6 5

LD #

%M15 7

b. Grafcet Lista de instrucciones

a. Grafcet gráfico -WT

LD #

ID

^ —

4 5

V.,0.7

6

_

(«1—

c. Grafcet (lenguaje de contactos)

13

Fig. 33.- Diagramas en Grafcet

C) Diagrama de bloques de funciones (FBD) Este lenguaje remeda gráficamente las tarjetas electrónicas basadas en puertas lógicas AND, OR, etc. Entrada 1

r-

rt~* r/->

r r

Entrada 2

Salida 1

Entrada 3

Fig. 34.- Representación de una puerta lógica (OR) utilizada en bloque de funciones. 43

CONTROUSTA DE MAQUIS Y PROCESOS INDUSTRIALco


SEJMAT1


ZLCN - PERÚ

H.T.E.

25/>

5.3. LENGUAJES TEXTUALES Este tipo de lenguaje presenta dos tipos totalmente diferentes en cuanto al nivel y tipo de aplicaciones A).-Lista de instrucciones Este tipo de lenguajes permite desarrollar programas de tipo secuenáal mediante una lista de instrucciones codificadas. Cada fila de programa tiene un número generado de forma automática, un código de instrucción y un operando tipo bit o palabra. Ejemplo de instrucción:

003

LD

% 1 0. 1 Operando

Código de Instrucción

El programa en lenguaje lista es una serie de expresiones lógicas escritas en forma de secuencias de instrucciones booleanos.

Ejemplo:

Lenguaje de Lista

Lenguaje Ladder

%10.0 I! I1 %Q0.0

%I0.1 ' !>

%Q0.0 ' ^

000 001

%Q0.1 I ( )

002 003 004 005

LD

% 10.0

ÓR ANDN ST ST END

% Q0.0 %I0.1 % Q0.0 %Q0.1

B) Texto Estructurado

Es un lenguaje de alto nivel y estructurado, incluye las típicas sentencias de selección (IF - THEM - ELSE) y de interacción (FOR, WHILE y REPEAT), además de funciones específicas para aplicaciones de control es ideal para aplicaciones en las cuales hay que realizar cálculos matemáticos elaborados, emular protocolos, etc.


SeiMATI


ZLCN - PERÚ

6.-INSTRUCCIONES BÁSICAS


H.T.E.

]

26/47

Contacto Normalmente Cerrado

6.1 .-Instrucciones de bit

Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado está desactivado (0), entonces la instrucción se evalúa como verdadera.

Estas instrucciones funcionan en un solo bit de datos. Durante la operación, el procesador puede establecer o restablecer el bit, en base a la continuidad lógica en los reglones de escalera. Usted puede direccionar un bit tantas veces como lo quiera su programa.

Cuando se ejecuta la instrucción si el bit direccionado está, activado (1), entonces la instrucción se evalúa como falsa. Estado de dirección del bif

Las instrucciones del bit se usan en los siguientes archivos de datos:

0 1

Instrucción Verdadero

Falso

•

Archivos de datos de salida y entrada. Estos representan salidas y Símbolo: —Jp] — Telemecanique y Siemens entradas externas. Alien Bradley • Archivos de datos de estado .

Archivos de datos de bit (% Mi). Estas son las bobinas internas usados en su programa.

•

Archivos de datos de temporizador, • contador y registro (% TM¡, % Ci, % Ri). Estas instrucciones usan varios bits de control.

•

Flancos Ascendentes y Descendentes '"•

El contacto flanco ascendente permite que fluya la corriente durante un ciclo cada vez que se produce un cambio de O a l (de"Off"a"On°).

Archivos de datos enteros. Símbolo: —| p |—Telemecanique y Siemens

Contacto Normalmente Abierto

—]OSR[— Alien Bradley

Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado está activado (1), entonces la instrucción es avaluada como verdadera. Cuando se ejecuta la instrucción, si el bit direccionado está desactivado (0), entonces la instrucción se evalúa como falsa. Estado de dirección del bit

0 1

c, , , Símbolo:

- Tiempo Resultado booleano

- Tiempo

El contacto flanco descendente permite que fluya la corriente durante un ciclo cada vez que se produce un cambio de 1 a O (de "on" a "off").

Instrucción Falso

Verdadero

. 1 1— Telemecanique y Siemens

• -; 1|\|| ¡ - Telemecanique y Siemens

E" Alien Bradley

r r r-

r r

10.0 Resultado booleai

45

•"Tiempo 1 ciclo autómata •-Tiempo

*% SENATI

HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECIFICA CONTROLADORES PROGRAMABLES

ZLCN - PERÚ

í CONTROLISTA DE MAQUINAS' [ Y PROCESOS INDUSTRIALES 1

H.T.E.

27/47,

AaUADORES - Activación Salida : cuando se asigna una dirección a esta instrucción, que corresponde a la dirección de una salida física, el dispositivo de salida cableado a este borne de salida se activa cuando se establece el bit. Cuando las condiciones de reglón se hacen falsas (después de ser verdaderos), el bit se desactiva y el dispositivo de salida correspondiente, se desactiva. Símbolo:

(

)—

%Q0-0 I %Q0-0

%l0-0

Ejemplo:

%I0-0 Enclavamiento y desenclavamiento de salida Símbolo:

Ejemplo:

(

s

)

—(

R

)— y Siemens

Telemecanique

%I0-0

%Q0-0 %Q0-! -( R h

%Q0-

%I0-0

Se propone 3 tipos de temporizadores:

6,2.- Bloques Función A.-Tempor¡zadores a.Temporizadordel NanoTSX

%TM i

IN TYPE TB ADJ %TM i.P

—( L )— Alien Bradiey

Q TON 1 Min Y 9999

Bloque temporízador

-TON: este tipo de temporizadorpermite gestionar los retardos de conexión. Este retardo es programable y puede ser modificada o no por el terminal. -TOF: Este tipo de temporizador permite gestionar los retardos de desconexión. Este retardo es programable y puede ser modificado o no por el terminal. - TP: Este tipo de temporizador permite elaborar un'impulso de duración precisa. Esta duración es programable y puede ser modificado o no por el terminal.

^


SEÑAD ZLCN • PERÚ

CONTROLADORES

PROGRAMABLES

CONTROL1STA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E.

28/47

Características:

r r

Número de temporizador

%TM¡

de 0 a 31

Tipo

TON TOF TP

• • •

Base de tiempo

BT

1 min(por defecto), 1 s, 1 OOms, 1 Orns,l ms (para TM0 y TMi) . Cuanto más corta es la base de tiempo, mayor es la precisión de! temporizador.

Valor actual

%TMi.V

Palabra que crece de 0 a % TMi. P en e! transcurso del temporizador. El programa puede leer y comprobarlo pero no escribirlo.

Valor de Preselección

%TMi. P

0 < % Tmi. P < 9999. Palabra que el programa puede leer, comprobar y escribir. Por defecto su valor es 9999. La duración o retardo elaborado es igual al % TMi.PxBT.

Ajuste por terminal

O/N

O: posibilidad de modificación del valor de preselección %TMi P en modo de ajuste . N: sin acceso en modo de ajuste.

Entrada (o instrucción) "Activación"

IN

En flanco ascendente (Tipo TON o TP) o flanco descendente [tipo TOF), arranca el temporizador.

Solida "Temporizador"

Q

Bit asociado % TMi.Q, su puesta a 1 depende de la función realizada TON, TOFoTR

Retardo a la conexión (por defecto) Retardo en la desconexión Monoestable


SENAT1


ZLCN - PERÚ

CONTROUSTA DE MAQUINAS | Y PROCESOS INDUSTRIADO I

H.T.E.

b. Temporizador del Micrologix 1000

—TEM. A LA CONEXIÓN —(DN) TEMP T4: i BASE DE TIEMPO 1 PRESET ACUM

Se presentan tres tipos de temporízadores: . TON: retardo a la conexión . TOF: retardo a la desconexión . RTO: temporizador retentiva.

Bloque Temporízador

Cada dirección de temporizador consta de un elemento de tres palabras. La palabra 0esla palabra de control, la palabra 1 almacena el valor acumulado 15

14

13

Palabra 0

ENTT DN

Palabra 1

valor preseleccionodo

Palabra 2

valor acumulado

uso interno

EN = Bit de habilitación del temporizador TT = Bit de temporización del temporizador DN= Bit de efectuado del temporizador. Introducción de parámetros • Valor acumulado (ACC).- Este es el tiempo transcurrido desde que el temporizador fue restablecido por última vez. Cuando está habilitado, el temporizador actualiza este valor continuamente.

un dispositivo de salida. Los valores preseleccionados y acumulados van desde 0 hasta + 32767. Sin un valor preseleccionado o acumulado del temporizador es un número negativo, se produce un error de tiempo de ejecución.

• Valor p r e s e l e c c i o n a d o ( P R E ) . Especifica el valor que el temporizador debe alcanzar antes que el procesador establezca el bit de efectuado. Cuando el valor acumulado se hace igual o mayor al valor preseleccionado, se establece el bit de efectuado. Este bit puede utilizarse para controlar

Base de tiempo.- La base de tiempo determina la duración de cada intervalo de base de tiempo. La base de tiempo es seleccionable 0,01(10ms) segundos ó 1,0 segundos. Ejemplos de direccionamiento:

T4:0/l5 T4-.0/14 T4:0/l3

ó T4 : 0/EN ó T4 : 0/TT ó T4 : 0/DN

Bit de habilitación. Bit de temporización del temporizador Bit de efectuado

T4 : 0.1 T4 : 0.2

ó T4 : 0. PRE Valor preseleccionado del temporizador ó T4 : 0. ACC Valor acumulado del temporizador. 48

HOJA DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA CONTROLADORES PROGRAMABAS

ZLCN - PERÚ

CONTROIISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E.

30/47

c. Temporizador SIMATIC S7-200 TXXX

Bloque Temporizador

Operandos:

Las operaciones temporizador de retardo a la conexión y tempórizador de retardo a la conexión memorizado empiezan a contar hasta el -valor máximo al ser habilitados. Si el valor actual (TXXX) es mayor o igual al valor de preselección (PT), se - activa el bit de temporización. Cuando se inhibe la operación, el temporizador de retardo a la conexión se pone a 0, en tanto que el temporizador de retardo a la conexión memorizado se detiene. Ambos temporizadores se detienen al alcanzar el valor máximo.

TON T32, T96

TXXX:

1 ms 10, T64 lOms

TI a T 4 T33 a T3Ó T65 aT68 T97aT100 • T5aT31 T37 a T63 T65 a T95 TI 01 aT255 Vw, T, IW QW, MW; SMW, AC, C, AIW, constante, *VD, *AC, SW.

lOOms

PT:

Ejemplos: Usando temporizador de 1 ms T32 Q0.0 -tf~

3000Q0.0

T32

-(END)

Usando temporizador de lOms T33

Q0.0 300-

r~

TONR

T33

r(END)

49


SENAT1


ZLCN - PERÚ

CONTROUSTA DE MAQUINA; Y PROCESOS INDUSTRIALES '

H.T.E.

31/47,

Funcionamiento de los temporizadores •

Temporizadorde retardo en la conexión: tipo TON

Al dar una señal de entrada, se activa el temporizador. Su valor actual % TMLV crece desde 0 hasta % TMi. P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo. La salida del temporizador se activa cuando el valor actual alcanza %TMi.R Luego se mantiene mientras no se elimine la señal de entrada. •

Temporizadorde retardo en la desconexión: tipo

i

Al dar una señal de entrada al temporizador, el valor actual % TMi. V toma el valor 0 (aunque el temporizador esté en curso de evolución). El temporizador se activa cuando se elimina la señar de entrada. El valor crece hasta % TMi. P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo. El bit de salida % TMi. Q pasa a 1 al detectar una señal de entrada IN y pasa de nuevo a 0 cuando el valor actual alcanza % TMi. P. •

Temporizador monoestable: tipo TP

i.p

Temporizador dor

.V

4ÜÜ9I

IN

Al dar una señal de entrada, se activa e! temporizador actual % TM¡. V cree© de 0 hacia % TMi. P en una unidad a cada impulso de la base de tiempo. El bit de salida % TMi. Q pasa a 1 cuando el temporizador se activa y pasa de nuevo a O cuando el valor actual alcanza % TMi. R 50

*% SENATI


ZLCN - PERÚ



H.T.E.

32/47

B. Contadores a.- Contador del Nano TSX El boque de función contador / descontador realiza el contaje y descontaje de eventos, estas dos operaciones que pueden ser simultáneas.

Bloque confador/descontador Características

Número de contador

%C\

de 0a 15

Valor actual

%C\.V

Palabra aumentada o disminuida en función de las entradas (o de las instrucciones) CU y CD. El programa puede leerla, comprobarla pero no escribirla .

Valor de preselección

% Ci. P

0
O/N

Q: posibilidad de modificar el valor de preselección en modo ajuste N; no se puede acceder en modo ajuste.

Ajuste por terminal

r r

Entrada (o instrucción) Reinicialización a 0

R

Entrada o instrucción Preselección

S

Enestadol:%Ci.V=0 Enestadol:%Ci.V = %Ci.P

Entrada (o instrucción) Contaje

CU

Entrada (o instrucción) Descontaje

CD

Salida desbordamiento

E (Empty)

El bit asociado % Ci. E=l, cuado el descontaje % Ci. V pasa de 0 a 9999 (puesta a 1 cuando % Ci. V es igual a 9999, y de nuevo a 0 si el contador sigue descontando)

Salida de preselección Alcanzada

D (Done)

El bit asociado % Ci. D= 1, cuando % Ci. V= % Ci. R

Salida desbordamiento

F (Full)

El bit asociado %Ci. F=l, cuando el Ci. V pasa de 99VV a 0 (puesta a 1 cuando % Ci. V es igual a 0 y de nuevo a 0 si el contador continua contando).

Aumenta %Ci.V en flanco ascendente. Disminuye % Ci. V en flanco ascendente.

51


SENATI


ZLCN - PERÚ

f CONTROUSTA DE MAQUINA [ Y PROCESOS INDUSTRIALES J

[ a,

|

33/4.

b. Contador del Micrologix 1000

—(CU)— CONTADOR + Contador C5:i —
CONTADOR Contador C5:i —
CTU: Cuando el contador recibe una señal de entrada, el valor acumulado es incrementado en un valor de uno. El valor acumulado se retine después que se elimina la señal de entrada o cuando la alimentación'del procesador se retira y luego se restablece. CTD: Cuando el contador recibe una señal de entrada, el valor acumulado decrementa en un valor de uno. El valor acumulado se retiene después que se elimina la señal de entrada o cuando la alimentación del procesador se retira y luego se restablece.

ReseL:-(RES), . Use una instrucción RES para restablecer un temporizador o contador. Cuando la instrucción RES es ejecutada, restablece los datos que tienen la misma dirección que la instrucción RES. Uso de un instrucción RES para un:

El procesador restablece el :

Temporizador (No use una instrucción RES con una instrucción TOF)

Valor Bit Bit Bit

Contador

Valor Acc en 0 Bit OV Bit UN Bit DN Bit CU Bit CD

Control

Valor Pos en 0 Bit EN Bit EU Bit DN Bit EM ER Bit Bit UL IN y FD van al último estado

52

ACC en 0 DN TT EN


SEfMAn


ZLCN - PERÚ

-


34/47

H.T.E.

c. Contador de SIMATIC S7-200 cxxx

Bloque contador

La operación contar adelante (CTU) empieza a contar hasta el valor máximo cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante (CU). Si el valor actual (Cxxx) es mayor o igual al valor de preselección (PV), se activa el Bit de contaje (Cxxx). El contador se inicializa al activarse la entrada de desactivación (R). La operación Contar adelante/atrás (CTUD) empieza a contar adelante cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante (CU). Por el • contrario, empieza a contar atrás cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje atrás (CD). El contador se inicializa al activarse la entrada de desactivación (R). Operandos : Cxxx : 0 a 255 PV : VW, T, C, QW, IW, MW, SMW, AC, AIW, constante, *VD, *AC, SW.

"*

Operaciones de contaie •

-La operación contar adelante (CTUl empiezo a contar adelante a partir del valor actual cuando se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante. El contadorse ¡niáaliza cuando se activa la entrada de desactivación o al ejecutarse la operación poner a 0. El contador para de contar cuando se alcanza el valor máximo (32767).

•

La operación contar adelante / atrás (CTUD) empieza a contar adelante a partir del valor actual cuado se produce un flanco positivo en la entrada de contaje adelante. El contador se ¡nicializa cuando se activa la entrada de desactivación o al ejecutarse la operación poner a 0. Cuando se alcanza el valor máximo (32767), el siguiente flanco positivo en la entrada de contaje adelante invertirá el contaje hasta alcanzar el valor mínimo (-32768). Igualmente, cuando se alcanza el valor mínimo (32768), el siguiente flanco positivo en la entrada de contaje atrás invetirá el contaje hasta alcanzarel valormáximo (32767).

Cuando se inicializa un contador con la operación ponera 0, se desactivan tanto el bit de contaje como el valor actual del contador.

r r rf~ r~ r r r

C48

11

CU

10.3 i¡ 10.2 11

CD R PV

4

53

CTUD

f CONTROUSTA DE MAQUINAS5"" [ Y PROCESOS INDUSTRIALES ].


SENAT1


ZLCN - PERÚ

35/47

H.T.E.

C. Programador Ciclico (DRUM CONTROLLER) PLC Nano TSX

Bloque de programador Cíclico

Con un principio de funcionamiento similar al programador de levas, el programador cíclico cambia de paso en función de eventos exteriores. A cada paso, el punto alto de una leva da una orden ejecutada por el automatismo. En el caso de un programado cíclico, estos puntos altos se simbolizan por un estado 1 al nivel de cada paso y son asignados a bits internos de salida %Q¡.¡ o a bits internos % Mi llamados bits de orden.

Características Núme Numero de paso en curso

%Dri

0a3

%Dri. S

0=%Dri.S¿7. Palabra que puede leerse y comprobarse. Sólo puede escribirse en el programa a partir de un valor decimal inmediato. 1 a 8 (por defecto)

Número de pasos Entrada (o instrucción) "Regreso al paso 0"

R (reset)

En el estado 1, inicializa programador al paso0.

Salida

F(FULL)

Indica que el último paso definido está en curso. El bit % Dri. F asociado puede ser comprobado (% Dri. F=ls¡ % Dri. S = Número de pasos configurados -1)

Bits de orden

Ejemplo:

el

Salidas o bits internos asociados al paso (1 6 bits de orden).

Número de pasos: 4 Los estados de las salidas para cada paso del programador: Q0.01234 Paso 0 00000 110000 2 01000 3 00100

• Asignación de los bits de orden: 0 : % Q0.0 1 :%Q0.1 2 : % Q0.2 3 : % Q0.3 4 : % Q0.4 54

%Q0.8



SENAT1


ZLCN - PERÚ

6.3.- Instrucciones de comparación

<

a. Nano PLC TSX

<=

Las instrucciones de comparación permiten comparardos operandos. > : Verifica si el operando 1 es mayor al operando 2 >= : Verifica si el operando 1 es mayoro igual al operando2

= o

36/47

H.T.E.

: Verifica si el operando 1 es menor al operando 2 : Verifica si el operando 1 es menor o igual al operando 2 : Verifica si el' operando 1 es igual al operando 2 : Verifica si el operando 1 es diferente al operando 2.

%Q0.0

Ejemplos: %I0.2 11

%Q0.4

—| %Mw30=%MW40 1—1 "

b.- Micrologix 1000 Instrucción Numérico Nombre

Propósito

EQU

Igual

NEQ

Diferente

Probars dos valores son ¡guales Probars un va or no es igual a un segundo valor.

LES

Menor que

Probarsi un valores menor que un segundo valor.

LEQ

Menor o Igual que

Probarsi un valor es menor o igual que un segundo valor

GRT

Mayor que

Probars un valores mayor que un segundo valor.

GEQ

Mayor o igual que

Probarsi un va ores mayoro igual que un segundo valor.

MEQ

Máscara

Probar porciones de dos valores para ver si son iguales. Compara datos de 1 ó bits de una dirección de fuente a datos de 1 ó bits en una dirección de referencia.

LIM

Test. Lim

Probar s¡ un valor está dentro de un rango límite de otros dos valores.

Ejemplo: IGUAL Fuente A Fuente B

0:0

T4: 0 5

'H

c. Simatic S7 - 200 La operación comparar se usa para comparar dos valores: ni y n2. comparar ni =n2,nl> = n 2 y n l < = n2 Ejemplos:

Vw4 > =¡ VW8 T36 _

r r r

p

500

Q0.3

Se puede

CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIAL"


SE1MAT1


ZLCN - PERÚ

H.T.E.

6.4 .- Bits de Sistema -os bits de sistema indican los estados del autómata o permiten controlar su funcionamiento. Estos bts pueden comprobarse en el programa de usuario para detectar todos los eventos de funcionamiento que deben implicar un procedimiento particular de tratamiento. Algunos deben ponerse en su estado inicial o normal desde el programa. Sin embargo, los bits de sistema que se pone a su estado inicial o normal desde el sistema no deben ponerse desde el programa o el terminal. Acontinuación mostraremos algunos de ellos. a..'LC NANO TSX

BIT

Función

Designación

%S0

Rearranque en frío

Normalmente en 0, pasa a 1 por: • Restablecimiento de la alimentación con pérdida de datos (fallo de batería) • Programa de usuario • Terminal (modo ajuste) Este bit se pone a 1 durante el primer ciclo completo. Volverá a ponerse a 0 antes del ciclo siguiente

%S1

Rearranque en caliente

Normalmente en 0, se pone a 1 por : • Restablecimiento de alimentación con salvaguarda de datos. • Programa de usuario. • Terminal (modo ajuste) El sistema lo pone a 0 al final del primer ciclo completo y antes de la actualización de las salidas.

Bases de tiempo lOms lOOms 15 1 min

Bits cuyo cambio de estado temporiza en reloj interno. Son asíncromos en relación al ciclo del autómata.

%S4 %S5 %SÓ %S7

b. Micrologix

Ejemplos: %S4

.,

,

,

,

,

,

5 ms 5 ms

1000

Bit

Clasificación

5:1/15

Primera pasada

Designación Use este bit para inicializar su programa tal como lo requiere la aplicación. Cuando este bit es establecido por el procesador, indica el primer escan del programa de usuario está en progreso (después de la activación en el modo de MARCHA o de la entrada al modo de marcha o de la entrada al modo de marcha REM o prueba REM). El procesador resetea esta bit después del primer escan. Este bit se establece durante la ejecución de la rutina de fallo de protección de arranque. 56

37/'


SESMATI


ZLCN - PERÚ

Base de tiempo

H.T.E.

Designación

Bit | Clasificación

S:4

f CONTROLISTA DE MAQUINAS] [ Y PROCESOS INDUSTRIALES j

El Procesador evalúa los 1 ó bits de esta palabra. El valor de esta palabra se convierte en cero al momento de la activación en el modo de marcha, o a la entrada al modo de marcha REMo prueba REM. De allí en adelante, el valor se incrementa cada 1 Oms. Noto de aplicación: Usted puede escribir cualquier valor en 5:4. Este empezará a incrementara partir de este valor.

Puede usar cualquier bit individual de esta palabra en su programa de usuario como un bit de reloj de ciclo de servicio de 50%. Las velocidades de reloj para S: 4/0 a S: 4/15 son:

20,40,80,160,320, 640,1280,2560,5120,10240, 20480, 40960, 81920, 163840, 367680, y 655360ms. Ejemplos: El bit 5:4/3 conmuta cada 80ms, produciendo un velocidad de reloj de 1 óOms. Para mantener la presión de esta bit en su aplicación, !a instrucción que use al bitS: 4/3 (O: 1/0 en e¿te caso) dice ser evaluada por lo menos una vez cada 79.999ms ,160

c. Simatic 57 -

200 Designación

• Bit S de marcas

SM0.0

Este bit siempre esta activado.

SM0.

1

Este bit se activa en el primer ciclo.

SM0.

4

Este bit ofrece un reloj que esta activado durante 30 segundos, siendo el tiempo de ciclo de minuto. Ofrece un retardo fácil de utilizar o un tiempo de reloj de 1 minuto.

SM0. 5

Este bit ofrece un reloj que está activado durante 0,5 segundos y desactivado durante 0,5 segundos, siendo el tiempo de ciclo de 1 segundo.

SM0.

6

Este bit es un reloj de ciclo que está activado en un ciclo y desactivado en el ciclo siguiente.

r r

57

38/47

I CONTROLISTA OE MAQUINA Y PROCESOS INDUSTRIALES -I


SEÑAD


ZLCN - PERÚ

H.T.E.

39/4/J

6.5.- Reloj de Tiempo Real PLC Nono TSX El programadortemporal permite controlar las acciones en horas y fechas predefinidas o calculadas. Se puede utilizar hasta 1 6 bloques horarios que realizan cada uno esta función. Estos bloques no necesitan ninguna introducción de programa; son configurables. Características Número de bloque horario

RTC:n

Salida

Q:

Asignación de la salida activada por el reloj calendario: %Mio%Q¡.K Esta salida pasa al estado 1 cuando la fecha y hora actuales están comprendidas entre las marcas de inicio de período activo y los de fin de período activo.

JJ:MMM

Indica el día (1 a 31) y el mes (enero a diciembre) del inicio de validación del reloj calendario.

Fecha de inicio

n = 0a 15

Fecha fin

JJ:MMM

Indica el día {1 a 31) y el mes (enero a diciembre) del fin de validación del reloj calendario.

Día

LMMJVSD

Indica los días de activación (L: Lunes .... D: Domingo).

Hora de inicio

hh:n

Indica las horas (0 a 23) y minutos (0 a 59) el inicio de activación del reloj calendario.

Hora fin

hh:mm

Indica en horas (0a 23) y minutos (0a 59) el fin de activación del reloj calendario.

La palabra de sistema %-SWl 14permite validar con los bits (al) o inhibir (a0) el funcionamiento de cada uno de los bloques. %SW114

T reloj calendario N° 1 5 Ejemplos: RTC 6: reloj 6

. Q : % Q0.2 • 21 - Jun —f 21Sept

. L.M.V . 21:00-22:00

RTC: 6

Reloj calendario N° 0 Q:%Q0.2

21-Jun -» 21 Sept L-M-V 21:00 - 22:00

%I0«0

H

%SW114:x6



SENAT1


UCN - PERÚ

H.T.E.

6.7.- Operaciones Básicos 1.-Función AND (o función "Y"), dos o más contactos en serie Esquema eléctrico: Diagrama ladder: I %I0.1

%I0.2

%Q01

[ni—u—( h-|

2.- Función AND NOT (ANDN) Esquema eléctrico:

Diagrama ladder: %I0.2 ""0.1 %' I—

P

%Q0.1

3-- Función OR (Función "O"), dos o mas contactos en paralelo Esquema eléctrico: Digrama ladder: K1

-o %I0.2

HH 4.- Función OR NOT "ORN" Esquema eléctrico:

Diagrama ladder: %Q0.1

S1

'xf

r r

H

40/47

3

CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIAL.


SEIMAT1

CONTROLAOORES PROGRAMABLES

ZLCN - PERÚ

H.T.E.

6.8.- Memorias Internas Son memorias del tipo dinámica, es decir por asignación y se usa cuando se tiene combinaciones binarias muy complejas, donde es necesario memorizarlas a fin de poderlos consultar a lo largo del programa. Uno memoria interna se considera desde el punto de vista técnico como una salida virtual, esto quiere decirque no se exterioriza. Ejemplo: Memoria interna.

. NanoTsx . SIMATICS7-200 . MICROLOGIX 1 000

%M0 M0.0 B3:0

Las ventajas del uso de las memorias son: • Simplificarla programación. • Emplear menor memoria para el programa del usuario. • Una mejorvisión en la interpretación del programa. • Proporciona un mejordiagnóstico de fallos del programa, etc. Ejemplo: CIRCUITO DE MANDO

S3[-\

CIRCUITO EQUIVALENTE SIMPLIFICADO

S4f-\ S5[J

.

S2 E-

K1

DIAGRAMA LADDER %I0.0

%I0.2

%Q0.0

CONTROUSTA DE MAQUINAS | Y PROCESOS INDUSTRIALES J


S6NAT1


ZLCN - PERÚ

42/47

H.T.E.

6.9.- Comunicación entre autómatas Las palabras % IW y %QW permiten el intercambio de información entre autómatas. La siguiente figura muestra para cada autómata las palabras intercambiadas.

%IW2.0 %IW2.1 %QW2.0 %QW2.1 %IW3.0 %IW3.1 %QW3.0 %QW3.1

Extensión autómata N°3

Extensión autómata N°2

Autómata de base

Extensión autómata Na4

%QWO.O %QW0.1 %IWO.O %IW1 .0 %QWO.O %QW0.1

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~->

%QWO.O

%IW4.0 %ÍW4.1 %QW4.0 %QW4.1

%QW0.1

%iwo.o %IWO. 1

La actualización de estas palabras de intercambio se realiza automáticamente cuando los autómatas están en ejecución (RUN). El programa de usuario se limita para cada autómata a:

• Escribir en palabras de salida %QW¡.¡ • Leer las palabras de entrada %IW¡.¡ Ejemplo: El autómata de base transmite a la extensión autómata n°2 una información de tipo fin de fabricación (bit%MO=l). Al recibir esta información la extensión autómata pone en marcha una máquina mediante activación de la salida %QO.O.

PROGRAMACIÓN DE AUTÓMATA DE BASE

-'MO i

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1

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1

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Programación de extensión autómata

i

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SEÑAD ZLCN - PERÚ


7.- SELECCIÓN DE CONTROLADORES PROGRAMABLES. Para elegir un PLC, se debe contar con toda la información necesaria respecto ai sistema que se desea automatizar. Puede ser una tarea bastante delicada en función de las exigencias de la aplicación en particular. Los criterios esbozados a continuación son los básicos a tener en cuenta. Nos referiremos únicamente a los PLCs del tipo compacto/modular. Los criterios técnicos fundamentales se basan en datos técnicos de hardware y software del PLC. Esta información se encuentra en catálogos y/o manuales del fabricante. a.-Alimentación eléctrica Este punto puede parecer trivial pero tiene su importancia. Debe tenerse en cuenta el tipo de suministro de energía (AC o DC) así como la calidad del mismo (tolerancias a las fluctuaciones).

CONTROUSTA DE MAQUINA Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.T.E.

43/4? (

nes de la tensión de alimentación. La mayoría de estos PLC se pueden alimentar con cualquier nivel de tensión entre 1 10 y 240 VAC; esto sin considerar las tolerancias con las cuales el rango es de 96 a 262 VAC. Esta característica es muy importante si tenemos en cuenta que en nuestro medio el suministro eléctrico es de muy mala calidad y que los equipos son muy sensibles a las sobretensiones. b.- UNIDAD DE PROCESAMIENTO CENTRAL (C.P.U.) • Capacidad de memoria. • Tiempo de ejecución (SCAN TIME) • Tiempo de vigilancia de ciclo • Cantidad de E/S discretas • Cantidad de E/S análogas • Cantidad de menorías internas • Cantidad de temporizadores

Existen equipos para alimentación eléctrica tanto en AC como un DC. Estos últimos son usados principalmente en aquellas aplicaciones de naturaleza tal que el PLC va a estar alimentado permanentemente desde un banco de baterías. Un ejemplo de este tipo de aplicaciones podría ser un tablero de transferencia automática.

• Cantidad de contadores.

Para el caso de los equipos de AC, son mucho más adecuados a nuestra realidad los equipos del tipo autovoltaje. Estos equipos se alimentan en AC en un rango muy amplio de tensiones. Su fuente de poder es una fuente conmutada que se adecúa a las variacio-

• Posibilidad de integración a red.

• Cantidad de entradas de alta frecuencia. • Cantidad de contadores de alta frecuencia. • Algoritmo de regulación PID • Canales de comunicación.

• Condiciones ambientales. - temperatura en montaje vertical/horizontal (°C). _ humedad (%).


SENATI


c.- ENTRADAS DISCRETAS

• Número de Operaciones: los módulos de salida tipo estático, a transistores en DC y triacs en AC, tienen un número de operaciones garantizando prácticamente ilimitado, a diferencia de los de relé cuya vida útil está limitada a varios millones de maniobras. e .- ENTRADAS / SALIDAS ANALÓGICAS • Cantidad de entradas / salidas analógicas

La mayoría de los sensores y detectores que envían las señales de entrada discretos al PLC no son otra cosa que un contacto electromecánico que puede operartanto en AC como en DC.

• Tipo de señal - en corriente: (m A) /(0-20)m A, (420)mA,etc

Ejemplos de estos tipos de sensores son los presostatos, termostatos e interruptores de posición.

- en tensión : (V) / (O-2)v, (O-5)v, ± 1 Ov, etc. • Resistencia de entrada

En algunos casos es necesario verificar la'compatibilidad entre el detector y el módulo de entrada.

- (M fJ) (entradas analógicas)

^

• Resistencia de carga - (Q) (salidasanalógicas)

d.-SALIDAS DISCRETAS

• Resolución

Estas salidas controlan generalmente bobinas de contactores, de electroválvulas, lámparas de señalización, sirenas o elementos similares.

-(N°debits+signo)/8 ; 12, 16, bits • Tiempo de escrutinio -(ms/50HZ,ms/60HZ) • Corriente /tensión de entrada admisible máxima.

• Salidas tipo transistor: utilizados en DC • Salidas tipo relé : utilizadas en AC y DC • Salidas de tipo triac : utilizadas en AC.

u/a

H.T.E.

en el voltamperios para el caso de AC. A veces en amperios .

Es necesario definir el número de entradas discretas y entre ellas el tipo de nivel de tensión de cada una (AC/DC) Es preferible usar entradas discretas en 24VDC ya que estas, comparados en las de entradas de 1 10 ó 220VAC, ofrecen mayor seguridad al personal además de ser más económicos y mucho más compactos.


- (mA/V), (entradas analógicos). • Corriente de cortocircuito - (m A Al, (salidas analógicos).

Los módulos de salida deben ser seleccionados teniendo en cuenta los siguientes criterios básicos:

- Características importantes a tener en cuenta al seleccionar un módulo de entradas analógicas son la resolución y el tiempo de escrutación.

• Tensión de alimentación: siendo los más usuales 24VDC, 110VAC y 220VAC • Consumo: Este consumo se especifica en vatios (W) para el caso de DC y

• La resolución: queda definida básicamente por el número de bits que utiliza un convertidor análogo -'digital. A mayor número de bits, mayor precisión. Resoluciones típicas son las de 8, 12 y 1 ó bits. 63


SEÑAR


• El tiempo de escrutador: se refiere al tiempo que transcurre entre dos lecturas sucesivas sobre una misma inferíase del módulo. Este tiempo sería fundamental, por ejemplo, en el curso de procesamiento de un señal proveniente de un potenciómetro lineal que refleja la posición de un móvil relativamente rápido.

CONTROLISTA DE MAQUII->*sl Y PROCESOS INDUSTRIAL.,, J

H.T.E,

- Los criterios a tener en cuenta para seleccionar los módulos de salidas analógicas son muy similares a los anteriores. Ejemplos de Selección: Deseamos seleccionar un PLC para una aplicación de las siguientes características:

Elementos de mando: -2 pulsadores :2 entradas - 1 selector de 2 posiciones: 2 entradas Total de entradas= 1 1

-

3 Limit Swtch: 3 entradas 1 detector fotoeléctrico: 1 entrada 2 presostatos: 2 entradas 1 detector inductivo: 1 entrada

Preactuodores: - 3 contactores bobina 220VAC

H

: 3 salidas.

- 3 electroválvulas bobina 24VDC : 3 salidas. Elementos de señalización: - 1 sirena (220V): 1 salida * Total salidas = 7 El PLC va a reemplazar a 7 temporizadores, 1 contador y 22 relés de control. Selección del PLC -NanoTSX07

:TSX07212428

- Simatic S7-200

: S7-200 CPU 215

- Micrologix 1000

: 1 761 - L32B

64


SENAH


8.-VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LOS CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES EN UN PROCESO INDUSTRIAL

í CONTROLISTA DE MAQUINAS 1 [ Y PROCESOS INDUSTRIALES

1 ,,

)

4(5/47

d - Programable por personas no necesariamente con conocimientos en informática pero si con conocimientos de automatización: la programación de un PLC no requiere de conocimientos de un lenguaje sofisticado, son capaces de funcionar en el medio industrial con versiones que utilizan el lenguaje de los electricistas: contactos "normalmente cerrados" y "normalmente abiertos". Incluyen funciones internas que faciliten la introducción de un programa, detectan, corrigen errores y supervisan la puesta en marcha del sistema.

Diseñado para realizar funciones de automatización: operación, supervisión, regulación. El PLC puede usarse en muchas aplicaciones industriales, desde aquellos que requieren un simple control ON/OFF, hasta los mas exigentes y complejos requerimientos en sistemas secuenciales, de entradas y salidas analógicas, en manipulación en manipulación de datos y regulación de variables físicas que controlan un proceso.
r r

monitorear el rendimiento de componentes individuales del sistema y avisar al usuario a tiempo para que se corrija problemas antes de que el sistema falle (leds).

c.- Son flexibles: los PLCs se adoptan fácilmente a una amplia gama de aplicaciones, debido a que su operación depende directamente del programa que se diseñe con el fin de controlar cada una de las operaciones que conforman un proceso.

f.- Bajo precio relativo: Esto se da sobre todo cuando se trata de reemplazaren un nuevo diseño o en uno ya existente: relés, temporizadores, contadores, resets, todos ellos electromecánicos que implican un mayor costo, tanto de implementación como de mantenimiento, esto en adición a los eventuales fallas electromecánicas derivadas de su periodo de uso.

Si por algún motivo el proceso es ampliado y las tareas de control se ven incrementados, el PLC puede ser reprogramado y reconfigurado con la • finalidad de ajustarse a los nuevos parámetros.

g.- Ayuda a mejorar la calidad de la producción: Al mantener (a través de esquemas de control más exactos y complejos) los estándares de calidad requeridos en la manufactura de un producto, garantizando el cumplimiento con las 65


SEÑAD


CONTROUSTA DE MAQUINA! Y PROCESOS INDUSTRIALES L

H.T.E.

47/47 ,

cionales a su uso, a factores externos operativos imprevistos y a sus características electromecánicas de operación.

normas de calidad durante todo el proceso productivo, al mismo tiempo se minimiza la aparición de mermas, así como ahorros en costos operativos por minimizar reprocesamientos productivos.

Reducción en los costos operativos: Tanto en energía como en ahorro por tiempos de operación consumidos para una producción dada, incremento de la eficiencia y productividad de la planta.

h.- Ahorro en fallas en los equipos y ahorro en las costosas paradas de planta: Estas fallas son derivadas de una operación sin esquema apropiado de monitoreo y control de parámetros operativos críticos.

Esto es logrado por el estricto cumplimiento y mantenimiento de las condiciones operativas y de los valores de consigna establecidos por el usuario y cumplidos por el PLC, más allá de las posibles variaciones naturales del proceso (% de carga, fluctuaciones en la disponibilidad de recursos, etc), y que se logran al integrar el proceso productivo mediante un PLC.

Así por ejemplo con la incorporación de PLCs se garantiza un mayor tiempo medio entre fallas del sistema de control, al disponerse en software a los elementos de control, que en los sistemas de control tradicionales de relés, se hallan individualmente instalados en tableros de control y que están sometidos a una frecuencia de fallas propor-

66


CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS

SEÑAD

CIENCIAS BÁSICAS

1/4

H.C.T.A.-CB

OPTOELECTRON1CA Los componentes optoelectrónicos son aquellos capaces de convertir energía luminosa en energía eléctrica y viceversa. Se dividen en dos grandes grupos: . Fotosensibles: A partir de una excitación luminosa producen o controlan cambios de energía eléctrica. Entre estos componentes se encuentran los LDR, fotopilas, fototiristores, íotofets, fotodiodos yfototransistores bipolares. . Electroluminicentes: basados en la excitación por una corriente eléctrica que provocan en ellos la emisión de energía luminosa en forma de radiaciones visibles o no. Son componentes electroluminicentes los LED y todos sus configuraciones, los diodos emisores ¡nfrarr¡¡os IRED, diodos LÁSER, que producen la emisión estimulada de fotones como una radiación monocromática y los visualizadores de cristal líquido LCD. a) Fotodiodos: son diodos encapsulados de tal forma que la unión P-N queda expuesta, a través de una ventana, a la incidencia de radiaciones luminosas que transmiten energía suficiente, cuando la unión se polariza inversamente, para crear pares electrón - hueco capaces de generar corriente inversa considerable. Cuando la polarización es directa, la incidencia luminosa apenas modifica la conductividad debido al efecto predominante de los portadores mayoristas.

r— r r

longitud de onda (X)de la radiación incidente. La sensibilidad, en forma genérica, es la relación entre la corriente generada y el flujo luminoso incidente y se expresa en amperios / lumen (A/lm). La sensibilidad espectral depende, fundamentalmente, de los materiales semiconductores y su dopado Directividad: es una gráfica que representa la respuesta de componente en función del' ángulo de incidencia de la radiación y depende, casi exclusivamente, de la forma de la ventana de exposición y su capacidad para convertirlos radiaciones incidentes. ,

Fig. 2.- Circuito experimental

IR

IR i

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L

|R= f(VR)/L-cte

Fig 3. Curvas características

b) Fototransistor:• De forma similar al fotodiodo, su estructura es semejante a la de un transistor bipolar, o unipolar en su caso, en el que se deja incidir las Fig. 1.. Fotodiodo radiaciones sobre la unión colectorbase, provocando, igualmente, pares Características principales de un fotodioelectrón- hueco que determina la do, aparte de sus especificaciones eléctricorriente inversa de colector y, por cas propiamente dichas son: tanto, aumentan aproximadamente (5 • Sensibilidad espectral (Se): expresa la veces la corriente directa de colector. relación entre la sensibilidad y la

CONTROUSTA DE MAQUI!-'"" Y PROCESOS INDUSTRIALES


SEIMAH

CIENCIAS BÁSICAS

2/

H.C.T.A.-CB

Fig. 7.- Diodo LED e IRED

Cuando la composición del semiconductor es apropiada, dicha energía aparece en forma de radiaciones visibles (fotones), Presentan como ventaja, frente a los fotoque son de diferente longitud de onda en diodos, una mayor sensibilidad y, por tanfunción de dicho material. As!, el arseniuto, una mayor corriente de salida para la ro de galio (AsGa) entre luz roja, cuya lonmisma radiación luminosa incidente. Su gitud de onda es de 850nm; el fosfuro de principal desventaja es que tienen una Galio (P Ga) emite luz verde de longitud menor velocidad de conmutación. de onda 565nm y el arseníuro- fosfuro de Al igual que el fotodiodo, tienen la sensi- Galio sobre el fosfuro de Galio emite luz bilidad espectral y la directividad como amarilla, con una longitud de 590nm. características propias. Existen muchos más compuestos que emiten radiaciones de distinta frecuencia, ofreciendo distintos colores, o distintos VCC lo tonos dentro de un mismo color. Fig. 4. FOTO TRANSISTOR

^™ o

Fig. 5. Coroden'sticaí de colector del fctorransistor

Fig. 6. Circuito de utilización del fototraniiitor

c) LED: Cuando la unión P-N se polariza directamente, los.electrones la atraviesan par recombinarse con los huecos; al pasar de un nivel de energía superior a otro inferior liberan energía que en los diodos normales, se disipa en forma de energía calorífica.

Su principal utilidad está en la sustitución de lámparas incandescentes y de gas (pilotos de señalización), debido a su mayor vida útil, más rápida velocidad encendido-apagado y menor voltaje de trabajo. Combinaciones de diodos sirven para presentar datos como indicadores numéricas o alfa - numéricas. Las formas más habituales de dichos.indicadores son los siguientes: . Display de siete segmentos: Presentan un aspecto como el de la Fig. 8 y su esquema interno es el de la Fig. 9.

1

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Fig. 9.- Eiquemo interno (a) de cátodo común; (bl de ánodo común

f

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SENATI

CONTROLISTA DE MAQUINAS1 Y PROCESOS INDUSTRIALES

CIENCIAS BÁSICAS

Lo distribución de los segmentos está normalizada, as! como el nombre que recibe cada uno de ellos (a,b,...,f,g) pudiendo presentar un punto llamado punto decimal, empleado cuando se han de representarcifras decimales. Cada segmento es un LED en forma de barra (excepto el punto) y polarizado convenientemente, un número adecuado de ellos se pueden representar los diez dígitos del 0 al 9 y algunas letras mayúsculas. Por ejemplo, polarizando los segmentos a, b, c, d, y g se obtiene el "3" y polarizando todos excepto el d se representa la letra A. Se encuentra en dos formas de conexionado: con los cátodos unidos (Fig. 9a) o con los ánodos unidos (Fig. 9b), recibiendo el nombre de cátodo común y ánodo común, respectivamente.

H.C.T.A.-CB

3/4

mas utilizada esta última porque presenta la ventaja de disponer de 35 elementos y así poder representar, con resolución muy aceptable, caracteres alfabéticos (letras mayúsculas y minúsculas) numéricas, de puntuación y especiales (puntos, interrogaciones, etc). d) Diodos IRED: Sus fundamentos son los que para los diodoslED; encontrando la única diferencia en su espectro de radiación; su longitud de onda se sitúa por debajo del espectro visible y se emplean cuando se requiere una radiación no visible, por ejemplo, en control remoto, detectores, etc. Su símbolo es igual al del LED, representado en la figura 7. :

• Matrices de LED o displays alfanuméricos:

e) Optoacopladores: Auaue se consideren un solo componente, en realidad están compuestos por un diodo LED o IRED (generalmente este último) y un foto transistor.

Su constitución es similar a la de los display de 7 segmentos, pero presentan una matriz que puede variarsu número de elementos: 3*5, 4*6, ó 7*5; siendo mucho

Dichos componentes se encapsulan conjuntamente y de tal forma que las radiaciones emitidas por el diodo incidan sobre el fototransistor.

1

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Fig. 10.- Optoacoplador (a) símbolo (b) encapsulado.

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(b)


SEÑAD

CIENCIAS BÁSICAS

Cuando el diodo se polariza directamente, emite radiaciones que inciden sobre el fototransistor provocando una corriente ,., ' . de salida Kproporcional a la radiación inci_ , . . i dente. De esta torma, se transmite información de un componente a otro, eiéctri-

CONTROIISTA DE MAQUINA. Y PROCESOS INDUSTRIALES -1

H.C.T.A.-CB

4/4

comente aislados, encontrando en esta característica su principal aplicación. ,, , i f. -¡n Su símbolo es el de la figura 10a y su cap, , , , " . sulado mas usual el representado en la figura lOb.

Fig. 11.- Circuito práctico con optoacoplador

70

|


SENATI

MATEMÁTICA APLICADA

CONTROLISTA DE MAQUINAS 1 Y PROCESOS INDUSTRIALES J

H.C.T.A.-MI.

1/1

SISTEMAS DE NUMERACIÓN Nuestro sistema de numeración es el sistema decimal o sistema de base 10. sin embargo, en los circuitos lógicos digitales el sistema de numeración es el binario o sistema de base 2, por lo que es necesario efectuar conversiones de se un número de base decimal a uno de base binario. •

Conversión de un Numero de Base 10a base 2

obtener un residuo menor que 2. El resultado es el último cociente y todos los residuos obtenidos en esta operación; teniendo presente que la lectura del número de base 2, se hace comenzando por el último cociente; el cual se constituye en el primer dígito de la izquierda. Ejemplo: convertir el número 26, en base 1 O, a base 2

Para efectuar esta operación, procedemos a realizar una división sucesiva hasta 26 I

»-

2 "Í3

I

2 6

Rpta.:2ó= 110102

Portento, el número el 26 (de base 10) es equivalente, en base binara, al número 11010; y se lee: uno, uno, cero, uno, cero. .

rr-

Conversión de un Número de Base 2 a Base 10

Para efectuar esta operación es necesario asignar cada columna un valor que depende de la base. Así, la primera

columna (contando de derecha a izquierda) tendrá un valor, determinado por la base del número, original y elevado al valor, determinado por la base del número original y elevado al valor del primer dígito del otro sistema, y así sucesivamente. - Ejemplo: convertir el número 11010, de base 2 a base 10,

11010,-»N,.

1

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1

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1

0

Rpta.-11010 2 = 71

CONTROLISTA DE MAQUEAS Y PROCESOS INDUSTRIES


SEÑAD

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

TAREAS PRÁCTICAS 1. ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFÁSICO Diagrama de fuerza

Diagrama de mando, con lógica de relés.

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Diagrama de mando, con PLC. Micrologix 1000

72

-

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CONTROL1STA DE MÁQUINAS 1 Y PROCESOS INDUSTRIALES j

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

2/49

Diagrama de mando, con PLC TSX • Nano

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Diagrama de mando, con PLC Simatic S7-200

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SENAT1

CONTROLISTA DE MÁQUIi -, Y PROCESOS INDUSTRIA!

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

3/4V

PROGRAMA LADDER Mlcrologix

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LAMPAR/ MARCHA (VERDE) LAMPARASOBRECA. JA (ROJA)


SE1MATT DIBUJO TÉCNICO

ZLCN -PERÚ

CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES H.C.T.A. - D.T.

2.- ARRANQUE DIRECTO CON INVERSIÓN DE GIRO .Diagrama de fuerza Ll

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FD

Diagrama de mando, con lógica de relés.

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Diagrama de mando, usando PLC

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75

E3-

220V-60HZ

SeiMATI

CONTROLISTA DE MÁQI "ÑAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS DIBUJO

ZLCN - PERÚ

TÉCNICO

PROGRAMA LADDER Micrologix 1000

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ÍEND1 PROGRAMA LISTA DE INSTRUCCIONES

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002 003 004 005 006 007 008 009 010 Olí 012 013 014 015 016 017 018

LD OR ANI ANI ANI OUT LD OR ANI ANI ANI OUT LD OR OUT LD

1/0 0/0 1/2 0/1 1/3 0/0 1/1 0/1 1/2 O/0 1/3

AND

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OUT END

0/3

0/1 0/0 0/1 0/2 1/3

DIRECCIÓN

DESCRIPCIÓN

I: 0/0

Pulsador de marcha directa

1:0/1

Pulsador' de marcha inversa

1:0/2

Pulsador de parada

1:0/3

Relé térmico diferencial

0:0/0

Bobina del contactor MD

0:0/1

Bobina del contactor MI

0:0/2

Lámpara - Indica marcha

0:0/3

Lámpara - Indica sobrecarga

S:4/6

Intermitente

76

Lampe marcho (verde,

Lampar" (roja)


SENATT

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN -PERÚ

H.C.T.A. . D.T.

3.- ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO Diagrama de fuerza Ll L2 13

Diagrama de mando, con lógica de relés

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CONTROL1STA DE MÁQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES 6/49


SENAT1

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN- PERÚ

ni ru

CONTROLISTA DE MAQUÍ Y PROCESOS INDUSTRIA1 H.C.T.A. - D.T.

Diagrama de mando, con PLC Micrologix 1000

Diagrama de mando, con PLC TSX - Nano 220v

3A[]

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24V

TSX Nano

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|A-|.B'|S6



SENAT1

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

Diagrama de mando, con PLC Simatic 57-100

ALIMENTACIÓN

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CONOCIMIENTOSTECNOLÓGiCOSAPLICADOS

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DIBUJO TÉCNICO

H.C.T.A. - D.T. ][ '"19

PROGRAMA LADDER Micrologix 1 000

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LAMPARA SOBk -Ht¡ (ROJ*1

»

)

ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO

S: 1/15 T4: 0

S:4

i JL 6r ( (,4i / ui

( EMD

S:4/6

CONT\CTC TRIAl.ÛLC K2

,^ í u)

15

1:0/0 1:0/1 1:0/2 0:0/0 0:0/1 0:0/2 0:0/3 0:0/4 \

0:0

ESTRÍA K3 '

B3

f

-.*•

DIRECCIÓN

cot^âc

( í r. \ '

1:0 ir -^t—

S:l

0:0

i F— -íi. 2

LAM, . XA MAR r ' J A (VERb

0:0

í( i),

3-EC =*r

CON .CTC PRINCIPAL Kl

DESCRIPCIÓN Pulsador de marcha Pulsador de parada Relé térmico diferencial Contactor principal Kl Contactor triángulo K2 Contactor estrella K3 Lámpara - indica marcha Lámpara - indica sobrecarga Intermitencia Reinicializador Temponzador ON Delay 80

-

CONTROUSTA DE MÁQUINAS


SENOT

Y PROCESOS 1NDL STRIALES

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. • D.T.

10/49

PROGRAMA LADDER TSX Nano

%I0-0

%M0 (•->)

%M0 II 1 '

IN TYPE TB ADJ

%TM0

%TM0.P

O TON 15 Y

6 %Q0.0

%M0

%Q0.3

CONTACTOS PRINCIPAL Kl LAMPARA MARCHA (VERDE)

%:Q0.0

%TM0.Q

%Q0.1

%Q0.2

CONTACTOR ESTRELLA K3

%Q0-0

%TM0-Q

%Q0-2

%Q0.I

CONTACTOR TRIANGULO K2

% S6 %Q0-4 l i l i

%10.2 II

•-

•

•

%:M0

( n )

%10.1

%:M0

% S0 %S1

( EMD )

ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO DIRECCIÓN

DESCRIPCIÓN

%I0 • 0

Pulsador de marcha

%I 0 • 1

Pulsador de parada

%I0 • 2

Relé térmico diferencial

% Q0 • 0

Contactor principal Kl

% Q 0 •1 % Q 0 •2 % Q 0 •3 % Q 0 •4 % se

Contactor triángulo K2

% TM0

Contactor estrella K3 Lámpara - indica marcha Lámpara - indica sobrecarga Intermitencia Temporizador ON Delay 81

LAMPARA SOÍRECARGA

IROJAI


SE1MAT1

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN- PERÚ

PROGRAMA LADDER

SIMATIC S7 - 200

ARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO DIRECCIÓN

DESCRIPCIÓN

10.0

Pulsador de Marcha

10.1

Pulsador de Parada

10.2

Relé Térmico Diferencial

10.0

Contactar Principal Kl

Q0.1

Contactor Triángulo K2

Q0.2

Contactor Estrella K3

Q0.3

Lámpara - Indica Marcha

Q0.4

Lámpara - Indica Sobrecarga

SM0.5

Intermitente

T37

Temporizador ON Detay 82

CONTROLISTA DE MÁQÜlO] Y PROCESOS INDUSTRIALES. J H.C.T.A. - D.T.

11A



SEÑAD

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. -D.T.

4.- ARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO CON INVERSIÓN DE GIRO Diagrama de Fuerza Ll L2 • L3 .

ESTRELLA

TRIANGULO

Zf~>U

b Kl

\

\ K2

\

/U

)f

\b

w,

,\ N \ K 1

K3.Cp—J

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F

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Ll

Kl \

SI E\

V S2E\

Kl\

MARCHA DI

í K2\

Kl

K4

K2\

K2

U K3/

MARCHA 1

Kl KA

K2

L2

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1 NA 5 9

3 NAINC 4 1 6 10

K4 I

KA 1

4

\-

H-JC

K3\

K3l ~

7 5 6 NA NC NA NC NA NC

7

8

6 7

5

í¡

9

10

11

SENAH

CONTROLISTA DE A,WG^NA Y PROCESOS INDI STRiALES

CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

Diagrama de mando, con PL.C Micrologix 1000

!•*"

\=S

ven

D/0

VCC

0/1

VCC

84

0/2

VCC

0/3

VCC 0/4

0/5

1 ' '49

CONTROLISTA DE MÁQUINAS


SENAT1


DIBUJO TÉCNICO

ZLCN - PERÚ

H.C.T.A. • D.T.

14/49

PROGRAMA LADDER Micrologix 1000 1:0

B3 0

B3

0:0

.

0:0 ARCHA D. Kl

()

lí"

"'' L l

' '0 B3

1:0

1 B3

0:0 1

0:0 0

MARCHA 1 K2

'

TON

TEMP. A LA CONEXIÓN TEMP. T4; 0 ^^^

B3

6 -
PRESET ACUM

0 B3

0:0 4

0

:

LAMPARA MARCHA

~ B3 1

T4:0

0:0

nL

TT

T4:0

0:0

4

j- i tr

0:0

0:0

-¿'E""

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0:0

0:0 ( 1

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1 F^ - =*T:

i '

DN

CONTACTO* TRIANGULO K3

5:4

1:0

0;0

ir i i 3

B3 B3

0

83 ( y)

1:0 5:1

CONTACTOR ESTRELLA

2

83

15

85

LAMPARA SOÍ8ECARGA


SEÑAD

CONTROUSTA DE'MÁQU. X Y PROCESOS INDUSTRIAS

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A.-D.T.

15/-.9

5.- ARRANQUE ESTRELLA - DOBLE ESTRELLA Diagrama de fuerza

,-

ESTRELLA

DOBLE ESTRELLA

u


K2 KlC

:,„„ =

'i f

K3

K3C D K2C3 K4t±]

L2

NA NC NAINC 2 4

NC NA NC NAINC

R


SSIMATS ZLCN-PERÚ


DIBUJO TÉCNICO


87

H.C.TA - D.T.

16/49

CONTROLISTA DE MAC" NA


SENATI

. Y PROCESOS INDUSTRIALES

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

1 ''49

H.C.T.A. - D.T.

PROGRAMA LADDER .0 ] [

Micrologix Ik3!¿>!¿> (L>

0

TON TEMP. A IA CONEXIÓN

B3

TEMP ' TIEMPO BASE PRESET

1 Lf J

(7¡

0

T4:e!

rrnv 1 ^CIN' é -(DN)

ACUM

-

0

B3

0:0 0

CONTAC" " 1 PRINCIPAL .0

0:0

LAMPARA MARCHA

4

0:0

T40

JL

]C

0

0:0

0:0

,

T4:0 -ir J L

"ir J U-.

0:0

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JL

JL 2

6

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' B3

CONTAC" ! K2

•

0:0

ir

CONIAO&. K3

'2

CONTAQ"1! M LAMPARA SOBRECA!

\

'5

0 B3

1:0

'

0

,

S:l ]C

.

—, "-

15

ARRANQUE ESTRELLA - DOBLE ESTRELLA DIRECCIÓN

DESCRIPCIÓN

0:0/2 0:0/3 0: 0/4 0:0/5

Pulsador de marcha Pulsador de parada Relé térmico diferencial Contactor principal Kl Contactor A A Contactor A Contactor A A Lámpara - indica marcha Lámpara - indica sobrecarga

S: 4 / 6

Intormitoncio

S: 1/15 T4:0

Temporizador ON Delay

1:0/0 1:0/1 1:0/2 0:0/0 0:0/1

Reinicializador

88

CONTROLISTA DE MÁQUINAS I Y PROCESOS INDUSTRIALES J


SENAH ZLCN-PERÚ

DIBUJO TÉCNICO

H.C.T.A. - D.T.

6.- FRENADO DE MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN Diagrama de fuerza


\1

\l

xl

Xl

MARCHA SI EA,

K.1X,

Kl\,

K2N!

FRENO

KA 1 -(

K2

KA1E

K2

L2-

T

2

NA INC

NA INC

89

KIAINC

NAINC

'8/49

CONTROUSTA DE MÁQUINA 1 Y PROCESOS INDUSTRIAL' J


SEÑAD

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

19/4V

Diagrama de mando, con PLC MICROLOGIX 1000

110v

PROGRAMA LADDER

1:0

1:0

~~3 L0

1:0

0:0 c

1

3

0:0

~(

1

CONTACTOR

/ 0

PRINCI: Kl

0:0 3 L

0

1:0

1:0 n r

^

L

2

~l -P-"

* * 3

0:0

TOK TEMP. A LA CONEXIÓN TEMP. T4:0 -(EN) TIEMPO B/ «E 1 PRESET 3
1 f-

L, T4.-0

0:0

^1

TT

0:0 i 2

{ EMD

)

90

CONTALíOR

K2

CONTAD, OR

K3

'

~



SEÑAD ZLCN-PERÚ

DIBUJO TÉCNICO

H.C.T.A. - D.T.

7.- ARRANQUE DE MOTOR DE ROTOR BOBINADO, CON INVERSIÓN DE GIRO Diagrama de fuerza


r r-

J

J

KA1-A

KA2-f\

20/49


ZLCN-PERÚ

CONTROLISTA DE MAP'-'IW Y PROCESOS INDUSTRIES H.C.T.A. - D.T.


220v

•n-% MICROLOGIX

1000

a [] n [i n [i ti [i P

id

Kl

K2

K3

c

92

K4 tt

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' rKULtbUi INUUblRIALtl

MAíl

D1BUJ

ZLCN -PERÚ

°

TÉC

N'CO

HCTA . DX

22/49

PROGRAMA LADDER Micrologix 1 000 1:0

3C " L0 0:0 3 r J L 0 1:0

1:0

1:0

0:0

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J L

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1:0

0:0

3í"" " ' L3

]"C^ " " L0

0:0

,,„

TEMP. A LA CONEXIÓN TIEMPO BASE PRESET ACUM

ir

J L

1

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TESTLIM LIMIMF •

.,

V

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T40-.ACUM

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1 (Qi> 10
0:0 (t \

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1

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MARCHA K2

( ' i

]

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ARCHA D.

() '0

•

0:0 \

'

-" i LAMPARA MARCHA

K3

2 "

4

TESTUM

0:0

TEST

^^•.
UM SUP

K4

3

8

IGUALQUE FUENTES

9

0:0

TJ Lr

0:0

0:0

J L 0

'

0:0

ir

JL

4

l

S :4

1:0 L

3

K5

4

J

0:0

6

' ( EMD

)

93

<

LAMPARA SOBRECARGA


SEJMAT1 ZLCN-PERÚ

DIBUJO TÉCNICO

8. Mezclador de pintura La figura 1 muestra un mezclador'de pintura. En la parte superior del mezclador hay dos tuberías por donde se suministran dos componentes diferentes. En la parte inferior se aprecia una sola tubería que transporta la mezcla de pintura preparada. Por una tubería en la parte inferior del tanque se conduce la mezcla ya lista. El programa de ejemplo controla la operación de llenado, supervisa el nivel del tanque y controla un ciclo de mezcla y de calefacción como se describe a continuación:

CONTROLISTA DE MAQUI. ,5 Y PROCESOS INDUSTRIA'" 23/w

H.C.T.A. - D.T.

Paso 1: Llenar el mezclador componente 1.

con

el

Paso2: Llenar el mezclador componente?.

con

el

Paso 3: Supervisare! nivel del mezclador para cerrar el interruptor de nivel superior. Paso4: Mantener el estado de la bomba si se abre el interruptor de arranque. Paso 5: Arrancar el ciclo de mezcla y calefacción. Paso 6: Poner en marcha el motor del mezcladory la válvula de vapor. Paso 7: Vaciar el mezclador Paso 8: Contar cada ciclo.

Control Bomba 2

Control Bomba \

Fig.l.- Mezclador de pintura


SEÑAR

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN- PERÚ


H.C.T.A.. D.T.

Esquema de conexiones PLC MICROLOGIC

1000

r-

r DESCRIPCIÓN

DIRECCIÓN

1:0/0

PULSADOR DE MARCHA 1

1:0/1

PULSADOR DE MARCHA 2

1:0/2

PULSADOR DE PARO 1

1:0/3 1:0/4

PULSADOR DE PARO 2

1:0/5

SENSOR NIVEL INFERIOR

1:0/0 1:0/7

RESET AL CONTADOR

1:0/8

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - BOMBA 2

1:0/9

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - MOTOR MEZCLADOR

SENSOR NIVEL SUPERIOR

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - BOMBA1 '

1:0/10

RELÉ TÉRMICO DIFERENCIAL - BOMBA VACIADO

0: 0/0

CONTACTOR BOMBA 1

O:0/l

CONTACTOR BOMBA 2

O:0/2

CONTACTOR MOTOR MEZCLADOR

O:0/3

SELENOIDE DE LA VÁLVULA DE VAPOR

O:0/4

SELENOIDE DE LA VÁLVULA DE VACIADO

O:0/5

CONTACTOR DE LA BOMBA DE VACIADO

T4:0

TEMPORIZADOR

C5:0

CONTADOR

24/49

/*v SENAT1

CONTROLISTA DE MÁQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIAS


ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

25 M9

PROGRAMA LADDER MICROLOGIX 1000 1:0

1:0

1:0

1:0

0:0

OMB» 1

0:0

B3 0

1:0

1:0

1:0

.

1:0

0:0

BOMB. . 2

0:0-| r JL

B3

1

0

1:0

B3 0

83

. • _.,

T4:0 -i r :C

B3

TEMP. A LA CONEXIÓN -(EN) TFMP T-1'0 TIEMPO BASE 10 ~(DN) PRESET ,00 ACUM 0

1:0

0:0

MOTO. MEZCI *D

TT 0:0

T4:0 -i r DC DN

1:0

1:0

VÁLVULA VAPOF

0:0

VALVUI -A VACIAl, • 0:0 5

01 U

1:0

T4;0

CONTADOR

3C

CONIAOUK PRESET ACUM

1:0

-(EN) -(CU)

C5

1:0 1r 3L

+ CbiJ 12 0

5

B3

T4:0 JL ir DN

—— —

/ FMn ^

(\ u U )^ 0

BOMB/1 VACIAUO


SENATI ZLCN-PERÚ

DIBUJO TÉCNICO

CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES H.C.T.A. - D.T.

9.- ARRANQUE SECUENCIA!. DE 03 MOTORES DE INDUCCIÓN Condiciones de funcionamiento: Se tienen 03 motores trifásicos de inducción con arranque directo y deben trabajar en casacada o en secuencia, tal como se aprecia en la siguiente figuro:

Transporte de un producto

CASO 1 Al presionar el pulsador de marcha, los motores arrancan automáticamente en secuencia, comenzando por MI, luego de 10 seg., arranca M2 y después de 18 seg., arranca M3. Al presionar el pulsador de paro, los motores paran simultáneamente.

PARO

El funcionamiento de los motores está señalizado por las lámparas Hl, H2y H3. CASO 2 AL presionar el pulsador de marcha, los motores arrancan automáticamente en secuencia, comenzando por M3, luego de 8 seg., arranca M2 y después de 1 3 seg., arranca M'/. Al presionar el pulsador de paro, el primer motor que para es el M, luego de 6 seg., para el M2 y después de 10 seg. para el Mí.

MARCHA PARO

EL funcionamiento de los motores está señalizado por las lámparas Hl, H2yH3. 97

26/49

CONTROLISTA DE MÁQUINA ' Y PROCESOS INDUSTRÍALE1- ,


SENATI

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN - PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

DIAGRAM/\ DE FUERZA

L'3

27/4.

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Diagrama de mando, con PLC Nano TSX 220v

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K1 | K2|| K3

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]



SENATI

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. • D.T.

28/49

PROGRAMA LADDER NANO TSX

CAS01

%I0:0 11

%M0 f "^ %TM0

IN Q TYPE TON IB 1S ADJ Y %TM0.P 20

%I0:0 II

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MOTOR 1

%Q0. 3

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%Q0,1 || iI

MOTOR 2

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%M0 ||

[ %TM0.V=13,-\J

%Q0.2 l|

LAMPARA 2 H2

II

%M0 -! '

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"

"

i

%Q0.2 i \ ^ MOTOR 3 %Q0.5

L—<

..

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'

%I0:3 H

%M0 /r\

. %I0:4 || %M0

lí II

f 0 >

%S0 lí 11 •

u II t trun \

%I0:2: RELÉ TÉRMICO DEL MOTOR 1 %I0:3: RELÉ TÉRMICO DEL MOTOR 2 %I0:4: RELÉ TÉRMICO DEL MOTOR 3 99

LAMPARA 3 H3 LAMPARA 4 (SOBRECARGA) H4


SOsíATI

CONTROLISTA DE MAG' NAÍ Y PROCESOS INDUSTRIES

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

PROGRAMA UADDER NANO TSX

%I0:0

%M0

-{sV-

%M0

%Q0. 2 %TM0.V*1 3-

%Q0,5

%Q0.1 —( )-

LAMPARA"* H3

%Q0.1

%M2

%TM0.V=8 3~

MOTOR : "

-Xf-

MOTOR 2

%Q0.4

%M0

LAMPARA 2 H2

MOTOR 1- •

"%TM0.V=133-

%Q0.3

LAMPARA M H-l

%M2 ' %TM1.Va6 ]-

%M0 -(R)-

"%TM1.Va10> %S0

-KR: %S6

%I0:2

%Q0.6 (SOBRE^ "RG H4_

%I0:3 %10:4 -(END>-



SEÑAR

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN.PERÚ

H.C.TA - D.T.

30/49

10.-SEMAFORIZACION

SECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO: SEMÁFORO 1

SEMÁFORO 2

Entre las 00:00 horas y las 05:00 horas, sólo trabaja la luz ámbar de ambos Semáforos: Intermitencias.

ÁMBAR

0

I

í22

¡' I 1 1

í


SENAT1

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN- PERÚ

CONTROLISTA DE MQUINníl MAQUINA | JSTRIAL ' J Y PROCESOS INDUSTRIAL"

H.C.T.A. - D.T.

DIAGRAMA DE CONEXIONES. CON PLC NANO TSX 07

220v

[}

L

c.|,o|.r'r.2"í-3 I 4 I 5 | 6 I yTíT

N ÍU .+

24V

TSX Nano i-Extensión

2: 3 C 4 5 C 6

C.ÜO

[]

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j SEMÁFORO 1 I

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R

V A i

SEMÁFORO 2

102

¡

A B SG

31/4 y


SEJMATI

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

CONTROUSTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES I H.C.T.A. . D.I

32/49

PROGRAMA LADDER NANO TSX %10:0

%M0

%M0

%TM0.Q

0:0 [ %TM0.V>1 ~]

[%TM0.V<33}-

{%TM0.V>30]

[%TM0.V<33]-

O:0 %M1

%S6

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0:0 ]

[%TM0.V<33]-

0:0

[%TM0.V>33]—(%TM0.VSB8}0:0 £%TM0.V>63]

%S6

•EMAFORO 1 VERDE

.EMAFORO 1 ÁMBAR

%M0

0:0

£%TM0.V>33]

%M1

MARCHA UTOMÁTICA

[%TM0.V<66}-

.

SEMÁFORO 1 ROJO

SEMÁFORO 2 ROJO

SEMÁFORO 2 VERDE

SEMÁFORO 2 ÁMBAR

%M0

%SW114:X1

%M0

RELOJ CALENDARIO

%M0

-(R! NOTA: %I0.0es un pulsador normalmente abierto. En caso de que falle el fluido eléctrico, no se presenta problemas al regresar la energía, ya Que %M0 aueda

SETEADO. %M0sólo se RESETEA, cuando se pulsa %I0-1. 103

PARO


SENAT1

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

CONTROLISTA DE MAG" NA Y PROCESOS INDUSTRIALES H.C.T.A. - D.T.

11.- ARRANQUE Y CONTROL MANUAL / AUTOMÁTICO DE 2 ELECTROBOMBAS EN SECUENCIA ALTERNADA

INTERRUPTOR DE NIVEL DE TANQUE ELEVADO

Diseñar un sistema de mano para el arranque y control manual/automático de 2 electrobombas trifásicas en forma alternada. El modo automático, debe trabajar de la siguiente forma: BOMBA 1: 00:00a 12:00horas BOMBA2: 12:01 a 23:59 horas

TANQUE CISTERNA

104

CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS ZLCN - PERÚ

CONTROLISTADE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

DIBUJO TÉCNICO

H.C.T.A.-D.T.

DI AGRAMA DE FUERZA

r-. DIAGRAMA DE MANDO, CON PLC NANO TSX 07

220v

llll /, /a /-a /-3 L A, /-a

,C .0 1: 2 3'i C: 4:K5 'C;]•:& [] II B1

_

B1

[] II V

IV

.

caca e d 1 T HÍIH21

105

II

34/49

CONTROUSTA DE MÁQUIK. J 1 Y PROCESOS INDUSTRIAL1" j


SEN/OÍ

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN • PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

35/4,

PROGRAMA LADDER NANO TSX 07

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SENATi ZLCN- PERÚ

CONTROUSTA DE MÁQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIALES I

DIBUJO TÉCNICO

H.C.T.A. - D.T.

36/49

12.-VELOCIDADES MÚLTIPLES PARAUNMOTORTRIFÁSICO DE INDUCCIÓN - PLC : MICROLOGIX 1000 -VARIADORDE : MIDI MASTER VELOCIDAD

ALLEN BRADLEY SIEMENS

EL motor trifásico trabajará con 4 velocidades. Cada uno de los pulsadores, acciona una velocidad determinada. EL'pulsadorde paro,desenergiza el sistema y para el motor en cualquiera de las velocidades en que se encuentre trabajando.

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107


SEÑAR

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN - PERÚ

CONTROLISTA DE MÁQlÂS j Y PROCESOS INDUSTRIALES

H.C.T.A. - D.T.

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PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN DEL MIDI MASTER (CONVERTIDOR DE FRECUENCIA) Para una configuración de mando con señales digitales, proceder de la forma siguiente: (1) Aplicartensión de red al convertidor (2) Ajustar el parámetro P009 a 3 a fin de permitir el ajuste de todos los parámetros. (3) Ajustar P001 en 5, para visualizar rpm del motor. (4) Ajustar P006 en 2, mando con frecuencia prefijados. (5) Ajustar P007 en 1, mando a través de entradas digitales. (6) Ajusfar los parámetros P081 a P085 de acuerdo a las características de placa del motor. (7) Ajusfar: -P041en50Hz -P055enó -P042 en40Hz - P054 en 6 - P043 en 30 Hz - P053 en 6 4 Parada normal -P044.en20Hz -P052en6 «= . 5 Frenado rápido -P045 en0 -P051 enó

108

SENAH ZLCN- PERÚ



DIBUJO TÉCNICO

H.C.T.A. - D.T.

38/49

13.- CAMBIO DE VELOCIDAD AUTOMÁTICO DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN - PLC : MICROLOGIX 1000 - VARIADOR DE : MIDI MASTER VELOCIDAD

ALLEN BRADLEY SIEMENS

C3 "4

EL motor trifásico trabajará con 4 velocidades. Dando un puslo, el motor arrancará a la velocidad 1, después de 8 segundos gira a velocidad 2, a los 1 7 segundos gira a velocidad 3 y a los 26 segundos gira a velocidad 4. Pulsando paro, desenergiza al sistema, y el motor automáticamente para.

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109

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SEÑAD

CONTROLISTA DE MÁQUINAS! Y PROCESOS INDUSTRIAL^ j

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

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PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN DEL MIDI MASTER (CONVERTIDOR DE FRECUENCIA)

Para una configuración de mando con señales digitales, proceder de la forma siguiente: (1) Aplicartensiónde red a I convertidor. (2) Ajustarel parámetro P009 a 3 a fin de permitirel ajuste de todos los parámetros. (3) AjustarP001 en 5, para visualizar rpm del motor. (4) Ajusfar P006 en 2, mando con frecuencias prefijadas. (5) AjustarP007en 1, mando a través de entradas digitales. (6) Ajustar los parámetros P081 a P085 de acuerdo a las características de placa del motor. (7) Ajustan - P041 en 20 Hz í - P055 en 6 -P042en 30 Hz - P054 en 6 - P043 en 40 Hz - P053 en 6 - P044 en 50 Hz - P052 en 6 - P045 en0 - P051 en 4 110

CONTROLiSTA DE MÁQUINAS 1 Y PROCESOS INDUSTRIALES


SENATI

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

40/49

14.- Dispositivo de montaje de juntas en tornillos de cierre. En un tornillo de cierre para válvulas se debe colocar una junta Tórica. Mediante un vibrador se alimenten los tornillos. Los tornillos son colocados en una horquilla, situado en el cilindro 2.0 (B). El cilindro 1.0 (A) levanta la junta tórica cuando hay señal de marcha. El cilindro 2.0 (B) retrocede la horquilla. El cilindro 3.0 (C) introduce el tornillo en la ¡unta tórica. Los vastagos de los cilindros 1.0(A), 2.0 (B) y 3.0(C) regresan a sus posiciones iniciales. El cilindro 4.0(D) levanta la pieza del dispositivo para ser trasladado a un depósito mediante un soplado 5.0 (E).

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SEÑAR

(CONTROISTA DE MÁQr'NAS ( Y PROCESOS INDUSTRIALES

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. . D.T.

4""19

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ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

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42/49

CONTROLISTA DE MAQUINAS Y PROCESOS INDUSTRIAD


SENATl DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

43/4.9

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DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

ÍCONTROUSTA DE MÁQUINAS [ Y PROCESOS INDUSTRIALES H.C.T.A. - D.T.

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CONTROLISTA DE MAO'NAS Y PROCESOS INDUSTRIALES


SENATI

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN - PERÚ

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DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

46/49

H.C.T.A. - D.T.

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117

CONTROL15TA DE MÁQUIf ~0 Y PROCESOS INDUSTRIALES ,


ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

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SENIATI

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN- PERÚ

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119

ÍCONTROLISTA DE MÁQI "ÑAS I Y PROCESOS INDUSTRIES


SEN/H1

DIBUJO TÉCNICO

ZLCN-PERÚ

H.C.T.A. - D.T.

15.-COMUNICACIÓN ENTRE PLC COMPACTOS PLCs NANO TSX Procedimiento: - Al pulsar SI, se activa K2. Si pulso S2, se desactiva. - Al pulsar 53, se activa Kl. Si pulso 54, ;e desactiva. - Considerar un enclavamiento de actuadores.

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CONOCIMIENTOS TECNOLÓGICOS APLICADOS ZLCN - PERÚ

SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL Y AMBIENTAL


H.C.T.A.-5HIA j

1/5

CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD EN LA INSTALACIÓN DE CQNTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

1. DESENERGIZACIÓN El interruptor de potencia principal debe estar ubicado donde los operadores y el personal de mantenimiento puedan tener un acceso fácil y rápido al mismo. Además de desconectar la potencia eléctrica, todos las otras fuentes de alimentación deben desactivarse antes de trabajar en una máquina o proceso controlado por un controlador.

de control maestro (MCR). Estos dispositivos deben ser cableados en serie, de manera que cuando cualquiera de ellos abra, el relé de control maestro se desactive, desconectándose por lo tanto la potencia a la máquina. 3, TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO

Si se determina que existen altas frecuencias de ruido en los equipos de distribución (transformadores de potencia, cables Antes de instalar cualquier dispositivo de de energía, etc) o alrededor (motores, E/S deberá desconectarse la energía que arrancadores, etc) será necesario aislar el alimenta al controlador y cualquier otra PLC del sistema de Potencia en AC del fuente adicional que alimente a los dispo- cual se alimenta. En este caso se recomienda conectar un transformador aislasitivos de campo en general. dor que a la vez de aislar las perturbacio2. CIRCUITOS DE SEGURIDAD nes existentes en la red, sirve como aconLos circuitos instalados en la máquina por dicionador de la tensión de la fuente de alirazones de seguridad, como finales de mentación del PLC, donde por lo general carrera de seguridad, botones pulsadores es reductor, pudiendo en algunos casos de parada e interbloqueos, siempre tenerla misma relación de tensión. deben ser cableados directamente al relé

CABLES DE ENERGÍA

Fig. 1 Transformador aislador para un PLC

121


SEÑAD ZLCN - PERÚ

FS]

CONTROtISTA DE MAQUI' Y PROCESOS INDUSTRIAL! .Leal


H.C.T.A.- SHIA

A un circuito de seguridad, se le acopla un transformador de aislamiento:

Fusibl.

La operación de cualquiera de estos contactos desconectará la potencia de los circuitos de EJS externos de controlador, parando el movimiento de la máquina, Soten pulsador de parada de emergencia

MCR

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Final de carrera

Fig. 2. Sistema de Seguridad

Este circuito tiene las siguientes características: -

Siempre que cualquier dispositivo de parada de emergencia (interruptor de parada de emergencia, interruptor de posición de seguridad, etc.) es desconectado, la energía suministrada a los dispositivos de campo de E/S queda interrumpida por desconexión del relé de control principal, y por ende, desactivando todas las máquinas o aparatos eléctricos, siempre y cuando este no represente unpeligroa las personas o instalaciones.

-

Todos los dispositivos de parada de emergencia están conectados en serie para un control desde diferentes puntos, y ubicados en lugares de fácil acceso para el operador.

- Cuando retorna la energía de la red ante cortes inesperados, y al activar el circuito de control, no deberá arrancar automáticamente las máquinas por medida de seguridad. La inicialización deberá ser ejecutada por el operador y en forma manual.


SENAT1 ZLCN - PERÚ


[CONTROUSTA DE MAQUINAS I Mr PROCESOS INDUSTRIALES J

H.C.T.A.-SHIA

-

Cuando gobierna la parada de emergencia desactivado E/S, una fuente de alimentación en DC deberá energizar a la CPU para no interrumpir su funcionamiento y poder evaluar por el programa la causa que originó la falla, asimismo, observar las indicaciones de diagnóstico.

-

En el programa de usuario no debe figurar ningún componente del circuito de control (interruptores de parada de emergencia y relés), ya que estos dispositivos son transparentes al sistema controlado por el PLC.

4. Apantallamiento

3/5

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El apantallamiento o blindaje es una forma de proteger a equipos o aparatos contra • diferentes tipos de interferencia de naturaleza magnética, eléctrica o electromagnética. El apantallamiento de equipos se logra cuando se instalan los equipos en gabinetes metálicos protegiendo contra señales perturbadoras que puádan existir fuera de ella. Porejemplo: transformadores, motores, conductores de energía, etc. Las señales perturbadoras que ingresan a través de las líneas de señal provenientes de cables de energía, deberán derivarse a tierra pasando por el punto central ubicado en el carril normalizado.

1 Carcasa, envoltura o montaje de la máquina. 2 Canal o codo de tubo de cableado. a 2 20 mm b > 40 mm

Fig.3.- Distancias mínimas permitidas entre el PLC, líneas de señal y equipos generadores de ruido.

Evite colocar debajo de los autómatas aparatos que generen calor (transformadores, alimentación, conmutadores de potencia,...).

5. Puesta a tierra

Es imprescindible conectara tierra equipos o aparatos que contengan como parte de su diseño, dispositivos de estado sólido (semiconductores), debido a que cargas electrostáticas o señales eléctricas de interferencia producidas por diferente índole puede perjudicarestos equipos. Para ello es recomendable que se realicen conexiones a tierra de chasis o rack y la fuente de alimentación del PLC para cada controlador y sus unidades de expansión, así como también el gabinetes! lotuviera. 123


SEÑAD ZLCN - PERÚ


En algunos casos, para una mejor puesta a tierra es necesario instalar un bus de tierra, que viene a ser una barra de cobre colectora de todos las tomas o puntos centrales de tierra, sea del controlador o también de otros dispositivos eléctricos o electrónicos que requieren protección.

CONTROUSTA DE MAQUINA: Y PROCESOS INDUSTR,. .tES

H.C.T.A.-SHIA

Todos los bus de tierra deberán conectarse al pozo de tierra exclusivo para el PLC donde su valor aceptable de resistencia es del orden de 3 a 5D.

PLACA BASE DEL GABINETE

UNIDAD DE EXPANSIÓN

UNIDAD DE EXPANSIÓN

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POZO DE TIERRA

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Fig.4.- Sistemo de puesto a tierra de un gabinete con PLCs.

6. PROTECCIÓN DE SOBRETENSIÓN Los dispositivos de carga inductiva pueden requerir el uso de alguna forma de supresión de sobretensión para proteger los contactos de salida del controlador. El conectar cargas de salida sin supresión de sobretensión puede reducir significativamente la duración de contactos de relé.

Existen diversas cargas en el ámbito industrial que son fuente generadora de ruido y altas tensiones transitorias, así por ejemplo, tenemos: Contactores Selenoides Arrancadores de motores, etc. 124


SENATI


ZLCN - PERÚ


H.C.T.A.-SHIA

5/5

La figura a continuación muestra el uso de dispositivos de supresión de sobretensión. Supresión de $obretensión para dispositivo di carga CA inductiva

Dispositivo de salida

Dispositivo de salida

RedRC

Supresión de sobretensión para dispositivo de carga CC inductiva

Dispositivo de solido

Diodo (también se puede usar un supresor de sobretensión)

Métodos de protección de contactos para dispositivos de salida CA y CC inductivas. Fig. 5. Dispositivos de Supresión de contodos para dispositivos de salida CA y CC inductivas.

Estos circuitos de supresión de sobretensión se conectan directamente a través del dispositivo de carga. Esto reduce los arcos de los contactos de salida. (Los fenómenos tansitorios intensos pueden causar arcos que se producen cuando se desactiva un dispositivo inductivo). Los métodos de supresión de sobretensión apropiados para dispositivos de carga de CA inductiva incluyen un varistor, una red RC o un supresor de sobretensión. Estos dispositivos deben tener una capacidad nominal

apropiada para suprimir los fenómenos transitorios de conmutación del dispositivo inductivo particular. Para dispositivos de cargas de ce inductivas, un diodo es aceptable. Un diodo 1 N4004 es aceptable para la mayoría de las aplicaciones. Se recomienda colocar el dispositivo de supresión lo más cerca posible del dispositivo de carga.

125

CONTROLISTA DE MAQUES Y PROCESOS INDUSTRIALES

SeiMATl

HOJA Di TRABAJO

ZLCN - PERÚ

H.Tr.

EVALUACIÓN 1.- Las partes principales de un PLC, son: a) Inferíase de salida, CPU yfuente b) Módulo de entrada, fuentes rack y CPU c) Fuente, procesadory módulos de entrada/salida. d) Sensores, CPU, actuadores y memoria EEPROM. E) Módulo de E/S discreta/fuente, módulo análogo. 2.- Las direcciones de los bits internos marcados en el mapa siguiente, son: 1514 13121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1

"

~~

O

WORD

o

a) B 3:0/3 y 63:254/12 b) B 3/19 y B3 / 4090 c)B 3:0/3 y B3 : 254/11 d ) B 3 : 0 / 3 y 83:256/10 e ) B 3 / 2 0 ' y 83/4091

1 2

254 255

3.- Diseñar un sistema de mando para marcha y paro de un motor, con un solo pulsado a) Usando la función contador del PLC Nano b) Usando la función DRUM CONTROLLER del PLC Nano 4.- Diseñar un sistema de mando, que cumpla el siguiente diagrama discreto: 5s

5.- Diseñar un sistema de mando, que cumple el siguiente diagrama discreto: O

8

11

25

- Después de 25 segundos, el motor para automáticamente.

SEÑAD

CONTROLISTA DE MAQUINAS ] Y PROCESOS INDUSTRIALES J

HOJA DE TRABAJO

ZLCN - PERÚ

H.Tr.

2/5

6.- Mando silo-Faja transportadora:

• De un silo se puede cargar sobre una faja a un camión en cantidad definida de material. • El pistón Zl controla la compuerta del silo. • ElmotorMl mueve la faja transportadora. • Siempre se puede poner en Stop el motor sobre el interruptor de emergencia SO a el relay de protección térmica Fl o el pulsadorOFF "SI ". • EIS3 (seleccionador), puede poner el sistema en Manual o Automático. Función Manual: • Los sensores S4 y S5 no tienen influencia sobre el mando. • No se debe activar ninguna señal acústica. • El motarse puede poner en marcha sobre S2 y en Stop sobre SO y SI. • H2 está prendido en esta posición. • Salta F3 por el motor. • S6 controla la apertura y el cierre del silo, la parada S1. Función Automática:

"í.

• Con S2 se pone en start la automática. • Después de 2 seg. de seguridad debe empezar a correr el motor durante el tiempo . de espera y el que demora el motor en el arranque (5 seg. - Arranque -A); suena una señal acústica (H1) s» Luego de estos 7 segundos se apaga la señal acústica yse abre el silo. > Si el camión está casi lleno, se cierra el silo y con SI se puede poner el motor en stop.

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CONTROLISTA DE MAQUEAS Y PROCESOS INDUSTRIAOS

SENATI

HOJA DE TRABAJO H.Tr.

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7.- Cruce de calles y vía férrea en diagonal, regulada por semáforos.

Sentido único deliren

Dirección -A-

Descripción del proceso En condiciones normales (sin paso de tren), ambas direcciones se alternan regularmen.te.de acuerdo con el esquema. Cuando el tren activa el final de carrera de entrada (FCE), los semáforos pasarán al estado lógico de permitir el paso del tren. Al mismo tiempo se podrá: •

Cruzar los peatones todos los pasos.

•

Girar los coches, atravesando los semáforos 6-3 y 5-4

Activado el final de carrera de salida (FQ), se reiniciará el ciclo pasados 15s. NOTA: Hay que dar la posibilidad de que si al activar FCe los semáforos de una dirección están en verde, puedan pasar a ámbar y no directamente a rojo. Ver cuadro de tiempos. Se pide: a) Diagrama o cuadro de tiempos. b) Diagrama de conexión de captadores, y actuadores al PLC. c) Programa Ladder.

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CONTROLISTA DE MAQUINAS | Y PROCESOS INDUSTRIALES ]

SESSIATl

HOJA DE TRABAJO

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Diagrama de tiempos

Lectura:

V = verde A = ámbar R = rojo Vp = verde peatones Rp » rojo peatones Gd = giro a derechas

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CONTROLISTA DE MAQUII-" Y PROCESOS INDUSTRIAL,..

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HOJA DE TRABAJO

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• Motor de rotor en cortocircuito de dos velocidades tipo Dahlander, con inversión de sentido de giro. Se desea que dicho motor se atenga al siguiente ciclo de funcionamiento:

Accionando el pulsador de arranque, el ciclo se repite indefinidamente hasta tanto se accione el pulsador de paro. Los relés térmicos por una sobreintensidad también pueden detener el ciclo.

1. Arranque a velocidad baja con giro a izquierdas durante 10 s.

Se pide:

2. Paro de 2 s.

b) Diagrama de conexión de captadores y actuadoresal P.LC

3. Giro a derechas a velocidad baja durante 8 s.

a) Esquema o circuito unifilar de potencia.

c) Programa Ladder

4. Paro de 2 s. 5. Giro a derechas a alta velocidad durante 15s. 6. Paro de 2 s. 7. Giro a izquierdas a alta velocidad durante 1 2s. 8. Paro de 3 s. 9. Repetición del ciclo automáticamente.

3 - 60 Hz 380 V

Lectura: K1 = Velocidad lenta a derecha. K2 = Velocidad lenta a izquierda. K5 - K3 = Velocidad rápida a derecha. K5 - K4 = Velocidad rápida a izquierda.

Entrada

vetoc. Lenta

130

SeiMATI

CONTROLISTA DE MAQUINAS] Y PROCESOS INDUSTRIALES

HOJA DE BIBLIOGRAFÍA

ZLCN-PERÚ

.

(

H.BÍ.

1/1

1.

AUTOMATISMOS DE CONTROL

Roldan V. Loria, José. Editorial Paraninfo

2.

MANUAL DE ELECTRONEUMÁTICA

BOSH

3.

MANUAL DE ELECTRONEUMÁTICA

FESTO

4.

MANUAL DE MECÁNICA INDUSTRIAL

Gil Espinoza, Juan. Editorial Cultural.

5.

MANUAL DE PLC.

Alien Bradley

6.

MANUAL DE PLC.

General Electric

7.

MANUAL DE PLC.

OMRON

8.

MANUAL DE PLC.

SIEMENS

9.

MANUAL DE PLC.

Telemecanique

10.

MANUAL DE PLC.

Westinghouse

11.

SISTEMAS DE CONTROL INDUSTRIAL.

National Instruments

12.

PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA.

Pareja García, Jesús. McGraw - Hill

13!

UDAS

SENATI

131

—„«!,

PROPIEDAD INTELECTUAL DEL SENATI PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN Y VENTA SIN LA AUTORIZACIÓN CORRESPONDIENTE

CÓDIGO DE MATERIAL 0071

EDICIÓN JUNIO 2004

Impreso en el Centro de impresión de IBM del Perú SAC

Sistema de Control de Plc

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