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T ec su p V i ir r t t u @ l l

S el ec c ci ió n d e P LC s y C ont ad or es

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Selección de PLCs y Contadores Agosto 2007

INDICE 1.

2.

3. 4.

Reglas de evolución .................................................................... 3 1.1. Objetivo........................................................................... 3 1.2. Contenido ........................................................................ 3 1.2.1. Fuente de alimentación ........................................ 3 1.2.2. Unidad de procesamiento central (C.P.U.)........ 4 1.2.3. Entradas discretas ................................................. 6 1.2.4. Salidas discretas .................................................... 7 1.2.5. Entradas / salidas analógicas............................ 7 1.2.6. Módulos inteligentes ............................................ 8 1.2.7. Lenguaje de programación.................................. 8 1.2.8. Sistema de configuración..................................... 9 1.2.9. Soporte técnico ...................................................... 9 1.3. Resumen ........................................................................ 10 Contadores................................................................................. 10 2.1. Introducción .................................................................. 10 2.2. Objetivos ....................................................................... 11 2.3. Contenido ...................................................................... 11 2.3.1. Definición ............................................................. 11 2.3.2. Tipos de contadores............................................ 12 2.4. Aplicación del contador ................................................ 14 2.5. Resumen ........................................................................ 15 Preguntas de autocomprobación ............................................... 16 Respuestas a las preguntas de autocomprobación..................... 17

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Selección de PLCs y contadores Agosto 2007

1. Reglas de evolución

1.1.

Objetivo •

1.2.

Identificar los criterios para seleccionar al PLC de acuerdo a ciertos requerimientos.

Contenido A continuación, se especifica los diferentes criterios para seleccionar un PLC:

1.2.1.

Fuente de alimentación Para la fuente de alimentación es necesario tener presente los siguientes datos técnicos

•

Tipo de corrie AC / DC

Figura 4.1

•

Nivel de tensión valor nominal: (Vn) margen admisible: (0,85......1.2) Vn

Figura 4.2

•

Potencia admisible expresado en (W)

Figura 4.3

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•

Frecuencia de la red valor nominal: (50/60 Hz) margen admisible: ± 5%

Figura 4.4

•

Capacidad de corriente de entrada a (....V): (A) de salida (usuario) a (....V): (A)

Figura 4.5

•

Condiciones ambientales temperatura: ( °C ) humedad ( % )/sin condensación

Figura 4.6

•

Índice de protección (IP...)

Cuando se estima la potencia de la fuente, se debe considerar los consumos de las siguientes cargas.

• CPU. • Módulos E/S (discreta/análoga). • Módulos inteligentes. • Ampliaciones futuras. • Otros.

1.2.2.

Unidad de procesamiento central (C.P.U.) Del mismo modo, cuando se selecciona la CPU, debemos tener presente:

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•

La capacidad de memoria Total: (Kb) Interna RAM: (Kb) o (instrucciones) Módulos de memorias: EPROM/EEPROM

Figura 4.7

•

Tiempo de ejecución (SCAN TIME) de cada operación binaria : (µs) de cada operación tipo palabra : (µs) de una operación mixta: 35% binarias + 65% palabras (µs)

En cada caso éstos varían según el fabricante.

Figura 4.8

•

Tiempo de vigilancia de ciclo perro guardián: (ms)

Figura 4.9

•

Cantidad de E/S discretas

•

Cantidad de E/S análogas

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•

Cantidad de memorias internas Total remanentes no remanentes

•

Cantidad de temporizadores

Figura 4.10

•

Cantidad de contadores Reloj-calendario Algoritmo de regulación PID Canales de comunicación Posibilidad de integración a red

Figura 4.11

Con estos datos la CPU debe satisfacer los requerimientos del sistema actual y a futuro.

1.2.3.

Entradas discretas Al seleccionar los módulos de entrada, es conveniente tener presente:

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•

La cantidad de entradas discretas

•

El tipo de corriente AC / DC

•

El nivel de tensión nominal (V)

•

La intensidad de corriente (MA)

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•

La temperatura ambiente admisible ( °C )

Es recomendable usar entradas discretas en DC por razones de seguridad y económicas en lugar de entradas en AC.

Figura 4.12

1.2.4.

Salidas discretas Del mismo modo para las salidas discretas:

1.2.5.

•

La cantidad de salidas discretas

•

El tipo de corriente AC / DC (Tipo: transistor, relé o triac)

•

El nivel de tensión valor nominal: (V) margen admisible: (....@....)

•

Valores más usuales: 24 VDC, 110/115 VAC, 220/230 VAC.

•

Capacidad admisible de corriente: (mA, A) potencia: (W)/DC, (VA)/AC

•

Condiciones ambientales de temperatura ( °C )

Entradas / salidas analógicas •

Cantidad de entradas/salidas analógicas

•

Tipo de señal en corriente : (mA) / (0-20)mA, (4-20)mA, etc. en tensión : ( V ) / (0-2) V, (0-5) V, (0-10) V, ± 10V, etc.

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•

Resistencia de entrada ( MΩ ), (entradas análogas)

•

Resistencia de carga (Ω), (salidas análogas)

•

Resolución (Nº de bits + signo) / 8, 12, 16 bits

Figura 4.13

1.2.6.

•

Tiempo de escrutinio (ms / 50Hz, ms / 60Hz)

•

Corriente/tensión de entrada máxima (mA/V), (entradas análogas)

•

Corriente de cortocircuito (mA), (salidas análogas)

admisible

Módulos inteligentes Se tienen de diferentes tipos tales como:

• • • • • •

1.2.7.

Módulo de temporizadores. Módulo de contadores. Módulo de regulación PID. Módulo de posicionamiento. Controlador de motores paso a paso. Módulos de comunicación, etc.

Lenguaje de programación Cada fabricante tiene su propio lenguaje de programación, cuya representación varía de acuerdo a la marca, así tenemos:

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• • • •

Lista de instrucciones. Texto estructurado. Plano de funciones y Diagrama escalera o diagrama de contactos.

Esta última representación es la más difundida en la mayoría de PLCs, pudiendo tener ciertas funciones que no están presentes en las otras o viceversa. Se debe evaluar que el lenguaje de programación tenga capacidad para programar fundamentalmente lo requerido por el sistema, así por ejemplo:

• • • • • • • •

1.2.8.

E/S analógicas. Registrador de datos. Secuenciadores. Operaciones aritméticas: +, - , x , ÷, √ Comparadores: >, <, ><, ≥ , ≤ , = Saltos. Algoritmos PID. etc.

Figura 4.14

Sistema de configuración Es importante, también, tener presente los sistemas de configuración, tal como se estudio en el módulo 3:

• • •

1.2.9.

Configuración compacta. Configuración modular. Configuración compacto-modular.

Soporte técnico Esta parte es de gran importancia, ya que el fabricante o distribuidor debe dar toda la garantía para una máxima disponibilidad del equipo y del servicio del futuro; para ello debe disponer:

•

De repuestos: la totalidad de las partes y accesorios de preferencia.

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•

De catálogos y manuales

•

Del servicio técnico de: mantenimiento programación

•

Asesoramiento en caso de ser requerida

Figura 4.15

1.3.

Resumen Los criterios técnicos para la selección del PLC son:

• • • • • • •

Fuente de alimentación. C.P.U. Entradas y salidas discretas. Entradas y salidas analógicas. Módulos inteligentes. Lenguajes de programación. Sistemas de configuración.

Además del criterio técnico es importante tener en cuenta el soporte técnico. 2. Contadores

2.1.

Introducción Trataremos sobre los contadores desde el punto de vista de programación. El contar eventos es muy necesario en una gran cantidad de aplicaciones.

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Figura 4.16

2.2.

2.3.

Objetivos •

Reconocer el principio de funcionamiento del contador en la programación.

•

Implementar en el PLC aplicaciones con contadores.

Contenido 2.3.1.

Definición En la programación es muy utilizada la operación del contador, para resolver muchas aplicaciones. Pero… ¿Qué es un contador? Un contador es una función de cómputo que permite efectuar la cuenta de acontecimientos o de impulsos. La cuenta se puede programar en forma progresiva (ascendente) o regresiva (descendente). La operación de conteo consiste en incrementar 1 al contenido del contador, mientras que la operación de descuento consiste en decrementar 1 al contenido del contador, ambos al presentarse un pulso o un acontecimiento. La función del contador, permite activar salidas o memorias internas, en el momento que su registro de conteo coincide con el valor presente previamente definido. Por otro lado si el registro es diferente al valor de presente la salida asociada al contador no se activara. Es importante señalar, que la cantidad de contadores que se pueden programar con el PLC,

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depende del tamaño de éste, pudiendo ser desde 16 hasta miles. A continuación se muestran los 3 tipos de contadores que se pueden encontrar en los PLC.

2.3.2.

Tipos de contadores a) CTU Contador Ascendente

Figura 4.17

Descripción General: CU RESET PV CV Q

Incrementa en 1 con un flanco. Coloca el valor corriente a 0. VALOR PRESET. VALOR CORRIENTE. Output, es TRUE si CV = PV (CTU).

CU, RESET y Q son de tipo BOOL; PV y CV son de tipo INT.

Significa: Si esta RESET entonces CV=0; Pero si esta CU entonces CV:= CV + 1; Q es TRUE si CV >= PV

b) CTD Contador Descendente

Figura 4.18

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Descripción General: CD LOAD

Decrementa en 1con un flanco. Carga el VALOR CORRIENTE con el valor del PRESET. PV VALOR PRESET. CV VALOR CORRIENTE. Q Output, es TRUE si CV = 0 (CTUD). CD, LOAD y Q son de tipo BOOL; PV y CV son de tipo INT.

Significa: Si esta LOAD entonces CV = PV; Pero si esta CD entonces CV = CV - 1; Q es TRUE si CV <= 0.

CTUD Contador Ascendente y descendente

Figura 4.19

Descripción General: CU Incrementa en 1 con un flanco. CD Decrementa en 1 con un flanco. RESET Coloca el valor corriente a 0. LOAD Carga el VALOR CORRIENTE con el valor del PRESET. PV VALOR PRESET. CV VALOR CORRIENTE. Q Output, es TRUE si CV = PV (CTU), es TRUE si CV = 0 (CTD). QU Output, es TRUE si CV = PV (CTUD). QD Output, es TRUE si CV = 0 (CTUD).

CU, CD, LOAD, RESET, QU y QD son de tipo BOOL; PV y CV son de tipo INT.

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Significa: Si esta RESET entonces CV = 0; Si esta LOAD entonces CV = PV; Pero si esta CU entonces CV = CV + 1; Pero si esta CD entonces CV = CV - 1; QU es TRUE si CV >= PV QD es TRUE si CV <= 0. Para una mejor comprensión del principio de funcionamiento veremos el desarrollo de un ejemplo:

2.4.

Aplicación del contador Descripción tecnológica Se desea contabilizar eventos cuando se activa una entrada S1Q, así mismo decrementar con la señal de entrada S2Q. Por otro lado, es preciso resetear a cero el contador cada vez que aparece la señal S0Q. Contemplar una entrada S3Q para que se pueda cargar al contador un valor preseteado de 10. Finalmente, una lámpara H1H se encenderá cuando el contador tenga en su registro contabilizado 10 eventos. Se pide: 1 2 3

Lista de ordenamiento Diagrama de contactos Plano de funciones Tabla 4.1

1. Lista de ordenamiento Entradas

DESIGNACIÓN DESCRIPCIÓN S0Q S1Q S2Q S3Q

Botón pulsador N.A. Botón pulsador N.A. Botón pulsador N.A. Botón pulsador N.A. Tabla 4.2

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OPERANDO I0,0 I0,1 I0,2 I0,3

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Salidas

DESIGNACIÓN H1H

DESCRIPCIÓN

OPERANDO

Lámpara de señalización

Q2,1

Tabla 4.3

2. Diagrama de contactos

Figura 4.20

3. Plano de funciones

Figura 4.21

2.5.

Resumen •

El contador es una función de computo, que sirve para registrar eventos o sucesos.

•

Existen 3 tipos de contadores CTU, CTD, CTUD.

•

EL tipo de variables que se usan son Boleanas y las variables tipo enteros son los valores de cuenta y de preset del contador.

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3. Preguntas de autocomprobación

1. ¿Es importante tener presente la potencia admisible de la fuente de alimentación del PLC? Respuestas:

………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………. 2. ¿Es indiferente que a un módulo de entrada diseñada para DC se le conecte una entrada en AC? Respuestas:

………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………. 3. ¿En qué caso se puede elegir un PLC compacto? Respuestas:

………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………. 4. Si se desea programar una aplicación, como por ejemplo una playa de estacionamiento donde se desea contabilizar los carros que ingresan y salen, ¿Usted necesariamente utilizaría un contador o temporizador? Respuestas:

………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………. 5. ¿Que el tipo de variable es la entrada CU en el contador? Respuestas:

………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………. 6. ¿Que el tipo de variable es la entrada PV en el contador?

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Respuestas:

………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………. 7. ¿Puedo colocar el valor 34 en la pata de entrada RESET del contador CTUD? Respuestas:

………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………. 4. Respuestas a las preguntas de autocomprobación

1. Sí, porque no es lo mismo que la fuente alimente una tarjeta de entrada y otra de salida, que un PLC tenga una fuente para alimentar 20 tarjetas entre entradas y salidas.

2. No, Porque como se vio en el circuito equivalente de estos módulos en DC, necesitan la parte de rectificación para que puedan recibir tensión en AC.

3. Para aplicaciones pequeñas, donde se requiera gobernar unas cuantas entradas y salidas.

4. Un contador. 5. Es una variable tipo BOOL, boleana. 6. Es una variable tipo INT, entero. 7. No se puede, pues 34 es un entero y la variable que corresponde en esa pata, es una boleana.

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