CURSO GENERAL DE AUTOMATAS PROGRAMABLES INDUSTRIALES

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CURSO GENERAL DE AUTOMATAS PROGRAMABLES
INDUSTRIALES
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ÍNDICE
1. Introducción al control con PLCs 2.
Iniciación a la programación del PLC 3.
Programación básica del PLC con consola 4.
Programación avanzada del PLC 5. Unidades
especiales de E/S 6. Programación de PLCs con
Syswin 7. Anexo I. DM de Configuración de PLCs
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INTRODUCCION AL CONTROL CON PLCs
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EVOLUCION HISTORICA

• 1968 Procesador cableado sustituye a relés.
• Década de los setenta
• Incorporación de elementos hombre-máquina.
• Manipulaciones de datos
• Operaciones aritméticas
• Comunicaciones (ordenador)
• Incremento de memoria
• E/S remotas
• Instrucciones más potentes
• Desarrollo de comunicaciones con dispositivos
• Década de los ochenta Avance de la tecnología µP
• Alta velocidad de respuesta, más lenguajes
• Reducción de dimensiones
• Módulos inteligentes, autodiagnóstico
• Década de los noventa
• Buses de campo abiertos
• Utilización de tecnología de ordenador PCMCIA
  /ETHERNET
• Conceptos OMRON Smart Factory
• Plug Play / Down sizing / Easy to use

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AUTOMATIZACION
PLCs diseñados para cubrir las necesidades de
control de cualquier tipo de máquina.
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AUTOMATIZACION
PLCs diseñados para cualquier aplicación de tipo
industrial o no industrial.

• Control de planta
• Control de línea
• Telemando
• Tratamiento de aguas
• Domótica
• Gestión de energía
• Naútica
• Proyectos públicos
• Medio ambiente

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AUTOMATIZACION
3 Familias de PLCs para 3 niveles de aplicación.
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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION

• INCORPORACION DE UN ELEMENTO (Pej PLC) PARA QUE
  CONTROLE EL FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACION,DE
  LA MAQUINA O DEL SISTEMA EN GENERAL
• EN DEFINITIVA SE TRATA DE UN LAZO CERRADO ENTRE
  EL DISPOSITIVO QUE CONTROLA (PLC) Y LA
  INSTALACION EN GENERAL

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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION

• EL ELEMENTO DE CONTROL (PLC) REACCIONA EN BASE A
  LA INFORMACION RECIBIDA POR LOS CAPTADORES
  (SENSORES) Y EL PROGRAMA LÓGICO INTERNO, ACTUANDO
  SOBRE LOS ACCIONADORES DE LA INSTALACION.

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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION

• LOS PRINCIPALES FACTORES QUE FAVORECEN LA
  APARICION Y EVOLUCION DE LOS PROCESOS AUTOMATICOS
  SON BASICAMENTE
• ECONÓMICOS
• CALIDAD
• SEGURIDAD LABORAL
• POR LO TANTO, LAS FUNCIONES BÁSICAS DE LA
  AUTOMATIZACION DE UNA MÁQUINA O DE UNA
  INSTALACIÓN SON
• AUMENTAR LA PRODUCCION
• DISMINUIR COSTES
• MEJORAR LA CALIDAD DEL PRODUCTO ACABADO
• EVITAR TAREAS PELIGROSAS AL SER HUMANO
• INFORMACION EN TIEMPO REAL DEL PROCESO

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PROGAMACION LÓGICA
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SISTEMAS DE NUMERACION

• LAS VARIABLES, EN GENERAL, PUEDEN EXPRESARSE O
  REPRESENTARSE SEGÚN DISTINTOS SISTEMAS DE
  NUMERACIÓN
• EL SISTEMA HABITUAL QUE SE EMPLEA DE FORMA
  COTIDIANA ES EL SISTEMA DIGITAL, QUE UTILIZA LOS
  SÍMBOLOS DEL 0 AL 9.
• HAY OTROS SISTEMAS DE NUMERACION QUE, AL TRABAJAR
  CON MÁQUINAS Y CON COMUNICACIONES, NOS APARECERÁN
  CONSTANTEMENTE
• BINARIO
• BCD (BINARIO CODIFICADO DECIMAL)
• HEXADECIMAL
• COMA FLOTANTE
• GRAY
• ASCII

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SISTEMAS DE NUMERACION

• EN GENERAL,CUANDO UNA CANTIDAD (Nª ENTERO) SE
  REPRESENTA MEDIANTE UN SISTEMA DE NUMERACIÓN DE
  BASE B, QUIERE DECIR

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CODIGO BINARIO

• CODIGO BINARIO
• UTILIZA LOS SIMBOLOS (1 y 0) PAEA REPRESENTAR
  CUALQUIER VALOR
• LA FORMULA DE CONVERSION DE UN NUMERO DECIMAL A
  UN NUMERO BINARIO ES LA SIGUIENTE
• DONDE Zi ES UNO DE LOS 2 SIMBOLOS (0 ó 1)

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CODIGO BINARIO

• CODIGO BINARIO
• EJEMPLO LA REPRESENTACION DEL Nº12 EN BINARIO
  SERÁ
• EJEMPLO REPRESENTAR EN BINARIO LOS Nº DECIMALES
  16 Y 45.

2 2 2 2 2 2 16 ?
1 0 0 0 0 45 ?
1 0 1 1 0 1
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Números en COMA FLOTANTE

• COMA FLOTANTE
• Signo (s) ? 1 negativo , 0 positivo (bit 31)
• Mantisa (M) ? La mantisa incluye 23 bits (bit 0..
  22). Representa la parte derecha de número
  decimal.
• Exponente (e) ? El exponente incluye 8 bits (bit
  23..30).

2 1 0
...
23 22 21
31
30
...
Mantisa
Exponente
Signo Mantisa
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Números en COMA FLOTANTE

• Se pueden expresar los números
• -? (e255, M0, s0)
• -3.4028231038 -1.17549410-38
• 0 (e0)
• 1.17549410-38 3.4028231038
• ? (e255, M0, s1)
• NaN (e255, M?0) Número no válido.
• No es necesario conocer el formato de estos
  números, sólo que ocupan 32 bits.

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Precauciones COMA FLOTANTE

• Las operaciones indeterminadas 0.0/0.0, ?/?, ?-?
  dan como resultado NaN.
• Overflow (?) y Underflow (0). Es más peligroso
  el Overflow al convertir el resultado a entero
  (binario con signo).
• Los decimales se truncan al convertirlos a entero
  (binario con signo).
• Cualquier operación con un NaN como operando da
  como resultado NaN.

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IEEE754

• Expresan números reales en 32 bits conforme al
  estándar IEEE754
• (-1)signo2exponente-127(1Mantisa2-23)
• 11000000011000000000000000000000
• Signo (-1)1 -1
• Exponente 2128-127212
• Mantisa 162914562-2310.751.75
• Resultado -1.752 -3.5

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CODIGO BCD

• CODIGO BCD
• CODIGO MEDIANTE EL CUAL CADA NUMERO DEL SISTEMA
  DECIMAL (0..9) SE REPRESENTA EN BINARIO (0,1).
• LA CONVERSION DIRECTA ES LA SIGUIENTE

DECIMAL BINARIO
0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0
101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001
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CODIGO ASCII

• CODIGO INTERNACIONAL CUYAS SIGLAS RESPONDEN A
  AMERICAN STANDAR CODE INFORMATION INTERCHANGE.
• HOY UTILIZADO EN COMUNICACIONES E INTERCAMBIO DE
  DATOS.
• EN ESTE CODIGO SE UTILIZAN 8 BITs PARA LA
  REPRESENTACION.
• Ejemplo

A 41 0100 0001 5 35 0011
0101 gt 3E 0011 1110
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CONCEPTO DE REGISTRO

• DISPOSITIVO CAPAZ DE ALMACENAR UNA INFORMACION
  DIGITAL (1 o 0)
• EN NUESTROS PLCs TODOS LOS REGISTROS SON DE 16
  (POSICIONES)

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
3 2 1 0 Nº BIT msb
lsb (PESO)
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CONCEPTO DE PLC
EL AUTOMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL (PLC
programmable logic controller) ES UN EQUIPO
ELECTRÓNICO, PROGRAMABLE



EN
LENGUAJE NO INFORMATICO, DISEÑADO PARA CONTROLAR
EN TIEMPO REAL Y EN AMBIENTE DE TIPO INDUSTRIAL
PROCESOS SECUENCIALES.
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CARACTERISTICAS PLCs OMRON

• Recursos Configurables
• Comunicaciones compatibles
• Software de gestión común
• Mapeado de memoria
• Periféricos comunes
• Instrucciones compatibles
• Marcado CE y fabricación europea

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ESTRUCTURA DE UN AUTOMATA
? Unidad central de procesos ? Memoria de
programación (RAM,EPROM,EEPROM) ? Sistema de
control de E/S y perifericos ? Dispositivo de
entradas / salidas.
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DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDA
? EL PLC RECIBE SEÑALES DE ENTRADA TALES COMO,
ENCODERS, FOTOCELULAS, PULSADORES, TECLADOS, .
? EL PLC ACTIVA MEDIANTE SUS SALIDAS, VÁLVULAS,
SOLENOIDES, CONTACTORES, INDICADORES LUMINOSOS,
...
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ESTADOS DE FUNCIONAMIENTO

• PROGRAM. El PLC está en reposo, y puede recibir ó
  enviar el programa a un periférico (consola, PC,
  )
• MONITOR o RUN. El PLC ejecuta el programa que
  tiene en memoria, permitiendo en modo monitor el
  cambio de valores en los registros del mismo.

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MODO DE FUNCIONAMIENTOMONITOR-RUN

• CICLO DE SCAN
• Se llama así al conjunto de tareas que el
  automata lleva a cabo cuando está controlando un
  proceso.
• TAREAS COMUNES (SUPERVISION GENERAL)
• ACEPTACION DE ENTRADAS Y ACTUACION SOBRE SALIDAS
• EJECUCION DE LAS INSTRUCCIONES
• SERVICIO A PERIFERICOS
• TIEMPO DE RESPUESTA
• Tiempo necesario para llevar a cabo las distintas
  operaciones de control. En particular, el tiempo
  de respuesta de un sistema (activación de una
  señal de salida en relación a una entrada) viene
  determinado principalmente por
• TIEMPO DE SCAN DE LA CPU
• TIEMPO DE ON/OFF DE LOS MODULOS DE E/S

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MODO DE FUNCIONAMIENTOMONITOR-RUN
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CICLO DE TRABAJO
- Programación WATCH DOG
- Verificar memoria de ususario
- Verificar BUS E/S
- Gestión de transmisión con
Consola de Programación
Interface de comunicaciones
- Scan secuencial de las
instruciones del programa
- Lectura del estado de los módulos de E/S
- Transferencia de estado a las salidas
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CALCULO DEL CICLO DE SCAN
32
CICLO DE SCAN Y TIEMPO DE RESPUESTA(µS)
33
CALCULO DE LOS TIEMPOS DE RESPUESTA
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MEMORIA DEL PLC

• La memoria del PLC se encuentra dividida en
  varias áreas, cada una de ellas con un contenido
  y características distintas
• AREA DE PROGRAMA
• En este área es donde se encuentra almacenado el
  programa del PLC (que se puede programar en
  lenguaje Ladder ó nemónico).
• AREA DE DATOS
• Este área es usada para almacenar valores o para
  obtener información sobre el estado del PLC. Está
  dividida según funciones en IR, SR, AR, HR,
  LR,DM, TR, T/C.

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MEMORIA DEL PLC

• MEMORIA
• DE PROGRAMA RAM CON BATERIA, EPROM ó EEPROM
• INTERNA RECURSOS DEL AUTOMATA
• REGISTROS (CANALES) DE E/S
• CANALES ESPECIALES
• DE DATOS RAM MANTENIDA CON BATERIA
• MEMORIAS DE DATOS
• REGISTROS PERMANENTES

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CAPACIDAD DE MEMORIA DE PROGRAMA
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E/S CONEXION
Módulos de ENTRADA
? Unidad de entrada de c.a.\c.c. Configuración
del circuito.
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SELECCION DEL AUTOMATA

• CRITERIOS
• Número de E/S a controlar
• Capacidad de la memoria de programa
• Potencia de las instrucciones
• Posibilidad de conexión de periféricos, módulos
  especiales y comunicaciones.

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CLASIFICACION DE AUTOMATAS

• POR TIPO DE FORMATO
• COMPACTOS Suelen integrar en el mismo bloque la
  alimentación, entradas y salidas y/o la CPU. Se
  expanden conectándose a otros con parecidas
  características.
• MODULARES Están compuestos por módulos o
  tarjetas adosadas a rack con funciones definidas
  CPU, fuente de alimentación, módulos de E/S, etc
  La expansión se realiza mediante conexión entre
  racks.

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DEFINIR CONFIGURACION DE E/S

• En una instalación nos encontramos con las
  siguientes señales y elementos a controlar

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DEFINIR CONFIGURACION DE E/S
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COMPOBUS S
Compobus S

• Sistema bus Maestro Esclavo
• Método multipunto con ramas
• Hasta 32 nodos
• Hasta 256 E/S
• Velocidad de 0,75 mbits
• Bus de hasta 500 m.
• Medio de transmisión (doble par trenzado o cable
  plano)

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COMPOBUS S
Terminales E/S
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PERIFERICOS

• PERIFERICOS son dispositivos que realizan tareas
  complementarias al funcionamiento del autómata y
  están en constante comunicación con este. Se usan
  tanto para programar como para visualizar el
  estado del autómata.

- ORDENADOR - CONSOLA DE PROGRAMACION - GRABADOR
DE EPROM - INTERFACE DE CASETE
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ANALISIS DE LA INSTALACION
CONEXIONADO E/S ALIMENTACION
? Si el cableado de E/S y los cables de potencia
han de tenderse por la misma canaleta (por
ejemplo estan conectados al mismo equipo), deben
ser protegidos poniendo placas metálicas.
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ANALISIS DE LA INSTALACION

• MONTAJE
• Para evitar ruido, se deberían utlizar cables
  dobles trenzados AWG 14 (mínimo 2mm2).
• Evitar el montaje del PLC junto a equipos de alta
  potencia.
• Verificar que el punto de instalación está al
  menos a 200 mm de los cables de alta potencia.
• A ser posible, utilizar conductos eléctricos para
  contener y proteger el cableado del autómata lo
  suficientemente largos como para contener los
  cables de E/S y mantenerlos separados de otros
  cables.

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ANALISIS DE LA INSTALACION
CUADRO DE MANIOBRA ? Los bastidores se deben
montar en horizontal para poder leer la parte
impresa con normalidad. ? Igualmente es
importante montar los bastidores en horizontal,
para que la ventilación de los dispositivos sea
correcta. ? Cualquier soporte rígido que cumpla
las especificaciones ambientales es válido. ? Si
es posible, utilizar conductos estándar para
contener los cables de E/S y mantenerlos
separados de los demás.
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ANALISIS DE LA INSTALACION
PARADA DE EMERGENCIA ? Se puede utilizar un
relé externo (CR) para configurar un circuito de
parada de emergencia que desconecta el sistema
cuando el PLC pare su operación
253.13
Parada de Emergencia