a) Sistemas de Control basados en eventos

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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)

• Características equipos control en los 70s
• alto costo
• requerimiento de personal capacitado
• complejidad de las interfaces (equipos a
  procesos).

• Hoy (Controladores Lógicos Programables o
  PLCs, también denominados autómatas
  programables)
• sistemas económicos, robustos y flexibles
• de fácil manejo por el operador
• simplicidad de interconexión con los procesos
  (facilidad para manejar corrientes y tensiones
  más grandes que las que maneja la CPU del equipo)

Los primeros PLCs sustituyeron los clásicos
sistemas con relés o con circuitos lógicos, y son
configurables (a través de un programa con un
modo de programación muy similar a la que se
usaba para definir la lógica de relés).
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
Los relés
Esquemáticamente
Físicamente
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
Encendido con botonera partir-parar
Circuito de control (Diagrama de relés)
Esquemáticamente
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)

• Los PLCs hoy superan los sistemas basados en
  lógica de relés
• mejor sistema de instrucciones (inclusión de
  temporizadores y contadores, instrucciones
  aritméticas y lógicas, etc.)
• mayor velocidad de respuesta
• mejores interfaces con los procesos (tratamiento
  de entradas y salidas analógicas)
• mejor capacidad de comunicación (buses de campo o
  field bus).

La principal virtud de un PLC es su robustez y su
capacidad de conexión con las señales
provenientes de los procesos.
Energía
Respuesta
Señales deconsigna
Señalesde control
Elementos de Potencia
Elementos de Señal
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
Los sistemas de control se pueden dividir en

• analógicos
• digitales
• híbridos (analógicos-digitales)

• Los sistemas analógicos trabajan con señales
  continuas (presión, temperatura, velocidad,
  etc.), usando voltajes o corrientes
  proporcionales a dichas magnitudes (P/E 0-10V,
  4-20mA, etc).

• Los sistemas digitales trabajan con señales
  binarias (toman sólo dos niveles o estados
  posibles abierto-cerrado conduce-no conduce
  mayor-menor, etc.), que se suelen representar por
  valores 1 y 0 (usando notación del Álgebra de
  Boole).

Los automatismos pueden ser lógicos (grupos de
variables de un solo bit) o digitales (variables
de varios bits, como estado de contadores, etc.).
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
La CPU del PLC trabaja en forma digital
(microcomputador) .
Las señales de los procesos y acciones de control
son por lo general- de carácter analógico. Los
PLCs tienen en sus interfaces las conversiones
A/D y D/A. Muchos dispositivos (tanto de entrada
como de salida) manejan señales binarias (no
requieren conversores).
El advenimiento de la instrumentación inteligente
(smart) y el uso de buses de campo, hará que
las señales analógicas sean desplazadas por las
digitales. La gran cantidad de equipamiento
analógico disponible a nivel industrial (tanto
electrónico como neumático y/o hidráulico) no
permiten augurar que su cambio total ocurra en un
futuro muy cercano.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
Automatismos cableados y programables
La ventaja del PLC frente a los sistemas
cableados convencionales (lógica de relés o de
circuitos lógicos) radica en que el
funciona-miento del sistema depende de un
programa y no de un circuito.
Con un mismo hardware o equipo se pueden
realizar distintas funciones, modificando el
software de configuración.
Se distinguen

• Sistemas cableados (poco adaptables)
• Sistemas programables (muy adaptables)

Aunque todos los equipos basados en
microprocesador pueden considerarse como
programables, aquí debe entenderse como
configurables a través de un programa
desarrollado por el usuario.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
Automatismos cableados y programables
Las diferencias entre ambos automatismos puede
resumirse como sigue
CARACTERISTICA SISTEMA CABLEADO AUTOMATA PROGRAMABLE
Flexibilidad de adaptación al proceso Baja Alta
Hardware estándar para distintas aplicaciones No Sí
Posibilidades de ampliación Bajas Altas
Interconexiones y cableado exterior Mucho Poco
Tiempo de desarrollo del proyecto Largo Corto
Posibilidades de modificación Difícil Fácil
Difícil Mantenimiento Difícil Fácil
Herramientas para prueba No Sí
Stoks de mantenimiento Medios Bajos
Modificaciones sin parar el proceso (on line) No Sí
Costo para pequeñas series Alto Bajo
Estructuración para bloques independientes Difícil Fácil
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
El Autómata Programable
Se considera al autómata programable como el
conjunto de dispositivos integrados por la unidad
de control y las interfaces con las señales del
proceso. Puede considerarse como un equipo con un
hardware estándar, con capacidad de conexión
directa con las señales de campo (a transductores
y periféricos electrónicos), con niveles de
tensión y corriente industriales, y configurable
por el usuario. El conjunto de señales de
consigna y de realimentación que entran al PLC se
les denomina entradas, mientras que las que se
obtienen de él se denominan salidas, pudiendo
ser en ambos casos- análogas o digitales. Se
habla de modularidad cuando el hardware está
dividido en partes interconectables que permiten
conformar el sistema según las necesidades.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
El Autómata Programable
La modularidad permite distinguir entre
autómatas compactos (el dispositivo incluye en
un solo cuerpo- la unidad de control y un mínimo
de entradas y salidas). Con unidades de expansión
pueden llegar hasta 256 puntos (entradas o
salidas) adicionales o más.
Cuando se requiere un número mucho más grande de
puntos (más de 1000 con una única CPU), es
necesario acudir a sistemas modulares montados en
rack. Existe la posibilidad de tener varios
sistemas en paralelo, cada uno con su propia CPU
y haciendo tareas distintas. Este tipo de
configu-raciones ha dado lugar a los que se
conoce como inteligencia distribuida, fundada
en la comunicación que puede existir entre los
distintos ordenadores. Esta técnica sustituye al
gran autómata en que residía toda la
inteligencia del proceso (inteligencia
centralizada)
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a) Sistemas de Control basados en eventos
i) El Controlador Lógico Programable (PLC)
El Autómata Programable
Ejemplos de PLCs compactos
Ejemplo de PLC modular
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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
La estructura básica de un PLC y su forma de
conexión a un proceso se muestra en la siguiente
figura
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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
La secuencia de operaciones de un PLC se define
en base al análisis de un conjunto de entradas
del sistema y, dependiendo del programa de
operación, se toman acciones sobre un conjunto de
las salidas del mismo.
Las señales de entrada pueden provenir de
elementos digitales (como sensores de fines de
carrera, detectores de proximidad, interruptores
o pulsadores, etc.) o analógicos (sensores de
presión o temperatura, señales de voltaje o de
corriente, etc.). Las señales de salida pueden
ser acciones digitales (activación de un relé o
motor, encendido de una ampolleta, etc.) o
analógicas (accionamiento de una válvula entre
sus diversas posiciones, etc.). Estas condiciones
de entrada o de salida de un PLC se realizan a
través de interfaces específicas estandarizadas,
que permiten configurar fácilmente un sistema de
acuerdo a las necesidades del usuario.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
Bloques principales de un autómata
Un PLC tiene básicamente los siguientes bloques

• Unidad Central de Proceso o Control (CPU)
• Memorias internas
• Memorias de programa
• Interfaces de entrada y de salida
• Fuente de alimentación.

La unidad de control consulta el estado de las
entradas y extrae de la memoria de programa la
secuencia de instrucciones a ejecutar, elaborando
a partir de ellas- señales de salida que se
enviarán al proceso. Simultáneamente, actualiza
los temporizadores y contadores internos que se
hayan utilizado en el programa. Durante la
ejecución del programa, las instrucciones se van
ejecutando en serie (una tras otra). La memoria
contiene todos los datos e instrucciones
necesarias para la ejecución del programa.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
Bloques principales de un autómata
La memoria interna es la encargada de mantener
los datos intermedios de cálculo y variables
internas que no aparecen directamente sobre las
salidas, así como un reflejo o imagen de los
últimos estados leídos sobre las señales de
entrada o enviados a las señales de salida.
La clasificación de una memoria interna se
realiza por el tipo de variables que almacena y
por el número de bits que ocupa la variable.
Pueden agruparse en

• Posiciones de un bit (bits internos)
• Memoria imagen de entradas/salidas
• Relés internos
• Relés especiales o auxiliares
• Posiciones de 8, 16 o más bits (registros
  internos)
• Temporizadores
• Contadores
• Otros registros de uso general.

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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
Bloques principales de un autómata
El área de memoria imagen almacena las últimas
señales leídas en la entrada y enviadas a la
salida, actualizándose después de cada ejecución
completa del programa (ciclo de barrido o de
scan).
Después de ejecutar el programa, la CPU orden el
intercambio de señales entre las interfaces I/O y
la memoria imagen. Por lo tanto, mientras dura la
ejecución, los estados de las señales de entradas
considerados para el cálculo no son los actuales
de la planta sino los almacenados en memoria
(leídos en el ciclo anterior). Por otra parte,
los cálculos realizados no van directamente a las
interfaces de salida, sino que se almacenan en
los lugares correspondientes. Esto hará que la
transferencia global de todas las señales
(lectura de entrada y escritura de salidas) se
realice cuando finaliza cada ciclo de
barrido. Las posiciones de la memoria imagen se
denominan puntos de E/S (I/O points). Esta
cantidad es propia de cada PLC.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
Bloques principales de un autómata
Los relés (internos, auxiliares y especiales) se
identifican con lugares de memoria de 1 bit, y
almacenan el estado interno de un sistema
(relojes, bits de control, estado de la CPU,
etc.). Estos relés pueden consultarse desde el
programa, pero no afectan directamente a ninguna
salida.
La memoria de programa contiene la secuencia de
operaciones que deben realizarse sobre las
señales de entrada para obtener las señales de
salida, así como los parámetros de configuración
del autómata. Para introducir una modificación
sobre el sistema de control, sólo es necesario
modificar el contenido de esta memoria. Las
interfaces de entrada y salida establecen la
comunicación del autómata con la planta. Para
ello, las señales del proceso se conec-tan a
través de los bornes previstos. La interfaz se
encarga de adaptar las señales que se utilizan en
el proceso a las manejadas internamente por la
máquina.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
Interfaces de entrada y de salida
Las interfaces I/O establecen la conexión física
entre la unidad central y el proceso, filtrando,
adaptando y codificando de manera comprensible
para dicha unidad las señales procedentes de los
elementos de entrada, y decodificando y
amplificando las señales generadas durante la
ejecución del programa (antes de enviarla a los
elementos de salida). Las interfaces pueden
clasificarse según

• El tipo de señales
• Digitales de 1 bit
• Digitales de varios bits
• Analógicas
• Por la tensión de alimentación
• De CC (P/E de 24 VCC)
• De CC a colector abierto (PNP o NPN)
• De CA (60/110/220 VCA).
• Salidas por relés (libres de tensión)

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a) Sistemas de Control basados en eventos
ii) Arquitectura. Interfaces I/O.
Interfaces de entrada y de salida
También por

• Por el aislamiento
• Con aislación galvánica (optoacopladores),
• Con acoplamiento directo.
• Por la forma de comunicación con la unidad
  central
• Comunicación serie,
• Comunicación paralelo.
• Por la ubicación
• Locales,
• Remotos.

Existen clasificaciones más específicas,
dependiendo del tipo de autómata (compacto o
modular), incluyendo la adaptación de
transductores específicos (termocuplas, etc.) así
como interfaces de comunicaciones (tanto para su
programación como para su interco-nexión a buses
industriales), tal como se verá en futuros
ejemplos.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Secuencia de ejecución del programa
La forma como se ejecutan las acciones de un PLC
se muestra en el siguiente esquema
Las posiciones dela memoria imagense denominan
Puntos de E/S
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Modos de operación
Cuando un autómata está energizado, puede
encontrarse en uno de los siguientes modos o
estados de operación

• RUN El autómata se encuentra en el modo de
  ejecución normal del programa.
• Las salidas cambian según el valor de las
  entradas y lo establecido por el programa.
• Los temporizadores y contadores configurados
  evolucionan en forma normal.

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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Modos de operación

• STOP La ejecución del programa se detiene por
  orden del usuario.
• Las salidas pasan a estado OFF
• Las posiciones internas (relés y registros),
  contadores y temporizadores mantienen su estado
  en memoria interna
• Cuando pasa a RUN, todas las posiciones internas,
  excepto las protegidas, pasan a estado OFF.

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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Modos de operación

• ERROR El autómata detiene su ejecución por un
  error de funcionamiento, hasta que se solucione
  el error.
• Las salidas pasan a estado OFF
• Cuando se corrige el error, para que el autómata
  nuevamente entre en modo RUN, es necesario un
  reset desde la CPU, o por el usuario, o por un
  comando enviado desde el programa.

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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Modos de operación
Los aspectos citados se muestran en el siguiente
esquema
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Configuraciones de la unidad de control
La Unidad de Control debe

• Ejecutar las instrucciones
• Ordenar transferencia de información I/O
• Establecer lazos de regu-lación y control
• Comunicarse con los operadores y con el entorno.

Puede configurarse como
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Configuraciones de la unidad de control
Existen sistemas con multiprocesadores centrales
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Configuraciones de la unidad de control
Un ejemplo de PLC con multiprocesa-dores
centrales es el SIMATIC S5 (de Siemens)
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Unidades de Control redundantes
Por los riesgos que pueden ocurrir durante la
operación del proceso, una forma de asegurar el
normal funcionamiento es mediante la
incorporación de unidades de control redundantes
Funcionamiento redundante
Funcionamiento supervisado
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas/Salidas distribuidas
Según la conexión de las entra-das o salidas con
la CPU del autómata base, existen diversas formas
de conexión

• Bus un solo procesador de enlace en la unidad
  base.
• Estrella Hay tantos procesadores de enlace como
  unidades de expansión.
• Mixta La unidad base tiene procesadores
  independientes para cada expansión.

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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas/Salidas distribuidas
En este tipo de conexión es posible la
desconexión de cualquier unidad de expansión sin
afec-tar el funcionamien-to del conjunto.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas/Salidas distribuidas
A pesar de tener procesadores independientes para
cada expansión, cada una puede estar formada por
varias unidades conectadas en bus entre sí.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas/Salidas distribuidas
Una opción posible son las I/O remotas enlazadas
con fibra óptica
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas / Salidas digitales
Conectan el autómata con señales de proceso de
tipo binario (o con grupos de señales binarias
formando palabras).
Una interfaz de entrada lógica binaria (de 1
bit), con optoacopla-miento, es la que se muestra
a continuación
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas / Salidas digitales
Una interfaz de salida lógica binaria (de 1 bit)
es la que se muestra a continuación
Los voltajes aplicados pueden ser de CC (12V,
24V, 48V, ...) o de CA (24V, 48V, 110V o 220V).
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas / Salidas digitales
Una interfaz muy usada en circuitos industriales
provenientes de interruptores (entrada CC-PNP) es
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas / Salidas digitales
Una ejemplo de conexión de un detector de
proximidad a una interfaz de entrada es la
siguiente
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas / Salidas análogas
Los PLCs también tienen módulos de entrada
analógicos que permiten ingresar las señales de
sensores, con salida de corriente o de tensión
normalizada 4-20mA, 0-10V, etc.).
Como las señales de los procesos generalmente son
lentas, se puede usar un sistema de multiplexado
de señal antes del conversor A/D.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iii) Ciclo de funcionamiento y configuración del
autómata
Entradas / Salidas análogas
También se encuentran módulos de entradas
analógicas especiales (termocuplas, Pt100, etc.)
como las que se muestran a continuación
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Esquemas de relés
Es una representación gráfica que permite
representar las tareas del autómata mediante
símbolos de contacto abierto-cerrado.
La función de control que se realice dependerá de
las conexiones entre los distintos contactos de
relés que intervienen en el esquema.
Este tipo de esquemas presenta deficiencias para
representación de funciones secuenciales
complejas, así como en la representación de
señales digitales de varios bits. Su empleo se
debe a la familiaridad que presenta a los
electricistas, y constituye la base de la
programación en lenguaje escalera (ladder
logic).
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas lógicos
Se basa en la utilización de símbolos
normalizados (compuertas) que representan
componentes circuitales que responden al Álgebra
de Boole (AND, OR, NOT, etc.), o sistemas lógicos
más complejos (biestables, registros, contadores,
etc.).
Este esquema representa el diagrama lógico de un
circuito de una alarma S que debe activarse
cuando el contacto C está cerrado, y los
contactos A y B en estados opuestos.
Este tipo de diagrama es independiente de la
tecnología de construcción (eléctrica, neumática,
etc.)
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos (Lógica escalera Ladder
logic)
Expresa las relaciones entre señales binarias
como una sucesión de contactos en serie y en
paralelo, según las siguientes equivalencias
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos (Lógica escalera Ladder
logic)
El editor normalmente está restringido en cuanto
al número de contactos o bobinas a representar en
cada línea, la ubicación de los mismos, la forma
de conexiones, etc.
La forma posible de contactos es la siguiente
Del mismo modo, ejemplos de representación de
bobinas (PLC serie C de OMRON)
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos (Lógica escalera Ladder
logic)
Ejemplos de bloques funcionales más complejos
(para el PLC de ejemplo) pueden ser
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos (Lógica escalera Ladder
logic)
A continuación, se indican algunos aspectos a
tener en cuenta en la realización de diagramas de
contactos
Los contactos deben conectarse de izquierda a
derecha.
Si se quiere activar R2 cuando estén presentes A,
D y E, podría pensarse
Lo correcto sería
45
a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos (Lógica escalera Ladder
logic)
Se puede usar una cantidad ilimitada de contactos
de entrada, e incluso repetirse cuantas veces se
quiera
El número de cada salida es fijo, por lo que no
puede repetirse, pero sí se puede utilizar una
cantidad ilimitada de contactos asociados a ellas
Las marcas se utilizan de manera similar a las
entradas o salidas, y su uso es muy común en los
PLCs
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos e instrucciones
mnemotécnicas
La programación puede ser complicada o sencilla.
Una condición complicada se puede descomponer en
varios bloques sencillos, tal como
Los bloques se programan desde arriba hacia abajo
y de izquierda a derecha (este aspecto es
importante tenerlo en cuenta cuando se programa
en forma mnemotécnica). Para el ejemplo anterior
resulta
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos e instrucciones
mnemotécnicas
Para el ejemplo anterior, la programación
mnemotécnica para el caso del PLCs OMRON de la
Serie C sería
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a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos e instrucciones
mnemotécnicas
Para programar un circuito paralelo-serie,
primero debe programarse el circuito paralelo y
luego el serie. Por ejemplo
En las líneas Simatic (de Siemens), la
precedencia se establece a través del uso de
paréntesis. También los mnemónicos son distintos.
49
a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos e instrucciones
mnemotécnicas
Un aspecto también importante a considerar es la
posición de un contacto dentro de la línea de
comando.
En el siguiente ejemplo, en el circuito de la
izquierda, la bobina 0103 no se activará nunca,
ya que el programa ejecuta las instrucciones
según el orden en que están programadas. En
cambio, en el circuito reestructurado de la
derecha sí se activará (durante un tiempo de
barrido o de scan).
50
a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos e instrucciones
mnemotécnicas
Además de los contactos y las salidas, existen
bloques funcionales con propiedades especiales.
Un ejemplo de la estructura que suelen tener
estos bloques es
51
a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos e instrucciones
mnemotécnicas
Estos bloques suelen cumplir la función de de
ciertas conexiones especiales, como la que se
muestra a continuación
52
a) Sistemas de Control basados en eventos
iv) Programación de autómatas programables
Diagramas de contactos e instrucciones
mnemotécnicas
Los contadores son bloques funcionales
funcionales muy emplea-dos. En general, para la
mayor parte de los PLCs tiene entradas de conteo
creciente y decreciente.
Distintas formas de utilizar este tipo de bloques
pueden ser
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
El ejemplo para el uso de S7-200 es aplicarlo al
siguiente sistema
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los puntos de I/O del PLC S7-200 pueden
conectarse así
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Para utilizar el S7-200 para comandar este
sistema, se lo puede utili-zar de la siguiente
manera
A continuación se muestran las conexiones para
los puntos de entrada
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los puntos de salida se conectan de la siguiente
manera
donde
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los puntos de entrada/salida se resumen como
Puede notarse que se utiliza un bit (M0.1) para
indicar cuándo se ha alcanzado el nivel
superior. También se utiliza un contador (C30)
para contar la cantidad de ciclos realizados
(hasta 12). Finalmente, se utiliza el
tempori-zador T37 (tiempo de conteo 100ms) para
controlar el tiempo de agitación 10s.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Tipos de programas del PLCs SIEMENS Línea S7-200
El programa de control de una CPU S7-200
comprende los siguientes tipos de unidades de
organización del programa

• Programa principal El programa principal
  (denominado OB1) contiene las operaciones que
  controlan la aplicación, las que se ejecutan de
  forma secuencial en cada ciclo de la CPU.
• Subrutinas Comprenden un juego opcional de
  operaciones situadas en un bloque por separado
  que se ejecuta sólo cuando se llama desde el
  programa principal o desde una rutina de
  interrupción.
• Rutinas de interrupción Están formadas por un
  juego opcio-nal de operaciones colocadas en un
  bloque por separado que se ejecuta sólo cuando
  ocurre el evento de interrupción.

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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Memorias del PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los tipos de memorias de un PLC S7-200 y sus
propiedades son
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Memorias del PLCs SIEMENS Línea S7-200
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Memorias del PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los márgenes de direcciones de las memorias de la
CPU son
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los PLCs Siemens pueden programarse en tres
modos distintos

• Modo KOP Es la programación clásica, según
  diagrama de contactos (lógica escalera).
• Modo AWL Es la programación usando programa de
  instrucciones (con mnemónicos).
• Modo FUP Es la programación mediante símbolos
  lógicos (cada línea se programa según operaciones
  logicas del álgebra de Boole).

A continuación, se presentan ejemplos de cada uno
de estos modos de programación
63
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Un ejemplo de programa para el S7-200 es el
siguiente
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
El listado de etiquetas (TAGs) para los
contactos, salidas y bloque funcionales
utilizados en el programa, son
67
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Entre los contactos directos están
Estas operaciones leen el valor de la entrada
física al ejecutarse la operación, pero la imagen
del proceso no se actualiza.

• El contacto abierto directo se cierra (se activa)
  si la entrada física (bit) es 1.
• El contacto cerrado directo se cierra (se activa)
  si la entrada física (bit) es 0.

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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Para detectar flancos positivos o negativos con
bits se usa

• El contacto detectar flanco positivo permite que
  la corriente circule durante un ciclo cada vez
  que se produce un cambio de 0 a 1 (de "off" a
  "on").
• El contacto detectar flanco negativo permite que
  la corriente circule durante un ciclo cada vez
  que se produce un cambio de 1 a 0 (de "on" a
  "off").

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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Bloques que suelen ser útiles durante la
programación son
El Bloque funcional biestable SR es un flip-flop
en el que domina la señal S1". Si tanto la señal
S1 como la señal R son verdaderas, la salida
(OUT) será verdadera.
El parámetro xxx del bloque funcional especifica
el parámetro booleano activado o desactivado. La
salida opcional refleja el estado de señal del
parámetro xxx.
La Operación nula (NOP) no tiene efecto alguno en
la ejecución del programa. En FUP no se dispone
de esta operación. El operando N es un número
comprendido entre 0 y 255.
70
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los bloques temporizadores tienen la estructura
La operación Temporizador de retardo a la
conexión (TON) cuenta el tiempo al estar
activada la entrada de habilitación IN. Si el
valor actual (Txxx) es mayor o igual al valor de
preselección (PT), se activa el bit de
temporización (bit T). El valor actual del
temporizador de retardo a la conexión se borra
cuando la entrada de habilitación está
desactivada.
El temporizador continúa contando tras haber
alcanzado el valor de preselección y para de
contar cuando alcanza el valor máximo de 32767.
71
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los bloques contadores pueden ser como
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) y para
de contar cuando alcanza PV. Tal como los
temporizadores, no se puede compartir el número
del contador
72
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los valores posibles de cada uno de estos bloques
funcionales son
73
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los contactos que pueden utilizarse para
comparación de datos son
74
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Los bloques que pueden utilizarse para conversión
de tipos de datos son
... o también
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Existen varias operaciones en punto fijo que
pueden ser ejecutadas en el S7-200. Ellas son
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a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
También hay varias operaciones en punto flotante
que pueden ser utilizarse en un programa, a saber
77
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
Finalmente, se indican comandos que pueden
utilizarse para el control del programa, tal como
en un software de bajo nivel
78
a) Sistemas de Control basados en eventos
v) Ejemplos de aplicación con PLCs
Modos programación PLCs SIEMENS Línea S7-200
El diagrama de tiempos correspon-diente será
79
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
EL GRAFCET
El Grafcet es un método gráfico de modelado
de sistemas basados en automatismos de
carácter secuencial.
CARACTERISTICAS
1. Metodología de programación estructurada,
permite el desarrollo conceptual de lo general a
lo particular en forma descendente. 2. Permite
estructurar las tareas del automatismo en forma
jerarquizada.
80
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ESTRUCTURAS EN EL GRAFCET
Dotan al Grafcet de una gran capacidad de
representación gráfica.
Estructuras básicas
Permiten representar fácilmente conceptos tales
como secuencialidad y concurrencia. Permiten
analizar el sistema mediante su descomposición en
subprocesos.
Estructuras lógicas
Atienden a conceptos de concatenación entre si de
las estructuras básicas.
81
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ELEMENTOS BASICOS ASOCIADOS AL GRAFCET
ETAPA Es la situación del sistema en la cual
todo o una parte del órgano de mando es
invariante con relación a las entradas - salidas
del sistema automatizado.
82
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
CLASIFICACION DE LAS ETAPAS
ETAPA INICIAL
ETAPA
ETAPA FUENTE
ETAPA SUMIDERO
83
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ACCION ASOCIADA
Son una o mas posibles acciones a realizar sobre
el sistema, cuando la etapa de la cual dependen
dichas operaciones se encuentra activada.
20
Encender motor
Clasificación
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
TRANSICION Y RECEPTIVIDAD
La transición se asocia a la barrera existente
entre dos etapas consecutivas y cuyo
franqueamiento hace posible la evolución del
sistema. A toda transición le corresponde una
condición de transición o función lógica booleana
que se denomina receptividad, que puede ser
verdadera o falsa.
85
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
FORMAS DE REPRESENTAR LA RECEPTIVIDAD
Forma simbólica
Siempre verdadera
Forma literal
(a.c) b
1
Enciende motor
( ab) ?
a ?c
Toma en cuenta el flanco de bajada de (ab)
Toma en cuenta el flanco de subida de c
?( T1/5seg)
86
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ARCO
Un arco es un segmento de recta que une una
transición con una etapa o viceversa, pero nunca
elementos homónimos entre sí.
87
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
REGLAS DE EVOLUCION
2
1
3
4
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
SECUENCIA UNICA
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ECUACIONES DE ACTIVACIÓN / DESACTIVACIÓN DE ETAPAS
90
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ECUACIONES DE ACTIVACIÓN DE OPERACIONES DE MANDO
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
SECUENCIAS CONCURRENTES
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ECUACIONES DE ACTIVACIÓN / DESACTIVACIÓN DE ETAPAS
93
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ECUACIONES DE ACTIVACIÓN / DESACTIVACIÓN DE ETAPAS
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ECUACIONES DE ACTIVACIÓN DE OPERACIONES DE MANDO
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
ESTRUCTURAS LOGICAS EN EL GRAFCET
Las estructuras lógicas OR y AND son utilizadas
para realizar el modelado de los conceptos de
secuencias exclusivas y secuencias concurrentes.
DIVERGENCIA OR
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
CONVERGENCIA EN OR
La etapa 3 pasa a ser activa si estando activa la
etapa 1 se satisface la receptividad de la
transición 3, o si estando la etapa 2 activa se
satisface la receptividad de la transición 4
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
DIVERGENCIA EN AND
Las etapas 2 y 4 pasan al estado activo si
estando activa la etapa 1 se satisface la
receptividad de la transición 2.
98
a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
CONVERGENCIA EN AND
La etapa 6 pasa a ser activa si estando activas
las etapas 3 y 5 se satisface la receptividad de
la transición 5.
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a) Sistemas de Control basados en eventos
vi) Programación de autómatas programables
SALTOS CONDICIONALES