Software para Aplicaciones Industriales

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II. CARACTERISTICAS HW DEL PLC
2.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE UN PLC
Dada la oferta de modelos y variedad de fabricantes de PLC´s que existe actualmente en el
mercado, se hace difícil la elección de uno de ellos a la hora de una aplicación concreta. A
continuación se presenta una lista de algunos de los fabricantes actuales de PLC’s con los
equipos que representan:
FABRICANTES
ABB
AEG-Modicon
AFEISA
Alfa Laval
Allen Bradley (Rockwell Software)
Fagor Automation
Fuji Electric
GE-Fanuc
Hitachi
Izumi (IDEC)
Keyence
Klockner Moeller
Koyo
D.E.I.C. - F.I.E.T.
AUTÓMATAS / SERIES
Series Prontic T200/CS31
Serie Micro
Serie Compact 984
Series 984-385/485/685/785
Serie Mida
Satt Con
Serie PLC-2, PLC-3 y PLC-5
SLC-500: SLC-5/01, 5/02, 5/03, 5/04
Control Logix
PLC64 (controles 8025 y 8030)
PLCI (controles 8025, 8030 y 800)
PLC (control 8050)
Series Micrex y Flex
Micro y Serie 90-20
Serie 90-30
Serie 90-70
Power Mater
Series EC/ECL, H-Board y H200/250/252
Serie H302/702/2002
Hidic/Hizac
Series FA-2/2J/3S
Micro 3
Keyence KZ-300
PS3, PS306, PS4-101/201/401
PS24
PS316 y Serie 620
Kostac
PLC Direct
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FABRICANTES
Landis & Gyr
Matsushita
Mitsubishi
Omron
Pilz
Schleicher
Sharp
Shinko
Siemens AUT
Sprecher
Square D Company
Telemecanique
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AUTÓMATAS / SERIES
SAIA-PC
Mewnet FP
Series Melsec A/F/FX/Q
SP10/16/20
C20/C20K/C28K/C40K/C60K
C20H/C28H/C40H/C60H
CPM1/CPM1A
SRM1
CQM1
C200H/C200HS/C200HALPHA
CVM1/CV500/CV1000/CV2000
Serie PSS-3x
Promodul-F
Promodul-U
microLine
New Satellite
Selmart
S5-95U / S5-95F / S5-100U /S5-101U
S5-115 / S5-135 / S7-200/300/400
Teleperm XP/SP
LOGO!
Series 190 y 290
Series 390, 490, 590 y 690
Sy/max 50
TSX-07/17/37/47/57/67/87
TSX-MODICOM QUANTUN
TSX-107
TSX P47
TPMX P47/P67/P87/P107
Toshiba
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Teniendo en cuenta que una vez hecha esta elección, el usuario adquirirá unos
conocimientos (lenguaje de programación, instalación del PLC, Configuración, etc.) y unos
medios (consola y SW de programación, piezas de repuesto, módulos de interconexión,
etc.) que a lo sumo le servirán para los modelos de una gama de productos de un fabricante,
y que estos serán diferentes de los de otros, se aconseja que dicha elección se haga con
mentalidad de futuro, atendiendo a las necesidades actuales de automatización y
proyectando a través de la oferta de mercado las necesidades que a corto plazo se puedan
presentar.
El problema consiste en resolver la interacción entre el objetivo a alcanzar y los productos
disponibles, por tanto es necesario tener en cuenta: El objetivo o proceso a automatizar y
las características del PLC.
La metodología adecuada a seguir a la hora de elegir un PLC consistirá en, partiendo de un
objetivo completamente definido por sus especificaciones y entorno, seleccionar un modelo
definido por sus características, en función de cierto número de criterios a tener en cuenta,
como:
¾ Criterios Funcionales.
¾ Criterios Tecnológicos.
¾ Criterios Operacionales.
¾ Criterios Económicos.
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2.1.1. CRITERIOS FUNCIONALES:
Son los que definen cualitativa y cuantitativamente las funciones a realizar por el PLC, y
resultan en la mayoría de los casos los únicos que se tienen en cuenta para la elección
tecnológica. Básicamente se centran en dos aspectos:
Definición de la Capacidad.
Definición de la Complejidad.
La Definición de la Capacidad se centra principalmente en la determinación del número y
naturaleza de las entradas y salidas, las que pueden ser:
•
Discretas (todo o nada)
•
Numéricas.
•
Analógicas.
•
Especiales.
Las entradas y salidas discretas (las más frecuentes) recibirán ordenes de elementos tales
como finales de carrera, pulsadores o las enviarán hacia electroválvulas, contactores,
lámparas, etc.
Las entradas y salidas numéricas sirven principalmente para recibir cifras provenientes de
ruedas codificadoras u otros elementos emisores de señales de esta misma naturaleza, o
bien para manejar displays digitales. Su cantidad quedará definida por el número de cifras
BCD a recibir o emitir.
Las entradas y salidas analógicas manejarán señales provenientes de sensores generadores
de señales eléctricas, de valor proporcional a la magnitud física que controlan o las
enviarán hacia los órganos de mando tipo servoválvulas, variadores de velocidad, etc. Este
tipo de señales se presentan frecuentemente en procesos de regulación.
Por último las entradas y salidas especiales son aquellas que se presentan en módulos de
funciones concretas: Contadores de alta velocidad, Módulos de comunicaciones,
Termocuplas, etc. En estos casos, normalmente, el mismo módulo incorpora las entradas y
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salidas necesarias, de modo que resulta más correcto habla de módulo funcional que de
entradas o salidas.
La definición de complejidad se establece por la naturaleza y el volumen del tratamiento a
realizar por el PLC. La primera permitirá elegir el modelo más adecuado de acuerdo a las
funciones a realizar, el segundo el tamaño de la memoria y el número de variables internas.
Las funciones más simples que un PLC debe realizar son las que se derivan de reemplazar
una lógica cableada de relés, con posibilidad de posicionar a uno y a cero las variables.
Funciones tales como la conexión serie (función AND), conexión paralelo (Función OR),
temporizadores, contadores, etc. Constituyen los componentes que se denominan:
SECUENCIALES.
El siguiente paso en la complejidad del tratamiento a realizar lo constituye el ¨tratamiento
de cálculo¨, motivado por la necesidad de manipular variables numéricas, entre las que se
encuentran funciones:
¾ Comparaciones: Mayor, Menor, Igual, Limite.
¾ Operaciones Aritméticas: Suma, Resta, Multiplicación, División, Raíz cuadrada, etc.
¾ Registros de Desplazamiento de valores.
¾ Decodificadores.
¾ Operaciones trigonométricas.
¾ Indexaciones
El volumen del tratamiento esta en relación directa con el comportamiento del proceso, y
queda definido por el número de variables y funciones booleanas o de etapas GRAFCET.
Ello nos permitirá definir el tamaño de la memoria del PLC.
El último criterio funcional que el PLC debe satisfacer se refiere al tiempo de SCAN del
programa, el cual indicará la rapidez de evolución de las señales y la característica de
¨Tiempo Real¨. Por ejemplo, un tiempo de ciclo de scan de 10 mseg por 1K de memoria no
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será compatible con procesos cuyos valores cambian cada 5 mseg. Ello incidirá en la
capacidad, velocidad y precisión de temporizadores, contadores y tratamiento de cálculo.
2.1.2. CRITERIOS TECNOLÓGICOS.
Hacen referencia a la adaptación de los PLC´s a su entorno de funcionamiento, teniendo en
cuenta que la situación geográfica de estos no tienen que coincidir necesariamente con la
del proceso.
El PLC debe ser capaz de adaptarse en primer lugar a las características eléctrica de los
captadores y actuadores del proceso.
En lo referente a los captadores se tendrán en cuenta, el margen de la naturaleza de las
señales que genera, los niveles de tensión o de corriente, la naturaleza de la misma y el
cableado de conexión.
En el caso de los actuadores también deberán tenerse en cuenta los factores que se acaban
de citar con mención especial a la naturaleza del elemento de salida del PLC:
electromecánica o estática.
Las salidas a relé (electromecánica) presentan como elemento conmutador el accionamiento
de un contacto seco. Ello les permite conmutar señales eléctricas de una cierta potencia
(220V – 2A), al margen de la naturaleza de la corriente. Por el contrario sus limitaciones
están en la duración de vida y la frecuencia de conmutación.
Las salidas estáticas presentan un tiempo de vida muy largo y una alta frecuencia de
conmutación si son comparadas con los relés. Sin embargo, el tipo de conmutador que
incorporan (transistor, diac, triac) condicionan la naturaleza de la corriente eléctrica a
conmutar.
Otro factor a tener en cuenta lo constituye la alimentación del PLC y su influencia sobre la
memoria del programa. En estos casos hay que asegurarse que la memoria EEPROM
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contenida es suficiente para el programa de usuario, en el supuesto de un fallo en la
alimentación.
La fiabilidad y la inmunidad a los parásitos industriales constituye un problema resuelto
para los PLC´s, sin embargo resulta necesario tenerlo en cuenta en circunstancias especiales
y generalmente a la hora de realizar el cableado de las entradas y salidas.
Por último, será necesario tener en cuenta factores tales como temperatura, humedad,
polvo, ataques químicos, atmósferas explosivas, vibraciones, etc. En aquellos procesos en
los que tengan relevancia los mismos, y solicitar de los fabricantes de los PLC´s las
limitaciones de éstos a tales circunstancias.
2.1.3. CRITERIOS OPERACIONALES.
Hacen referencia al funcionamiento del PLC visto desde el plano de explotación del
proceso, en lo que se debe tener en cuenta los siguientes factores:
ƒ
Factores espacio-temporales
ƒ
Factores ligados a la producción.
ƒ
Factores ligados a la puesta en marcha y al mantenimiento.
Los primeros vienen impuestos en aquellos casos en los que se necesitan soluciones de
mando descentralizadas: el mando está compuesto por varias PLC dialogando entre ellos o
con un PC, formando una estructura jerarquizada o no. En tales casos la posibilidad de
comunicación por parte del PLC resulta imprescindible.
Los factores ligados a la producción se refieren a la conducta, el control y la vigilancia del
proceso. Posibilidades tales como la modificación de tiempos y cantidades, visualización de
los mismos u otras funciones, visualización dinámica del proceso y de las etapas en curso
en una pantalla resultan fundamentales por parte de los PLC´s. Este dialogo HombreMaquina puede potenciarse mediante la comunicación del PLC con pefiréricos tipo
impresora o terminal en pantalla o bien con terminales inteligentes.
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En cuanto a la puesta en marcha y el mantenimiento son factores que afectan más al usuario
que al proceso en sí. En el primero de ellos, la existencia de diferentes lenguajes de
programación, consolas de programación
con memoria propia, sistemas de
almacenamiento del programa de usuario, edición de parámetros en línea, resultarán
interesantes de cara a facilitar la tarea del técnico.
2.1.4. CRITERIOS ECONÓMICOS.
Constituyen el último capítulo importante en la selección de un PLC, su análisis nos lleva a
considerar tres aspectos:
ƒ
Costo del material.
ƒ
Costo de la puesta en marcha.
ƒ
Costo de la formación del personal.
La valoración de cada uno de estos dependerá notablemente del producto elegido, del nivel
del personal encargado de la puesta en marcha (sea propio o ajeno al usuario) y del servicio
que dé el proveedor y su localización.
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2.2. PLC´S DE ALLEN BRADLEY
ALLEN BRADLEY es uno de los principales fabricantes de PLC’s que existen a nivel
mundial, debido a que cuentan con una amplia gama de equipos para la automatización
industrial. Desde sus inicios ha sido pionero en la creación de tecnologías para que el HW
del PLC fuera más eficiente y confiable, por lo que actualmente cuenta con una gran gama
de equipos altamente reconocidos en nuestro medio por su calidad y competitividad,
además con el buen soporte técnico que tiene en nuestro país.
En la actualidad, ALLEN BRADLEY pertenece a ROCKWELL AUTOMATIZATION, que adquirió
la firma en los últimos años y estratégicamente no le cambió el nombre para no perder la
trayectoria, confiabilidad y aceptación con que contaba.
Las familias de PLC’s que ha producido y representa Allen Bradley en orden de creación
son:
9 PLC2.
9 PLC3.
9 PLC5.
9 SLC500.
9 Control Logix.
A continuación se van a presentar de manera general las características más relevantes de
cada una de las diferentes series de PLC’s de Allen Bradley, a excepción de la serie
SLC500 debido a que presenta alta flexibilidad a un “precio justo” para la aplicación, por lo
que actualmente cuenta con una gran popularidad en nuestro medio.
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2.2.1. SERIE PLC2:
¾ Fue uno de los primeros PLC’s creados por Allen Bradley para automatizar procesos
que solo maneja señales discretas.
¾ Desde un inicio en este fabricante el lenguaje de programación es el LADDER
(Lenguaje en escalera).
¾ Solo maneja comunicaciones con 1 sola red.
2.2.2. SERIE PLC3:
¾ Mejora las características de memoria y capacidad de I/0 tanto discretas como
continuas.
¾ Soporta instrucciones para la implementación de funciones de control Analógico.
¾ Posee varias opciones de comunicación, pero creadas inicialmente para otorgar
versatilidad en la programación del PLC y no pensadas en aplicaciones de control
distribuido.
2.2.3. SERIE PLC5:
¾ Corresponde a un PLC muy potente y robusto, excelente para procesos muy complejos
y con alta exigencia.
¾ Posee una alta capacidad de entradas y salidas tanto analógicas como discretas.
¾ Trabajan sobre un protocolo de red denominado DH+, con posibilidad de interconexión
en ambientes distribuidos.
¾ Se encuentra sobredimensionado para la mayoría de aplicaciones industriales, y su
elevadísimo costo no lo hace muy asequible en nuestro medio.
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2.2.4. SERIE SLC500:
¾ Son PLC’s diseñado para aplicaciones más comunes, llamados SLC por ser
Controladores Lógicos Pequeños (Small Logic Controllers) siendo flexibles en su
arquitectura para ser dimensionado y configurado según las necesidades del proceso.
¾ Posee una capacidad de Entradas y Salidas menor a las de un PLC5, pero con una
amplia variedad de opciones para manejar la mayoría de señales de campo existentes en
la industria.
¾ Como el PLC se configura según la aplicación, no se incrementa el costo del equipo en
componentes y capacidad inoficiosa aproximándose un poco a invertir el “precio justo”.
¾ Posee varias opciones de programación y de comunicación.
¾ Tiene creado su “estándar” de red dentro del fabricante para comunicación con otros
PLC’s, denominado protocolo DH485.
En la figura 2.1, se muestra un diagrama comparativo entre las diferentes familias de PLC’s
de Allen Bradley.
MEMORIA
CONTROL LOGIX
PLC-3
PLC-5
PLC-2
SLC500
CAPACIDAD DE E\S
Figura 2.1. Familias de PLC’s de Allen Bradley.
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2.2.5. CONTROL LOGIX:
¾ PLC muy potente y presenta una capacidad de Entradas y salidas superior al PLC5.
¾ Se encuentra actualmente en evolución y ya ha sido comparado con un SISTEMA
DE
CONTROL DISTRIBUIDO (DCS), debido a que se pueden tener varios procesadores en el
mismo PLC trabajando simultáneamente.
¾ Comparte entradas y salidas dinámicamente entre varios controladores.
¾ Posee alta capacidad de comunicación a un nivel de información de control bastante
alto.
A continuación se describirá detenidamente la familia de SLC500 de Allen Bradley debido
a su alta popularidad en la industria nacional.
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2.3. FAMILIA SLC 500
La familia SLC 500E y la familia MicroLogixE proporcionan potencia y flexibilidad para
una solución de control total. El poderoso conjunto de instrucciones del procesador, sus
herramientas de programación avanzada y sus capacidades de expansión son algunas de las
ventajas que tienen estos PLC’s y razones para ser seleccionados para los procesos de
automatización.
La familia SLC 500 es una familia en constante crecimiento compuesta por controladores
programables compactos construidos en dos opciones de hardware:
¾ Controladores compactos.
¾ Controladores modulares.
Los controladores compactos proporcionan en una sola unidad la fuente de alimentación,
entradas y salidas y el procesador y ofrece un chasis de expansión de 2 ranuras para brindar
mayor flexibilidad. Entre ellos se encuentran los siguientes PLC’s:
Ö 20 I/O Discretas: 12 Entradas + 8 Salidas.
Ö 30 I/O Discretas: 18 Entradas + 12 Salidas.
Ö 40 I/O Discretas: 24 Entradas + 16 Salidas.
Ö Micrologix 1000.
Ö Micrologix 1500.
Los controladores modulares ofrecen flexibilidad adicional en la configuración del sistema,
más potencia de procesamiento y capacidad de E/S. Esto permite crear un sistema
controlador diseñado específicamente para la aplicación. Las herramientas de programación
y la mayoría de los módulos de E/S son compatibles entre las dos opciones de hardware;
por lo tanto, usted puede resolver una amplia variedad de aplicaciones.
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Además de la flexibilidad de configuración, los controladores programables SLC 500 se
comunican a través de una red incorporada DH-485 que permite el soporte y la supervisión
del programa.
Entre los PLC’s modulares se la serie SLC500 se encuentran:
Ö Procesador 5/01.
Ö Procesador 5/02.
Ö Procesador 5/03.
Ö Procesador 5/04.
Ö Procesador 5/05.
Por ejemplo, el procesador SLC 5/03, número de catálogo 1747-L532 proporciona hasta
960 puntos de E/S, programación en línea y un interruptor de llave para seleccionar 1 de 3
métodos de operación (marcha, programación y remoto), incluye un canal RS-232 con
capacidad para comunicación asíncrona de datos en serie entre dispositivos terminales. Los
procesadores SLC 5/04E, número de catálogo 1747-L541, 1747–L542 y 1747–L543,
proporcionan las mismas características que el SLC 5/03 con funciones adicionales, como
proporcionar un coprocesador matemático incorporado que brinda tiempos más rápidos de
instrucciones matemáticas, también tiene un puerto Data Highway Plus (DH+) incorporado
para conexión directa con la red DH+, lo que permite que el SLC 5/04 se comunique con
los procesadores PLC-5 en la red DH+ sin necesidad de hardware adicional de interface de
red.
La familia SLC 500 ofrece una variedad de módulos de E/S discretas que permiten
configurar el sistema de control de manera económica. La adición de módulos de E/S de 32
puntos reduce los requisitos de espacio de panel. Todos los módulos de E/S discretas tienen
certificación de UL y CSA para aplicaciones industriales, y la mayoría tienen aprobación
para ambientes peligrosos Clase I, División 2. La mayoría de los componentes modulares
SLC 500 cumplen con las directivas CE.
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2.3.1. FAMILIA MICROLOGIX 1000
La familia de controladores programables MicroLogix 1000 ha sido diseñada para
satisfacer sus necesidades de control en una serie de aplicaciones que requieren menos de
32 E/S. Como parte de la familia SLC 500, la familia MicroLogix 1000 le ofrece un
controlador programable de bajo costo con un poderoso conjunto de instrucciones y rápida
velocidad de ejecución para un alto rendimiento. Al igual que la familia SLC 500, los
controladores MicroLogix se programan usando la conocida lógica de escalera.
Figura 2.2. Micrologix 1000 de varias configuraciones.
El controlador programable MicroLogix 1000 suplementa a la familia de controladores
SLC 500 proporcionando una versión de bajo costo que ofrece excelente rendimiento,
superior con fiabilidad y alta calidad. Esta familia de productos le ofrece varios tipos de
controladores, herramientas de desarrollo e interfaces de operador para satisfacer sus
necesidades de control para una serie de aplicaciones.
Los controladores MicroLogix 1000 pueden programarse usando el Software de
Programación MicroLogix 1000 (MPS) A.I. SeriesE, el software de programación SLC 500
A.I. Series, o el programador de mano MicroLogix 1000 (HHP), el cual se muestra en la
Figura 2.2.
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En la siguiente tabla se presentan las características más relevantes de este tipo de HW de
Allen Bradley:
CARACTERÍSTICA
versiones de 10, 16 ó 32 E/S
configuraciones eléctricas diferentes
con
Capacidad de memoria de usuario de 1 K
Más de 65 instrucciones de programación
Memoria EEPROM incorporada
Canal de comunicación RS–232
Tamaño compacto
VENTAJAS
4 Proporciona flexibilidad para
satisfacer las necesidades de
prácticamente
cualquier
aplicación.
Proporciona
capacidad
de
memoria suficiente para satisfacer
las necesidades de la mayoría de
aplicaciones.
Proporciona un poderoso conjunto
de instrucciones para desarrollar el
programa adecuado para la
aplicación.
Retiene el programa y los datos
después de una interrupción de la
energía eléctrica. No se necesita
batería de reserva ni un módulo de
memoria adicional.
Proporciona
conexión
a
computadora personal interface de
operador y módem.
Permite que la unidad pueda
instalarse en espacios estrechos.
Los Micrologix poseen 65 instrucciones de programación orientadas al manejo de variables
de tipo discreto, mientras que un PLC SLC5/05 posee 99 instrucciones.
Los tipos de archivos que soporta la memoria de un Micrologix son:
- Entradas (I)
- Tipo Bit (B)
- Enteros (N)
- Salidas (O)
- Temporizadores (T)
- Bits de Control (R).
- Status (S)
- Contadores (C)
A continuación se presentan las características técnicas de los Micrologix 1000:
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2.3.2. FAMILIA MICROLOGIX 1500.
La familia de controladores programables MicroLogix 1500 posee mayor capacidad de
entradas y salidas que su antecesor Micrologix 1000, presentándose además las siguientes
características importantes:
9 Posee expansión de I/O discretas limitada por la memoria de usuario.
9 Posee expansión con módulos analógicos configurables I/V con un límite superior de 8.
9 Memoria de Usuario 7K (configurable).
9 Provee I/O de alta velocidad.
9 Posee 2 potenciómetros permitiéndose simular señales analógicas.
9 Permite manejo de enteros con signo: Double word a 32 Bits.
9 Versiones de 24 y 28 puntos de I/O discretos configurables.
9 Tiene opciones de comunicación con los protocolos: DeviceNet, DF1 y DH485.
9 Tiene incorporados dos contadores de alta velocidad de 20 KHz.
Figura 2.3. Micrologix 1500.
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2.3.3. CONTROLADOR COMPACTO SLC500.
El controlador compacto SLC 500 contiene un procesador, fuente de alimentación y
Entradas y Salidas en un solo paquete, ofrece una variedad de opciones de bajo costo con
hasta 104 puntos predefinidos de entrada/salida (E/S), y con capacidad de nuevas opciones
de conexión en redes de Allen Bradley.
Las características más relevantes son:
VENTAJAS
CARACTERÍSTICA
Versiones de 20, 30 ó 40 E/S con 24 Proporciona una amplia
variedad de
configuraciones de E/S diferentes
configuraciones de E/S fijas para satisfacer
sus requisitos de aplicación.
Chasis de expansión de 2 ranuras opcional
Permite 64 puntos de E/S adicionales o la
utilización de una amplia gama de módulos
de E/S especiales.
Alimentación de usuario de 200 mA de 24 Elimina la necesidad de una fuente de
VCC
alimentación externa cuando se usan
sensores de CC.
Memoria de seguridad EEPROM o Proporciona almacenamiento no volátil de su
UVPROM opcional
programa de escalera.
Entrada CC normal o de contador de 8 kHz Elimina el costo adicional de un módulo
seleccionable
contador de alta velocidad separado.
A continuación se presentan las características técnicas más relevantes proporcionadas por
Allen Bradley en sus data sheets:
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Las siguientes tablas proporcionan opciones de configuración para unidades de 20, 30 ó 40
puntos de E/S.
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2.4. CONTROLADOR MODULAR SLC500.
El controlador modular SLC 500 ofrece flexibilidad adicional en la configuración del
sistema, más potencia de procesamiento y capacidad de E/S. El Hardware básico de un PLC
está compuesto por:
9 Fuente de Alimentación.
9 El Chasis.
9 El procesador.
9 Los Módulos de Entradas y Salidas.
Si selecciona el chasis modular, fuente de alimentación, procesador y módulos de E/S
discretas o especiales apropiados, se puede crear un sistema controlador específicamente
diseñado para su aplicación.
2.4.1. EL PROCESADOR.
Entre las opciones de procesadores para los SLC500, se incluyen:
¾ Procesador SLC 5/01E – 1K o 4K instrucciones (Número de catálogo 1747-L511 ó
1747-L514) con un conjunto de instrucciones indéntico al del procesador compacto
SLC 500.
¾ Procesador SLC 5/02 – 4K (Número de catálogo 1747-L524) con un conjunto de
instrucciones mejoradas.
¾ Procesador SLC 5/03 – 12 K palabras y 4 K de almacenamiento de datos adicional
(Número de catálogo 1747-L532) con comunicaciones flexibles.
¾ SLC 5/04 – 12 K, 28 K, o 60 K palabras y 4 K de palabras de datos adicionales
(Número de catálogo 1747-L541, 1747–L542 ó 1747-L543) con mayor capacidad para
comunicaciones DH+ y velocidad que el procesador SLC 5/03. Además, proporciona
capacidad de selección de RS–232 o DH–485.
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CARACTERÍSTICA
Cuatro unidades centrales de proceso
VENTAJAS
Acepta una variedad de requisitos de E/S y
funcionalidad.
Cuatro tamaños de chasis diferentes (4 7 10 Proporciona flexibilidad de instalación de
y 13)
E/S y opciones de expansión.
Variedad de módulos de E/S 1746
Proporciona más de 48 módulos diferentes
para satisfacer las
necesidades de su
aplicación.
Cuatro fuentes de alimentación
Acepta alimentación de CA y CC
proporcionando tres tamaños diferentes.
La siguiente tabla describe las especificaciones detalladas para la familia de procesadores
SLC 500:
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La siguiente tabla resume las especificaciones generales para los procesadores modulares
SLC 500.
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La siguiente tabla resume las opciones de comunicación para la familia de procesadores
SLC 500.
La familia de procesadores SLC 500 ofrece una serie de características de seguridad de
hardware y software diseñadas para ayudarle a proteger su sistema contra cambios no
autorizados al programa o a los archivos de datos.
La siguiente tabla resume las opciones de memoria de respaldo disponibles para los
procesadores SLC 500. Los módulos de memoria EEPROM y UVPROM proporcionan
memoria de respaldo no volátil. La memoria Flash EPROM (Memoria programable y
borrable Flash de sólo lectura) combina la versatilidad de la EEPROM con la seguridad de
la UVPROM.
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Las siguientes especificaciones se aplican a todos los componentes del SLC 500 modular.
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2.4.2. EL CHASIS.
El chasis es el encargado de alojar la fuente de alimentación, al procesador y a los módulos
de E/S. Se puede seleccionar cuatro tamaños de chasis: de 4 ranuras, de 7 ranuras, de 10
ranuras y de 13 ranuras.
La fuente de alimentación se instala en el lado izquierdo del chasis. Todos los componentes
se deslizan fácilmente en el chasis a través de las guías del chasis, sin ser necesario el uso
de herramientas especiales para instalar o desinstalar el procesador y/o los módulos de E/S.
P
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Figura 2.4. Localización de los módulos en un Chasis.
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U
T
A
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G
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Los chasis también pueden conectarse juntos para formar un sistema (3 chasis máximo)
usando uno de dos cables de interconexión de chasis.
NO. DE
CATÁLOGO
1746_A4
1746_A7
1746_A10
1746_A13
1746_C7
1746_C9
DESCRIPCIÓN
Chasis de 4 ranuras
Chasis de 7 ranuras
Chasis de 10 ranuras
Chasis de 13 ranuras
Cable de interconexión de chasis de 152.4 mm (6 pulg.). Este cable
plano se usa cuando se conectan chasis tipo hardware modular con
hasta 152.4 mm (6 pulg.) de separación en un envolvente.
Cable de interconexión de chasis de 914.4 mm (36 pulg.). Este cable se
usa cuando se conectan chasis tipo hardware modular con una
separación entre 152.4 mm (6 pulg.) hasta 914.4 mm (36 pulg.) en un
envolvente.
Un procesador puede manejar hasta 4 chasis en serie o 30 slots o ranuras, lo que equivale a
960 puntos de I/O.
Figura 2.5. Chasis de 10 Slots o Ranuras.
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2.4.3. LOS MODULOS DE I/O.
2.4.3.1. MÓDULOS DE E/S DISCRETAS 1746.
La plataforma de E/S 1746 es un diseño de hardware modular que usa un medio económico
y eficiente para añadir módulos de E/S a su sistema de control. Los módulos de E/S están
disponibles en una variedad de densidades, incluyendo 4, 8, 16 y 32 puntos, y pueden
interconectarse con CA, CC y niveles de voltaje TTL.
CARACTERÍSTICA
Módulos de alta densidad de 32 puntos y
módulos combinados
Módulos de salida de estado sólido y de
contactos de relé de alta corriente
Bloques de terminales extraíbles en módulos
de 16 puntos
Diseño industrial
VENTAJAS
Reduce los requisitos de tamaño de rack y
espacio de panel.
Elimina la necesidad de conectar relés para
cargas de conmutación.
Proporciona facilidad de cableado y
reemplazo del módulo.
Proporciona filtro de entrada y aislamiento
óptico para una excepcional confiabilidad en
aplicaciones industriales.
A continuación se relacionan los módulos de entradas y salidas discretas existentes con sus
respectivas referencias técnicas, número de entradas disponibles y consumo de potencia de
la fuente de alimentación.
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2.4.3.2. MÓDULOS DE I/O ESPECIALES
La familia SLC 500 ofrece módulos de E/S especiales que mejoran su sistema de control.
Estos módulos analógicos, de control de movimiento y de comunicaciones proporcionan un
interface único y fácil de usar entre los módulos y el procesador. La siguiente sección
proporciona una descripción general de nuestros módulos de E/S especiales.
Figura 2.6. Módulos Analógicos de I/O 1746.
La familia SLC 500 ofrece nueve módulos analógicos de E/S diferentes para sus
aplicaciones de control.
¾ Módulo de entradas analógicas NI4
¾ Módulos de entradas/salidas analógicas NIO4I, NIO4V, FIO4I y FIO4V
¾ Módulos de salidas analógicas NO4I y NO4V
¾ Módulo de termopares NT4
¾ Módulo de entrada de RTD/resistencia NR4
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Adicionalmente existen módulos especiales para situaciones particulares, tales como:
¾ Módulo para motores paso a paso: HSTP1
¾ Módulos de conteo de alta velocidad: HSCE
¾ Módulos de interconexión para red RIO: SN
¾ Módulos de interconexión para red DeviceNet: DSN
Las características de los módulos analógicos se relacionan en la siguiente tabla:
VENTAJA
Entrada de 12 bits para el FIO4I y FIO4V y entrada
de 16 bits para el NI4 NIO4I y NIO4V. Los
convertidores de salida de 14 bits en todos los
módulos proporcionan capacidades de control
precisas.
Activado con alimentación del No requiere fuente de alimentación externa lo cual
backplane
reduce el costo del sistema.
Entradas seleccionables por el Configurable por canal.
usuario
Filtro de entrada
Proporciona mayor inmunidad al ruido eléctrico
(Nxxx) o módulos de respuesta de entrada más rápida
(Fxxx).
La
imagen
es
representada Ahorra uso de memoria y tiempo.
directamente en la imagen SLCE
CARACTERÍSTICA
Alta resolución
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2.5. INSTRUCCIONES PARA CONFIGURACIÓN DEL SLC 500
La hoja de trabajo que se presenta a continuación ha sido diseñada por el fabricante para
configurar el sistema modular SLC 500 más apropiado para una aplicación específica.
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El procedimiento para la configuración del SLC500 por medio de la hoja de trabajo, es la
siguiente:
1. Calcule la cantidad total de memoria que requiere el sistema
a. Sume el número de puntos de I/O discretas y colóquelo en (a).
b. Sume el número de puntos de I/O analógicas y colóquelo en (b).
c. Sume el número de módulos de I/O especiales y colóquelo en (c).
d. Multiplique a, b y c por el número indicado.
e. Totalice esos números para obtener un cálculo de la memoria.
2. Seleccione un procesador
Coloque su selección en la ranura 0 del chasis 1 en la hoja de trabajo.
3. Seleccione las I/O
a. Si tiene un sistema de chasis múltiples, haga copias para cada chasis.
b. Escriba el número de chasis.
c. Escriba los números de ranuras apropiados.
d. Remítase a los datos del fabricante las selecciones de I/O discretas.
e. Remítase a los datos del fabricante para la selección de I/O especiales y analógicas.
f. Usando la hoja de trabajo, liste cada módulo de I/O en la ranura que desee.
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g. Coloque el consumo eléctrico de cada módulo en las columnas designadas. Asegúrese
de tomar en cuenta la expansión futura.
h. Cuando el chasis esté completo, sume cada columna de consumo eléctrico.
4. Seleccione la fuente de alimentación correcta
a. Compare los totales de consumo eléctrico con cada fuente de alimentación.
b. Elija la fuente de alimentación más pequeña que proporcione suficiente alimentación.
5. Selecione el chasis
a. Sume el número de ranuras usadas.
b. Seleccione el chasis más pequeño que pueda contener sus I/O. Asegúrese de tener en
cuenta la expansión futura.
6. Seleccione los diversos dispositivos
Para completar su sistema, incluya dispositivos tales como:
¾ Cables para interconexión.
¾ Módulos de Interfaces para comunicación.
¾ Dispositivos de interface de operador.
¾ Módulos de memoria.
Los módulos de interconexión e interfaces con el operador soportados por Allen Bradley se
exponen a continuación.
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2.6. MODULOS DE INTERFACE PARA COMUNICACION
Debido a la diversidad y poca estandarización de los protocolos de comunicación existentes
para los PLC’s, incluso de un solo fabricante, es necesario el uso de módulos que permitan
la interconexión entre ellos, sirviendo de interface entre los diferentes formas de
comunicación existentes. Entre ellos se encuentran:
2.6.1. MÓDULO INTERFACE 1747_KE DH_485/RS_232C.
El módulo interface 1747_KE proporciona un puente de interconexión entre la red de
comunicación DH-485 de Allen-Bradley y el protocolo serial estándar RS-232, usando el
protocolo de comunicación DF1.
Cuando se usa en un chasis SLC 500 con un módem, se puede:
¾ De manera remota programar, localizar y corregir fallos de cualquier procesador SLC
500.
¾ Comunicarse de manera remota a una red DH-485 de procesadores SLC 500.
¾ Recolectar datos, de manera remota, directamente desde la tabla de datos de cualquier
procesador SLC 500.
¾ Usar el SLC 500 como una unidad terminal remota.
2.6.2. ACOPLADOR DE ENLACE AISLADO 1747_AIC PARA CONEXIÓN
DH_485
El acoplador de enlace aislado proporciona una conexión de red eléctricamente aislada para
un controlador SLC 500, por tanto se requiere un acoplador en cada derivación de la red
DH-485. El acoplador incluye un cable de 304.8 mm para la conexión al controlador
programable. En este tipo de red DH485 se pueden tener como máximo 32 dispositivos
interconectados.
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2.6.3. MÓDULO INTERFACE DE COMUNICACIÓN 1770_KF3 DH_485.
El módulo interface de comunicación DH-485 es un dispositivo autónomo que proporciona
la misma funcionalidad que el módulo interface 1747-KE. Sin embargo, cuando se
comunica desde un lugar remoto a una red DH-485, el 1770-KF3 no requiere de un módulo
1747-AIC.
Los módulos de comunicación mencionados anteriormente se conectan a la mayoría de
redes de llamada o módems de conexión directa.
Se pueden usar los siguientes módems:
¾ Manual – módems típicamente acoplados acústicamente
¾ Respuesta controlada DTE – conectada a líneas telefónicas
¾ Respuesta automática – responde y desconecta la llamada telefónica automáticamente
¾ Conexión directa – conectada a una línea telefónica exclusiva, alquilada
Los controladores programables SLC 500 se comunican a través de una red DH-485 para el
monitoreo y soporte del programa.
2.6.4. TARJETA DE INTERFACE 1748-KR
La tarjeta de interface de computadora personal proporciona un interface para que las
computadoras IBM XT/AT y computadoras compatibles se comuniquen por la red de
comunicación DH-485 Allen-Bradley.
Esto incluye la comunicación a la línea de controladores programables SLC 500 de AllenBradley. A continuación se presentan las características más relevantes de dicha tarjeta al
ser insertada en un slot del PC:
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CARACTERÍSTICA
VENTAJA
Interface PC XT/AT a DH-485
Elimina la necesidad del convertidor de
interface personal cuando se usa APS.
Aislamiento DH-485
Elimina la necesidad de un acoplador de
enlace aislado 1747-AIC.
Reducción de tareas de la computadora Proporciona un tiempo de actualización más
personal
rápido para el interface de usuario a través
del coprocesador.
En la siguiente gráfica se muestra la forma de trabajo de una tarjeta 1748-KR y un módulo
de INTERCONEXIÓN 1747-AIC para la COMUNICACIÓN entre una estación y un PLC
a través del protocolo DH485
Figura 2.7. Módulos de Interconexión 1748-KR y 1747-AIC.
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2.6.5. CONVERTIDOR DE INTERFACE 1747-PIC
El convertidor interface 1747-PIC cambia los niveles de señales RS-232 del PC a niveles de
señales RS-485 para el controlador SLC 500. El controlador de protocolo DH-485 es
suministrado tanto por el software de programación que contiene un amplio listado de
protocolos soportados.
El convertidor incluye un cable de cinta de 25 patillas, de 279.4 mm (11 pulgadas) para la
conexión a la computadora y un cable especial para la conexión al controlador SLC 500.
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2.7. MODULOS DE INTERFACE DE OPERADOR
Allen-Bradley provee productos de interface eficientes para el operario que le permiten
desde el acceso a las variables internas del PLC, monitoreo de estado en variables
relevantes del proceso, recibir alarmas dinámicamente, monitorear el proceso a través de
mensajes, alarmas y gráficos simples.
Entre ellos se pueden encontrar:
2.7.1. MÓDULOS DE OPERADOR REDIPANEL 2705.
Los módulos de operador RediPANEL combinan interruptores pulsadores, cableado,
módulos de E/S, un visualizador de mensajes y otros componentes de panel de control en
una unidad preprogramada, lista para instalar. Solo permite el manejo de variables
discretas.
Figura 2.8. Redipanel de Allen Bradley.
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2.7.2. PANTALLAS DE MENSAJES DATALINER 2706.
Las pantallas de mensajes Dataliner proporcionan un medio económico de comunicar
información esencial de estado de la máquina o proceso, condiciones de alarmas y
comandos del operador a otra máquina o a toda la planta.
Figura 2.9. Dataliner de Allen Bradley.
2.7.3. MÓDULO DE ACCESO A TABLA DE DATOS 1747_DTAM_E
El módulo de acceso a tabla de datos (DTAM) es un dispositivo de planta que le permite
obtener acceso a información del archivo de datos, cambiar los modos de operación,
monitorear y limpiar fallos y transferir la memoria desde o hasta un EEPROM en cualquier
procesador SLC 500, SLC 5/01, SLC 5/02, SLC 5/03 o SLC 5/04.
Se pueden conectar múltiples DTAM a un solo procesador. También se aceptan los
mensajes interactivos entre el DTAM y el procesador SLC 5/02, SLC 5/03 o SLC 5/04.
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El DTAM proporciona las siguientes características:
CARACTERÍSTICA
VENTAJA
Compatible con red DH-485
Se comunica con hasta 31 controladores uno a la
vez en una distancia de hasta 1219 m (4000 pies).
Monitor o modificación de datos
Permite el cambio de valores de datos en el modo
RUN (marcha) o PROGRAM (programa).
Localización rápida de macros
Almacena direcciones frecuentemente usadas
ahorrando
tiempo
y
simplificando
la
configuración y modificación de la aplicación
Modo de autoconexión
Inicia automáticamente la comunicación con el
último procesador conectado después de un ciclo
de inicialización evitando costosos tiempos de
paro y reduciendo el número de teclas que deben
presionarse.
Configuración del módulo a bordo
Proporciona memoria EEPROM no volátil para
una fácil configuración del módulo en la planta.
Pantalla en múltiples idiomas
Petición de comandos de operador seleccionables
en cualquiera de seis idiomas.
Pantalla LCD con iluminación de fondo Permite una fácil visualización en todas las
condiciones de luz.
Responde a instrucciones MSG
Permite la interacción entre el operador y el
programa de escalera. El programa de escalera
SLC 5/02 SLC 5/03 o SLC 5/04 dirige el diálogo.
2.7.4. INTERFACE DE OPERADOR BOLETÍN 2707 DTAM PLUS
El DTAM Plus proporciona un interface de operador altamente funcional para los
procesadores de la familia SLC 500. Este dispositivo cuenta con una pantalla de 4 líneas x
20 caracteres para ver información de la tabla de datos SLC 500, mensajes de operador y
datos de alarmas.
El DTAM Plus usa la red DH-485 Allen-Bradley o una red de punto a punto usando RS232 o DH-485.
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2.7.5. BOLETÍN 2707 DTAM MICRO
El DTAM Micro extiende la línea de productos DTAM Plus proporcionando otro interface
de operador a la familia de procesadores SLC 500. DTAM Micro es un interface de
operador de bajo costo más compacto que el DTAM Plus. Este dispositivo tiene una
pantalla de 2 líneas x 20 caracteres para ver información de la tabla de datos y comandos
del operador. Pueden almacenarse hasta cincuenta pantallas de aplicación en la memoria.
Figura 2.10. DATAM Micro de Allen Bradley.
El DTAM Micro está disponible con un puerto RS-485 o un puerto RS-232. El puerto RS232 se usa para comunicación punto a punto con el SLC 5/03. Use el puerto RS-485 para
comunicarse punto a punto con el procesador SLC o por la red DH-485 a través de
acopladores de enlace aislado 1747-AIC. La conexión punto a punto permite un
rendimiento de comunicación más rápido y menos carga de la red DH-485.
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2.7.6. MONITOR DE E/S 1784_TM6.
El monitor de E/S es un dispositivo de mano que le permite ver y modificar información de
la tabla de datos en un controlador programable SLC 500 o PLC-5.
Por medio de esta interface, se puede ver un elemento de archivo, dos palabras, o hasta 16
bits. El monitor de E/S le permite buscar programas de escalera para direcciones de salida,
cambiar el modo del procesador, mostrar información sobre fallos y limpiar fallos menores
y mayores.
Figura 2.11. Monitor de I/O TM6 de Allen Bradley.
2.7.7. TERMINALES DE OPERADOR 2711 PANELVIEW.
Los terminales de operador PanelView 550, 900, 1200 y 1400 reemplazan a los paneles de
control cableados con pantallas CRT que son fáciles de configurar. Los terminales
PanelView le proporcionan información extensa de diagnósticos durante condiciones de
fallo, mediante ventanas de mensajes, ventanas de alarmas y gráficos simples.
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Los cuatro terminales de operador PanelView se conectan fácilmente a los sistemas SLC
500 o PLC-5, permitiendo la comunicación en la red de E/S remotas.
El terminal de operador PanelView 550 proporciona una interface de operador de alto
rendimiento en un diseño compacto de panel plano. La pantalla LCD de panel plano tiene
una resolución de 256 x 128 pixels. La retroiluminación reemplazable en el campo
prolonga la vida del terminal y maximiza el tiempo efectivo de funcionamiento del sistema.
Figura 2.12. PanelView 550 de Allen Bradley.
El terminal de operador PanelView 900 proporciona un interface de operador de alto
rendimiento en un diseño compacto de panel plano. La pantalla monocromática de panel
plano de plasma gaseoso tiene una resolución de 640 x 400 pixels que proporciona una
visibilidad óptima y permite introducir entradas usando teclas de función o una pantalla
táctil.
Con la versión DH-485, usted puede conectar el PanelView 550 o el PanelView 900 a un
solo procesador SLC 500 o a múltiples procesadores SLC 500 bajo una red DH-485. Los
terminales de operador PanelView 550 y PanelView 900 aceptan transferencias de punto a
punto o de red DH-485.
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2.8. OPCIONES DE PROGRAMACIÓN
A continuación se describen los tipos de opciones de programación disponibles para el SLC
500, entre las que se encuentran:
Ö El Software de Programación Avanzada 1747-PA2E (APS).
Ö El Terminal de mano 1747-PT1 (HHT).
Ö El Software Rslogix500.
2.8.1. SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN AVANZADA 1747_PA2E
El Software de Programación Avanzada (APS) v5.01 y posteriores, le permite programar
los procesadores de la familia SLC 500 y los controladores programables MicroLogix 1000
usando el terminal T47 o T70 Allen-Bradley, Notebook 386/SX, NEC VERSAE serie E o
GATEWAY 2000E modelos 386DX/25, 386DX/33, 486DX/33, 486DX2/50 y 486DX2/66,
o un PC compatible.
A continuación se presentan las características importantes que provee este software de
programación para PLC’s bajo el lenguaje en escalera:
VENTAJA
CARACTERÍSTICA
Capacidad para la línea completa de Programa cualquier procesador compacto SLC 500
procesadores
procesadores modulares SLC 5/01 SLC 5/02 SLC
5/03 y SLC 5/04 y MicroLogix 1000.
Capacidad para DH-485 y DF1
Proporciona una variedad de opciones de
comunicación para satisfacer los requisitos de su
aplicación.
Soporte de Data Highway Plus Acepta conexión directa entre el procesador modular
(DH+)
SLC 5/04 y la red DH+.
Edición en línea durante la ejecución Permite la introducción de programas y datos en
línea en el modo Run (marcha) cuando se usa un
procesador SLC 5/03 o SLC 5/04.
Línea de comando de entrada para Proporciona secuencias de teclas que ahorran
instrucciones y parámetros
tiempo.
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CARACTERÍSTICA
Ayuda en línea específica para el
contexto
Configuración
automática
del
sistema
VENTAJA
Proporciona acceso rápido a información del archivo
de estado e instrucciones.
Lee automáticamente información de configuración
del sistema (incluyendo E/S y datos del chasis) lo
cual le ahorra valioso tiempo de arranque.
Editor para cortar, copiar y pegar
Permite que la lógica de escalera sea reutilizada.
Búsqueda y sustitución
Permite una rápida modificación de la lógica de
escalera para complementar cambios inesperados del
hardware.
Utilidad de importación/exportación Le permite convertir archivos en disco y
APS (APSIE)
documentación del programa en archivos de texto
ASCII y viceversa.
2.8.2. TERMINAL DE MANO HHT 1747_PT1
El terminal de mano (HHT) es una poderosa plataforma de programación portátil que se usa
para configurar los procesadores SLC 500 compacto, SLC 5/01 y SLC 5/02, para introducir
o modificar un programa de aplicación, supervisar la ejecución del programa de aplicación
en tiempo real, o localizar y corregir los fallos de un programa de aplicación.
El HHT acepta programas con una tabla de datos de 6K de tamaño máximo. Cada renglón
puede contener hasta 127 instrucciones, a diferencia del sistema APS, el cual tiene un tabla
de datos de tamaño máximo de 16K y cada renglón puede contener 128 instrucciones. El
paquete de memoria de programación es intercambiable y está disponible en cuatro
idiomas. Cuando se usa con el paquete de memoria , el HHT puede usarse para programar
el procesador SLC 5/02, así como para conexión a la red DH-485.
El HHT no tiene capacidad para bifurcaciones anidadas ni para bifurcaciones de salidas
condicionales.
Las facilidades importantes que provee este dispositivo de programación se relacionan a
continuación:
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CARACTERÍSTICA
Construcción resistente
Firmware controlado por menú
Pantalla LCD
Diagnósticos de red
Función ZOOM
Pantalla formateada
VENTAJA
Diseñado para una variedad de entornos
industriales.
Muestra instrucciones paso por paso.
Muestra hasta cinco renglones de lógica de
escalera a la vez.
Verifica el funcionamiento de la red DH-485
(v2.03)
Muestra
información
detallada
de
instrucciones.
Muestra instrucciones PID y MSG (v.2.03).
2.8.3. SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN RSLOGIX500
El software de programación RsLogix500 es un paquete de software que trabaja usando la
lógica en Escalera en un ambiente compatible con los sistemas operativos Windows 95 o
NT para los procesadores SLC500. El paquete de software proporciona capacidades de
desarrollo en línea y fuera de línea, documentación y creación de informes.
Dentro de las funciones que soporta el software, se encuentran:
; Versatilidad en la edición del programa en escalera.
; Funciones de verificación del programa editado que permite encontrar y depurar los
errores rápidamente.
; Edición del programa con habilitación de funciones al mouse permitiendo mover y
copiar elementos, etiquetas, escalones y/o programas en forma total o parcial.
; Buscar y reemplazar rápidamente direcciones o símbolos dentro del programa en
escalera.
; Monitorear los datos de la memoria y visualizar los cambios del proceso en tiempo real
cuando se trabaja en línea con el PLC.
; Alterar las condiciones de las entradas y salidas para simular el comportamiento del
proceso.
; Descargar programas a un módulo de EEPROM instalado en el PLC para protección.
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