PLC. Visi n general (2)

Autómatas programables.
VISION GENERAL
Autómatas Programables: Visión General
Felipe Mateos - Nov. 2004
Sistema automatizado. PLC’s
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Esquema general de sistema automatizado
Componentes habituales. PLC
PLC. Definición y concepto gráfico
Arquitectura típica de un PLC
¿Cómo trabaja un PLC?
Criterios de selección. Gamas de PLCs. Tendencias
Elementos de programación. Tipos de lenguajes actuales
Equipos de programación, diseño y explotación
Desarrollo de un proyecto con PLCs
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Sistema automatizado. Componentes habituales
Parte de
Control
Parte de
Supervisión
y Explotación
• Panel de mando
• PC+SCADA
• Lógica cableada
• PLC´
PLC´s
• PC+Tarjeta E/S
• Microcontroladores
• Reguladores Digitales
• Etc...
Etc...
Interface S-C
Autómatas Programables: Visión General
Parte
Operativa
• Proceso real
• Simuladores E/S
• Maquetas
Interface S-P
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Controladores.
Controladores.
Breve rese
reseña
histórica
Breve
ña hist
órica
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Comparativa de
controladores
programables
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El PLC y su entorno
Parte de
Supervisión
y Explotación
Parte de
Control:
Autómatas
programables
(PLC´s)
Preaccionadores
Accionadores
Proceso
Sensores
Interface S-C
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Interface S-P
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¿Qué es un autómata programable?
Definición IEC 61131
Un autómata programable (AP) es un sistema electrónico programable
diseñado para ser utilizado en un entorno industrial, que utiliza una
memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones
orientadas al usuario, para implantar unas soluciones específicas tales
como funciones lógicas, secuencia, temporización, recuento y funciones
aritméticas con el fin de controlar mediante entradas y salidas, digitales
y analógicas diversos tipos de máquinas o procesos.
AP Autómata programable
PLC Programmable Logic Controller
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Concepto gráfico de PLC
Automatismo eléctrico
Autómatas Programables: Visión General
Vs.
Autómata programable
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Controladores eléctricos y programables
Precio
PLC
Micro PLC
Módulo Lógico
Temporizadores
Contactores
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Functionalidad
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Posicionamiento: Schneider Electric
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Controladores eléctricos y programables: Campo de aplicación
Contactores
Auxiliares
Temporizadores
• Retardo a la conexió
conexión:
Arranque de motores paso a
• Múltiples contactos
paso con supresión de
• Enclavable
interferencias
• Lógica funcional
• Retardo a desconexió
única
desconexión:
Funciones de llave
• EstrellaEstrella-Triá
Triángulo:
ngulo
Arranque retardado de
Relés
motores con intervalos de
conexión de 50ms
• Adaptación de
•
MultiMulti-funció
función: Flexible para
nivel y aislamiento
toda aplicación, hasta 8
eléctrico desde /
funciones integradas
para SIMATIC
•
Contactores
de acció
acción
• Conexión de pequeñas
positiva:para
circuitos
positiva
cargas monofásicas
seguros de categoría 2.
• Contactores dorados:
dorados
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Programador lógico
Micro-PLC
• Edificios:
Edificios
Control de Iluminación
Ventiladores
Control de Acceso
Equipos de seguridad
• Industria:
Industria
Bombas/Compresores
Armarios
Control puertas
Sistemas de alimentación
Plataformas elevadoras
Control secuencial
Control de nivel
Control de válvulas
Plantas de llenado
Plantas de vaciado
Sistemas de transporte
• Edificios y construcció
construcción:
Ascensores, posicionadores
Elevadores
• Industria:
Industria
Empaquetado y envasado
Maquinaria textil
Tratamiento de alimentos
Máquinas de corte
Paneles, displays
Atornilladores
Prensado y
Fabricación de ladrillos
Pintura
Telecontrol
Sistemas de esterilización
Equipos de laboratorio
Máquinas de lavado
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Unidad de
programación
ó supervisión
Arquitectura de un PLC
Conexión a otros controladores
o con E/S remotas
Bus
Fuente de
alimentación
Módulo
CPU
Módulo
Entradas
Digitales
Módulo
Salidas
Digitales
Módulo
E/S
analógicas
5VDC
220-230
VAC
24VDC
Sensores
digitales
(interruptores,
sensores de prox.)
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Actuadores
digitales
(válvulas neumáticas,
lámparas indicadoras.)
Conectores
al bus para
más módulos
de E/S
Módulo
Especiales
(contaje,
comunicaciones,
PID ...
Sensores analógicos
(Termopares, potenciómetros)
Actuadores analógicos
(Variadores de velocidad)
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Arquitectura de un PLC (II)
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Ejemplo de arquitectura (I)
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Ejemplo de arquitectura (II)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Salidas digitales integradas
LEDs de estado de las salidas digitales
Terminales de alimentación
Conmutador Stop/Run
1
Conector para el cable de ampliación
6
LEDs de estado de la CPU
Ranura para el cartucho de memoria
7
Puerto de comunicaciones (p. Ej. PPI)
Entradas digitales integradas
8
9
LEDs de estado de las entradas digitales
Fuente de alimentación integrada
Potenciómetros integrados
Módulo de ampliación
Fijadores para tornillo (DIN métrica M4, diámetro 5 mm)
Pestaña de fijación
Autómatas Programables: Visión General
3
2
4
5
12
13
10
11
15
14
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Arquitectura del sistema
PLC
Sistema centralizado
Sensores y actuadores
PLC
Bus
Sistema descentralizado
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Bus
PLC1
PLC2
PLC3
Sistema distribuido
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¿Cómo trabaja un PLC?
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Selección
de un
un PLC
PLC
Selecci
ón de
(criterios cuantitativos)
cuantitativos)
(criterios
Características
del PLC-X
Especificaciones
del sistema
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Selección de un PLC. Criterios cualitativos
Ayudas al desarrollo de programas
Fiabilidad del producto
Servicios del suministrador
Normalización en planta
Compatibilidad con equipos de otras gamas
Coste
Previsión de repuestos
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Gamas de PLC’s en distintos fabricantes
Gama de autómatas TSX (Schneider) y Siemens
TSX Premium
Aplicaciones
jas
e
l
mp
o
C
le
p
m
Si
S7-300
S7-400
S7-200
TSX Micro
s
Nº E/S
TSX Nano
46
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300
2000
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Nuevas tendencias
Arquitecturas abiertas PC/PLC
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Nuevas tendencias
Controlador (PC /PLC) y terminal de bus Ethernet
Ejemplo de
Software de
programación
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Elementos de programación (IEC 61131-3
4 Lenguajes de programación + Grafcet (SFC)
• Lenguajes gráficos
Diagrama de escalera (“Ladder Diagram”, LD)
Diagrama de Bloques Funcionales (”Function Block Diagram, FBD)
• Lenguajes literales
Lista de instrucciones (“Instruction List”, IL)
Texto estructurado (“Structured Text”, ST)
La selección del lenguaje de programación depende de la experiencia
del programador, de la aplicación concreta, del nivel de definición de la
aplicación, de la estructura del sistema de control y del grado de
comunicación con otros departamentos de la empresa...
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Lenguajes de programación
S_01
S_02
S_01
S_03
Manual
( )
LD
Start
S_01
SFC
Paso_1
Transición_02
Paso_2
Programación con lenguajes
conocidos de PLC
... y lenguaje de alto nivel
(Basic, C++, etc)
IL
LD Entrada_Manual
OR Entrada_Automática
AND Desbloqueo
ST Funcionamiento
LD
Entrada_01
Transición_Fin
IF Data = "EOF" THEN
FOR Index:=1 TO 128 DO
X:=Read_Data(Datenfeld[index]);
IF X > 2500 THEN Alarma:=TRUE;
END_IF;
END_FOR;
END_IF;
ST
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S_01
XOR
S_02
S_03
Tiempo_01
TON
Lámpara
T#12s400ms
FBD
Tiempo actual
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Nuevos entornos de desarrollo (IEC 61131-3)
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Herramientas de depuración integradas
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Equipos para la programación y explotación
De ajuste
De programación y mantenimiento
Puesto de trabajo, PC
Visualizadores con pantalla alfanumérica
Terminales con pantalla alfanumérica
Visulizadores con pantalla semigráfica
Pupitres de explotación y control
Terminales con pantalla gráfica
Estaciones de diálogo y control
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Software de diseño y explotación
Herramientas de simulación
Diseño e instalación de aplicaciones
Desarrollo de funciones C
Tratamiento en lógica difusa
Puesta a punto de programas de autómata
Servidores OPC
Visualizar, ajustar y gobernar la instalación
Aplicaciones para terminales de operador
Software de comunicaciones
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Desarrollo de un proyecto con PLC’s
Especificaciones
Especificaciones
delsistema
sistema
del
Nºyytipo
tipode
de
Nº
E/S
E/S
Programación
Programación
desecuencias
secuencias
de
Configuración
Configuración
Conexión
Conexión
montaje
yymontaje
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Introducirelel
Introducir
programa
programa
Corrección
Corrección
Documentación
Documentación
Control
Control
Listadodel
del
Listado
programa
programa
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Cuadro eléctrico con PLC
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Entorno de los autómatas programables
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