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AUTOMATIZACION
1.− DESCRIPCION DE UNA PLC
Introducción:
Un PLC o autómataes un dispositivo electrónico programable por el usuario que se utiliza para controlar,
dentro de un entorno industrial, máquinas o procesos lógicos y/o secuénciales.
Normalmente se requiere una PLC para:
• Reemplazar la lógica de relés para el comando de motores, máquinas, cilindros, neumáticos e
hidráulicos, etc.
• Reemplazar temporizadores y contadores electromecánicos.
• Actuar como interfase entre una PC y el proceso de fabricación.
• Efectuar diagnósticos de fallas y alarmas.
• Controlar y comandar tareas repetitivas y peligrosas.
• Regulación de aparatos remotos desde un punto de la fábrica.
Sus principales beneficios son:
• Menor cableado, reduce los costos y los tiempos de parada de planta.
• Reducción del espacio en los tableros.
• Mayor facilidad para el mantenimiento y puesta en servicio
• Flexibilidad de configuración y programación, lo que permite adaptar fácilmente la automatización a
los cambios del proceso.
Principios básicos
Para introducirnos en el mundo del PLC (programmable logic Controller) o controlador Lógico Programable,
se puede comenzar tratando de entender que hace un PLC en lugar de entender que es:
Básicamente un PLC es el cerebro de un proceso industrial de producción o fabricación, reemplazando a los
sistemas de control de relés y temporizadores cableados. Se puede pensar en un PLC como una computadora
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desarrollada para soportar las severas condiciones a las que puede ser sometida en un ambiente industrial, así
sea en una planta cervecera sólo por nombrar algunos ejemplos. Dicho de otra forma, el auto que usted
conduce, el diario que usted lee, las bebidas que usted consume, son producidos valiéndose de la tecnología de
la automatización industrial, gracias a la invención que realizara Schneider Electric casi cuarenta años atrás: el
PLC.
Un controlador lógico programable o PLC está compuesto por dos elementos básicos: la
CPU, (Central Processing Unit) o Unidad Central de Procesamiento y la interfase de Entradas y Salidas, como
se indica en la figura1.
Figura 1
En la figura 2 se puede observar un esquema simplificado que representa las partes principales de una CPU:
El procesador, la memoria y la fuente de alimentación. Este conjunto de componentes le otorgan la
inteligencia necesaria al controlador la CPU lee la información en las entradas provenientes de diferentes
dispositivos de censados (pulsadores, finales de carrera, censores inductivos, medidores de presión, etc.),
ejecuta el programa de almacenando en la memoria y envía los comandos a las salidas para los dispositivos de
control (pilotos luminosos, contactores, válvulas, solenoides, etc.)
Figura 2
El proceso de lectura de Entradas, ejecución del programa y control de las Salidas se realiza en forma
repetitiva y se conoce como SCAN o scannning.
Finalmente la fuente de alimentación suministra todas las tensiones necesarias para la correcta operación de la
CPU y el resto de los componentes.
Entrando en el campo de la aplicación, se puede analizar con el diagrama en bloques que se muestra más
adelante (Fig. 3).
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Figura 3
En él se puede apreciar la vinculación del PLC con todos los elementos de campo que intervienen en un
proceso, sensores, actuadotes, pre−actuadores y diálogo hombre−máquina.
Llevando el diagrama a un ejemplo práctico, se podría plantear la solución para una aplicación de bombeo a
presión constante:(Fig. 4).
Figura 4
Se establece una presión de trabajo para el sistema que debe mantenerse constante. Para ello debe medirse la
presión en algún punto de la instalación. En función del valor medido, el PI−C debe determinar la velocidad
de referencia para el variador de velocidad, que en consecuencia modificará la velocidad del motor,
determinando que la bomba varíe su caudal y presión. También intervienen los elementos de diálogo hombre
− máquina, en este caso se trata de un terminal gráfico que permite ingresar el valor de presión deseada.
El programa de aplicación se realiza a partir de una terminal de mano o de un software apropiado para PC.
El lenguaje empleado es sencillo y al alcance de todas las personas. Está basado en los esquemas eléctricos
funcionales de control como se muestra en la siguiente figura:
Este lenguaje es conocido como Diagrama Escalera (Ladder).
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Otro lenguaje que se puede utilizar para la programación de PLCs, es el Diagrama de Flujo Secuencial o SFC
(anteriormente denominado Grafcet), reconocido como el lenguaje gráfico mejor adaptado a la expresión de la
parte secuencial de la automatización de la producción.
El SFC representa la sucesión de las etapas en el ciclo de producción. La evolución de¡ ciclo, Etapa por Etapa
se controla por una "Transición" ubicada entre cada etapa (ver figura).
A cada una de las etapas le puede corresponder una o varias acciones. A cada transición le corresponde una
"receptividad", condición que debe cumplirse para poder superar la transición, lo que permite la evolución de
una etapa a la siguiente.
En el ejemplo, para desarrollar as acciones vinculadas a la Etapa 1, previamente debe cumplirse la condición
correspondiente a la Transición X.
Las acciones de la Etapa 1 se mantienen hasta que se cumple la condición correspondiente a la Transición Y,
momento a partir M cual se desactiva la Etapa 1 y se activa la etapa siguiente.
Para asegurar la estandarización de los lenguajes de programación de los PLCs, y asegurarle al usuario una
única forma de programar, sin importar la marca comercial del PI−C, ha sido establecida la norma IEC
1131−3 que fija criterios en tal sentido.
Así, la norma define los lenguajes de programación: Escalera (ladder). Lista de instrucciones (Assembier),
Estructurado (Similar el Pascal), Bloques de Función y Diagrama Flujo de Secuencial (SFC o Grafcet). Según
el tipo de PLC que se escoja, podrá tener uno o más de estos lenguajes.
Cuando la aplicación crece en complejidad dado el tipo de señales a manejar, es posible incrementar la
capacidad de Entradas/Salidas. Además permite el control de señales, tanto digitales como analógicas.
Un concepto que cada día es más necesario aplicar, es la comunicación entre PLCs o con un sistema de
supervisión (SCADA).
Cuando es el momento de realizarlo, el PLC dispone de la capacidad de resolverlo agregando los módulos de
comunicación necesarios.
2. Campos de aplicación de los PLCs
Hoy la tecnología nos ofrece PLCs acorde las necesidades de cada usuario y cada aplicación.
Para automatizaciones de pequeña envergadura, como por ejemplo dosificadores, alimentadores para
máquinas, montacargas lavadoras industriales y de automóviles, control de barreras, calefacción, vidrieras,
etc, casos de mediana complejidad donde se necesitan además señales analógicas y comunicación, por
ejemplo máquinas inyectores paletizadoras, cintas transportadoras, etc., se utilizan por lo general PLCs
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compactos.
En aplicaciones de mayor complejidad como por ejemplo supervisión remota de subestaciones de energía,
estaciones de bombeo, plantas potabilizadoras de agua, sistemas de control de luces en aeropuertos, líneas de
producción en la industria automotriz, procesos de chancado y molienda en la industria cementera, etc., donde
se requiere' gran cantidad de entradas/salidas de diversa, naturaleza (discretas, analógicas, termopares, pulsos
de 40kHZ) y un programa de control extenso y varios canales de comunicación, por lo general se recurre a
PLCs del tipo modular.
Cuando la complejidad del proceso requiere gran velocidad de procesamiento del programa, manejo de lazos
de control, alta prestación en múltiples protocolos de comunicación, elevada cantidad de entradas/salidas
controladas en forma remota y descentralizada, como por ejemplo en la automatización de una planta
siderúrgica, de un oleoducto, de una refinería, de una planta minera completa, de una planta de extracción de
aceites, etc., se utiliza por lo general grandes PLCs modulares.
La supervisión se puede realizar en dos niveles diferentes de complejidad:
• A nivel del operador, empleando terminales de diálogo hombre − máquina del tipo XBT Magelis.
• A nivel de planta, empleando una PC con un software de supervisión, comúnmente denominado
SCADA, como por ejemplo el software P−CIM.
En el presente capítulo desarrollamos con extensión la oferta de PLCs de aplicación cotidiana, y mencionamos
las características relevantes de los PLCs modulares y terminales de diálogo.
Para obtener más datos e informaciones es imprescindible consultar los catálogos espcíficos y solicitar
asesoramiento técnico.
3. Comunicaciones
Principios básicos
Una red está formada por un conjunto de dispositivos electrónicos que tienen la habilidad de comunicarse
entre ellos, utilizando un medio físico y un idioma común.
La automatización de un proceso industrial requiere la implementación de una red cuando se necesita:
Controlar un proceso entre varios PLCs
Compartir información del proceso
Conocer el estado de los dispositivos
Diagnosticar en forma remota
Transferir archivos
Reportar alarmas
Se puede afirmar que los componentes intervienen en una red son:
Dos o más dispositivos que tengan información para compartir
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Un camino para la comunicación vínculo físico
Reglas de comunicación que determinan el lenguaje o protocolo
Información
La información que se necesita compartir en un proceso puede diferenciarse por su extensión:
Bits que reportan el estado (activa/inactiva) de una entrada o salida directamente vinculadas a elementos de
campo como sa pulsadores, finales de carrera, sensores, actuadores, válvulas, solenoides, contactores, etc.
Bytes, palabras, o un conjunto de éstas pan conocer el valor de una variable analógica, para cambiar los
parámetros de un temporizador, para enviar un mensaje de texto a un terminal gráfico, etc.
Archivos o paquetes de información más complejos de extensión considerable para los cuales se requiere alta
velocidad de intercambio de datos.
Pero si bien puede variar la extensión de la información a transmitir, siempre serán "ceros y unos"
concatenados en un formato y una lógica determinada establecida por el protocolo
(0101010001001111110101110101 ... )
Sistema de control jerárquico
Otra forma de clasificar la informadón es por la función o utilización de la misma (ver figura anterior):
Buses de Campo
Se trata de una red donde el tipo de información que se intercambia corresponde a datos simples (bits) con el
estado de sensores, actuadores o un poco más compleja (bytes) con información de diagnóstico de
dispositivos, valores de variables analógicas, configuración de dispositivos, etc. Por lo general la información
viaja en forma ascendente, es decir desde el elemento de campo hacia el PI−C o sistema de control. En éste
rubro se pueden encontrar buses como el AS−i, Seriplex, Modbus o Unitelway.
BUSES DE CAMPO
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Red de Control
Es el vínculo entre los aparatos de control y/o PLCs, donde se intercambia información sobre la evolución M
proceso, en paquetes o conjunto de registros, variables de producción, tablas de datos, recetas, etc.
En este nivel también se incorporan generalmente los sistemas de supervisión o SCADAs que se nutren de la
información disponible en esta red para generar reportes históricos, reportes de alarmas, gráficos de tendencia
y la animación de mímicos.
La información viaja por lo general en horizontal, entre los PLCs y/o dispositivos de control.
Dentro de este grupo podemos ubicar a redes como Modbus Plus o Fipway.
RED DE CONTROL
Red de Datos o Corporativa
En este caso se trata M intercambio grandes archivos entre computadoras y sistemas de gestión comercial,
financie logística de las empresas.
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Generalmente se vinculan en forma ve con las bases de datos de los SCADAs obtener información de gestión
de la emp estadísticas de producción, consumos ge les de energía, etc.
Ethernet TCP/IP (Transfer Control Prot Internet Protocol) es la red más difundida nivel mundial para este
tipo.
RED DE DATOS O CORPORATIVA
Vínculo físico
Teniendo en cuenta el tipo de información a intercambiar y su función, es que surgen diferentes necesidades
de velocidad y performance de la red, que determinan el tipo de medio o vínculo físico y sus variables,
El vínculo o medio físico está generalmente compuesto por cables blindados, cable coaxiales, fibra óptica y
porqué no, enlaces satelitales o de radio frecuencia también.
A cada medio le corresponde una caracte. rística eléctrica particular: Impedancia, capacidad/metro,
resistencia/metro, atenua. ción en decibeles (dB).
Estas características físico/eléctricas determinan limitaciones en distancias y velocidad. Existen estándares
que determinan todos estos valores, ej. BELDEN en el case de los cables.
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, Institute of Electric and Electronic Engineers)
define algunos de los estándares más utilizados teniendo en cuenta todos los factores que intervienen en los
medios físicos.
Sólo a título de ejemplo se nombran a continuación alguno de ellos:
RS 232 IEEE
Par trenzado y blindado, velocidad 20 Kbps (bits por segundo), distancia máxima 15 mts. Punto a punto, o sea
1 transmisor − 1 receptor (DTE−DCE).
RS 485 lEEE
Doble par trenzado y blindado, velocidad 10 Mbps, distancia máxima 1200 mts. Multipunto, 32 transmisores
− 32 receptores.
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Ethernet − 10base T
Par trenzado UTP Categoría 3, velocidad 10 Mbps, distancia máxima 100 mts. por segmento. Multipunto,
1024 nodos/segmento.
Ethernet − 1 00base F
Fibra óptica, velocidad 100 Mbps, distancia máxima 2000 mts. por segmento. Multipunto 1024
nodos/segmento.
Accesorios:
Todas las redes sin excepción requieren un reacondicionamiento del medio físico cada vez que se realiza una
derivación o cuando es necesario extender el alcance de la misma. Existen adaptadores de impedancia,
derivadores, fines de línea, conectores específicos, etc., para adecuar las instalaciones. Es imprescindible
tenerlos en cuenta a la hora de diseñar una red.
Protocolo
Se puede definir a un protocolo como el idioma, lenguaje o estándar que utilizan dos o m dispositivos
electrónicos para "entenderse" y comunicarse entre sí.
Un protocolo define cómo se identifican dispositivos entre sí dentro de la red, el formato que debe tomar la
información en tránsito y cómo es procesada dicha información una vez que llegó a su destino.
Los protocolos también definen procedimientos para manejar transmisiones perdidas o erróneas.
Modbus:
Desarrollado por Schneider en 1979, es el idioma común utilizado por todos los PLCs TSX Modicon.
Este protocolo define la estructura de los mensajes que los PLCs reconocen, sin importar el tipo de red sobre
la cual se comunican.
Describe el proceso que el controlador utiliza para solicitar acceso a otro dispositivo, cómo responde a los
requerimientos de otros controladores y cómo se detectan y reportan los errores de comunicación.
Establece un formato común para la distribución y el contenido de los registros o campos de los mensajes.
Se trata de un protocolo abierto, es decir que se encuentra disponible en forma gratuita la forma de
funcionamiento del mismo en el sitio de Internet: www.modbus.org
4. Bus de campo AS−i
El concepto AS−i
El concepto AS−i surgió en el año 1990, por iniciativa de un grupo de trabajo formado por una decena de
empresas, en su mayoría fabricantes de sensores/actuadores, cuyo objetivo inicial era definir y adoptar un
sistema de comunicación único para todos los fabricantes de sensores o actuadores, lo que determinó la
denominación AS−i (Actuator Sensor Interface).
Dicho concepto permitiría descentralizar as funciones inteligentes hasta el nivel de las células de producción o
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de las máquinas, con un sistema de cableado e instalación muy sencillos.
Más adelante, en 1992 se creó una asociación encargada de coordinar la producción AS−i de las distintas
empresas, para dar a conocer el concepto y expedir certificados para los componentes conectables al bus.
El Bus AS−i
AS−i es un bus para sensores y/o actuadores discretos con topología libre (en línea, en estrella, en árbol, etc.)
El tiempo de respuesta de este bus es muy breve (ciclo de 5 ms como máximo para 31 esclavos conectados).
Permite realizar acciones reflejas a nivel los actuadores. Se puede conectar a los niveles jerárquicos superiores
de la red mediante bridges (pasarelas) como por ejemplo Modbus/AS−i o aprovechando la capacidad de
comunicación de un módulo del bus en un PLC (ver figura)
El ASIC
Parte de las funciones inteligentes AS−i se encuentran en el ASIC (Application Specific Integrated Circuit)
− Circuito integrado específico) incorporado directamente en el sensor o actuador (componente llamado
comunicante), en un módulo de usuario o el una interfase de conexión que admita hasta 4 sensores y 4
actuadores estándar (llamados no comunicantes).
El Asic se encarga de gestionar todas las funciones del sensor o actuador para proporcionar al maestro AS−i
información sobre si estado de la conmutación, comunicarle le disponibilidad de funcionamiento del sensor,
etc.
El cable, soporte físico del bus
Transmite la información y la alimentación de 24 V de los sensores y actuadores (tensión suministrada por
fuente de alimentación específica AS−i).
Consta de 2 hilos sin trenzar y sin apantallar, de sección 1,5 a 2,5 mm2.
Pueden ser cables redondos clásicos o cables específicos AS−i, que permiten realizar un cableado rápido y
sencillo de todos los: componentes del bus AS−i.
El cable AS−i es plano con 2 conductores y un perfil particular que, impide que se invierta la polaridad
durante la conexión a los repartidores o derivadores "T" de conexión AS−i.
Topología del bus AS−i
La topología libre del bus AS−i admite cualquier arquitectura (en estrella, en línea, en árbol o en anillo).
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En estrella
Se pueden añadir ramificaciones desde cualquier punto, sin que sean necesarias terminaciones ni
adaptaciones.
En linea
Todas estas facilidades permiten realizar conexiones más directas entre el bus y los diferentes sensores y
actuadores de la instalación.
En árbol
La longitud máxima bus AS−i es de 100 (incluidas las ramificaciones principales y derivaciones). Se puede
prolongar otros 300 m utilizando regeneradores de señales (repetidores).
En anillo
Conexión del bus AS−i
Con las espigas tipo "vampiro" incorpora en los repartidores o derivaciones 'T", el cable AS−i se conecta
rápida y automáticamente, perforando el recubrimiento aislante del cable y estableciendo el contacto.
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Cuando se retiran los elementos de conexión para modificar el cableado, el cable recupera su aspecto original
gracias al recubrimiento autocicatrizante.
Repartidor módulo de conexión Te de conexión + módulo de usuario
Un bus Maestro − Esclavo
AS−i es un bus con maestro único, que se encarga de gestionar los esclavos. El maestro pregunta
sucesivamente a cada uno de los esclavos conectados al bus y espera la respuesta. El ciclo de preguntas dura
como máximo 5 ms con 31 esclavos.
El maestro siempre toma la iniciativa de diálogo.
Los esclavos se configuran en fábrica con la dirección 0. Antes de utilizarlos por primera vez, es necesario
asignarles una dirección utilizando un terminal de direccionamiento. La transmisión entre el maestro y los
esclavos se realiza utilizando la técnica de modulación por impulsos alternos (APM) sobre la corriente
portadora. El proceso de detección de fallas garantiza una transmisión óptima.
El Maestro
AS−i admite varios tipos de maestros:
• Maestro PLC con comunicación AS−i integrada, que consigue que esta comunicación sea
transparente para el programa del PLC, al direccionar los dispositivos como Entradas o Salidas
• Maestro bridge (pasarela), que transforma el bus AS−i en un simple nodo de comunicación de un bus
de nivel superior (por ejemplo, FIPIO o Modbus)
Los Esclavos
AS−i admite hasta 31 esclavos (componentes que incluyan un "chip" Asic), cada uno de ellos con 4 bits de
entrada y 4 bits de salida para intercambio cíclico de información con el maestro y 4 bits de parametrización
para realizar funciones complejas (configuración, diagnóstico, etc.)
Cada esclavo tiene una dirección propia y un perfil que lo define (código que precisa el tipo de la unidad
esclava). Los sensores o actuadores comunicantes incluyen un "chip" Asic) se conectan directamente al bus
AS−i a través' repartidores o "T" de conexión pasivos. Por lo tanto, se puede conectar un máximo de 31
sensores o actuadores comunicantes.
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Los sensores o actuadores están discretos (finales de carrera, sensores inductivos, etc.) se conectan al bus a
través de repartidores activos o interfases de conexión. Por lo tanto, se pueden conectar un máximo de 248
sensores o actuadores estándar.
Se pueden combinar sensores/actuadores comunicantes y estandar.
Características principales
Protocolo: Maestro/esclavo centralizado.
Tipo de acceso : Escrutinio cíclico (polling).
Tiempo de actualización : 5 ms para 31 esclavos (1 ms para cada
6 esclavos).
Tiempo de respuesta : Tiempo máximo establecido para cada
esclavo.
Puntos de conexión : 31 esclavos.
Número de productos estándar : 248 como máximo.
Tamaño de los datos : 4 bits de estado, 4 bits de mando y 4
Bits de parametrización por esclavo.
Longitud máxima del bus : 100 metros (300 metros con
repetidor).
Organización del bus : Alimentación y señal sobre el
mismo soporte físico.
Soporte físico : Cable de 2 hilos sin apantallar.
Beneficios
AS−i es un bus de campo estandarizado abierto, válido para todos los fabricantes de
sensoria/actuadores y adoptado a las exigencias de los ambientes Industriales.
Estandarización de los elementos constitutivos básicos:
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Cable,
Repartidores,
Perfil, o conectores, etc.
• Posibilidad de conectar sensores/actuadores estándar o comunicantes.
• Tiempo de ciclo reducido (5 ms para 31 esclavos).
• Transferencia de datos fiable (conformidad con las normas sobre CEM − (Compatibilidad Electro
Magnética).
Costos reducidos de Instalación y mantenimiento (25 a 70% menos)
• Menor longitud de cable y menor número de puntos de conexión (alimentación y datos en el mismo
cable).
• Menor costo de montaje e instalación por la reducción del tiempo de conexión (sistema de espigas
tipo "vampiro").
• Concepto de fácil instalación, que no requiere conocimientos específicos.
Mayor flexibilidad de las instalaciones
• Topología libre (en estrella, en línea, en árbol, etc.).
• Posibilidad de precableado de máquinas otableros por tramos.
• Facilidad para modificar y ampliar las instalaciones existentes.
Integración perfecta en los sistemas de automatización
• Posibilidad de establecer comunicación con los niveles superiores (ejemplo: FIPIO, Modbus).
• Acceso a las funciones complejas de los sensores y actuadores (diagnóstico, parametrización, etc.).
• Comunicación transparente para el programa de la unidad de control (programa aplicación del PLC).
Dedicado a la automatización de instalaciones industriales simples y de máquinas pequeñas, el PLC Twldo se
encuentra disponible en dos versiones: Compacto y Modular, comparten opcionales, extensiones de E/S y el
software programación, otorgándole máxima flexibilidad y simple de uso.
Twido reduce los espacios en los tableros gracias a su pequeño tamaño.
Tanto los controladores como los módulos de extensión de E/S, ofrecen una gran variedad en opciones para
simplificar cableado: borneras extraíbles, conectores a resorte y varios módulos precableados llamados
Twiciofast.
Con Twido es posible ajustar la solución de acuerdo a las necesidades de cada aplicación:
• Twido Compacto, disponible en 10, 16 6 24 E/S y extensible hasta 88 E/S.
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• Twido Modular, disponibles en 20 ó 40 E/S, extensible hasta 152 E/S.
• Un mismo rango de módulos de extensión de E/S para ambos controladores:
14 módulos de EIS digitales, 4 módulos de E/S analógicas.
• Todos los modelos disponen de un puerto de comunicación RS485 Modbus.
• Módulos opcionales que permiten aumentar la capacidad de comunicación en RS232 y RS485;
Modbus/ASCII displays de diálogo hombre−máquina; reloj de tiempo real−, memoria backup de 32
Kb y memoria de expansión a 64 Kb, simuladores de entradas y una variedad de cables, conectores y
unidades precableadas, que facilitan el montaje ahorrando costos y tiempo.
TwidoSoft es el software de programación en Windows 98/2000, que simplifica la programación a través de
un manejo intuitivo.
El PLC Modicon TSX Micro ha sido desarrollado con el fin de satisfacer óptimamente las exigencias de
adaptabilidad y mantenimiento requeridos por los usuarios: modular y compacto. Responde de manera
económica a la automatización de máquinas que requieren hasta 250 E/S y que necesitan funciones
específicas de altas prestaciones (E/S analógicas, regulación, contaje, posicionamiento, diálogo
hombre−máquina y comunicaciones).
El PLC TSX Micro está integrado por los siguientes componentes:
1 Bornes para conexión de la alimentación
2 Display con indicación del estado del PLC y de las E/S
3 Puerto Terminal (TER)
4 Slot 1 Para módulos E/S
5 Slot 2 para módulos E/S
6 Slot para tarjeta de comunicaciones PCMCIA
7 Puerto Auxiliar (AUX) *
8 Entradas/Salidas analógicas**
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9 Contador rápido 1 **
10 Contador rápido 2**
* Sólo disponibles para los modelos TSX 37 21 y TSX 37 22
** Sólo disponibles para los modelos TSX 37 22
Los PLC TSX 37−10, se diferencian entre ellos por la tensión de alimentación y el tipo de módulos de E/S
discretas ubicado en el primer emplazamiento.
Cada configuración TSX 37−10 incluye un rack con alimentación (24 VCC ó 100−240 VCA), un procesador
con memoria RAM de 14 kpalabras (programa, datos y constantes), una memoria de seguridad Flash EPROM,
un módulo de E/S digitales (28 ó 64 E/S) y un Slot disponible que puede recibir:
1 módulo de E/S discretas de formato estándar (ocupa el emplazamiento) de cualquier tipo.
2 módulos de medio formato: E/S discretas, seguridad, analógicas y contaje.
Los PLCs TSX 37−21122, se diferencian entre si por la tensión de alimentación y/o la posibilidad de integrar
en la base entradas para contaje rápido y analógicas.
Cada PLC incluye un rack con tres slots libres con alimentación (24 VCC ó 100−240 VCA), un procesador
con memoria RAM de 20 kpalabras (programa, datos y constantes), dos emplazamientos para tarjetas
PCMCIA (una de comunicación y la otra para una tarjeta de extensión de memoria de 64 kpalabras máximo),
una memoria de seguridad Flash EEPROM y reloj calendario.
Un minirack de extensión TSXRKZ02 permite aumentar en 2 número de emplazamientos.
Cada emplazamiento disponible puede recibir:
• 1 módulo de E/S digitales de formato estándar (ocupa todo el emplazamiento) de cualquier tipo.
• 2 módulos de medio formato: E/S digitales, seguridad, analógicas y contaje.
En todos los casos el primer emplazamiento está reservado para un módulo de formato estándar.
Módulos de entradas/salidas discretas
La gama de entradas/salidas digitales en rack ofrece varias posibilidades de conexión para responder a todas
las necesidades:
• Conexión sobre bornes de tornillos en la cara frontal de los módulos de Entradas/Salidas mixtos 16E
+ 12 S o en módulos de 32 E ó 32 S.
Modicon TSX Micro
• Conexión directa al sistema TELEFAST 2 (interfases de conexión y de adaptación al proceso),
mediante cable con conector en ambos extremos.
Estos dos modos de conexión son también validos para los módulos de medio formato que permiten adaptar al
máximo la configuración del autómata a la necesidad del usuario en cuanto a número, variedad de
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Entradas/Salidas y tipo de conexión. La cantidad máxima de módulos de 64 vías digitales es: TSX 37−1 0=2,
TSX 37−211/22=4.
Entradas/salidas analógicas
Los Autómatas Modicon TSX Micro ofrecen dos posibilidades para efectuar operaciones de tratamiento
analógico:
• Para adquisición de datos o control que no requiera un nivel de resolución elevado, utilizando
Entradas/Salidas integradas en los autómatas TSX 37−22.
• Para medida o control exactos, (12 y 16 bits de resolución) utilizando módulos de Entradas/Salidas
analógicas de medio formato (2 a 8 vías).
La cantidad máxima de módulos analógicos es de TSX 37−051 08/1 0=2, TSX 37−211/22=4.
Los módulos de Entradas/Salidas analógicas TSX AEZIASVAMZ son módulos de medio formato que se
diferencian por:
• Las funciones (compensación de soldadura fría, linealización, puesta en escala, etc.).
• La resolución (12 6 16 bits para las entradas y 11 bits + signo para las salidas).
• El nivel de las entradas (tensión, corriente, sonda Pt ó termopar)
• El nivel de las salidas (tensión o tensión/corriente).
Las Entradas/Salidas analógicas integradas en los autómatas TSX 37−22 son de tipo alto nivel 0−10 V con
resolución de 8 bits e incluyen 8 vías de entrada y 1 vía de salida. Un módulo adaptador TSX ACZ 03
permite:
• Adaptar las entradas a 0−20 mA o 4−20 mA
• Utilizar las 8 entradas analógicas como 8 entradas digitales.
• Regular valores con ayuda de 4 potenciómetros en las 4 primeras vías.
Regulación PID
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Los Autómatas Modicon TSX Micro disponen de funciones de regulación a las que puede acceder el usuario
con el software de programación PL7 Micro. Estas funciones están especialmente adaptadas para:
• Responder a las necesidades de procesos secuenciales que requieren funciones auxiliares de
regulación, tal como temperatura, máquinas de embalaje, máquinas para tratamiento de superficies,
prensas, etc.
• Responder a las necesidades de procesos simples tales como los hornos para tratamiento de metales y
los grupos frigoríficos.
• Responder a particularidades de realimentaci6n o de regulación mecánica tales como control de par,
de velocidad, etc.
Contaje:
Los autómatas Modicon TSX Micro ofrecen tres posibilidades para efectuar operaciones de contaje:
• A través de las entradas digitales a 500 Hz (las cuatro primeras entradas del módulo instalado en el
emplazamiento 1)
• Utilizando las vías de contaje integradas en las bases los autómatas TSX 37−22 a 10 kHz
• A través de los módulos de contaje TSX CTZ a 40 kHz 250 kHz y 1 MHz. La cantidad máxima de
módulos de contaje es: TSX 37−05/0811 0=2 / TSX 37−21/22=4.
PL7 Micro, Software de Programación
El PL7 Micro es el software de programación de los autómatas Modicon TSX Micro, que responde a la norma
IEC 1131−3 La programación puede realizarse en lista de instrucciones (IL), lenguaje de contactos o ladder
(LD), diagrama de flujo grafcet (SFC) y texto estructurado (ST), bajo Windows.
• Una estructura de software multiárea: tarea maestra, tarea rápida, tratamientos con eventos.
• La posibilidad de modificar un programa mientras se esté ejecutando.
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Comunicación
Los PLCs Modicon TSX Micro ofrecen tres posibilidades:
Comunicación integrada con funciones de diálogo econórnicas realizadas a través de la toma terminal (TER)
en los TSX 37−05/08/10 ó por toma termina] (TER) y diálogo operador (AUX) en los TSX 37−21/22. Estas
conexiones de tipo serie RS485 no aisladas, disponen de protocolo Uni Telway (maestro o esclavo), modo
caracteres y Modbus (maestro o esclavo).
Tarjeta de comunicación formato PCMCIA para los PLCs TSX 37−21/22. Estos PLCs están equipados con un
slot dedicado para una tarjeta PCMCIA: conexión serie asincrona full−duplex, bus Fip I/0 agente, o
Uni−Telway, Modbus/Jbus y Fipway, como así también Módem.
Módulo Ethernet Modbus TCP/IP. Ofrece una solución universal de comunicación en red con todos los
dispositivos Ethernet. Existe en dos versiones: una, que aparte de la comunicación permite el diagnóstico vía
Web y la otra, con página Web de usuario (personalizada).
El puerto de programación posibilita la conexión de: una PC o una notebook para realizar la programación, un
terminal de diálogo operador Magelis, otros PLCs en enlace multipunto, una impresora o una terminal en
modo caracteres ASCII. La utilización de una caja de derivación TSXPACC01 permite aislar la toma
terminal. Además permite conectar simultáneamente una terminal de programación y una terminal de diálogo
operador. Esta caja es necesaria también para conectar el PLC a un enlace Uni−TeIway cuando la distancia
entre los equipo es superior a los 10 metros.
Modicon TSX Momentum es una familia completa de productos de control (Módulos de E/S, procesadores,
adaptadores de comunicación y adaptadores opcionales)con un diseño modular único y flexible.
Un concepto modular innovador y fácilmente adaptable a los cambios tecnológicos
El sistema Modicon TSX Momentum, incluye 4 componentes fundamentales que se fácilmente entre sí en
combinaciones para sistemas o subsistemas de control versátiles.
Los 4 componentes son:
• Bases de E/S.
• Adaptadores de comunicación para múltiples protocolos.
• Adaptadores procesador.
• Adaptadores opcionales.
Bases de E/S
Las bases de E/S Modicon TSX Momentum se integran fácilmente a los sistemas de control existentes,
gracias a sus adaptadores de comunicación, procesadores, adaptadores opcionales y diversas bases de
entradas/ salidas E/S analógicas, E/S discretas en tensiones de 24 VDC, 11 OVAC y 220 VAC, bases con
salidas a relé, bases con E/S combinadas, bases con funciones específicas (contaje, control de motores paso a
paso), etc. Todas ellas con sistema de borneras extraíbles.
19
Adaptadores de comunicación
El Sistema Modicon TSX Momentum está diseñado independizar las comunicaciones de la base de E/S
creando un sistema de E/S realmente abierto que se puede cualquier bus de campo o red de control.
Al montar sobre la base de E/S Modicon TSX Momentum adaptador de comunicación, obtenemos una base
E/S que se conecta directamente con cualquier campo y respondiendo al administrador de la red.
Las E/S Modicon TSX Momentum pueden ser utilizadas distintos tipos de arquitecturas; sistemas de control
centralizados, distribuidos, sistemas basados en PC, como complemento para controladores programables de
diferentes proveedores y como complemento de otros procesadores Modicon TSX Momentum.
Procesadores
Cuando se necesita una inteligencia local distribuida en el punto de control, Modicon TSX Momentum es ¡a
respuesta adecuada.
Los adaptadores procesadores Modicom TSX Momentum M1 equipados con CPU, RAM y memoria Flash,
son compatibles con los PLC Quantum Compact y 984 de Modicon y se conectan en las bases de E/S
Modicom TSX Momentum igual que los adaptadores de comunicación.
Adaptadores opcionales
El adaptador opcional va acompañado siempre de un procesador que le proporciona nuevas capacidades de
red, reloj calendario y batería de seguridad para la de datos. El adaptador opcional también se conecta la base
de E/S, en la parte superior.
Adaptadores y Procesadores con puerto Ethernet
La familia TSX Momentum se integra a la plataforma Transparent Factory a través de los adaptadoores de
comunicación Ethernet y los procesadores (CPUs) con puerto de comunicación Ethernet y páginas WEB
embebidas (incorporadas).
Adaptadores de comunicación Ethernet
Los adaptadores de comunicación 170 ENT 110 00y 170 ENT 110 01 permiten la conexión a la red Ethernet
de la familia completa de bases de entradas y salidas TSX Momentum. Esta conectividad posibilita la
comunicación con todos los dispositivos de control compatibles con Ethernet TCP/IP (PLCs, controles de
movimiento, PCs industriales, etc) lo que convierte a la familia TSX Momentum en un poderoso sistema de
entradas/salidas distribuidas dialogando en un protocolo universal y abierto (servicio I/0 Scanning).
El sistema de direccionamiento IP permite un número ilimitado de bases de E/S TSX Momentum conectadas
a la red. Utilizando hubs, routers, bridges, switches, la performance y longitud de la red Ethernet puede ser
adecuadamente ajustada a las necesidades de casi cualquier aplicación de control.
20
El adaptador de comunicación Ethernet utiliza la estructura estandarizada de mensajes y comandos de control
de Modbus sobre el protocolo TCP/I P, lo cual simplifica la implementaci6n de control y al mismo tiempo
posibilita que la información pueda estar disponible en una red estandarizada y mundialmente aceptada como
Ethernet.
Descripción:
Los adaptadores de comunicación Ethernet modelo 170 ENT 110 0. cuentan con:
• Conector RJ 45 normalizado para la conexión a la red 10base T ó 100base TX según el modelo.
• Espacio para etiqueta.
• LEDs indicadores del estado comunicador.
Procesadores M1 E
Los procesadores M1 E ofrecen control en tiempo real y acceso abierto a la información a través de su puerto
de comunicación Ethernet, acorde a la filosofía de la plataforma Transparent Factory.
Sus principales beneficios:
Conectividad a Ethernet con el protocolo Modbus TC/IP.
Control de Entradas/Salidas remotas de alta performance sobre Ethernet (I/O Scanning) que permite
implementar sistemas como el de la figura:
Páginas WEB embebidas (incorporadas) que permiten acceder desde un explorador de internet (browser) a
siguientes herramientas:
Pantallas de estado de la CPU
Estado de las Entradas/Salidas
Estadísticas de la red Ethernet
Página de soporte
Descripción:
Los procesadores TSX Momentum M1 o M1E cuentan con:
1 Puerto Modbus o Ethernet.
2 Segundo puerto opcional (Modbus o I/O bus).
3 LEDs indicadores del estado de procesador.
4 Etiqueta.
21
El Modicon TSX Premium es un PLC modular que permite armar configuraciones a partir de racks que
pueden ser extensibles o no. En el rack se monta el módulo de alimentación, la CPU, los módulos de entradas
y salidas digitales o analógicas y los módulos de funciones especiales (contaje, control de ejes, control de
motores paso a paso, pesaje y comunicación). En caso de existir racks de extensión se debe colocar en cada
uno de ellos un módulo de alimentación para proveer de la misma a los módulos instalados en ese rack.
La conexión entre racks se realiza mediante cables de extensión bus X que a su vez están conectados al
conector SUB−D 9, contactos que se encuentra a la derecha y a la izquierda de los racks extensibles. El cable
procedente del rack anterior puede conectarse indistintamente a uno u otro lado. La longitud total de los cables
M bus X utilizados en la conexión de racks remotos permite alcanzar hasta los 100 mts sin el uso de hardware
adicional. Existe la posibilidad de realizar una extensión eléctrica M bus a través de módulos, con lo cual
puede llegarse a una distancia máxima de 700 metros. En los dos racks extensibles situados en los extremos
deberá instalarse un final de línea en el conector SUB−D 9 no utilizado.
Características
El Modicon TSX Premium ofrece distintas posibilidades para realizar arquitecturas de comunicación. Desde
los buses AS−i (hasta 8 módulos maestros), pasando por los buses de campo Modbus, Uni Telway, FipI/0 y
las redes Fipway, Modbus Plus, Interbus S y Profibus DP para responder a las necesidades de los usuarios el
Modicon TSX Premium ofrece la alternativa de comunicación vía Ethernet mediante un módulo de doble
perfil (TCP/IP y Ethway).
LOS procesadores Premium TSX P57−3M gestionan una estación PLC completa formada por módulos de
entradas/salidas "discretas',, módulos de entradas/salidas analógicas y módulos de funciones especiales que
pueden o no estar repartidos en vanos racks conectados al bus X.
Existen diferentes tipos de procesadores para las distintas necesidades de las aplicaciones. Según el modelo se
dispone:
De 4 a 16 racks ampliables TSX RKY..EX.
De 512 a 2.048 entradas/salidas digitales.
De 24 a 256 entradas/salidas analógicas.
De 8 a 48 vías de aplicación. Cada módulo de funciones especiales (contaje rápido, control de movimiento de
ejes, motores paso a paso, comunicación o pesaje) consumen vías de aplicación.
Cada procesador incluye además:
• Una memoria RAM interna de seguridad que puede guardar toda la aplicación y ampliarse mediante
una tarjeta de memoria PCMCIA (RAM o Flash EPROM).
• Un reloj calendario. Varios modos de comunicación:
• A través del puerto de programación (con protocolo Uni−Telway o modo caracteres): compuesto por
dos puertos físicos (TER y AUX) que permiten conectar varios equipos simultáneamente (por
ejemplo, una PC y un terminal de diálogo operador).
• Comunicación por tarjeta PCMCIA tipo III: un emplazamiento admite varias tarjetas de comunicación
(Fipway, FIPIO Agente, Uni−Telway, Modbus/Jbus, Modbus enlaces serie).
22
• Comunicación por conector tipo SUB−D 9 contactos (únicamente en los procesadores TSX P57.53M
conector permite a los autómatas gestionar el bus Fipio.
Los procesadores TSX P57 1 03/2−3/3−3M y TSX P57 son módulos de formato sencillo y doble,
respectivamente.
Todos los módulos pueden ocupar cualquier lugar en el rack (excepto la fluente de alimentación y la CPU) y
son hot−swap es decir que pueden ser extraídos en caliente o bajo tensión
Software
El diseño de la aplicación se realiza mediante el software Junior o PL7 Pro bajo Windows, que ofrece entre
otras posibilidades:
• Programación de los PLCs TSX Micro y TSX Premium.
• Cuatro lenguajes de programación: lenguajes Grafcet (SFC diagrama de flujo secuencial de contactos
(Iadder), literal estructurado y lista de instrucciones. Además, dentro del lenguaje de contactos, es
posible utilizar bloques de funciones derivadas, creados con PL7 Pro.
• Una estructura de software multiárea: tarea maestra, tarea rápida, tratamientos con eventos.
• La posibilidad de modificar un programa mientras se está ejecutando.
Racks
LOS racks TSX RKY constituyen los elementos básicos d la Plataforma de automatización Modicon TSX
Premium.
Estos racks garantizan las siguientes funciones:
• Función mecánica: permiten fijar el conjunto de los módulos de una estación PLC (alimentación,
procesador entradas/salidas discretas, entradas/salidas analógicas: módulos especiales).
• Función eléctrica: permiten la conexión al bus (bus x) y garantizan la distribución de:
La alimentación necesaria en cada módulo de un mismo rack,
Las señales de servicio y de los datos para el conjunto de la estación PLC en caso de que incluya varios racks.
Con el fin de dar respuesta las necesidades del usuario, existen varios tipos de racks para crear estaciones
remotas formadas por 1 a 16 racks como máximo, distribuidos en el bus X, con una longitud máxima de 100
metros.
Sistemas de pesaje ISPY
Fruto de los 25 años de experiencia en las aplicaciones, pesaje, Schineider Electric es reconocido por la
calidad de sus productos: precisión y calidad de la medición, calidad de automatización y performance.
23
Más de 20000 máquinas con aplicaciones de pesaje instaladas en el mundo y más de 3500 máquinas con el
sistema integrado ISPY, confirman la experiencia y el conocimiento de las necesidades y aplicaciones de los
usuarios o clientes como dosificación y ordenamiento por pesaje, control de flujo, totalizadores continuos, etc.
Beneficios del sistema ISPY:
• Se trata de un sistema integrable al PI−C Modicon TSI Premium, lo cual garantiza la disponibilidad
automática de la información. No es necesario desarrollar interfases de comunicación entre el sistema
y el PLC.
• Es un sistema estándar y modular que integra la oferta d la familia de PLCs Modicon TSX Premium.
No importa el lugar del mundo donde instale el sistema, la solución es única y estándar (cumple con
las recomendaciones 0IML y CE).
• Al estar integrado al PLC, el mismo software PL7 brinda las herramientas necesarias para la
configuración y operación del sistema. Programación muy amigable.
Generalidades:
El corazón de la oferta de pesaje es el kit TSX ISPY110, compuesto por el módulo de pesaje, el terminal para
visualización, el software y el cable de conexión.
No es un módulo de entradas analógicas, es una verdadera balanza electrónica que dispone de entradas
específicas para celdas de carga, con funciones dedicadas de pesaje, algunas de las cuales se indican a
continuación:
Conversión de medición a unidades de uso legal y comercial.
Transmisión integrada al PLC de variables como:
• Peso, flujo.
• Valor de "Tara", valores de corrección.
• Estabilidad, cero encontrado, "Tara" manual, etc.
• Transmisión del valor del peso por puerto serie incorporado en el módulo.
24
• Detección de falla en el sistema de celdas de carga.
• Detección de umbrales con salidas programables incluídas en el módulo.
• Calibración digital.
Sistema Precableado Telefast 2
Presentación general
El sistema Telefast 2 es un conjunto de productos que permiten conectar rápidamente los módulos de entradas
y s (discretas a 24 V, analógicas y de contaje) de los PLCs partes operativas y sustituye los bornes con
tornillos, al utilizar cables pre−armados con conectores.
El sistema Telefast 2, se conecta únicamente en los módulos equipados con conectores de tipo HE 10 y
SUB−D o en borneras estándar equipadas con un cable (enchufe de conexión). Está formado por cables de
conexión y bases de interfases. Las funciones de relé y de conexión, con o sin distribución de las polaridades,
reducen considerablemente los tiempos de cableado y suprimen los riesgos de error.
Beneficios
• Reducción considerable de los tiempos de cablead
• Se minimizan los riesgos de errores.
• Permite la utilización de módulos de E/S de alta densidad lo que reduce el espacio ocupado en el
tablero.
• Pueden adaptarse las señales de campo, lo que permite uniformizar los módulos de E/S utilizados.
• Sistema de cables pre−armados para las marcas de más conocidas del mercado.
• En un solo dispositivo se adaptan las señales de campo y se reemplazan los bornes para las
conexiones de campo lo que implica la reducción del costo del tablero.
Descripción de una base Telefast 2
Todas las bases de conexión de la familia Telefast 2 tienen un diseño homogéneo y ofrecen las funciones
comunes des más abajo.
Las funciones indicadas con (*) son opcionales dependiendo de la referencia seleccionada:
a Conector HE 10, 20 contactos
25
b Fusible del circuito de alimentación a 24 V
c Fijación en riel DIN
d LED de visualización de presencia de 24 V
e Bornera de alimentación de 24 V (1)
f Seccionador de cuchillas sobre 0 V
9 LED de visualización de las vías (*)
h Tapa porta etiquetas de referenciado
i Etiqueta del esquema eléctrico
j Punto de prueba para clavija Ø 2.3 mm
k Bornera superior
l Bornera inferior (1), decalado de 1/2 paso
m Bornera adicional enganchable equipada con 20 bornes con tornillos o de resorte (*)
(1) Desenchufable con tornillos o de resorte, en función de la referencia, con pasos de 5.08 mm.
Cables de conexión para TSX Micro Premium y Quantum
1. Módulos de entradas y salidas con conectores HE 10. Se fabrican con modularidad de 16, 32 y 64
entradas/salidas.
2. Cable único con conectores HE 10, 20 contactos, P modularidad de 8, 12 ó 16 vías. Los conectores HE l0
pueden ser acodados, TSX CDP.. (AWG 22) o planos envainados, ABF−H20H (AWG 28).
Estos cables se fabrican con 0,5 1, 2, 3 y 5 metros de longitud.
26
La medida AWG 28 (0,08 MM2) permite conectar las bases de entradas y salidas de corrientes 100 mA
conectadas en directo o mediante las bases con relés.
El adaptador ABE−7ACC02 permite conectar bases con modularidad de 8 vías.
3. Las conexiones de las señales analógicas se realizan íntegramente con el cable precableado TSX CAP030
con conectores SUB−D de 25 contactos, que garantiza la continuidad del blindaje.
4. Hay varios tipos de bases para vías de contaje y analógicas:
• ABE−7CPA02 para conectar por borneras a tornillo las entradas de corriente, de tensión o PT100.
• ABE−7CPA03 con alimentación de los lazos de los captadores 4−20 mA y limitador 25 mA en cada
vía.
• ABE−7CPA21 para conectar por borneras a tomillo los módulos de salida de 4 vías analógicas.
• ABE−7CPA31 con alimentación aislada de los lazos de los captadores 4−20 mA para 8 vías de
entrada aisladas entre sí.
• ABE−7CPA1 1 para conectar un encoder incremental de salidas paralelas,
• ABE−7CPA12 para conectar 16 sondas termopar.
5. Bases Telefast 16 vías.
6. Bases de distribución para conectar en paralelo las EIS discretas de una base Telelast 2 a dos PLCs
diferentes:
• ABE−7ACC10 para redundancia de las salidas.
• ABE−7ACC11 para redundancia de las entradas.
CUADRO COMPARATIVO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO POR RELES Y PLC
REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS PARA UN SISTEMA AUTMATIZADO POR RELES
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
DESCRIPCIÓN
Contactor
Rele térmico
Rele auxiliar
Temporizador (on
delay)
Contador
electromecánico
Pulsadores NA/NC
Selector
Seccionador
Lámpara de
señalización
CANTIDAD
100
47
52
COSTO US $ UNITARIO
60
70
25
Total
6000
3290
1300
47
80
3760
3
40
120
36
10
16
15
20
40
540
200
640
24
18
432
27
10
11
12
Fusible y portafusible 140
Transformador aislador 3
Tablero 2200 x 100 x
3
500 mm
25
150
3500
450
800
2400
Total
22 632
REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS PARA UN SISTEMA AUTOMATIZADO POR PLC
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD
PLC
1
Contactor
100
Rele térmico
47
Pulsador NA/NC
36
Selector
10
Seccionador
16
Lámpara de señalización 24
Fusible y portafusible
140
Transformador aislador 1
Tablero 1000 x 500 x 200 1
Total
COSTO US $ UNITARIO
3500
60
70
151
20
40
18
25
150
150
Total
3500
6000
3290
5436
200
640
432
3500
150
150
18 432
Forma Física de un PLC
7. DIMENSIONES
• Twido
• Modicon TSX Micro
28
• Frente con minirack de extensión TSX RKZ 02
• Modicon TSX Momentum
• Modicon TSX Premium
29
• Modicon TSX Quantium
Terminales de diálogo XBT Magelis
30
31