Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca

Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Bahía Blanca
Departamento de Ingeniería Eléctrica
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Departamento de Ingeniería Eléctrica
PLC
INTRODUCCIÓN
PLC - INTRODUCCIÓN
DESARROLLO
¾ EVOLUCIÓN.¾ARQUITECTURAS DE HARDWARE.¾INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.¾PRÁCTICA DE PROGRAMACIÓN.-
3
PLC - INTRODUCCIÓN
BIBLIOGRAFÍA
¾ AUTÓMATAS PROGRAMABLES.JOSEP BALCELLS – JOSÉ LUIS ROMERAL
MARCOMBO – 2000.¾ MANUALES.¾ SIMATIC S7-200.¾ SIMATIC S7-300 S7-400.-
4
PLC - INTRODUCCIÓN
> DENOMINACIÓN.> AUTÓMATA PROGRAMABLE.> AUTÓMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL.> AUTÓMATA INDUSTRIAL.> CONTROLADOR LÓGICO
PROGRAMABLE.SIEMENS
> P L C.SIMATIC
S7-200
SF
I0.0
Q0.0
RUN
I0.1
Q0.1
STOP
I0.2
Q0.2
I0.3
Q0.3
I0.4
Q0.4
I0.5
Q0.5
I0.6
I0.7
Micro PLC 212
PLC - INTRODUCCIÓN
• DEFINICIÓN
• Un controlador programable (PLC), es una
microcomputadora robusta, para aplicación
en sistemas de control industrial.
• FUNCIÓN
• Los PLC´s se desarrollaron para reemplazar
dispositivos electromecánicos tales como:
– RELAYS
– TIMERS
– COUNTERS
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BOTONERAS
SENSORES
LÍMITES
DE
CARRERA
SOLENOIDES LÁMPARAS CONTACTORES
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TABLERO ELECTROMECÁNICO
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CONDICIONES PARA REEMPLAZAR AL TABLERO ELECTROMECÁNICO
•ESTADO SÓLIDO
PARA REEMPLAZO DE COMPONENTES
•ROBUSTO
ADAPTADO A AMBIENTE INDUSTRIAL
•FLEXIBLE
FÁCIL ADAPTACIÓN A DISTINTAS
APLICACIONES
LÓGICA PROGRAMADA EN REEMPLAZO
DE LÓGICA CABLEADA
•SIMPLE
•REUTILIZABLE
ORIENTADO A CUADROS TÉCNICOS
LARGA VIDA ÚTIL
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BOTONERAS
SOLENOIDES
SENSORES
LÁMPARAS
LÍMITES
DE
CARRERA
CONTACTORES
PLC - INTRODUCCIÓN
EVOLUCIÓN
60´s
PRIMERA APLICACIÓN DE LOS PLC´s.
OBJETIVO: DISMINUIR EL COSTO DE REEMPLAZAR LOS
SISTEMAS DE CONTROL A RELÉS COMPLEJOS
BEDFORD ASSOCIATES PROPUSO EL DENOMINADO
MODULAR DIGITAL CONTROLLER – MODICON PARA
FABRICACIÓN DE AUTOMÓVILES PRIMER PLC
OTRAS PROPUESTAS FUERON ESQUEMAS BASADOS
EN MINICOMPUTADORAS – PDP - 8.-
PLC - INTRODUCCIÓN
EVOLUCIÓN
60´s PRIMER MODICON
PLC - INTRODUCCIÓN
EVOLUCIÓN
60´s
MINICOMPUTADORA PDP8
PLC - INTRODUCCIÓN
70´s
LA TECNOLOGÍA MIGRA HACIA MÁQUINAS DE ESTADO
SECUENCIALES Y TECNOLOGÍA BIT-SLICE – AMD2901
ADOPTADO POR MODICON.CUANDO LOS MICROPROCESADORES ALCANZARON
LA POTENCIA SUFICIENTE SE COMENZARON A
APLICAR EN LOS PLC´s.-
EN 1973 COMIENZAN A IMPLEMENTARSE LAS PRIMERAS
COMUNICACIONES ENTRE PLC´s. EL DESARROLLO DEL
PRIMER SISTEMA LO REALIZÓ MODICON ( MODBUS ).-
PLC - INTRODUCCIÓN
70´s
SE DESARROLLAN LAS PRIMERAS INTERFACES
ANALÓGICAS.LA CARENCIA DE ESTANDARIZACIÓN Y EL CAMBIO
PERMANENTE DE TECNOLOGÍA PRODUJERON
DIVERSIDAD DE PROTOCOLOS Y REDES FÍSICAS
INCOMPATIBLES
80´s
PRIMER INTENTO HACIA LA ESTANDARIZACIÓN DE LAS
COMUNICACIONES CON EL PROTOCOLO MAP –
MANUFACTURING AUTOMATION PROTOCOL DE GM.-
PLC - INTRODUCCIÓN
80´s
¾ APLICACIÓN DE MICROPROCESADORADORES
Y MICROCONTROLADORES A PLC´s.¾REDUCCIÓN DRÁSTICA DE TAMAÑO.¾INCREMENTO EN LA VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO
¾INTRODUCCION DE LA PROGRAMACIÓN GRÁFICA
SIMBÓLICA SOBRE PC EN REEMPLAZO DE LAS
TERMINALES DEDICADAS.-
PLC - INTRODUCCIÓN
90´s
¾ACTUALIZACIÓN DE LOS PROTOCOLOS DE
COMUNICACIONES QUE PREVALECIERON DE LOS ´80´s
¾ESTANDARIZACIÓN DE LOS LENGUAJES DE
PROGRAMACIÓN ( IEC 1131-3 )
*
*
*
*
CONTACTOS
LISTADO DE INSTRUCCIONES
BLOQUES FUNCIONALES
C
¾REEMPLAZO DE PLC CON PC EN ALGUNAS
APLICACIONES
PLC - INTRODUCCIÓN
2.- CONSTITUCIÓN
Los módulos de
entrada traen las
señales de campo
La Unidad Central
de Proceso genera
decisiones
Los módulos de
salida controlan los
dispositivos de
campo
Módulo de Entrada
Unidad
Central de
Procesamiento
(CPU)
Módulo de Salida
PLC - INTRODUCCIÓN
ARQUITECTURA GENÉRICA DE LOS PLC’s
PLC - INTRODUCCIÓN
CRITERIOS BÁSICOS DE CLASIFICACIÓN
- COMPACTO
CONSTRUCCIÓN
- MODULAR
- COMPACTO / MODULAR
CANTIDAD DE
ENTRADAS Y SALIDAS
- NANO PLC
- MICRO PLC
- PLC MODULARES
- FUNCIONES BÁSICAS
CAPACIDAD DE
PROCESAMIENTO
- FUNCIONES MATEMÁTICAS
- LAZOS
- CONTADORES RÁPIDOS
- COMUNICACIONES
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S-5
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S-5
S5-115
MODULAR
S5-95
COMPACTO
S5-90
COMPACTO
PLC - INTRODUCCIÓN
PANEL FRONTAL S5 - 95 U
PLC - INTRODUCCIÓN
CPU 115-U CON INTERFACES
PLC - INTRODUCCIÓN
CPU 115-U - ESQUEMA
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S-7
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S7
SIMATIC
S7-400
SIMATIC
S7-300
SIMATIC
S7-200
MODULAR
GAMA MEDIA
GAMA ALTA
MODULAR
GAMA BAJA
MICROPLC
COMPACTO
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S7 -200
S7-212
S7-215
S7-214
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA S-7 / 200
S7-221
S7-224
S7-222
S7-226
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA S-7-200
SALIDAS
ALIMENTACIÓN
SELECTOR
DE MODOS
CONECTOR
PARA
MÓDULOS
POTENCIOM.
ANALÓGICO
S7-222
INTERFACE
DE PROGR.
ENTRADAS
ALIM.SENSORES
24 V. /180mA
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA S-7-300
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA S-7-300
INTERFACE
DE
COMUNICACIONES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
DIGITALES
TIPOS
PULSADOR
FIN DE CARRERA
MÓDULOS EXTERNOS PRESOSTATO
SENSOR DE PROXIM.
INCORPORADAS
INCORPORADAS
ANALÓGICAS
MÓDULOS EXTERNOS
ESPECIALES
INCORPORADAS
MÓDULOS EXTERNOS
INTELIGENTES
SEÑALES V/I NORM.
TERMOCUPLAS
RTD (PT100)
STRAIN GAGE
INTERRUP.
ALARMAS
HSC
SALIDAS PWM
CO-PROCESADOR
(matemático)
COMUNICACIONES
REDES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ENTRADAS DIGITALES
SEÑALES
DE CAMPO
ACONDICIONADOR
DE SEÑAL
INDICADOR
DE ESTADO
AISLACIÓN
LÓGICA
MEMORIA
IMAGEN
DE ENTRADAS
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ENTRADAS DIGITALES
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
•TENSIÓN NOMINAL
•NIVELES ON / OFF
EJEMPLO
ENTRADAS = 8
Vin = 18 A 30 Vdc
•POLARIDAD NPN O PNP
V ALIMENTACIÓN = EXTERNA
•AISLACIÓN GALVÁNICA
V. MÁX OFF = 3 V.
•TIEMPO DE RESPUESTA
V. MÍN ON = 16 V.
I. MÁX = 20 mA.
CONSUMO = 120 mA.
TIEMPO RESP. = 10 ms.
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ENTRADAS DIGITALES INCORPORADAS
TERMINALES
DE CONEXIÓN
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE CONEXIÓN
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
SALIDAS DIGITALES
MEMORIA
IMAGEN DE SALIDAS
AISLACIÓN
INDICADOR
DE ESTADO
CONEXIÓN (RELÉ,TRIAC,TRANSISTOR
PROTECCIÓN
CARGA
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
SALIDAS DIGITALES INCORPORADAS
TERMINALES
DE CONEXIÓN
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE CONEXIÓN
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
DIRECCIONAMIENTO
DE ENTRADAS
39
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
DIRECCIONAMIENTO DE SALIDAS
40
PLC - INTRODUCCIÓN
ENTRADAS Y SALIDAS.MÓDULOS EXTERNOS.• AGREGAN E / S
ANALÓGICAS Y
DIGITALES.• LA CANTIDAD DE
MODULOS
PERMITIDA
DEPENDE DEL
TIPO DE CPU.-
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
MÓDULOS EXTERNOS
CONEXIÓN A LA CPU
PLC - INTRODUCCIÓN
MÓDULOS EXTERNOS.-
PLC - INTRODUCCIÓN
MÓDULOS EXTERNOS.-
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
MÓDULOS EXTERNOS.-
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
SALIDAS DIGITALES
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
•TIPO
TRANSISTOR (DC)
TRIAC (AC)
RELÉ (DC /AC)
•CORRIENTE
POR SALIDA
POR MÓDULO
•NIVELES ON / OFF
•POLARIDAD NPN O PNP
•AISLACIÓN GALVÁNICA
•TIEMPO DE RESPUESTA
•PROTECCIÓN
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ENTRADAS ANALÓGICAS
•TENSIÓN
0-10V
±10V
•CORRIENTE
0 - 20 mA
4 - 20 mA
•TERMOCUPLAS (TIPO)
PT100
•RTD´S
PT500
PT1000
•TACÓMETROS
•RESOLUCIÓN / ACTUALIZACIÓN
•MULTIPLEXADO
SALIDAS ANALÓGICAS
•POSICIONADORES DE VÁLVULAS
•CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
ENTRADAS ANALÓGICAS
SEÑALES
DE CAMPO
ACONDICIONADOR
DE SEÑAL
MULTIPLEXADO
CONVERSIÓN A / D
AISLACIÓN
MEMORIA IMAGEN DE ENTRADAS
PLC - INTRODUCCIÓN
DIRECCIONAMIENTO E / S ANALÓGICAS
49
PLC - INTRODUCCIÓN
MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN
MÓDULO DE ENTRADAS ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
SALIDAS ANALÓGICAS
MEMORIA
IMAGEN DE SALIDAS
BUFFER
AISLACIÓN
MULTIPLEXADO
CONVERSIÓN
D /A
MULTIPLEXADO
CAMPO
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
MÓDULO DE SALIDAS ANALÓGICAS
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
MÓDULO DE ENTRADAS DIGITALES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
MÓDULO DE SALIDAS DIGITALES
PLC - INTRODUCCIÓN
3.- ENTRADAS y SALIDAS
MÓDULOS ESPECIALES
•ENCODERS
•SALIDA DE PULSOS PWM
•POSICIONAMIENTO
•COPROCESADORES
•MODEM
•REDES
PLC - INTRODUCCIÓN
INTERCONEXIÓN PLC´s - PC
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Departamento de Ingeniería Eléctrica
DESDE EL CAMPO
MEMORIA
CONSOLA DE
PROGRAM.
CPU
SIST.OPERATIVO
PROGRAMA
IMAGEN ENT.
IMAGEN SAL.
TEMPORIZADORES
CONTADORES
HACIA EL CAMPO
HMI
PLC - INTRODUCCIÓN
4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.CICLO BASE DE FUNCIONAMIENTO.-
ESCRIBIR
SALIDAS
DIAGNOSTICAR
CPU
LEER
ENTRADAS
PROCESAR
PROGRAMA
PROCESAR
MENSAJES
PLC - INTRODUCCIÓN
4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.ESTRUCTURA DE PROGRAMAS
BEGIN
MEND
SUBR. # 0
PROGRAMA PRINCIPAL
SE EJECUTA UNA VEZ
POR CICLO.-
RET
SUBR. # n
RET
INT # 0
RET I
INT # 0
RET I
OPCIONAL
PLC - INTRODUCCIÓN
LENGUAJE
STEP 5 / 7
SISTEME TECHNISCHE ELEMENTE
EDITORES
PROGRAMIERUNG
LADDER
•CONTACTOS
•LISTADO DE
INSTRUCCIONES
KOP
(KOntakt Plänen)
LISTING
AWL (AnWeisungs Listen)
•GRAFCET (GRAFique de Commandos ÉlectroTechniques)
•F U P
( FUnktions Plänen )
ANÁLISIS DE SISTEMAS
DIAGRAMAS DE FLUJO.-
PLC - INTRODUCCIÓN
CIRCUITO
ELÉCTRICO
FUP
LADDER -
KOP
LD
A
AWL LD
A
OLD
=
I 0.0
I 0.1
I 0.2
I 0.3
Q 0.0
PLC - INTRODUCCIÓN
4.- INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN.CLASIFICACIÓN INSTRUCCIONES KOP
•COMBINACIONES DE CONTACTOS
•TEMPORIZADORES
•CONTADORES
•OPERACIONES LÓGICAS
•OPERACIONES ARITMÉTICAS
•INTERRUPCIONES
•SUBRUTINAS
•CONVERSIONES
•MOVIMIENTO DE DATOS
PLC - INTRODUCCIÓN
AMBIENTE
DE
PROGRAMACIÓN
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S7- 200
PLC - INTRODUCCIÓN
RELÉS PROGRAMABLES.-
PLC - INTRODUCCIÓN
PRODUCTOS SCHNEIDER
NANO
MICRO
PLC - INTRODUCCIÓN
FAMILIA SIEMENS S-5
PLC - INTRODUCCIÓN
VISUALIZADOR DE TEXTOS
SIEMENS TD - 200