Automatismo Programable por PLC

Automatismo
Programable por PLC
Código: 89001573
Profesional Técnico
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA EN BLANCO
N°
1
2
3
4
ORDEN DE EJECUCIÓN
Reconocer hardware de controlador lógico program.
Elaborar diagrama de conexión de ent. Y sal. Discretas
Probar elementos periféricos de entrada y salida
Realizar cableado al PLC
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadoras
Software
Cables de comunicación
Conductores electricos
Alicate de corte
borneras
lamparas
switches
pulsadores
contactores
PLC
DENOMINACIÓN
Montaje de un PLC en un tablero de control automático
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T01
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
5
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
1.1.
RECONOCER
HARDWARE
PROGRAMABLE.
DE
CONTROLADOR
LÓGICO
Un Controlador Lógico Programable (PLC) es un Controlador muy utilizado en la
automatización industrial, para automatizar procesos manufactureros, así como
también algunos procesos de control continuo, ya que con las nuevas
tecnologías los PLCs han incluido instrucciones de control avanzado para
realizar dichas tareas.
Reconocimiento de Hardware del Micrologix
Identificar las partes enumeradas en la figura del PLC Micrologix 1100.
1. Output Terminal Block.
2. Battery Connector.
3. Bus Connector Interface to Expansion I/O.
4. Battery.
5. Input Terminal Block.
6. LCD.
7. LCD Keypad (Esc, Ok, Up, Down, Left, Right).
8. Status LED indicators.
9. Memory Module Port Cover or Memory Module.
10.
DIN Rail Latches.
11.
RS 232/ 485 Comunication Port (Channel 0, isolated).
12.
Ethernet Port (Channel 1).
La cantidad máxima de módulos de Entrada y Salida adicionales depende de la
capacidad de la fuente de alimentación, en el caso del micrologix solo soporta 4
módulos adicionales.
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Reconocimiento de Hardware del S7-1200.
El autómata S7-1200, es el último dentro de una gama de controladores
SIMATIC de Siemens, es el sucesor del S7-200 y está disponible desde junio del
2009. El controlador compacto SIMATIC S7-1200 es el modelo modular y
compacto para pequeños sistemas de automatización que requieran funciones
simples o avanzadas para lógica, HMI o redes. Gracias a su diseño compacto,
su bajo coste y sus potentes funciones, los sistemas de automatización S7-1200
son idóneos para controlar tareas sencillas.
La CPU incorpora un microprocesador, una fuente de alimentación integrada,
circuitos de entrada y salida, PROFINET integrado, E/S de control de
movimiento de alta velocidad y entradas analógicas incorporadas, todo ello en
una carcasa compacta, conformando así un potente controlador.
Una vez descargado el programa, la CPU contiene la lógica necesaria para
vigilar y controlar los dispositivos de la aplicación. La CPU vigila las entradas y
cambia el estado de las salidas según la lógica del programa de usuario, que
puede incluir lógica booleana, instrucciones de contaje y temporización,
funciones matemáticas complejas, así como comunicación con otros dispositivos
inteligentes.
Para comunicarse con una programadora, la CPU incorpora un puerto
PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI o una CPU
diferente en la red PROFINET.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Para comunicarse con una programadora, la CPU dispone de un puerto
PROFINET integrado. La CPU puede comunicarse con paneles HMI o una CPU
diferente en la red PROFINET.
Conectar la alimentación del S7-1200.
Primero que todo es preciso conectar el S7-200 a una fuente de alimentación. La
figura siguiente muestra el cableado de una CPU S7-1200 con alimentación c.c.
(corriente continua) o c.a. (corriente alterna).
Antes de montar o desmontar cualquier aparato eléctrico, vigile que se haya
desconectado la alimentación del mismo. Respete siempre las medidas de
seguridad necesarias y verifique que la alimentación eléctrica del S7-1200 se
haya desconectado antes del montaje.
Precaución
Si intenta montar o cablear el S7-1200 y/o los equipos conectados a los mismos
estando conectada la alimentación, puede producirse un choque eléctrico o fallos
en los equipos. Si antes del montaje o desmontaje no se ha desconectado por
completo la alimentación eléctrica del S7-1200 y de los equipos conectados a las
mismas, ello podría causar la muerte o heridas graves al personal, y/o daños
materiales.
Respete siempre las medidas de seguridad necesarias y vigile que la alimentación
eléctrica del S7-1200 y de los equipos conectados se haya desconectado antes
del montaje o desmontaje.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
1.2. ELABORAR DIAGRAMAS DE CONEXIÓN DE ENTRADAS Y SALIDAS
DISCRETAS.
Instalación y conexionado del Micrologix.
Realizar el conexionado del PLC según diagrama para el desarrollo de las tareas
descritas en los laboratorios.
Según el tipo de interfaz de entrada, puede ser entradas de drenador
(comúnmente llamadas entradas con lógica directa) o entradas de surtidor
(comúnmente llamadas entradas con lógica inversa), esto afecta a la
programación pues el comportamiento de las entradas debe negarse, es decir si
es un contacto normalmente abierto, para cumplir la lógica deberá ser
normalmente cerrado y viceversa.
Dependiendo de los módulos se notará que existe un terminal común para un
grupo de entradas. Las figuras mostradas indican cómo están agrupados los
terminales de entrada y salida.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El conexionado de las entradas analógicas dependerá del tipo de transmisor a
conectar, si es de 2, 3 o 4 hilos.
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Instalación y conexionado del S7-1200.
El hardware completo SIMATIC S7-1200 incorpora clips para un montaje rápido
y fácil en perfil DIN de 35 mm. Además, estos clips integrados son extraíbles, lo
que significa que pueden funcionar como taladros de montaje en caso de no
utilizarse perfil soporte. El hardware SIMATIC S7-1200 puede instalarse, con
absoluta flexibilidad, tanto en posición horizontal como vertical.
Las mayores CPU admiten la conexión de hasta ocho Módulos de Señales,
ampliando así las posibilidades de utilizar E/S digitales o analógicas adicionales
Toda CPU SIMATIC S7-1200 puede ampliarse hasta con 3 Módulos de
Comunicación.
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Los Módulos de Comunicación RS485 y RS232 son aptos para conexiones
punto a punto en serie, basadas en caracteres.
Esta comunicación se programa y configura con sencillas instrucciones, o bien
con las funciones de librerías para protocolo maestro y esclavo USS Drive y
Modbus RTU, que están incluidas en el sistema de ingeniería SIMATIC STEP 7
Basic.
La memoria permite seleccionar el tamaño de la memoria de programa y la de
datos Hasta 50 KB de memoria de trabajo en el controlador, con libre
configuración del tamaño de memoria de programa y de datos de usuario,
pueden definirse hasta 2048 Bytes como remanentes. El usuario puede designar
memoria de datos o de marcas como remanentes ante un corte de alimentación.
Los datos designados no tienen por qué ser contiguos.
Con la SIMATIC Memory Card opcional pueden transferirse fácilmente
programas a varias CPU. La tarjeta también puede utilizarse para guardar
diversos archivos o para actualizar el firmware del controlador, Módulos de
señales y Módulos de Comunicación. Simplemente insertar la SIMATIC Memory
Card en la CPU y darle tensión, el programa de usuario no se pierde durante el
proceso.
Conectar el cable multimaestro RS-232/PPI.
La figura siguiente muestra un cable multimaestro RS-232/PPI que conecta el
S7-200 con la unidad de programación.
Para conectar el cable:
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1. Una el conector RS-232 (identificado con “PC”) del cable multimaestro RS232/PPI al puerto de comunicación de la unidad de programación. (En el
presente ejemplo, conectar a COM 1.).
2. Una el conector RS-485 (identificado con “PPI”) del cable multimaestro RS232/PPI al puerto 0 ó 1 del S7-200.
3. Vigile que los interruptores DIP del cable multimaestro RS-232/PPI estén
configurados como muestra en la figura.
1.3. PROBAR ELEMENTOS PERIFERICOS DE ENTRADA Y SALIDA.
Para realizar la prueba del estado de las entradas y salidas del PLC armar el
circuito mostrado en la imagen, se puede observar que la entrada del PLC está
conectada mediante un switch a una fuente. Si se conmuta el switch la entrada
recibirá el voltaje a su terminal, esto ocasionará que el led que representa el
estado de dicha entrada se ilumine además se puede observar en el software de
edición el estado de la entrada.
Para la prueba del módulo de salida del PLC deberá realizar la conexión típica y
mediante el software activar la salida una por una, al hacerlo los indicadores led
del PLC que muestran el estado de las salidas deben encenderse y activar la
carga que se encuentre conectado con ellos.
1.4. REALIZAR CABLEADO AL PLC.
Realizar los conexionados indicados por el instructor para la utilización de
periféricos en los laboratorios posteriores.
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Respetar los niveles de tensión utilizados en los periféricos para su conexión,
tenga mucho cuidado pues existen tensiones AC y DC manejándose
simultáneamente.
Un circuito típico es como el que se muestra, puede hacer uso del manual de
instalación rápida del PLC que posee para su conexión.
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
El controlador Lógico Programable (PLC)
Un controlador lógico programable, más
en inglés PLC (Programmable Logic Controller),
en la ingeniería automática o automatización
procesos electromecánicos, tales como el control
en líneas de montaje o atracciones mecánicas.
conocido por sus siglas
es una computadora utilizada
industrial, para automatizar
de la maquinaria de la fábrica
Los PLCs son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las
computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales
de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido
eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control
de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías copia de
seguridad o en memorias no volátiles.
Dimensiones de montaje de los dispositivos S7-1200.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Cada CPU, SM, CM y CP admite el montaje en un perfil DIN o en un panel.
Utilice los clips del módulo previstos para el perfil DIN para fijar el dispositivo al
perfil. Estos clips también pueden extenderse a otra posición para poder montar
la unidad directamente en un panel.
La dimensión interior del orificio para los clips de fijación en el dispositivo es 4,3
mm. Es preciso prever una zona de disipación de 25 mm por encima y por
debajo de la unidad para que el aire pueda circular libremente.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Directrices de puesta a tierra del S7-1200.
La mejor forma de poner a tierra la aplicación es garantizar que todos los
conductores neutros y de masa del S7-1200 y de los equipos conectados se
pongan a tierra en un mismo punto. Este punto debería conectarse directamente
a la toma de tierra del sistema.
Todos los cables de puesta a tierra deberían tener la menor longitud posible y
una sección grande, p. ej. 2 mm2 (14 AWG).
Al definir físicamente las tierras es necesario considerar los requisitos de puesta
a tierra de protección y el funcionamiento correcto de los dispositivos
protectores.
Directrices de cableado del S7-1200.
Al diseñar el cableado del S7-1200, prevea un interruptor unipolar para cortar
simultáneamente la alimentación de la CPU S7-1200, de todos los circuitos de
entrada y de todos los circuitos de salida. Prevea dispositivos de protección
contra sobreintensidad (p. ej. fusibles o cortacircuitos) para limitar las corrientes
de fallo en el cableado de alimentación.
Para mayor protección es posible disponer un fusible u otro limitador de sobreintensidad en todos los circuitos de salida. Utilice dispositivos de supresión de
sobretensiones apropiados en el cableado sujeto a perturbaciones por
descargas atmosféricas.
Evite colocar las líneas de señales de baja tensión y los cables de comunicación
en una misma canalización junto con los cables AC y los cables DC de alta
energía y conmutación rápida. El cableado deberá efectuarse por pares; con el
cable de neutro o común combinado con el hilo caliente o de señal.
Utilice el cable más corto posible y vigile que tenga una sección suficiente para
conducir la corriente necesaria. El conector de la CPU y el SM soporta cables
con una sección de 2 mm2 a 0,3 mm2 (14 AWG a 22 AWG). El conector de la
SB soporta cables con una sección de 1,3 mm2 a 0,3 mm2 (16 AWG a 22
AWG). Utilice cables apantallados para obtener una protección óptima contra
interferencias. Por lo general, los mejores resultados se obtienen poniendo a
tierra la pantalla del S7-1200.
Al cablear circuitos de entrada alimentados por una fuente externa, prevea
dispositivos protectores contra sobrecorriente en estos circuitos. La protección
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externa no se requiere en los circuitos alimentados por la alimentación de
sensores de 24 V DC del S7-1200, puesto que la alimentación de sensores ya
está protegida contra sobrecorriente.
Todos los módulos S7-1200 incorporan conectores extraíbles para el cableado
de usuario. Para evitar conexiones flojas, asegúrese que el conector está
encajado correctamente y que el cable está insertado de forma segura en el
conector. No apriete excesivamente los tornillos para impedir que se deteriore el
conector. El par máximo de apriete de los tornillos del conector de la CPU y el
SM es de 0,56 Nm (5 pulgadas-libra). El par máximo de apriete de los tornillos
del conector de la SB es de 0,33 Nm (3 pulgadas-libra).
Para impedir flujos de corriente indeseados en la instalación, el S7-1200 provee
límites de aislamiento galvánico en ciertos puntos. Tenga en cuenta estos límites
de aislamiento al planificar el cableado del sistema.
Directrices para las cargas de lámpara.
Las cargas de lámpara pueden averiar los contactos de relé, debido a la elevada
sobrecorriente momentánea de conexión. Esta sobrecorriente momentánea es
nominalmente 10 a 15 veces superior a la corriente en régimen permanente de
una lámpara de tungsteno. Se recomienda intercalar un relé sustituible o un
limitador de sobretensión para las cargas de lámparas que deben conmutarse
con frecuencia durante la vida útil de la aplicación.
Directrices relativas a las cargas inductivas.
Se recomienda equipar las cargas inductivas con circuitos de supresión que
limiten el incremento de tensión producido al desactivarse las salidas. Los
circuitos de supresión protegen las salidas contra fallos prematuros debidos a
altas tensiones al desconectar las cargas inductivas. Además, estos circuitos
limitan las interferencias generadas al conmutar las cargas inductivas. La
manera más efectiva de reducir las interferencias es disponer un circuito de
supresión externo paralelo eléctricamente a la carga y ubicado físicamente cerca
de la carga.
Las salidas DC del S7-1200 incluyen circuitos de supresión internos adecuados
para las cargas inductivas en la mayoría de las aplicaciones. Puesto que los
contactos de salida de relé del S7-1200 pueden utilizarse para conmutar cargas
tanto DC como AC, no proporcionan protección interna.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Circuito de supresión típico para salidas de relé o DC que conmutan cargas
inductivas DC.
En la mayoría de las aplicaciones es
suficiente prever adicionalmente un diodo (A)
paralelo a una carga inductiva DC. No
obstante, si la aplicación requiere tiempos de
desconexión más rápidos, se recomienda
utilizar un diodo Zener (B). Vigile que el
diodo Zener tenga suficiente capacidad para
la cantidad de corriente en el circuito de
salida.
Circuito de supresión típico para salidas de relé que conmutan cargas
inductivas AC.
Cuando se utiliza una salida de relé para conmutar
cargas de 115 V/230 V AC, hay que instalar,
paralelo a la carga AC, un circuito adecuado de
varistores de óxido metálico (MOV) con
resistores/condensadores.
Vigile que la tensión de trabajo del varistor MOV
sea como mínimo un 20% superior a la tensión de
línea nominal.
Estados operativos de la CPU.
La CPU tiene tres estados operativos, a saber: STOP, ARRANQUE y RUN. Los
LEDs de estado en el frente de la CPU indican el estado operativo actual.
● En modo STOP, la CPU no ejecuta el programa. Se puede descargar un
proyecto.
● En estado operativo ARRANQUE, los OBs de arranque (si existen) se ejecutan
una vez.
Los eventos de alarma no se procesan durante el modo de arranque.
● En modo RUN, los OBs cíclicos se ejecutan repetidamente. Los eventos de
interrupción pueden ocurrir y procesarse en cualquier punto del modo RUN.
Algunas partes de un proyecto se pueden descargar en modo RUN
La CPU soporta el arranque en caliente para pasar al estado operativo RUN. El
arranque en caliente no incluye la inicialización de la memoria. Los datos de
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
sistema no remanentes y los datos de usuario se inicializan en un arranque en
caliente. Se conservan los datos de usuario remanentes.
El borrado total borra toda la memoria de trabajo, así como las áreas de
memoria remanentes y no remanentes. Además, copia la memoria de carga en
la memoria de trabajo. El borrado total no borra el búfer de diagnóstico ni
tampoco los valores almacenados permanentemente de la dirección IP.
Cada CPU proporciona conexiones HMI dedicadas que admiten un máximo de 3
dispositivos HMI. El número total de HMI depende del tipo de paneles HMI
indicados en la configuración. Así, por ejemplo, pueden conectarse a la CPU
hasta tres SIMATIC Basic Panels o bien hasta dos SIMATIC Comfort Panel con
un Basic Panel.
Los diferentes modelos de CPU ofrecen una gran variedad de funciones y
prestaciones que permiten crear soluciones efectivas destinadas a numerosas
aplicaciones.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Bloques, temporizadores y contadores que soporta el S7-1200.
Bloque:
OB:
Temporizadores:
Contadores:
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HOJA EN BLANCO
N°
1
2
3
4
ORDEN DE EJECUCIÓN
Instalar software de programación
Instalar software de comunicación
Instalar software de simulación
Configurar la comunicación entre controlador y PC
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadoras
Software
Cables de comunicación
PLC
DENOMINACIÓN
Configurar la comunicación entre el controlador y la PC
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T02
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
2.1. INSTALAR SOFTWARE DE COMUNICACIÓN.
Los equipos a utilizar en los laboratorios son de las marcas más reconocidas a
nivel mundial y es ampliamente utilizado en la industria nacional, nos referimos a
Rockwell Automation y SIEMENS.
Iniciaremos la instalación de los softwares con los de la marca Rockwell
Automation, recordar siempre que para evitar algún error de compatibilidades
entre los softwares de las diferentes marcar será necesario crear dos máquinas
virtuales cada una con un paquete de software de cada marca.
Los errores de compatibilidades comúnmente se nota al instalar los software de
supervisión (HMI), en nuestro caso no es necesario, pero se recomienda que se
instales en sistemas separados para evitar alguna confusión.
INSTALACIÓN DE RSLINX (Software de comunicaciones).
Este software contiene los drivers de comunicación necesarios para realizar el
enlace de dispositivos con la PC que manejen los protocolos usados por
Rockwell Automation.
Rockwell Automation utiliza una clave de software para implementar la
protección contra copia para los productos de software basados en Windows.
Cada producto de software tiene una única clave. Aunque puede instalar el
software en un número ilimitado de equipos, sólo tiene licencia para ejecutar el
software en un equipo cada vez. Tras instalar el software RSLinxClassic, el
programa de instalación le pedirá que active el software.
Requisitos del sistema.
Para utilizar de forma eficaz RSLinxClassic, su equipo personal debe cumplir con
unos requisitos mínimos de software y hardware que son explicados a
continuación.
Requisitos de hardware.
Para instalar el software RSLinxClassic, necesitará el siguiente hardware:
• Procesador Pentium de 100 MHz con 32 Megabytes (MB) de RAM. Esta
versión de RSLinxClassic no se ejecutará en procesadores Alpha, MIPS o
Power PC.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
•
Mínimo de 35 MB de espacio libre en la unidad de disco duro; es posible que
ciertas funciones de la aplicación requieran más espacio en el disco duro.
•
Monitor SVGA de 16 colores, con una resolución de 800 x 600 o mayor.
•
•
Mouse u otro dispositivo de señalización compatible con Windows.
Tarjeta Ethernet y/o dispositivo o cable de comunicaciones Allen-Bradley.
Requisitos de software.
Para ejecutar RSLinxClassic, necesita Microsoft Internet Explorer 6.0 (o
posterior), y uno de los siguientes sistemas operativos:
 Microsoft Windows XP, XP SP1 y XP SP2, SP3.
 Microsoft Windows 2003 SP1 o R2.
 Microsoft Windows 2000 SP4.
 Microsoft Windows Vista Business [32 bits] o Microsoft Windows Vista Home
Basic [32 bits].
INSTALACIÓN DEL SOFTWARE RSLINX CLASSIC.
Puede instalar uno o más productos de Rockwell Automation en un único equipo
personal.
Nota: Mientras instala el software RSLinxClassic, tendrá la oportunidad de
especificar un directorio. El directorio predeterminado sugerido y recomendado
es C:\Archivos de programa\Rockwell Software\RSLinx.
Para instalar el software RSLinxClassic, siga estos pasos:
1. Iniciar el sistema operativo Windows si no se inicia automáticamente.
2. Insertar el CD-ROM de RSLinxClassic en la unidad de CD-ROM.
3. Siga las instrucciones que aparecen en la pantalla.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En el cuadro de diálogo de bienvenida Lea la información introductoria de
RSLinxClassic y, a continuación, haga clic en Siguiente.
En el cuadro de diálogo del contrato de licencia de software Lea todo el
contrato de licencia. Marque la opción Acepto los términos del contrato de
licencia y haga clic en Siguiente para aceptar y continuar con la instalación, o
marque la opción No acepto los términos del contrato de licencia y haga clic
en Siguiente para rechazar el contrato y salir de la instalación.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En el cuadro de diálogo de información de registro del cliente Escriba su
nombre de usuario, el nombre de su empresa y el número de serie del software
RSLinxClassic y, a continuación, haga clic en Siguiente.
En el cuadro de diálogo Instalación estándar Seleccione las opciones de
RSLinxClassic que desee instalar. Puede seleccionar un directorio de destino
distinto a la ubicación predeterminada o seleccionar archivos EDS específicos.
Haga clic en Siguiente.
En el cuadro de diálogo que indica que ya se puede comenzar la
instalación Haga clic en Instalar para iniciar el proceso de instalación de
RSLinxClassic.
En el cuadro de diálogo del asistente InstallShield completado Especifique
si desea instalar la activación y haga clic en Finalizar. RSLinx Classic vuelve a
la versión Lite si no se ha instalado la activación adecuada
Debe reiniciar su equipo antes de utilizar RSLinxClassic. La instalación de
RSLinxClassic ha finalizado.
Resolución de problemas de instalación.
Si RSLinxClassic no se inicia o no funciona correctamente, tenga en cuenta lo
siguiente:
• ¿Tiene suficiente memoria en su equipo? Para ejecutar RSLinxClassic, se
necesitan 32 MB de RAM como mínimo.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• ¿Tiene suficiente espacio de disco en su equipo? Para ejecutar
RSLinxClassic, se necesita un mínimo de 35 MB de espacio libre en el disco
duro.
• ¿La versión de RSLinxClassic que tiene instalada es la correcta? Si la
instalación de RSLinxClassic aparece como RSLinxClassic Lite,
RSLinxClassic Single Node o RSLinxClassic OEM, significa que no se han
instalado los archivos de activación correctos. En RSLinxClassic, seleccione
Ayuda > Protección contra copias para ver información sobre los archivos
de activación.
• ¿Ha instalado un Service Pack anterior o quitado algún componente que
requiera RSLinx Classic, como DCOM?
2.2. INSTALACIÓN DE SOFTWARE DE EDICIÓN Y PROGRAMACIÓN.
Insertar el CD de instalación del software RSLogix 500, con el cual se podrá
programar los controladores como el MicroLogix, y SLC utilizados en los
laboratorios.
Al ejecutar el setup de instalación, se abrirá la ventana de condiciones de
licencia, el cual deberá leer y aceptar para hacer uso del software.
Una vez leído y aceptado las condiciones, el siguiente paso será elegir el
paquete de instalación, seleccionar la instalación completa y continuar.
Luego la ventana mostrará los componentes a instalar, acepte e inicie la
instalación.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Una vez finalizado se recomienda reiniciar el ordenador para el uso del software,
no olvide la activación de la licencia al finalizar la instalación.
Ahora continuar con la instalación de los software de simulación, iniciamos con
el RSEmu 500, la instalación es rápida y las opciones son simplemente aceptar
el acuerdo de licencia y lo demás es por defecto.
No olvidar que al finalizar se debe reiniciar para el uso del software
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
SOFTWARE TIA Portal SIEMENS.
Insertar el CD de instalación del Totally Integrated Automation Portal V12 (TIA),
el asistente lo guiará por la selección de componentes e instalación del
programa. De no abrir inmediatamente después de ingresar el CD, ejecutar el
setup desde el directorio del disco. Seleccionar el idioma de instalación de
programa, en el ejemplo se muestra con español.
Seguidamente seleccionar los componentes y productos que se desean instalar
y que serán de uso en el desarrollo del curso, el instructor deberá guiarlo con la
selección de estos componentes.
Luego leer y aceptar los términos de licencia para el uso del software, y
finalmente aceptar su instalación, esto tomará algo de tiempo.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
No olvidar que deberá reiniciar el ordenador y transferir las licencias para el uso
correcto del software.
Inserte el CD de instalación del S7-PLCSIM v12, el cual es el software de
simulación de los controladores programados con el TIA Portal.
El asistente de instalación lo guiará para la selección de componentes y
productos del software a instalar.
Leer y aceptar los acuerdos de licencia para el uso correcto del software, luego
la ventana mostrara la selección de programas y componentes a instalarse,
aceptar si es correcto y continuar con la instalación, esto tomará algo de tiempo.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
No olvidar reiniciar el ordenador después de la instalación para el uso correcto
del software, así como la transferencia de su licencia.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Instalar ahora el WinCC Professional v 11.0, con este software se editan las
pantallas de interfaz con el usuario (HMI).
Insertar el CD de instalación y ejecutar el setup, elegir el idioma "Español".
Luego seleccionar los componentes y softwares que se instalarán con el
asistente.
Leer y aceptar los términos de licencia y continuar con la instalación del
software.
No olvidar reiniciar el ordenador al finalizar la instalación y transferir la licencia
del software con apoyo del instructor.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
2.3. CONFIGURAR LA COMUNICACIÓN ENTRE CONTROLADOR Y PC.
En el uso de controladores de la marca Rockwell Software podrá realizar la
comunicación entre la PC y el controlador mediante la interfaz de comunicación
Ethernet o RS232.
Para el caso de la interfaz Ethernet se debe tener en cuenta que tipo de
direccionamiento realizará, si es Direccionamiento IP Estático o
Direccionamiento IP Dinámico.
Cuando el equipo es nuevo su direccionamiento es con IP dinámico, es por ello
necesario asignar una dirección IP mediante un servidor DCHP o BOOTP, los
cuales son protocolos de direccionamiento de IPs.
El software BOOTP/DHCP Server se instala automáticamente con el RSlinx.
Seguir los pasos mostrados para realizar la configuración de la comunicación
con el equipo.
El BOOTP/DHCP Server es una herramienta que asigna la dirección IP al equipo
siempre y cuando este habilitada su direccionamiento dinámico.
Al ejecutar el software por primera vez, se mostrará una pantalla de alerta
del Firewall, el cual debemos permitir el tráfico, seguidamente aparecerá una
ventana para configurar la red.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El tipo de enlace que realizará se basa utilizando la dirección MAC del equipo, la
dirección MAC es el carnet de identidad de cualquier dispositivo que tenga una
tarjeta de red, es decir, nunca podrá haber dos equipos con la misma dirección.
La configuración se basa en la máscara subred, el programa escaneara en
busca de todos los equipos que hayan dentro de esta subred.
Una vez ya haya configurado, como mínimo la Máscara de subred, todos los
equipos que encuentre mostrara su dirección MAC y como servidor DHCP
podemos asignarle la IP que nos interese, un ejemplo es el Router que suelen
tener en casa, el propio router tiene un servidor DHCP que asigna
automáticamente la dirección IP.
En la siguiente imagen, se puede observar cómo ha encontrado un equipo, lo
próximo que debemos hacer es crear una nueva entrada, donde relacionaremos
la dirección MAC encontrada con la dirección IP que asignaremos.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Una vez introducido los datos, se añade a la lista de relaciones y
automáticamente se le asigna la dirección IP al equipo cuya MAC fue la que
seleccionaron.
Configuración del Driver DF1 en el RSLinx, este driver es para la comunicación
serie, punto a punto, y nos servirá tanto para establecer la comunicación con el
PLC como con una Panel View. Lo primero es saber en qué puerto COM se
encuentra nuestro cable conectado, con lo cual en el Administrador de
dispositivos podemos comprobarlo.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Ejecutamos el RSLinx, y pulsamos sobre el icono del cable, aquí añadiremos el
driver que nos interese según la interface que vayamos a usar.
Añadimos el Driver RS-232 DF1 Devices y le asignamos el nombre "DF1" o
alguno que le indique el instructor.
Al agregar el driver se abrirá una ventana emergente donde realizará la
configuración del mismo, una vez seleccionado el puerto COM seleccionar el
botón Auto-Configure, el cual buscará los parámetros automáticamente y los
colocará en pantalla. La confirmación de la autoconfiguración se muestra con un
mensaje "Auto Configuration Successfull".
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En modo dinámico se asigna la dirección IP mediante un servidor BOOTP o
DHCP como se mostró anteriormente.
Configurar Comunicación entre Software de Edición y Simulador.
Existen softwares de simulación, que permiten al participante realizar las
pruebas del programa a ejecutar en un PLC, para el caso de Rockwell
Automation se utilizará el RSlogix 500.
Preparación de los entornos RSLinx y RSEmu 500 para la simulación y
pruebas de los programas a ejecutar.
En el software RSLinx agregar el driver "SLC-500 (DH 485) Emulator Driver", el
cual es necesario para realizar la comunicación entre el software de edición
RSLogix 500 y el simulador RSEmu 500. Las imágenes mostradas indican los
pasos a seguir para realizar dicha acción.
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Al seleccionar el driver para el simulador del SLC 500, hacer clic en Add New,
colocar un nombre "RSEMULATE500" o alguno que el instructor indique.
El siguiente paso es darle un nombre y dirección al host del simulador, este
driver puede trabajar con 32 direcciones desde 0 hasta la dirección 31, usar para
los laboratorios como dirección de host la dirección de nodo 0.
Con esto ya podríamos simular y probar los programas a ejecutarse en el PLC
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
Protocolos de comunicación industrial.
Se pueden definir las Comunicaciones Industriales como: “Área de la tecnología
que estudia la transmisión de información entre circuitos y sistemas electrónicos
utilizados para llevar a cabo tareas de control y gestión del ciclo de vida de los
productos industriales”
Los Sistemas de Comunicación proporcionan el esqueleto sobre él se articulan
las estrategias de automatización, son mecanismos de intercambio de datos
distribuidos en una organización industrial intercambio de datos on-line y, en los
niveles inferiores de la pirámide (sensores, actuadores, máquinas, células de
fabricación, etc.), se exige el requisito de tiempo real.
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Los procesos de tiempo real requieren una acotación determinista máxima de
sus tiempos de ejecución.
Un protocolo de comunicación se refiere a las reglas necesarias para la
interconexión y transferencia de datos entre dispositivos dentro de una red
industrial.
Estas reglas comprenden medios físicos, codificación de datos, distancias,
velocidades de transmisión, etc.
Existen protocolos de comunicación cerrados los cuales tienen la información de
las reglas del protocolo en total resguardo de su marca, esto era aplicado al
inicio, pero no hubo buenos resultados pues si un equipo que maneja un
protocolo cerrado "A", entonces era necesario encontrar un dispositivos de las
mismas características y con el mismo protocolo para poder cambiar el
defectuoso, obligando a la empresa a tener una dependencia del proveedor.
Otra desventaja fue que si se requiere más adelante integrar diferentes lugares
de la empresa y tener control desde una estación a todo el lugar de la planta era
necesario que los protocolos se interconecten y al ser cerrado esto no era
posible.
Los protocolos abiertos solucionaron muchos de estos inconvenientes, siendo
ahora este tipo de concepto el más utilizado pues además son muy funcionales,
alguno de ellos son PROFIBUS, DEVICENET, HART, FoundationFieldbus, etc.
Para un mejor control de las reglas aplicadas en los protocolos ISO creo un
sistema de referencia que agrupaba por características estas reglas, siendo 7
capas las recomendadas.
Modelo OSI desarrollado por la ISO para la conexión de sistemas
informáticos abiertos.
Open System Interconnection (OSI) (Modelo de interconexión de sistemas
abiertos), que es la propuesta que hizo la Organización Internacional para la
Estandarización (ISO) para estandarizar la interconexión de sistemas abiertos.
Este modelo está dividido en siete capas:
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Capa física.
Es la que se encarga de la topología de la red y de las conexiones globales de la
computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la
forma en la que se transmite la información.
Sus principales funciones se pueden resumir como:
• Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación:
cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de
onda, aire, fibra óptica.
• Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos)
y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los
datos por los medios físicos.
• Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento,
mantenimiento y liberación del enlace físico).
• Transmitir el flujo de bits a través del medio.
• Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en
un enchufe, etc.
• Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión)
Capa de enlace de datos.
Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, del acceso al medio, de la
detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del
flujo. Es uno de los aspectos más importantes que revisar en el momento de
conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial
para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la
conexión entre computadoras así determinando el paso de tramas (trama =
unidad de medida de la información en esta capa, que no es más que la
segmentación de los datos trasladándolos por medio de paquetes), verificando
su integridad, y corrigiendo errores, por lo cual es importante mantener una
excelente adecuación al medio físico (los más usados son el cable UTP, par
trenzado o de 8 hilos), con el medio de red que redirecciona las conexiones
mediante un router. Dadas estas situaciones cabe recalcar que el dispositivo que
usa la capa de enlace es el Switch que se encarga de recibir los datos del router
y enviar cada uno de estos a sus respectivos destinatarios (servidor ->
computador cliente o algún otro dispositivo que reciba información como
celulares, tabletas y diferentes dispositivos con acceso a la red, etc.), dada esta
situación se determina como el medio que se encarga de la corrección de
errores, manejo de tramas, protocolización de datos (se llaman protocolos a las
reglas que debe seguir cualquier capa del modelo OSI).
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Capa de red.
Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las
unidades de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en
protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.
• Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK).
• Enrutamiento:
permiten
seleccionar
las
rutas
(RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP).
El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al
destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos
que facilitan tal tarea se denominan en caminadores o enrutadores, aunque es
más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés routers. Los routers trabajan
en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados
casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre
esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta
de los datos hasta su receptor final.
Capa de transporte.
Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran
dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del
tipo de red física que esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o
Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son
TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por
lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos
como Sockets IP:Puerto (191.16.200.54:80).
Capa de sesión.
Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido
entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por
lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada
una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las
operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción.
En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente
prescindibles.
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Capa de presentación.
El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que
aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de
caracteres los datos lleguen de manera reconocible.
Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el
cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica
y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden
tener diferentes formas de manejarlas.
Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría
decirse que esta capa actúa como un traductor.
Capa de aplicación.
Artículo principal: Capa de aplicación
Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás
capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar
datos, como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases
de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing
Information Protocol). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto
que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos
crece sin parar.
Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel
de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el
nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.
MÁQUINAS VIRTUALES.
En informática una máquina virtual es un software que simula a una
computadora y puede ejecutar programas como si fuese una computadora real.
Este software en un principio fue definido como "un duplicado eficiente y aislado
de una máquina física". La acepción del término actualmente incluye a máquinas
virtuales que no tienen ninguna equivalencia directa con ningún hardware real.
Una característica esencial de las máquinas virtuales es que los procesos que
ejecutan están limitados por los recursos y abstracciones proporcionados por
ellas. Estos procesos no pueden escaparse de esta "computadora virtual".
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Uno de los usos domésticos más extendidos de las máquinas virtuales
es ejecutar sistemas operativos para "probarlos". De esta forma podemos
ejecutar un sistema operativo que queramos probar (GNU/Linux, por ejemplo)
desde nuestro sistema operativo habitual (Mac OS X por ejemplo) sin necesidad
de instalarlo directamente en nuestra computadora y sin temor a que se dañe el
sistema operativo primario.
TIPOS DE MÁQUINAS VIRTUALES.
Las máquinas virtuales se pueden clasificar en dos grandes categorías según su
funcionalidad y su grado de equivalencia a una verdadera máquina.
•
•
Máquinas virtuales de sistema (en inglés System Virtual Machine).
Máquinas virtuales de proceso (en inglés Process Virtual Machine).
MÁQUINAS VIRTUALES DE SISTEMA.
Las máquinas virtuales de sistema, también llamadas máquinas virtuales de
hardware, permiten a la máquina física subyacente multiplicarse entre varias
máquinas virtuales, cada una ejecutando su propio sistema operativo. A la capa
de software que permite la virtualización se la llama monitor de máquina
virtual ohypervisor. Un monitor de máquina virtual puede ejecutarse o bien
directamente sobre el hardware o bien sobre un sistema operativo ("host
operating system").
APLICACIONES DE LAS MÁQUINAS VIRTUALES DE SISTEMA.
• Varios sistemas
operativos distintos pueden coexistir sobre la misma
computadora, en sólido aislamiento el uno del otro, por ejemplo para probar
un sistema operativo nuevo sin necesidad de instalarlo directamente.
• La máquina virtual puede proporcionar una arquitectura de instrucciones (ISA)
que sea algo distinta de la verdadera máquina. Es decir, podemos simular
hardware.
• Varias máquinas virtuales (cada una con su propio sistema operativo llamado
sistema operativo "invitado" o "guest"), pueden ser utilizadas para consolidar
servidores. Esto permite que servicios que normalmente se tengan que
ejecutar en computadoras distintas para evitar interferencias, se puedan
ejecutar en la misma máquina de manera completamente aislada y
compartiendo los recursos de una única computadora. La consolidación de
servidores a menudo contribuye a reducir el coste total de las instalaciones
necesarias para mantener los servicios, dado que permiten ahorrar en
hardware.
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•
La virtualización es una excelente opción hoy día, ya que las máquinas
actuales (Laptops, desktops, servidores) en la mayoría de los casos están
siendo "sub-utilizados" (gran capacidad de disco duro, memoria RAM, etc.),
llegando a un uso de entre 30% a 60% de su capacidad. Al virtualizar, la
necesidad de nuevas máquinas en una ya existente permite un ahorro
considerable de los costos asociados (energía, mantenimiento, espacio, etc.).
MÁQUINAS VIRTUALES DE PROCESO.
Una máquina virtual de proceso, a veces llamada "máquina virtual de
aplicación", se ejecuta como un proceso normal dentro de un sistema operativo y
soporta un solo proceso. La máquina se inicia automáticamente cuando se lanza
el proceso que se desea ejecutar y se detiene para cuando éste finaliza. Su
objetivo es el de proporcionar un entorno de ejecución independiente de la
plataforma de hardware y del sistema operativo, que oculte los detalles de la
plataforma subyacente y permita que un programa se ejecute siempre de la
misma forma sobre cualquier plataforma.
El ejemplo más conocido actualmente de este tipo de máquina virtual es
la máquina virtual de Java. Otra máquina virtual muy conocida es la del
entorno .Net de Microsoft que se llama "Common Language Runtime".
INCONVENIENTES DE LAS MÁQUINAS VIRTUALES.
Uno de los inconvenientes de las máquinas virtuales es que agregan gran
complejidad al sistema en tiempo de ejecución. Esto tiene como efecto la
ralentización del sistema, es decir, el programa no alcanzará la misma velocidad
de ejecución que si se instalase directamente en el sistema operativo "anfitrión"
(host) o directamente sobre la plataforma de hardware. Sin embargo, a menudo
la flexibilidad que ofrecen compensa esta pérdida de eficiencia.
SISTEMAS DE NUMERACIÓN.
Dado que un autómata es un ordenador, almacena información en forma de
condiciones On y Off (1 ó 0), refiriéndose a dígitos binarios (bits).
Sistema Decimal.
En los autómatas se usan varios sistemas numéricos. Todos los sistemas de
números tienen las mismas características: dígitos, base, potencia. El sistema
decimal, que es de utilización común en la vida diaria, tiene las características
siguientes:
Diez dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Base 10
Potencias 1, 10, 100, 1000, ...
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Sistema Binario.
El sistema binario se usa en los controladores programables. Tiene las
siguientes características:
Dos dígitos 0, 1
Base 2
Potencias de base 2 (1, 2, 4, 8, 16,...)
En el sistema binario los 1s y 0s se ordenan en columnas. Cada columna tiene
un peso. La primera columna tiene un peso binario de 2^0
 Esto equivale al decimal 1. A éste se le denomina bit menos significativo.
 El peso binario se dobla en cada columna sucesiva. La siguiente columna, por
ejemplo, tiene un peso de 2^1 que equivale al decimal 2.
 El valor decimal se dobla en cada columna sucesiva.
 El número más a la izquierda se denomina bit más significativo. En el ejemplo,
el bit más significativo tiene un peso binario de 2^7 es equivalente al decimal
128.
Convertir el binario.
Los siguientes pasos se pueden usar para interpretar un número decimal desde
un valor binario:
1. Buscar de derecha a izquierda (de menos significativo a más significativo) los
1s.
2. Escribir la representación decimal de cada columna que contenga un 1.
3. Sumar los valores de esas columnas.
En el ejemplo siguiente, las columnas cuarta y quinta desde la derecha
contienen un 1. El valor decimal de la cuarta columna desde la derecha es 8, y el
valor decimal de la quinta columna desde la derecha es 16. El decimal
equivalente de este número binario es 24. La suma de todas las columnas con
peso que contienen un 1 es el número decimal que el autómata ha almacenado.
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En el siguiente ejemplo las columnas cuarta y quinta desde la derecha contienen
un 1. El valor decimal de la cuarta columna desde la derecha es 8, y el valor
decimal de la sexta columna desde la derecha es 32. El decimal equivalente de
este número binario es 40.
Bits, bytes, y palabras (words).
Cada unidad binaria de datos es un bit. Cada 8 bits hacen 1 byte. 2 bytes ó 16
bits, hacen 1 palabra.
0 lógico, 1 lógico
Los controladores programables sólo pueden entender una señal que sea On u
Off (presente o no presente). El sistema binario es un sistema en el cual sólo hay
dos números, 1 y 0. El binario 1 indica que una señal está presente, o el
interruptor está On. El binario 0 indica que la señal no está presente, o el
interruptor está Off.
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BCD.
El código BCD (Binary-Coded Decimal) son números decimales en los que cada
dígito está representado por un número binario de 4 bits. Un contador de vueltas
es un ejemplo de un dispositivo de entrada de 4 bits. El BCD se usa
comúnmente con dispositivos de entrada y salida. Los números binarios se
rompen en grupos de 4 bits, cada grupo representa un decimal equivalente. Un
contador de vueltas de 4 dígitos, como el que se muestra abajo, podría controlar
16 (4 x 4) entradas al autómata.
Hexadecimal.
El hexadecimal es otro sistema usado en los autómatas programables. El
sistema hexadecimal tiene las características siguientes:
16 dígitos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
Base 16
Potencias de base 16 (1, 16, 256, 4096...)
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Se utilizan los diez dígitos del sistema decimal para los primeros diez dígitos del
sistema hexadecimal. Se usan las primeras seis letras del alfabeto para los seis
dígitos restantes.
A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F= 15.
El sistema hexadecimal se utiliza en los autómatas programables porque permite
representar el estado de un gran número de bits binarios en un pequeño espacio
como es la pantalla de un ordenador o un visualizador de programación. Cada
dígito hexadecimal representa el estado exacto de 4 bits binarios. Para convertir
un número decimal a un número hexadecimal el número decimal se dividirá por
base 16. Por ejemplo, para convertir el decimal 28 a hexadecimal:
El decimal 28 dividido entre 16 es 1 con un resto de 12. Doce es equivalente a C
en hexadecimal. El hexadecimal equivalente del decimal 28 será pues 1C.
El valor decimal de un número hexadecimal se obtiene multiplicando
individualmente los dígitos hexadecimales por el peso de base 16 y después
sumando los resultados.
Conversión de números.
La siguiente tabla muestra unos pocos valores numéricos en representación
decimal, binario, BCD, y hexadecimal.
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48
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HOJA EN BLANCO
1
2
3
4
5
6
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
ORDEN DE EJECUCIÓN
N°
Crear proyecto / archivo
Configurar hardware
Elaborar programa
Descargar programa al PLC
Probar programa de arranque directo
Probar programa de inversión de giro
Computadoras
Software
Cables de comunicación
PLC
DENOMINACIÓN
Programación del PLC para el arranque directo e inversión de
giro de un motor trifásico
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T03
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
49
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3.1. CREAR PROYECTO / ARCHIVO PARA CONTROLAR EL ARRANQUE Y
PARADA DE UN MOTOR TRIFÁSICO.
El software que usará para desarrollar el programa es el TIA Portal v12, al
ejecutarlo el asistente lo guiará en sus primeros pasos, en las imágenes se
indican la manera en que se hace uso del entorno de trabajo.
Seleccionar crear proyecto, ingresar el nombre del proyecto como
ArranqueDirecto1, en ruta se indica la dirección donde se almacenará el
proyecto creado, ingresar algunos datos adicionales como autor y comentarios,
los cuales son opcionales.
Luego de crearlo, se mostrará una ventana "Primeros Pasos", seleccionar
dispositivos y redes.
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Al iniciar tendremos las opciones:
Dispositivos y redes (Configurar un dispositivo).
Programación PLC (Escribir programa PLC).
Motion & Technology (Configurar objetos tecnológicos).
Visualización (Configurar una imagen HMI).
Vista del proyecto (Abrir la vista del proyecto).
Luego agregar dispositivo: SIMATIC S7-1500 CPU 1511-1PN con código
siemens: 6ES7 511-1AK00-0AB0
El entorno debe ser igual al que se muestra aquí:
3.2. CONFIGURAR HARDWARE DEL CONTROLADOR UTILIZADO PARA
LA SOLUCIÓN DEL PROGRAMA.
Una vez creado el proyecto a desarrollar, el siguiente paso es configurar el
hardware, para ello arrastrar desde el catálogo de hardware al rack los módulos
que tenga conectados o los necesarios para la solución del problema.
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51
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Una vez agregados los módulos, añadir el PLC a una subred y asignarle una
dirección IP, necesario para la comunicación, si pulsa sobre el puerto Ethernet
se abrirá las propiedades para poder hacer los cambios necesarios.
Con lo desarrollado se ha configurado el hardware.
3.3. ELABORAR PROGRAMA PARA EL CONTROL DEL PROBLEMA
PROPUESTO.
Ingresar al bloque de programa y hacer doble clic en Main OB1, esto abrirá la
ventana para editar el programa que se descargará en el PLC.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Desarrollar el programa solución para el arranque directo de un motor, el cual es
un programa básico inicial pero muy útil y usado en los programas más
avanzados.
Finalmente el Segmento del programa quedará como se muestra a continuación,
el direccionamiento y los tags pueden variar de acuerdo a las conexiones
realizadas y/o indicaciones del instructor.
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53
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
3.4. DESCARGAR PROGRAMA ELABORADO AL PLC.
Para realizar la descarga del proyecto (Configuración del Hardware y software),
ingresar en el menú Online y hacer clic en Establecer conexión online, o utilizar
las teclas Ctrl + K. Se abrirá la ventana establecer conexión online, en donde se
elegirá el tipo de interfaz, seleccionar PN/IE.
Luego de configurar la conexión se procede a la actualización de la red, el
software se encargará de buscar las estaciones accesibles con la interfaz
seleccionada, finalmente seleccionar el PLC conectado al cual se desea
descargar el programa y seleccionar conectar.
Una vez conectado ingresar al menú Online y hacer clic en Cargar en dispositivo
o utilizar las teclas Ctrl + L.
3.5. PROBAR PROGRAMA DE ARRANQUE DIRECTO.
El programa desarrollado utiliza 3 pulsadores, 2 son para el arranque del motor
en giro horario y el otro para el sentido contrario, y el tercer pulsador para la
parada del motor sin importar su sentido de giro.
Para realizar la comprobación del programa del arranque directo, es posible
realizarlo editando el programa ingresado y modificarlo por el siguiente;
Además de realizar la conexión adecuada de los periféricos como pulsadores y
contactores, no olvidar que para controlar el funcionamiento del motor es
necesario utilizar contactores, a pesar de que las salidas del PLC sean del tipo
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54
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
relé ya que la corriente de consumo de los motores provocarían que los
contactos del relé se fundan o incluso la tarjeta electrónica se queme por la
elevada corriente que por ahí circula.
3.6. PROBAR PROGRAMA DE INVERSIÓN DE GIRO.
Como se mencionó en el paso anterior el sistema de inversión de giro debe tener
un pulsador para el control en un giro y otro más para la inversión, no olvidar que
siempre será necesario detener el motor para el cambio de giro, es por ese
motivo que por seguridad se conecta un contacto normalmente cerrado de cada
sentido con el opuesto para evitar así su activación cuando el motor se
encuentre en funcionamiento.
También debe tener en cuenta que para realizar la inversión de giro una vez
arrancado debe esperar a que el motor esté completamente detenido pues de lo
contrario provocará vibraciones, golpes y saltos del motor, lo que ocasionará un
deterioro en el mismo.
3.7. CREAR PROYECTO EN ENTORNO DE PROGRAMACIÓN DE PLC DE
LA MARCA SIEMENS.
Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer
clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación.
La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego
en simulación, hacer clic en iniciar.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Aceptar la advertencia que ha emergido.
Luego se mostrará una ventana en el que será necesario ingresar un nombre,
ruta, autor y comentario para el proyecto de simulación, colocar los mismos
datos que el proyecto de edición (opcional).
El simulador puede presentarse de dos formar, la manera compacta y vista
proyecto. En la imagen se muestran las dos vistas:
Se puede alternar de una vista a otra con el icono mostrado.
Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto
indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Al realizar la carga, el software compilará el programa, de haber algún error ya
sea de direccionamiento o de sintaxis, el resultado se mostrará en la ventana de
información del software y se detendrá el proceso de descarga, de no ser así la
descarga continuará.
Después de la compilación del programa se mostrará la ventana preliminar de
carga con algunas opciones a seleccionar.
En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos
configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que
previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual
seleccionamos APLICAR TODAS.
También es necesario seleccionar el checkbox para sobrescribir la configuración,
una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga la
configuración.
Para finalizar, seleccionamos arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la
imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de
nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En la siguiente hoja se muestran cómo se debe ver al final del enlace la ventana
de edición de programa y el simulador.
Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del
software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre
el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).
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58
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits
o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por
TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.
El programa se verá como se indica, activando el motor después de haber
activado el botón START desde el PLCSIM.
El programa se verá como se muestra, después de desactivar el botón START,
como se observa el MOTOR sigue activado por su enclavamiento.
El programa se verá como la figura luego de activar el botón STOP desde el
PLCSIM.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El programa se verá como al inicio luego de desactivar el botón STOP desde el
PLCSIM.
Note que cuando la línea está en color verde y es una línea continua, indica que
la energía está pasando por esos puntos, si la línea es segmentada y de color
azul, indica que no está pasando la energía por lo tanto el circuito está abierto en
ese punto.
Ejemplo de Aplicación: Desarrollar un programa para el control de apertura
y cierre de puertas automáticas con PLC.
Descripción del problema:
Se tienen dos sensores de proximidad, ambos magnéticos colocados en la parte
inferior y superior de la puerta a controlar, además se cuenta con 3 pulsadores,
uno es "OPEN" el que servirá para dar la orden de apertura de puertas, y esta se
ejecutará hasta estar completamente abierta.
El pulsador "CLOSE" servirá para dar la orden de cierre de puertas y esto se
ejecutará hasta estar completamente cerradas, para ambos casos se hará uso
de los sensores para detener el funcionamiento del motor que controla el
movimiento de la puerta.
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60
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El tercer pulsador es para que una vez dada la orden de apertura o cierre, este
se pueda detener pero esto será por un tiempo de 30 segundos y luego cerrara
la puerta.
Se disponen de lámparas que indican el estado de operación.
El motor será controlado en arranque directo y utilizará por 2 contactores para el
control de giro para el cierre y apertura de puertas.
Se dispone de un relé térmico por seguridad del motor en caso de que la puerta
se trabe.
Realizar el conexionado de la etapa de potencia, el cual es un arranque directo
con inversión de giro. El gráfico muestra su conexión típica.
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61
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Crear un nuevo proyecto con el nombre control de puertas en el entorno de
programación TIA Portal V12.0 de manera semejante a la tarea anterior.
Luego desarrollar la lógica para un arranque con inversión de giro, utilizando los
sensores de puertas abiertas y cerrada para la detención del motor en su
respectivo giro.
Para realizar las pruebas y correcciones de las fallas resultantes puede utilizar
los softwares de simulación, en este ejemplo usaremos el TIA PortalSim.
Realizar el circuito ladder de la solución del problema, tal y como se muestra en
la figura siguiente:
Luego realizar la descarga al simulador y comprobar su funcionamiento, de ser
necesario modificar el programa para las funciones adicionales que el instructor
pueda señalar.
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
Programación de PLC.
El Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) integra diferentes productos
SIMATIC en una aplicación de software que le permitirá aumentar la
productividad y la eficiencia del proceso. Dentro del TIA Portal, los productos TIA
interactúan entre sí, ofreciéndole soporte en todas las áreas implicadas en la
creación de una solución de automatización.
Una solución de automatización típica abarca lo siguiente:
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62
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• Un controlador que controla el proceso con la ayuda del programa.
• Un panel de operador con el que se maneja y visualiza el proceso.
Con el TIA Portal se configura tanto el control como la visualización en un
sistema de ingeniería unitario. Todos los datos se guardan en un proyecto. Los
componentes de programación (STEP 7) y visualización (WinCC) no son
programas independientes, sino editores de un sistema que accede a una base
de datos común. Todos los datos se guardan en un archivo de proyecto común.
Para todas las tareas se utiliza una interfaz de usuario común desde la que se
accede en todo momento a todas las funciones de programación y visualización.
En el SIMATIC S7-1200 los módulos de comunicación se insertan a la izquierda
de la CPU y los módulos de I/O se meten a la derecha. Como máximo puede
haber 3 módulos de comunicación y 8 de I/O.
La Conexión entre el programador PC y el PLC S7-1200 se realiza mediante
cable UTP categoría 5 con terminales RJ-45.
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63
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
La memoria de la CPU del S7 – 1200.
La CPU dispone tres zonas de memoria en donde se almacena el programa de
usuario, los datos y la configuración. Se puede hablar de tres tipos de memoria:
memoria de carga, memoria de trabajo y memoria remanente.
• La memoria de carga: esta memoria es distinta dependiendo de la CPU
escogida (1211,1212 y 1214), permite almacenar de forma no volátil el
programa de usuario, los datos y la configuración. El programa de usuario se
carga primero en esta área de la CPU.
Por otra banda, esta memoria puede ser sustituida por una
Memory Card (previamente configurada para este fín) en el caso
de estar instalada. Ojo, aunque la SD insertada disponga de más
memoria que la CPU, el tamaño para trabajar con ella no puede
ser mayor que la de la propia CPU.
• La memoria de trabajo: también esta memoria es distinta dependiendo de la
CPU escogida (1211,1212 y 1214). Ofrece un almacenamiento volátil, esta
área se pierde si se desconecta la alimentación.
Almacena las partes del programa de usuario que son relevantes para la
ejecución del programa, la CPU copia elementos del proyecto desde la memoria
de carga a la memoria de trabajo
• La memoria remanente: esta puede almacenar datos de forma no volátil de
la memoria de trabajo, el número de datos está limitado. Cuando se produce
un corte de alimentación o una caída de tensión, la CPU al arrancar
restaurará nuevamente esos valores. Para que realice esta función debe estar
previamente configurada para ello.
Para saber el uso de la memoria, en el proyecto actual debe estar establecida la
conexión online.
En el TIA PORTAL se puede realizar de muchos modos, a continuación se
explican dos:
Ingresar desde el “Árbol del proyecto>[CPU o nombre]>Online y diagnóstico”:
1. Seleccionar “Online y diagnóstico”, haciendo doble clic.
2. Expandir la pestaña “Diagnóstico”.
3. Para acabar, seleccionar “Memoria”.
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64
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Llegando a la siguiente visualización de pantalla, ha cargado un programa
cualquiera en dicha CPU:
Aunque también se puede realizar de otro modo, también la información que
verá será más detallada.
Ingresar desde el “Árbol del proyecto>[CPU o nombre]>información del
programa”:
1. Seleccionar “información del programa”, haciendo doble clic.
2. Seleccionar la pestaña “Carga de la memoria”.
La “memoria de carga” y la “memoria de trabajo” de la CPU, limitan el tamaño
del programa de usuario, los datos y la configuración.
Estructura en la memoria.
La CPU es quien estructura y direcciona las áreas o zonas de memoria,
ofreciendo opciones para almacenar los datos en la ejecución del programa.
A la hora de empezar a pensar en la programación, deberá elegir qué tipo de
variables utilizará, sean entradas “I” y salidas “Q”, marcas “M” y datos locales. Al
mismo tiempo cómo va a estructurarlo, si necesita o no una o más
ELECTROTECNIA
65
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
funciones…Con todo, muchas veces dependerá de cómo estructure el programa
y las funciones que necesite. Las instrucciones del programa se insertan en
bloques lógicos, llamados “bloques de organización OB”, “bloques de función
FB” y ”funciones FC”, una manera rápida de estructurar el programa total podría
ser el siguiente:
La CPU organiza los bloques de memoria, como:
• OBs: Estos definen la estructura del programa principal, denominando al OB1
como el ‘main’. Hay OBs con funciones predefinidas, aunque también se
pueden crear con funciones específicas.
Abriendo la pestaña de “Bloques de programa” en el “Árbol de proyecto”, y si
cliquea dos veces en “Agregar nuevo bloque” y selecciona “Bloque de
programación” visualizará estructuras predefinidas.
• FBs y FCs: Contienen código de programa específico para realizar alguna
función. Pueden tener parámetros de entrada y salida, compartiendo datos
con un bloque que lo llama. La diferencia entre un FB y un FC, es que un FB
tiene asociado o utiliza un bloque de datos ‘DB’ (denominado ‘DB instancia’)
que guardará valores o estados que podrán ser utilizados por otros bloques
de programa. Los números van del 1 al 65535.
ELECTROTECNIA
66
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• DBs: la función que realizan es guardar datos que pueden ser utilizados por
otros, los números van del 1 al 65535. Pueden definirse de tal forma que
todos los bloques accedan a ellos, son los que se denominan DBs globales, o
por el contrario que sólo estén asignados a un FB, denominándose DBs
instancia. Los datos almacenados en este bloque de datos, no son borrados
al finalizar la ejecución del bloque lógico asociado.
Si tiene la duda de a quién pertenece un bloque u otro, o si está asociado o no al
FB, deberá mirar en ‘Atributos’. Para ello realizar lo siguiente:
1. Hacer clic con el botón derecho en el bloque de duda, por ejemplo DB1.
2. Seleccionar ‘Propiedades’.
3. Visualizar ‘Atributos’.
Si está seleccionado, es que pertenece a un DB instancia, asociado a un
FB. Por el contrario, si no lo estuviese sería un DB global.
Direccionamiento digital:
• Las direcciones de entradas y salidas comienzan con la dirección 0 para el
primer módulo del rack.
• A cada módulo se le asignan 4 bytes (se usen o no).
• Para hacer ampliaciones de entradas y salidas en otro rack, se debe colocar
un módulo IM para comunicar ambos racks.
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67
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Direccionamiento analógico:
• Las direcciones analógicas para entradas y salidas empiezan con la dirección
256 en el rack 0, estas direcciones dependen del tipo de CPU.
• Cada módulo analógico, se le asignan 16 bytes (se usen o no).
• Cada entrada analógica ocupa 2 bytes.
Tipos de datos.
Los tipos de datos se utilizan para determinar el tamaño de un elemento de
datos y cómo deben interpretarse los datos. Todo parámetro de instrucción
soporta como mínimo un tipo de datos. Algunos parámetros soportan varios tipos
de datos. Sitúe el cursor sobre el campo de parámetro de una instrucción para
ver qué tipos de datos soporta el parámetro en cuestión.
Un parámetro formal es el identificador en una instrucción que indica la ubicación
de los datos que deben utilizarse (ejemplo: la entrada IN1 de una instrucción
ADD). Un parámetro actual es la posición de memoria (precedida por el carácter
"%") o constante que contiene los datos que debe utilizar la instrucción (ejemplo:
%MD400 "Número_de_widgets"). El tipo de datos del parámetro actual definido
por el usuario debe concordar con uno de los tipos de datos que soporta el
parámetro formal especificado por la instrucción.
Al definir un parámetro actual es preciso indicar una variable (direccionamiento
simbólico) o una dirección absoluta (direccionamiento directo). Las variables
ELECTROTECNIA
68
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
asocian un nombre simbólico (nombre de variable) con un tipo de datos, área de
memoria, offset y comentario.
Se pueden crear bien sea en el editor de variables PLC, o bien en la interfaz del
bloque (OB, FC, FB y DB). Si se introduce una dirección absoluta que no tenga
una variable asociada, es preciso utilizar un tamaño apropiado que coincida con
el tipo de datos soportado. Al realizar la entrada se creará una variable
predeterminada.
Todos los tipos de datos, excepto String, están disponibles en el editor de
variables PLC y en la interfaz del bloque. String sólo está disponible en la
interfaz del bloque. También es posible introducir un valor de constante para
numerosos parámetros de entrada
• Bit y secuencias de bit: Bool (valor booleano o bit), Byte (valor byte de 8
bits), Word (valor de 16 bits), DWord (valor de 32 bits, doble palabra).
• Entero:
- USInt (entero de 8 bits sin signo), SInt (entero de 8 bits con signo).
- UInt (entero de 16 bits sin signo), Int (entero de 16 bits con signo).
- UDInt (entero de 32 bits sin signo), DInt (entero de 32 bits con signo).
• Real en coma flotante: Real (real de 32 bits o valor en coma flotante), LReal
(real de 64 bits o valor en coma flotante).
• Fecha y hora: Time (valor de tiempo CEI de 32 bits), Date (valor de fecha de
16 bits), TOD (valor de hora de 32 bits), DT (valor de fecha y hora de 64 bits).
• Carácter y cadena: Char (carácter único de 8 bits), String (cadena de
longitud variable de hasta 254 caracteres).
• Matriz.
Aunque no están disponibles como tipos de datos, las instrucciones de
conversión soportan el siguiente formato numérico BCD.
Tipos de datos Bool, Byte, Word y DWord.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Tipo de
datos
Bool
Byte
Can.
bits
Tipo
de
número
Rango numérico
Ejemplos
constante
1
Booleano
Binario
Octal
FALSE o TRUE
0ó1
8#0 ó 8#1
TRUE, 1.
0, 2#0
8#1
Hexa.
16#0 ó 16#1
16#1
Binario
Entero
s/signo
Octal
Hexa.
2#0 a 2#11111111
2#00001111
0 a 255
15
8#0 a 8#377
B#16#0 a B#16#FF
2#0
a
2#1111111111111111
8#17
B#16#F,16#F
2#11110000111
10000
0 a 65535
61680
8#0 a 8#177777
8#170360
W#16#F0F0,
16#F0F0
8
Binario
Word
DWord
16
32
Entero
s/signo
Octal
de
de
I1.0
Q0.1
M50.7
DB1,
DBX2.3
Nombre_variable
Hexa.
W#16#0 a W#16#FFFF
Binario
2#0
a
2#11111111111111111
111111111111111
2#11110000111
1111100001111
0 a 42994967295
15793935
8#0 a 8#37777777777
8#74177417
Entero
s/signo
Octal
Ejemplos
dirección
IB2
MB10
DB1, DBB4
Nombre_variable
MW10
DB1, DBW2
Nombre_variable
MD10
DB1, DBD8
Nombre_variable
Tipos de dato entero.
Tipos de datos de entero (U = sin signo, S = simple, D= doble)
Tipo de
datos
Tamaño
en bits
USInt
SInt
UInt
Int
UDInt
8
8
16
16
32
DInt
32
Ejemplo
constante
Rango numérico
0 a 255
-128 a 127
0 a 65535
-32768 a 32767
0 a 4294967295
-2147483648
2147483647
78, 2#01001110
+50, 16#50
65285, 0
30000, +30000
4042322160
a
-2131754992
de
Dirección ejemplo
MB0,
DB1,
Nombre_variable
DBB4,
MW2,
DB1,
Nombre_variable
DBW2,
MD6,DB1,DBD8,
Nombre_variable
Tipos de datos de real en coma flotante.
Los números reales (o en coma flotante) se representan como números de 32
bits de precisión simple (Real) o de 64 bits de precisión doble (LReal) según la
norma ANSI/IEEE 7541985. Los números en coma flotante de precisión simple
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
tienen una exactitud de hasta 6 dígitos significativos, en tanto que los de
precisión doble tienen una exactitud de hasta 15 dígitos significativos. Al
introducir una constante en coma flotante, pueden indicarse como máximo 6
(Real) o 15 (LReal) dígitos significativos para conservar la precisión.
Tipos de datos de real en coma flotante (L=largo).
Tipo
de
datos
Real
LReal
Tamaño
en bits
32
64
Rango numérico
-3402823e+38 a
-1175495e-38,
+1175495e-38 a
+3402823e+38
17976931348623158e+
308 a
-22250738585072014e308,
+2250738585072014e308
a
17976931348623158e+
308
Ejemplo
contaste
123456,
3.4,1.0e-5
de
-
Ejemplo de dirección
MD100,
DB1,
Nombre_variable.
DBD8,
Nombre_DB.nombre_var
Reglas:
12345,
123456789e40,
1.2e+40
• No
se
soporta
el
direccionamiento directo.
• Se puede asignar en una
tabla de interfaz de OB,
FB o FC.
Acceder a un "segmento" de un tipo de datos de variable.
Es posible acceder al nivel de bit, byte o palabra de las variables PLC y de
bloque de datos en función de su tamaño. A continuación aparece la sintaxis
para acceder a un segmento de datos de este tipo:
• "<nombre de la variable PLC>".xn (acceso a bit).
• "<nombre de la variable PLC>".bn (acceso a byte).
• "<nombre de la variable PLC>".wn (acceso a palabra).
• "<nombre del bloque de datos>".<nombre de la variable>.xn (acceso a bit).
• "<nombre del bloque de datos>".<nombre de la variable>.bn (acceso a byte).
• "<nombre del bloque de datos>".<nombre de la variable>.wn (acceso a
palabra).
A una variable del tamaño de palabra doble se accede a través de los bits 0 - 31,
bytes 0 - 3 o palabra 0 - 1. A una variable del tamaño de palabra se accede a
través de los bits 0 - 15, bytes 0 - 2 o palabra 0. A una variable del tamaño de
byte se accede a través de los bits 0 - 8 o byte 0. Los segmentos bit, byte y
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71
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
palabra se pueden utilizar dondequiera que bits, bytes y palabras estén previstos
como operandos.
Ejemplos.
En la tabla de variables PLC, "DW" es una variable declarada del tipo DWORD.
Los ejemplos muestran el acceso al segmento bit, byte y palabra:
Arranque Directo de un motor trifásico.
El arranque de un motor asíncrono consiste en su puesta en marcha al
conectarlo a la red.
Arranque Directo.
Es el que se presenta cuando suministramos directamente al motor su tensión
nominal.
Este tipo de arranque se utiliza para motores de pequeña potencia, 4 ó 5 HP,
cuando se alimenta directamente de la red; en este caso las normas de la
Compañía Suministradora establecen, por tanto el valor límite de la potencia.
También se utiliza el arranque directo en motores de gran potencia (300 ó 400
HP) cuando son alimentados por transformador particular). Los motores con
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72
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
arranque directo absorben un gran pico de corriente, del orden de 4,5 a 7 veces
la intensidad nominal y esto produce un par de arranque del orden de 1,5 a 2
veces el par nominal, lo que permite arrancar estos motores a plena carga.
El arranque directo se efectuará en estrella o en triángulo, según los valores de
la tensión de red y las tensiones nominales del motor en cada tipo de conexión,
datos que vienen siempre indicados en la placa de características del motor (la
tensión mayor corresponde a la conexión estrella y la menor a la conexión
triangulo).
En el siguiente gráfico se muestra el circuito de fuerza y mando para un control
de arranque directo en un motor trifásico.
Inversión de giro de un motor trifásico.
Para invertir el giro del motor habrá que invertir el giro del campo magnético
creado por el estator; de esta forma el rotor tenderá a seguirlo y girará en sentido
contrario. Para conseguirlo, basta con invertir un par de fases cualesquiera de la
línea trifásica de alimentación al motor, lo que en la práctica se realiza con dos
contactores de conexión la red.
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73
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En el gráfico siguiente se muestra como se debe realizar la conexión a la red
para realizar la inversión del giro del motor, en un arranque directo.
Advertencia de seguridad:
Los contactores no deben cerrarse simultáneamente porque se produciría un
cortocircuito entre las fases intercambiadas (V y W en el caso de realizar la
conexión como la figura anterior). El control de automatismo debe de prever esta
situación "enclavando" ambos contactores.
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74
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Elaborar programa para el mando secuencial de
motores trifásico
2 Simular programa en PC
3 Descargar programa al PLC
4 Probar programa
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadoras
Software
Cables de comunicación
PLC
DENOMINACIÓN
Programación del PLC para mando secuencial de motores
trifásicos
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T04
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
75
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
4.1. ELABORAR PROGRAMA
MOTORES TRIFÁSICOS.
PARA
EL
MANDO
SECUENCIAL
DE
Realizar un circuito de arranque secuencial de 3 motores que cumpla con las
siguientes condiciones:
Los motores tienen el tipo de arranque estrella triángulo y se considera 10 seg.
Para el cambio a la conexión triángulo.
Al pulsar el botón de arranque se activa el 1er motor. El segundo motor se activa
luego de 50 segundos. El tercer motor se activa 12 segundos después de
activarse el segundo.
Al pulsar el botón de parada se detienen los tres motores a la vez.
Solución con controlador SLC 500 de Allen Bradley.
Crear proyecto en entorno RSLogix 500, eligiendo como controlador el 1747
L552C, agregar módulo de entradas discretas 1746 IB16 y el módulo de salidas
discretas 1746 OW16, en las imágenes se muestran la forma de hacerlo.
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76
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
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77
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
4.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC.
Para realizar la simulación del programa realizado, es necesario hacer uso del
software de simulación RSEmu 500, y utilizar un procesador que pueda ser
simulado (dependiendo de la versión del software solo algunos procesadores se
pueden simular).
Hacer clic en File (Archivo) y luego en Save As (Guardar como), y seleccionar
como tipo de archivo la extensión *.ACH el cual es el archivo que se abrirá luego
desde el RSEmu 500.
Desde el software RSEmu 500 abrir el archivo guardado.
Este software le permite probar y depurar todos los programas de lógica de
escalera antes de la puesta en servicio y puesta en marcha es un software
basadoen Microsoft Windows que emulan uno o más procesadores SLC 500 o
Micrologix.
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78
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Al cargar el archivo guardado se abrirá la ventana siguiente, el único campo a
llenar es el que corresponde al número de estación, en el ejemplo se muestra la
estación 4. Es posible ingresar nodos que van desde el 1 hasta el 31, tenga
cuidado en colocar un nodo ya ingresado
4.3. DESCARGAR PROGRAMA AL PLC.
Para la descarga al controlador del laboratorio es necesario indicar la nueva ruta
de descarga en el RSLogix 500, según el driver utilizado, y realizar la descarga
desde el cuadro online del mismo software.
4.4. PROBAR PROGRAMA.
Realizar la comprobación de la solución del problema, simulando con los
pulsadores, las lámparas y contactores los dispositivos necesarios para la
realización del proyecto.
Solución con controlador S7 1200 de SIEMENS.
Para que la solución sea distinta al anterior problema se utilizará comparadores
y notará que la solución es más sencilla.
Crear proyecto en entorno de programación TIA portal, e ingresar programa
solución, al ingresar un temporizador, se puede editar un nombre y asignar un
bloque de datos, por defecto el sistema le dará un número libre.
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79
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En el desarrollo del programa, la primera línea es similar al programa anterior, en
el segmento 2 el temporizador inicializa su cuenta luego de ser activado la marca
ENABLE.
Los segmentos 3, 4 y 5 tienen como lógica la activación de los motores en sus
respectivos instantes de tiempo, utilizando comparadores para dicho fin.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
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81
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
Clasificación de las instrucciones dependiendo del tipo de dato a manejar.
En el entorno de programación de la marca Rockwell Automation se disponen de
grupos de instrucciones que van de acuerdo al tipo de dato que se va a operar,
cada una de estas instrucciones tiene un nombre y un propósito, el cual es
descrito a continuación para un mejor uso de ellos en su programación.
INSTRUCCIONES DE BIT.
Estas instrucciones son usadas en condiciones donde se involucren pulsadores,
selectores, lámparas, reles, contactores, sensores de proximidad, alarmas,
switch, etc.
En la tabla se muestra el nombre de las instrucciones y su propósito, los nombre
pueden variar de acuerdo a la marca que se programe, pero en esencia el
propósito es el mismo.
INSTRUCCIONES DE TEMPORIZADOR Y CONTADOR.
Estas instrucciones ayudan a realizar labores más complejas, como son el
temporizado para los arranques secuenciales, conteo de botellas,
temporizadores para registrar el tiempo de alguna etapa en el proceso, etc.
En la tabla a continuación se muestran los nombres de dichas instrucciones y su
propósito en la programación.
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82
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Estas instrucciones, cuando se usan en programas de escalera, representan
circuitos de lógica cableados usados para el control de una máquina o equipo.
Las instrucciones básicas se dividen en tres grupos: bit, temporizador y
contador.
Archivos de datos de salida y entrada (archivos O:0 e I:1).
Estos representan salidas y entradas externas. Los bits en archivo 1 se usan
para representar las entradas externas. En la mayoría de los casos, una sola
palabra de 16 bits en estos archivos corresponderá a una ubicación de ranura en
su controlador con los números de bit correspondientes a números de terminal
de entrada o salida. Los bits de la palabra no usados no están disponibles para
su uso.
La tabla a continuación explica el formato de direccionamiento para salidas y
entradas. Anote que el formato específico e como el número de ranura y s como
el número de palabra. Cuando trabaje con instrucciones de archivo, haga
referencia al elemento como es (ranura y palabra) tomados juntos.
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83
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Ejemplo de direccionamiento de bit:
O:3/15
O:5/0
O:10/11
I:7/8
I:2.1/3
Salida 15, ranura 3
Salida 0, ranura 5
Salida 11, ranura 10
Entrada 8,ranura 7
Entrada 3, ranura 2, palabra 1
Ejemplo de direccionamiento de palabra:
O:5
O:5.1
I:8
Palabra de salida 0, ranura 5
Palabra de salida 1, ranura 5
Palabra de entrada, ranura 8
Valores predeterminados: Su dispositivo de programación mostrará una
dirección de una manera más formal. Por ejemplo, cuando asigna la dirección
O:5/0, el dispositivo de programación la mostrará como O:5.0/0 (archivo de
salida, ranura 5, palabra 0, terminal 0).
Archivo de estado (archivo S2).
No puede añadir ni eliminar elementos del archivo de estado. Puede direccionar
varios bits y palabras según lo siguiente:
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Archivo de datos de bit (B3:).
El archivo 3 constituye el archivo de bit, usado principalmente para instrucciones
de bit (lógica de relé), registros de desplazamiento y secuenciadores. El tamaño
máximo del archivo es de 256 elementos de 1 palabra, un total de 4096 bits.
Puede direccionar los bits especificando el número de elemento (0 a 255) y el
número de bit (0 a 15) dentro del elemento. También puede direccionar los bits
numerándolos secuencialmente, 0 a 4095.
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85
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Examine si cerrado (XIC).
Use la instrucción XIC en su programa de escalera para determinar si un bit está
activado. Cuando la instrucción se ejecuta, si la dirección de bit está activada (1),
entonces la instrucción es evaluada como verdadera. Cuando la instrucción se
ejecuta, si el bit direccionado está desactivado (0), entonces la instrucción
evaluada como falsa.
Ejemplos de dispositivos que se activan o desactivan incluyen:
 Un botón pulsador cableado a una entrada (direccionado como I:0/4).
 Una salida cableada a una luz piloto (direccionada como O:0/2).
 Un temporizador que controla una luz (direccionado como T4:3/DN).
Examine si abierto (XIO).
Use una instrucción XIO en su programa de escalera para determinar si un bit
está desactivado. Cuando la instrucción se ejecuta, si el bit direccionado está
desactivado (0), entonces la instrucción es evaluada como verdadera. Cuando la
instrucción se ejecuta, si el bit direccionado está activado (1), entonces la
instrucción es evaluada como falsa.
Ejemplos de dispositivos que se activan o desactivan incluyen:
 Sobrecarga del motor normalmente cerrada (N.C.) cableada a una entrada
(I:O/10).
 Una salida cableada a una luz piloto (direccionada como O:0/4).
 Un temporizador que controla una luz (direccionado como T4:3/DN).
Active la salida (OTE).
Use una instrucción OTE en su programa de escalera para activar/desactivar un
bit cuando las condiciones de renglón son evaluada como verdaderas/falsas
respectivamente.
ELECTROTECNIA
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Un ejemplo de un dispositivo que se activa y desactiva es una salida cableada a
una luz piloto (direccionada como O:0/4).
Las instrucciones OTE se restablecen cuando:
 Entra o regresa al modo de marcha REM o prueba REM o cuando se restaura
la alimentación eléctrica.
 El OTE se programa dentro de una zona de restablecimiento de control
maestro.
 (MCR) inactiva o falsa.
Enclavamiento de salida (OTL) y desenclavamiento de salida (OTU).
OTL y OTU son instrucciones de salida retentivas. OTL sólo puede activar un bit,
en cambio, OTU sólo puede desactivar un bit. Estas instrucciones se usan
generalmente en parejas, con ambas instrucciones direccionando el mismo bit.
Su programa puede examinar un bit controlador por instrucciones OTL y OTU
tantas veces como sea necesario.
Bajo las condiciones de error irrecuperable, las salidas físicas se desactivan.
Una vez corregidas las condiciones de error, el controlador reanuda la operación
usando el valor de la tabla de datos de la operación.
Cómo usar OTL.
Cuando asigna una dirección a la instrucción OTL que corresponde a la
dirección de una salida física, el dispositivo de salida cableado a este terminal de
tornillo está activado cuando el bit está establecido (activado o habilitado).
Cuando las condiciones de renglón se convierten en falsas (después de ser
verdaderas), el bit permanece establecido y el dispositivo de salida
correspondiente permanece activado.
Una vez habilitada, la instrucción de enclavamiento indica al controlador que
active el bit direccionado. Desde ese momento en adelante, el bit permanece
activado, pese a la condición del renglón, hasta que el bit esté desactivado
(típicamente por una instrucción OTU en otro renglón).
ELECTROTECNIA
87
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Cómo usar OTU.
Cuando asigna una dirección a la instrucción OTU que corresponde a la
dirección de una salida física, el dispositivo de salida cableado a este terminal de
tornillo está desactivado cuando el bit está restablecido (desactivado o
inhabilitado).
La instrucción de desenclavamiento indica al controlador que desactive el bit
direccionado. Desde ese momento en adelante, el bit permanece desactivado,
pese a la condición del renglón, hasta que esté activado (típicamente por una
instrucción OTL en otro renglón).
One Shot Rising (OSR). La instrucción OSR es una instrucción de entrada
retentiva que ocasiona un evento durante una sola vez. Use la instrucción OSR
cuando un evento debe comenzar basado en el cambio de estado del renglón de
falso a verdadero.
Cuando las condiciones de renglón precedentes de la instrucción OSR van de
falsas a verdaderas, la instrucción OSR será verdadera durante un escán.
Después de completarse un escán, la instrucción OSR se hace falsa, aun
cuando las condiciones de renglón precedentes permanecen verdaderas. La
instrucción OSR sólo volverá a hacerse verdadera si las condiciones de renglón
precedentes efectúan una transición de falso a verdadero.
El controlador le permite usar una instrucción OSR por cada salida en un
renglón.
Cómo introducir parámetros.
La dirección asignada a la instrucción OSR no es la dirección de ONE–SHOT
mencionada por su programa, ni indica el estado de la instrucción OSR. Esta
dirección permite que la instrucción OSR recuerde su estado de renglón anterior.
Use una dirección de bit desde el archivo de datos del bit o enteros. El bit
direccionado está establecido (1) durante un escán cuando las condiciones de
renglón precedentes de la instrucción OSR son verdaderas (aun cuando la
instrucción OSR se hace falsa); el bit está restablecido (0) cuando las
condiciones de renglón precedentes de la instrucción OSR se hacen falsas.
Nota: La dirección de bit que usa para esta instrucción debe ser única. No la use
en otros lugares del programa.
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88
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
No use una dirección de entrada o salida para programar el parámetro de
dirección de la instrucción OSR.
Ejemplos.
Los renglones siguientes ilustran el uso de las instrucciones OSR. Los cuatro
primeros renglones se aplican a los procesadores SLC 500 y SLC 5/01. El quinto
renglón abarca la bifurcación de salida y se aplica a los procesadores SLC 5/02,
SLC 5/03 y SLC 5/04 y controladores MicroLogix 1000.
Cuando la instrucción de entrada va de falso a verdadero, la instrucción OSR
acondiciona el renglón para que la salida vaya a verdadero durante un escán de
programa. La salida se hace falsa y permanece falsa durante los escanes
subsiguientes hasta que la entrada efectúe otra transición de falso a verdadero.
En este caso, el valor acumulado de un temporizador se convierte a BCD y se
movió a una palabra de salida donde está conectada una presentación LED.
Cuando marcha el temporizador, el valor acumulado está cambiando
rápidamente. Este valor puede ser inmovilizado y mostrado para cada transición
de falso a verdadero de la condición de entrada del renglón.
Uso de una instrucción OSR en una bifurcación (Procesadores SLC 500 y
SLC 5/01).
En el renglón de arriba, la instrucción OSR no se permite dentro de una
bifurcación.
ELECTROTECNIA
89
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En este caso la instrucción OSR no está en la bifurcación, por lo tanto, el renglón
es válido.
Los procesadores SLC 500 y SLC 5/01 le permiten usar una instrucción OSR por
cada renglón.
Los procesadores SLC 5/02, SLC 5/03 y SLC 5/04 y controladores MicroLogix
1000 le permiten usar una instrucción OSR por cada salida en un renglón.
Archivos de datos de temporizador y contador (T4: y C5:).
Cada dirección de temporizador se compone de un elemento de 3 palabras.
Palabra 0 es la palabra de control, palabra 1 almacena el valor preseleccionado
y palabra 2 almacena el valor acumulado.
Direccione bits y palabras usando el formato Tf:e.s/b
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90
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Ejemplos de direccionamiento.
• T4:0/15 ó T4:0/EN Bit de habilitación.
• T4:0/14 ó T4:0/TT Bit de temporización del temporizador.
• T4:0/13 ó T4:0/DN Bit de efectuado.
• T4:0.1 ó T4:0.PRE Valor preseleccionado del temporizador.
• T4:0.2 ó T4:0.ACC Valor acumulado del temporizador.
• T4:0.1/0 ó T4:0.PRE/0 Bit 0 del valor preseleccionado.
• T4:0.2/0 ó T4:0.ACC/0 Bit 0 del valor acumulado.
Elementos del archivo de datos del contador.
Cada dirección de contador se compone de un elemento de archivo de datos de
3 palabras.
Palabra 0 es la palabra de control y contiene los bits de estado de la instrucción.
Palabra 1 es el valor preseleccionado.
Palabra 2 es el valor acumulado.
La palabra de control para las instrucciones de contador incluye seis bits de
estado, según lo indicado a continuación:
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91
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Estructura de direccionamiento.
Asigne direcciones de contador usando el formato Cf:e.s/b
Ejemplos:
• C5:0/15 ó C5:0/CU Bit de habilitación de conteo progresivo.
• C5:0/14 ó C5:0/CD Bit de habilitación de conteo regresivo.
• C5:0/13 ó C5:0/DN Bit de efectuado.
• C5:0/12 ó C5:0/OV Bit de overflow.
• C5:0/11 ó C5:0/UN Bit de underflow.
• C5:0/10 ó C5:0/UA Bit de actualización del valor acumulado (HSC en el
controlador fijo solamente).
• C5:0.1 ó C5:0PRE Valor preseleccionado del contador.
• C5:0.2 ó C5:0.ACC Valor acumulado del contador.
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92
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• C5:0.1/0 ó C5:0.PRE/0 Bit del valor preseleccionado.
• C5:0.2/0 ó C5:0.ACC/0 Bit 0 del valor acumulado
¿Cómo funcionan los contadores?
La figura siguiente muestra cómo funciona un contador. El valor del contador
debe permanecer dentro del rango de ±32768 a +32767. Si el valor de conteo
excede +32767 ó desciende a menos de ±32768, se establece un bit de overflow
(OV) o underflow (UN) de estado del contador.
Un contador se puede poner a cero usando la instrucción de restablecimiento
(RES).
Conteo Progresivo CTU.
El CTU es una instrucción que cuenta las transiciones de renglón de falso a
verdadero. Las transiciones de renglón pueden ser provocadas por eventos
ocurriendo en el programa (de la lógica interna o dispositivos de campo
externos) tales como piezas que pasan por un detector o que activan un
interruptor de límite.
Cuando las condiciones de renglón para una instrucción CTU efectúan una
transición de falso a verdadero, el valor acumulado se incrementa en uno,
siempre que el renglón que contiene la instrucción CTU se evalúe entre estas
transiciones.
La capacidad del contador para detectar transiciones de falso a verdadero
depende de la velocidad (frecuencia) de la señal de entrada.
El valor acumulado se retiene cuando las condiciones de renglón vuelven a
hacerse falsas. El conteo acumulado se retiene hasta que sea puesto a cero por
ELECTROTECNIA
93
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
una instrucción de restablecimiento (RES) que tenga la misma dirección que el
contador.
Uso de los bits de estado
El valor acumulado se retiene después que la instrucción CTU se hace falsa, o
cuando la alimentación eléctrica se corta y luego se restaura al controlador.
Además, el estado activado o desactivado de los bits de contador efectuado,
overflow y underflow es retentivo. El valor acumulado y los bits de control se
restablecen cuando se habilita la instrucción RES correcta. Los bits CU siempre
se establecen antes de introducir los modos de marcha REM o prueba REM.
Conteo Regresivo CTD.
El CTD es una instrucción que cuenta las transiciones de renglón de falso a
verdadero. Las transiciones de renglón pueden ser causadas por eventos que
ocurren en el programa, tales como piezas pasando por un detector o
accionando un final de carrera.
Cuando las condiciones de renglón para una instrucción CTD han efectuado una
transición de falo a verdadero, el valor acumulado se disminuye en un conteo,
siempre que el renglón que contiene la instrucción CTD se evalúe entre estas
transiciones.
ELECTROTECNIA
94
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Los conteos acumulados se retienen cuando las condiciones de renglón se
hacen falsas nuevamente. El conteo acumulado se retiene hasta que sea puesto
a cero por una instrucción de restablecimiento (RES) que tiene la misma
dirección que el contador restablecido.
Uso de los bits de estado:
El valor acumulado se retiene después de que la instrucción CTD se hace falsa,
o cuando la alimentación eléctrica al controlador se corta y luego se restaura.
Además, el estado activado o desactivado de los bits de contador efectuado,
overflow y underflow es retentivo. El valor acumulado y los bits de control se
restablecen cuando se habilita la instrucción RES correcta. Los bits CD siempre
se establecen antes de introducir los modos de marcha REM o prueba REM.
RESTABLECIMIENTO (RES).
Use una instrucción RES para restablecer un temporizador o contador. Cuando
se habilita la instrucción RES, restablece la instrucción de retardo del
temporizador a la conexión (TON), temporizador retentivo (RTO), conteo
progresivo (CTU) o conteo regresivo (CTD) con la misma dirección que la
instrucción RES.
Cuando restablece un contador, si la instrucción RES está habilitada y el renglón
de contador está habilitado, se pone a cero el bit CU o CD.
ELECTROTECNIA
95
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Si el valor preseleccionado del contador es negativo, la instrucción RES
establece el valor acumulado a cero. Esto, a su vez, causa que el bit de
efectuado sea establecido por una instrucción de conteo regresivo o conteo
progresivo.
Instrucciones de comparación.
Las instrucciones de comparación se usan para probar parejas de valores para
establecer condiciones de la continuidad lógica de un renglón. Como ejemplo,
digamos que una instrucción LES se presenta con dos valores. Si el primer valor
es menor que el segundo, la instrucción de comparación es verdadera.
Igual EQU.
Use la instrucción EQU para probar si dos valores
son iguales. Si la fuente A y la fuente B son iguales,
la instrucción es lógicamente verdadera. Si estos
valores no son iguales, la instrucción es
lógicamente falsa.
La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser una constante de
programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma
complementaria de dos.
No igual NEQ.
Use la instrucción NEQ para probar si dos valores
no son iguales. Si la fuente A y la fuente B no son
iguales, la instrucción es lógicamente verdadera. Si
los dos valores son iguales, la instrucción es
ELECTROTECNIA
96
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
lógicamente falsa.
La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser un constante de
programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma
complementaria de dos.
Menor que (LES).
Use la instrucción LES para probar si un valor
(fuente A) es menor que otro (fuente B). Si la fuente
A es menor que el valor en la fuente B, la instrucción
es lógicamente verdadera. Si el valor en la fuente A
es mayor o igual que el valor en la fuente B, la
instrucción es lógicamente falsa.
La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser una constante de
programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma
complementaria de dos.
Mayor que (GRT).
Use la instrucción GRT para probar si un valor
(fuente A) es mayor que otro (fuente B). Si la
fuente A es mayor que el valor en la fuente B, la
instrucción es lógicamente verdadera. Si el valor
en la fuente A es menor o igual que el valor en
la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa.
La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser un constante de
programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma
complementaria de dos.
Menor igual que (LEQ).
Use la instrucción LEQ para probar si un valor
(fuente A) es menor o igual que otro (fuente B). Si
la fuente A es menor o igual que el valor en la
fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera.
Si el valor en la fuente A es mayor que el valor en
la fuente B, la instrucción es lógicamente falsa.
La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser una constante de
programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma
complementaria de dos.
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97
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Mayor igual que (GEQ).
Use la instrucción GEQ para probar si un valor
(fuente A) es mayor o igual que otro (fuente B).
Si la fuente A es mayor o igual que el valor en
la fuente B, la instrucción es lógicamente
verdadera. Si el valor en la fuente A es menor
que el valor en la fuente B, la instrucción es
lógicamente falsa.
La fuente A debe ser una dirección. La fuente B puede ser un constante de
programa o una dirección. Los enteros negativos se almacenan de forma
complementaria de dos.
Comparación con Máscara (MEQ).
Use la instrucción MEQ para comparar datos
en una dirección de fuente contra datos en una
dirección de comparación. El uso de esta
instrucción permite que una palabra separada
enmascare porciones de datos.
Cómo introducir parámetros.
• Fuente es la dirección del valor que desea comparar.
• Máscara es la dirección de la máscara mediante la cual la instrucción mueve
datos. La máscara puede ser un valor hexadecimal.
• Comparación es un valor de entero o la dirección de la referencia.
Si los 16 bits de datos en la dirección de fuente son iguales a los 16 bits de datos
en la dirección de comparación (menos los bits con máscara), la instrucción es
verdadera. La instrucción se hace falsa en el momento en que detecta una
desigualdad. Los bits en la palabra de máscara enmascaran los datos al
restablecerse; transmiten datos al establecerse.
Descripción general de las instrucciones FIFO y LIFO.
Las instrucciones FIFO cargan palabras en un archivo y las descargan en el
mismo orden en que fueron cargadas. La primera palabra que llega es la primera
palabra que sale.
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98
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Las instrucciones LIFO cargan palabras en un archivo y las descargan en el
orden inverso en que fueron cargadas. La última palabra que llega es la primera
palabra que sale.
Cómo introducir parámetros.
Introduzca los parámetros siguientes al programar estas instrucciones:
• La fuente es una dirección de palabra o constante (–32,768 a 32,767) que se
convierte en el próximo valor en la pila.
• El destino es una dirección de palabra que almacena el valor que sale de la
pila.
• FIFO/LIFO es la dirección de la pila. Debe ser una dirección de palabra
indexada en el archivo de bit, entrada, salida o entero. Use la misma dirección
FIFO para las instrucciones FFL y FFU asociadas; use la misma dirección
LIFO para las instrucciones LFL y LFU asociadas.
• La longitud especifica el máximo número de palabras en la pila. Para los
procesadores SLC se trata de 128 palabras y 105 palabras para los
controladores MicroLogix 1000.
• La posición es el próximo lugar disponible donde la instrucción carga datos
en la pila. Este valor cambia después de cada operación de carga o descarga.
Direccione el valor de posición mnemónicamente (POS).
• El control es una dirección de archivo de control. Los bits de estado, la
longitud de pila y el valor de posición se almacenan en este elemento. No use
la dirección de archivo de control para otras instrucciones.
Los bits de estado de la estructura
mnemónicamente. Estos incluyen:
de
control
son
direccionados
- Bit de vacío EM (bit 12) lo establece el procesador para indicar que la pila
está vacía.
- Bit de efectuado DN (bit 13) lo establece el procesador para indicar que la
pila está llena. Esto inhibe la carga en la pila.
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99
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
- Bit de habilitación FFU/LFU EU (bit 14) se establece en una
falso a verdadero del renglón FFU/LFU y se restablece en una
verdadero a falso.
- Bit de habilitación FFL/LFL EN (bit 15) se establece en una
falso a verdadero del renglón FFL/LFL y se restablece en una
verdadero a falso.
transición de
transición de
transición de
transición de
Efectos en el registro de índice S:24.
El valor presente en S:24 se sobrescribe con el valor de posición cuando ocurre
una transición de falso a verdadero del renglón FFL/FFU o LFL/LFU. Para el
FFL/LFL, el valor de posición determinar a la introducción de la instrucción se
coloca en S:24. Para el FFU/LFU, el valor de posición determinado a la salida de
la instrucción se coloca en S:24.
Cuando el bit DN se establece, una transición de falso a verdadero del renglón
FFL/LFL no cambia el valor de posición ni el valor del registro de índice. Cuando
el bit EM se establece, la transición de falso a verdadero del renglón FFU/LFU
no cambia el valor de posición ni el valor del registro de índice.
Carga FIFO (FFL) Descarga FIFO (FFU).
Las instrucciones FFL y FFU se usan conjuntamente. La instrucción FFL carga
palabras en un archivo creado por el usuario que se llama una pila FIFO. La
instrucción FFU descarga palabras de la pila FIFO en el mismo orden en que
fueron cargadas.
Las figuras siguientes muestran la aplicación de la instrucción FFL y FFU:
Operación de la instrucción FFL: Cuando las condiciones de renglón cambian
de falso a verdadero, el bit de habilitación FFL (EN) se establece. Esto carga el
contenido de la fuente, N7:10, en el elemento de pila indicado por el número de
posición 9. Luego el valor de posición se incrementa.
ELECTROTECNIA
100
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
La instrucción FFL carga un elemento a cada transición de falso a verdadero del
renglón hasta que la pila se llene (34 elementos). Luego el procesador establece
el bit de efectuado (DN) inhibiendo así la continuación de la carga.
Operación de la instrucción FFU: Cuando las condiciones de renglón cambian
de falsas a verdaderas, el bit de habilitación FFU (EU) se establece. Esto
descarga el contenido del elemento a la posición de pila 0 en el destino, N7:11.
Todos los datos en la pila se desplazan un elemento hacia la posición 0 y el
elemento numerado más alto se pone a cero.
La instrucción FFU descarga un elemento en cada transición de falso a
verdadero del renglón hasta que la pila se vacía. Luego el procesador establece
el bit vacío (EM).
Carga LIFO (LFL) Descarga LIFO (LFU).
Las instrucciones LFL y LFU se usan conjuntamente. La instrucción LFL carga
palabras en un archivo creado por el usuario que se llama una pila LIFO. La
instrucción LFU descarga palabras de la pila LIFO en el mismo orden en que
fueron cargadas.
Las figuras siguientes muestran la aplicación de la instrucción LFL y LFU:
ELECTROTECNIA
101
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Operación de la instrucción LFL: Cuando las condiciones de renglón cambian
de falso a verdadero, el bit de habilitación LFL (EN) se establece. Esto carga el
contenido de la fuente, N7:10, en el elemento de pila indicado por el número de
posición 9. Luego el valor de posición se incrementa.
La instrucción LFL carga un elemento a cada transición de falso a verdadero del
renglón hasta que la pila se llene (34 elementos). Luego el procesador establece
el bit de efectuado (DN) inhibiendo así la continuación de la carga.
Operación de la instrucción LFU: Cuando las condiciones de renglón cambian
de falso a verdadero, el bit de habilitación LFU (EU) se establece. Esto descarga
el contenido del elemento a la posición de pila 0 en el destino, N7:11. Todos los
datos en la pila se desplazan un elemento hacia la posición 0 y el elemento
numerado más alto se pone a cero.
La instrucción LFU descarga un elemento a cada transición de falso a verdadero
del renglón hasta que la pila esté vacía. Luego el procesador establece el bit
vacío (EM).
ELECTROTECNIA
102
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Elaborar programa de arranque estrella-triángulo de
motor trifásico
2 Simular programa en PC
3 Descargar programa al PLC
4 Probar programa
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadoras
Software
Cables de comunicación
PLC
DENOMINACIÓN
Programación del PLC para el arranque estrella triángulo de un
motor trifásico
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T05
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
103
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
5.1. ELABORAR PROGRAMA DE ARRANQUE ESTRELLA - TRIÁNGULO DE
MOTOR TRIFÁSICO.
El arranque estrella - triangulo es el tipo de arranque más utilizado por su bajo
coste, en función de la tensión del motor y de la línea se puede arrancar el
motor con los devanados conectados en estrella y una vez en marcha el motor
conectarlos en triángulo.
Para la realización del mismo se necesitan contactores, son “relés” para
potencias elevadas que permiten realizar circuitos de maniobra de las maquinas
eléctricas.
Al conectar el motor en estrella la corriente de arranque se reduce a la tercera
parte que al conectar en triángulo directamente.
En el siguiente sistema: la cinta transportadora, alimenta sólidos al silo 1 por un
período de tiempo de 10´, después de este tiempo se detiene automáticamente,
para evitar problemas de inercia, el motor se detiene por el tiempo de 25” y
posteriormente empieza a alimentar sólidos al silo 2 en forma automática, hasta
alcanzar el nivel máximo que es controlado por un interruptor de nivel del tipo
capacitivo, deteniéndose todo el sistema automáticamente. El motor de la cinta
es trifásico de 5HP, 380V. y 60 Hz.. Este sistema se puede detener y arrancar en
cualquier instante. Para este sistema realice:
a) El circuito de fuerza.
b) El diagrama en escalera TIA PORTAL.
c) El diagrama de conexión real al PLC CPU 1214C.
ELECTROTECNIA
104
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El software que usará para desarrollar el programa es el TIA Portal v12, al
ejecutarlo el asistente lo guiará en sus primeros pasos.
Seleccionar crear proyecto, ingresar el nombre del proyecto como
EstrellaTriangulo1, en ruta se indica la dirección donde se almacenará el
proyecto creado, ingresar algunos datos adicionales como autor y comentarios,
los cuales son opcionales.
Luego de crearlo, se mostrará una ventana "Primeros Pasos", seleccionar
dispositivos y redes.
Luego agregar dispositivo: SIMATIC S7-1200 CPU 1214C con código siemens:
6ES7 214-1BE30-0XB0.
El entorno debe ser igual al que se muestra aquí:
Este PLC tiene 14 entradas digitales y 10 salidas de tipo relé además de 2
entradas analógicas 6 contadores rápidos y 2 salidas de impulso.
Una vez agregado asignarle una dirección IP, necesario para la comunicación, si
pulsa sobre el puerto Ethernet se abrirá las propiedades para poder hacer los
cambios necesarios.
ELECTROTECNIA
105
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Ingresar al bloque de programa y hacer doble clic en Main OB1, esto abrirá la
ventana para editar el programa que se descargará en el PLC.
Desarrollar el programa solución para el arranque estrella - triángulo de un
motor.
A continuación se muestra la solución para un arranque estrella triángulo básico,
esperando que con esta ayuda solucione el problema propuesto inicialmente.
El primer segmento activa y desactiva mediante el pulsador START y STOP un
bit interno denominada "ENABLE", con él se activan los demás segmentos
ELECTROTECNIA
106
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
haciendo más fácil el entendimiento final del programa para un mejor
mantenimiento futuro.
En el siguiente segmento al activar el bit Enable, se activa el contacto que actúa
sobre el contactor del motor en conexión estrella, y además activa el
temporizador TON denominado "Tiempo_estrella", el tiempo ingresado es de
5seg.
Cuando el tiempo alcance el valor preseteado se activa el bit interno
denominado bit_estrella que desactiva a la salida indicada.
En el segmento 3 se agrega un temporizador denominado tiempo muerto, esto
se utiliza por medida de seguridad ya que si se activa el contactor que comanda
el funcionamiento en triangulo en el mismo instante de desactivación del que
comanda el funcionamiento en estrella, el tiempo no será el suficiente para
asegurarse de no haber un corto circuito, es por esta razón que el tiempo muerto
en el ejemplo está regulado para 2 segundos , aunque también es posible que
sea de 1 segundo, todo dependerá del tiempo de respuesta mecánico de los
contactores para la activación como para la desactivación.
ELECTROTECNIA
107
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Finalmente una vez terminado el tiempo muerto este activa un bit que habilita la
activación del contactor que comanda el funcionamiento en conexión triángulo
del motor.
La compilación del programa se hace automáticamente conforme avanza. Si en
el segmente editado Ud. observa una "X" roja, es porque existe algún error en
dicha dedición que se borrará automáticamente finalizada la corrección
5.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC.
Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer
clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación.
La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego
en simulación, hacer clic en iniciar.
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108
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto
indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:
En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos
configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que
previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual
seleccionamos APLICAR TODAS.
También es necesario seleccionar el checkbox para sobre-escribir la
configuración, una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga
la configuración.
Para finalizar, seleccionar arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la
imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de
nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM.
Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del
software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre
el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).
ELECTROTECNIA
109
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits
o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por
TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.
5.3. DESCARGAR PROGRAMA EN PC.
Modificar el programa para que ejecute la solución del problema propuesto
inicialmente, haciendo uso de la ayuda del ejemplo descrito anteriormente y de
igual manera como se realizó la descarga al simulador se procede a descargar
hacia el PLC conectado, no sin antes observar en las estaciones accesibles la
disponibilidad y comunicación con el PLC mencionado.
Al realizar la descarga se ejecuta la compilación del programa, de haber algún
error, se suspende la descarga y solo podrá continuar corrigiendo dicha falla.
5.4. PROBAR PROGRAMA.
Comprobar el funcionamiento del programa generado como solución del
problema propuesto, simulando el entorno con los periféricos conectados e
instalados en el circuito del laboratorio, como los pulsadores, switches,
lámparas, relés, contactores motores, etc.
ELECTROTECNIA
110
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Tener mucho cuidado con la inversión del giro, esperar a que se detenga por
completo el motor, ya que de lo contrario puede provocar saltos, choques y
vibraciones inadecuadas del motor utilizado.
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
Arranque estrella - triángulo de un motor trifásico.
El esquema de montaje es el indicado en la Figura mostrada más abajo, que
responde asimismo a los elementos que contienen los módulos preparados en el
laboratorio para este fin. El circuito principal contiene tres contactores, uno
principal CP, otro estrella CY, y otro CD, se incluye el motor con sus terminales
de entrada U1, V1, W1 y salida U2, V2, W2 y también las protecciones de relé
térmico y fusibles. El contactor principal tiene acoplado mecánicamente un relé
de tiempo neumático RT1 con dos contactos uno abierto y otro cerrado que
cambian de posición, al cabo de un tiempo fijado previamente. El contactor
estrella dispone también de un contacto temporizado RT2 acoplado
mecánicamente al contactor CY.
1. En el momento del arranque, debe cerrarse el contactor principal CP para dar
alimentación a los terminales U1, V1 y W1 del motor y también el contactor
estrella CY para cortocircuitar U2, V2, W2, de tal forma que el motor arranca
en estrella.
2. Al cabo de unos segundos, debe abrirse CY, e inmediatamente se
cierra CD (que une U1 conW2, V1 con U2 y W1 con V2) y el motor gira ya en
condiciones nominales.
3. En la Figura --> se muestra el circuito de mando. Se observa que al presionar
el pulsador de marcha b1, se alimenta la bobina del contactor principal y la del
contactor estrella. El motor arranca. Al dejar de pulsar b1, el sistema sigue
funcionando debido a la acción del contacto de retención CP.
4. Al cabo de algunos segundos, fijados previamente en el relé de tiempo RT1,
el contacto abierto a se cierra y el cerrado b se abre, lo que desconecta la
bobina CY y excita la bobina CD, el motor queda conectado en triángulo y
está en condiciones nominales de marcha.
5. En el circuito de mando existe un enclavamiento secundario entre CD y CY
que se realiza con el contacto temporizado RT2 (cY) lo que supone una
ELECTROTECNIA
111
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
condición redundante pero que asegura totalmente (debido a su retardo) que
en ningún instante puedan quedar excitadas simultáneamente las bobinas
CD y CY, lo que provocaría un cortocircuito en la línea, con sus graves
consecuencias.
6. La parada se consigue accionando el pulsador bo.
Para el desarrollo del laboratorio el circuito de mando y los temporizadores son
reemplazados por la lógica programada en el PLC.
En la siguiente figura se muestra el comportamiento del torque y la corriente del
motor en un funcionamiento de arranque directo y el del arranque estrella
triángulo para identificar sus ventajas.
Inversión del sentido de giro en arranque estrella-triángulo.
Se trata de un circuito en el cual existe una protección, el interruptor
magnetotérmico [Q1], que interrumpirá el paso de la corriente cuando esta sea
excesiva para el circuito, dos pulsadores [S1 y S2], un temporizador [KT1],
ELECTROTECNIA
112
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
cuatro contactores [KM1, KM2, KM3 y KM4], además de dos relés térmicos [F1 y
F2] y un motor trifásico [M1].
Si se acciona el pulsador [S1], se cerraran sus contactos 13-14, el circuito
transmitirá corriente a la bobina del contactor [KM1] la cual cerrara los contactos
auxiliares NA [13-14] del contactor realimentándola, transmitiendo corriente al
motor [M1], girando a derecha; a su vez con un contacto NA [13-14] se
transmitirá corriente al circuito del contactor [KT1] activando la temporización del
temporizador, también se transmitirá corriente al contactor [KM4] poniendo en
funcionamiento el motor [M1] en estrella. Al activarse la bobina del contactor
[KM4], se accionara un contacto NC [11-12] correspondiente al circuito del
contactor [KM3] imposibilitando el arranque de este, evitando un cortocircuito.
Transcurrido un tiempo, una vez accionado el pulsador [S1], la bobina del
temporizador actuará, se abrirán sus contactos NC [15-16] y se cerraran sus
contactos NA [17-18] transmitiendo corriente a la bobina del contactor [KM3] el
cual mediante un contacto NC [11-12] imposibilitara el funcionamiento del
contactor [KM4], evitando un cortocircuito.
Si en vez de girar a derecha, precisamos del giro del motor a izquierda; una vez
parado el circuito mediante el pulsador de paro [S0], accionamos el pulsador
[S2]; la acción a realizar por el temporizador [KT1] y los contactores [KM4 y KM3]
es la misma, sin embargo estaremos invirtiendo las fases de la línea provocando
el giro al contrario.
ELECTROTECNIA
113
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En el caso de que el relé térmico [F1 o F2] del motor actuara, debido una
sobrecarga por parte del motor [M1], abrirá sus contactos [95 y 96] deteniendo y
protegiendo a estos de una sobrecarga o cualquier fallo posible en la línea o en
el motor.
Temporizadores en el software TIA Portal.
Las instrucciones con temporizadores se utilizan para crear retardos
programados. El número de temporizadores que pueden utilizarse en el
programa de usuario está limitado sólo por la cantidad de memoria disponible en
la CPU. Cada temporizador utiliza una estructura de DB del tipo de datos
IEC_Timer de 16 bytes para guardar la información del temporizador
especificada encima de la instrucción de cuadro o bobina. STEP 7 crea
automáticamente el DB al introducir la instrucción.
ELECTROTECNIA
114
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El temporizador TP: genera un impulso con una duración predeterminada.
El temporizador TON: pone la salida Q a ON tras un tiempo de retardo
predeterminado.
El temporizador TOF: pone la salida Q a OFF tras un tiempo de retardo
predeterminado.
El temporizador TONR: pone la salida Q a ON tras un tiempo de retardo
predeterminado. El tiempo transcurrido se acumula a lo largo de varios periodos
de temporización hasta que la entrada R inicializa el tiempo transcurrido.
La bobina PT (carga temporizador): Carga un nuevo valor de tiempo PRESET
(predeterminado) en el IEC_Timer especificado.
La bobina RT (Inicializar temporizador): Inicializa el IEC_Timer especificado.
Parámetros
Tipo de
datos
Cuadro: IN
Bobina: Flujo de
corriente
Bool
R
Bool
Cuadro: PT
Bobina:
"PRESET_variable"
Time
Cuadro: Q
Bobina: DBdata.Q
Bool
Cuadro: ET
Bobina: DBdata.ET
Time
Descripción
TP, TON, y TONR:
Cuadro: 0 = deshabilitar temporizador,
1 = habilitar temporizador
Bobina: Sin flujo de corriente = deshabilitar temporizador,
flujo de corriente = habilitar temporizador
Sólo cuadro TONR:
0 = Sin inicialización
1 = Inicializar el tiempo transcurrido y el bit Q a 0
Cuadro o bobina de temporizador: Entrada de tiempo
predeterminado.
Cuadro de temporizador: salida de cuadro Q o bit Q en
los datos del DB de temporizador
Bobina de temporizador: sólo se puede direccionar el bit
Q en los datos del DB de temporizador
Cuadro de temporizador: salida de cuadro ET(tiempo
transcurrido) o valor de tiempo ET en los datos del DB de
temporizador.
Bobina de temporizador: sólo se puede direccionar el
valor de tiempo ET en los datos del DB de temporizador.
Los valores PT (tiempo predeterminado) y ET (tiempo transcurrido) se
almacenan en los datos de DB IEC_TIMER como enteros dobles con signo que
representan milisegundos. Los datos TIME utilizan el identificador T# y pueden
ELECTROTECNIA
115
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
introducirse como unidad de tiempo simple ("T#200ms ó 200) y como unidades
de tiempo compuestas "T#2s_200ms".
HOJA EN BLANCO
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Elaborar programa para el arranque con inversión de
giro cíclico de un motor trifásico
2 Simular programa al PLC
3 Probar programa
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadoras
Software
Cables de comunicación
PLC
DENOMINACIÓN
Programación del PLC para el arranque con inversión de giro
cíclico de un motor trifásico
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T06
Tiempo: 16 horas
HOJA:1/1
116
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
6.1. ELABORAR PROGRAMA PARA EL ARRANQUE CON INVERSIÓN DE
GIRO CÍCLICO DE UN MOTOR TRIFÁSICO.
En este laboratorio se resolverá el problema anterior de la cinta transportadora,
la cual alimenta sólidos al silo 1 por un período de tiempo de 10 minutos,
después de este tiempo se detiene automáticamente, para evitar problemas de
inercia, el motor se detiene por el tiempo de 25” y posteriormente empieza a
alimentar sólidos al silo 2 en forma automática, hasta alcanzar el nivel máximo
que es controlado por un interruptor de nivel del tipo capacitivo, deteniéndose
todo el sistema automáticamente. El motor de la cinta es trifásico de 5HP, 380V.
y 60 Hz.. Este sistema se puede detener y arrancar en cualquier instante. Para
este sistema realice:
a) El circuito de fuerza.
b) El diagrama en escalera TIA PORTAL.
c) El diagrama de conexión real al PLC CPU 1214C.
La solución del circuito de fuerza, realizarlo en su cuaderno, el diagrama ladder
solución al problema se muestra a continuación.
El primer segmento es igual al mostrado en el laboratorio anterior:
ELECTROTECNIA
117
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El segmento 2 contiene la activación del contacto principal, se tiene un contador
más abajo que cuenta las veces de repetición de la secuencia, cuando el valor
del contador sea 0 entonces girará a la derecha y si es 1 girará a la izquierda.
Es por esa razón que se comprar el valor de la cuenta para determinar la
activación del giro del motor correspondiente.
El segmento 3 es similar al circuito del laboratorio anterior.
El segmento 4 contiene al temporizador de tiempo muerto para evitar
cortocircuitos al cambio de conexión de estrella a triangulo, se ha adicionado un
contacto normalmente cerrado M0.3 que desactivará el uso del motor cuando se
haya pasado los 10 minutos indicados.
ELECTROTECNIA
118
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Una vez concluido el tiempo muerto se activa el motor en conexión triangulo.
El problema solicita que el motor esté en funcionamiento durante 10´y luego
detenerse, en este segmente se agrega un temporizador para el conteo de los
10´ siendo el tiempo en segundo 10x60x1000ms = 600000ms.
El siguiente segmento corresponde al tiempo de espera de 25” para empezar
todo nuevamente.
El último segmento contiene un contador que cuenta el número de repeticiones
para determinar el sentido de giro del motor.
ELECTROTECNIA
119
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El diagrama de conexión del PLC para solución del problema deberá resolverlo
en su cuaderno.
6.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC.
Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer
clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación.
La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego
en simulación, hacer clic en iniciar.
Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto
indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:
En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos
configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que
previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual
seleccionamos APLICAR TODAS.
También es necesario seleccionar el checkbox para sobre-escribir la
configuración, una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga
la configuración.
Para finalizar, seleccionar arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la
imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de
nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM.
ELECTROTECNIA
120
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del
software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre
el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).
Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits
o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por
TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.
6.3. DESCARGAR PROGRAMA EN PC.
Modificar el programa para que ejecute la solución del problema propuesto
inicialmente, haciendo uso de la ayuda del ejemplo descrito anteriormente y de
igual manera como se realizó la descarga al simulador se procede a descargar
hacia el PLC conectado, no sin antes observar en las estaciones accesibles la
disponibilidad y comunicación con el PLC mencionado.
Al realizar la descarga se ejecuta la compilación del programa, de haber algún
error, se suspende la descarga y solo podrá continuar corrigiendo dicha falla.
6.4. PROBAR PROGRAMA.
Comprobar el funcionamiento del programa generado como solución del
problema propuesto, simulando el entorno con los periféricos conectados e
ELECTROTECNIA
121
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
instalados en el circuito del laboratorio, como los pulsadores, switches,
lámparas, relés, contactores motores, etc.
Tener mucho cuidado con la inversión del giro, esperar a que se detenga por
completo el motor, ya que de lo contrario puede provocar saltos, choques y
vibraciones inadecuadas del motor utilizado.
El contactor KM1 y KM2 son los que comandan el sentido de giro del motor, KM3
es el contactor de conexión en triangulo y KM4 el contactor de conexión en
estrella.
ELECTROTECNIA
122
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA DE INFORMACIÓN.
Contadores en el software TIA Portal.
Las instrucciones con contadores se utilizan para contar eventos del programa
internos y eventos del proceso externos. Todo contador utiliza una estructura
almacenada en un bloque de datos para conservar sus datos. El bloque de datos
se asigna al colocar la instrucción de contaje en el editor.
CTU es un contador ascendente.
CTD es un contador descendente.
CTUD es un contador ascendente / descendente.
En KOP y FUP: Seleccione el tipo de datos del valor de contaje en la lista
desplegable situada debajo del nombre de la instrucción.
STEP 7 crea el DB automáticamente al insertar la instrucción.
En los ejemplos SCL, "IEC_Counter_0_DB" es el nombre del DB de instancia.
ELECTROTECNIA
123
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
La siguiente tabla muestra los tipos de datos para el ingreso de parámetros en
las instrucciones de conteo.
Parámetro
CU, CD
R (CTU, CTUD)
LD (CTD, CTUD)
PV
Q, QU
QD
CV
Tipo de
datos
Bool
Bool
Bool
SInt, Int, DInt,
USInt, UInt,
UDInt
Bool
Bool
SInt, Int, DInt,
USInt, UDInt
Descripción
Contaje ascendente o descendente, en incrementos
de uno.
Poner a cero el valor del contador.
Control de carga del valor predeterminado.
Valor de contaje predeterminado.
Es verdadero si CV >= PV
Es verdadero si CV <= 0
Valor de contaje actual.
El rango numérico de valores de contaje depende del tipo de datos
seleccionado. Si el valor de contaje es un entero sin signo, es posible contar
hacia atrás hasta cero o hacia delante hasta el límite del rango. Si el valor de
contaje es un entero con signo, es posible contar hacia atrás hasta el límite de
entero negativo y contar hacia delante hasta el límite de entero positivo.
El número de contadores que pueden utilizarse en el programa de usuario está
limitado sólo por la cantidad de memoria disponible en la CPU. Los contadores
utilizan la siguiente cantidad de memoria:
● En los tipos de datos SInt o USInt, la instrucción de contaje utiliza 3 bytes.
● En los tipos de datos nt o UInt, la instrucción de contaje utiliza 6 bytes.
● En los tipos de datos DInt o UDInt, la instrucción de contaje utiliza 12 bytes.
Estas instrucciones utilizan contadores por software cuya frecuencia de contaje
máxima está limitada por la frecuencia de ejecución del OB en el que están
contenidas. El OB en el que se depositan las instrucciones debe ejecutarse con
suficiente frecuencia para detectar todas las transiciones de las entradas CU o
CD. Para operaciones de contaje rápido.
El contador CTU incrementa en 1 cuando el valor del parámetro CU cambia de
0 a 1. El cronograma de CTU muestra el manejo con un valor de contaje de
entero sin signo (donde PV = 3).
ELECTROTECNIA
124
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• Si el valor del parámetro CV (valor de
contaje actual) es superior o igual que el
del parámetro PV (valor de contaje
predeterminado), el parámetro de salida
del contador Q = 1.
• Si el valor del parámetro de desactivación
R cambia de 0 a 1, el valor de contaje
actual se pone a 0.
El contador CTD decremento en 1 cuando el valor del parámetro CD cambia de
0 a 1. El cronograma de CTD muestra el manejo con un valor de contaje de
entero sin signo (donde PV = 3).
• Si el valor del parámetro CV (valor de
contaje actual) es inferior o igual a 0, el
parámetro de salida del contador Q = 1.
• Si el valor del parámetro LOAD cambia de 0
a 1, el valor del parámetro PV (valor
predeterminado) se carga en el contador
como nuevo CV (valor de contaje actual).
El contador CTUD incrementa o decrementa en 1 en una transición de 0 a 1 de
las entradas de contaje ascendente (CU) o descendente (CD). El cronograma
muestra el funcionamiento de un contador CTUD con un valor de contaje de
entero sin signo (donde PV = 4).
• Si el valor del parámetro CV es superior o igual que el del parámetro PV, el
parámetro de salida del contador QU = 1.
• Si el valor del parámetro CV es inferior o igual a 0, el parámetro de salida del
contador QD = 1.
• Si el valor del parámetro LOAD cambia de 0 a 1, el valor del parámetro PV se
carga en el contador como nuevo CV.
• Si el valor del parámetro de reset R cambia de 0 a 1, el valor de contaje actual
se pone a 0.
ELECTROTECNIA
125
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Remanencia de los datos de contador tras una transición RUN-STOP-RUN
o una desconexión y nueva conexión de la CPU
Si una sesión en modo RUN finaliza con el modo STOP o una desconexión y
nueva conexión de la CPU y se inicia una nueva sesión en modo RUN, los datos
de contador guardados en la sesión anterior se pierden, a no ser que la
estructura de datos se haya definido como remanente (contadores CTU, CTD y
CTUD).
Si se aceptan los ajustes predeterminados del diálogo de opciones de llamada
una vez insertada la instrucción de contador en el editor de programas,
automáticamente se asignará un DB de instancia que no puede definirse como
remanente. Para que los datos de contador puedan ser remanentes, hay que
usar un DB global o un DB multiinstancia.
Instrucciones de comparación: Compara varios elementos del mismo tipo de
datos. Si la comparación de contactos KOP es TRUE (verdadera), se activa el
contacto. Si la comparación de cuadros FUP es TRUE (verdadera), la salida del
cuadro es TRUE.
En KOP y FUP: haga clic en el nombre de la instrucción (p. ej. "==") para
cambiar el tipo de comparación en la lista desplegable. Haga clic en "???" y
seleccione un tipo de datos en la lista desplegable.
ELECTROTECNIA
126
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Los tipos de dato a compararse son: SInt, Int, DInt, USInt, UInt, UDInt, Real,
LReal, String, Char, Time, DTL, constante
ELECTROTECNIA
127
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA EN BLANCO
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Elaborar programa para el control de electrobombas
alternadas
2 Simular programa en PC
3 Descargar programa al PLC
4 Probar programa
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadoras
Software
Cables de comunicación
PLC
DENOMINACIÓN
Programación del PLC para el control de alternancia de
electrobombas
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T07
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
128
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
7.1. ELABORAR PROGRAMA PARA EL CONTROL DE ELECTROBOMBAS
ALTERNADAS.
Se tiene un sistema de bombeo de agua, el cual tiene instalado 2
electrobombas, se pide se desarrolle un sistema que controle la alternancia
automática del bombeo, activando solo una electrobomba a la vez.
El sistema debe ser implementado con un PLC como parte del control y circuito
eléctrico para la etapa de fuerza.
Las condiciones varían de acuerdo a los enunciados posteriores.
Alternancia de bombas en cada arranque.
Desarrollar un programa que controle la alternancia de bombas para el llenado
de un tanque de forma automática, el sistema tiene un tablero con:
Selector de 2 posiciones para elegir entre el control MANUAL y AUTOMÁTICO.
Selector de 3 posiciones para elegir el funcionamiento de alternancia de bombas
o el funcionamiento independiente de cada una de ellas.
Pulsadores para el encendido de las bombas la cual solo funcionara si está en
MANUAL.
Lámparas indicadoras de estado para cada una de las bombas.
ELECTROTECNIA
129
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Descripción del Funcionamiento:
MANUAL, esta opción es utilizada para la activación individual de cada bomba y
es usada para el mantenimiento.
Al estar en manual se debe seleccionar que bomba será la activada, para eso se
cuenta con el selector de 3 posiciones, luego se podrá activar o desactivar la
electrobomba mediante los pulsadores START y STOP.
AUTOMATICO, en esta opción la activación de las electrobombas será por
medio de los sensores de nivel que tiene el tanque, los cuales son Normalmente
abiertos y cuando el agua los alcance cerrarán su contacto. Esta activación será
en las 3 modalidades: Bomba 1, Bomba 2 o alternadas.
La alternancia de las bombas será en cada arranque, es decir las electrobombas
alternarán con cada activación por medio del nivel, en ningún caso por los
pulsadores.
Los pulsadores solo son usados al ejecutar el funcionamiento en manual.
El panel del tablero es como se muestra en la imagen:
ELECTROTECNIA
130
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Solución del Problema en el entorno RSLogix 500.
Crear un proyecto en el entorno RSLogix 500,y preparar al software RSLinx para
la comunicación con el controlador al cual se realizará la descarga.
En el ejemplo se muestra como realizar la tarea usando como controlador el
RSEmu 500.
Ejecutar el software RSLinx y comprobar que tenga en la lista el driver "SLC 500
Emulator driver", ejecutar el software RSEmu 500.
No cerrar ninguna de estas ventanas, solo minimizarlas.
Ejecutar el software RSLogix 500, haciendo clic en el icono ubicado en el
escritorio, si no se encuentra ahí, hacer clic en inicio -> todos los programas ->
Rockwell Software -> RSLogix 500 English.
Luego para crear un nuevo proyecto hacer clic en File y luego New, la ventana
emergente será como la que se muestra en la imagen más abajo.
Completar en el nombre del procesador ALTERNA1, para tener una referencia
de a que corresponde el programa editado.
En el ejemplo se selecciona el micrologix 1200 serie B, lo usaremos para la
simulación, para ud. seleccionar el procesador indicado por el instructor.
Como en el ejemplo se va a simular el programa, seleccione "Emulate500"
(driver ya configurado anteriormente) en la opción de Comunication Setting
driver, no olvidar que para la simulación solo se puede direccionar desde el nodo
1 al nodo 31 para los controladores y el nodo 0 corresponde al HOST(PC, que
ya se configuró anteriormente).
No olvidar que no se puede repetir un mismo nodo para dos controladores que
estén en línea.
ELECTROTECNIA
131
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Desarrollar el programa ingresando las instrucciones convenientes para la
solución del problema.
La solución del programa se muestra debajo, cada línea como se ve se
encuentra con su símbolo y su comentario para una mejor identificación de su
función.
ELECTROTECNIA
132
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
ELECTROTECNIA
133
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
7.2. SIMULAR PROGRAMA EN PC.
Finalmente se realizará la descarga al controlador, como en el ejemplo se utiliza
el simulador y este ya está configurado desde la creación del proyecto
simplemente hacer clic en descargar como indica la imagen, posiblemente te
pida guardar el proyecto y un par de confirmaciones, guiarse de las imágenes.
Una vez descargado ahora cambiar a modo RUN para la ejecución del
programa.
ELECTROTECNIA
134
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
7.3. DESCARGAR PROGRAMA AL PLC.
Para realizar la descarga del programa al controlador, estos deben coincidir,
como en el desarrollo de la práctica que se creó el proyecto con el controlador
Emu 500, ahora deberá cambiarlo por el controlador que dispone en el
laboratorio, para dicho fin haga clic en Controller Propertie, y seleccione el
código correcto. En la imagen se observa que se ha elegido el 1747 L552C que
corresponde a un controlador de la familia SLC 500
Una vez realizado deberá ingresar la ruta de descarga mediante la comunicación
del sistema, para esto haga clic en Comms y luego en system comms, ubicado
en la barra de herramientas.
Finalmente podrá hacer la descarga utilizando el cuadro online ubicado a la
izquierda.
7.4. PROBAR PROGRAMA.
Una vez descargado el programa puede realizar la prueba del mismo utilizando
los periféricos conectados al sistema, tales como pulsadores, switches, lámparas
relés etc.
ELECTROTECNIA
135
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
Descripción general de las instrucciones de mover y lógicas.
Instrucción Mover (MOV)
Esta instrucción de salida mueve el valor de fuente al lugar de destino. Siempre
que el renglón permanezca verdadero, la instrucción mueve los datos durante
cada escán.
Cómo introducir parámetros.
Introduzca los parámetros siguientes al programar esta instrucción:
• La fuente es la dirección o constante de los datos que desea mover.
• El destino es la dirección a la cual la instrucción mueve los datos.
Nota de aplicación: Si desea mover una palabra de datos sin afectar los
indicadores matemáticos, use una instrucción de copiar (COP) con una longitud
de 1 palabra en vez de la instrucción MOV.
Actualizaciones de los bits de estado aritmético.
Mover con máscara (MVM).
La instrucción MVM es una instrucción de palabra que mueve datos de un lugar
de fuente a un destino y permite que porciones de los datos de destino estén
enmascarados por una palabra separada. Siempre que el renglón permanezca
verdadero, la instrucción mueve los datos durante cada escán.
Cómo introducir parámetros.
Introduzca los parámetros siguientes al programar esta instrucción:
• La fuente es la dirección de los datos que desea mover.
• La máscara es la dirección de la máscara por la cual la instrucción mueve los
datos; la máscara puede ser un valor hexadecimal (constante).
ELECTROTECNIA
136
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• El destino es la dirección a la cual la instrucción mueve los datos.
Actualizaciones de los bits de estado aritmético.
Operación:
Cuando un renglón que contiene esta instrucción es verdadero, los datos en la
dirección de fuente pasan por la máscara a la dirección de destino. Vea la
ilustración siguiente:
Enmascare los datos restableciendo los bits en la máscara; transfiera los datos
estableciendo los bits en la máscara a uno. Los bits de la máscara pueden ser
fijos por un valor constante o los puede variar asignándoles una dirección directa
a la máscara. Los bits en el destino que corresponden a ceros en la máscara no
se modifican.
Mando de electrobombas alternadas.
Este sistema posee una gran flexibilidad ya que ese estaría manteniendo dos
tanques de almacenamiento para esta única barriada. En caso de
falla, mantenimiento, etc., de alguna bomba, este sistema no se detendrá
completamente el valioso fluido, ya que, la otra bomba se encargaría de
mantener los niveles necesarios en los tanques.
ELECTROTECNIA
137
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
SIEMENS
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Elaborar programa para el control de velocidad de motor
trifásico
2 Configurar y probar variador de velocidad
3 Simular programa en PC
4 Descargar programa al PLC
5 Probar programa
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadora Personal
Softwares de programación y simulación
Variador de velocidad
Multímeto digital
Conectores electricos
Borneras
Destornilladores
DENOMINACIÓN
Programación del PLC para el control de velocidad de un motor
trifásico
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T08
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
138
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
8.1. ELABORAR PROGRAMA PARA EL CONTROL DE VELOCIDAD DE
MOTOR TRIFÁSICO.
Los variadores de velocidad (drivers) son dispositivos que permiten variar la
velocidad en un motor controlando electrónicamente el voltaje y la frecuencia
entregada al motor, manteniendo el torque constante (hasta la velocidad
nominal). Su uso en cargas de torque cuadrático (bombas y ventiladores)
permite ahorrar energía significativamente.
Las aplicaciones para un torque constante en la industria son muchas, entre
ellas tenemos a bandas transportadoras, grúas, ascensores, prensas de
imprenta, etc. en este tipo de aplicaciones se puede ahorrar energía por
variación de velocidad.
En las aplicaciones de toque variable o cuadrático (el torque varia de forma
cuadrática con respecto a la velocidad del motor) bajas velocidades implicará
muy bajo torque y un bajísimo consumo de energía. Mayores velocidades
implicarán mayor torque y el consumo de energía cercano al de la placa del
motor.
Existen aplicaciones de torque proporcional en las que el torque crece de
manera directamente proporcional a la velocidad, tales como mezcladoras /
agitadoras, bombas de desplazamiento positivo, calandrias, extrusoras (plástico
y alimentos).
En máquinas bobinadoras y des-bobinadoras, máquinas de corte, tornos,
taladros, sierras eléctricas, y molinos el par demandado por la carga aumenta a
medida que la velocidad disminuye de forma que la potencia (par x velocidad)
permanece constante.
MICROMASTER 420 es el variador de frecuencia universal de Siemens para
redes trifásicas o monofásicas. Gracias a su diseño modular es posible sumar a
las nutridas funciones estándar las opciones más diversas. Y para ello no se
precisan ni herramientas, ya que los paneles y los módulos de comunicación
sólo tienen que enchufarse. Bornes de control sin tornillo como en el resto de la
familia simplifican al máximo las labores de conexionado.
Es posible hacer uso de las entradas discretas como analógicas del variador
para realizar un control externo de su velocidad y arranque.
ELECTROTECNIA
139
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En este laboratorio realizaremos un control de velocidad comandando desde la
salida analógica del S7 1200 hacia la entrada analógica del variador.
Según el diagrama de conexión del variador se tienen los terminales 3 y 4 para
que reciban la señal analógica para el control de velocidad, no olvidar utilizar una
resistencia de 470 ohmios.
Los terminales 5 y 6 utilizarlo como ingreso de señal para la activación y
desactivación del arranque del motor.
Para el encendido y apagado del motor solo es necesario enviar pulsos desde el
PLC, es por esa razón que los segmentos de arranque son sencillos y simples:
ELECTROTECNIA
140
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Para el envío del comando de referencia de velocidad es necesario realizar un
procedimiento de escalamiento, siendo la ecuación la correspondiente a la de la
línea recta:
Para dicho fin se puede utilizar las instrucciones NORM_X y SCALE_X, la
primera normaliza el dato de entrada a un rango de salida que va de 0 a 1.0 esto
hago q si se desea una salida de 30 Hz al ingresarlo en MD2 se obtiene 0.5
Y al ingresar 60 en MW0, se obtiene en MD2 el valor 1.0.
ELECTROTECNIA
141
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Para la salida deberá utilizar la instrucción SCALE_X que hace lo contrario a la
otra instrucción, ingresando 0.5 en MD2, se obtiene en el dato de salida 16000 y
si es 1.0 la salida será 32000.
Nota: dependiendo del módulo los valores pueden cambiar, para el ejemplo 0
equivale a 0voltios y 32000 a 10 voltios.
Modificar el dato para modificar la velocidad.
8.2. CONFIGURAR Y PROBAR VARIADOR DE VELOCIDAD.
Retirar las tapas para acceder a los bornes de red y del motor.
ELECTROTECNIA
142
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
ELECTROTECNIA
143
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Luego realizar el conexionado de acuerdo a las indicaciones del instructor
guiándose de las indicaciones de las imágenes mostradas.
Para la puesta en servicio rápida (P0010 = 1) se requieren los parámetros
siguientes:
Puesta en servicio rápida (P0010 = 1)
P0100 Europa / Norte América (1)
P0300 Selección del tipo de motor (2)
P0304 Tensión nominal del motor (1)
P0305 Corriente nominal del motor (1)
P0307 Potencia nominal del motor (1)
P0308 CosPhi nominal del motor (2)
P0309 Rendimiento nominal del motor (2)
P0310 Frecuencia nominal del motor (1)
P0311 Velocidad nominal del motor (1)
P0320 Corriente de magnetización del motor (3)
P0335 Ventilación del motor (2)
P0640 Factor de sobrecarga del motor [%] (2)
P0700 Selección de la fuente de órdenes (1)
P1000 Selección de la consigna de frecuencia (1)
P1080 Velocidad Mín. (1)
P1082 Velocidad Máx. (1)
P1120 Tiempo de aceleración (1)
P1121 Tiempo de deceleración (1)
P1135 Tiempo de deceleración OFF3 (2)
P1300 Modo de control (2)
P1910 Cálculo de los parámetros del motor (2)
P3900 Fin de la puesta en servicio (1)
El número indicado al lado del parámetro se refiere al nivel de acceso que se
requiere para poder modificarlo.
Cuando se escoge el P0010 = 1, el P0003 (nivel de acceso de usuario) se puede
usar para seleccionar los parámetros a los que se accede. Este parámetro
también permite la selección de una lista de parámetros definida por el usuario
para la puesta en servicio.
Al final de la secuencia de puesta en servicio, ajuste el P3900 = 1 para llevar a
cabo los cálculos del motor y borrar todos los demás parámetros (no incluidos en
ELECTROTECNIA
144
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
el P0010 = 1) a sus valores por defecto.
Reset a los ajustes de fábrica.
Para reponer todos los parámetros a los ajustes de fábrica, se deben ajustar los
siguientes parámetros como se indica:
Ajuste el P0010 = 30
Ajuste el P0970 = 1
8.3. SIMULAR PROGRAMA EN PC.
Una vez iniciado el simulador, descargar el programa al simulador, para esto
indicar la ruta de descarga en las opciones de dispositivos disponibles:
En la vista preliminar de carga se visualiza una advertencia de que los módulos
configurados y los módulos de destino son distintos, eso se debe a que
previamente no hemos configurado el hardware en el PLCSIM, con lo cual
seleccionamos APLICAR TODAS.
ELECTROTECNIA
145
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
También es necesario seleccionar el checkbox para sobre-escribir la
configuración, una vez realizado ya se han resuelto las advertencias y se carga
la configuración.
Para finalizar, seleccionar arrancar todos e iniciar tal y como se observa en la
imagen siguiente y el botón finalizar. Con esto ya hemos finalizado la carga de
nuestro proyecto y hemos iniciado el PLCSIM.
Para ejecutar la simulación hacer clic en SIMTable_1 ubicada en tablas SIM del
software PLCSIM, esto mostrará una tabla a la cual deberá agregar en nombre
el nombre asignado a los tags del programa (p.ej. Start, Stop, Motor).
Modificar el estado de haciendo clic en el recuadro que aparece en la opción bits
o cambiar el valor en la opción Forzar inmediatamente cambiando FALSE por
TRUE (o TRUE por FALSE) dependiendo de la operación que deseen ejecutar.
8.4. DESCARGAR PROGRAMA EN PC.
Modificar el programa para que ejecute la solución del problema propuesto
inicialmente, haciendo uso de la ayuda del ejemplo descrito anteriormente y de
igual manera como se realizó la descarga al simulador se procede a descargar
hacia el PLC conectado, no sin antes observar en las estaciones accesibles la
disponibilidad y comunicación con el PLC mencionado.
ELECTROTECNIA
146
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Al realizar la descarga se ejecuta la compilación del programa, de haber algún
error, se suspende la descarga y solo podrá continuar corrigiendo dicha falla.
8.5. PROBAR PROGRAMA.
Para realizar la simulación será necesario activar el simulador, para esto hacer
clic derecho en el archivo del Proyecto y seleccionar la opción iniciar simulación.
La otra forma es en la barra de herramientas, activar la pestaña Online y luego
en simulación, hacer clic en iniciar.
No olvidar tener todo conectado y siempre revisando el estado y la polaridad de
las fuentes para evitar deterioros y anomalías en el sistema.
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
Instrucciones matemáticas.
Instrucción Calcular: La instrucción CALCULATE
permite crear una función matemática que funciona con
entradas (IN1, IN2,... INn) y genera el resultado en OUT,
según la ecuación definida.
• En primer lugar, seleccione un tipo de datos. Todas las entradas y la salida
deben tener un mismo tipo de datos.
• Para agregar otra entrada, haga clic en el icono de la última entrada.
Los parámetros IN y OUT deben tener un mismo tipo de datos (con conversiones
implícitas de los parámetros de entrada). Ejemplo: un valor SINT para una
entrada se convertiría a un valor INT o REAL si OUT fuera un INT o REAL.
Haga clic en el icono de la calculadora para abrir el cuadro de diálogo y definir la
función matemática. La ecuación se introduce como entradas (p. ej. IN1 y IN2) y
operaciones.
Cuando se hace clic en "Aceptar" para guardar la función, el cuadro de diálogo
crea automáticamente las entradas de la instrucción CALCULATE.
En la parte inferior del editor, se muestra un ejemplo y una lista de las
operaciones matemáticas que se pueden incluir.
ELECTROTECNIA
147
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Nota: También es necesario crear una entrada para las constantes que pudiera
haber en la función. En este caso, el valor constante se introduciría en la entrada
asociada de la instrucción CALCULATE.
Si se introducen constantes como entradas, es posible copiar la instrucción
CALCULATE a otras ubicaciones del programa de usuario sin tener que cambiar
la función. Entonces, pueden modificarse los valores o las variables de las
entradas de la instrucción sin modificar la función.
Instrucciones "Sumar", "Restar", "Multiplicar" y "Dividir".
• ADD: Sumar (IN1 + IN2 = OUT)
• SUB: Restar (IN1 - IN2 = OUT)
• MUL: Multiplicar (IN1 * IN2 = OUT)
• DIV: Dividir (IN1 / IN2 = OUT)
Una operación de división de enteros trunca la parte fraccionaria del cociente y
produce un valor de salida entero.
Los parámetros IN1, IN2 y OUT deben ser del mismo tipo de datos
Para agregar una entrada ADD o MUL, haga clic en el icono "Crear" o haga clic
con el botón derecho del ratón en el conector de entrada del parámetro IN
existente y seleccione el comando "Insertar entrada".
Para quitar una entrada, haga clic con el botón derecho del ratón en el conector
de entrada de uno de los parámetros IN existentes (si hay más entradas además
de las dos originales) y seleccione el comando "Borrar".
ELECTROTECNIA
148
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Si está habilitada (EN = 1), la instrucción matemática realiza la operación
indicada en los valores de entrada (IN1 e IN2) y almacena el resultado en la
dirección de memoria que indica el parámetro de salida (OUT). Una vez
finalizada correctamente la operación, la instrucción pone ENO a 1.
Instrucciones "Incrementar" y "Decrementar".
La instrucción INC: Incrementa un valor de número entero con o sin signo:
Valor IN_OUT +1 = valor IN_OUT
La instrucción DEC: Decrementa un valor de número entero con o sin signo:
Valor IN_OUT - 1 = valor IN_OUT.
Procesamiento de valores analógicos.
Los módulos de señales analógicas proporcionan señales de entrada o esperan
valores de salida que representen un rango de tensión o de corriente. Estos
rangos son ±10V, ±5V, ±2,5V, o 0 - 20mA. Los valores que devuelven los
módulos son valores enteros en los que 0 a 27648 representa el rango nominal
de corriente, y -27648 a 27648 de tensión. Cualquier valor fuera del rango
representa un rebase por exceso o por defecto.
En el programa de control puede ser necesario utilizar estos valores en unidades
de ingeniería, por ejemplo, para representar un volumen, temperatura, peso o
cualquier otro valor cuantitativo. En el caso de una entrada analógica, para
hacerlo primero hay que normalizar el valor analógico a un valor real (coma
flotante) de 0,0 a 1,0. A continuación hay que escalarlo a los valores mínimo y
máximo de las unidades de ingeniería que representa.
En el caso de valores de unidades de ingeniería que deben convertirse a valores
de salida analógicos, primero hay que normalizar el valor en las unidades de
ingeniería a un valor entre 0,0 y 1,0, y a continuación escalarlo entre 0 y 27648 o
-27648 a 27648, dependiendo del rango del módulo analógico. Para este
propósito, STEP 7 proporciona las instrucciones NORM_X y SCALE_X.
ELECTROTECNIA
149
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Instrucciones matemáticas en coma flotante.
Las instrucciones en coma flotante sirven para programar operaciones
matemáticas utilizando los tipos de datos Real o LReal:
• SQR: Calcular cuadrado (IN 2 = OUT).
• SQRT: Calcular raíz cuadrada (√IN = OUT).
• LN: Calcular logaritmo natural (LN(IN) = OUT).
• EXP: Calcular valor exponencial (e IN =OUT), donde la base e = 2.71828182.
• EXPT: Elevar a potencia (IN1 IN2 = OUT)
Los parámetros de EXPT IN1 y OUT siempre son del mismo tipo de datos, que
puede ser Real o LReal. Para el parámetro del exponente IN2 se puede elegir
entre varios tipos de datos.
• FRAC: Determinar decimales (parte fraccionaria del número en coma flotante
IN = OUT).
• SIN: Calcular valor de seno (seno (IN radianes) = OUT).
ASIN: Calcular valor de arcoseno (arcoseno(IN) = OUT radianes), donde
seno(OUT radianes) = IN
• COS: Calcular valor de coseno (coseno (IN radianes) = OUT)
ACOS: Calcular valor de arcocoseno (arcocoseno(IN) = OUT radianes), donde
coseno(OUT radianes) = IN
• TAN: Calcular valor de tangente (tangente (IN radianes) = OUT)
ATAN: Calcular valor de arcotangente (arcotangente(IN) = OUT radianes),
donde tangente(OUT radianes) = IN
Instrucciones "Copiar valor" y "Copiar área".
Las instrucciones de desplazamiento permiten copiar elementos de datos en otra
dirección de memoria y convertir un tipo de datos en otro. El proceso de
desplazamiento no modifica los datos de origen.
• La instrucción MOVE copia un elemento de datos individual de la dirección de
origen que indica el parámetro IN en la dirección de destino que indica el
parámetro OUT.
• Las instrucciones MOVE_BLK y UMOVE_BLK tienen un parámetro COUNT
adicional. COUNT especifica cuántos elementos de datos se copian. El
número de bytes por elemento copiado depende del tipo de datos asignado a
ELECTROTECNIA
150
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
los nombres de variables de los parámetros IN y OUT en la tabla de variables
PLC.
Las instrucciones MOVE_BLK y UMOVE_BLK se diferencian en la forma de
procesar las alarmas:
• Los eventos de alarma se ponen en cola de espera y se procesan durante la
ejecución de MOVE_BLK. Utilice la instrucción MOVE_BLK si los datos
contenidos en la dirección de destino del desplazamiento no se utilizan en un
OB de alarma. Si se utilizan, los datos de destino no tienen que ser
coherentes. Si se interrumpe una instrucción MOVE_BLK, el último elemento
de datos desplazado estará completo y será coherente en la dirección de
destino. La instrucción MOVE_BLK se reanuda una vez finalizada la ejecución
del OB de alarma.
• Los eventos de alarma se ponen en cola de espera pero no se procesarán
hasta que no finalice la ejecución de UMOVE_BLK. Utilice la instrucción
UMOVE_BLK si la operación de desplazamiento debe finalizarse y los datos
de destino deben ser coherentes antes de la ejecución de un OB de alarma.
Instrucciones "Escalar" y "Normalizar".
SCALE_X: Escala el parámetro VALUE real normalizado (donde 0,0 <= VALUE
<= 1,0) al tipo de datos y rango de valores especificados por los parámetros MIN
y MAX: OUT = VALUE (MAX - MIN) + MIN
NORM_X: Normaliza el parámetro VALUE dentro del rango de valores
especificado por los parámetros MIN y MAX: OUT = (VALUE - MIN) / (MAX MIN), donde (0,0 <= OUT <= 1,0 )
Para SCALE_X: Los parámetros MIN, MAXy OUT deben tener el mismo tipo de
datos.
Para NORM_X: Los parámetros MIN, VALUEy MAX deben tener el mismo tipo
de datos.
Nota
SCALE_X parámetro VALUE debe restringirse a ( 0.0 <= VALUE <= 1.0 )
Si el parámetro VALUE es menos que 0.0 o mayor que 1.0:
ELECTROTECNIA
151
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• La operación de escala lineal puede producir valores OUT menores que el
parámetro MIN o mayores que el valor del parámetro MAX de valores OUT
comprendidos dentro del rango de valores del tipo de datos OUT. La
ejecución de SCALE_X pone ENO = TRUE para estos casos.
• Es posible generar números escalados no comprendidos en el rango del tipo
de datos de OUT. En estos casos, el parámetro OUT se ajusta a un valor
intermedio igual a la parte menos significativa del número real escalado antes
de la conversión final al tipo de datos de OUT. En ese caso, la ejecución de
SCALE_X pone ENO = FALSE.
NORM_X parámetro VALUE debe restringirse a ( MIN <= VALUE <= MAX )
Si el parámetro VALUE es menor que MIN o mayor que MAX, la operación de
escala lineal puede producir valores OUT normalizados menores que 0,0 o
mayores que 1,0. La ejecución de NORM_X pone ENO = TRUE en este caso.
Ejemplo: Normalización y escalado de un valor de entrada analógica.
Una entrada analógica de un módulo de señales analógicas o Signal Board que
usa entrada de intensidad se encuentra en el rango de valores válidos entre 0 y
27648. Suponiendo que una entrada analógica representa una temperatura en la
que el valor 0 de la entrada analógica representa -30,0 grados C y 27648
representa 70,0 grados C.
Para transformar el valor analógico en las correspondientes unidades de
ingeniería, normalice la entrada a un valor entre 0,0 y 1,0 y a continuación
escálelo entre -30,0 y 70,0.
El valor resultante es la temperatura representada por la entrada analógica en
grados Celsius:
ELECTROTECNIA
152
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Recuerde que si la entrada analógica provenía de un módulo de señales
analógicas o una Signal Board con tensión, el valor MIN para la instrucción
NORM_X sería -27648 en lugar de 0.
Ejemplo: Normalización y escalado de un valor de salida analógico.
Una salida analógica de un módulo de señales analógicas o Signal Board que
utiliza una salida de intensidad debe estar en el rango de valores válidos entre 0
y 27648. Supongamos que una salida analógica representa un ajuste de
temperatura en el que el valor 0 de la entrada analógica representa -30,0 grados
Celsius y 27648 representa 70,0 grados Celsius.
Para convertir un valor de temperatura guardado que se encuentra entre -30,0 y
70,0 en un valor para la salida analógica dentro del rango entre 0 y 27648, es
necesario normalizar el valor correspondiente a unidades de ingeniería en un
valor entre 0,0 y 1,0, y a continuación escalarlo al rango de la salida analógica,
de 0 a 27648:
Recuerde que si la salida analógica estaba destinada a un módulo de señales
analógicas o una Signal Board con tensión, el valor MIN para la instrucción
SCALE_X sería -27648 en lugar de 0.
Variadores de frecuencia: se trata de dispositivos electrónicos, que permiten el
control completo de motores eléctricos de inducción; los hay de c.c. (variación de
la tensión), y de c.a. (variación de la frecuencia); los más utilizados son los de
motor trifásico de inducción y rotor sin bobinar (jaula inversores (inverter) o
variadores de velocidad.
ELECTROTECNIA
153
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Red de suministro: acometida de c.a., monofásica en aparatos para motores
pequeños de hasta 1,5 kw (2 C.V. aprox), y trifásica, para motores de más
potencia, hasta valores de 630 kw o más.
Entradas y salidas (E/S o I/O): diferentes conexiones de entradas y salidas de
control; pueden ser digitales tipo todo o nada (contactos, pulsadores,
conmutadores, contactos de relé…) o analógicas mediante valores de tensión
(0…10 V o similares) e intensidad (4…20 mA o similares). Además puede incluir
terminales de alarma, avería, etc.
Comunicaciones: estos dispositivos pueden integrarse en redes industriales,
por lo que disponen de un puerto de comunicaciones, por ejemplo RS-232, RS485, red LAN, buses industriales (ProfiBus…) o conexiones tipo RJ-45 o USB
para terminales externos y ordenadores. Cada fabricante facilita el software de
control, directo o mediante bus de comunicaciones. Que permitirá el control,
programación y monitorización del variador (o variadores) en el conjunto de
aparatos de control empleados.
Salida: conexión al motor, generalmente de tres hilos (U-V-W) para conexión
directa en triángulo o estrella según la tensión del motor.
ELECTROTECNIA
154
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Descripción de los bloques que componen un variador de velocidad.
1. Rectificador: partiendo de la red de suministro de c.a., monofásica o trifásica,
se obtiene c.c. mediante diodos rectificadores.
2. Bus de continua: condensadores de gran capacidad (y a veces también
bobinas), almacenan y filtran la c.c. rectificada, para obtener un valor de
tensión continua estable, y reserva de energía suficiente para proporcionar la
intensidad requerida por el motor.
3. Etapa de salida: desde la tensión del bus de contínua, un ondulador
convierte esta energía en una salida trifásica, con valores de tensión,
intensidad y frecuencia de salida variables. Como elementos de conmutación,
se usan principalmente transistores bipolares (BJT), CMOS o similares, IGBT,
tiristores (SCR), GTO… etc. Las señales de salida, se obtiene por diversos
procedimientos como troceado, mediante ciclo convertidores, o señales de
aproximación senoidal mediante modulación por anchura de impulsos PWM.
4. Control y E/S: circuitos de control de los diferentes bloques del variador,
protección, regulación… y entradas y salidas, tanto analógicas como digitales.
Además se incluye el interfaz de comunicaciones con buses u otros
dispositivos de control y usuario.
CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE VARIADORES PARA MOTOR TRIFÁSICO.
Velocidad (n): la velocidad en el eje de un motor asíncrono en rpm, depende del
número de polos magnéticos del motor, y la frecuencia f (Hz), de la red de
suministro:
donde: n = velocidad en rpm
f = frecuencia de la red en Hz
2p= número de pares de polos del motor
Ejemplo, para red de 50 Hz:
2p = 1; n = 3000 rpm 2p = 2; n = 1500 rpm 2p = 3; n = 1000 rpm …etc.
ELECTROTECNIA
155
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
La velocidad real de giro siempre es menor que la expresada, al ser motores
asíncronos. La diferencia entre nSINCRONA y nASÍNCRONA, se denomina
deslizamiento, (σ o s) que se expresa en porcentaje de rpm o en valor absoluto:
nSINCRONA = 1500 rpm
nASÍNCRONA = 1440 rpm
deslizamiento: σ = 4% ó 60 rpm
Los motores se fabrican para una velocidad nominal o de trabajo determinada,
pero mediante el variador de frecuencia dicha velocidad puede controlarse de
manera progresiva. Por ejemplo, un motor de 50 Hz y 1500 rpm (4 polos), podría
girar, con variación de frecuencia entre 5 y 120 Hz a velocidades comprendidas
entre:
n = (60·5)/2 = 150 rpm y n = (60·120)/2 = 3600 rpm
Sobre-velocidad: el variador puede proporcionar frecuencias de salida
superiores a la de trabajo del motor, lo que le hace girar a mayor velocidad que
la nominal. La curva de par, para velocidad de trabajo mayor de la nominal,
disminuye, de manera que con velocidad
doble (200%) el par cae a la mitad del
nominal. La sobre velocidad es útil en
aplicaciones que no requieren mucho par,
como por ejemplo sierras de disco, pero si
altas velocidades. En estos casos es
importante
tener
en
cuenta
las
características de par y temperatura de
trabajo del motor.
Par transmitido por el eje (par motriz): la fuerza de tracción del motor a través del
eje, depende principalmente de las expresiones siguientes:
Dónde: T = par motriz (también suele usarse M o Mm)
K y 9550 = constantes
U = tensión aplicada al inductor (estator)
f = frecuencia en Hz
ELECTROTECNIA
156
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
P = potencia del motor en kW
n = velocidad (real) de giro del motor en rpm
Por otro lado, el flujo magnético en los polos del motor (Ф), depende de la
tensión:
U = K· Ф · f ⇒ el flujo magnético:
Es decir, el par depende directamente del flujo magnético, por lo que para
obtener el control del par, hay que operar sobre este parámetro; por ello, si
tenemos en cuenta las relaciones de par y velocidad:
Par constante = flujo constante, en consecuencia: U/f = const.
El factor U/f tiene especial importancia en la forma de configurar un variador, ya
que de ahí dependerá el par motriz desarrollado por el motor, sin importar la
velocidad de giro. Además, de la primera expresión de T, vemos que el par es
proporcional a U2, de manera que si U/f es constante, el par dependerá de
manera directa de la tensión: T ∝ U2
Ejemplo de curvas par-velocidad para par constante:
Motor de 380V y 50 Hz, para
diferentes velocidades:
380/50 = 7,6
285/37,5 = 7,6
190/25 = 7,6
95/12,5 = 7,6
Tensión de arranque inicial: en el arranque de un motor con carga, es necesario
aplicar un cierto par inicial mínimo, para garantizar que el motor empiece a girar.
Esto se consigue, iniciando la marcha con un valor de tensión determinado UINI,
de acuerdo a las relaciones (U/f) y TINI.
La variación del par debe ser cuidadosa, para no exceder las características del
motor ni sobrecargar el propio variador, especialmente en el arranque, ya que
podría circular una intensidad de corriente elevada, y eso no lo permite el
variador.
ELECTROTECNIA
157
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Cuando el motor gira en las dos direcciones, el control del par puede ser
igualmente importante, como por ejemplo un montacargas en subida y bajada
con carga. En el primer caso, el control del par permite el arranque e inicio de la
marcha, y en el segundo, hace la función de retención de la carga evitando el
embalamiento del motor en la caída. (En cualquier caso, el variador no puede
realizar las funciones de freno-motor; debiéndose instalar un freno-motor, de
retención mecánica tipo magnético, disco, zapata, etc.)
Manejo y configuración:
- Manual en el propio variador: Dispone de una pequeña pantalla (display) y
teclas de operación (PU = programming unit), que permiten acceder a
diferentes menús de configuración, establecer valores o modos de
funcionamiento, etc. Muchos parámetros solo pueden configurarse o
modificarse, con el motor parado.
- Consola de configuración: Es un dispositivo auxiliar, dotado de pantalla y
teclado, que permite acceder a todas las funciones del variador. La consola se
conecta al variador mediante una toma propia o de comunicación (RJ45,
RS485, USB…), una vez realizada la programación, se desconecta y el
variador queda configurado para trabajo autónomo.
- Operación fija externa (EXT): Se configuran determinadas entradas y
salidas, y se instalan en el armario pulsadores, interruptores, selectores o
potenciómetros para activar funciones fijas (marcha, paro, velocidades…)
configuradas internamente. Así el operador o técnico responsable, no accede
al variador, sino a los controles externos.
- Panel de operador: Consiste en una pantalla (alfanumérica o gráfica) tipo
táctil, que enlazada con el variador, permite su control, de acuerdo a la
programación establecida. Por otro lado, en funcionamiento normal, algunos
tipos de panel gráfico, pueden ofrecer determinada información, velocidad,
par, intensidad o mostrar figuras, diagramas del sistema, etc. (depende del
sistema y especialmente de las comunicaciones y software).
- Mediante bus industrial: El variador puede estar conectado a un bus
industrial (similar a una red). De manera remota, un ordenador puede ejercer
el control, y monitorear las condiciones de trabajo normales y de avería. Se
evita la necesidad de un operario que lo manipule y se integra en el proceso
industrial de manera automática. El software de control y programación, suele
ser facilitado por el fabricante del variador, y en general será compatible, con
los buses industriales más utilizados (Profibus…etc.), o sistemas de control
automatizado, tipo scada.
ELECTROTECNIA
158
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA EN BLANCO
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Realizar programa para el control de sistema
electroneumático y electrohidráulico
2 Simular programa
3 Descargar programa al PLC
4 Probar programa
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadora Personal
Softwares de programación y simulación
electrovalvulas
compresor
conductores electricos
DENOMINACIÓN
Elabora programa para automatizar sistema electroneumático electrohidráulico
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
ELECTROTECNIA
HT:T09
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
159
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
9.1. REALIZAR PROGRAMA PARA CONTROL DE SISTEMA NEUMÁTICO E
HIDRÁULICO.
En el campo industrial existen muchas aplicaciones que involucran actuadores
neumáticos, muchos de ellos con control eléctrico. En este laboratorio
desarrollaremos una aplicación como solución a problemas electroneumáticos.
Descripción del problema:
Se desea automatizar una máquina sopladora de plástico la cual tiene las
siguientes partes principales:
Un molde (cilindro A para abrir A- y cerrar A+)
Un carro de molde (cilindro B para subir B+ y bajar B-)
Una cuchilla (cilindro C para cortar C+ y C-)
Unas agujas para el soplado se aire (cilindro D para subir agujas D- y bajar
agujas D+, para soplar el aire E+)
Motor para la extrusora
3 termopares con su controlador para controlar la temperatura de la extrusora.
La siguiente imagen muestra el funcionamiento de la extrusora.
La máquina debe cumplir con las siguientes funciones:
El sistema cuenta con un pulsador de preparación, al ser pulsado se activan las
resistencias y calientan la cubierta de la extrusora a la temperatura programada,
los controladores de las 3 etapas enviarán una señal de confirmación al PLC,
con el cual podrá activar el motor de la extrusora.
ELECTROTECNIA
160
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Por el lado de la boquilla de la extrusora caerán en forma de mangas el plástico
derretido tal y como se muestra en la imagen debajo.
Cuando el operador cambie el selector a la posición de Inicio de Secuencia el
carro del molde subirá a la posición de la boquilla, luego de 3 segundos se cierra
el molde, luego sale la cuchilla e inmediatamente al llegar al final de carrera c1
regresa la cuchilla, luego el molde cerrado baja al a posición de las agujas, al
activarse b0 las agujas bajan a la posición d1, para luego empezar el soplado de
aire, este proceso durará 12 segundos para inflar el plástico a la forma del
molde, luego de eso subirán las agujas y cuando esté en d0 el proceso se inicia
nuevamente.
Para el correcto funcionamiento se debe implementar la secuencia electroneumática:
B+ / T3s / A+ / C+ / C- / B- / D+ / E+ / T12s / E- / D- / ALas imágenes ilustran las etapas del proceso
Las válvulas de los cilindros hidráulicos de efecto doble "A" y "B" son biestables
5/3.
ELECTROTECNIA
161
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El cilindro "C" es de efecto simple y es activada mediante una electroválvula
monoestable 3/2.
La válvula del cilindro neumático de efecto doble "D" es biestable 5/2.
El ingreso de aire es activado mediante una electroválvula monoestable 3/2.
Se disponen de los interruptores de posición:
• Carro abajo.
• Carro arriba.
• Molde abierto.
• Molde cerrado.
• Agujas arriba.
• Agujas abajo.
• Cuchillas afuera.
El sistema se detendrá al finalizar una secuencia si los controladores ya no
envían la confirmación de temperatura, o si se desactiva el selector inicio de
secuencia.
Solución del problema:
El programa creado como solución de la tarea es el que se muestra en las
imágenes siguientes, revisar y comprobar su funcionamiento.
El pulsador esta simulado con el bit B3:0/0, para comprobar el funcionamiento
cambiarlo por una entrada digital conectada.
ELECTROTECNIA
162
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
ELECTROTECNIA
163
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Realizar la comprobación del programa, y luego modificarlo para el
funcionamiento en donde todas las válvulas son monoestable.
9.2. SIMULAR PROGRAMA.
Finalmente se realizará la descarga al controlador, como en el ejemplo se utiliza
el simulador y este ya está configurado desde la creación del proyecto
simplemente hacer clic en descargar.
Una vez descargado ahora cambiar a modo RUN para la ejecución del
programa.
9.3. DESCARGAR PROGRAMA AL PLC.
Para realizar la descarga del programa al controlador, estos deben coincidir,
como en el desarrollo de la práctica se creó el proyecto con el controlador Emu
500, ahora deberá cambiarlo por el controlador que dispone en el laboratorio,
para dicho fin haga clic en Controller Propertie, y seleccione el código correcto.
Una vez realizado deberá ingresar la ruta de descarga mediante la comunicación
del sistema, para esto haga clic en Comms y luego en system comms, ubicado
en la barra de herramientas.
Finalmente podrá hacer la descarga utilizando el cuadro online ubicado a la
izquierda.
9.4. PROBAR PROGRAMA.
Comprobar el programa descargado utilizando los periféricos conectados tales
como interruptores de posición, switches, pulsadores, relés, contactores,
electroválvulas y lámparas.
ELECTROTECNIA
164
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
ELECTRONEUMATICA.
La Electro-neumática es una de las técnicas de automatización que en la
actualidad viene cobrando vital importancia en la optimización de los procesos a
nivel industrial. Su evolución fue a partir de la neumática, disciplina bastante
antigua que revolucionó la aplicación de los servomecanismos para el
accionamiento de sistemas de producción industrial. Con el avance de las
técnicas de electricidad y la electrónica se produjo la fusión de métodos y dando
así el inicio de los sistemas electro-neumáticos en la industria, los cuales
resultaban más compactos y óptimos a diferencia de los sistemas puramente
neumáticos.
Electroválvula: Esencialmente, consisten en una válvula de distribución
neumática a la cual se le añade una bobina, por la que se hace pasar una
corriente para generar un campo magnético que, finalmente, originará la
conmutación en la corredera interna de la válvula, produciendo así el cambio de
estado de trabajo de la misma.
El dispositivo medular en un sistema electroneumático, es la válvula
electroneumática o electroválvula.
ELECTROTECNIA
165
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
La electroválvula realiza la conversión de energía eléctrica, proveniente de los
elementos de mando eléctricos, a energía neumática, transmitida a los
actuadores o a alguna otra válvula neumática.
Características neumáticas:
Monoestable o biestable.
Nº de vías.
Nº de posiciones y naturaleza de las mismas (NC, NA)
Tipo de pilotaje (El de activación será eléctrico y el retorno puede ser por muelle
o también eléctrico).
Otras (Tipo de conexión y diámetro de las vías, forma de montaje, presión,
caudal…, electroválvula servopilotada…).
Características eléctricas:
Nº de bobinas de activación.
Tipo de alimentación y tensión de la bobina o bobinas.
Potencia eléctrica nominal.
ELECTROTECNIA
166
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA EN BLANCO
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Reconocer partes del panel HMI
2 Instalar panel HMI
3 Elaborar programa para accionamiento de arranque
de motores
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadora Personal
Softwares de programación y simulación
HMI
cables de comunicación
PLC
DENOMINACIÓN
Elabora programa para accinamiento de arranque de motores por
panel HMI
ELECTROTECNIA
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
HT:T10
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
167
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
10.1. RECONOCER PARTES DEL PANEL HMI KTP400 BASIC.
La mayoría de las máquinas ofrecen la visualización de forma estándar.,
especialmente en las máquinas de menor tamaño y en las aplicaciones sencillas
el factor coste juega un papel decisivo. Para las aplicaciones básicas se
consideran totalmente suficientes los paneles de operador con funciones
básicas.
Estos paneles ofrecen justo la funcionalidad básica deseada y a un precio
óptimo. Una perfecta relación rendimiento/precio.
Ofreciendo de forma estándar numerosas funciones de software, a saber:
sistema de avisos, administración de recetas, funcionalidad de curvas y cambio
de idioma. Los usuarios se benefician así de las ventajas de la visualización así
como de una calidad del proceso mejorada.
1. Escotaduras para las mordazas de fijación.
2. Display / Pantalla táctil.
3. Junta de montaje.
4. Guía para las tiras routables.
5. Teclas de función.
6. Conexión para tierra funcional.
7. Interfaz PROFINET.
8. Conexión para la fuente de alimentación.
9. Placa de características.
10. Nombre del puerto.
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168
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
10.2. INSTALAR PANEL HMI.
Alrededor del panel de operador deberán observarse las siguientes distancias
para asegurar una ventilación suficiente:
Herramientas y accesorios necesarios.
Antes de proceder a conectar el panel de operador prepare las siguientes
herramientas y accesorios:
Destornillador:
• Destornillador plano, tamaño 2.
• Destornillador de estrella, tamaño 3.
• Destornillador Torx, tamaño 3.
Tenaza de apriete
24 V DC Fuente de alimentación de intensidad suficiente.
Para la conexión de la fuente de alimentación utilice cables con una sección
mínima de 1,5 mm2.
1. Pele los extremos de dos cables de la fuente de alimentación a una longitud
de 6 mm.
2. Aplique punteras a los extremos pelados de los cables.
3. Fije las punteras en los extremos de los cables con una tenaza crimpadora.
Sólo 24 V DC En caso de utilizar una fuente de alimentación mal dimensionada,
puede dañarse el panel de operador de forma irreparable.
Utilice una fuente de alimentación de 24V DC de suficiente intensidad.
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169
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
1. Introduzca los dos cables de la fuente
de alimentación en el borne de conexión
de red y fíjelos con un destornillador
plano.
2. Conecte el borne de conexión de red
con el panel de operador.
3. Desconecte la fuente de alimentación.
4. Introduzca los otros dos extremos de
los cables en las conexiones de la fuente
de alimentación y fíjelos con un
destornillador plano.
Vigile que la polaridad sea la correcta.
Conexión de la programadora.
Conexión de la programadora a un Basic Panel DP.
Una programadora
siguientes:
ofrece
las
posibilidades
● Transferir un proyecto.
● Transferir la imagen del panel de operador.
Desconecte el panel de operador. Asegúrese de que
los interruptores DIL situados en el lado posterior del
panel de operador se encuentran en la siguiente
posición:
Enchufe un conector RS 485 PROFIBUS al panel de
operador.
Enchufe un conector RS 485 PROFIBUS a la programadora.
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170
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Conectar el PC de configuración.
Un PC de configuración ofrece las posibilidades siguientes:
● Transferir un proyecto.
● Transferir la imagen del panel de operador.
● Restablecer la configuración de fábrica del panel
de operador.
Conexión del PC de configuración a un Basic
Panel DP.
Desconecte el panel de operador.
Enchufe el conector RS 485 del cable PC/PPI al
panel de operador.
Enchufe el conector RS 232 del cable PC/PPI al PC
de ingeniería.
En lugar del cable PC/PPI también se
puede utilizar el cable USB/PPI de los accesorios
Configuración del cable PC/PPI.
Si conecta el panel de operador al PC de ingeniería mediante el cable PC/PPI,
configure la velocidad de transferencia con los interruptores DIL del cable
PC/PPI.
Nota:
Si durante la actualización del sistema operativo se interrumpiera la
comunicación, ajuste una velocidad de transferencia menor. Si utiliza tasas de
bits elevadas, deberá utilizar un cable PC/PPI de la versión 3 o superior
Ajuste los interruptores DIL 1 a 3 a los mismos valores que en WinCC flexible.
Los interruptores DIL 4 a 8 deberán estar en la posición "0". La velocidad de
transferencia está ajustada a 115,2 kbit/s en la figura.
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171
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Se pueden ajustar las siguientes tasas de bits:
Conexión del PC de configuración a un Basic Panel PN.
Precaución: Seguridad de la red de datos en la comunicación vía Ethernet.
En la comunicación basada en Ethernet, p. ej.
PROFINET, HTTP, Sm@rtAccess, Sm@rtService y
OPC, el usuario final es el responsable de la seguridad
de su red de datos, ya que en intrusiones selectivas
que provocan una sobrecarga del equipo, no está
garantizado el funcionamiento correcto del mismo.
Desconecte el panel de operador.
Enchufe un conector RJ45 del cable
LAN al panel de operador.
Enchufe un conector RJ45 del cable
LAN al PC de ingeniería.
10.3. ELABORAR APLICACIÓN PARA ACCIONAMIENTO DE ARRANQUE DE
MOTORES.
Para el accionamiento de motores, se puede hacer uso del programa inicial
realizado en los primeros laboratorios.
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172
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Agregar un nuevo dispositivo que corresponde al panel KTP 1000 Basic Color
DP el cual es una pantalla de 10.4" y resolución de 640 x 480 pixeles y de
manejo táctil y con teclado.
Una vez agregado emerge el asistente de configuración del HMI agregado, el
cual le pide configurar la conexión del PLC, el formato de la imagen, avisos,
imágenes del sistema y botones.
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173
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Finalmente se abre el entorno de configuración de las pantallas:
En el cuadro de herramientas se dispone la librería de objetos, que son los
utilizados en la construcción de las ventanas del HMI.
Entre estos objetos tenemos a figuras básicas que sirven para representar
estados de las variables conectadas, en diferentes animaciones.
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174
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Además de objetos funcionales a los que se pueden editar además de algunas
animaciones, eventos que permiten alterar el valor de las variables conectadas.
Desde aquí arrastrar a los botones que servirán de activación y desactivación del
motor, además de la figura circulo que mostrará como si fuese una lámpara el
estado del motor.
Para conectar los botones con sus respectivas variables, hacer doble clic en
cada boton y editar las propiedades y eventos como se indican abajo:
En la ficha eventos, se tienen diferentes opciones:
Para el uso de nuestra aplicación deberá hacer uso de Pulsar, al que
relacionaremos con la activación del bit, y soltar para la desactivación del bit de
la variable indicada (START, STOP).
Eso significa que al pulsar ese botón el valor de START cambiará a 1 lógico y
cuando se suelte regresará a 0 lógico tal y como lo haría un pulsador
normalmente abierto.
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175
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Para el caso de la figura circular que representa a la lámpara se edita la opción
de animación en donde seleccionará el tag de la variable motor, agregando los
estados y apariencias que representa por cada uno de ellos como es el color rojo
si el tag motor está apagado y verde si el estado es encendido.
Finalmente hacer clic en el botón de iniciar simulación para comprobar su
funcionamiento, no olvidar que debe revisar la conexión establecida entre el
panel (en caso ser simulado será la PC) y el PLC.
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176
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA DE INFORMACIÓN TECNOLÓGICA.
Manejo y visualización con WinCC.
Descripción del sistema.
Dado que los procesos son cada vez más complejos y los requisitos de
funcionalidad de las máquinas e instalaciones cada vez más exigentes, el
operador precisa una herramienta potente para controlar y vigilar las plantas de
producción. Un sistema HMI (Human Machine Interface) ejerce de interfaz entre
la persona (el operador) y el proceso (la máquina/instalación). Quien realmente
controla el proceso es el controlador. Por consiguiente, se emplea una interfaz
entre el operador y WinCC (en el panel de mando) y otra interfaz entre WinCC y
el controlador.
WinCC es el software que permite realizar todas las tareas de configuración
necesarias. WinCC Runtime es el software para la visualización de procesos. En
runtime el proyecto se ejecuta en el modo Proceso.
WinCC asume las siguientes tareas:
• Representar el proceso. El proceso se visualiza en el panel de operador. Si
en el proceso cambia por ejemplo un estado, se actualiza la visualización del
panel de operador.
• Manejar el proceso. El operador puede manejar el proceso a través de la
interfaz gráfica de usuario. El operador puede, p. ej., predefinir una consigna
para el controlador o arrancar un motor.
• Emitir avisos. Si se producen estados críticos en el proceso, se dispara un
aviso automáticamente; por ejemplo, cuando se rebasa por exceso un valor
límite predeterminado.
• Archivar valores de proceso y avisos. Los avisos y valores de proceso
pueden archivarse a través del sistema HMI. De este modo es posible
documentar el historial del proceso y, más adelante, seguir teniendo acceso a
datos de producción antiguos.
• Documentar valores de proceso y avisos. El sistema HMI puede emitir los
avisos y valores de proceso en forma de protocolo. Esto permite imprimir los
datos de producción, por ejemplo, al final de cada turno.
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177
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• Administrar parámetros de proceso y de máquina. El sistema HMI puede
guardar los parámetros de procesos y máquinas en las recetas. Estos
parámetros pueden transferirse en un solo paso, p. ej., desde el panel de
operador al controlador para cambiar la producción a otra variante de
producto.
Interfaz de usuario de WinCC.
Barra de menús y botones.
En los menús y las barras de herramientas están todas las funciones necesarias
para configurar el panel de operador. Si un editor está activo, los comandos de
menú o barras de herramientas específicos de dicho editor están visibles.
Si sitúa el puntero del ratón en un comando, se muestra una información sobre
herramientas referente a la función en cuestión.
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178
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Árbol del proyecto.
La ventana Project tree (Árbol del proyecto)
es el punto de maniobra central para
procesar el proyecto.
Todos
los
componentes
y
editores
disponibles de un proyecto se muestran
estructurados en forma de árbol en la
ventana del proyecto, desde donde también
pueden abrirse.
Cada editor tiene asignado un símbolo que
permite
identificar
los
objetos
correspondientes. En la ventana del proyecto
solo se muestran los elementos soportados
por el panel de operador seleccionado.
En la ventana del proyecto se puede acceder
a los ajustes de aparatos del panel de
operador.
Herramientas.
En la Tool box (ventana de herramientas) hay una selección de objetos que
pueden insertarse en las imágenes, p. ej. Graphics (Objetos gráficos) y Controls
(Elementos de mando). Además, en dicha ventana también se encuentran las
librerías con objetos de librería listos y recopilaciones de faceplates.
Los objetos se arrastran al área de trabajo mediante "arrastrar y soltar".
Área de trabajo.
En el área de trabajo se editan los objetos del proyecto. Todos los elementos de
WinCC se ordenan en torno al área de trabajo.
Los datos del proyecto se editan en el área de trabajo en forma de tabla (p. ej.
las variables) o en forma de gráfico (p. ej. un sinóptico).
En la parte superior del área de trabajo hay una barra de herramientas.
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179
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En ella puede seleccionarse, p. ej., la fuente, el color de fuente u otras funciones
como girar, alinear, etc.
Ventana de propiedades.
En la ventana de propiedades se editan las propiedades de los objetos, p. ej. el
color de los objetos de imagen.
La ventana de propiedades solo está disponible para determinados editores.
En la ventana de propiedades se muestran las propiedades del objeto
seleccionado ordenadas por categorías.
En cuanto se abandona un campo de entrada, se aplican los cambios
efectuados en los valores.
Si se introduce un valor no válido, este se marca con un color.
La información sobre herramientas proporciona en ese caso, p. ej., información
sobre el rango de valores válido.
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180
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En la ventana de propiedades también se configuran Animations (Animaciones)
y Events (Eventos) para los objetos seleccionados como en este caso, p. ej., un
cambio de imagen al soltar el botón.
Vista detallada.
En Details view (Vista detallada) se muestran otros datos relativos al objeto
seleccionado en el árbol del proyecto.
Pantallas de mando y conexiones.
Una pantalla se puede componer de componentes estáticos y dinámicos.
El controlador no actualiza los componentes estáticos, p. ej. Texto y Gráficos.
Los componentes dinámicos están vinculados al controlador y muestran los
valores actuales desde la memoria del controlador. Pueden visualizarse en
forma de indicadores, curvas y barras alfanuméricos.
Los componentes dinámicos también son entradas del panel de operador, las
cuales se escriben en la memoria del controlador. La conexión con el controlador
se establece mediante variables.
Conexiones con controladores S7.
Para los objetos de manejo y visualización que acceden a los valores de proceso
de un controlador es necesario configurar primero una conexión con el
controlador.
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181
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Aquí se especifica cómo se comunica el panel con el controlador y a través de
qué interfaz lo hace.
Haga doble clic en Connections (Conexiones) en el árbol del proyecto.
Todos los parámetros ya se han ajustado mediante los ajustes de la
configuración de hardware.
No obstante, aún es necesario asignar una dirección IP al panel.
La dirección MAC del panel se lee en Accessible devices (Dispositivos
accesibles) Haga clic en el botón "Show (Mostrar)".
ELECTROTECNIA
182
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Ajustar la interfaz PG/PC para la simulación de Runtime.
Para que pueda establecerse una conexión entre la simulación Runtime del
PG/PC y la CPU S7-1200, primero es necesario ajustar la interfaz PG/PC en
TCP/IP.
Procedimiento:
1. Abra el Panel de control.
• A través de "Inicio > Panel de control" (el menú Inicio es el modo más
rápido de acceder a los programas de Windows XP),
• A través de "Inicio > Configuración > Panel de control" (tanto en el menú
Inicio clásico como en las versiones anteriores de Windows).
2. Haga doble clic en el icono "Set PG/PC Interface (Ajustar interface PG/PC)"
dentro del Panel de control.
3. Configure los siguientes parámetros en la pestaña "Access Path (Ruta de
acceso)":
a. Como Access Point of the Application (Punto de acceso de la aplicación),
seleccione "S7ONLINE [STEP 7]" en la lista desplegable.
b. En la lista Interface Parameter Assignment Used (Parametrización de
interfaz utilizada), seleccione la interfaz "TCP/IP(Auto)" -> con la tarjeta de
red que está directamente conectada con el panel y el controlador, p. ej.
3Com EtherLink XL.
c. A continuación, haga clic en OK (Aceptar) y confirme el siguiente mensaje
también con Aceptar.
Iniciar la configuración en Runtime.
En la ventana del proyecto marque el panel HMI_1 [KTP600 Basic PN]
Haga clic en el botón "Start simulation (Iniciar simulación)".
ELECTROTECNIA
183
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
La visualización se abre en RT Simulator (Simulador RT).
Cargar y comprobar la configuración en el panel.
En la ventana del proyecto marque el panel HMI_1 [KTP600 Basic PN]
Haga clic en el botón "Download to device (Cargar en dispositivo)".
Haga clic en el botón "Load (Cargar)".
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184
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
HOJA EN BLANCO
N°
ORDEN DE EJECUCIÓN
1 Instalar software de supervisión y software OPC
Crear aplicación y ventanas
2 Insertar objetos, símbolos y gráficos
3 Crear etiquetas
4 Animar objetos
5 Supervisar y operar arranque de motores desde PC
HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS
Computadora Personal
Software de programación y simulación
Software de supervisión
DENOMINACIÓN
Supervisar y operar por software arranque de motores
scontrolador por PLC
ELECTRICISTA INDUSTRIAL
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HT:T11
Tiempo: 8 horas
HOJA:1/1
185
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
11.1. INSTALAR SOFTWARE DE SUPERVISIÓN.
Insertar CD-ROM con la imagen Intouch 10.1 SP2 y tras iniciarse con el autorun
mostrará la siguiente pantalla. Si no se inicia la instalación automáticamente, nos
dirigiremos a Equipo --> Unidad de DVD-RW Wonderware Intouch --> Setup.exe,
haremos doble clic y proseguiremos con la instalación.
En esta pantalla, nos indica los prerrequisitos que necesita Intouch para ser
instalado y para su correcto funcionamiento. Como podemos observar, hay 4
prerrequisitos necesarios. Tres de ellos ya vienen instalados (Prerequisite met),
solamente hay que instalar uno de ellos "Rainbow Sentinel Protection 7.5.0 +"
(Setup will install this automatically). Pulsaremos sobre el botón Install
Prerequisites y continuamos con la instalación.
Luego muestra diversas pantallas de la terminal y por defecto automáticamente
se instalan los prerrequisitos necesarios. Tras finalizar la instalación, muestra la
misma pantalla observada anteriormente. En este caso, todos los requisitos
están instalados (Prerequisite met), para continuar clic en Next.
Iniciar la instalación de Wonderware Intouch 10.1 SP2, hacer clic sobre Next.
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186
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Aceptar la licencia y hacer clic en Next para proseguir.
En la siguiente pantalla, muestra las opciones a instalar y el destino partición o
disco duro. Observar como una de las opciones y sus respectivas instalaciones
están marcadas con una X roja. Estas opciones tendrán que ser instaladas.
Pulsar sobre la opción raíz "Intouch Suplementary Components", muestra un
menú pequeño elegir la opción "Entire feature will be installed on local hard
drive". Con esta opción habilitamos todos los componentes y quedaran todas las
opciones con el símbolo de un disco duro, hacer clic en Next.
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187
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Ingresar un nombre de usuario con privilegios de administrador y una
contraseña valida del usuario insertado en la casilla anterior. Para el ejemplo se
ingresó el usuario Operador01 con contraseña senati123. En nuestro caso será
el usuario Administrador (el del equipo) y su correspondiente contraseña.
Después de ingresar los datos correspondientes clic en Next.
Comenzará la instalación y tras concluir muestra una pantalla en la que
desactivamos la opción de "Install Wonderware Application Server",hacer clic
sobre Finish.
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188
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
AGREGAR LICENCIAS WONDERWARE INTOUCH 10.1
Insertar el "pendrive" de Wonderware License kit, la llave, en unos de los puertos
usb. Insertar el mini cd de Wonderware License kit, explorar el cd y ejecutar el
programa aaLicView. Se visualiza la siguiente pantalla.
Muestra la primera licencia en el cuadro de la derecha, instalar la segunda
licencia. Para agregarla a la lista, hacer clic sobre el botón de la izquierda con
forma de diskete y una carpeta "Install License File On This Computer" e ir a
Equipo --> Unidad de DVD-RW --> y seleccionar el segundo fichero (el primero
ya está agregado a la lista).
11.2. INSTALACIÓN DEL SOFTWARE KEPSERVER (Servidor OPC).
Existen actualmente diferentes versiones del software, una de ellas es la versión
5.11, la cual tiene el driver de las últimas versiones de PLC tal como el S7 1200.
Nota: Este software en la versión demo, se ejecuta solo 2 horas, luego habría
que reiniciar la PC para seguir con su uso.
Paso 1.- ejecutar el instalador que contiene la carpeta KepServerEx.
ELECTROTECNIA
189
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Mostrará la imagen que aparece a continuación, indicando la versión del
software a instalar.
Hacer clic en "Next" (siguiente).
Aceptar los términos del acuerdo de licencia y hacer clic en "Next".
Si tiene instalada una versión anterior, elegir que hacer:
Opción 1: Side by Side, para realizar una instalación independiente y seguir
usando la versión anterior.
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190
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Opción 2: Remove and Redirect, para realizar una instalación de la versión
actual eliminando la versión anterior.
Hacer clic en siguiente.
Elegir la carpeta de instalación, en el ejemplo se muestra la ruta: C:\Archivos de
programa\Kepware\KEPServerEx 5\
Elegir la carpeta para almacenar los datos de la aplicación, en el ejemplo se
muestra: C:\Documents and Settings \ All Users \ Datos de programa \
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191
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Seleccionar que se agregará un acceso directo al escritorio después de la
instalación.
Seleccionar los productos de instalación, para el ejemplo usar Manufacturing.
Revisar los componentes seleccionados para la instalación y proceder con la
instalación.
Hacer clic en Finish y reiniciar la PC.
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192
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
KEPSERVER EX está diseñado para permitir una configuración rápida de sus
comunicaciones.
1. Seleccionar un controlador para crear el canal.
2. Especificar el dispositivo o sistema para la comunicación.
3. Seleccione los elementos o etiquetas (tags) para su base de datos.
11.3. CREAR APLICACIÓN Y VENTANAS.
Estos ejercicios prácticos tienen como finalidad demostrar las funciones y
capacidades del software de supervisión. Durante esta práctica aprenderá a
crear una aplicación Intouch y FTView ME, configurar los servidores HMI y de
datos, crear ventanas graficas (sinópticos) que le serán de importancia para el
resto del curso.
Un buen diseño de aplicaciones requiere planeamiento y esto se consigue:
 Entendiendo el Proceso.
 Diseñando la Relación de los tags (etiquetas).
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193
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
 Determinando el tipo de comunicación que se va a utilizar y el medio.
Ejecutar el software Intouch y seleccionar la opción: Nueva aplicación. En la
ventana a continuación se debe especificar la ruta donde se guardará la
aplicación (generalmente se encuentra en “mis documentos”), luego el nombre
de la carpeta, según el ejemplo esta será CONTROL_01 y finalmente se debe
indicar el nombre que tendrá la aplicación, según el ejemplo es App_01, como se
ve en la figuras abajo.
Una vez creada la aplicación, se ejecuta el windowmaker, el cual se usa para
editar las ventanas y animaciones de los objetos relacionados con la aplicación.
ELECTROTECNIA
194
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Intouch software HMI es un HMI de Supervisión abierta y extensible y la solución
SCADA que permite crear de forma rápida aplicaciones de visualización
reutilizables estandarizados luego implementarlos en toda la empresa sin tener
que salir de su oficina.
Entre sus ventajas tenemos:
 Integración de dispositivos y conectividad para prácticamente todos los
dispositivos y sistemas.
 Integración con Archestra System Platform, el cual proporciona una eficiencia
superior en la ingeniería y permite el control de toda la empresa y normas de
adquisición de datos.
Las pantallas de Visualización toman gran importancia, pues es la presentación
de cómo se verá nuestra aplicación.
Para la creación de una ventana, Hacer click derecho en el área de window y
seleccionar New Window, completar las opciones del cuadro de dialogo que
aparece en pantalla.
En la opción Name, se debe ingresar el nombre con el que se reconocerá a esa
pantalla.
En la opción comment, se debe ingresar un comentario que haga referencia a lo
que se puede hacer desde esa pantalla.
En el cuadro WindowType, se distinguen 3 opciones, las cuales se deben
seleccionar de acuerdo a:
ELECTROTECNIA
195
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• Si se desea utilizar esa pantalla como pantalla inicial o general la cual ocupe
todo el espacio del monitor, entonces escogeremos Replace (Reemplazo), ya
que cada vez que esta sea abierta, las demás se cerrarán.
• Si se desea utilizar esa pantalla como ventana de opciones o de configuración
como es el caso de botoneras, pantallas para configuración de controles
como PID, variaciones de velocidad, etc., entonces podremos usar Overlay,
los cuales se pueden abrir sobre otras ventanas ya abiertas sin cerrarlas, y
además nos permite cambiar de pantalla con solo hacer clic en ellas.
• Para agregar una pantalla de alarma o error que aparezca sobre otras y que
no se pueda ejecutar nada más hasta que esta ventana sea cerrada
podremos utilizar el de tipo Popup.
En el cuadro Dimensions, se debe ingresar el tamaño en pixeles de la pantalla
creada, además de su posición en el monitor, siendo el punto en la esquina
superior izquierda como su origen (0,0), y desde ahí hacia abajo representa su
posición con respecto al eje Y hacia su derecha como posición respecto al eje X.
Finalmente se podrá seleccionar el color dentro de la paleta de Window Color.
Hay algunas consideraciones a tomar en cuenta cuando se requiera representar
el proceso:
 Las pantallas, o ventanas, tendrán una apariencia consistente.
 Organización de acuerdo con la distribución física de las celdas de
producción.
 La información numérica presentada se hará sobre los elementos gráficos.
 Utilización de colores significativos.
 Presencia de intermitencias en elementos gráficos no en textos.
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196
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Para realizar la navegación entre pantallas se pueden utilizar algunos objetos
con la función de “Show Window” y “HideWindow”.
11.4. INSERTAR OBJETOS SÍMBOLOS Y GRÁFICOS.
Crear una nueva pantalla con las siguientes características:
ELECTROTECNIA
197
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Insertar objetos mediante el boton Wizard, representado por el sombrero
morado:
Entre los objetos que podemos seleccionar encontramos: Controles ActiveX,
Visualizador de Alarmas, Botones, relojes, luces, medidores, paneles, sliders,
switches, tendencias, etc. Pero un objeto bastante utilizado es el Symbol
Factory, las cuales son librerías para seleccionar dibujos y asignarles la
animación deseada.
Para el desarrollo de la tarea seleccionaremos el botón Round Panel, como se
indica en la imagen:
Una vez seleccionado, hacemos clic en la ventana de la aplicación,
posición que deseamos insertar el objeto.
en la
Hacer doble clic en el objeto insertado, luego aparecerá una ventana como la
mostrada, en la cual asignamos un TagName que podemos crear antes o
mientras se desarrolla la tarea, además de selección del color de relleno para los
valores 0 o 1 (notar que esto solo puede ser utilizado por un tag discrete como
tipo de dato), y finalmente seleccionar la acción que realizará al pulsar el botón,
que puede ser:
SET: si se desea activar y enclavar el valor del Tagname a "1".
RESET: Si se desea desactivar y desenclavar el valor del Tagname a"0".
TOGGLE: Si se desea que al pulsar se alterne el valor delTagname como si
fuese un switch.
DIRECT: Si se desea utilizar al botón como si fuese un pulsador Normalmente
Abierto.
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198
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
REVERSE: Si se desea utilizar al botón como si fuese un pulsador Normalmente
Cerrado.
Para el desarrollo de la tarea, elegiremos la opción Set para ser usado como
Activación de MOTOR, y de igual manera insertaremos otro objeto con la opción
Reset para desactivar a MOTOR.
Insertar una lámpara que indique el estado del motor. Para esto el tagname del
objeto también será MOTOR.
Ejecutar la aplicación, haciendo clic en Runtime, y probar el funcionamiento de
su avance.
11.5. CREAR ETIQUETAS.
El diccionario de tagnames es importante para los sistemas de supervisión como
InTouch. Durante el runtime, este diccionario contiene, todo los valores de los
elementos en la base de datos. Para crear esa base de datos, InTouch necesita
saber qué elementos la van a componer. Debemos, por lo tanto, crear una base
de datos con todos aquellos datos que necesitemos. Al final, dispondremos de
un diccionario con todos los tagnames o datos que nosotros mismos hemos
creado.
ELECTROTECNIA
199
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
DEFINICIÓN DE LOS TAGNAMES:
Existen diferentes tipos de tagnames, según su función o características,
básicamente se dividen en:
MEMORY: Este tipo de tags son almacenados en los registros internos del
InTouch.
I/O: Son tag cuyos registros se enlazan con otros programas.
GROUP VAR: Son tags asociados a grupos de alarmas.
HISTREND: Son tags asociados a los gráficos históricos.
• El tagID es la información acerca de los tags que están siendo visualizados en
una gráfica histórica. De los 3 primeros tipos, disponemos de:
DISCRETE: Puede disponer de un valor 0 o 1, representando una lógica
booleana.
INTEGER: Es un registro que contiene 32 bits, incluyéndosele el bit de signo.
Sus valores alcanzan desde -2 147 483 648 hasta 2 147 483 647.
REAL: Es un registro con formato de almacenamiento en punto flotante binario,
los valores que almacena alcanzan +/- 3.4 x 10^38. Todos los cálculos son
hechos en 64 bits de resolución, pero el resultado se almacena en 32 bits.
MESSAGE: Es un registro que almacena datos en formato alfanumérico (código
ASCII) de hasta 131 caracteres de longitud.
• El tag tiene características que pueden ser visualizadas dependiendo de la
opción seleccionada:
Main: Visualiza las características principales del tagname
Details: Visualiza las características del tag que va crea (valor mínimo/máximo,
etc.).
Alarms: Visualiza las condiciones de alarma del tag.
Details&Alarms: Le permitirá visualizar las características del tagname tanto de
detalles como de alarma.
Members: Visualiza Miembros en caso de ser supertag.
Una vez seleccionado el tipo de tagname y qué características debemos definir,
un submenú aparecerá para que rellenemos los campos de ese tagname.
ELECTROTECNIA
200
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
11.6. ANIMAR OBJETOS.
Insertar la imagen del tanque ubicado en la categoría Tanks del Symbol Factory,
y el objeto corte de tanque ubicado en la categoría Tanks Cutaways.
Debe quedar la pantalla como se muestra debajo
ELECTROTECNIA
201
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Crear un nuevo tagname con el nombre NIVEL que es de tipo INTEGER, el cual
se irá incrementando si es que el MOTOR está activado. Para realizar esta
simulación de llenado, usaremos el WindowScript.
Hacer clic derecho en la ventana de la aplicación y seleccionar WindowScript.
Ingresar el código de programa mostrado.
Ejecutar la aplicación y comprobar su funcionamiento.
Insertar el Real Time Trend, este se ubica en la barra de dibujo, e ingresar los
valores como indica el grafico:
ELECTROTECNIA
202
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
11.7. SUPERVISAR Y OPERAR ARRANQUE DE MOTORES DESDE PC.
Para realizar la comunicación entre el software Intouch y el PLC o el simulador,
será necesario utilizar un software servidor OPC como el KepServer, para el
caso del TIA PORTAL y el s7 1200 se utiliza la versión 5.3 en adelante, los
cuales tienen los drivers para los controladores s7 1200.
Ejecutar el software KepServerEx, la ventana inicial debe ser como la imagen
Hacer clic en File y luego en New para crear una nueva configuración de la
comunicación.
Los pasos a seguir son bastante intuitivos, el primer paso será crear un nuevo
canal y le daremos el nombre de S7-1200
Hacer clic en siguiente y elegir el driver a utilizar el cual será:
Siemens TCP / IP Ethernet.
Luego seleccionar el adaptador Ethernet.
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203
AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Luego continuar con el asistente haciendo clic en siguiente, y finalizar.
Luego agregar un nuevo dispositivo (S7 1200).
Seleccionar el modelo del dispositivo, a pesar de no encontrarse en la lista el S7
- 1200 puede ser utilizado cambiando algunas opciones más adelante.
Seleccionar por tanto el S7-200.
Ingresar la dirección IP del dispositivo, en la imagen se muestra un ejemplo:
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Continuar con las opciones por defecto.
Sólo modificar las opciones de puertos:
Finalmente siguiente y finalizar.
Ahora agregar los tags de comunicación para la ejecución del proyecto:
Finalmente la apariencia del software será:
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Hacer clic en el botón quick client y seleccionar y observar el valor de los tags
ingresados
Para realizar la comunicación con el software Wonderware Intouch hacerlo
mediante DDE y debe respetar la sintaxis siguiente:
Aplicación | Tópico ! elemento; donde la aplicación será "kepdde", el tópico es
el nombre ubicado en las opciones del proyecto dentro del servidor OPC.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El software Wonderware InTouch posee una herramienta llamada AccessName,
en la cual completamos su configuración con los datos de la sintaxis DDE para
enlazar con el software que queremos comunicar.
Realizar la siguiente configuración para la comunicación entre dichos softwares:
KEPDDE
_DDEDATA
Una vez creado el AccessName ya podrá comunicarse con el PLC, para esto
crear un nuevo Tag y seleccionar como tipo I/O... y no Memory....
Ud. notará que al seleccionar I/O... el cuadro de configuración cambia, pues se
agrega la opción AccessName y Ítem, siendo Ítem el elemento, con lo cual se
completa la sintaxis DDE para la comunicación entre los software.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Si Ud. coloco como nombre de channel S7_1200, y luego nombre de dispositivo
S12014C y un nombre del tag como MOTOR en el software KepserverEx
entonces el ítem del elemento a comunicar recibirá todos los nombres pero
unidos por "un punto", tal y como se muestra en la imagen siguiente:
S7_1200.S1214C.MOTOR
Finalmente crear su aplicación, insertando botones y lámparas para la
simulación de la activación y desactivación de motores, utilizando los tags
creados enlazados con el Kepserver mediante el proceso indicado.
HOJA DE INFORMACION TECNOLOGICA.
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).
Software de captura de información de un proceso o planta industrial, análisis o
estudios de la realimentación y control del proceso.
• Generación, transmisión y distribución energía eléctrica.
• Sistemas del control del medio ambiente.
• Procesos de fabricación.
• Gestión de señales de tráfico.
• Gestión de abastecimiento de aguas.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
• Sistemas de tránsito masivo.
• Supervisión y control de estaciones remotas.
Etapas de un sistema SCADA:
Las etapas de un sistema de adquisición de datos comprenden una serie de
pasos que van desde la captura de la magnitud a su pos procesado.
Detección de fallos: obtener indicios de situaciones anómalas que puedan
llevar al proceso a una situación de fallo y clasificarlas como tales.
Diagnóstico de fallos: averiguar las causas primeras de esta situación
anómala.
Reconfiguración del sistema: acciones a realizar para mantener el proceso
operativo.
Funcionalidades de un sistema SCADA.
 Adquisición y almacenado de datos.
 Representación gráfica y animada de variables de proceso y monitorización
de éstas por medio de alarmas.
 Control, actuando sobre autómatas y reguladores autónomos.
 Arquitectura abierta y flexible con capacidad de ampliación y adaptación.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
 Conectividad con otras aplicaciones y bases de datos, locales o distribuidas
en redes de comunicación.
Digitalización de la señal: Consiste en la transcripción de señales analógicas
en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento
(codificación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más
inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales
analógicas.
Señales analógicas: Muestreo, cuantificación, codificación.
Señales Discretas: Dos estados (1/0).
Registro de Datos: Las variables de proceso se representan por etiquetas o
“TAGS” que permiten la definición de cada variable en cuanto a su naturaleza
continua (analógica) o discreta (binaria), la asociación de un nombre, el rango de
valores a tomar, unidades de ingeniería y otras propiedades de utilidad para la
monitorización como son el dispositivo de adquisición, alarmas, su registro, etc.
La organización de todas las variables (adquiridas e internas) se hace en los
entornos de monitorización en bases de datos.
Tipos de Tags:
Tags Internos: Son asignaciones de memoria dentro de programa de
monitorización que cumplen la misma funcionalidad que un dispositivo real
(PLC).
Se crean y se re-asignan a un dispositivo real.
Tags de procesos: Son asignaciones de memoria dentro del dispositivo real
conectado a nuestro proceso.
Monitorizan los datos de un proceso de automatización.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
Representación del Proceso – Creación de Sinópticos.
Para poder realizar un monitoreo y supervisión de los procesos en la empresa,
es necesario hacer uso de herramientas gráficas, tendencias, objetos
funcionales, etc, los cuales ayudarán a un mejor manejo de las variables y su
representación.
Consideraciones:
Las pantallas, o ventanas, tendrán una apariencia consistente.
Organización de acuerdo con la distribución física de las células de producción.
Información numérica presentada se hará sobre los elementos gráficos.
Utilización de colores significativos.
Presencia de intermitencias en elementos gráficos no en textos.
INTERCAMBIO DE DATOS EN TIEMPO REAL.
Para el intercambio de daos entre aplicaciones de software y sistemas de
automatización se han utilizado distintas interfaces, desarrolladas inicialmente
para transacciones, estas tecnologías han ido evolucionando para mejorar la
performance y poder tratar con datos en tiempo real.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
En los sistemas de automatización una cantidad significativa de tiempo y dinero
son gastados en asegurar que los sistemas de medición y automatización
compartan información con otros sistemas y dispositivos a través de la empresa.
Los integradores de sistemas y proveedores de equipos de automatización han
desarrollado numerosas interfaces propietarias para acceder a la información en
tiempo real.
El DDE de Microsoft se convirtió en un estándar de facto para muchos
dispositivos como los PLCs y controladores de proceso. Se ha usado DDE y
otros como NetDDE para intercambiar datos entre aplicaciones, como hojas de
cálculo para procesador de textos. Sin embargo DDE tiene limitaciones en
performance y confiabilidad para tratar con información en tiempo real. Apareció
OLE posteriormente con mejor performance, una interfaz basada en tecnología
COM más robusta y confiable. OPC, OLE for Process Control, es una interfaz de
un estándar industrial abierto, basada en COM, DCOM y ActiveX, que provee
inter-operatibilidad entre diferentes dispositivos de campo, de automatización y
sistemas de negocios. Muchos proveedores de hardware y software han
colaborado con Microsoft para definir el estándar industrial para el uso de COM
en aplicaciones industriales.
DDE, Dinamic Data Exchange, es un protocolo de comunicaciones creado por
Microsoft, utilizado en Windows de que permite enviar y recibir datos entre
aplicaciones. El cliente DDE solicita unos datos al servidor DDE y este se lo
proporciona.
En servidores DDE es bastante común crear el enlace con un ítem utilizando el
comando copiar el servidor, y el comando pegado especial -> pegar vinculo en el
cliente DDE.
El formato de una dirección DDE para llenar un dato es:
=Aplicación | Tópico ! Ítem
Donde aplicación es el nombre del servidor DDE.
Tópico es en nombre del archivo creado en el servidor DDE, de donde se toma
el dato, y se ha configurado el servicio.
Ítem es el nombre de la dirección donde se encuentra el dato.
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DDE consume muchos servicios del sistema, se tiene la aplicación cliente DDE,
la aplicación servidor DDE y el programa DDEML, este se usa para hacer el
enlace.
El servidor DDE mantiene una lista de ítems para cada tópico y de las
aplicaciones clientes que los necesitan. Cuando se agrega o remueve un ítem, el
servidor debe optimizar el tópico y las listas de enlace. Además, en Visual Basic
hay un límite de tópicos que pueden estar abiertos, por lo que puede ser
necesario abrir y cerrar tópicos, lo que hace más lento DDE.
FastDDE es una mejora a DDE, con la finalidad de aumentar la cantidad de
datos por segundo que se pueden comunicar.
Para pocos datos se puede utilizar DDE, o cuando se van a manejar datos a
través de Excel, pero cuando son muchos mejor utilizar OPC.
NETDDE, Network DDE, es una extensión de DDE para enlaces entre
aplicaciones corriendo en diferentes computadoras conectadas en redes o por
modem. El formato de una dirección DDE para leer un dato es:
= \\ Servidor \ Aplicación | Tópico ! Ítem
OLE, Object Linking and Embedding, es un estándar para documentos
compuestos desarrollado por Microsoft. Permite la creación de objetos en un
aplicación y enlazarlos o incorporarlos en una segunda aplicación. Los objetos
incorporados mantienen su formato original y enlaces con la aplicación donde
fueron creados.
Por ejemplo una hoja creada en Excel puede ser incorporada en Word, utilizando
el menú insertar y seleccionando la opción objeto, también se puede usar copiar
y pegar entre dos aplicaciones. Además, se puede editar el objeto incorporando
haciendo doble clic sobre él.
Es durante la evolución de OLE que aparece el concepto de COM, es con OLE
2.0 que aparece la tecnología COM.
"ACTIVE X", Son las tecnologías derivadas de la evolución de OLE y COM. Este
término se ha utilizado para objetos que utilizan OLE relacionados con Internet.
Generalmente se hace referencia a los controles ActiveX, "ActiveX Control", son
controladores que utilizan las tecnologías "ActiveX", estos controladores pueden
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
descargarse y ejecutarse automáticamente a través de un explorador de web.
Los programadores pueden desarrollar controles ActiveX en varios lenguajes
como: C, C++, Visual BASIC y Java.
A diferencia de DDE, cuando se utiliza ActiveX las cosas son muy directas. Se
utiliza en sólo espacio de proceso. El control ActiveX se carga automáticamente
en memoria, cuando la aplicación necesita el servicio llama al control
directamente, sin intermediarios. Esto ahorra tiempo y recursos del sistema
tampoco se maneja una lista complicada de tópicos e ítems, y reoptimizarlas
constantemente. Un objeto ActiveX tiene las siguientes interfaces:
Propiedades: datos que pueden ser leídos y escritos en el objeto. Por ejemplo
en un objeto PID son parámetros: Kc, Ti y Td. también pueden ser el tamaño, los
colores o fuentes de texto.
Métodos: Son las funciones del objeto, estas funciones generalmente operan
los datos de los objetos. Son la interfaz que el contenedor es para comandar el
objeto. Por ejemplo en un objeto PIC una función puede ser el cambio
manual/automático.
Eventos: Permite notificar al contenedor de un evento, también puede pasar
parámetros relevantes. En el caso de un objeto PID, el evento puede darse
cuando una variable esta fuera de rango, el contenedor puede informar al
usuario o reaccionar ante esa condición.
COM, Componen Object Model, es un modelo para código binario desarrollador
por Microsoft, permite a los programadores desarrollar objetos que pueden ser
accedidos por cualquier aplicación que cumpla con el estándar. Los objetos
pueden interactuar con otros que se encuentren en la misma aplicación como en
otra aplicación. Provee los servicios para las interfaces de los objetos,
administración del tiempo de vida (cuando un objeto puede ser removido del
sistema), y otros servicios de eventos.
Todos los objetos COM se acceden por interfaces, los clientes solo ven las
interfaces, OLE y ActiveX son basados en COM. Consideremos un servicio de
sistema API (Application program interface), que permite usar un servicio de un
proveedor en forma transparente.
El administrador de servicio de un proveedor en forma transparente. El
administrador de servicio perite al consumidor conectase al proveedor, sin
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embargo una vez conectados el administrador de servicio sigue siendo la vía
para la comunicación, por lo que se sobrecarga. Los niveles de servicio están
limitados por el administrador de servicio, el proveedor está limitado a los niveles
que puede tener la versión del administrador de servicio usada.
En la programación orientada a objetos, sin importar cuál es el proveedor de
cada uno, es necesaria una estructura que permita conectarlos, esa estructura la
establece COM. Los componentes de software son partes de software en forma
binaria fáciles de rehusar, COM permite a las aplicaciones comunicarse como
objetos de software.
Una diferencia con un API tradicional es que cuando la comunicación se ha
establecido COM desaparece de la escena, el cliente y el objeto se comunican
directamente. El desarrollo y evolución de los objetos es permitido, los objetos
pueden añadir nuevas interfaces para comunicarse con nuevos clientes.
DCOM, Distribuited COM, los objetos de los programas de los clientes pueden
acceder a los objetos de los programas del servidor ubicados en otras
computadoras de la red. Utiliza TCP/IP y HTTP. Es parte de Windows NT 4.0 y
se puede instalar en Windows 95.
Permite otro nivel de funcional de OPC, de tal manera que los clientes pueden
usar objetos ubicados en otras computadoras en red. Un paquete de software
SCADA o HMI puede intercambiar datos en tiempo real con servidores corriendo
en cualquier computadora de la red.
La especificación OPC tiene un mecanismo para navegar en los servidores OPC
y acceder a sus ítems contenidos. Los fabricantes usan esta especificación para
crear servidores y clientes que intercambian información en tiempo real entre
sistemas como DCS, SCADA, PLCs, sistemas distribuidos de Entrada/Salida,
dispositivos de campo inteligentes y redes industriales.
OPC (OLE FOR PROCESS CONTROL).
El OLE para control de procesos (OPC) es un estándar abierto para compartir
datos entre dispositivos de campo y aplicaciones de ordenador basado en OLE
de Microsoft.
Permite a las aplicaciones leer y escribir valores de proceso y que los datos sean
compartidos fácilmente en una red de ordenadores.
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AUTOMATISMO PROGRAMABLE POR PLC
El estándar, gobernado por la Fundación OPC, es de dominio público y
disponible para cualquiera que quiera usarlo. Tradicionalmente, los fabricantes
de software para acceso de dato de proceso tenían que desarrollar drivers
específicos para cada tipo de hardware al que querían acceder.
Cada software requería un driver distinto para cada hardware, implicando un
esfuerzo enorme, al que hay que añadir el de las actualizaciones continuas.
Con OPC, los fabricantes de hardware sólo tendrán que preparar un conjunto de
componentes de software para que los clientes los utilicen en sus aplicaciones.
Los desarrolladores de software no tendrán que reescribir los drivers debido a
nuevas versiones de hardware.
Los usuarios finales tendrán muchas más alternativas de integrar distintos
sistemas.
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Una aplicación OPC, como cualquier otra aplicación OLE (o DDE), constará de
servidores y clientesOPC.Cada cliente, es decir, cada aplicación de usuario,
SCADA, módulo histórico, o aplicación de usuario en C++ o VB interroga al
servidor que contiene los datos que necesita.
Los servidores están organizados en grupos y cada grupo puede contener
distintos ítems. Las diferentes partes de la aplicación (displays de operador,
informes, etc.) pueden usar distintos grupos, los cuales pueden tener distinta
frecuencia de refresco y pueden ser de acceso secuencial o basado en
excepciones (eventos). Los ítems representan conexiones a fuentes de datos
dentro del servidor (variables de proceso). A cada ítem se asocia un valor (valor
de la variable de proceso), un cualificador (estado de la variable, OK, bajo rango,
etc.) y una marca de tiempo
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