CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES PROGRAMACIÓN DE PLC BASADO EN RSLOGIX 500 RONI DOMÍNGUEZ 2020 Roni Domínguez Programación de PLC Controladores Lógicos Programables Programación de PLC basados en RS Logix 500 Roni Domínguez Pagina Web FARADAYOS 2 Roni Domínguez Programación de PLC 3 Roni Domínguez Programación de PLC TABLA DE CONTENIDO Capítulo 1- Introducción a los controladores lógicos programables (PLC) ....... 9 1.1- Concepto de PLC ............................................................................................................................................. 9 1.2- Ventajas del PLC ............................................................................................................................................ 10 1.3- Campos de Aplicación de los PLC .................................................................................................................. 11 1.4- Marcas de PLCs utilizadas ............................................................................................................................. 12 1.5- El PLC en los tableros de control ................................................................................................................... 12 1.6- Estructura del PLC ......................................................................................................................................... 15 1.7- Equipos o dispositivos de programación ...................................................................................................... 17 1.8- Clasificación de los PLC ................................................................................................................................. 19 Capítulo 2- Fundamentos de circuitos lógicos .............................................. 27 2.1- Función AND ................................................................................................................................................. 27 1.1- Función OR .................................................................................................................................................... 28 2.2- Función NOT.................................................................................................................................................. 30 2.3- Función XOR .................................................................................................................................................. 32 Capítulo 3- Introducción a la programación ................................................. 33 3.1 - Data Files ........................................................................................................................................................... 33 3.2 - Escaneo de programa........................................................................................................................................ 35 3.3- Tipos de lenguaje de programación.............................................................................................................. 36 Capítulo 4- Instrucciones básicas ................................................................. 43 4.1- Instrucción examine si está cerrado (XIC) / contacto abierto....................................................................... 43 4.2- Instrucción examine si está abierto (XIO) / contacto cerrado ...................................................................... 44 4.3- Instrucción de salida Output Energize (OTE) ................................................................................................ 45 4.4- Direccionamiento de instrucciones .............................................................................................................. 47 Capítulo 5- Desarrollo de programas básicos ............................................... 53 5.1- Circuito de retención .................................................................................................................................... 53 5.2- Circuito de enclavamiento ............................................................................................................................ 54 5.3- Enclavamiento de salida (OTL) y desenclavamiento de salida (OTU) ........................................................... 57 5.4- Programación de un proceso ........................................................................................................................ 58 5.5- Circuito Jog .................................................................................................................................................... 62 5.6- Automatización de proceso de llenado continuo ......................................................................................... 64 4 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 6- Cableado de entradas y salidas .................................................. 66 6.1- Conexión de una botonera de arranque-paro (Start/Stop) .......................................................................... 66 6.2- Conexión de una botonera Foward-Reverse ................................................................................................ 68 6.3- Conexión de contacto de overload ............................................................................................................... 68 6.4- Conexión de sensores electromecánicos ...................................................................................................... 69 6.5- Conexión de sensores de presencia .............................................................................................................. 70 6.6- Conexión de salidas....................................................................................................................................... 74 Capítulo 7- RSLogix 500 y RSLinx Classic ....................................................... 78 7.1- RSlinx Classic ................................................................................................................................................. 78 7.2- RSLogix 500 ................................................................................................................................................... 81 7.3- Configuración de las comunicaciones del sistema en RSlogix500 ................................................................ 86 7.4- Crear un programa en RSLogix ...................................................................................................................... 87 7.5- Descarga de un programa del computador al PLC ........................................................................................ 89 7.6- Subir archivo del PLC a la computadora ....................................................................................................... 93 7.7- Forces ............................................................................................................................................................ 96 7.8- Agregar modulos I/O al PLC .......................................................................................................................... 98 Capítulo 8- Programación de temporizadores o timers .............................. 101 8.1- Timer On-Delay (TON) ................................................................................................................................. 102 8.2- Timer Off-Delay (TOF) ................................................................................................................................. 107 8.3- Timer retentivo (RTO) ................................................................................................................................. 109 8.4- Temporizadores en cascada........................................................................................................................ 111 Capítulo 9- Programación de contadores ................................................... 117 9.1- Contadores ascendentes / Up-Counter (CTU) ............................................................................................ 118 9.2- One–Shot Rising (OSR) ................................................................................................................................ 124 9.3- Contador descendente/ Down-Counter (CTD) ........................................................................................... 126 9.4- Contadores en cascada ............................................................................................................................... 130 9.5- Combinación de funciones de contador y temporizador ........................................................................... 134 Capítulo 10- Instrucciones de comparación ............................................... 138 10.1- Igual (EQU) .............................................................................................................................................. 138 10.2- No igual (NEQ) ......................................................................................................................................... 139 10.3- Mayor que (GRT) ..................................................................................................................................... 139 10.4- Menor que (LES) ...................................................................................................................................... 140 5 Roni Domínguez Programación de PLC 10.5- Mayor o igual (GEQ) ................................................................................................................................ 140 10.6- Menor o igual (LEQ) ................................................................................................................................ 141 10.7- Límite (LIM) ............................................................................................................................................. 143 10.8- Enmascarada para igualdad (MEQ) ......................................................................................................... 145 10.9- Programas de manipulación de datos .................................................................................................... 146 10.10- Control de lazo cerrado................................................................................................................................ 149 10.11- Entradas y salidas analógicas ....................................................................................................................... 150 Capítulo 11- Instrucciones de control de programa .................................... 157 11.1- Master Control Reset (MCR) ................................................................................................................... 157 11.2- JUMP (JMP) ............................................................................................................................................. 159 11.3- Funciones de subrutina ........................................................................................................................... 161 Capítulo 12- Instrucciones de manejo de datos .......................................... 167 12.1- Operaciones de transferencia de datos .................................................................................................. 168 12.2- Instrucción de movimiento de datos / move (MOVE) ............................................................................ 169 12.3- File/ Archivo ............................................................................................................................................ 173 12.4- Copiar archivo/file copy (COP) y archivo de relleno/ fill file (FLL) ................................................................. 174 12.5- Funciones lógica ...................................................................................................................................... 177 Capítulo 13- Instrucciones matemáticas ........................................................ 5 13.1- Suma o adición (ADD) ................................................................................................................................. 6 13.2- Restar o sustracción (SUB) .......................................................................................................................... 8 1.1- Multiplicación (MUL)....................................................................................................................................... 9 13.3- División (DIV) ............................................................................................................................................. 12 13.4- Raíz cuadrada (SQR) .................................................................................................................................. 13 13.5- Negación (NEG) ......................................................................................................................................... 14 13.6- Clear (CLR) ................................................................................................................................................. 14 13.7- Convertir a BCD (TOD)............................................................................................................................... 15 13.8- Conversión de BCD (FRD) .......................................................................................................................... 15 Capítulo 14- Secuenciadores e instrucciones de registro .............................. 18 14.1- Programas utilizando secuenciadores ...................................................................................................... 24 14.2- Comparación de secuenciador (SQC) ........................................................................................................ 27 14.3- Desplazamiento de registro de bits/ Bit Shift Registers ........................................................................... 29 6 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 15- Instalación, mantenimiento y reparación de sistemas con PLC ............................................................................................................. 38 15.1- Requerimientos de energía y circuitos de seguridad................................................................................ 39 15.2- Circuito de seguridad ................................................................................................................................ 40 15.3- Ruido eléctrico .......................................................................................................................................... 43 15.4- Corrientes de fugas en entradas y salidas ................................................................................................ 46 15.5- Sistema de puesta a tierra ........................................................................................................................ 47 15.6- Variaciones de voltaje y sobretensiones................................................................................................... 50 15.7- Mantenimiento preventivo ....................................................................................................................... 52 15.8- Solución de problemas .............................................................................................................................. 53 Capítulo 16- Relé inteligente o Smart Relay ................................................. 59 16.1- Partes de un relé programable ................................................................................................................. 60 16.2- Conexión de un relé programable ............................................................................................................ 60 1.1- Teclas de programación ................................................................................................................................ 63 18.3- Introducir el primer esquema de contactos ............................................................................................. 63 16.4- Congiguración del Smart Relay ................................................................................................................. 65 16.5- Relé, relé de función ................................................................................................................................. 69 16.6- Pantalla de esquema de contactos ........................................................................................................... 70 16.7- Uso de las teclas de cursor como pulsadores P ........................................................................................ 71 16.8- Funciones de bobina ................................................................................................................................. 73 16.9- Temporizadores ........................................................................................................................................ 75 16.10- Contadores ..................................................................................................................................................... 78 16.11- Reloj temporizador semanal .......................................................................................................................... 79 16.12- Reloj temporizador anual (Y) ......................................................................................................................... 81 16.13- Instrucciones de comparación ....................................................................................................................... 82 7 Roni Domínguez Programación de PLC 8 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 1- Introducción a los controladores lógicos programables (PLC) Las tecnologías de la automatización exigen soluciones cada vez más complejas. Por consiguiente, los equipos capaces de resolver tales cometidos y problemas también han de ser cada vez más complejos, tanto en su planificación y operación como en su mantenimiento. La mayor parte de los procesos que tienen como finalidad la creación de un producto, requieren la ejecución de una secuencia de operaciones. Esto es particularmente cierto en el caso de fabricación de piezas discretas. La secuencia de las operaciones puede realizarse manualmente o con ayuda de algún tipo de controlador. Hasta fines de la década de los sesenta, este secuenciamiento se realizaba mediante un banco de relés conectados de modo que realicen esa única tarea. A causa de ello, en gran número de industrias se tenía conocimiento acerca de ese tipo de lógica. Sin embargo puesto que esa lógica tiene serios inconvenientes, como la dificultad para el análisis y diagnóstico de fallas y para la modificación, entre otros, se hizo evidente la necesidad de un sistema más estandarizado y confiable. Estos hechos junto con la aparición y extensión de las funciones lógicas implementadas mediante tecnologías de la microelectrónica dieron como resultado el desarrollo del controlador programable (PLC). 1.1- Concepto de PLC Las siglas PLC proviene de Programmable Logic Controller, que traducido al español significa Controlador Lógico Programable. En la actualidad el término Lógico ya no es utilizado debido a que el PLC no sólo se le aplica en el control de señales digitales sino también en el procesamiento de señales analógicas, en el campo del control de los procesos industriales. Por esta razón el PLC es denominado actualmente Controlador Programable. El PLC puede ser definido como un equipo electrónico digital basado en un microprocesador, con memoria programable para almacenar instrucciones que cumplan funciones especificas, tales como lógica secuencial, de tiempo, de contaje, cálculo, etc. y desarrollado para el control de máquinas y procesos industriales. En Europa el controlador programable es denominado Autómata Programable. 9 Roni Domínguez Programación de PLC Fig. 2.- Controladores Programables El PLC como alternativa en la automatizacion industrial En el mercado local hay un sinnúmero de productos foráneos que, en general, son de calidad media o superior y los costos son bastante reducidos. En cambio los productos nacionales, generalmente tienen costos más elevados y la calidad muchas veces no es tan buena. Una de las razones por la cual otros países pueden lograr precios competitivos, es la incorporación de tecnología de punta en sus procesos productivos, sus sistemas de control están realizados a base de PLCs y otros equipos programables. Es por eso que el PLC se ha convertido en una de las alternativas más eficientes en la automatización de la industria moderna. En la mayoría de nuestras industrias se ha percibido tal necesidad de lograr mejores niveles de productividad y competitividad. Por lo que hoy en día en muchas plantas industriales existe la intención de modernizar los sistemas de control de las máquinas y de los procesos industriales y/o de adquirir nuevas máquinas con avanzados sistemas de control, para poder mejorar la productividad y competir en mejores condiciones con la industria de los países de mayor desarrollo que el nuestro. 1.2- Ventajas del PLC La implementación de sistemas automáticos con PLCs presenta muchas ventajas de tipo técnico y económico, frente a alternativas tradicionales. Entre ellas podemos mencionar: Confiabilidad: los avanzados métodos de fabricación de equipos electrónicos y el riguroso control de calidad que el fabricante realiza, hace que los PLCs sean equipos altamente confiables y no presentan fallas constructivas con frecuencia, a menos que se trate de erradas conexiones e instalaciones, como por ejemplo, las conexiones de sensores o elementos de maniobra en los módulos de entrada/salida. Menor tamaño: el volumen o espacio ocupado por un PLC en un tablero de control es mucho menor que un tablero de control implementado con dispositivos y aparatos discretos convencionales, tales como relés de control, temporizadores, contadores, programadores, secuenciadores, etc. 10 Roni Domínguez Programación de PLC Más económico: Un PLC puede sustituir a cualquier dispositivo de control convencional o de tipo electromecánico tal como relés, temporizadores, contadores, programadores, etc. El costo que implica invertir en la adquisición de estos dispositivos supera el costo del PLC; es más, hay también ahorro en la ausencia del cableado, en el menor tamaño del tablero, etc. Versatilidad: cuando se requiera realizar modificaciones en un sistema de control convencional, resulta muy engorroso, toda vez que es necesario adicionar o cambiar nuevos componentes, instalarlos, realizar el cableado, etc.; en cambio en un sistema con PLC las modificaciones sólo se traducen en cambios realizados en el programa. Además, el tiempo invertido para ambas situaciones es sustancialmente diferente. Ahorro de energía: con respecto a los tableros convencionales en el que se usan elementos electromecánicos, el consumo de energía es mucho menor debido a que la electrónica utilizada en la fabricación de los PLCs es de bajo consumo. Rapidez en el diagnóstico de fallas: las fallas son detectadas rápida y fácilmente mediante alguna de las siguientes alternativas: • • • A través de los LEDs indicadores de estado del procesador; Por medio de los LEDs indicadores de estado de los módulos de entrada/salida Mediante el software de programación con el ingreso al modo dinámico del programa y/o el acceso a la memoria de errores de la CPU. Compatibilidad con elementos sensores y actuadores: la tendencia actual en la fabricación de equipos y sistemas de control es la de arquitectura abierta. Por tal razón se pueden conectar a los PLCs dispositivos sensores y actuadores de cualquier marca, tipo o procedencia. Compatibilidad con elementos sensores y actuadores: La tendencia actual en la fabricación de equipos y sistemas de control es la de arquitectura abierta. Por tal razón se pueden conectar a los PLCs dispositivos sensores y actuadores de cualquier marca, tipo o procedencia. 1.3- Campos de Aplicación de los PLC Un PLC puede utilizarse en el control, mando y supervisión, prácticamente, de cualquier máquina o proceso, gracias a la gran cantidad de memoria y la alta velocidad de procesamiento de sus procesadores. Entre los campos de aplicación actuales se pueden enumerar los siguientes: • • • • • • • • • • Máquinas de montaje Distribución de energía Máquinas-herramientas Control de nivel de llenado Líneas de embotellamiento Fundiciones y refinerías industriales Control de temperatura Equipos de transporte Estaciones de bombeo Instalaciones de tratamiento de agua 11 Roni Domínguez • • • Programación de PLC Industria del cemento Industria alimentaria En general: control de procesos industriales y la automatización de plantas 1.4- Marcas de PLCs utilizadas En nuestro medio existe una variedad de marcas de controladores programables, muchos de ellos han venido montados en los tableros de control de máquinas y otros han sido adquiridos, de representantes en nuestro país, para la modernización de los tableros de control. Podemos citar, algunas de ellas: • • • • • • • • Allen-Bradley (USA) Siemens (Alemania) Telemecanique (Francia) Omron (Japón) Modicon (Suecia) General Electric (USA) Toshiba (Japón) Mitsubishi (Japón) 1.5- El PLC en los tableros de control 1.5.1- Sistema de Control Convencional Los tableros de control, especialmente los de control de máquinas, de tipo convencional se basan en el uso de diferentes elementos electromecánicos de control, tales como: relés de control, temporizadores, programadores, etc. Para efecto de comparación en la figura siguiente se muestra un sistema de control convencional que utiliza dispositivos electromecánicos para su operación. Fig. 4.- Sistema de Control Convencional 12 Roni Domínguez Programación de PLC Fig. 4.1- Todos los circuitos de control estaban basados en el uso de relays de control, temporizadores, etc. Los sensores recogen señales desde la máquina o proceso controlado y las envían al tablero de control. De acuerdo a la lógica del diseño del circuito de control se define la activación o desactivación de los elementos de trabajo que se controlan mediante este tablero de control por medio de los dispositivos de salida. El bloque del tablero de control consiste de un panel o tablero que incluye relés, temporizadores, programadores, etc. interconectados para energizar o desenergizar dispositivos de salida en respuesta a los estados de los dispositivos de entrada y de acuerdo con la lógica diseñada para este circuito. La lógica cableada controla la acción de los actuadores, los cuales a su vez manejan las variables de la máquina o proceso. El bloque de los dispositivos de salida, representa a los actuadores y que consisten en contactores, solenoides, electroválvulas, arrancadores de motores, etc. utilizados para gobernar a los elementos de trabajo a fin de controlar la máquina o proceso. 1.5.2- Sistema de Control con PLC En este sistema de control, que es similar al anterior, se observa que el bloque de lógica de relés ha sido reemplazado por un PLC. El PLC desarrolla las mismas o más funciones que los controladores tradicionales. En lugar de relés, se tiene un PLC en el panel de control, y la lógica de control se consigue desarrollando un programa para el PLC. En vez de una lógica cableada se tiene una lógica programada, la cual otorga a estos sistemas una gran flexibilidad, pues las modificaciones al circuito de control implican sólo modificaciones al programa. Los dispositivos de entrada y los de salida siguen siendo necesarios, tanto los sensores como los elementos de maniobra persisten. El PLC es un aparato o equipo de control que reemplaza a todo elemento de 13 Roni Domínguez Programación de PLC control, mas no así a los elementos utilizados en los circuitos de fuerza, tales como contactores, electroválvulas, etc. Fig. 5.- Sistema de Control con PLC Fig. 5.- Todos los circuitos de control estaban basados en un programa descargado en la memoria del PLC El PLC cuenta con una memoria RAM que le permite almacenar el programa. Este programa al ser ejecutado puede hacer que una máquina o un proceso puedan ser controlados con todas las ventajas que se consigue con la electrónica. 14 Roni Domínguez 1.6- Programación de PLC Estructura del PLC Un PLC tiene la misma estructura que cualquier otro sistema programable, es una especie de computadora dedicada. Básicamente esta compuesto por los siguientes componentes de acuerdo al siguiente diagrama. 1.6.1- Unidad central de procesos (CPU) La Unidad Central de Procesos es el cerebro del autómata. Está constituida básicamente por el microprocesador y la memoria. Tiene como misión procesar las señales del módulo de entradas y actuar sobre el módulo de salidas en función de las instrucciones del programa. Además, debe detectar errores de funcionamiento de propio equipo y señalizarlos a través de un pantalla de información o indicadores LED. Suele disponer de un interruptor (Run/Stop) para poner en marcha y detener la ejecución del programa. En la carcasa que aloja la CPU suele estar ubicado el interfaz de conexión por el que se realiza la comunicación con la programadora. La CPU de los autómatas suelen tener dos tipos de memoría: RAM: volátil, se borra cuando el equipo queda sin alimentación eléctrica. EPROM: no volátil, se mantiene aunque cese la alimentación eléctrica. Para salvaguardar el contenido de la memoria RAM ante cortes de la alimentación, los fabricantes recurren al uso de baterías o condensadores de alta capacidad. 15 Roni Domínguez Programación de PLC 1.6.2- Fuente de alimentación Tiene como misión convertir la corriente alterna de red eléctrica en corriente continua, para alimentar los circuitos integrados y los componentes electrónicos del interior del autómata. Por lo general, la tensión de trabajo interna suele ser de 24 V en corriente continua, pero existen modelos que trabajan a 48V. Cuando los captadores pasivos están próximos al autómata, pueden ser conectados directamente a la fuente de alimentación. Los captadores de tipo activo también pueden ser alimentados por el propio autómata, pero siempre teniendo en cuenta la corriente que consume cada uno de ellos, para evitar una sobrecargar en la fuente de alimentación. En el caso de utilizar gran cantidad captadores de este tipo, es necesaria una fuente de alimentación externa. 1.6.3- Módulo de entrada Este módulo tiene como misión recibir la información procedente del control de un proceso o una máquina. Esta información es procesada por la CPU, según el programa residente en la memoria, a este módulo se unen eléctricamente los captadores (interruptores, finales de carrera, pulsadores, sensores, detectores de posición, etc.). Las entradas digitales captan señales de tipo discreto que varían su estado ante cambios de tensión todo o nada. Es decir, el valor máximo o mínimo de la tensión de la alimentación. La CPU detecta un 1 lógico, cuando el valor es máximo, o un 0 lógico, cuando el valor es mínimo. La alimentación de las entradas digitales se realiza atendiendo al tipo de autómata y a la aplicación que va destinado: Entradas a 24 Vcc. Se conectan directamente de la fuente de alimentación del autómata o a una fuente de alimentación auxiliar. En este segundo caso, es necesario unir la masa de la fuente auxiliar con la del propio autómata. 16 Roni Domínguez Programación de PLC 1.6.4- Módulo de salidas Este módulo tiene como misión enviar las señales de activación y desactivación a los actuadores, (bobinas de contactores, relés, módulos triacs, lámparas, etc.). La información es enviada por las entradas a la CPU una vez procesada según programa, el procesador genera las órdenes al módulo de salidas para que sean activadas o desactivadas, a su vez, estos cambios se transmiten a los actuadores y preactuadores. 1.7- Equipos o dispositivos de programación Los equipos de programación son los elementos que permiten la comunicación entre el usuario y el autómata. Las funciones principales de un equipo de programación son: • • • • Introducir los programas en la memoria. Editar y modificar programas existentes en la memoria del autómata. Detectar anomalías en el formato de programación. Visualizar en tiempo real el estado de entradas y salidas. 17 Roni Domínguez Programación de PLC En la actualidad los equipos de programación que se utilizan de forma mayoritaria, son los ordenadores personales, aunque algunos fabricantes disponen aún en sus catálogos de consolas de programación portátiles. Figura 9.25. - Software de programación de autómatas en modo gráfico para entorno Windows. Para conectar el autómata con el ordenador, los fabricantes de autómatas han desarrollado interfaces de interconexión que permiten utilizar el PC como dispositivo de programación. 18 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 9.28. Autómata con terminal de programación portátil y consola de programación. 1.8- Clasificación de los PLC Atendiendo a la su modularidad, los autómatas pueden ser clasificados en tres tipos: compactos, semicompactos y modulares. 1.8.1- PLC compactos Se denominan a aquellos PLCs fabricados en una sola pieza, es decir que sus componentes básicos se encuentran integrados en una sola unidad. En esta unidad se encuentran su procesador, sus interfaces E/S y su fuente de alimentación. Ejemplos de PLC compactos Dentro de este grupo cabe destacar los que se han denominado relés programables que algunos fabricantes están desarrollando con gran éxito para aplicaciones domésticas y gestión de pequeña maquinaria. Con un teclado básico, 6 u 8 teclas situado directamente en su frontal, es posible realizar todas las tareas de programación y parametrización disponibles de una forma rápida y sencilla. Además presentan la posibilidad de ser conectadas, con el interface adecuado, a un ordenador personal para la edición, grabación e impresión de programas de usuario. 19 Roni Domínguez Programación de PLC Características del PLC de Hardware fijo o compacto Dado que este tipo de PLC reúne todos los componentes en una sola unidad, ellos tienen un número fijo de canales de entrada/salida, generalmente del tipo digital o discretas. Sin embargo, muchos de ellos soportan un número determinado de módulos de expansión, sobre todo los mini PLCs. Otros, han diseñado sus micro PLCs con la posibilidad de interconectarse entre ellos, y funcionar como un solo sistema para poder ampliar la cantidad de entradas/salidas. Las ventajas de un PLC compacto con respecto a uno modular son las siguientes: • • • • Son más económicos Por su construcción compacta son de reducido tamaño Algunas marcas incluyen entradas/salidas analógicas Son de fácil selección • Son de fácil instalación Su programación es sencilla 1.8.2- PLC modulares Se denominan así a los PLCs que tienen sus componentes separados, por bloques y donde cada bloque recibe el nombre de módulo. Entonces, en general, un PLC modular tendrá como mínimo 4 módulos: módulo del procesador, módulo de entrada, módulo de salida y módulo de la fuente. Los módulos se encuentran soportados en un chasis o rack diseñados para ello, o en un riel del tipo omega. La mayoría de los PLCs modulares soportan hasta 30 o 32 módulos de expansión. Como un PLC modular está formado por módulos hay que realizar la selección adecuada de estos módulos para lograr una configuración de acuerdo a nuestros requerimientos. Aparte de los módulos básicos que se han mencionado, existe una variedad de módulos adicionales que hacen mejorar las prestaciones de este tipo de PLC. Algunas de las ventajas del PLC modular pueden ser: • • Su configuración puede variar de acuerdo a las reales necesidades del usuario. En caso de ampliaciones y requerimientos de conectar mayor número de sensores y/o actuadores, es posible adicionar sólo más módulos de entrada/salida, sin necesidad de cambiar el procesador. • En caso de fallas en los módulos de E/S, es posible aislar el problema y reemplazar sólo el módulo defectuoso. 20 Roni Domínguez Programación de PLC Fig. 13. - PLC Modulares Componentes del PLC modular • • • • El rack o chasis La Fuente de alimentación El procesador o CPU Módulos de Entrada/Salida El rack o chasis Es una especie de gabinete que tiene la función de soportar los diferentes módulos que conforman el PLC. Incluye un bus común y conectores por cada slot o ranura (espacio que ocupa un módulo) ubicados en la parte posterior del rack. Estos conectores del rack se interconectan con el conector que tiene cada módulo para que a través de ciertos pines del conector, el módulo reciba la tensión de alimentación y a través de otros pines del conector se comunique con el procesador. Rack entradas/salidas I/O 21 Roni Domínguez Programación de PLC La Fuente de alimentación La fuente de un PLC modular ocupa generalmente el primer lugar (slot o ranura) de la izquierda del rack o chasis del PLC. Las fuentes se encuentran protegidas contra sobrecargas mediante fusibles, los cuales son de fácil reemplazo en caso necesario. La alimentación de las fuentes, por lo general, se diseñan para los siguientes niveles: 24VDC, 110VAC y 220VAC. Las tensiones de salida producida por la fuente con la finalidad de alimentar los módulos que conforman el PLC, varían de acuerdo al fabricante. Algunas marcas muy conocidas tienen fuentes que producen: 5VDC y 24VDC. El procesador o CPU La CPU al igual que las computadoras, se pueden clasificar en función de la velocidad de procesamiento de información, a la capacidad de su memoria y las funciones que pueden realizar. El tiempo que tarda para la lectura de un programa depende del número y del tipo de instrucciones. Por lo general es del orden de los milisegundos. Esto quiere decir que cualquier modificación de estado de una entrada produce casi instantáneamente una señal de salida. Los fabricantes, dentro de sus especificaciones técnicas dan a conocer, la velocidad de procesamiento en unidades de ms/Kbyte (milisegundos por kiloByte. Módulos de Entrada/Salida Debido a que existen una gran variedad de dispositivos exteriores (captadores y actuadores), encontramos diferentes tipos de módulos de entrada y salida, cada uno de los cuales sirve para manejar cierto tipo de señal (discreto o análogo) a determinado valor de tensión o corriente en DC o AC. Módulos de entradadiscreta Se usan como interfase entre los dispositivos externos denominados también captador y la CPU del PLC. Estos captadores son los encargados de la adquisición de datos del sistema, que para este caso sólo son del tipo discreto, además, tiene la característica de comunicar dos estados lógicos, activado o desactivado, o lo que es lo mismo permitir el paso o no de la señal digital (1 o 0). Los captadores pueden ser del tipo manual (botones, pulsadores, conmutadores, selectores, etc) o del tipo automático (finales de carreras, detectores de proximidad inductivos o capacitivos, interruptores de nivel, etc.). Estos módulos están diseñados mediante una estructura de cuatro funciones operacionales para el sistema de controlador, ellos son: • Adquisición: Consiste en el cableado de los captadores desde la máquina o proceso hacia el módulo de entrada. • Acondicionamiento de la señal: Establece los niveles de tensión de entrada de la máquina, a niveles lógicos convenientes, mediante resistencias limitadoras o, puentes rectificadores para el caso en que la adquisición sea en alterna. 22 Roni Domínguez • • Programación de PLC Señalización: Se dispone de lámparas indicadoras Leds, que permiten la función de diagnóstico más rápido. La tensión para el indicador puede provenir del sistema o del mismo controlador. Aislamiento: Las señales son aisladas eléctricamente como físicamente mediante dispositivos electrónicos opto-acopladores. Todos los módulos tienen también circuitos de filtrado, que suprimen las señales parásitas perjudiciales al funcionamiento del controlador. En la fig. se presenta los circuitos eléctricos equivalentes y elementales de los módulos de entrada discreta para DC y AC representativamente. Ambos tipos de interfase tienen el mismo principio, a diferencia de los de alterna que incluye una etapa previa de rectificación, allí se puede visualizar las cuatro etapas operaciones empezando por la adquisición de la señal, luego es acondicionado por un rectificador o resistencia limitadora, seguidamente es señalizada mediante un led y acoplado ópticamente; observese también que cuenta con una impedancia para el filtrado. Es importante señalar; que la mayoría de fabricantes de controladores diseñan estos módulos en varias alternativas, principalmente en: la cantidad de canales o terminales de conexión que disponen, el nivel de tensión y la corriente que manejan, con el objeto de adaptar al controlador, las diferentes magnitudes de señales de los procesos industriales y de este modo hacerlos más flexibles. Diagrama simplificado de un módulo de entrada para la entrada de una señal discreta en AC 23 Roni Domínguez Programación de PLC Diagrama simplificado de un módulo de entrada para la entrada de una señal discreta en DC Módulos de salida discreta Al igual que los módulos de entrada discreta,. estos módulos se usan como interfase entre la CPU del controlador programable y los dispositivos externos denominados actuadores, en la que solo es necesario transmitirle dos estados lógicos, activado o desactivado. Los actuadores que se conectan a estas interfases pueden ser: Contactores, relés. lámparas indicadoras, electroválvulas, displays y anunciadores, etc. La estructura de estos módulos contempla también funciones operacionales estas son: • • • Terminación: Alambrado desde el módulo hacia los actuadores que se encuentran cerca de la máquina o proceso. Acondicionamiento de la señal: convierte las señales provenientes de la CPU de un nivel lógico a un control de conexión y desconexión. Aislamiento: Las señales aisladas mediante dispositivos apto acopladores. Existen de acuerdo a su diseño, diversos tipos de módulos de salida, donde cada uno de ellos se destaca según el tipo de corriente que maneja. Así, los del tipo transistor para corriente continua, mientras que los del tipo triac y relé para corriente alterna. Tipos de tecnologías para módulo de salidas discretas 24 Roni Domínguez Programación de PLC Tipos de tecnologías para módulo de salidas discretas Módulos de salida discreta tipo transistor Su principio de funcionamiento es en base a transistores, lo que significa una constitución íntegramente en estado sólido con características para trabajar en corriente continua (DC) de larga vida útil y con bajo nivel de corriente. Interfases para salida discreta en DC tipo transistor Módulos de salidadiscretatipo TRIAC Estas interfases funcionan mediante la conmutación de un triac, son igualmente en estado sólido y se usan para manejar señales en corriente alterna. Módulos de salidadiscretatipo relé Estos módulos a diferencia de los anteriores, están compuestos por dispositivos electrónicos y un micro relé electromagnético de conmutación. Su campo de acción le permite trabajar en AC y DC y con diferentes niveles de tensión, con la ventaja de manejar corrientes más elevadas y con el inconveniente de una corta vida útil debido al desgaste de la parte móvil de los contactos. Durante su funcionamiento estos módulos se caracterizan respecto a lo de estado sólido, por el reconocible sonido de los contactos de conmutación que emiten los micro - relés. 25 Roni Domínguez Programación de PLC Interfases para salida discreta en AC tipo relé Lenguajes de Programación Actualmente existen varios lenguajes de programación de PLCs, los cuales son utilizados por los diversos fabricantes. En general, los lenguajes de programación más difundidos en nuestro medio son los siguientes: • • • • Lista de Instrucciones (IL) Diagrama de Bloques de Funciones (FBD) Diagrama de contactos (LD) Diagrama de contactos (LD) 26 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 2- Fundamentos de circuitos lógicos El PLC, como todos los equipos digitales, funciona según el principio binario. El sistema binario se refiere al principio en que una salida o entrada en el PLC, puede tener dos estados posibles. Estos estados son 1 y 0, el 1 corresponde a encendido y el 0 a apagado. El 1 y 0 pueden representar ON u OFF, abierto o cerrado, verdadero o falso, alto o bajo, o cualesquiera otras dos condiciones.En este sistema no hay un estado intermedio, por lo que cuando se procesa la información, el resultado es sí o no. Una puerta lógica es un circuito con varias entradas pero solo una salida que se activa mediante combinaciones particulares de condiciones de entrada. El concepto binario de dos estados, aplicado a las puertas, puede ser la base para tomar decisiones. La lógica es la capacidad de tomar decisiones cuando uno o más factores diferentes deben tenerse en cuenta antes de tomar una acción. Esta es la base para la operación del PLC, donde se requiere que un dispositivo funcione cuando se cumplen ciertas condiciones. 2.1- Función AND El símbolo dibujado en la Figura 4-3 es el de una puerta AND. Una compuerta AND es un dispositivo con dos o más entradas y una salida. La salida de la compuerta AND es 1 solo si todas las entradas son 1. La tabla de verdad AND en la Figura 4-3 muestra la salida resultante de cada una de las combinaciones de entrada posibles. Las tablas de verdad de la puerta lógica muestran cada entrada posible a la puerta o circuito y la salida resultante dependiendo de la combinación de la (s) entrada (s). Figura 4-3- La salida Y solo será verdadera cuando las entradas A y B sean verdaderas 27 Roni Domínguez Programación de PLC Estado de la compuerta AND en varios casos. Observar que la salida es 1 cuando las entradas A y B sean 1, de lo contrario será 0. Si este circuito se diseñara en un circuito eléctrico sería dos interruptores (SW-A y SW-B) en serie. Esta configuración logra que la bmbilla encienda solo cuando el interruptor SW-A y SW-B estén cerrados (un 1 lógico). La bombilla solo encenderá cuando se cierren los dos interruptores 1.1- Función OR El símbolo dibujado en la Figura 4-6 es el de una compuerta OR. Una compuerta OR puede tener cualquier cantidad de entradas pero solo una salida. La salida de la compuerta OR es 1 si una o más entradas son 1. La tabla de verdad en la Figura 4-6 muestra la salida Y resultante de cada combinación de entrada posible. 28 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 4-6- La salida Y solo será verdadera cuando las entradas A o B sea verdadera Estado de la compuerta OR en varios casos. Observar que la salida es 1 cuando cualquiera de las entradas es 1 Si este circuito se diseñara en un circuito eléctrico sería dos interruptores (SW-A y SW-B) en paralelo. Esta configuración logra que la bmbilla encienda cuando cualquiera de los interruptores SW-A y SW-B estén cerrados (un 1 lógico). Si todos los interrupres están abiertos la salida será OFF o 0 lógico. . 29 Roni Domínguez 2.2- Programación de PLC Función NOT El símbolo dibujado en la Figura 4-9 es el de una compuerta NOT. A diferencia de las compuertas AND y OR que pueden tener varias entradas, la compuerta NOT solo tiene una sola entrada. El resultado obtenido en la salida de esta compuerta es lo inverso de la entrada, es decir si la entrada es un 1 lógico, la salida será un 0 lógico, y viceversa. Este circuito se puede contruir conectando en serie con una bombilla un pulsador normalmente cerrado. Mientras el pulsador no esté presionado la bombilla estará encendida, cuando se presiona el pulsador el contacto se abre cortando la corriente eléctrica y apagándose la bombilla. La función NOT se puede utilizer en conjunción con la compuerta AND y la compuerta OR. La figura 4-11 muestra la función NOT conectada a una de las entradas de una compuerta AND. Si analizamos este caso: si mantenemos la entrada A siempre con energía y variamos la entrada B, se observa que cuando B es 0 , es negada por la compuera NOT dando como salida un 1 lógico, como finalmente a la compuerta AND entran 1 lógico por ambas entradas la salida será verdadera. 30 Roni Domínguez Programación de PLC 2.2.1- Función NAND La señal de salida se activa siempre que no se activen todas las de entrada. Equivale a combinar una puerta AND y una NOT. La salida Y solo será falsa cuando las entradas A y B sean verdaderas El circuito eléctrico para lograr la compuerta NAND consiste de dos pulsadores normalmente cerrados conectados en paralelo. Observar que para que la salida la bombilla se apague hay que presionar al mismo tiempo los pulsadores PB1 y PB2. 2.2.2- Función NOR La señal de salida se activa cuando todas las señales de entrada están inactivas. Equivale a combinar una puerta OR y una NOT. La salida Y solo será verdadera cuando las entradas A y B sean falsas 31 Roni Domínguez Programación de PLC El circuito eléctrico para lograr la compuerta NOR consiste de dos pulsadores normalmente cerrados conectados en serie. Observar que para que la salida la bombilla se apague basta con presionar el pulsador PB1 o el pulsador PB2. 2.3- Función XOR La salida será verdadera solo cuando una de las entradas sea verdadera. 32 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 3- Introducción a la programación Si bien los conceptos fundamentales de la programación de PLC son comunes a todos los fabricantes, las diferencias en la organización de la memoria, el direccionamiento de E / S y el conjunto de instrucciones significan que los programas de PLC nunca son perfectamente intercambiables entre diferentes fabricantes. Incluso dentro de la misma línea de productos de un solo fabricante, los diferentes modelos pueden no ser directamente compatibles. El mapa o estructura de memoria para un procesador PLC consta de varias áreas, algunas de las cuales tienen roles específicos. Los PLC Allen-Bradley tienen dos estructuras de memoria diferentes identificadas por los términos sistemas basados en rack y sistemas basados en etiquetas. La familia de controladores SLC 500 utiliza una estructura de memoria fija basada en rack. Las direcciones de E/S se derivan utilizando la ubicación de la ranura de los módulos de entrada y salida dentro del rack del PLC. En comparación, el ControlLogix 5000. La serie de controladores utiliza una estructura de memoria basada en etiquetas para asignar y hacer referencia a ubicaciones de memoria. Una etiqueta es un nombre descriptivo para una ubicación de memoria. En las estructuras de memoria basadas en etiquetas no hay áreas fijas de memoria asignadas para direcciones de E / S u otros tipos de datos. La organización de la memoria para sistemas basados en bastidor se tratará en detalle en este capítulo y la de los sistemas basados en etiquetas. La organización de la memoria tiene en cuenta la forma en que un PLC divide la memoria disponible en diferentes secciones. El espacio de memoria se puede dividir en dos grandes categorías: program file y data file. Las secciones individuales, su orden y la longitud de las secciones variarán y pueden ser fijas o variables, según el fabricante y el modelo. • El program file o archivos del programa son la parte de la memoria del procesador que almacena el programa de lógica de escalera de usuario. El programa representa la mayor parte de la memoria total de un sistema de PLC dado. Contiene la lógica de escalera que controla el funcionamiento de la máquina. Esta lógica consta de instrucciones que se programan en un formato de lógica de escalera. • Data files almacenan la información necesaria para llevar a cabo el programa de usuario. Esto incluye información como el estado de los dispositivos de entrada y salida, valores de temporizador y contador, almacenamiento de datos, etc. 3.1 - Data Files La parte del archivo de datos (Figura 5-3) de la memoria del procesador almacena el estado de entrada y salida, el estado del procesador, el estado de varios bits y datos numéricos. Se accede a toda esta información a través del programa de lógica de escalera. Estos archivos están organizados por el tipo de datos que contienen y pueden incluir: • Output (file 0): Este archivo almacena el estado de los terminales de salida para el controlador. 33 Roni Domínguez Programación de PLC • • Input (file 1): este archivo almacena el estado de los terminales de entrada para el controlador. Status (file 2): Este archivo almacena información de operación del controlador y es útil para solucionar problemas de operación del controlador y el programa. • • Bit (file 3): Este archivo se utiliza para el almacenamiento de relays internos del programa. Timer (file 4): se utiliza para almacener los temporizadores, , sus valores acumulado y los valores preestablecidos y los bits de estado. • Counter (file 5): Este archivo almacena el contador, sus valores acumulado y los valores preestablecidos y los bits de estado. Control (file 6): Este archivo almacena la longitud, la posición del puntero y el bit de estado para instrucciones específicas como registros de desplazamiento y secuenciadores. • • Integer (file 7): Este archivo se utiliza para almacenar valores de números enteros o información de bits. • Float (file 8): El archivo flotante se usa para almacenar datos numéricos fraccionarios o valores numéricos mayores que 32,767. 34 Roni Domínguez Programación de PLC El formato de dirección de E / S para la familia de PLC SLC se muestra en la Figura 5-4. El formato consta de las siguientes tres partes: Parte 1: I para entrada, y dos puntos para separar el tipo de módulo de la ranura. O para salida y dos puntos para separar el tipo de módulo de la ranura. Parte 2: el número de ranura o slot del módulo y una barra diagonal para separar la ranura del tornillo del terminal. Parte 3: El número de terminal de tornillo. 3.2 - Escaneo de programa Cuando un PLC ejecuta un programa, debe saber, en tiempo real, cuándo están cambiando los dispositivos externos que controlan un proceso. Durante cada ciclo operativo, el procesador lee todas las entradas, toma estos valores y energiza o desenergiza las salidas de acuerdo con el programa del usuario. Este proceso se conoce como ciclo de exploración del programa. La Figura 5-8 ilustra un solo ciclo de operación del PLC que consiste en el escaneo de entrada, escaneo de programa, escaneo de salida y tareas de mantenimiento. Debido a que las entradas pueden cambiar en cualquier momento, repite constantemente este ciclo siempre que el PLC esté en modo RUN. El tiempo que lleva completar un ciclo de escaneo se llama tiempo de ciclo de escaneo e indica qué tan rápido puede reaccionar el controlador a los cambios en las entradas. El tiempo requerido para realizar un solo escaneo puede variar de aproximadamente 1 a 20 ms. Si un controlador tiene que reaccionar a una señal de entrada que cambia de estado dos veces durante el tiempo de exploración, es posible que el PLC nunca pueda detectar este cambio. Por ejemplo, si la CPU tarda 8 ms en escanear un programa, y un contacto de entrada se abre y cierra cada 4 ms, es posible que el programa no responda al estado de cambio del contacto. La CPU detectará un cambio si ocurre durante la actualización del archivo de 35 Roni Domínguez Programación de PLC entrada, pero la CPU no responderá a cada cambio. El tiempo de exploración es una función de lo siguiente: • • • • La velocidad del módulo del procesador. La duración del programa de escalera. El tipo de instrucciones ejecutadas La longitud del programa 3.3- Tipos de lenguaje de programación Fue la tercera parte del estándar IEC 61131, el que consideró estos lenguajes para la programación de los PLCs. Este estándar se ha designado como IEC 61131-3 aunque solía ser designado como IEC 1131, antes de que el sistema de numeración cambiase por la comisión internacional electrotécnica. De este modo se definieron los siguientes cinco lenguajes: • • • Diagrama de Funciones Secuenciales (SFC) – un lenguaje de bloques de funciones secuenciales; Diagrama de Bloques de Funciones (FBD) – un lenguaje de diagramas de bloques secuenciales; Diagramas de Tipo Escalera (LАD) – un lenguaje de diagramas de relés (denominado de tipo escalera); • Texto Estructurado (ST) – un lenguaje de alto nivel como el del tipo de texto estructurado (similar a C y, sobre todo a Pascal); • Lista de instrucciones (IL o STL) – lenguaje de tipo ensamblador con uso de acumuladores. En resumen, los lenguajes de programación para PLC son de dos tipos, visuales y escritos. Los visuales (SFC, FBD y LAD) admiten estructurar el programa por medio de símbolos gráficos, similares a los que se 36 Roni Domínguez Programación de PLC han venido utilizando para describir los sistemas de automatización, planos esquemáticos y diagramas de bloques. Sin embargo, los escritos (ST e IL o STL) son listados de sentencias que describen las funciones a ejecutar. Los programadores de PLC poseen formación en múltiples disciplinas y esto determina que exista diversidad de lenguajes. Los programadores de aplicaciones familiarizados con el área industrial prefieren lenguajes visuales, por su parte quienes tienen formación en electrónica e informática optan, inicialmente por los lenguajes escritos. A continuación se expondrán las características y funciones más básicas de este tipo de lenguajes así como un extracto representativo de cada uno de ellos. 3.3.1- Programación en escalera vs lista de instrucciones El lenguaje de diagrama de escalera es el lenguaje de PLC más utilizado y está diseñado para imitar la lógica del relé o cableada. El diagrama de escalera es popular para aquellos que prefieren definir acciones de control en términos de contactos de relé y bobinas, y otras funciones como instrucciones de bloque. La Figura 5-15 muestra una comparación de la programación del diagrama de escalera y la programación de lista de instrucciones. La Figura 5-15a muestra el circuito de control cableado del relé original. La Figura 5-15b muestra el diagrama de escalera lógica equivalente programado en un PLC. Tenga en cuenta cuán parecido se parece el programa de diagrama de escalera al circuito de relé cableado. El direccionamiento de entrada / salida es generalmente diferente para cada fabricante de PLC. La Figura 5-15c muestra cómo se podría programar el circuito cableado original utilizando el lenguaje de programación de lista de instrucciones. Tenga en cuenta que la lista de instrucciones consta de una serie de instrucciones que se refieren a las funciones básicas de compuerta lógica AND, OR y NOT. Figura 5-15 - Comparación del diagrama de escalera y la programación en lista de instrucciones. 3.3.2- Programación en bloque de función La programación en bloques utiliza instrucciones que se programan como bloques conectados entre si para realizar ciertas funciones. Los tipos típicos de bloques compuertas lógicas, temporizadores y contadores. Los diagramas de bloques son similares en diseño a los diagramas de bloques eléctricos / electrónicos utilizados para simplificar sistemas complejos. El concepto principal detrás de un diagrama de bloques funcional es el flujo de datos. Los bloques están unidos para completar un circuito que satisface un requisito de control. Los datos fluyen en una ruta desde las entradas, a través de bloques de funciones o instrucciones, y luego hasta las salidas. 37 Roni Domínguez Programación de PLC El uso de bloques de funciones para la programación de controladores lógicos programables (PLC) está ganando una mayor aceptación. En lugar de la clásica representación de contactos y bobinas de diagrama de escalera o programación lógica de escalera de relé, los bloques de funciones presentan una imagen gráfica al programador con algoritmos subyacentes ya definidos. El programador simplemente completa la información necesaria dentro del bloque para completar esa fase del programa. La Figura 516 muestra los equivalentes del diagrama de bloques de funciones a los contactos lógicos de escalera. Figura 5-16 Diagramas de bloques de funciones equivalentes a contactos lógicos de escalera. La Figura 5-17 ilustra cómo el diagrama de escalera y la programación del diagrama de bloques funcional podrían usarse para producir la misma salida lógica. Para esta aplicación, el objetivo es encender la luz piloto de precaución PL 1 siempre que tanto el interruptor del sensor 1 como el interruptor del sensor 2 estén cerrados. La lógica de escalera consiste en un solo peldaño a través de la alimentación. Este peldaño contiene las dos instrucciones del sensor de entrada programadas en serie con la instrucción de salida de luz piloto. La solución de bloque de función consiste en un bloque lógico Booleano AND con dos etiquetas de referencia de entrada para los sensores y una etiqueta de referencia de salida única para la luz piloto. Tenga en cuenta que no hay rieles de alimentación en el diagrama de bloques de funciones. 38 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 5-17 Diagramas de bloques de funciones equivalentes a contactos lógicos de escalera. 3.3.3- Diagrama de funciones secuenciales (SFC) Este lenguaje de programación para los PLCs se trata de un método gráfico de modelado y descripción de sistemas de automatismos secuenciales, en los que el estado que adquiere el sistema ante el cambio de una entrada depende de los estados anteriores. Se trata de programas que están bien estructurados y cuyos elementos básicos son las etapas, las acciones y las transiciones. De este modo, una secuencia en SFC se compone de una serie de etapas representadas por cajas rectangulares y que se encuentran conectadas entre sí por líneas verticales. Así, cada etapa representa un estado particular del sistema y cada línea vertical a una transición. Estas transiciones están asociadas a una condición “verdadero/falso”, dando paso así a la desactivación de la etapa que la precede y activación de la posterior. El lenguaje de programación de diagrama de función secuencial es similar a un diagrama de flujo de su proceso. La programación SFC está diseñada para acomodar la programación de procesos más complejos. Este tipo de programa se puede dividir en pasos con múltiples operaciones que ocurren en ramas paralelas. Los elementos básicos de un programa de diagrama de funciones secuenciales son: • Cuadro de estado: vienen a simbolizar una etapa o un momento en el proceso que se diferencia de los demás. El cuadro inicial, que representa la situación de reset, se representa con un cuadrado doble. A cada uno de estos cuadros se le asocia un número, además cada uno de los cuadros tendrá una o varias acciones asociadas. • Líneas de evolución: representan la unión entre actividades consecutivas, de modo que siempre se recorrerán de arriba hacia abajo, de una etapa a otra. En estas líneas de evolución pueden presentarse actividades secuenciales, divergencias o convergencias. 39 Roni Domínguez • Programación de PLC Transiciones en líneas de evolución: nos indicarán las condiciones lógicas que deben de darse en el entorno para poder hacer una transición de un cuadro de estado al siguiente. El funcionamiento del proceso es tal que se basará en la utilización de dos hechos: • Una etapa se activará cuando estando activa la etapa inmediatamente anterior a ella se cumplan las condiciones de transición que se reflejan en la línea de evolución que conecta una etapa con la siguiente. En dicho momento se realizará la transición entre estas dos etapas, desactivándose la etapa anterior y activándose la nueva etapa. • Una acción se deberá ejecutar si la etapa a la que está asociada está activa. Una vez obtenida la secuencia del programa en Grafcet lo siguiente será la implementación en el lenguaje apropiado para el autómata programable, controlador o sistema escogido. La traducción es bastante sistemática y sencilla. 40 Roni Domínguez Programación de PLC Aplicación práctica diagrama de funciones secuenciales Pongamos por ejemplo la implementación de un sistema tal que funcione como una lavadora, pero de manera algo más sencilla. Como etapa inicial tendremos el estado de reposo. La lavadora permanecerá en dicho estado hasta que un usuario pulse el botón de marcha. Una vez pulsado el botón comenzará un ciclo de lavado en el que el motor girará a velocidad V1 durante 100 vueltas. Cuando concluya este proceso girará en sentido contrario a velocidad V1 durante 100 vueltas. Tras esto permanecerá parado durante un minuto. Finalmente antes de volver al estado de reposo hará el proceso de centrifugado, en el que girará durante 200 vueltas a velocidad V2 y después esperará Otro minuto. Ejemplo de diagrama de funciones secuenciales (SFC) 41 Roni Domínguez Programación de PLC 3.3.4- Texto estructurado (ST) El texto estructurado es un lenguaje de texto de alto nivel utilizado principalmente para implementar procedimientos complejos que no se pueden expresar fácilmente con lenguajes gráficos. El texto estructurado usa declaraciones para definir qué ejecutar. La Figura 5-19 ilustra cómo la programación de texto estructurado y diagrama de escalera podría usarse para producir la misma salida lógica. Para esta aplicación, el objetivo es energizar SOL 1 cuando exista cualquiera de las dos condiciones de circuito siguientes: • • Los interruptores del sensor 1 y del sensor 2 deben estar cerrados. Los interruptores del Sensor 3 y Sensor 4 deben estar cerrados y el interruptor del sensor 5 está debe estar abierto. 42 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 4- Instrucciones básicas 4.1- Instrucción examine si está cerrado (XIC) / contacto abierto El símbolo de la instrucción Examinar si está cerrado (XIC) se muestra en la Figura 5-20. La instrucción XIC. Esta instrucción le pide al procesador del PLC que examine si el contacto está cerrado. Figura 5-20 Instrucción examine si está cerrado (XIC) / contacto abierto Lo hace examinando el bit en la ubicación de memoria especificada por la dirección de la siguiente manera: • El bit de memoria se establece en 1 o 0 según el estado del dispositivo de entrada (físico) o la dirección de relé interna (lógica) asociada con ese bit. • • • Un 1 corresponde a un estado verdadero o en condición. Un 0 corresponde a un estado falso o condición de apagado. Cuando la instrucción Examine-on está asociada con una entrada física, la instrucción se establecerá en 1 cuando hay una entrada física (se aplica voltaje al terminal de entrada), y 0 cuando no hay una entrada física presente (no se aplica voltaje a El terminal de entrada). • 43 Roni Domínguez 4.2- Programación de PLC Instrucción examine si está abierto (XIO) / contacto cerrado El símbolo de la instrucción Examinar si está abierto (XIO) se muestra en la Figura 5-21. Esta funciona como un contacto de relé normalmente cerrado. Asociado con cada instrucción XIO hay un bit de memoria vinculado al estado de un dispositivo de entrada o una condición lógica interna en un renglón. Esta instrucción le pide al procesador del PLC que examine si el contacto está abierto. Lo hace examinando el bit en la ubicación de memoria especificada por la dirección de la siguiente manera: • Al igual que con cualquier otra entrada, el bit de memoria se establece en 1 o 0, según el estado del dispositivo de entrada (físico) o la dirección de relé interna (lógica) asociada con ese bit. • Cuando la instrucción XIO se usa para examinar una entrada física, la instrucción se interpretará como falsa cuando haya una entrada física (voltaje) presente (el bit es 1) y se interpretará como verdadera cuando no haya entrada física presente (el bit es 0). Instrucción examine si está abierto (XIO) / contacto cerrado 44 Roni Domínguez 4.3- Programación de PLC Instrucción de salida Output Energize (OTE) El símbolo de la instrucción bobina de salida, Output Energize (OTE) se muestra en la Figura 5-23. La instrucción OTE se ve y funciona como una bobina de relé y está asociada con un bit de memoria. Esta instrucción le indica al PLC que energice (encienda) o desenergice (apague) la salida. El procesador hace que esta instrucción sea verdadera (análoga a la activación de una bobina) cuando hay una ruta lógica de instrucciones XIC y XIO verdaderas en el renglón. El funcionamiento de la instrucción Output Energize se puede resumir de la siguiente manera: • • • El bit de estado de la instrucción Output Energize direccionada se establece en 1 para energizar la salida y en 0 para desenergizar la salida. Si se establece una ruta lógica verdadera con las instrucciones de entrada en el renglón, la instrucción OTE se activa y el dispositivo de salida conectado a su terminal se activa. Si no se puede establecer un camino lógico verdadero o las condiciones del renglón se vuelven falsas, la instrucción OTE se desactiva y el dispositivo de salida conectado a él se apaga. A veces, los programadores principiantes que están acostumbrados a pensar en términos de circuitos de control de relés cableados tienden a usar el mismo tipo de contacto (NO o NC) en el programa de lógica de escalera que corresponde al tipo de interruptor de campo conectado a la entrada discreta. Si bien esto es cierto en muchos casos, no es la mejor manera de pensar. Un mejor enfoque es separar la acción del dispositivo de campo de la acción de los bits del PLC como se ilustra en la Figura 5-24. Una señal presente hace que el bit NO (1) sea verdadero; una señal ausente hace que el bit NO (0) sea falso. Lo contrario es 45 Roni Domínguez Programación de PLC cierto para un bit NC. Una señal presente hace que el bit NC (1) sea falso; una señal ausente hace que el bit NC (0) sea verdadero. Figura 5-24 Separando la acción del circuito exterior y el programa en el PLC La función principal del programa de diagrama de lógica de escalera es controlar las salidas en función de las condiciones de entrada, como se ilustra en la Figura 5-25. Este control se logra mediante el uso de lo que se conoce como peldaño de escalera. En general, un renglón consiste en un conjunto de condiciones de entrada, representadas por instrucciones de contacto, y una instrucción de salida al final del renglón, representada por el símbolo de la bobina. Figura 5-25 Diagrama de lógica de escalera Se hace referencia a cada símbolo de contacto o bobina con una dirección que identifica lo que se está evaluando y lo que se está controlando. La misma instrucción de contacto se puede utilizar en todo el 46 Roni Domínguez Programación de PLC programa siempre que sea necesario evaluar esa condición. Si bien esto es cierto para las instrucciones de contacto XIO y XIC, no se puede decir lo mismo de las instrucciones de la bobina OTE. Un error común para el programador novato es colocar la misma instrucción OTE direccionada en varios peldaños dentro del mismo programa. Esta práctica se debe evitar ya que conducirá a resultados impredecibles del programa. El número de relés lógicos de escalera e instrucciones de entrada y salida está limitado solo por el tamaño de la memoria. La mayoría de los PLC permiten más de una salida por peldaño. Para que una salida se active o energice, debe existir al menos una ruta lógica verdadera de izquierda a derecha, como se ilustra en la Figura 5-26. Una ruta cerrada completa se conoce como que tiene continuidad lógica. Cuando existe continuidad lógica en al menos un camino, se dice que la condición de renglón y la instrucción de salida OTE o bobina son verdaderas. La condición de renglón y la instrucción OTE son falsas si no se ha establecido una ruta de continuidad lógica. Durante la operación del controlador, el procesador evalúa la lógica del renglón y cambia el estado de las salidas de acuerdo con la continuidad lógica de los renglones. Figura 5-26 Continuidad lógica 4.4- Direccionamiento de instrucciones Para completar la entrada de una instrucción de tipo relé, debe asignar una dirección a cada instrucción. Esta dirección indica qué entrada del PLC está conectada a qué dispositivo de entrada y qué salida del PLC controlará qué dispositivo de salida. El direccionamiento de entradas y salidas reales, así como las internas, depende del modelo de PLC utilizado. Los formatos de direccionamiento pueden variar de una familia de PLC a otra, así como para diferentes fabricantes. Estas direcciones se pueden representar en decimal, octal o hexadecimal según el sistema de números utilizado por el PLC. La dirección identifica la función de una instrucción y la vincula a un bit particular en la porción de la tabla de datos de la memoria. La Figura 5-27 muestra el formato de direccionamiento para un controlador Allen-Bradley SLC 500. Las direcciones contienen el número de ranura del módulo donde están conectados los dispositivos de entrada o salida. Las direcciones están formateadas como tipo de archivo, número de archivo, número de ranura y bit. 47 Roni Domínguez Programación de PLC En los PLC modulares SLC 500, el procesador o CPU está ubicado en el Slot o ranura “0”, mientras que los módulos de entradas y salidas se ubican en las demás ranuras. En este ejemplo la entrada está en el terminal o bit de entrada 12, en el slot 3 del PLC, por lo que la dirección en el programa para los contactos se escribe como I:3/12 Mientras que la salida está ubicada en el terminal o bit de salida 6 en el slot 4, por lo que la dirección en el programa para las bobinas de salidas se escribe como O:4/6 Figura 5-27 Formato de direccionamiento para un controlador Allen-Bradley SLC 500. En el caso de los PLC Allen-Bradley compacto como por ejemplo el Micrologix 1000 la dirección de sus salidas y entradas están en el slot “0” cero en el mismo procesador o CPU, por lo que una entrada se puede direccionar por ejemplo: 48 Roni Domínguez Programación de PLC El pulsador C, como está conectado en el terminal o Bit número 3 se direcciona como: I:0/3 La bombilla Yellow, como está conectada en el terminal o Bit número 2 se direcciona como: O:0/2 Por lo que en estas direcciones asignadas es que se programarán las salidas o entradas a ejecutar. 4.5- Instrucciones de rama o brach Las instrucciones rama se utilizan para crear rutas paralelas de instrucciones de condición de entrada. Esto permite más de una combinación de condiciones de entrada (lógica OR) para establecer la continuidad lógica en un renglón. La figura 5-29 ilustra una instrucción de ramificación típica. El renglón será verdadero si cualquiera de las instrucciones A o B es verdadera. Figura 5-29 Instrucción de ramificación típica. La ramificación de entrada mediante la formación de ramificaciones paralelas se puede utilizar en su programa de aplicación para permitir más de una combinación de condiciones de entrada. Si al menos una de estas ramas paralelas forma una ruta lógica verdadera, la lógica del renglón es verdadera y la 49 Roni Domínguez Programación de PLC salida se activará. Si ninguna de las ramas paralelas completa una ruta lógica, no se establece la continuidad lógica del renglón y la salida se desactivará. En el ejemplo que se muestra en la Figura 5-30, A y B, o C proporcionan continuidad lógica y energizan la salida D. Figura 5-30 Ramas de entrada paralelas. En la mayoría de los modelos de PLC, se pueden establecer ramas en las partes de entrada y salida de un renglón. Con la ramificación de salida, puede programar salidas paralelas en un renglón para permitir que una ruta lógica verdadera controle múltiples salidas, como se ilustra en la Figura 5-31. Cuando la ruta del renglón se hace verdadera, todas las salidas paralelas se vuelven verdaderas. En el ejemplo que se muestra, A o B proporcionan una ruta lógica verdadera a las tres instrucciones de salida: C, D y E. Figura 5-31 Conexión de salida en paralelo Algunos fabricantes de PLC prácticamente no tienen limitaciones en los elementos de serie permitidos, ramificaciones paralelas o salidas. Para otros, puede haber limitaciones en el número de instrucciones de contacto en serie que se pueden incluir en un peldaño de un diagrama de escalera, así como limitaciones en el número de ramas paralelas. Además, hay una limitación adicional con algunos PLC: solo una salida por renglón y la salida debe ubicarse al final del renglón. La única limitación en el número de peldaños es el tamaño de la memoria. La Figura 5-36 muestra el diagrama de limitación de matriz para un PLC típico. Es posible un máximo de siete líneas paralelas y 10 contactos en serie por peldaño. Figura 5-36 Diagrama matriz de contacto y su limitación en PLC. 4.6- Instrucción de relé interno (B3) La mayoría de los PLC tienen un área de memoria asignada para lo que se conoce como bits de almacenamiento interno. Estos bits de almacenamiento también se denominan salidas internas, bobinas internas, relés de control interno o simplemente bits internos. Las salidas internas son señales de 50 Roni Domínguez Programación de PLC encendido / apagado generadas por lógica programada. A diferencia de una salida discreta, una salida interna no controla directamente un dispositivo de campo de salida. La salida interna funciona como cualquier salida controlada por lógica programada; sin embargo, la salida se usa estrictamente para fines internos. La ventaja de usar salidas internas es que hay muchas situaciones en las que se requiere una instrucción de salida en un programa pero no se necesita conexión física a un dispositivo de campo. Si no hay salidas físicas conectadas a una dirección de bit, la dirección puede usarse como un punto de almacenamiento interno. El usuario puede programar bits o puntos de almacenamiento interno para realizar funciones de relé sin ocupar una salida física. De esta forma, las salidas internas pueden minimizar los requisitos de puntos del módulo de salida siempre que sea práctico. Las salidas internas son simples bit que son almacenados en la memoria y se direccionan como tales. Los controladores SLC 500 o de la serie Micrologix utilizan el archivo de bits B3 para el almacenamiento. El direccionamiento para el bit B3: 1/3 ilustrado en la Figura 5-41 consiste en el número de archivo seguido de palabras y números de bits. Figura 5-41 Los controladores SLC 500 y Micrologix usan el archivo de bits B3 para el direccionamiento de bits interno. Se puede usar un relé de control interno cuando un programa requiere más contactos en serie de los que permite el renglón. La Figura 5-42 muestra un circuito que permite solo 7 contactos en serie cuando 12 son realmente necesarios para la lógica programada. Para resolver este problema, los contactos se dividen en dos peldaños. El renglón 1 contiene siete de los contactos requeridos y está programado para controlar la bobina de relé interna B3:1/3. La dirección del primer contacto programado en el renglón 2 es B3:1/3 seguido de los cinco contactos restantes y la salida discreta. Cuando la lógica que controla la salida interna es verdadera, el bit de referencia B3:1/3 se activa o establece en 1. La ventaja de un bit de almacenamiento interno de esta manera es que evita que se utilice un bit de salida. 51 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 5-42 Control de relé interno programado. 52 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 5- Desarrollo de programas básicos 5.1- Circuito de retención Los circuitos retención son muy comunes tanto en la lógica del relé como en la lógica del PLC. Esencialmente, un circuito retención es un método para mantener el flujo de corriente después de presionar y soltar un interruptor momentáneo. En este tipo de circuitos, el contacto de retención generalmente está en paralelo con el dispositivo momentáneo. El circuito de parada / arranque del motor que se muestra en la Figura 6-46 es un ejemplo típico de un circuito de retención. El circuito cableado consiste en un botón STOP de parada normalmente cerrado en serie con un botón START de inicio normalmente abierto. El contacto auxiliar de retención del contactor está conectado en paralelo con el botón START de arranque para mantener la bobina de arranque energizada cuando se suelta el botón START de arranque. Observar que el botón STOP se programa con un contacto abierto XIC, esto es debido a que como el pulsador STOP tiene un contacto N.C ya está mandando un bit con una entrada lógica 1, es decir manda a cerrar el contacto STOP programado ( el color verde en sus extremos indica que está cerrado). Figura 6-46 Circuito de retención programado y cableado. 53 Roni Domínguez Programación de PLC La Figura 6-47 muestra un diagrama de cableado del PLC del circuito de retención del motor utilizando un controlador Allen-Bradley Pico. El controlador se programa utilizando la lógica de escalera. Cada elemento de programación se puede ingresar directamente a través de la pantalla. Este controlador también le permite programar el circuito desde una computadora personal utilizando el software de programación PicoSoft. Figura 6-47 Cableado de las entradas y salidas para el arranque/paro de un motor utilizando un PLC AllenBradley Pico. 5.2- Circuito de enclavamiento Se utiliza un circuito de enclavamiento eléctrico para evitar que un equipo funcione bajo ciertas condiciones potencialmente peligrosas o indeseables. La Figura 6-48 muestra un circuito de control de relé cableado de tres motores interconectado eléctricamente para evitar que los motores operen accidentalmente en un orden diferente a su secuencia apropiada. La característica de enclavamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • • • El motor 1 debe estar funcionando antes de que se pueda arrancar el motor 2. de enclavamiento auxiliar NO M1-2 se utiliza para este propósito. El motor 2 debe estar funcionando antes de que se pueda arrancar el motor 3. El contacto de enclavamiento auxiliar NO M2-2 se utiliza para este propósito. El contacto 54 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 6-48 Circuito de control de secuencial de tres motores utilizando lógica cableada. La Figura 6-49 muestra un programa de PLC equivalente al circuito cableado. Figura 6-49 Programa de PLC equivalente al circuito de control secuencial con lógica cableado. 55 Roni Domínguez Programación de PLC El enclavamiento con pulsadores es uno de los métodos para evitar que dos cargas se energicen simultáneamente. El circuito de enclavamiento con pulsadores de la Figura 6-50 está diseñado para evitar que los solenoides SOL-A y SOL-B se energicen al mismo tiempo. Figura 6-50 Circuito de enclavamiento con pulsadores utilizando lógica cableado. La característica de enclavamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • • • • Cada botón está equipado con un conjunto de contactos momentáneamente normalmente abiertos (NO) y normalmente cerrados (NC) conectados mecánicamente entre sí. El contacto NC del botón SOL-A está conectado en serie con el contacto NO del botón SOL-B. El contacto NA del botón SOL-A está conectado en serie con el contacto NC del botón SOL-B. Cuando se presiona el botón SOL-A, su contacto NO completa el circuito a SOL A y sus contactos NC abren la ruta actual a SOL-B. • Cuando se presiona el botón SOL-B, su contacto NO completa el circuito a SOL-B y sus contactos NC abren la ruta actual a SOL-A. • Cuando se presionan ambos botones, ninguno de los solenoides se activará. La Figura 6-51 muestra un programa de PLC equivalente al circuito cableado implementado utilizando solo dos pulsadores NO. Figura 6-51 Programa de PLC equivalente al circuito de enclavamiento con pulsadores con lógica cableado. 56 Roni Domínguez Programación de PLC 5.3Enclavamiento 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. Figura 6-54 Operación de la salida LATCH y UNLATCH 5.3.1- Funcionamiento del 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). 5.3.2- Funcionamiento del 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). 57 Roni Domínguez Programación de PLC 5.3.3- Ejemplo de uso de salida LATCH y UNLATCH El funcionamiento de la salida LATCH y UNLATCH se ilustra en el programa de escalera de la Figura 6-55. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Tanto la bobina de LACTH (L) como la UNLATCH (U) tienen la misma dirección (O: 2/5). Cuando el botón de encendido (I: 1/0) se acciona momentáneamente, el peldaño de retención se vuelve verdadero y el bit de estado de retención (O: 2/5) se establece en 1, por lo que la salida de luz se enciende. El bit de estado permanecerá establecido en 1 cuando se suelte el botón. • Cuando el botón de apagado (I: 1/1) se acciona momentáneamente, el renglón de desenclavamiento se vuelve verdadero y el bit de estado (O: 2/5) se restablece de nuevo a 0 y la luz se apaga. El bit de estado permanecerá restablecido a 0 cuando se suelta el botó Figura 6-55 Operación de la salida LATCH y UNLATCH 5.4- Programación de un proceso El proceso que se muestra en la Figura 6-56 se utilizará para controlar el nivel de agua en un tanque de almacenamiento encendiendo o apagando una bomba de descarga. Los modos de operación se deben programar de la siguiente manera: • • • Posición OFF: la bomba de agua se detendrá si está funcionando y no arrancará si se detiene. Modo manual: la bomba arrancará si el agua del tanque está en cualquier nivel, excepto bajo. Modo automático: si el nivel de agua en el tanque alcanza un punto alto, la bomba de agua arrancará para que el agua pueda eliminarse del tanque, bajando así el nivel. o Cuando el nivel del agua alcanza un punto bajo, la bomba se detendrá. • Luces indicadoras de estado: luz de funcionamiento de la bomba de agua (verde) o Luz de estado de bajo nivel de agua (rojo) o Luz de estado de alto nivel de agua (amarillo) 58 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 6-56 Proceso utilizado para controlar el nivel de agua en un tanque de almacenamiento. La Figura 6-57 muestra un programa que puede usarse para implementar el control del nivel de agua en el tanque de almacenamiento. Las instrucciones de LATCH y UNLATCH forman parte del programa. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Se utiliza un bit de almacenamiento interno para la salida LATCH en vez de una salida discreta real. Tanto el LATCH como el UNLATCH tienen las mismas direcciones. La instrucción o contacto N.O (XIC) del renglón 1 dirigida al interruptor de ON/OFF evita que el motor de la bomba arranque en cualquier condición cuando está en el estado apagado. • En el modo MAN, la instrucción o contacto N.O (XIC) del renglón 1 dirigida al interruptor del sensor de nivel bajo (low level) permite que el motor de la bomba funcione solo cuando el interruptor del sensor de nivel bajo está cerrado. • En el modo AUTO, cada vez que el interruptor del sensor alto (high level) se cierra momentáneamente, la instrucción o contacto N.O (XIC) del renglón 1 dirigido a el, energizará la bobina de salidad LATCH. La bomba comenzará a funcionar y continuará funcionando hasta que la bobina de salida UNLATCH se active mediante la instrucción o contacto N.C (XIO) del renglón 3 dirigida al interruptor del sensor de nivel bajo. • La luz de estado de funcionamiento de la bomba está controlada por el renglón 4, esto con un contacto N.O activará la salida G. • La luz de estado de bajo nivel se controla mediante la instrucción o contacto N.C (XIO) del renglón 5 dirigida al interruptor del sensor de nivel bajo. • La luz de estado de alto nivel se controla mediante la instrucción o contacto N.O (XIC) del renglón 6, dirigida al interruptor de nivel alto. 59 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 6-57 Programa utilizado para implementar el control del nivel de agua en el tanque de almacenamiento La Figura 6-58 muestra un diagrama de cableado y un formato de direccionamiento del módulo de E / S típico para el programa de control de nivel de agua implementado utilizando un controlador modular SLC 500 de Allen-Bradley. La fuente de alimentación del chasis tiene una potencia nominal relativamente pequeña y se utiliza para suministrar alimentación de CC a todos los dispositivos montados físicamente en el plano posterior del bastidor del PLC. En esta aplicación, se utiliza una fuente de alimentaciónde 24 VCC para los dispositivos de entrada y una fuente de alimentación de 120 VCA para los dispositivos de salida. Esto permite que una señal de control de bajo voltaje de 24 voltios controle dispositivos de salida de 240 voltios. Los controladores SLC 500 utilizan un sistema de dirección basado en rack / ranura donde la ubicación de la ranura de los módulos de E / S en el rack establece la dirección del PLC. Las direcciones para los dispositivos de campo de esta aplicación en particular se muestran a continuación: 60 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 6-58 Programa de control del nivel del agua implementado utilizando un controlador modular SLC 500 de Allen-Bradley. 61 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 6-58 Programa de control del nivel del agua implementado utilizando un controlador modular SLC 500 de Allen-Bradley. 5.5- Circuito Jog La Figura 6-68 muestra un circuito de control de jog cableado que incorpora un relé de control de jog. El funcionamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • Al presionar el botón START de inicio se completa el circuito para la bobina activar la bobina CR, cerrando los contactos CR1 y CR2. • • • El contacto CR1 completa el circuito para la bobina M, arrancando el motor. El contacto de retención M se cierra; esto mantiene el circuito para la bobina M. Al presionar el botón de jog se activa la bobina M solamente, arrancando el motor. Ambos contactos CR permanecen abiertos, y la bobina CR está desenergizada. La bobina M no permanecerá energizada cuando se suelte el botón de avance. 62 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 6-68 Circuito Jog con relé de control La Figura 6-69 muestra un programa de PLC equivalente al circuito de jog de relé cableado. Tenga en cuenta que la función del relé de control ahora se realiza mediante una instrucción PLC interna (B3: 1/0). Figura 6-69 Programa equivalente del PLC del circuito de jog de relé cableado. 63 Roni Domínguez 5.6- Programación de PLC Automatización de proceso de llenado continuo La Figura 6-73 muestra el boceto de una operación de llenado continuo. Este proceso requiere que las cajas que se mueven en un transportador se posicionen y llenen automáticamente. La secuencia de operación para la operación de llenado continuo es la siguiente: • • • • • Arranca el transportador cuando se presione momentáneamente el botón START de arranque. Detenga el transportador cuando se presione momentáneamente el botón STOP de parada. Energice la luz RUN de estado de ejecución cuando el proceso esté operando. Energice la luz STANDBY de estado de espera cuando el proceso esté detenido. Pare el transportador cuando el borde derecho de la caja esté primero detectado por el fotosensor (Photo Switch). • Con la caja en posición y el transportador parado, abra la válvula solenoide y deje que se llene la caja. Cuando el sensor de nivel detecte que la caja se llena desactiva la valvula solenoide• Energice la luz completa cuando la caja esté llena. • La luz FULL encender cuando la caja se llene y debe permanecer energizado hasta que la caja se mueva. 64 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 6-74 Programa de PLC de operación de llenado continuo. 65 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 6- Cableado de entradas y salidas 6.1- Conexión de una botonera de arranque-paro (Start/Stop) Para la conexión de la botonera START/STOP se conecta el STOP en la entrada I/0 y el START en la entrada I/1, observar que el común de las botoneras se alimenta con el positovo (+), mientras que el común COM0 del PLC se alimenta con el terminal negativo (-), esto para cerrar el circuito interno en el PLC. Otra forma de conectar la botonera es invirtiendo la polaridad del negativo por el positivo, esto no afecta en el funcionamiento, pero si la señal que envía los pulsadores el negativa, el común COM0 del PLC ahora debe ser positivo (+). 66 Roni Domínguez Programación de PLC Si se va a utilizar dos comunes en el PLC COM0 y COM1 debe procurarse de que si la señal que envía los pulsadores es negativa, los comunes ahora deben alimentarse con el terminal positivo. En el siguiente ejemplo se observa una conexión errónea, ya que no se puede conectar el terminal negativo al COM1, porque el pulsador START envía una señal negativa al cerrarse y no completa el circuito. La forma correcta de conectar dos entradas en diferente comunes del PLC es: 67 Roni Domínguez 6.2- Programación de PLC Conexión de una botonera Foward-Reverse Para la inversión de giro desde una estación Foward-Reverse se conecta como se indica a continuación: 6.3- Conexión de contacto de overload Si se quiere realizar alguna función al existir una sobrecarga detectada por el relé térmico la señal generada por el contacto N.O se puede utilizar para encender luces pilotos que indiquen la falla, o desactivar algún contactor que contrala a un motor. Para conectar el contacto de un relé térmico a un PLC, en este caso es suficiente con utilizar el contacto N.O (97-98), ya que con la programación del PLC cuando exista la sobrecarga se puede utilizar el contacto de diferentes formas. Observar que en el tornillo 97 se alimenta con el terminal positivo, luego el terminal 98 se lleva a la entrada I/0, el común del PLC COM0 se completa con el terminal negativo. 68 Roni Domínguez 6.4- Programación de PLC Conexión de sensores electromecánicos Los sensores electromecánicos detectan un fenómeno físico, como calor, presión, nivel de líquido, etc., esto accionando algún mecanismo que opera sobre los contactos eléctricos del dispositivo. En el siguiente ejemplo se observa como se conecta un interruptor final de carrera. Notar que el contacto NO es alimentado por el terminal positivo y este luego va la entrada I/0. Los sensores electromecánicos cuentan generalmente básicamente con dos terminales, un extremo se alimenta con el terminal positivo el otro extremo se lleva a la entrada correspodiene y se completa de alimentar el PLC por los comunes COM0 y COM1 con el terminal negativo. 69 Roni Domínguez 6.5- Programación de PLC Conexión de sensores de presencia 6.5.1- Conexión un sensor de presencia a 3 hilos PNP Los sensores de 3 hilos cuentan con tres cables con los colores siguientes: marrón (Brown) para su alimentación positiva (+), azul (Blue) para su alimentación negativa, negro (Black) para controlar la carga. Los sensores PNP envían una señal positiva por el terminal negro, por lo que para completar el circuito por el común COM0 debe alimentarse con el terminal negativo. Si en dado caso se alimenta el COM0 con el terminal positivo, en sensor no tendrá ningún efecto en la entrada I/0 cuando este detecte la presencia de algún objeto. En la siguiente conexión se cometió el error de alimentar el COM0 con el terminal positivo. Si se quiere conectar varior sensores se alimenta todos los terminales marrones con el positivo, todos los terminales azules con el negativo. El terminal negro se conecta a su entrada correspondiente. 70 Roni Domínguez Programación de PLC 6.5.2- Conexión un sensor de presencia a 3 hilos NPN Los sensores NPN envían una señal negativa en su salida, terminal negro, por lo que para completar el circuito en el PLC el común debe alimentarse con el terminal positivo. Un error típico en la conexión de un sensor NPN es alimentar el común con el terminal negativo. 71 Roni Domínguez Programación de PLC 1.1.1- Conexión dos sensores de presencia a 3 hilos PNP y NPN Para la conexión de dos sensores NPN y PNP estos no pueden compartir la misma zona de entrada del PLC. En este caso, el sensor NPN se conecta en la zona COM0 alimentado por el terminal negativo, mientras que el sensor PNP se conecta en la zonza COM1 alimentado por el terminal positivo. Si el sensor PNP por ejemplo se conectara en la entrada I/1 este no tendría ningún efecto en a entrada cuando se detecte un objeto, solo trabajaría correctamente el sensor NPN ya que tiene el COM0 correctamente polarizado. 72 Roni Domínguez Programación de PLC 1.1.1- Conexión dos sensores de presencia a 2 hilos Un sensor a 2 hilos DC posee un terminal marron para su alimentación positiva, un terminal azul para su alimentación negativa. Si el sensor envía la señal de control por el terminal negativo debe completarse el circuito alimentando el COM0 con el negativo, ya que se encuentra alimentado por el terminal marrón con el positivo. Si el sensor envía la señal de control por el terminal positivo debe completarse el circuito alimentando el COM0 con el positivo, ya que se encuentra alimentado por el terminal azul con el negativo. 73 Roni Domínguez Programación de PLC Si se quiere conectar varios sensores, se alimentan todos los terminales marrón con el positivo, los terminales azules se lleva a su entrada correspondiente y el COM0 es alimentado por el terminal negativo para completar el circuito. 6.6- Conexión de salidas 6.6.1- Conexión de luces de 120Vac Se desea cablear las salidas para 3 luces pilotos de 120V. 74 Roni Domínguez Programación de PLC 6.6.2- Conexión de contactor con bobina de 240V Para el cableado de dos contactores de 240V se necesita dos cables potenciales L1 y L2, el común VACDC es alimentado por L1, el circuito se cierra con el terminal L2. Se desea controlar dos contactores de 240V y dos luces pilotos de 120V 75 Roni Domínguez Programación de PLC 6.6.3- Conexión de electroválvulas de 24Vdc Se desea cablear tres electroválvulas de 24Vdc. Para esto se necesita una fuente externa de 24Vdc donde el común del PLC VACDC es alimentado por el terminal positivo de la fuente, el circuito se cierra con el terminal negativo llevándose directamente a otro extremo de las electroválvulas. 6.6.4- Cableado de salidas a diferentes voltajes Un equipo tiene los siguientes aparatos para ser cableados en el módulo de salidas de un PLC. Una luz piloto de 24Vdc, una electroválvula de 24Vdc, una luz piloto de 12Vdc, un relay CR de 120Vac, una electroválvula de 120Vac, dos contactores M1 y M2 de 240Vac. 76 Roni Domínguez Programación de PLC Simbología típica de algunos dispositivos de salida 77 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 7- RSLogix 500 y RSLinx Classic Debe establecer una manera para que el software de su computadora personal (PC) se comunique con el procesador del controlador lógico programable (PLC). Hacer esta conexión se conoce como configurar las comunicaciones. El método utilizado para configurar las comunicaciones varía con cada marca de controlador. En los controladores Allen-Bradley, se requiere el software RSLogix, Figura 13-33, para desarrollar y editar programas de escalera. Se necesita un segundo paquete de software, RSLinx, para configurar la ruta de comunicación entre el procesador PLC y la computadora personal (PC). No puede descargar varios proyectos al PLC y luego ejecutarlos cuando sea necesario. El PLC aceptará solo un programa a la vez, pero el programa puede consistir en múltiples archivos de subrutina que se pueden llamar condicionalmente desde el programa principal. 7.1- RSlinx Classic RSLinx es un servidor completo de comunicaciones que provee conectividad entre dispositivos de planta y una gran variedad de aplicaciones de software Rockwell tales como RSLogix 500 y RSView32, entre otros. RSLinx puede soportar múltiples aplicaciones de software simultáneamente, comunicándose con una gran variedad de dispositivos en diferentes redes. Generalmente hablando, la comunicación RS232 es usada para programar los siguientes procesadores: Micrologix 1000, Micrologix 1200, Micrologix 1500, SLC 5/03, SLC 5/04, y SLC 5/05. Los procesadores SLC tienen dos canales-el canal RS232 es el de abajo, un adaptador de 9-pin y es referenciado como el Canal 0. Cuando estos procesadores son embarcados, la comunicación es ajustada para RS232 por default. Tenga en mente de cualquier manera, que el canal de comunicación puede además ser configurado para DH485, RS232 Half-Duplex, o Deshabilitado. Solo siga estos pasos para ajustar la comunicación RS232 entre su computadora y el procesador. 7.1.1- Configuración de los drivers de comunicación en RSlinx Classic Driver RS-232 de comunicación entre el PLC y la PC Para configurar correctamente el driver de comunicación, se deben seguir las siguientes instrucciones: 1. Encender el PLC y conectar el cable serial del PLC al computador. 2. Correr el software RSLinx y dar clic en Configure Drivers 78 Roni Domínguez Programación de PLC Figura. 3.2. Configuración del Driver de comunicación serial RS232 (1) 3. En la pantalla que aparece, seleccionar el driver de comunicación “RS-232 DF1 devices” y hacer clic en Add New como se indica en la figura 3.3. Figura. 3.3. Configuración del Driver de comunicación serial RS232 (2) 4. Escribir un nuevo nombre para el Driver o dejar el que viene por defecto y presionar OK. 5. Seleccionar el puerto de serial al que se encuentra conectado el PLC, seleccionar el dispositivo SLCCHO/Micro/PanelView, presionar AutoConfigure, una vez que salga el mensaje de configuración exitosa presionar OK. 79 Roni Domínguez Programación de PLC Figura. 3.5. Configuración del Driver de comunicación serial RS232 (4) Nota: Si la auto configuración no es exitosa podrían aparecer los siguientes mensajes: a. Failed to find baud and parity! Check all cables and switch settings! Esto puede indicar que el Puerto serial para la computadora no esta habilitado, el cable esta dañado o no esta conectado correctamente, o el protocolo para el canal del procesador no esta configurado para comunicación RS-232 full duplex. b. Unable to verify settings due to packet time-out! (or Unable to verify settings due to a NAK!) Check all cables and configuration and try again. Estos dos mensajes usualmente indican que el canal en el procesador no esta configurado para comunicación RS-232 full duplex. c. Unable to open specified port for configuration testing! Hay conflicto en el Puerto serial –El esta siendo usado por otro driver en RSLinx o por un dispositivo diferente tal como un modem. 6. Verificar que el driver esté funcionando correctamente, y presionar Close con lo que se volverá a la pantalla de inicio. 80 Roni Domínguez 7.2- Programación de PLC RSLogix 500 RSLogix 500 es el software destinado a la creación de los programas del autómata en lenguaje de esquema de contactos o también llamada lógica de escalera (Ladder). Incluye editor de Ladder y verificador de proyectos (creación de una lista de errores) entre otras opciones. Este producto se ha desarrollado para funcionar en los sistemas operativos Windows. Barra de menú: permite realizar diferentes funciones como recuperar o guardar programas, opciones de ayuda, etc. Es decir, las funciones elementales de cualquier software actual. Barra de iconos: engloba las funciones de uso más repetido en el desarrollo de los programas. Barra de estado del procesador: Nos permite visualizar y modificar el modo de trabajo del procesador (online, offline, program, remote), cargar y/o descargar programas (upload/download programa), así como visualizar el controlador utilizado (EMU 500-1 caso actual). Los modos de trabajo más usuales son: • Offline: Consiste en realizar el programa sobre un ordenador, sin necesidad alguna de acceder al PLC para posteriormente una vez acabado y verificado el programa descargarlo en el procesador. Este hecho dota al programador de gran independencia a la hora de realizar el trabajo. • Online: La programación se realiza directamente sobre la memoria del PLC, de manera que cualquier cambio que se realice sobre el programa afectará directamente al procesador, y con ello a la planta que controla. Este método es de gran utilidad para el programador experto y el personal de mantenimiento ya que permite realizar modificaciones en tiempo real y sin necesidad de parar la producción. • Program Mode (Modo program): El modo de program se utiliza para ingresar un nuevo programa, editar o actualizar un programa existente, cargar archivos, descargar archivos, documentar (imprimir) programas o cambiar cualquier archivo de configuración de software en el programa. Cuando el PLC se cambia al modo de programa, todas las salidas del PLC se 81 Roni Domínguez Programación de PLC desactivan independientemente de su estado lógico, y la secuencia de exploración de E / S de escalera se detiene. • Run Mode: El modo de ejecución se utiliza para ejecutar el programa del usuario. Los dispositivos de entrada se controlan y los dispositivos de salida se energizan en consecuencia. Después de haber ingresado todas las instrucciones en un nuevo programa o de realizar todos los cambios en un programa existente, el procesador se pone en modo de ejecución. • Test Mode: El modo de prueba se utiliza para operar o monitorear el programa del usuario sin activar ninguna salida. El procesador todavía lee entradas, ejecuta el programa de escalera y actualiza los archivos de la tabla de estado de salida, pero sin energizar los circuitos de salida. Esta característica se usa a menudo después de desarrollar o editar un programa para probar la ejecución del programa antes de permitir que el PLC opere salidas del mundo real. Las variaciones del modo de prueba pueden incluir el modo de prueba de un solo paso, que dirige al procesador a ejecutar un solo peldaño o grupo de peldaños seleccionados; el modo de prueba de escaneo único, que ejecuta un ciclo o escaneo operativo de un solo procesador; y el modo de prueba de exploración continua, que dirige al procesador a ejecutar continuamente el programa para verificar o solucionar problemas. • Remote Mode: Algunos procesadores tienen un interruptor de tres posiciones para cambiar el modo operativo del procesador. En la posición RUN, se resuelve toda la lógica y se habilita la E / S. En la posición de Program, se detiene toda la resolución lógica y se deshabilita la E / S. La posición remota permite cambiar el PLC de forma remota entre el programa y el modo de ejecución mediante una computadora personal conectada al procesador del PLC. El modo remoto puede ser beneficioso cuando el controlador se encuentra en una ubicación a la que no se puede acceder fácilmente. La Figura 5-52 muestra un interruptor de llave de tres posiciones típico utilizado para seleccionar diferentes modos de funcionamiento del procesador. Figura 5-52 El interruptor de llave de tres posiciones se usa para seleccionar diferentes modos de operación del procesador. 82 Roni Domínguez Programación de PLC Barra de instrucciones: Esta barra le permitirá, a través de pestañas y botones, acceder de forma rápida a las instrucciones más habituales del lenguaje Ladder. Presionando sobre cada instrucción, ésta se introducirá en el programa Ladder. Figura 10a. Interfaz RSLogix 500 Panel de resultados: Aparecen los errores de programación que surgen al verificar la corrección del programa realizado (situados en la barra de iconos). Efectuando doble clic sobre el error, automáticamente el cursor se situará sobre la ventana de programa Ladder en la posición don-de se ha producido tal error. También es posible validar el archivo mediante Edit\Verify File o el proyecto completo Edit\Verify Project. Ventana del programa Ladder: Contiene todos los programas y subrutinas Ladder relacionados con el proyecto que se esté realizando. Se puede interaccionar sobre esta ventana escribiendo el programa directamente desde el teclado o ayudándose con el ratón (ya sea arrastrando objetos procedentes de otras ventanas ó seleccionando opciones con el botón derecho del ratón). Árbol del proyecto: Contiene todas las carpetas y archivos generados en el proyecto, estos se organizan en carpetas. Figura 10b. Interfaz RSLogix 500 83 Roni Domínguez Programación de PLC Controller properties: contiene las prestaciones del procesador que se está utilizando, las opciones de seguridad que se quieren establecer para el proyecto y las comunicaciones. Aquí debemos de verificar que se encuentre seleccionado el procesador adecuado. Figura 11. Control de Propiedades Data File: Da acceso a los datos de programa que se van a utilizar así como a las referencias cruzadas (cross references). Podemos configurar y consultar salidas (output), entradas (input), variables binarias (binary) figura 14, temporizadores (timer), contadores (counter),, Entegradores (Integer) figura 15, flotante (float) figura 16, etc. Figura 13. Archivo de datos Si seleccionamos alguna de las opciones se despliegan diálogos similares al siguiente, en el que se pueden configurar diferentes parámetros según el tipo de elemento. En nuestro caso usaremos las siguientes. 84 Roni Domínguez Programación de PLC Figura 14. Archivo de datos Binario 7.2.1- Configuración y creación de un nuevo archivo en RSLogix 500 Para crear un programa ladder con el software RSLogix500, se deberá seguir los siguientes pasos: 1. Configurar el driver que va a utilizar el PLC (Explicado detalladamente en la sección anterior). 2. Abrir el programa RSLogix500 y presionar el icono de New como se muestra en la figura 3.13. Figura. 3.13. Creación de un nuevo archivo en RSLogix 500 3. Poner nombre al Procesador, escoger el tipo de PLC que se tiene de entre la lista, seleccionar el Driver (antes configurado) y presionar OK 85 Roni Domínguez Programación de PLC Figura. 3.14. Selección del tipo de PLC en RSLogix 500 7.3- Configuración de las comunicaciones del sistema en RSlogix500 Este es un aspecto muy importante debido a que configuración que establezca en este paso se mantendrá con el proyecto y será aplicado cuando intente descargar cualquier programa lógico. En la barra de menú principal del Rslogix 500, haga click en “Comms” y en el menú que se despliega seleccione “System Comms”. 86 Roni Domínguez Programación de PLC Desde esta ventana seleccione el PLC con el cual desea trabajar en el proyecto buscándolo en su driver respectivo. A través de esta ventana se puede ir a línea con un PLC que se encuentre conectado al PC a través de cualquier driver que se haya configurado por medio de la selección del PLC y dando clic en la opción Online. Igualmente se puede realizar el Download (Descarga) de un programa de usuario previamente verificado a un PLC seleccionado o el Upload (Carga) de un programa residente en un PLC a un archivo de Rslogix 500. IMPORTANTE: En todos las opciones relacionadas anteriormente es necesario validar la casilla Appy to Proyect que se encuentra en la ventana. Este proceso solo es necesario realizarlo una vez debido a que después se puede recurrir a las funciones directas de Download, Upload y Go Online presentes en la ventana principal del Rslogix 500. 7.4- Crear un programa en RSLogix 1. Abra RsLogix 500 y cree un nuevo archivo haciendo clic en el icono blanco en la esquina superior izquierda de RSLogix 500. 2. Seleccione el modelo de PLC en este caso el " Micrologix 1100 Series B" como tipo de procesador y haga clic en el botón Aceptar. 3. En la barra de herramientas de instrucciones del usuario, arrastre el icono de renglón a la izquierda del renglón 0000. A medida que se acerca, al arrastrar estos iconos, aparecerá un cuadrado verde donde puede soltar la instrucción. 87 Roni Domínguez Programación de PLC 4. Arrastre el icono XIC al cuadrado verde izquierdo. 5. En la dirección de la instrucción, escriba "I: 0/0" y presione Enter. 6. En la descripción, escriba "Switch 1" y haga clic en Aceptar. 88 Roni Domínguez Programación de PLC 7. Arrastre el icono OTE a la derecha del peldaño y suéltelo en el cuadrado verde. 8. En la dirección de la instrucción, escriba "O: 0/0" y presione Enter. 7.5- Descarga de un programa del computador al PLC 9. Ahora descarga (Download) tu programa. 89 Roni Domínguez Programación de PLC 10. Si aún no ha guardado su programa, se le solicitará que lo guarde antes de descargarlo. 12. Una última oportunidad para darse cuenta de que está descargando al PLC que sobrescribirá cualquier código existente en el PLC. Haz clic en el botón "Yes". 90 Roni Domínguez Programación de PLC 13. Para comenzar la descarga, el procesador debe cambiarse al modo Program. Por defecto, su el programa está en RUN MODE, lo que le permite cambiar a través de RsLogix. Asegúrese de que su PLC esté en modo remoto y luego haga clic en el botón "Yes". 14. Si la configuración de su canal, que es cómo se conecta al PLC, es diferente a la que tenía anteriormente en el PLC, se le advertirá. Asegúrese de que la configuración del canal sea correcta y luego haga clic en el botón "Apply". 15. Si desea conectarse, seleccione el botón "Yes". 91 Roni Domínguez Programación de PLC 16. Donde vea "PROG REMOTO", haga clic en la flecha hacia abajo a la derecha y seleccione "RUN". 17. Se le pedirá que se asegure de que desea cambiar el procesador al modo RUN. Haz clic en el botón "Yes". 18. Su programa ya está descargado y ejecutándose. 92 Roni Domínguez 7.6- Programación de PLC Subir archivo del PLC a la computadora 1. Abra RsLogix 500 y sin crear un nuevo programa o abrir un programa existente, seleccione Comms> System Comms ... 2. Navegue hasta el PLC que configuró en RsLinx, resáltelo y luego haga clic en el botón "Upload". 3. Esta es su oportunidad de fusionar documentaciones como nombres, símbolos y descripciones. Si tiene un archivo sin conexión que tiene estos, seleccione la opción 2 haciendo clic en el botón "Browse" y luego salte al paso 6. Si no lo hace, seleccione el botón "Crear nuevo archivo". 93 Roni Domínguez Programación de PLC 4. Una vez que se carga el archivo, seleccione el botón "Yes" si desea conectarse. 5. Ahora puede ver el programa que está en el PLC. Tenga en cuenta que no tiene descripciones, lo que significa que no hay forma de saber qué es I: 0/0 o cualquier otra dirección. Es por eso que siempre es importante asegurarse de tener una copia sin conexión de un archivo. Los pasos 6, 7 y 8 fueron para si tuviera una copia del archivo fuera de línea, pero vea la imagen en el paso 7 en comparación con la imagen a continuación para que pueda ver la diferencia y qué tan fácil sería seguir el programa con las descripciones. 94 Roni Domínguez Programación de PLC 6. Navegue a la carpeta que contiene el archivo RSS, luego haga clic en Aceptar. Tenga en cuenta que el archivo seleccionado no tiene que ser una copia exacta de lo que está en el PLC. RsLogix 500 solo lo usará para obtener los comentarios y las descripciones. 7. Una vez que se carga el archivo, seleccione el botón "Yes" si desea conectarse. 95 Roni Domínguez Programación de PLC 8. Ahora puede ver el programa que está en el PLC. Como tiene descripciones, este programa será mucho más fácil de seguir que la situación del paso 5. Es por eso que siempre es importante asegurarse de tener una copia sin conexión de un archivo. 7.7- Forces La función Forces es esencialmente una función de control activación o desativación manual. Forzar permite al usuario del PLC activar o desactivar una entrada o salida externa desde el teclado del dispositivo de programación. Esto se logra independientemente del estado real del dispositivo de campo. La capacidad de forzar permite que una máquina o proceso continúe la operación hasta que se pueda reparar un dispositivo de campo defectuoso. También es valioso durante el arranque y la resolución de problemas de una máquina o proceso para simular la acción de partes del programa que aún no se han implementado. Puede saber si existen Forces instaladas o no mirando la barra de herramientas en línea de RSLogix 500. A la derecha del modo PLC que le muestra REMOTE RUN, verá "No Forces", lo que significa que no existe entradas o salidas forzadas en el programa o "Forces Installad", lo que significa que hay que existe entradas o salidas forzadas programa. 96 Roni Domínguez Programación de PLC Puede saber si una entrada o salida se activa o desactiva mientras explora el programa mirando debajo de las instrucciones a la izquierda del especificador de bits. Mostrará "> OFF" si se apaga o "> ON" si se enciende. 7.7.1- Cómo forzar una entrada o salida de PLC Hay dos formas fáciles de forzar una entrada o salida de PLC. Primero, puede hacer clic con el botón derecho en una instrucción que se dirige a la entrada o salida en el programa de lógica de escalera y cerca de la parte inferior del menú verá "Force On" y "Force Off". En el PLC Micrologix, estas se instalarán inmediatamente y se activarán cuando haga esto. Para eliminar el Force, haga clic derecho en la instrucción que se dirige a la entrada o salida nuevamente y verá "Remove Force". 97 Roni Domínguez Programación de PLC La otra forma es ingresando en el Data File de las entradas o salidas. Cuando la salida tenga "." lo que significa que no hay una Force instalados, un "0" que significa que está instalado un "Force Off" o un "1" que significa que está instalado un "Force On". Puedes escribir "." para eliminar un Force, "0" para forzar una entrada o salida a su desactivación, o un "1" para forzar una entrada o salida a su activación. 7.8- Agregar modulos I/O al PLC Una vez que haya abierto un proyecto, usted tiene que definir su chasis, identificar las tarjetas de E/S especificando su posición de ranura en el chasis, y seleccionar una fuente de poder para cada rack en su configuración. Para realizar esta tarea: 1. En la ventana de la izquierda, abrir la carpeta Controller y dar clic en IO Configuration. Figura. 3.15. Configuración de los módulos I/O en RSLogix 500 (1) 98 Roni Domínguez Programación de PLC 2. Dar clic en Read IO Config para leer automáticamente la configuración de los módulos instalados. Si se quiere hacer de manera manual (si no se dispone al momento del PLC), se debe seleccionar de uno en uno los módulos de entre la lista de la izquierda. Figura. 3.16. Configuración de los módulos I/O en RSLogix 500 (2) En la parte derecha, ver figura anterior, esta la lista de todos los módulos de I/O discretos, analógicos y especiales de Allen Bradley soportados por la versión del Rslogix 500. En la parte superior izquierda se pueden escoger los tipos de racks existentes dependiendo del número de slots necesarios para su aplicación (4, 7, 10 0 13), así como la expansión a 3 racks soportada por Allen Bradley. Igualmente, allí se escoge el tipo de fuente de alimentación seleccionada para su PLC. En la parte inferior izquierda de la ventana anterior se muestra la configuración del Rack y la ubicación de los módulos para cada slot, se observa que en el slot 0 ya está relacionado el controlador del PLC como era de esperarse. Para adicionar los módulos de I/O basta con seleccionar el módulo en la lista de la parte derecha y dar doble clic sobre él, teniendo en cuenta el slot que ha seleccionado en el rack. Finalmente, cierre la ventana de configuración de I/O y ya tiene sus módulos configurados. 99 Roni Domínguez Programación de PLC Algunos procesadores (desde el SLC 5/03 C/D en adelante) soportan lectura de la configuración de I/O en línea con el PC, para lo cual se utiliza el botón “Read IO Config” (mostrado en la figura anterior), detectándose automáticamente los módulos que están presentes en el controlador. Al hacer click en este botón se abrirá una ventana que tiene como función seleccionar el PLC al cual se le va a realizar la lectura de las tarjetas de I/O. Para seleccionar el PLC existen 2 formas exactamente válidas: A. Configure en la caja Driver la información del driver a través del cual tiene conectado el PLC, en el espacio Processor Node coloque el número del nodo que usted le ha asignado en al PLC y posteriormente dé clic en la opción Read IO Config. B. Seleccione la opción “Who active”, abriendo una ventana en la cual puede seleccionar el controlador conectado a la red sobre el cual ejecutará la autodetección de módulos. Simplemente seleccione el controlador deseado y chequee la casilla de verificación “Apply to current project”, luego haga click en Aceptar. Nuevamente, al dar clic en la opción “Read IO Config” el programa procederá a autodetectar los módulos conectados al controlador. 100 Roni Domínguez Programación de PLC Capítulo 8- Programación de temporizadores o timers Los temporizadores PLC son instrucciones que proporcionan las mismas funciones que los relés temporizadores mecánicos y electrónicos de retardo a la conexión y desconexión. Todos los temporizadores de PLC son instrucciones de salida. Los temporizadores de PLC ofrecen varias ventajas sobre los temporizadores utilizados en lógica cableada. Estos incluyen el hecho de que: • • • La función de temporización completa ocurre dentro del PLC. La configuración del tiempo se puede cambiar fácilmente. El número de temporizadores utilizados en un circuito se puede aumentar o disminuir mediante el uso de cambios de programación en lugar de cambios de cableado. • La precisión y la repetibilidad del temporizador son extremadamente altas. En general, hay tres tipos diferentes de temporizadores de PLC: el temporizador de retardo de conexión, ON-Delay(TON), el temporizador de retardo a la desconexión, OFF-Delay (TOF) y el temporizador retentivo activado (RTO). El más común es el temporizador ON-Delay, que es la función básica. También hay muchas otras configuraciones de temporización, todas las cuales pueden derivarse de una o más de las funciones básicas de retardo de tiempo. La Figura 7-8 muestra la barra de herramientas de selección de temporizador para el PLC Allen Bradley su software RSLogix asociado. Figura 7-8 Barra de herramientas para la selección de temporizadores. Estos comandos del temporizador se pueden resumir de la siguiente manera: • • TON (Timer On Delay): inicia su conteo del tiempo cuando la instrucción es activada. TOF (Timer Off Delay): inicia su conteo del tiempo cuando la instrucción pasa de una condición verdadera a falsa. • RTO (Temporizador retentivo activado): inicia su conteo del tiempo cuando la instrucción es verdadera y retiene el valor acumulado cuando la instrucción se vuelve falsa. • RES (Restablecer): restablece el valor acumulado de un temporizador retentivo a cero. 101 Roni Domínguez Programación de PLC Los datos comúnmente que están asociadas con la instrucción del temporizador son: • • Time Base: La base de tiempo de un temporizador es la unidad de tiempo utilizada por un temporizador para cronometrar un evento. Una instrucción de temporizador cronometra un evento contando el número de veces que ha ocurrido la base de tiempo. Dependiendo del fabricante y el tipo de PLC, los valores de la base de tiempo pueden estar en intervalos de 1 ms (0.001 s), 10 ms (0.01 s), 100 ms (0.1 s) o 1 segundo. Por ejemplo, si un temporizador tiene una base de tiempo de 1 segundo y está cronometrando algo que dura 5 segundos, el PLC esperará hasta que la base de tiempo se haya producido 5 veces antes de que se agote el tiempo del temporizador. Por el contrario, si la configuración de la base de tiempo del PLC es 0.01 segundos, esperará hasta que la base de tiempo haya ocurrido 500 veces antes de que se agote el tiempo de espera. Cuanta más pequeña es la base de tiempo, mejor es la precisión del temporizador. Preset Value: El valor preestablecido de un temporizador representa la duración del tiempo para el circuito de temporización. Intervalo de tiempo total = el valor preestablecido x base de tiempo. Por ejemplo, para un temporizador con un valor predeterminado de 100 y una base de tiempo de 0.1s, la duración del tiempo para el temporizador es: Intervalo de tiempo total = 100 × 0.1 s = 10 segundos • Accumulated Value: El valor acumulado del temporizador representa la cantidad de tiempo transcurrido desde el momento en que comenzó el cronometraje. Realiza un seguimiento de cuántas veces se ha producido la base de tiempo desde que se inició la instrucción del temporizador 8.1- Timer On-Delay (TON) La instrucción TON se utiliza para activar o desactivar una salida después de que el temporizador haya estado activado durante un intervalo de tiempo preseleccionado. La instrucción TON comienza a contar los intervalos de la base de tiempo cuando las condiciones de renglón se hacen verdaderas. Con tal que las condiciones de renglón permanezcan verdaderas, el temporizador ajusta su valor acumulado (ACC) durante cada evaluación hasta alcanzar el vazor predeterminado (PRE). Cuando las condiciones de renglón se hacen falsas, el valor acumulado se reinicializa a cero sin importar si el temporizador ha sobrepasado el límite de tiempo. El archivo del temporizador Allen-Bradley de la serie SLC 500 o Micrologix es el archivo 4 (Figura 7-12). Cada temporizador está compuesto por tres palabras de 16 bits, denominadas colectivamente un elemento temporizador. Puede haber hasta 256 temporizadores. Las direcciones para el archivo de temporizador 4, elemento de temporizador número 2 (T4: 2), se enumeran a continuación. T4 = timer file 4 : 2 = número de temporizador 2 (este va 0 a 255 temporizadores) T4:2/DN el contacto cambia de estado cuando termina de conteo, cuando el preset es igual al accum. T4:2/TT el contacto cambia de estado mientras hasta que el preset y el accum son iguales T4:2/EN el contacto cambia de estado mientras el timer esté energizado 102 Roni Domínguez Programación de PLC Este timer tiene tres tipos de contactos o bits de control: Enable (EN) bit — El bit de habilitación es verdadero (tiene un estado de 1) siempre que la instrucción del temporizador sea verdadera. Cuando la instrucción del temporizador es falsa, el bit de habilitación es falso (tiene un estado de 0). Timer-timing (TT) bit — El bit de temporización del temporizador es verdadero siempre que el valor acumulado del temporizador esté cambiando, lo que significa que el temporizador está sincronizando. Cuando el temporizador no está cronometrando, el valor acumulado no está cambiando, por lo que el bit de temporización del temporizador es falso. Done (DN) bit— Este bit cambia de estado cada vez que el valor acumulado alcanza el valor preestablecido. Su estado depende del tipo de temporizador que se utilice. La Figura 7-13 muestra un ejemplo de la instrucción TON utilizada como parte de los conjuntos de instrucciones del controlador SLC 500 y Micrologix de Allen-Bradley. Figura 7-13 Instrucción TON, timer On-Delay La información para ingresar incluye: • • • Número de temporizador: este número debe provenir del archivo del temporizador. En el ejemplo que se muestra, el número de temporizador es T4: 0, que representa el archivo de temporizador 4, el temporizador 0 en ese archivo. La dirección del temporizador debe ser única para este temporizador y no puede utilizarse para ningún otro temporizador. Este va del temporizador 0 al temporizador 255, para un total de 256 temporizadores. Time base: La base de tiempo (que siempre se expresa en segundos) puede ser 1.0 o 0.01 s. En el ejemplo que se muestra, la base de tiempo es 1.0 s. Accumulated: En el ejemplo que se muestra, el valor acumulado es 0. El valor acumulado del temporizador normalmente se ingresa como 0, aunque es posible ingresar un valor de 0 a 32,767. Independientemente del valor precargado, el valor del temporizador se convertirá en 0 cada vez que se reinicie el temporizador. El temporizador On-Delay (TON) es el temporizador más utilizado. La Figura 7-15 muestra un programa de PLC que utiliza un temporizador On-Delay. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El temporizador se activa mediante el interruptor de entrada A. 103 Cuando el interruptor de entrada A está cerrado (verdadero o configurado en 1), el procesador inicia el temporizador T4: 0 y establece los bits EN y TT en verdadero o 1. Esto activa las salidas B y C. • • El valor acumulado aumenta en intervalos de tiempo de un segundo. Cuando el tiempo acumulado (Accum) es igual al tiempo preestablecido (Preset) (10 s), el bit DN se establece en 1, la salida D se activa, el bit TT se restablece a 0 y la salida C se desactiva. • Mientras el interruptor de entrada A permanezca cerrado, el bit EN se establecerá en 1 y la salida B estará ENCENDIDA. • Si el interruptor de entrada A se abre en cualquier momento antes o después de que el temporizador haya expirado, el tiempo acumulado se restablece automáticamente a 0 y la salida B se apaga. • Esta configuración del temporizador se denomina no retentiva porque cualquier pérdida de continuidad del temporizador hace que la instrucción del temporizador se restablezca a cero. • Esta operación de temporización es la de un temporizador de retardo a la activación (On-Delay) porque la salida D se activa 10 s después de que el interruptor se ha activado desde la posición de apagado a la de encendido. Figura 7-15 Programa de PLC de un timer On-Delay. La Figura 7-19 muestra una aplicación para un temporizador On-Delay. Este circuito se usa como una señal de advertencia cuando se está por iniciar un equipo en movimiento, como un motor transportador. El funcionamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • • De acuerdo con el diagrama del circuito lógica cableado, la bobina CR se activa cuando el botón de arranque PB1 se acciona momentáneamente. Como resultado, el contacto CR-1 se cierra para retener en la bobina CR, el contacto CR-2 se cierra para energizar la bobina del temporizador TD y el contacto CR-3 se cierra para hacer sonar la bocina. 104 • Después de un período de 10 s, el contacto del temporizador TD-1 se abre para apagar automáticamente la bocina. El programa de lógica de escalera muestra cómo se podría programar un circuito equivalente utilizando un PLC. Figura 7-19 Circuito de señal de advertencia del transportador en lógica cableada Este circuito se puede programar en un PLC de la siguiente forma: Figura 7-19 Circuito de señal de advertencia del transportador en lógica programada Los temporizadores a menudo se usan como parte de los sistemas de control secuencial automático. La Figura 7-20 muestra cómo una serie de motores pueden arrancarse automáticamente con solo una estación de control de START/STOP. El funcionamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • De acuerdo con el esquema de la escalera de relés, la bobina de arranque del motor de la bomba de aceite lubricante (Lube Oil Pump) M1 se activa cuando el botón de arranque PB2 se acciona momentáneamente.Como resultado, el contacto de control M1-1 se cierra para retener M1, y el motor de la bomba de aceite lubricante arranca. 105 • • Cuando la bomba de aceite lubricante acumula suficiente presión de aceite, el interruptor de presión de aceite lubricante PS1 se cierra. Esto a su vez energiza la bobina M2 para arrancar el motor de accionamiento principal y energiza la bobina TD para comenzar el período de retardo. Después del período de retraso de tiempo preestablecido de 15 s, el contacto TD-1 se cierra para energizar la bobina M3 y arrancar el motor de alimentación. Figura 7-20 Sistema de control secuencial automático con lógica cableada. El programa de lógica de escalera muestra cómo se podría programar un circuito equivalente utilizando un PLC. Figura 7-20 Sistema de control secuencial automático con lógica programada. 106 8.2- Timer Off-Delay (TOF) La instrucción TOF se utiliza para activar o desactivar una salida después de que su renglón ha estado desactivado durante un intervalo de tiempo preseleccionado. La instrucción TOF comienza a contar los intervalos de la base de tiempo cuando el renglón efectúa una transición de verdadero a falso. Con tal que las condiciones permanezcan falsas, el temporizador incrementa su valor acumulado (ACC) durante cada escán hasta alcanzar el valor preseleccionado (PRE). El valor acumulado se restablecerá cuando las condiciones de renglón se hagan verdaderas, sin importar si el tiempo en el temporizador se ha agotado. La Figura 7-21 ilustra la programación de un temporizador de retardo a la desconexión Off-Delay. TOF comienza a cronometrar cuando la instrucción pasa de ON a OFF o de verdadero a falso. El funcionamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor conectado a la entrada I: 1/0 se cierra por primera vez, la salida temporizada O: 2/1 se establece en 1 inmediatamente y la lámpara se enciende. Si este interruptor ahora está abierto, se pierde la continuidad lógica y el temporizador comienza a contar. • Después de 15 s, cuando el tiempo acumulado (Accumulated) es igual al tiempo preestablecido (Preset), la salida se restablece a 0 y la lámpara se apaga. • Si se obtiene continuidad lógica antes de que se agote el tiempo de espera del temporizador, el tiempo acumulado se restablece a 0. Por esta razón, este temporizador también se clasifica como no retentivo. Figura 7-21 Programación de temporizador Off-Delay 107 La figura 7-22 ilustra el uso de una instrucción de temporizador Off-Delay utilizada para apagar los motores secuencialmente a intervalos de 5 segundos. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Los valores predeterminados del temporizador para T4: 1, T4: 2 y T4: 3 se establecen para 5, 10 y 15 s, respectivamente. Al cerrar el interruptor de entrada SW, los contactos de cada uno de los tres temporizadores TOF cambian inmediatamente a cerrado, encendiendo inmediatamente los motores M1, M2, y M3. • Si se abre SW, la continuidad lógica de los tres temporizadores se pierde y cada temporizador comienza a contar. • El Temporizador T4: 1 cuenta hasta 5 s restableciendo su bit o contacto a abierto, desenergizando el motor M1. • El Temporizador T4: 2, luego de 5s mas tarde restableciendo su bit o contacto a abierto, desenergizando el motor M2. • El Temporizador T4: 3, luego de 5s mas tarde restableciendo su bit o contacto a abierto, desenergizando el motor M3. 108 8.3- Timer retentivo (RTO) Se utiliza un temporizador retentivo PLC cuando desea retener los valores de tiempo acumulados a cuando hay una pérdida de energía o el cambio en el estado del renglón de verdadero a falso. El temporizador (RTO) se programa de manera similar al temporizador (TON), con una excepción importante: una instrucción de restablecimiento (RES). A diferencia del TON, el RTO mantendrá su valor acumulado cuando el renglón del temporizador se vuelva falso y continuará cronometrando donde se detuvo cuando el renglón del temporizador se vuelva a repetir. Este temporizador debe ir acompañado de una instrucción de restablecimiento (RES) del temporizador para restablecer el valor acumulado del temporizador a 0. La instrucción RES es el único medio automático de restablecer el valor acumulado de un temporizador retentivo. La instrucción RES tiene la misma dirección que el temporizador para restablecer. Siempre que la instrucción RES sea verdadera, tanto el valor acumulado del temporizador como el bit de finalización del temporizador (DN) se restablecen a 0. La figura 7-27 muestra un programa de PLC para un temporizador de retardo de encendido retentivo. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • El temporizador comenzará a cronometrarse cuando el botón de tiempo PB1 esté cerrado. Si el botón se cierra durante 3 segundos y luego se abre durante 3 segundos, el valor acumulado del temporizador permanecerá en 3 segundos. • Cuando el botón PB1 se cierra nuevamente, el temporizador recoge el tiempo a los 3 s y continúa el cronometraje. • Cuando el valor acumulado (Accum) (9) es igual al valor preestablecido (Preset) (9), el contacto DN del temporizador T4:2/DN se establece en cierra y la salida de luz piloto PL se enciende. • Cada vez que se cierra el botón PB2 de reinicio momentáneo, el valor acumulado del temporizador se reinicia a 0. Figura 7-27 Programación de temporizador RTO 109 La Figura 7-30 muestra una aplicación práctica que utiliza las instrucciones TON, TOF y RTO. En esta aplicación industrial, hay una máquina con un gran eje de acero soportado por cojinetes cargados. Este eje está acoplado a un gran motor eléctrico. Los rodamientos necesitan lubricación, que es suministrada por una bomba de aceite accionada por un pequeño motor eléctrico. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Para arrancar la máquina, el operador enciende el SW. Antes de que el eje del motor comience a girar, la bomba (PUMP) suministra aceite a los cojinetes durante 10 segundos. • • Los rodamientos también reciben aceite cuando la máquina está funcionando. Cuando el operador apaga el SW para detener la máquina, la bomba de aceite continúa suministrando aceite durante 15 s. • Se utiliza un temporizador retentivo para rastrear el tiempo total de funcionamiento de la bomba. Cuando el tiempo total de funcionamiento es de 3 horas, el motor se apaga y se enciende una luz piloto para indicar que es necesario cambiar el filtro y el aceite. • Se proporciona un botón de reinicio para reiniciar el proceso después de que se hayan cambiado el filtro y el aceite. Figura 7-30 Programa para la lubricación automática de rodamientos. 110 8.4- Temporizadores en cascada Cuando la salida de un temporizador activa la entrada de otro temporizador, esos temporizadores se denominan en cascada. Los temporizadores pueden interconectarse o conectarse en cascada para satisfacer una serie de funciones de control lógico. • La Figura 7-31 muestra cómo se pueden arrancar tres motores automáticamente en secuencia con un retraso de 20 s entre cada uno utilizando dos temporizadores On-Delay utilizando lógica cableada. El funcionamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • La bobina de arranque del motor M1 se activa cuando se activa el botón de arranque momentáneo PB2. Como resultado, el motor 1 arranca, el contacto M1-1 se cierra para retener a M1 y la bobina del temporizador TD1 se activa para comenzar el primer período de retardo. • Después del período de tiempo preestablecido de 20 s, el contacto TD1-1 se cierra para energizar la bobina de arranque del motor M2 Como resultado, el motor 2 arranca y la bobina del temporizador TD2 se activa para comenzar el segundo período de retardo. Después del período de tiempo preestablecido de 20 s, el contacto TD2-1 se cierra para energizar la bobina de arranque del motor M3, y así el motor 3 arranca. • Figura 7-31 Circuito de arranque secuencial con retardo de tiempo usando lógica cableada. La Figura 7-32 muestra un programa PLC equivalente del circuito de arranque del motor secuencial con retardo de tiempo cableado. Dos temporizadores programados de retardo de conexión se conectan en cascada para obtener la misma lógica que el circuito de relé de temporizador cableado original. Tenga en cuenta que la salida del temporizador T4: 1 se utiliza para controlar la lógica de entrada al temporizador T4: 2. 111 Figura 7-32 Programa de PLC equivalente del circuito secuencial Los temporizadores alternativos se definen como funciones de temporización en las que la salida de un temporizador se usa para restablecer la entrada de un segundo temporizador, cada uno restableciendo al otro. Estos tipos de temporizadores se utilizan en situaciones en las que se requiere un ciclo constante de una salida. Por ejemplo, si se requiere una luz intermitente en caso de falla del sistema de control, se podría usar un programa con temporizadores alternativos para crear la función de salida intermitente. 8.4.1- Intermitencia con timers Se pueden interconectar dos temporizadores para formar un oscilador o un circuito alternativo. La lógica del oscilador es básicamente un circuito de temporización programado para generar pulsos de salida periódicos de cualquier duración. La Figura 7-33 muestra el programa para un circuito intermitente anunciador. Dos temporizadores internos forman el circuito oscilador, que genera una salida temporizada y pulsada. La salida del circuito oscilador se programa en serie con la condición de alarma. Si la condición de alarma (temperatura, presión o interruptor de límite) es verdadera, la luz indicadora de salida apropiada parpadeará. Tenga en cuenta que cualquier número de condiciones de alarma podría programarse utilizando el mismo circuito intermitente. 112 Figura 7-33 Programa de un anunciador con luces intermitente. 8.4.2- Incremento de tiempo en timers En ocasiones, puede requerir un período de retraso mayor que el tiempo máximo preestablecido permitido para la instrucción de temporizador único del PLC que se está utilizando. Cuando este es el caso, el problema se puede resolver simplemente con temporizadores en cascada, como se ilustra en la Figura 7-34. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • • El tiempo total requerido es de 42,000 s. El primer temporizador, T4: 1, se programa para un tiempo preestablecido de 30,000 s y comienza a cronometrarse cuando se cierra la entrada SW. Cuando T4: 1 completa su período de retardo 30,000 s más tarde, el bit T4: 1 / DN se establecerá en 1. Esto a su vez activa el segundo temporizador, T4: 2, que está preestablecido para los 12,000 s restantes para completar un total de 42,000 s. 113 • Una vez que T4:2 alcanza su tiempo preestablecido, el contacto T4:2/DN se establecerá en 1, por lo que enciende la salida PL, la luz piloto, para indicar la finalización del tiempo completo de 42,000 s. • Al abrir la entrada SW en cualquier momento restablecerá ambos temporizadores y desconectará la salida PL. Figura 7-34 temporizadores en cascada para tiempo más largo. 114 8.4.3- Programación de semáforos Una aplicación típica para un circuito PLC que combina funciones en cascada y de intermitencia sería el control de las señales de tráfico o semáforos. El circuito lógico de escalera de la Figura 7-35 ilustra un control de un conjunto de semáforos en una dirección. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • La transición de luz roja a luz verde a luz amarilla se logra mediante la interconexión de las tres instrucciones del temporizador TON. • La entrada al temporizador T4:0 es controlada por contacto DN de T4:2. • La entrada al temporizador T4:1 es controlada por contacto DN de T4:0. • El renglón o peldaño al temporizador T4:2 es controlada por contacto DN de T4:1. • La secuencia de tiempos de las luces es: o Rojo: 30 s encendido o Verde: 25 s encendido o Amarilla: 5 s encendido La secuencia luego se repite. Figura 7-35 Control de semáforos en una dirección. 115 El cuadro que se muestra en la Figura 7-36 muestra la secuencia cronometrada de las luces para el control bidireccional de los semáforos. Figura 7-36 Diagrama de tiempos para control bidireccional de semáforos. Figura 7-37 Control de semáforos en dos direcciones. 116 Capítulo 9- Programación de contadores Todos los fabricantes de PLC ofrecen de alguna forma instrucciones de conteo como parte de su paquete de instrucciones. Una aplicación de contador común es realizar un seguimiento del número de productos en un proceso industrial, como se ilustra en la Figura 8-3. Figura 8-3 Aplicación de contador. Los contadores son similares a los temporizadores, excepto que no funcionan en un reloj interno, sino que dependen de fuentes externas o de programa para contar. Los contadores PLC son normalmente retentivos; es decir, cualquier recuento contenido en el contador en el momento del apagado del procesador se restaurará al contador al encenderlo. Sin embargo, el contador puede reiniciarse si la condición de reinicio se activa en el momento de la restauración de energía. Los contadores en los PLC pueden diseñarse para contar de forma ascendente hasta un valor preestablecido o para contar de forma de descendente hasta un valor preestablecido. El contador ascendente (Up-Counter) se incrementa en 1 cada vez que el renglón que contiene el contador pasa de falso a verdadero. El contador descendente (Down-Counter) disminuye en 1 cada vez que se energiza el renglón que contiene el contador. Estas transiciones de renglón pueden ser el resultado de eventos que ocurren en el programa, como partes que pasan por un sensor o activan un interruptor de límite. El operador puede establecer el valor predeterminado de un contador de controlador programable o puede cargarse en una ubicación de memoria como resultado de una decisión del programa. 117 La figura 8-7 ilustra la secuencia de conteo de un contador ascendente y un contador descendente. El valor indicado por el contador se denomina valor acumulado. El contador aumentará o disminuirá, según el tipo de contador, hasta que el valor acumulado del contador sea igual o mayor que el valor preestablecido, momento en el que se generará una salida. Siempre se proporciona un reinicio del contador para hacer que el valor acumulado del contador se reinicie a un valor predeterminado. 9.1- Contadores ascendentes / Up-Counter (CTU) El contador ascendente es una instrucción de salida cuya función es incrementar su valor acumulado en las transiciones de falso a verdadero de su instrucción. Por lo tanto, se puede usar para contar transiciones de falso a verdadero de una instrucción de entrada y luego desencadenar un evento después de un número requerido de recuentos o transiciones. La instrucción de salida del contador ascendente aumentará en 1 cada vez que ocurra el evento contado. La figura 8-8 muestra el programa y el diagrama de tiempo para un contador de conteo ascendente. Esta aplicación de control está diseñada para encender la luz piloto roja y apagar la luz piloto verde después de un conteo acumulado de 7. La operación del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El botón PB1 proporciona los pulsos de transición de encendido a apagado contados por el contador. • • El valor preestablecido del contador se establece en 7. Cada transición de falso a verdadero del renglón 1 aumenta el valor acumulado del contador en 1. • • La salida O: 2/1 se activa siempre que el valor acumulado sea inferior a 7. Después de 7 pulsos, o recuentos, cuando el valor del contador predeterminado es igual al valor del contador acumulado, la salida DN se activa. Como resultado, el renglón 2 se vuelve verdadero y energiza la salida O: 2/0 para encender la luz piloto roja. • • Al mismo tiempo, el renglón 3 se vuelve falso y desenergiza la salida O: 2/1 para apagar la luz piloto verde. 118 • El contador se reinicia cerrando el botón PB2, que hace que el renglón 4 sea verdadero, activando la instrucción de reset, y restablece el acumulado del contador a cero. Figura 8-8 Programa simple de contador ascendente. (a) programa. (b) Diagrama de tiempos. 119 El archivo del contador de Allen-Bradley SLC 500 o Micrologix es el archivo 5 (Figura 8-9). Cada contador está compuesto por tres palabras de 16 bits, denominadas colectivamente un elemento contador. Estas tres palabras de datos son la palabra de control, la palabra preestablecida (preset) y la palabra acumulada (accumulated). Cada una de las tres palabras de datos comparte la misma dirección base, que es la dirección del contador en sí. Puede haber hasta 256 elementos de contador. Las direcciones para el archivo de contador 5, elemento de contador 3 (C5: 3), se enumeran a continuación: 9.1.1- Tipos de contactos de contadores El control word o palabra de control se usa para indicar el estado del bit o contacto: • Count-Up (CU) Enable Bit: El bit o contacto de habilitación de conteo se usa con el contador de conteo y es verdadero siempre que la instrucción del contador de conteo sea verdadera. Si la instrucción del contador de conteo es falsa, el bit CU es falso. • Count-Down (CD) Enable Bit: El bit o contacto de habilitación de cuenta descentente se usa con el contador de descendente (Down-Counter) y es verdadero siempre que la instrucción del contador descendente (Down-Counter) sea verdadera. Si la instrucción del contador descendente es falsa, el bit o contacto de CD es falso. • Done (DN) Bit: El bit o contacto de efectuado es verdadero siempre que el valor acumulado (Accumulated) sea igual o mayor que el valor preestablecido (Preset) del contador, ya sea para el contador ascendente (Up-Counter) o el descentente (Down-Counter). • Overflow (OV) Bit: El bit de overflow es verdadero siempre que el contador cuente más allá de su valor máximo, que es 32,767. En el próximo conteo, el contador se ajustará a –32,768 y continuará contando desde allí hacia 0 en sucesivas transiciones de falso a verdadero del contador de conteo. • Underflow (UN) Bit: El bit underflow se aplicará cuando el contador cuente por debajo de – 32,768. El contador se ajustará a +32,767 y continuará la cuenta regresiva hacia 0 en sucesivas transiciones de renglón falso a verdadero del contador de cuenta regresiva. Ejemplos de direccionamiento de instrucción: C5:0/15 ó C5:0/CU Bit de habilitación de conteo progresivo 120 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 C5:0.PRE Valor preseleccionado del contador C5:0.2 ó C5:0.ACC Valor acumulado del contador 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 El valor preestablecido o preset (PRE) especifica el valor que el contador debe contar antes de que cambie el estado del bit o contacto DN. El valor predeterminado es el punto de ajuste del contador y varía de –32,768 a +32,767. Cuando el valor del acumulador se hace igual o mayor que el valor preseleccionado, el contacto DN o bit cambiará de estado. El valor acumulado o accumulated (ACC) es el número de veces que el renglón pasa de falso a verdadero. El valor acumulado aumenta con una transición de falso a verdadero de la instrucción del contador ascendente (Up-Counter) o disminuye con una transición de falso a verdadero de la instrucción del contador descendente (Down-Counter). Tiene el mismo rango que el preestablecido: –32,768 a +32,767. El valor acumulado continuará contando más allá del valor predeterminado en lugar de detenerse en el valor predeterminado como lo hace un temporizador. La figura 8-11 muestra un ejemplo del contador Up-Counter y sus bits o contactos de estado. Figura 8-11 Instrucción de contador Up-Counter (CTU) La dirección para los contadores comienza en C5:0 y continúa hasta C5:255. La información a ingresar incluye: 121 • Número de contador (Counter Number): este número debe provenir del archivo del contador. En el ejemplo que se muestra, el número de contador es C5: 0, que representa el archivo de contador 5, el contador 0 en ese archivo. La dirección de este contador no debe usarse para ningún otro contador de conteo. • Valor preestablecido (Preset Value): el valor preestablecido puede variar de - 32,768 a +32,767. En el ejemplo que se muestra, el valor predeterminado es 10. • Valor acumulado (Accumulated Value): el valor acumulado también puede variar de – 32,768 a +32,767. Típicamente, como en este ejemplo, el valor ingresado en la palabra acumulada es 0. Independientemente del valor ingresado, la instrucción reset (RES) restablecerá el valor acumulado a 0. La Figura 8-12 muestra la pestaña del menú del temporizador / contador de la barra de herramientas de RSLogix. Varias instrucciones de temporizador y contador aparecen cuando se selecciona esta pestaña. Las tres primeras son instrucciones de temporizador que se tratan en el capítulo anterior. Las siguientes dos instrucciones de la izquierda son las instrucciones de contador ascendente (CTU) y contador descendente (CTD). A la derecha de las instrucciones CTU y CTD se encuentra la instrucción de restablecimiento o reset (RES), que utilizan tanto los contadores como los temporizadores. Figura 8-12 Barra de herramientas para la selección de contadores Los comandos de contador se pueden resumir de la siguiente manera: • CTU (Count-Up): aumenta el valor acumulado en cada transición de falso a verdadero y retiene el valor acumulado cuando se produce un ciclo de encendido / apagado. • CTD (Count-Down): disminuye el valor acumulado en cada transición de falso a verdadero y retiene el valor acumulado cuando se produce un ciclo de encendido / apagado. • HSC (High-Speed Counte o Contador de alta velocidad): cuenta los pulsos de alta velocidad desde una entrada de alta velocidad. 122 La Figura 8-13 muestra un programa de contador de PLC utilizado para detener el funcionamiento de un motor después de 10 operaciones. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • • El contador CTU, C5:0 cuenta el número de veces que se enciende/apaga el motor. El valor preestablecido (preset) del contador se establece en 10. Un contacto normalmente cerrado C5:0/DN está en serie con la instrucción de salida del motor. Un contacto normalmente abierto del motor se usa para incrementar el valor acumulado del contador para cada operación de encendido / apagado. • Después de que se alcanza 10 operaciones, el contacto C5:0/DN se abre e impide que se arranque el motor. • El cierre del botón Reset de reinicio restablece el valor acumulado a cero. Figura 8-13 Programa de contador de PLC utilizado para detener el funcionamiento de un motor después de 10 operaciones. La Figura 8-14 muestra un programa de conteo de latas del PLC que utiliza tres contadores ascendentes CTU. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El contador C5:2 cuenta el número total de latas que salen de una línea de ensamblaje para el embalaje final. • • Cada paquete debe contener 10 partes. Cuando se detectan 10 latas, el contador C5: 1 establece el bit B3: 0/1 para iniciar la secuencia de cierre de la caja. 123 • • El contador C5: 3 cuenta el número total de paquetes completados en un día. (El número máximo de paquetes por día es 300). Se utiliza un botón Reset para reiniciar el recuento total de piezas y paquetes desde cero diariamente. Figura 8-14 Programa de conteo de latas. 9.2- One–Shot Rising (OSR) La instrucción one-shot rising (OSR) es una instrucción de entrada que desencadena un evento una vez. La instrucción OSR se coloca en la lógica de escalera antes de la instrucción de salida. Cuando las condiciones de renglón que preceden a las instrucciones OSR pasan de falso a verdadero, la instrucción OSR también se cumple pero solo para un solo escaneo o scan. La figura 8-19 ilustra el funcionamiento de un renglón OSR que se puede resumir de la siguiente manera: • La instrucción OSR en este ejemplo se utiliza para hacer que la instrucción de RES de reinicio a un contador interruptor de límite LS1 se cierre (contacto pasa de falso a verdadero). • Al OSR se le asigna una dirección con un bit interno (B3: 0/0) que no se usa en ningún otro lugar del programa. • La instrucción OSR se conecta directamente en serie con la instrucción de salida. 124 • Cuando el interruptor de límite cierra LS1 y OSR se activa, las instrucciones de entrada van de falso a verdadero. La instrucción OSR condiciona el renglón para que la instrucción de salida de RES de reinicio al contador C5:1 se cumple para un solo escaneo del programa. • La instrucción de RES se vuelve falsa y permanece falsa para escaneos sucesivos hasta que la entrada realice otra transición de falso a verdadero. • El bit OSR se establece en 1 siempre que el interruptor de límite permanezca cerrado. bit OSR se restablece a 0 cuando se abre el interruptor de límite. El Figura 8-19 Instrucción One-shot rising (OSR) El programa de PLC para una correa transportadora de la Figura 8-18 ilustra la aplicación de un contador CTU junto con una instrucción OSR. El contador cuenta el número de cajas que salen del transportador. Cuando el número total de cajas alcanza 50, el motor del transportador se detiene automáticamente. Los camiones que se cargan tomarán un total de solo 50 cajas de este producto en particular; sin embargo, el recuento se puede cambiar para diferentes líneas de productos. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • Al presionar botón START de arranque momentáneo arranca el motor del transportador M1. El paso de las cajas es detectado por el interruptor de proximidad. Las cajas pasan por el interruptor de proximidad e incrementan el valor acumulado del contador cada vez que es detectada una caja. • La instrucción OSR es verdadera solo para un escaneo y luego falsa nuevamente, incluso si la señal del interruptor de proximidad activa se mantiene verdadera. Esto puede ser necesario para que el pulso de conteo funcione correctamente. • Después de contar 50 cajas, el contacto DN normalmente cerrado del contador C5:0 cambia de estado para detener el motor del transportador automáticamente y restablecer el valor acumulado del contador a cero con el contacto DN normalmente abierto que activa la instrucción RES. • El transportador puede detenerse y arrancarse manualmente en cualquier momento sin perder el valor acumulado en el contador. 125 • El conteo acumulado del contador se puede restablecer manualmente en cualquier momento mediante el botón RESET (I:1/4) de restablecimiento del conteo. Figura 8-18 Programa de conteo de cajas. 9.3- Contador descendente/ Down-Counter (CTD) Cuando las condiciones de renglón para una instrucción CTD han efectuado una transición de falo a verdadeo, el valor acumulado se disminuye en un conteo, siempre que el renglón que contiene la instrucción CTD se evalúe entre estas transiciones. 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. 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. Normalmente, el contador descendente se usa junto con el contador ascendente para formar un contador ascendente / descendente. El programa de la Figura 8-24 contiene una instrucción de contador de cuenta descendente, cuya operación se puede resumir de la siguiente manera: • Con el programa en el estado que se muestra, el contacto normalmente abierto (C5:0/DN) CTD se cerrará y la salida 0: 2/0 se activará porque el valor acumulado de 4 es mayor que el valor preestablecido de 2. 126 • Cuando el contactor C5:0 detecta un pulso provocado por I: 1/0 el valor acumulado disminuye en un recuento a 3. • Cuando el contactor C5:0 detecta otro pulso provocado por I: 1/0, el valor acumulado disminuirá a 2. • Cuando el contactor C5:0 detecta otro pulso más provocado por I: 1/0, el valor acumulado caerá a 1. • En este punto, el valor acumulado (Accumulated) es de 1 y es menor que el valor preestablecido (Peset) de 2, por lo que el contacto C5:0/DN volverá a su estado de abierto y la salida de la luz piloto O: 2/0 e desactivará. Figura 8-24 Contador descendente Down-Counter (CTD) La Figura 8-25 muestra un programa de contador ascendente / descendente que aumentará el valor acumulado del contador cuando se presione el botón PB1 y disminuirá el valor acumulado del contador cuando se presione el botón PB2. Tenga en cuenta que se da la misma dirección a la instrucción de contador ascendente, la instrucción de contador descendente y la instrucción de reinicio con la dirección de C5:2. Las tres instrucciones buscarán la misma dirección en el archivo del contador. Cuando la entrada A se activa, se agrega una cuenta al valor acumulado. Cuando la entrada B se activa, una cuenta se resta del valor acumulado. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • Cuando la instrucción CTU se activa, C5: 2 / CU se cerrará, causando que la salida A se active. Cuando la instrucción CTD se activa, C5: 2 / CD se cerrará, causando que la salida B se active. Cuando el valor acumulado (Accumulated) es mayor o igual que el valor preestablecido (Preset), C5:2/DN se cerrará, causando que la salida C se active. • Al presionar el pulsador de Input C el contador C5:2 se puede restablecer a cero 127 Figura 8-25 Programa de contador ascendente / descendente (CTU/CTD) 128 Una aplicación para un contador ascendente / descendente es llevar la cuenta de los automóviles que entran y salen de un estacionamiento. La Figura 8-23 muestra un programa PLC típico que podría usarse para implementar esto. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando un automóvil ingresa, el interruptor Enter switch activa la instrucción CTU de salida del contador y aumenta el recuento acumulado en 1. Cuando un automóvil se va, el interruptor Exit switch activa la instrucción de salida del conteo descendente (CTD) y disminuye el recuento acumulado en 1. • Dado que los contadores ascendentes y descendentes tienen la misma dirección, C5: 1, el valor acumulado será el mismo en ambas instrucciones y en el valor predeterminado. • Siempre que el valor acumulado llegue a 150, este será igual al valor preestablecido de 150, el contacto DN se cerrará, activando la luz piloto de Lote lleno (Lot full light). • Al presionar el pulsador Reset el contador C5:1 se puede restablecer a cero Figura 8-23 Contador de estacionamiento 129 9.4- Contadores en cascada Dependiendo de la aplicación, puede ser necesario contar eventos que excedan el número máximo permitido por el contador. Una forma de lograr este conteo es interconectando o conectando en cascada dos contadores. El programa de la figura 8-27 ilustra esta aplicación. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • La salida del primer contador se programa en dependencia del segundo contador colocando el contacto DN abiero C5:0/DN en serie con el contador C5:1. • Cuando el valor acumulado del segundo contador es igual a su valor predeterminado (preset), el contacto DN, C5:0/DN se cerrará, lo que permite que el primer contador cuente. • Los contactos DN de ambos contadores están en serie con una salida de luz para indicar que ya se han dado 64,000 pulsos. Por lo que estos dos contadores permiten medir el doble de conteos. Si la instrucción CTU es reseteada a cero mientras está contando, esta da un valor acumulado adicional. Para evitar esto se coloca la instrucción OSR en serie con los contadores. • Figura 8-27 Contando más allá del conteo máximo. A veces se usa otro método de contadores en cascada cuando se debe almacenar un número extremadamente grande de recuentos. Por ejemplo, si necesita un contador para contar hasta 250,000, es posible lograr esto usando solo dos contadores. La figura 8-28 muestra cómo se programarían los dos contadores para este propósito. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: 130 • El contador C5: 1 tiene un valor predeterminado de 500 y el contador C5: 2 tiene un valor predeterminado de 500. • Cada vez que el contador C5: 1 alcanza 500, el contacto DN restablece el contador C5: 1 e incrementa el contador C5: 2 en 1. • Cuando el contacto DN del contador C5: 1 se activa y apaga 500 veces, el contacto DN del contador C5:2 se activará, por lo que la luz de salida se activa. Por lo tanto, la luz de salida se enciende después de 500 × 500, o 250,000, transiciones de la entrada de contador. Figura 8-28 Contadores en cascada para conteos elevados 131 Algunos PLC incluyen un reloj en tiempo real como parte de su conjunto de instrucciones. Un reloj en tiempo real le permite mostrar la hora del día o registrar datos relacionados con la operación del proceso. La lógica utilizada para implementar un reloj como parte del programa de un PLC es sencilla y fácil de lograr. Una sola instrucción de temporizador e instrucciones de contador son todo lo que necesita. La Figura 8-29 ilustra un programa de un contador de tiempo que produce un reloj que mide la hora en horas y minutos. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: Figura 8-29 Programa de reloj de 24 horas. • La instrucción de temporizador RTO (T4: 0) se programa primero con un valor predeterminado de 60 segundos. Cuando el temporizador T4:0 llega a su conteo de 60, esto, a su vez, hace que el contador ascendente (C5: 0) del renglón 001 incremente 1 recuento. • En la siguiente exploración del procesador, el temporizador se reinicia y comienza a cronometrarse nuevamente. • El contador C5: 0 está preestablecido en 60 recuentos, y cada vez que el temporizador completa su período de retardo, su recuento se incrementa. • Cuando el contador C5: 0 alcanza su valor predeterminado de 60, se activa el contacto DN de C5:0. Esto, a su vez, hace que el contador ascendente (C5: 1) del renglón 002, que está preestablecido para 24 recuentos, incremente 1 recuento. 132 • • • Siempre que el contador C5: 1 alcance su valor preestablecido de 24, su bit listo se configurará para reiniciarse. La hora del día se genera al examinar el conteo u hora actual o acumulada para cada contador y temporizador. El contador C5: 1 indica la hora del día en formato militar de 24 h, mientras que los minutos actuales están representados por el valor de conteo acumulado de contador C5: 0. El reloj de 24 horas se puede usar para registrar la hora de un evento. La figura 8-30 ilustra el principio de esta técnica. En esta aplicación, debe registrarse el tiempo de apertura de un interruptor de presión. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El circuito se pone en funcionamiento presionando el botón de reinicio y configurando el reloj para la hora del día. • • Esto inicia el reloj de 24 horas y enciende la luz indicadora (SET). Si el interruptor de presión se abre en cualquier momento, el reloj se detendrá automáticamente y la luz indicadora de disparo (TRIP) se encenderá. • El reloj se puede leer para determinar la hora de apertura del interruptor de presión. Figura 8-30 Monitoreo del tiempo de un evento. 133 9.5- Combinación de funciones de contador y temporizador Muchas aplicaciones de PLC utilizan tanto la función de contador como la función de temporizador. La Figura 8-34 ilustra un programa de apilamiento automático que requiere un temporizador y un contador. En este proceso, el transportador M1 se utiliza para apilar placas de metal sobre el transportador M2. El sensor fotoeléctrico proporciona un pulso de entrada al contador del PLC cada vez que una placa metálica cae del transportador M1 a M2. Cuando se han apilado 15 placas, el temporizador del PLC activa el transportador M2 durante 5 s. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando se presiona el botón de inicio, el transportador M1 comienza a funcionar. Después de apilar 15 placas, el transportador M1 se detiene y el transportador M2 comienza a funcionar. • Después de que el transportador M2 ha sido operado durante 5 s, se detiene y la secuencia se repite automáticamente. • El contacto DN del temporizador T4:1 restablece el temporizador y el contador y proporciona un impulso momentáneo para reiniciar automáticamente el transportador M1. Figura 8-34 Programa de apilamiento automático. 134 Figura 8-34 Programa de apilamiento automático. 135 La figura 8-35 muestra un programa de bloqueo del motor. Este programa está diseñado para evitar que el operador de una máquina arranque un motor que se ha disparado más de 5 veces en una hora. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: El contacto del relé de sobrecarga normalmente abierto (OL) se cierra momentáneamente cada vez que se detecta una corriente de sobrecarga. Cada vez que el motor se detiene debido a una condición de sobrecarga, el circuito de arranque del motor se bloquea durante 5 minutos. Si el motor se dispara más de 5 veces en una hora, el circuito de arranque del motor se bloquea permanentemente y no se puede iniciar hasta que se active el botón de reinicio. La luz piloto de bloqueo se enciende cuando existe una condición de bloqueo permanente. Figura 8-35 Programa de bloqueo del motor. 136 La Figura 8-36 muestra un programa de tasa de flujo parcial del producto. Este programa está diseñado para indicar cuántos productos pasan un punto de proceso determinado por minuto. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • Cuando el interruptor START de inicio está cerrado, tanto el temporizador como el contador están habilitados. El contador se activa cada vez que el sensor detecta un producto. Comienza el conteo y el temporizador comienza a cronometrar a través de su intervalo de tiempo de 1 minuto. • Al final de 1 minuto, el contacto DN del temporizador hace que el renglón del contador se vuelva falso. • • Los pulsos del sensor continúan pero no afectan el contador del PLC. El número de productos para el último minuto está representado por el valor acumulado del contador. • La secuencia se restablece abriendo y cerrando momentáneamente el interruptor START. Figura 8-36 137 Capítulo 10- Instrucciones de comparación Las instrucciones de comparación de datos son instrucciones de entrada. Estas se utilizan para comparar valores numéricos. Estas instrucciones comparan los datos almacenados en dos o más palabras (o registros) y toman decisiones basadas en las instrucciones del programa. Los valores numéricos en dos palabras de memoria se pueden comparar para cada una de las instrucciones básicas de comparación de datos que se muestran en la Figura 10-19, dependiendo del PLC. Los conceptos de comparación de datos ya se han utilizado con el temporizador y las instrucciones del contador. En ambas instrucciones, una salida se activaba o desactivaba cuando el valor acumulado del temporizador o contador igualaba su valor predeterminado. Lo que realmente ocurrió fue que los datos numéricos acumulados en una palabra de memoria se compararon con el valor preestablecido de otra palabra de memoria en cada exploración del procesador. Cuando el procesador vio que el valor acumulado era igual al valor preestablecido, activó o desactivó la salida. Las instrucciones de comparación se utilizan para probar pares de valores para determinar si un renglón es verdadero. La Figura 10-20 muestra la pestaña del menú Compare para el PLC Allen-Bradley SLC 500 o Micrologix y su software RSLogix asociado. Las instrucciones de comparación se pueden resumir de la siguiente manera: • • • • • • EQU (Igual): comprueba si el valor de la Fuente A es igual al valor de la Fuente B NEQ (no igual): comprueba si el valor de la fuente A no es igual al valor de la fuente B LES (menor que): comprueba si el valor de la fuente A es menor que el valor de la fuente B GRT (mayor que): comprueba si el valor de la fuente A es mayor que el valor de la fuente B LEQ (menor o igual): comprueba si el valor de la fuente A es menor o igual que el valor de la fuente B. GEQ (mayor o igual): comprueba si el valor de la fuente A es mayor o igual que el valor de la fuente B. 10.1- Igual (EQU) La instrucción igual (EQU) es una instrucción de entrada que compara la fuente A con la fuente B: cuando la fuente A es igual a la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera (contacto cerrado); de lo contrario es lógicamente falsa (contacto abierto). La Figura 10-21 de la instrucción EQU en serie con una salida PL1. El funcionamiento se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el valor acumulado del contador T4: 0 almacenado en la dirección de la fuente A es igual al valor en la dirección de la fuente B, N7: 40, la instrucción es verdadera y la salida se activa. La fuente A puede ser una dirección de palabra o una dirección con número punto flotante. La fuente B puede ser una dirección de palabra, una dirección de punto flotante o un valor constante. 138 Con la misma instrucción, no se recomiendan los datos de punto flotante debido a la exactitud requerida. Se prefiere una de las otras instrucciones de comparación, como la prueba de límite. Figura 10-21 Instrucción de comparación EQU. 10.2- No igual (NEQ) La instrucción no igual (NEQ) es una instrucción de entrada que compara la fuente A con la fuente B: cuando la fuente A no es igual a la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera; de lo contrario es lógicamente falsa. La figura 10-22 muestra un ejemplo de la instrucción NEQ. El funcionamiento se puede resumir de la siguiente manera: • • • • • Cuando el valor almacenado en la dirección de la fuente A, N7: 5, no es igual a 25, la salida será verdadera; de lo contrario, la salida será falsa. El valor almacenado en la Fuente A es 30. El valor almacenado en la Fuente B es 25. Dado que los dos valores no son iguales, la salida será verdadera o activada. En todas las instrucciones de comparación de entrada, la Fuente A debe ser una dirección y la Fuente B puede ser una dirección o una constante. Figura 10-22 Instrucción de comparación NEQ. 10.3- Mayor que (GRT) La instrucción mayor que (GRT) es una instrucción de entrada que compara la fuente A con la fuente B: cuando la fuente A es mayor que la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera; de lo contrario es lógicamente falsa. La figura 10-23 muestra un ejemplo esta instrucción GRT. El funcionamiento se puede resumir de la siguiente manera: • • La instrucción es verdadera o falsa, dependiendo de los valores que se comparan. Notar que la forma de direccionar el valor acumulado de un temporizador T4:10 por ejemplo es agregando (.ACC) es decir, la dirección para el valor acumulado de un contador es T4:10.ACC Cuando el valor acumulado del temporizador T4: 10, almacenado en la dirección de 139 la fuente A, es mayor que la constante 200 de la fuente B, la salida estará activada; de lo contrario, la salida estará apagada. Figura 10-23 Instrucción de comparación GRT. 10.4- Menor que (LES) La instrucción menor que (LES) es una instrucción de entrada que compara la fuente A con la fuente B: cuando la fuente A es menor que la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera; de lo contrario es lógicamente falsa. La figura 10-24 muestra un ejemplo de esta instrucción LES. El funcionamiento se puede resumir de la siguiente manera: • • La instrucción es verdadera o falsa, según los valores que se comparan. Notar que la forma de direccionar el valor acumulado de un contador C5:10 por ejemplo es agregando (.ACC) es decir, la dirección para el valor acumulado de un contador es C5:10.ACC • Cuando el valor acumulado del contador C5:10, almacenado en la dirección de la fuente A, es menor que la constante 350 de la fuente B, la salida estará activada; de lo contrario, estará apagado. Figura 10-24 Instrucción de comparación LES. 10.5- Mayor o igual (GEQ) La instrucción mayor o igual (GEQ) es una instrucción de entrada que compara la fuente A con la fuente B: cuando la fuente A es mayor o igual que la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera; de lo contrario es lógicamente falsoa. La figura 10-25 muestra un ejemplo de esta instrucción GEQ. El funcionamiento se puede resumir de la siguiente manera: 140 • • • Cuando el valor almacenado en la dirección de la fuente A, N7: 55, es mayor o igual que el valor almacenado en la dirección de la fuente B, N7: 12, la salida será verdadera; de lo contrario, será falso. El valor almacenado en la fuente A es 100. El valor almacenado en la fuente B es 23. Por lo tanto, la salida será verdadera o activada. Figura 10-25 Instrucción de comparación GEQ. 10.6- Menor o igual (LEQ) La instrucción menor o igual (LEQ) es una instrucción de entrada que compara la fuente A con la fuente B: cuando la fuente A es menor o igual que la fuente B, la instrucción es lógicamente verdadera; de lo contrario es lógicamente falsa. La figura 10-26 muestra un ejemplo de un renglón lógico LEQ. El funcionamiento se puede resumir de la siguiente manera: • Cuando el valor acumulado del contador C5: 1 es menor o igual a 457, la luz piloto se encenderá. • El valor acumulado del contador es inferior a 457. desactivada. Por lo tanto, la salida será falsa o Figura 10-26 Instrucción de comparación LEQ. 141 La Figura 10-27 muestra un ejemplo de un contador ascendente utilizado junto con las instrucciones de comparación LES, EQU y GRT para activar salidas basadas en diferentes valores del valor acumulado del contador. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • La dirección del valor acumulado se escribe como C5:1.ACC que se colocará en la fuente A (source A) de cada instrucción de comparación. Se realiza una comparación menor que (LES) con el valor 10 acumulativo del contador. Como resultado, la salida LES se activará cada vez que el valor acumulado sea de 9 o menos. • Se realiza una comparación de Equal (EQU) con el valor 20 acumulativo del contador. Como resultado, la salida EQU se activará solo cuando el valor acumulado sea igual a 20. • Se realiza una comparación mayor que (GRT) con el valor 30 acumulativo del contador. Como resultado, la salida GRT se activará cada vez que el valor acumulado sea 31 o más. Figura 10-27 Salidas activadas basadas en el valor acumulado de un contador. 142 10.7- Límite (LIM) La instrucción de prueba de límite (LIM) se usa para probar si los valores están dentro o fuera del rango especificado. Por ejemplo una aplicación en las que se usa la instrucción de prueba de límite incluye permitir que un proceso funcione siempre que la temperatura esté dentro o fuera de un rango especificado. Cómo introducir parámetros Los valores de límite bajo, prueba y límite alto pueden ser direcciones de palabra o constantes restringidas a las combinaciones siguientes: • Si el parámetro de prueba es una constante de programa, los parámetros de límite bajo y límite alto deben ser direcciones de palabra. • Si el parámetro de prueba es una dirección de palabra, los parámetros de límite bajo y límite alto pueden ser una constante de programa o una dirección de palabra. Estado verdadero/falso de la instrucción Si el límite bajo tiene un valor igual o menor que el límite alto, la instrucción es verdadera cuando el valor de prueba se encuentra entre los límites o cuando es igual a cualquiera de los límites. Si el valor de prueba se encuentra fuera de los límites, la instrucción es falsa, según se indica a continuación. Si el límite bajo tiene un valor mayor que el límite alto, la instrucción es falsa cuando el valor de prueba se encuentra entre los límites. Si el valor de prueba es igual a cualquiera de los límites o se encuentra fuera de los límites, la instrucción es verdadera, según se indica a continuación. 143 La figura 10-28 muestra un ejemplo de una instrucción LIM en la que el valor límite inferior es menor que el valor límite superior. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • El límite superior tiene un valor de 50 y el límite inferior tiene un valor de 25. La instrucción es verdadera para los valores de la prueba del 25 al 50. • La instrucción es falsa para valores de prueba menores que 25 o mayores que 50. instrucción es verdadera porque el valor de la prueba es 48. La Figura 10-28 Instrucción LIM donde el valor límite inferior es menor que el valor límite alto. La figura 10-29 muestra un ejemplo de una instrucción LIM en la que el valor límite inferior es mayor que el valor límite superior. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • El límite superior tiene un valor de 50 y el límite inferior tiene un valor de 100. La instrucción es verdadera para valores de prueba de 50 y menores que 50 y para valores de prueba de 100 y mayores que 100. • La instrucción es falsa para valores de prueba mayores que 50 y menores que 100. instrucción es verdadera porque el valor de la prueba es 125. La Figura 10-29 Instrucción LIM donde el valor límite inferior es mayor que el valor límite superior. 144 10.8- Enmascarada para igualdad (MEQ) La instrucción de comparación enmascarada para igualdad (MEQ) compara un valor de una dirección de origen con datos en una dirección de comparación y permite enmascarar partes de los datos. Una aplicación para la instrucción MEQ es comparar la posición correcta de hasta 16 interruptores de límite cuando la fuente contiene la dirección del interruptor de límite y la comparación almacena sus estados deseados. La máscara puede bloquear los interruptores que no desea comparar (Figura 10-31). La figura 10-32 muestra un ejemplo de una instrucción MEQ. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • Cuando los datos en la dirección de origen coinciden con los datos en la dirección de comparación bit por bit (menos bits enmascarados), la instrucción es verdadera. • • La instrucción se vuelve falsa tan pronto como detecta una falta de coincidencia. Una máscara pasa datos cuando se establecen los bits de la máscara (1); una máscara bloquea los datos cuando los bits de la máscara se restablecen (0). La máscara debe tener el mismo tamaño de elemento (16 bits) que la fuente y las direcciones de comparación. • • Debe establecer los bits de máscara en 1 para comparar datos. Los bits en la dirección de comparación que corresponden a 0 en la máscara no se comparan. • Si desea que el programa de escalera cambie el valor de la máscara, almacene la máscara en una dirección de datos. De lo contrario, ingrese un valor hexadecimal para un valor de máscara constante. Figura 10-32 Comparación enmascarada igual (MEQ). 145 10.9- Programas de manipulación de datos Las instrucciones de manipulación de datos dan una nueva dimensión y flexibilidad a la programación de los circuitos de control. Por ejemplo, considere el circuito de retardo de tiempo operado por lógica cableado en la Figura 10-33. Este circuito utiliza tres temporizadores para controlar cuatro válvulas solenoides. Figura 10-33 Tres temporizadores utilizados para controlar cuatro válvulas solenoides. El funcionamiento del circuito cableado se puede resumir de la siguiente manera: • • • • Cuando se presiona el botón de inicio momentáneo, el solenoide A se activa inmediatamente. El solenoide B se activa 5 s más tarde que el solenoide A. El solenoide C se activa 10 s más tarde que el solenoide A. El solenoide D se activa 15 s más tarde que el solenoide A. 146 El circuito de retardo de tiempo cableado podría implementarse utilizando un programa PLC convencional y tres temporizadores internos. Sin embargo, el mismo circuito puede programarse usando solo un temporizador interno junto con instrucciones de comparación de datos. La Figura 10-34 muestra el programa requerido para implementar el circuito usando solo un temporizador interno. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • El botón STOP de parada está cerrado. Cuando se presiona el botón START de inicio, la salida SOL A se activa inmediatamente para encender el solenoide A. • El contacto SOL A se cierra por lo que se retiene la salida SOL A y para iniciar la temporización de temporizador T4:1. • • El tiempo preestablecido del temporizador se establece en 15 segundos. La salida SOL B se energizará después de un tiempo total de 5 segundos, cuando el tiempo acumulado sea igual y luego mayor de 5 segundos. Esto, a su vez, energizará el solenoide B. • La salida SOL C se energizará después de un tiempo total de 10 segundos, cuando el tiempo acumulado sea igual y luego mayor de 10 segundos. Esto, a su vez, energizará el solenoide C. La salida SOL D se energizará (a través del contacto T4: 1 / DN del temporizador) después de un de tiempo total de 15 segundos para energizar el solenoide D. • Figura 10-34 Control de múltiples cargas usando un temporizador y la instrucción GEQ. 147 La figura 10-35 muestra una aplicación de un programa utilizando un temporizador implementado usando la instrucción EQU. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor (S1) está cerrado, el temporizador T4: 1 comenzará su temporización. Ambas fuentes de las instrucciones EQU están dirigidas para obtener el valor acumulado del temporizador mientras se está ejecutando. • • La instrucción EQU del renglón 2 tiene el valor de 5 almacenado en la fuente B. Cuando el valor acumulado del temporizador alcanza 5, la instrucción EQU del renglón 2 se convertirá en verdadera durante 1 segundo. • • Como resultado, la salida LATCH se activará para encender la luz piloto PL1. Cuando el valor acumulado del temporizador alcanza 15, la instrucción EQU del renglón 3 será verdadera durante 1 segundo. • Como resultado, la salida de desenclavamiento UNLATCH se activará para apagar la luz piloto PL1. • Por lo tanto, cuando el interruptor está cerrado, la luz piloto se encenderá después de 5 segundos, permanecerá encendida durante 10 segundos y luego se apagará. Figura 10-35 Programa combinando el temporizador y la instrucción EQU. La Figura 10-36 muestra una aplicación de un programa de contador ascendente usando la instrucción LES. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El contador ascendente C5: 1 se incrementará en 1 por cada transición de falso a verdadero del interruptor del sensor de proximidad. • La fuente A de la instrucción LES se dirige al valor acumulado del contador y la fuente B tiene un valor constante de 20. • La instrucción LES será verdadera siempre que el valor contenido en la fuente A sea menor que el de la fuente B. 148 • • • Por lo tanto, el solenoide de salida SOL se activará cuando el valor acumulado del contador esté entre 0 y 19. Cuando el valor acumulado del contador alcanza 20, la instrucción LES se volverá falsa, desenergizando el solenoide de salida SOL. Cuando el valor acumulado del contador alcanza su valor preestablecido de 50, el reinicio del contador se activará a través del contacto abierto (C5: 1 / DN) para restablecer el valor acumulado a 0. Figura 10-36 Programa combinando contador y la instrucción LES. 10.10- Control de lazo cerrado En el control de lazo abierto, no se emplea ningún bucle de retroalimentación y no se detectan ni corrigen las variaciones del sistema que hacen que la salida se desvíe del valor deseado. Un sistema de lazo cerrado utiliza retroalimentación para medir el parámetro operativo real del sistema que se controla, como la temperatura, la presión, el flujo, el nivel o la velocidad. Esta señal de retroalimentación se envía de regreso al PLC donde se compara con el punto de ajuste del sistema deseado. El controlador desarrolla una señal de error que inicia una acción correctiva y conduce el dispositivo de salida final al valor deseado. El punto de ajuste (set-point) del PLC en su forma más simple compara un valor de entrada, como las entradas analógicas o de control, con un valor de punto de ajuste (set-point). Se proporciona una señal de salida discreta si el valor de entrada es menor, igual o mayor que el valor del set-point. El programa de control de temperatura de la Figura 10-43 es un ejemplo de control set-point. En esta aplicación, un PLC debe proporcionar un control simple de encendido / apagado de los elementos de calentamiento eléctrico de un horno. 149 El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El horno debe mantener una temperatura de punto de ajuste promedio de 600 ° F con una variación de aproximadamente 1 por ciento entre los ciclos de encendido y apagado. • Los calentadores eléctricos (heater) se encienden cuando la temperatura del horno es de 597 ° F o menos y permanecerán encendidos hasta que la temperatura suba a 603 ° F o más. • Los calentadores eléctricos permanecen apagados hasta que la temperatura baje a 597 ° F, momento en el cual el ciclo se repite. • Siempre que la instrucción menor o igual (LEQ) sea verdadera, existe una condición de baja temperatura y el programa enciende el calentador. • Siempre que la instrucción mayor o igual (GEQ) sea verdadera, existe una condición de alta temperatura y el programa apaga el calentador. Para el programa que se muestra, la temperatura es de 595 ° F, por lo que la instrucción LEQ y B3: 0/1 serán verdaderas y la salida del calentador se encenderá y se retendrá mediante el contacto del Heater. Una vez que la temperatura aumenta a 598 ° F, la instrucción LEQ se vuelve falsa pero la salida del calentador permanece encendida hasta que la temperatura sube a 603 ° F. • • • En el punto de 603 ° F, la instrucción GEQ y B3: 0/2 serán verdaderas y el calentador se apagará. Figura 10-43 Programa de control de punto de ajuste (set-point). 10.11- Entradas y salidas analógicas Los PLC anteriores se limitaban a interfaces de E / S discretas o digitales, lo que permitía conectar solo dispositivos de tipo encendido / apagado. Esta limitación significaba que el PLC solo podía tener un 150 control parcial de muchas aplicaciones de proceso. Hoy, sin embargo, hay disponible una gama completa de interfaces discretas y analógicas que permitirán que los controladores se apliquen a prácticamente cualquier tipo de proceso de control. Los PLC con entradas y salidas discretas solo tienen dos estados: encendido y apagado. En comparación, los dispositivos analógicos representan cantidades físicas que pueden tener un número infinito de valores. Las entradas y salidas analógicas típicas varían de 0 a 20 mA, de 4 a 20 mA o de 0 a 10 V. La figura 2-21 ilustra cómo se utilizan los módulos de entrada y salida analógica del PLC para medir y mostrar el nivel de fluido en un tanque. El módulo de interfaz de entrada analógica contiene los circuitos necesarios para aceptar un voltaje analógico o una señal de corriente del dispositivo de campo del transmisor de nivel. Esta entrada se convierte de un valor analógico a uno digital para uso del procesador. La circuitería del módulo de salida analógica acepta el valor digital del procesador y lo convierte de nuevo en una señal analógica que impulsa el medidor de nivel del tanque de campo. Figura 2-21 Entrada y salida analógica a un PLC. Los módulos de entrada analógica normalmente tienen múltiples canales de entrada que permiten que 4, 8 o 16 dispositivos se interconecten con el PLC. Los dos tipos básicos de módulos de entrada analógica pueden estar diseñados para la detección de voltaje y/o la detección de corriente. Los módulos de entrada tienen configuraciones de interruptor dip seleccionables por el usuario para elegir si cada entrada será una entrada de corriente o voltaje. Los sensores analógicos miden una cantidad física variable en un rango específico y generan una señal de voltaje o corriente correspondiente. Las cantidades físicas comunes medidas por un módulo analógico PLC incluyen temperatura, velocidad, nivel, flujo, peso, presión y posición. Por ejemplo, un sensor puede medir la temperatura en un rango de 0 a 500 ° C y emitir una señal de voltaje correspondiente que varía entre 0 y 50 mV. La figura 2-22 ilustra un ejemplo de un módulo analógico de entrada de detección de voltaje utilizado para medir la temperatura. El diagrama de conexión se aplica a un módulo de entrada de termopar analógico MicroLogic de 4 canales de Allen-Bradley. El termopar produce un voltaje de CC variable en el rango bajo de milivoltios, proporcional a la temperatura que se monitorea. Este voltaje es amplificado y digitalizado por el módulo de entrada analógica y luego enviado al procesador por orden de una instrucción de programa. Debido al bajo nivel de voltaje de la señal de entrada, se utiliza un cable de par blindado trenzado para cablear el circuito para reducir las señales de ruido eléctrico no deseadas que pueden inducirse en los conductores desde otro cableado. Cuando se utiliza un termopar sin conexión a tierra, la pantalla debe estar conectada a tierra en el extremo del módulo. Para obtener lecturas precisas de cada uno de los canales, se debe compensar la temperatura entre el cable del termopar y el canal de entrada. Para este propósito, se integra un termistor de compensación de unión fría (CJC) en el bloque de terminales. La transición de una señal analógica a valores digitales se realiza mediante un convertidor analógico a digital (A / D), el elemento principal del módulo de entrada analógica. Los módulos de entrada de voltaje 151 analógico están disponibles en dos tipos: unipolar y bipolar. Los módulos unipolares pueden aceptar una señal de entrada que varía solo en la dirección positiva. Por ejemplo, si el dispositivo de campo genera 0 a +10 V, entonces se usarían los módulos unipolares. Las señales bipolares oscilan entre un valor negativo máximo y un valor positivo máximo. Por ejemplo, si el dispositivo de campo genera −10 a +10 V, se usaría un módulo bipolar. La resolución de un canal de entrada analógica se refiere al cambio más pequeño en el valor de la señal de entrada que se puede detectar y se basa en el número de bits utilizados en la representación digital. Los módulos de entrada analógica deben producir un rango de valores digitales entre un valor máximo y mínimo para representar la señal analógica en todo su intervalo. Las especificaciones típicas son las siguientes: Al conectar las entradas de detección de voltaje, es importante cumplir con los requisitos especificados con respecto a la longitud del cable para minimizar la degradación de la señal y los efectos de la interferencia de ruido electromagnético inducida a lo largo de los conductores de conexión. Las señales de entrada de corriente, que no son tan sensibles al ruido como las señales de voltaje, generalmente no están limitadas por la distancia. Los módulos de entrada de detección de corriente generalmente aceptan datos analógicos en el rango de 4 a 20 mA, pero pueden acomodar rangos de señal de –20 a +20 mA. La potencia del bucle puede ser suministrada por el sensor o por el módulo de salida analógica como se ilustra en la Figura 2-23. El cable de par trenzado blindado se recomienda normalmente para conectar cualquier tipo de señal de entrada analógica. Figura 2-23 Alimentación del sensor y del módulo analógico. Los dispositivos de campo que proporcionan una salida analógica como su señal generalmente están conectados a transmisores, que a su vez envían la señal analógica al módulo, como se ilustra en la Figura 2-24. Un transductor convierte la variable de un dispositivo de campo (por ejemplo, presión, temperatura, etc.) en una señal eléctrica de muy bajo nivel (corriente o voltaje) que un amplificador puede amplificar y luego ingresar al módulo analógico. 152 Figura 2-24 Circuito del módulo de entrada analógica. La figura 2-25 ilustra el método para conectar sensores de dos, tres y cuatro cables a un módulo de entrada analógica. Figura 2-25 Cableado de sensores de dos, tres y cuatro cables a un módulo de entrada analógica. 153 Figura 2-26 Cableado de dispositivos de entrada analógica de un solo extremo. La figura 2-27 ilustra el uso de módulos de E / S analógicas en un sistema de control PLC típico. En esta aplicación, el PLC controla la cantidad de fluido colocado en un tanque de retención ajustando el porcentaje de apertura de la válvula. La salida analógica del PLC se utiliza para controlar el flujo controlando la cantidad de apertura de la válvula. La válvula está inicialmente abierta al 100%. A medida que el nivel del líquido en el tanque se acerca al punto preestablecido, el procesador modifica la salida, que ajusta la válvula para mantener un punto de ajuste. Figura 2-27 Sistema típico de control de E / S analógicas. La siguiente tabla muestra algunos valores de señal análoga y su valor decimal correspondiente. 154 Las tablas antes presentadas hacen referencia al PLC micrologix 1000 análogo, los valores de entrada o de salida de voltaje o corriente pueden variar en otro controlador, el valor máximo al que es convertido el máximo voltaje o corriente va a depender de la resolución del convertidor análogo digital del PLC. En el caso del micrologix 1000 el convertidor es de 16 bits, utilizando uno de ellos para el signo del número. Las entradas análogas convierten los valores de voltaje y corriente en complementos binarios de 16 bits. Para determinar qué valor le corresponde a un determinado nivel de voltaje utiliza lo siguiente: 10.5v -------------------32767 5v -----------------------x Donde 5 es el nivel de voltaje del cual queremos saber el valor 10.5 V voltaje máximo de la entrada análoga 32767 valor que le corresponde a 10.5V X valor que corresponde a los 5V Las entradas y salidas analógicas no tienen una forma de representarlas en un programa, ya que las mismas son una dirección y pueden ser utilizadas como fuente en instrucciones de comparación, como test de un límite, etc. El controlador micrologix 1000 análogo consta de un canal de entrada de voltaje y un canal de entrada de corriente. En la tabla siguiente aparece la forma en que deben direccionarse las entradas y la salida analógica así como el voltaje y la corriente máxima que maneja cada uno. Los transductores producen voltaje o corriente proporcional a algunas unidades de ingeniería tales como temperatura (° C o ° F), presión (lb / in2), distancia (cm), etc. 155 La instrucción SCP (Escala con parámetros) en RSLogix 500 se usa para producir un valor de salida escalado que tiene una relación lineal entre la entrada y los valores escalados. Le permite tomar una entrada analógica de un sensor y escalarla a las unidades de salida que necesita. La figura 2-28 ilustra una aplicación típica que involucra la medición de temperatura. La configuración de la instrucción SCP para calcular el valor de temperatura escalado en grados Celsius se puede resumir de la siguiente manera: • • • • • • El parámetro Input de entrada es el valor a escalar (en este caso, la entrada analógica I:1.1) El parámetro Input Min es el valor que lee la tarjeta analógica cuando la entrada es - 10V (en este caso −32768) El parámetro Input Max es el valor que lee la tarjeta analógica cuando la entrada es de 10V (en este caso 32767) El parámetro Min escalado es el valor más bajo que desea que calcule SCP (en este caso −100) El parámetro Escalado máximo es el valor más alto que desea que calcule SCP (en este caso 200) El parámetro Salida escalada es la dirección donde desea almacenar el resultado del SCP (en este caso N7: 60) Figura 2-28 Medición de temperatura. 156 Capítulo 11- Instrucciones de control de programa Estas instrucciones de control del programa permiten una mayor flexibilidad del programa y una mayor eficiencia en la ejecución del programa. Algunas de las funciones de estas instrucciones de control son como ejemplo las partes del programa que no se utilizan en ningún momento en particular se pueden saltar. Las instrucciones de control del programa se utilizan para habilitar o deshabilitar un bloque de programa lógico o para mover la ejecución de un programa de un lugar a otro. La Figura 9-1 muestra la pestaña del menú Program Control para el PLC Allen-Bradley SLC 500 o Micrologix y su software RSLogix asociado. Los comandos de control del programa se pueden resumir de la siguiente manera: • JMP (Saltar a etiqueta): salta hacia adelante / hacia atrás a una instrucción de etiqueta correspondiente. • • • • • • LBL (etiqueta): especifica la ubicación de la etiqueta. JSR (Saltar a subrutina): salta a una instrucción de subrutina designada. RET (Volver de la subrutina): sale de la subrutina actual y vuelve a la condición anterior. SBR (Subrutina): identifica el programa de subrutina. TND (Fin temporal): realiza un final temporal que detiene la ejecución del programa. MCR (Master Control Reset): saca de funcionamiento todos los renglones de salida no retentivos establecidos entre las instrucciones de MCR emparejadas. • SUS (Suspender): identifica las condiciones para la depuración y la solución de problemas del sistema. Figura 9-1 Pestaña del menú Program Control. 11.1- Master Control Reset (MCR) Los relés de control maestro en lógica cableada se utilizan en los circuitos de control de relés para proporcionar el apagado de alimentación de entrada o salida de un circuito completo. La Figura 9-2 muestra un circuito típico de lógica cableada utilizando un relé de control maestro o principal. En este circuito, a menos que la bobina del relé de control maestro esté energizada, no hay flujo de energía hacia el lado de carga de los contactos MCR. La instrucción de PLC equivalente a un Master Control Relay es la instrucción Master Control Reset 157 (MCR). Esta instrucción funciona de manera similar al relé de control maestro en la lógica cableada; es decir, cuando la instrucción es verdadera, el circuito funciona normalmente y cuando la instrucción es falsa, las salidas se desconectan. Figura 9-2 Relé de control maestro en lógica cableada. La instrucción MCR programada no sustituye a un relé de control maestro cableado. Se recomienda encarecidamente que todos los sistemas PLC incluyan un MCR en su alimentación principal e interruptores de parada de emergencia para proporcionar un apagado seguro y efectivo de la alimentación de Entradas y Salidas en el PLC. El Master Control Reset (MCR) es una instrucción de bobina de salida que funciona como un relé de control maestro. Las instrucciones de la bobina MCR se usan en pares y se pueden programar para controlar un circuito completo o para controlar solo los escalones seleccionados de un circuito. En el programa de la Figura 9-3, el MCR está programado para controlar un circuito completo. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • La sección o zona que se controla comienza con la primera instrucción MCR y termina con la segunda MCR. • Cuando la primera instrucción MCR es falsa o está deshabilitada, todos los renglones no retentivos debajo de ella, en este caso, las salidas M y PL1, se desactivarán incluso si la lógica programada para cada renglón es verdadera. • • Todos los peldaños, en este caso SOL, permanecerán en su último estado. Suponga que el motor M está funcionando y que la instrucción MCR se desactiva. El motor se desactivará inmediatamente y dejará de funcionar. Cuando la instrucción MCR se habilita, el motor no volverá a su estado de funcionamiento anterior, sino que deberá reiniciarse mediante el botón START de arranque. • Suponga que el interruptor de nivel está cerrado y la instrucción MCR se desactiva. La luz piloto PL1 se desactivará inmediatamente aunque la instrucción del interruptor de nivel sea verdadera y el renglón parezca tener continuidad lógica. Cuando la instrucción MCR se habilita, PL1 se activará automáticamente, siempre que el interruptor de nivel haya permanecido cerrado. 158 • Suponga que el solenoide SOL se ha enclavado desenergizado, ambos interruptores de límite LS1 y LS2 están abiertos y la instrucción MCR se desactiva. El solenoide SOL permanecerá sin energía. Cuando la instrucción MCR se habilita, el SOL permanecerá sin energía, siempre que LS1 y LS2 permanezcan abiertos. Figura 9-3 Instrucción Master Control Reset (MCR). 11.2- JUMP (JMP) En la programación del PLC, a veces es deseable poder saltar sobre ciertas instrucciones del programa cuando existen ciertas condiciones. La instrucción jump (JMP) es una instrucción de salida utilizada para este propósito. Cuando se utiliza la instrucción de salto, el PLC no ejecutará las instrucciones de un peldaño que se salta. La instrucción de salto se usa a menudo para saltar sobre instrucciones que no son pertinentes para la operación de la máquina en ese instante. Además, las secciones de un programa pueden programarse para ser saltadas en caso de que ocurra una falla de producción. Algunos fabricantes proporcionan una instrucción de salto, que es esencialmente la misma que la instrucción JMP. El programa de la Figura 9-6 ilustra el uso de una instrucción de salto. En este ejemplo, las direcciones Q2:0 a Q2: 255 son las direcciones utilizadas para las instrucciones de salto (JMP). El Q2 es interno y lo proporciona el software cuando se programa la instrucción JMP. El Q2 simplemente identifica esto como el archivo de escalera 2. Una instrucción JMP en el archivo de escalera 3 sería Q3. La instrucción de etiqueta (LBL) es el objetivo para la instrucción de salto. 159 • • La instrucción de salto JMP con su instrucción de etiqueta asociada (LBL) debe tener la misma dirección. El área del programa sobre la que salta el procesador está definida por las ubicaciones de las instrucciones de salto y etiqueta en el programa. • Cuando la instrucción de salto es verdadera, se omite toda la lógica entre las instrucciones de salto y etiqueta y el procesador continúa escaneando después de la instrucción LBL. • La instrucción de etiqueta LBL debe programarse como la primera instrucción en el peldaño donde reside. • La instrucción de etiqueta siempre es verdadera, y las instrucciones restantes en el renglón deben formar un renglón verificable. • Las instrucciones a la derecha del LBL en el peldaño de la etiqueta están fuera de la zona de salto y, como tales, no se ven afectadas por el salto. Figura 9-6 Operación de la instrucción Jump (JMP). El funcionamiento del programa en la figura 9-6 se puede resumir como sigue: • • • • • Cuando el interruptor está abierto, la instrucción de salto no está activada. Con el interruptor abierto, al cerrar el PB se encienden las tres luces piloto. Cuando el interruptor está cerrado, se activará la instrucción de salto (JMP). Con el interruptor cerrado, presionar PB enciende las luces piloto PL1 y PL3 solamente. El renglón 3 se omite durante la exploración del programa del PLC para que PL2 permanezca en su último estado antes de que se habilite el JMP. Puede saltar a la misma etiqueta desde múltiples ubicaciones de salto, como se ilustra en el programa de la Figura 9-8. En este ejemplo, hay dos instrucciones de salto dirigidas a P2: 5. Hay una sola instrucción de etiqueta dirigida a P2: 5. El escaneo puede saltar de cualquiera de las instrucciones de salto a la etiqueta Q2: 5, dependiendo de si la entrada A o la entrada D son verdaderas. 160 Es posible saltar hacia atrás en el programa, pero esto no debe hacerse una cantidad excesiva de veces. Se debe tener cuidado de que el escaneo no permanezca en un bucle demasiado tiempo. El procesador tiene un temporizador de vigilancia que establece el tiempo máximo permitido para una exploración total del programa. Si se excede este tiempo, el procesador indicará una falla y se apagará. Figura 9-8 Saltar a etiqueta desde dos ubicaciones. El salto hacia adelante es similar a una instrucción MCR en que ambos permiten que una condición de lógica de entrada salte un bloque de lógica de escalera en el PLC. La principal diferencia entre los dos está en cómo se manejan las salidas cuando se ejecutan las instrucciones. La instrucción MCR establece todas las salidas no retentivas en el estado falso y mantiene las salidas retentivas en su último estado. La instrucción JMP deja todas las salidas en su último estado. Nunca debe saltar a una zona de reinicio de control maestro. Si lo hace, las instrucciones que se programan dentro de la zona MCR que comienzan en la instrucción LBL y terminan en la instrucción MCR final siempre se evaluarán como si la zona MCR fuera verdadera, sin tener en cuenta el estado de la instrucción MCR de inicio. 11.3- Funciones de subrutina Además del programa de lógica de escalera principal, los programas de PLC también pueden contener archivos de programa adicionales conocidos como subrutinas. Una subrutina es un programa corto que utiliza el programa principal para realizar una función específica. Los programas grandes a menudo se dividen en archivos de programas de subrutina, que se llaman y ejecutan desde el programa principal. En los PLC de la serie SLC 500, el programa de lógica de escalera principal está en el archivo de programa dos (se muestra como LAD 2). Los programas de lógica de escalera para subrutinas se pueden colocar en el archivo número tres (LAD 3) a través del número de archivo 255 (LAD 255). El uso de subrutinas es una herramienta valiosa en la programación de PLC. A veces es mejor construir programas que consisten en varias subrutinas que un programa largo y único. Cuando los programas se escriben con subrutinas, cada subrutina puede probarse individualmente para su funcionalidad. Estas subrutinas se pueden llamar desde el programa principal como se ilustra en la Figura 9-9. 161 Figura 9-9 Programa principal con una llamada desde una subrutina. Cuando se llama a una subrutina desde el programa principal, el programa puede escapar del programa principal e ir a una subrutina del programa para realizar ciertas funciones y luego volver al programa principal. En situaciones en las que una máquina tiene una parte de su ciclo que debe repetirse varias veces durante un ciclo de máquina, la subrutina puede ahorrar una gran cantidad de programación duplicada. La secuencia de peldaños podría programarse una vez en una subrutina y simplemente llamarse cuando sea necesario. El concepto de subrutina es el mismo para todos los controladores programables, pero el método utilizado para llamar y regresar desde una subrutina usa diferentes comandos, dependiendo del fabricante del PLC. Las instrucciones relacionadas con las subrutinas utilizadas en los PLC Allen-Bradley que se muestran en la Figura 9-10 son la instrucción de salida de salto a subrutina (JSR), la instrucción de entrada de subrutina (SBR) y la instrucción de salida de retorno (RET). Figura 9-10 Instrucciones relacionadas con la subrutina de Allen-Bradley. 162 Las instrucciones de la subrutina se pueden resumir de la siguiente manera: Jump to Subroutine (JSR): la instrucción JSR redirige la ejecución lógica del archivo de escalera actual al archivo de subrutina específico. Cuando las condiciones de renglón son verdaderas para esta instrucción de salida, hace que el procesador salte al archivo de subrutina objetivo. Cada subrutina debe tener un número de archivo único (decimal 3–255). Subroutine (SBR): la instrucción SBR es la primera instrucción de entrada en el primer renglón del archivo de subrutina. Sirve como un identificador de que el archivo del programa es una subrutina. Este número de archivo se utiliza en la instrucción JSR para identificar el destino al que debe saltar el programa. Siempre es cierto, y aunque su uso es opcional, aún se recomienda. Return (RET): la instrucción RET es una instrucción de salida que marca el final del archivo de subrutina. Hace que la exploración regrese al programa principal en la instrucción que sigue a la instrucción JSR donde salió del programa. El escaneo regresa desde el final del archivo si no hay instrucciones RET. El renglón que contiene la instrucción RET puede ser condicional si este renglón precede al final de la subrutina. De esta manera, el procesador omite el equilibrio de una subrutina solo si su condición de renglón es verdadera. Las instrucciones de salto a subrutina (JSR), subrutina (SBR) y retorno (RET) se utilizan para indicar al controlador que ejecute un archivo de subrutina. La figura 9-11 muestra un sistema transportador de materiales con una luz piloto intermitente como subrutina. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • Si el peso en el transportador excede un valor preestablecido, el solenoide se desactiva y la luz piloto PL1 comenzará a parpadear. • Cuando se cierra el interruptor del sensor de peso, el JSR se activa y dirige el escaneo del procesador para saltar a la subrutina U: 3. • • El programa de subrutina se escanea y la luz piloto PL1 comienza a parpadear. Cuando se abre el interruptor del sensor de peso, el procesador ya no escaneará el área de la subrutina y la luz piloto PL1 volverá a su estado normal de encendido. 163 Figura 9-11 Subrutina de luz piloto intermitente. (a) Proceso. (b) Programa. 164 El programa principal del controlador Allen-Bradley SLC 500 se encuentra en el archivo de programa LAD 2, mientras que las subrutinas se asignan a los números de archivo de programa 3 a 255. Cada subrutina debe programarse en su propio archivo de programa asignándole un número de archivo único. La figura 9-12 ilustra el procedimiento para configurar una subrutina y se puede resumir de la siguiente manera: • • Observe cada ubicación de escalera donde se debe llamar a una subrutina. Crear un archivo de subrutina para cada ubicación. Cada archivo de subrutina debe comenzar con una instrucción SBR. • En cada ubicación de escalera donde se llama una subrutina, programe una instrucción JSR que especifique el número de archivo de subrutina. • La instrucción RET es opcional. o El final de un programa de subrutina provocará un regreso al programa principal. o Si desea finalizar un programa de subrutina antes de que se ejecute al final del archivo de programa, se puede utilizar una instrucción de retorno condicional (RET). Figura 9-12 Configuración de un archivo de subrutina Anidar subrutinas le permite dirigir el flujo del programa desde el programa principal a una subrutina y luego a otra subrutina, como se ilustra en la Figura 9-13. Las subrutinas anidadas hacen que la programación compleja sea más fácil y la operación del programa más rápida porque el programador no tiene que regresar continuamente de una subrutina para ingresar a otra. 165 Figura 9-13 Subrutinas anidadas. La programación de subrutinas anidadas puede causar problemas de tiempo de escaneo porque mientras se escanea la subrutina, el programa principal no lo es. Los retrasos excesivos en el escaneo del programa principal pueden hacer que las salidas funcionen más tarde de lo requerido. Esta situación se puede evitar actualizando las Entradas / Salidas críticas utilizando instrucciones de entrada y / o salida inmediata. 166 Capítulo 12- Instrucciones de manejo de datos Las instrucciones de manipulación de datos permiten operar datos numéricos almacenados en la memoria del controlador dentro del programa de control. Incluye operaciones que implican mover o transferir información numérica almacenada en una ubicación de palabra de memoria a otra palabra en una ubicación diferente, y llevar a cabo operaciones simples como la conversión de un formato de datos a otro. El uso de la manipulación de datos extiende la capacidad de un controlador desde el simple control de encendido / apagado basado en lógica binaria, hasta la toma de decisiones cuantitativa que involucra comparaciones de datos, aritmética y conversiones, que a su vez se pueden aplicar al control analógico y de posicionamiento. Hay dos clases básicas de instrucciones para lograr la manipulación de datos: instrucciones que operan en datos de palabras y aquellas que operan en archivos o bloquean datos, que involucran múltiples palabras. Cada instrucción de manipulación de datos requiere palabras de memoria de datos para su funcionamiento. Las palabras de la memoria de datos en forma singular pueden denominarse registros o palabras, según el fabricante. La tabla o archivo de términos se usa generalmente cuando se hace referencia a un grupo consecutivo de palabras relacionadas con la memoria de datos. La figura 10-1 ilustra la diferencia entre una palabra y un archivo. Los datos contenidos en archivos y palabras estarán en forma de bits binarios representados como series de 1s y 0s. Un grupo de elementos o palabras consecutivas en un Allen-Bradley SLC 500 se conoce como un archivo. Figura 10-1 Archivos de datos, palabras y bits. 167 La manipulación de palabras completas es una característica importante de un controlador programable. Esta característica permite a los PLC manejar entradas y salidas que contienen configuraciones de múltiples bits, como entradas y salidas analógicas. Las funciones aritméticas también requieren que los datos dentro del controlador programable se manejen en formato de palabra o registro. Para simplificar la explicación de las diversas instrucciones de manipulación de datos disponibles, se utilizará el protocolo de instrucciones para las familias de PLC Allen Bradley SLC 500 o Micrologix. Una vez más, aunque el formato y las instrucciones varían con cada fabricante, los conceptos de manipulación de datos siguen siendo los mismos. La Figura 10-2 muestra la pestaña del menú Mover / Lógico para el PLC SLC 500 o Micrologix y su software RSLogix asociado. Figura 10-2 Pestaña del menú de la instrucción de mover y funciones lógicas. Los comandos se pueden resumir de la siguiente manera: • • MOV (mover): mueve el valor de origen al destino. MVM (Movimiento enmascarado): mueve los datos desde una ubicación de origen a una parte seleccionada del destino. • • • • • AND (And): realiza una operación AND a nivel de bits. OR (Or): realiza una operación OR a nivel de bits. XOR (Exclusivo O): realiza una operación XOR a nivel de bits. NOT (Not): realiza una operación NOT a nivel de bits. CLR (Borrar): establece todos los bits de una palabra en cero. 12.1- Operaciones de transferencia de datos Las instrucciones de transferencia de datos simplemente implican la transferencia de los contenidos de una palabra o registro a otra. Las Figuras 10-3a y b ilustran el concepto de mover datos binarios numéricos de una ubicación de memoria a otra. La figura 10-3a muestra que los datos originales están en el registro N7: 30 y N7: 20. La figura 10-3b muestra que después de que se ha producido la transferencia de datos, el registro N7: 20 ahora contiene un duplicado de la información que está en el registro N7: 30. Los datos previamente almacenados en el registro N7: 20 han sido reemplazados por los de N7: 30. Este proceso se conoce como escribir sobre los datos existentes. Las instrucciones de transferencia de datos pueden abordar casi cualquier ubicación en la memoria. Los valores almacenados pueden recuperarse automáticamente y colocarse en cualquier ubicación nueva. Esa ubicación puede ser el registro preestablecido para un temporizador o contador o incluso un registro de salida que controla un display de siete segmentos. 168 Figura 10-3 Concepto de transferencia de datos. 12.2- Instrucción de movimiento de datos / move (MOVE) Los controladores SLC 500 y Micrologix utilizan una instrucción de movimiento con formato de bloque (MOV) para realizar movimientos de datos. La instrucción MOV se usa para copiar el valor en un registro o palabra a otro. Esta instrucción copia datos de un registro de origen a un registro de destino. La figura 10-4 muestra un ejemplo de la instrucción MOV. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • Cuando se cierra el interruptor de entrada A, el valor almacenado en la dirección de origen, N7: 30, se copia en la dirección de destino, N7: 20. • Cuando se abre el interruptor de entrada A, la dirección de destino retendrá el valor a menos que se cambie en otra parte del programa. El valor fuente permanece sin cambios y no se produce conversión de datos. • Figura 10-4 Instrucciones de movimiento MOV. 169 El programa de la Figura 10-6 ilustra cómo se puede usar la instrucción de movimiento (MOV) para crear valores de temporizador preestablecidos variables. Se utiliza un interruptor selector de dos posiciones para seleccionar uno de los dos valores de temporizador PRESET preestablecidos. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • Cuando el interruptor selector está en la posición abierta de 10 s, el renglón 2 tiene continuidad lógica y el renglón 3 no. • Como resultado, el valor 10 almacenado en la dirección de origen, N7: 1, se copia en la dirección de destino, T4: 1.PRE. • • Por lo tanto, el valor predeterminado del temporizador T4: 1 cambiará de 0 a 10. Cuando el botón PB1 está cerrado, habrá un período de retraso de 10 s antes de que la luz piloto se active. • Cuando el interruptor selector está en la posición cerrada de 5 s, el renglón 3 tiene continuidad lógica y el renglón 2 no. • Como resultado, el valor 5 almacenado en la dirección de origen, N7: 2, se copia en la dirección de destino, T4: 1. PRE. El botón de cierre PB1 ahora dará como resultado un período de retraso de 5 s antes de que se encienda la luz piloto. • Figura 10-6 Instrucciones MOV utilizadas para cambiar el tiempo PRESET preestablecido de un temporizador. 170 El programa de la Figura 10-7 ilustra cómo se puede usar la instrucción de movimiento (MOV) para crear valores de contador predefinidos variables. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El interruptor de límite LS1 está programado para la entrada del contador ascendente C5: 1 y cuenta el número de piezas que salen de una línea transportadora en un estante de almacenamiento. • • Tres tipos diferentes de productos se ejecutan en esta línea. El estante de almacenamiento tiene espacio para solo 300 cajas de producto A o 175 cajas de producto B o 50 cajas de producto C. • Se utilizan tres interruptores para seleccionar el valor del contador preestablecido deseado según la línea de productos (A, B o C) que se fabrica. • • • Se proporciona un botón de reinicio para restablecer el recuento acumulado a 0. Se enciende una lámpara piloto para indicar cuándo el estante de almacenamiento está lleno. El programa se ha construido de manera que normalmente solo uno de los tres interruptores se cerrará al mismo tiempo. Si se cierra más de uno de los interruptores de contador preestablecidos, se selecciona el último valor. Figura 10-7 Instrucción MOV utilizada para cambiar el recuento preestablecido de un contador. 171 Una instrucción de Movimiento enmascarado (MVM) funciona como una instrucción de movimiento estándar (MOV), excepto que un movimiento enmascarado permite filtrar los datos que no es necesario mover. El parámetro de máscara especificado en el bloque de instrucciones es lo que realiza este proceso de filtrado. Este parámetro de máscara puede ser una ubicación de dirección de palabra o una constante numérica. El funcionamiento del parámetro de máscara se puede resumir de la siguiente manera: • El patrón de caracteres en la máscara determina qué bits de origen se pasarán a la dirección de destino. • • • Los bits en la máscara que se establecen en cero (0) no pasan datos. Solo los bits de la máscara configurados en uno (1) pasarán los datos de origen al destino. Los bits en el destino no se ven afectados cuando los bits correspondientes en la máscara son cero. • La instrucción MVM se usa para copiar la parte deseada de una palabra de 16 bits enmascarando el resto del valor. La Figura 10-5 muestra un ejemplo de una instrucción de movimiento de máscara (MVM). Esta instrucción transfiere datos a través de la máscara desde la dirección de origen, B3: 0, a la dirección de destino, B3: 4. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • La máscara se puede ingresar como una dirección o en formato hexadecimal, y su valor se mostrará en hexadecimal. • • • Cuando hay un 1 en la máscara, los datos pasarán del origen al destino. Cuando hay un 0 en la máscara, los datos en el destino permanecerán en su último estado. El estado en los bits 4–7 no cambia debido a los ceros en la máscara (permaneció en su último estado). El estado en los bits 0–3 y 8–15 se copió del origen al destino cuando la instrucción MVM se hizo realidad. • • La máscara debe tener el mismo tamaño de palabra que el origen y el destino. Figura 10-5 Instrucción de movimiento enmascarado (MVM) 172 12.3- File/ Archivo Un archivo es un grupo de palabras consecutivas relacionadas en la tabla de datos que tienen un inicio y un final definidos y se utilizan para almacenar información. Por ejemplo, un programa de proceso por lotes puede contener varias recetas separadas en diferentes archivos que puede seleccionar un operador. En algunos casos, puede ser necesario cambiar los archivos completos de una ubicación a otra dentro de la memoria del controlador programable. Dichos cambios de datos se denominan cambios de archivo a archivo (file-to-file shifts). Los cambios de archivo a archivo se usan cuando los datos en un archivo representan un conjunto de condiciones que deben interactuar con el programa controlador programable varias veces y, por lo tanto, deben permanecer intactos después de cada operación. Debido a que los datos dentro de este archivo también deben ser cambiados por la acción del programa, se utiliza un segundo archivo para manejar los cambios de datos, y el programa puede alterar la información dentro de ese archivo. Sin embargo, los datos en el primer archivo permanecen constantes y, por lo tanto, se pueden usar muchas veces. Otros tipos de manipulación de datos utilizados con instrucciones de archivo incluyen movimientos de palabra a archivo y de archivo a palabra (word-to-file y file-to-word), como se ilustra en la Figura 10-8. Figura 10-8 Moviendo datos usando las instrucciones del archivo (file). Los archivos permiten escanear grandes cantidades de datos rápidamente y son útiles en programas que requieren la transferencia, comparación o conversión de datos. La mayoría de los fabricantes de PLC muestran instrucciones de archivo en formato de bloque en la pantalla del terminal de programación. La Figura 10-9 compara la palabra del controlador SLC 500 o Micrologix y el direccionamiento de archivos. Los formatos de direccionamiento se pueden resumir de la siguiente manera: • La dirección que define el comienzo de un archivo o grupo de palabras comienza con el signo de número #. • • El prefijo # se omite en una sola palabra o dirección de elemento. La dirección N7: 30 es una dirección de palabra (Word) que representa una sola palabra: palabra número 30 en el archivo entero 7. • La dirección # N7: 30 representa la dirección inicial de un grupo de palabras consecutivas en el archivo entero 7. La longitud es de ocho palabras, que está determinada por la instrucción donde se utiliza la dirección del archivo, es decir que este archivo empieza en N7: 30 y termina en N7: 37 por tener una longitud (length) de 8. 173 Figura 10-9 Ejemplo de direccionamiento de una palabra (Word) y de un archivo (file). 12.4- Copiar archivo/file copy (COP) y archivo de relleno/ fill file (FLL) La instrucción de copiar de archivo (COP) y la instrucción de archivo de relleno (FLL) son instrucciones de alta velocidad. La conversión de datos no tiene lugar, por lo que el origen y el destino deben ser los mismos tipos de archivo. Un ejemplo del archivo de instrucciones COP se muestra en la Figura 10-15. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • Tanto el origen como el destino son direcciones de archivo. Cuando la entrada A es verdadera, los valores en el archivo N40 se copian en el archivo N20. La instrucción copia la longitud completa del archivo para cada exploración durante la cual la instrucción es verdadera. Figura 10-15 Instrucción de copia de archivo (COP). 174 Un ejemplo de la instrucción de archivo de relleno (FLL) se muestra en la Figura 10-16. Esta realiza la copia de una palabra (Word) a archivo (file) en el modo ALL. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando la entrada A se cumple, el valor en N15: 5 se copia en N20: 1 a N20: 6. Debido a que la instrucción se transfiere al final del archivo, el archivo se completará con el mismo valor de datos en cada palabra. Figura 10-16 Instrucción de archivo de relleno (FLL). La instrucción FLL se usa con frecuencia para poner a cero todos los datos en un archivo, como se ilustra en el programa de la Figura 10-17. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • Al presionar momentáneamente el botón PB1, se copia el contenido del archivo N10: 0 en el archivo N12: 0. • • Presione momentáneamente el botón PB2 y luego borre el archivo # N12: 0. Tenga en cuenta que se ingresa 0 para el valor fuente. 175 Figura 10-17 Uso de la instrucción FLL para cambiar todos los datos en un archivo a cero. La figura 10-18 es un ejemplo de la instrucción de copia (COP) utilizada como parte de un programa de PLC para la fabricación de bebidas. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • • • Se utiliza un interruptor selector de tres posiciones para la selección del tipo de bebidas. Cada posición del interruptor selector está aislada eléctricamente, de modo que solo se puede energizar un circuito de entrada a la vez. Cada una de las tres entradas del interruptor selector está conectada a su dirección de módulo de entrada correspondiente. Cada receta usa 5 palabras de memoria. Dependiendo del tipo de bebida seleccionada, la receta se copia en el registro de trabajo común #N7:50. Figura 10-18 La instrucción de copia (COP) utilizada como parte de un programa PLC de fabricación de bebidas. 176 12.5- Funciones lógica La mayoría de los PLC proporcionan instrucciones lógicas a nivel de palabra como parte de su conjunto de instrucciones. 12.5.1- Y (AND) El valor en la fuente A recibe la instrucción AND bit por bit con el valor en la fuente B y luego se almacena en el destino. Las fuentes A y B pueden ser una dirección de palabra o una constante; sin embargo, ambas fuentes no pueden ser una constante. El destino debe ser una dirección de pala La Figura 4-24 ilustra la operación de la instrucción AND para realizar una operación AND a nivel de palabra utilizando los bits en las dos direcciones de origen. Esta instrucción le dice al procesador que realice una operación AND en B3: 5 y B3: 7 y que almacene el resultado en el destino B3: 10 cuando el dispositivo de entrada A es verdadero. Los bits de destino son el resultado de la operación lógica AND. Figura 4-24 instrucción Y (AND). 177 12.5.2O (OR) El valor en la fuente A recibe la instrucción O bit por bit con el valor en la fuente B y luego se almacena en el destino. Las fuentes A y B pueden ser una dirección de palabra o una constante; sin embargo, ambas fuentes no pueden ser una constante. El destino debe ser una dirección de palabra. La Figura 4-25 ilustra el funcionamiento de una instrucción OR, se aplica la función OR con datos en la Fuente A, bit por bit, con los datos en la Fuente B y almacena el resultado en la dirección de destino. La dirección de la fuente A es B3: 1, la dirección de la fuente B es B3: 2 y la dirección de destino es B3: 20. La instrucción puede programarse condicionalmente, con instrucciones de entrada que la preceden, o incondicionalmente, como se muestra, sin ninguna instrucción de entrada que la preceda. Figura 4-25 instrucción O (OR). 2 12.5.3O exclusivo (XOR) El valor en la fuente A recibe la instrucción de O exclusivo bit por bit con el valor en la fuente B y luego se almacena en el destino. Las fuentes A y B pueden ser una dirección de palabra o una constante; sin embargo, ambas fuentes no pueden ser una constante. El destino debe ser una dirección de palabra. Cualquier falta de coincidencia activa el bit correspondiente en la palabra O: 4.0. Como puede ver, hay un 1 en cada ubicación de bits en el destino correspondiente a las ubicaciones de bits donde la Fuente A y la Fuente B son diferentes, y un 0 en el destino donde la Fuente A y la Fuente B son iguales. El XOR se usa a menudo en diagnósticos, donde las entradas del mundo real, como los interruptores de límite de levas giratorias, se comparan con sus estados deseados. Figura 4-26 instrucción O exclusivo (XOR). 3 12.5.4No (NOT) El valor de fuente recibe la instrucción NOT bit por bit y luego se almacena en el destino (complemento de uno). La fuente y el destino deben ser direcciones de palabra. La figura 4-27 ilustra el funcionamiento de una instrucción NOT a nivel de palabra. Esta instrucción invierte los bits de la palabra de origen a la palabra de destino. El patrón de bits en B3: 10 es el resultado de que la instrucción es verdadera y es el inverso del patrón de bits en B3: 9. Figura 4-26 instrucción No (NOT). 4 Capítulo 13- Instrucciones matemáticas Las instrucciones matemáticas, como las instrucciones de manipulación de datos, permiten que el controlador programable tome más de las cualidades de una computadora convencional. La capacidad de funciones matemáticas del PLC le permite realizar funciones aritméticas en valores almacenados en palabras o registros de memoria. Por ejemplo, suponga que está utilizando un contador para realizar un seguimiento de la cantidad de piezas fabricadas, y le gustaría mostrar cuántas piezas más se deben producir para alcanzar una determinada cantidad. Esta visualización requeriría que los datos en el valor acumulado del contador se resten de la cantidad requerida. Otras aplicaciones incluyen combinar piezas contadas, restar defectos detectados y calcular tasas de ejecución. La Figura 11-1 muestra la pestaña del menú Compute / Math para el PLC SLC 500 o Micrologix y su software RSLogix asociado. Los comandos se pueden resumir de la siguiente manera: • • • • • CPT (fórmula): evalúa una expresión y almacena el resultado en el destino. ADD (Sumar): suma la fuente A a la fuente B y almacena el resultado en el destino. SUB (Restar): resta la fuente B de la fuente A y almacena el resultado en el destino. MUL (Multiplicar): multiplica la fuente A por la fuente B y almacena el resultado en el destino. DIV (Dividir): divide la fuente A por la fuente B y almacena el resultado en el registro matemático y el destino. • SQR (raíz cuadrada): calcula la raíz cuadrada de la fuente y coloca el resultado entero en el destino. • • NEG (negar): cambia el signo de la fuente y lo coloca en el destino. TOD (a BCD): convierte un valor de origen entero de 16 bits en BCD y lo almacena en el registro matemático o en el destino. • FRD (desde BCD): convierte un valor BCD en el registro matemático o la fuente en un entero y lo almacena en el destino. Figura 11-1 Pestaña del menú Compute / Math. Las instrucciones matemáticas básicas son ADD, SUB, MUL y DIV. Cada una de estas instrucciones tiene tres campos de parámetros. A saber, los campos Fuente A (Source A), Fuente B (Source B) y Destino (Destination). Por ejemplo: Entrada analógica Dirección de archivo Campo de una instrucción Valor fijo I: 1 N7:5 C5:2.ACC 30 5 Los campos de destino (Destination) pueden ser una ubicación de salida, una dirección de archivo o un campo de instrucciones. Por ejemplo: Ubicación de salida O: 2 Dirección de archivo N7: 8 Campo de instrucciones T4: 1.PRE 13.1- Suma o adición (ADD) La mayoría de las instrucciones matemáticas toman dos valores de entrada, realizan la función aritmética especificada y envían el resultado a una ubicación de memoria asignada. Por ejemplo, la instrucción ADD realiza la adición de dos valores almacenados en las ubicaciones de memoria referenciadas. Cómo se accede a estos valores depende del controlador. La Figura 11-4 muestra la instrucción ADD. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, el renglón será verdadero. El valor almacenado en la dirección de la fuente A, N7: 0 (25), se agrega al valor almacenado en la dirección de la fuente B, N7: 1 (50). • • La respuesta (75) se almacena en la dirección de destino N7: 2. La fuente A y la fuente B pueden ser valores o direcciones que contienen valores, pero A y B no pueden ser constantes. El programa de la Figura 11-5 ilustra cómo se puede usar la instrucción ADD para agregar los conteos acumulados de dos contadores ascendentes. Esta aplicación requiere que se encienda una luz piloto cuando la suma de los valores acumulados de los dos contadores es igual o mayor que 350. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • La fuente A de la instrucción ADD se dirige al valor acumulado del contador C5: 0. La fuente B de la instrucción ADD se dirige al valor acumulado del contador C5: 1. El valor en la fuente A se agrega al valor en la fuente B, y el resultado (respuesta) se almacena en la dirección de destino N7: 1. • La fuente A de la instrucción GEQ (mayor o igual) se dirige al valor de la dirección de destino N7: 1. La fuente B de la instrucción GEQ contiene el valor constante de 350. La instrucción GEQ y la salida PL1 serán verdaderas siempre que la suma acumulada de los valores en los dos contadores sea igual o mayor que el valor constante 350. • • • Se proporciona un botón de reinicio para restablecer el recuento acumulado de ambos contadores a cero. 6 Figura 11-5 Programa de contador que usa la instrucción ADD 7 13.2- Restar o sustracción (SUB) La instrucción SUB (restar) es una instrucción de salida que resta un valor de otro y almacena el resultado en la dirección de destino. Cuando las condiciones de renglón son verdaderas, la instrucción de SUB resta la fuente B de la fuente A y almacena el resultado en el destino. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, el renglón será verdadero. El valor almacenado en la dirección de la fuente B, N7: 05 (322), se resta del valor almacenado en la dirección de la fuente A, N7: 10 (520). La respuesta (198) se almacena en la dirección de destino, N7: 20. La fuente A y la fuente B pueden ser valores o direcciones que contienen valores, pero A y B no pueden ser constantes. Figura 11-7 Instrucción de resta o sustracción (SUB). El programa de la Figura 11-8 muestra cómo se puede usar la función SUB para indicar una condición de sobrellenado de la embarcación. Esta aplicación requiere que suene una alarma cuando un sistema de suministro pierde 5 lb o más de materia prima en el recipiente después de alcanzar un peso predeterminado de 500 lb. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando se presiona el botón de inicio, el solenoide de llenado (Fill solenoid) (peldaño 1) y la luz indicadora de llenado (Filling) (peldaño 2) se encienden y se permite que la materia prima fluya hacia el recipiente. El programa PLC controla continuamente el peso de la embarcación (peldaño 3) a medida que se llena, weight transducer I:02. • • Cuando el peso alcanza 500 lb, el solenoide de llenado se desactiva y se corta el flujo. Al mismo tiempo, el indicador de luz piloto de llenado se apaga y el indicador de luz piloto completo (peldaño 3) se enciende. • Si el solenoide de llenado pierde 5 lb o más de materia prima en el recipiente, la alarma (renglón 5) se activará y permanecerá activada hasta que el nivel de desbordamiento se reduzca por debajo del límite de desbordamiento de 5 lb. 8 1.1- Multiplicación (MUL) La instrucción de multiplicación (MUL) es una instrucción de salida que multiplica dos valores y almacena el resultado en la dirección de destino. La Figura 11-9 muestra la instrucción MUL utilizada con los controladores SLC 500 o Micrologix. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, el renglón será verdadero.Los datos en la fuente A (constante 20) se multiplicarán por los datos en la fuente B (valor acumulado del contador C5: 10). • • La respuesta resultante se coloca en el destino N7:2. Similar a las instrucciones matemáticas anteriores, la fuente A y B en las instrucciones de multiplicación pueden ser valores (constantes) o direcciones que contienen valores, pero A y B no pueden ser constantes. 9 Figura 11-9 Instrucción MUL (multiplicación). El programa de la Figura 11-10 es un ejemplo de cómo la instrucción MUL calcula el producto de dos fuentes. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, se ejecuta la instrucción MUL. El valor almacenado en la fuente A, dirección N7: 1 (123), se multiplica por el valor almacenado en la fuente B, dirección N7: 2 (61). El producto (7503) se coloca en la palabra de destino N7: 3. Como resultado, la instrucción de igualdad se vuelve verdadera, activando la salida PL1. Figura 11-10 Instrucción MUL utilizada para calcular el producto de dos fuentes. El programa de la Figura 11-11 es un ejemplo de cómo se usa la instrucción MUL como parte de un programa de control de temperatura de un horno. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • El PLC calcula la banda muerta superior e inferior, o los límites de apagado / encendido, sobre el punto de ajuste. • Los límites de temperatura superior e inferior se establecen automáticamente en ± 1 por ciento, independientemente del valor del punto de ajuste. • La temperatura del punto de ajuste se ajusta mediante el interruptor de la ruedecilla. 10 • • • • • El módulo de interfaz de termopar analógico se utiliza para controlar la temperatura actual del horno. En este ejemplo, la temperatura del punto de ajuste es de 400 ° F. Por lo tanto, los calentadores eléctricos se encenderán cuando la temperatura del horno baje a menos de 396 ° F y permanecerán encendidos hasta que la temperatura supere los 404 ° F. Si el punto de ajuste se cambia a 100 ° F, la banda muerta permanece en ± 1 por ciento, con el límite inferior de 99 ° F y el límite superior de 101 ° F. El número almacenado en la palabra N7: 1 representa el límite superior de temperatura, y el número almacenado en la palabra N7: 2 representa el límite inferior. Figura 11-11 La instrucción MUL utilizada como parte de un programa de control de temperatura. 11 13.3- División (DIV) La instrucción de división (DIV) divide el valor en la fuente A por el valor en la fuente B y almacena el resultado en el destino y el registro matemático. La figura 11-12 muestra un ejemplo de la instrucción DIV. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, el renglón será verdadero. Los datos en la fuente A (el valor acumulado del contador C5: 10) se divide por los datos en la fuente B (la constante 2). • • • El resultado se coloca en el destino N7: 3. Si el resto es 0.5 o mayor, se produce un resumen en el destino entero. El valor almacenado en el registro matemático consiste en el cociente no redondeado (colocado en la palabra más significativa) y el resto (colocado en la palabra menos significativa). • Algunos PLC admiten el uso de números de coma flotante, así como valores enteros (números enteros). Como ejemplo, 10 dividido por 3 puede expresarse como 3.333333 (notación de coma flotante) o 3 con un resto de 1. • Se establece un bit de falla menor al detectar una división por cero. Figura 11-12 Instrucción DIV (dividir). El programa de la Figura 11-13 es un ejemplo de cómo la instrucción DIV calcula el valor entero que resulta de dividir la fuente A por la fuente B. La operación del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, se ejecuta la instrucción DIV. El valor almacenado en la fuente A, dirección N7: 0 (120), se divide por el valor almacenado en la fuente B, dirección N7: 1 (4). • • La respuesta, 30, se coloca en la dirección de destino N7: 5. Como resultado, la instrucción de igualdad se vuelve verdadera, activando la salida PL1. 12 Figura 11-13 Instrucción DIV utilizada para calcular el valor que resulta de dividir la fuente A por la fuente B. 13.4- Raíz cuadrada (SQR) El programa de la Figura 11-16 es un ejemplo de la instrucción de raíz cuadrada (SQR). El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, se ejecuta la instrucción SQR. El número cuya raíz cuadrada que queremos determinar (144) se coloca en la fuente. La función calcula la raíz cuadrada y la coloca (12) en el destino. Si el valor de la fuente es negativo, la instrucción almacenará la raíz cuadrada del valor absoluto (positivo) de la fuente en el destino. Figura 11-16 Instrucción SQR (raíz cuadrada) 13 13.5- Negación (NEG) El programa de la Figura 11-17 es un ejemplo de la instrucción de negación (NEG). Esta función matemática cambia el signo del valor fuente de positivo a negativo. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, se ejecuta la instrucción NEG. El valor positivo 101 almacenado en la dirección de origen N7: 52 se niega a –101 y se almacena en la dirección de destino N7: 53. • Los números positivos se almacenarán en formato binario directo y los números negativos se almacenarán como complemento de 2. Figura 11-17 Instrucción NEG (negación). 13.6- Clear (CLR) El programa de la Figura 11-18 es un ejemplo de la instrucción clear (CLR). El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, se ejecuta la instrucción CLR. Tras la ejecución, establece todos los bits de una palabra en cero. En este ejemplo, cambia el valor de todos los bits almacenados en la dirección de destino N7: 22 a 0. Figura 11-18 Instrucción CLR (borrar). 14 13.7- Convertir a BCD (TOD) La instrucción convertir a BCD (TOD) se utiliza para convertir enteros de 16 bits en valores decimales codificados en binario (BCD). Esta instrucción podría usarse al transferir datos desde el procesador (que almacena datos en formato binario) a un dispositivo externo, como una pantalla LED, que funciona en formato BCD. El programa de la Figura 11-19 es un ejemplo de la instrucción TOD. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, se ejecuta la instrucción TOD. El patrón de bits binarios en la dirección de origen N7: 23 se convierte en un patrón de bits BCD del mismo valor decimal en la dirección de destino O: 20. • La fuente muestra el valor 10, que es el valor decimal correcto; sin embargo, el destino muestra el valor 16. • El procesador interpreta todos los patrones de bits como binarios; por lo tanto, el valor 16 es la interpretación binaria del patrón de bits BCD. El patrón de bits para 10 BCD es el mismo que el patrón de bits para 16 binarios. • Figura 11-19 Instrucción TOD (convertir a BCD). 13.8- Conversión de BCD (FRD) La instrucción de conversión de BCD (FRD) se utiliza para convertir valores decimales codificados en binario (BCD) en valores enteros. Esta instrucción podría usarse para convertir datos de una fuente externa BCD, como un interruptor de rueda de control BCD, al formato binario en el que opera el procesador. El programa de la Figura 11-20 es un ejemplo de la instrucción FRD. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • • Cuando el interruptor de entrada SW está cerrado, se ejecuta la instrucción FDR. El patrón de bits BCD almacenado en la dirección de origen I: 30 se convierte en un patrón de bits binario del mismo valor decimal en la dirección de destino, N7: 24. Figura 11-20 Instrucción FRD (convertir de BCD). 15 El programa de la Figura 11-14 es un programa para convertir la temperatura Celsius a Fahrenheit. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • El interruptor de la ruedecilla conectado al módulo de entrada indica la temperatura Celsius. El programa está diseñado para convertir la temperatura Celsius registrada en la tabla de datos a valores Fahrenheit para su visualización. • La siguiente fórmula de conversión forma la base del programa: • • En este ejemplo, se supone una lectura de temperatura actual es de 60 ° C. El procesador del PLC lleva a cabo sus operaciones internas utilizando números binarios y la instrucción FRD se utiliza para convertir los valores enteros de 16 bits del conmutador de la ruedecilla en valores BCD. • La instrucción MUL multiplica la temperatura (60 ° C) por 9 y almacena el producto (540) en la dirección N7: 0. La instrucción DIV divide 5 en 540 y almacena la respuesta (108) en la dirección N7: 1. La instrucción ADD agrega 32 al valor de 108 y almacena la suma (140) en la dirección B3: 1. Finalmente, la instrucción TOD se utiliza para convertir los valores BCD en enteros, para interactuar con la pantalla LED. Por lo tanto, 60 ° C se muestra como 140 ° F. • • • • 16 Figura 11-14 Programa para convertir la temperatura Celsius a Fahrenheit. 17 Capítulo 14- Secuenciadores e instrucciones de registro Los secuenciadores programados pueden realizar los mismos patrones específicos de encendido o apagado de las salidas que se repiten continuamente. Los secuenciadores simplifican su programa de escalera al permitirle usar una sola instrucción o un par de instrucciones para realizar operaciones complejas. Por ejemplo, la operación de encendido / apagado de 16 salidas discretas se puede controlar, usando una instrucción de secuenciador, con solo un peldaño de escalera. Por el contrario, la disposición de control de escalera de bobina de contacto equivalente necesitaría 16 peldaños en el programa. Dependiendo del fabricante del PLC, se pueden programar varias instrucciones de secuenciador. La Figura 12-6 muestra la pestaña del menú Sequencer para el PLC Allen-Bradley SLC 500 o Micrologix y su software RSLogix asociado. Figura 12-6 Pestaña del menú sequencer. Para la línea de controladores AllenBradley, los comandos del secuenciador pueden incluir lo siguiente: • SQO (Sequencer Output): es una instrucción de salida que utiliza un archivo para controlar varios dispositivos de salida. • SQI (Sequencer Input): es una instrucción de entrada que compara los bits de un archivo de entrada con los bits correspondientes de una dirección de origen. La instrucción es verdadera si todos los pares de bits son iguales. • SQC (Sequencer Compare): es una instrucción de salida que compara los bits de un archivo fuente de entrada con los bits correspondientes de las palabras de datos en un archivo de secuencia. Si todos los pares de bits son iguales, entonces un bit en el registro de control se establece en 1. • SQL (Sequencer Load): es una instrucción de salida utilizada para capturar condiciones de referencia al pasar manualmente la máquina a través de sus secuencias de operación. Transfiere datos desde el módulo fuente de entrada al archivo secuenciador. La instrucción funciona de manera muy similar a una instrucción de transferencia de archivo a palabra. La Figura 12-7 muestra un ejemplo de una instrucción SQO (Salida de secuenciador). Su ejecución se resume de la siguiente manera: • • La instrucción SQO se coloca en el lado derecho del peldaño como salida. Cada vez que el renglón realiza una transición de falso a verdadero, la posición se incrementa al siguiente paso en el archivo del secuenciador. 18 • • • • Los datos del archivo secuenciador se transfieren a través de la máscara a la dirección de destino especificada. Los datos se actualizan durante cada exploración donde el renglón permanece verdadero. Cuando se transfiere la última palabra en el archivo secuenciador, se establece el bit terminado. Luego, en la siguiente transición de falso a verdadero, los datos de Destino se borran y el puntero de Posición se restablece al paso uno. • Al inicio, cuando el procesador cambia del modo de programa al modo de ejecución, la operación depende de que el renglón sea verdadero o falso en el escaneo inicial. o Si es verdadero, la instrucción transfiere el valor en el paso cero. o Si es falso, la primera transición de renglón de falso a verdadero transfiere el valor en el paso uno de la instrucción. • Los bits de máscara deben establecerse para cambiar el valor en la palabra de destino. Los bits enmascaran datos cuando se restablecen a 0 y pasan datos cuando se configuran a 1. Figura 12-7 Instrucción SQO (Sequencer Output). La instrucción Sequencer Output (SQO) se usa para controlar los dispositivos de salida secuencialmente. La operación de secuencia deseada se almacena en un archivo de datos o matriz. A medida que el secuenciador avanza por sus pasos (position) , los datos almacenados se transfieren una palabra a la vez a través de una Máscara al Destino. Los parámetros que pueden requerirse para ingresar en las instrucciones del secuenciador se pueden resumir de la siguiente manera: • File: El archivo es la dirección del archivo de secuenciador. Debe usar el indicador de archivo (#) para esta dirección. • Mask: permite seleccionar la cantidad de bits que tendrá el destino. La máscara puede ser introducida mediante números decimales, binarios o hexadecimales. Si es introducida en binario debe ir acompañada de la letra B, aunque automáticamente es cambiada a hexadecimal, si es introducida en decimal o hexadecimal debe ir acompañada de las letras D o H respectivamente. • Source: el origen es la dirección de la palabra o archivo de entrada del que la instrucción SQC y SQL obtiene datos para comparar o ingresar a su archivo secuenciador. • Destination: el destino es la dirección de la palabra de salida o archivo de salida hacia el cual son movidos los datos desde el archivo de referencia. • Control: se encarga de controlar el movimiento de los datos desde el archivo de referencia. Consta de tres palabras que son: – El bit de encontrado FD (bit 08) – SQC solamente. Cuando el estado de todos los bits sin máscara en la dirección de fuente corresponden a los de la palabra de referencia, el bit 19 – – – • FD está establecido. Este bit se evalúa cada vez que la instrucción SQC es evaluada mientras el renglón sea verdadero. El bit de error ER (bit 11) se establece cuando el procesador detecta un valor de posición negativo, o un valor de longitud negativo o de cero. Esto resulta en un error mayor si no se borra antes de la ejecución de la instrucción END o TND. El bit de efectuado Bit DN (bit 13) lo establece la instrucción SQO o SQC después de operar en la última palabra en el archivo de secuenciador. Se restablece en la próxima transición de renglón de falso a verdadero después de que el renglón se haga falso. El bit de habilitación EN (bit 15) lo establece una transición de renglón de falso a verdadero e indica que la instrucción SQO o SQC se ha habilitado Length: la longitud contiene la cantidad de pasos en el archivo. Su longitud máxima no debe exceder a 256. • Position: la posición es la localización actual del SQO. La posición se incrementa en 1 por cada transición de falso a verdadero del renglón. Para programar un secuenciador, primero se ingresa información binaria en el archivo o registro del secuenciador formado por una serie de palabras de memoria consecutivas. El archivo secuenciador es típicamente un archivo de bits que contiene una palabra de archivo de bits que representa la acción de salida requerida para cada paso de la secuencia. Los datos se ingresan para cada paso del secuenciador de acuerdo con los requisitos de la aplicación de control. A medida que el secuenciador avanza por los pasos, la información binaria se transfiere del archivo del secuenciador a la salida. Para ilustrar el propósito y la función del archivo secuenciador, examinaremos el funcionamiento del proceso de secuencia de cuatro pasos que se muestra en la Figura 12-8. Este secuenciador se utilizará para controlar el semáforo de un tráfico en dos direcciones. El funcionamiento del proceso se puede resumir de la siguiente manera: • • • Se deben activar seis salidas desde un módulo de salida de 16 puntos. Cada luz está controlada por la dirección de un bit de la palabra de salida O: 2. Los primeros 6 bits están programados para ejecutar la siguiente secuencia de salidas de luz: - Paso 1: Las salidas O: 2/0 (rojo) y O: 2/5 (verde) se encenderán. - Paso 2: Las salidas O: 2/0 (rojo) y O: 2/4 (amarillo) se energizarán. - Paso 3: Las salidas O: 2/2 (verde) y O: 2/3 (rojo) se energizarán. - Paso 4: Las salidas O: 2/1 (amarillo) y O: 2/3 (rojo) se energizarán. • • Las palabras B3: 0, B3: 1, B3: 2, B3: 3 y B3: 4 forman el archivo secuenciador. La información binaria (1s y 0s) que refleja el estado deseado de luz encendida o apagada para cada uno de los cuatro pasos se ingresa en cada palabra del archivo secuenciador. Antes de comenzar la secuencia, necesita un punto de partida donde el secuenciador esté en una posición neutral. Esto lo proporciona la posición de inicio, que es todos ceros. • 20 Figura 12-8 Secuenciador de cuatro pasos. Debido a la forma en que funciona la instrucción del secuenciador, todos los puntos de salida deben estar en un solo módulo de salida. Cuando un secuenciador opera en una palabra de salida completa, puede haber salidas asociadas con la palabra que no necesitan ser controladas por el secuenciador. En nuestro ejemplo, los bits 6 a 15 de la palabra de salida O: 2 no son utilizados por el secuenciador, pero podrían usarse en cualquier otra parte del programa. Para evitar que el secuenciador controle estos bits de la palabra de salida, se utiliza una palabra de máscara. El uso de una palabra máscara se ilustra en la figura 12-9. El funcionamiento de la máscara se puede resumir de la siguiente manera: • La palabra máscara selecciona selectivamente los datos del archivo de palabras del secuenciador a la palabra de salida. • • El número hexadecimal 003Fh se ingresa como el parámetro de máscara. Para cada bit de la palabra de salida O: 2 que el secuenciador debe controlar, el bit correspondiente de la palabra de máscara debe establecerse en 1. Las flechas en la figura indican los bits sin máscara que se pasan a través de la máscara y hacia la dirección de destino. • • Los guiones en los bits de la dirección de designación indican que esos bits permanecen sin cambios en la ubicación de designación durante la secuencia. • Estos bits sin cambios, por lo tanto, se pueden utilizar independientemente del secuenciador. 21 Figura 12-9 Secuenciador que mueve datos a través de una palabra de máscara. La instrucción de salida del secuenciador requiere lógica precedente en el renglón donde se encuentra. Cuando esta lógica pasa de falso a verdadero, activa el secuenciador para realizar sus funciones. Solo cuando la lógica que precede a la instrucción del secuenciador realiza la transición de falso a verdadero pasará por sus funciones de leer el archivo de datos, aplicar la máscara y transferir el archivo de datos enmascarado al destino de salida. Después de este ciclo, espera a que ocurra otra ocurrencia falsa a verdadera de la lógica anterior para avanzar al siguiente paso. La Figura 12-10 ilustra cómo el secuenciador mueve datos de un archivo a una salida. El funcionamiento del renglón lógico se puede resumir de la siguiente manera: • El botón PB se usa para enviar señales de activación de falso a verdadero a la instrucción de salida del secuenciador. • La posición de la instrucción del secuenciador se incrementa en uno por cada transición de falso a verdadero del peldaño del secuenciador. Cuando PB se cierra momentáneamente, el secuenciador se habilita y avanza a la siguiente posición. • • Cuando el secuenciador está en el paso 1, la información binaria en la palabra B3: 1 (100001) del archivo del secuenciador se transfiere a la palabra O: 2 de la salida. 22 • • Como resultado, la salida O: 2/0 y O: 2/5 estará activada y todo el resto estará desactivado. Avanzar el secuenciador al paso 2 transferirá los datos de la palabra B3: 2 (010001) a la palabra O: 2. • • Como resultado, la salida O: 2/0 y O: 2/4 estará activada y todo el resto estará desactivado. Avanzar el secuenciador al paso 3 transferirá los datos de la palabra B3: 3 (001100) a la palabra O: 2. • • Como resultado, la salida O: 2/2 y O: 2/3 estará activada y todo el resto estará desactivado. Avanzar el secuenciador al paso 4 transferirá los datos de la palabra B3: 4 (001010) a la palabra O: 2. • • Como resultado, la salida O: 2/1 y O: 2/3 estará activada y todo el resto estará desactivado. Cuando el parámetro de posición alcanza 4 (el valor en el parámetro de longitud, length), todas las palabras se habrían movido para que el contacto DN (bit done) en la instrucción se establezca en 1. Figura 12-10 Secuenciador que mueve datos de un archivo a una salida. 23 14.1- Programas utilizando secuenciadores Un programa secuenciador puede ser controlado por eventos o por tiempo. Un secuenciador controlado por eventos se incrementa en un paso por cada pulso que se le aplica. Un secuenciador controlado por tiempo se incrementa automáticamente después de un período de tiempo preestablecido. Un gráfico de secuenciador, como el que se muestra en la Figura 12-13, es una tabla que enumera la secuencia de operación de las salidas controladas por la instrucción de secuenciador. Estas tablas usan un formato de gráfico de estilo matricial. Una matriz es una matriz de cantidades bidimensional y rectangular. Un gráfico secuenciador basado en el tiempo generalmente indica salidas en su eje horizontal y la duración del tiempo en su eje vertical. Un secuenciador controlado por eventos indica salidas en su eje horizontal y la entrada, o evento, en su eje vertical. Figura 12-13 Gráfico de secuenciador. En la Figura 12-14 se muestra un ejemplo de un secuenciador controlado por tiempo con pasos cronometrados que no son todos iguales. Este programa secuenciador se utiliza para el control automático del semáforo en una intersección de cuatro vías. Las luces de salida funcionan de forma secuencial con pasos temporizados de forma variable. El sistema requiere dos instrucciones SQO: una para las salidas de luz y la otra para los pasos cronometrados. Ambos SQO tienen R6: 0 para el control y 4 para la longitud. La primera posición está encendida durante 25 segundos, la segunda durante 5 segundos, la tercera durante 25 segundos y la cuarta durante 5 segundos. 24 Figura 12-14 Programa de salida del secuenciador controlado por tiempo. El funcionamiento del programa secuenciador controlado por tiempo se puede resumir de la siguiente manera: • Los bits que controlan las salidas del semáforo se almacenan en el archivo entero # N7: 0 de la primera instrucción SQO. Los ajustes para los bits de salida para cada posición se ingresan y almacenan en formato de tabla binaria como se muestra en la Figura 12-15. El programa mueve cada palabra del archivo # N7: 0 del archivo a la palabra de salida de destino O: 2 como se describió anteriormente. 25 Figura 12-15 Archivo secuenciador # N7: 0 configuraciones de ciclo de luz. • El segundo archivo secuenciador de instrucciones SQO, # N7: 10, contiene los valores de temporizador preestablecidos (Preset) almacenados 25, 5, 25, 5 segundos. Estos ajustes se almacenan en las palabras N7: 11, N7: 12, N7: 13 y N7: 15 como se ilustra en la Figura 12-16. El programa mueve cada palabra del archivo # N7: 10 a la dirección de destino T4: 1.PRE, que es el valor preestablecido para el temporizador. El programa mueve la información de este archivo al Preset del temporizador T4: 1. La máscara permite que pasen los datos adecuados y bloquea los datos innecesarios. Figura 12-16 Archivo de secuenciador # N7: 10 configuraciones de temporizador. • • El temporizador alterna las dos instrucciones SQO a través de sus cuatro estados. Dado que las dos instrucciones SQO tienen R6: 0 para control y 4 para longitud, se escalonan al unísono para proporcionar una salida temporizada secuencialmente. Un ejemplo de un programa secuenciador controlado por tiempo en el que el intervalo de tiempo entre los pasos del secuenciador es siempre un valor constante establecido se muestra en la Figura 12 17. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • El tiempo preestablecido del temporizador T4: 0 se establece en 3 segundos. Los ajustes de los bits de salida para cada posición del secuenciador se ingresan y almacenan en el archivo de bits # B3: 0. • El temporizador se inicia mediante cuando se cierre el interruptor SW y 3 segundos después, el contacto DN del temporizador se establece en 1 o verdadero. 26 • • • • Como resultado, el bit DN de temporizador incrementa la instrucción SQO a la siguiente posición y reinicia el temporizador. El destino es O: 2 y los 16 bits de esta palabra se utilizan para las salidas. La máscara es FFFF hexadecimal o 1111111111111111 binario, lo que permite que pasen los 16 bits. Mientras la entrada SW esté cerrada, el programa continuará funcionando con 3 segundos entre los pasos del secuenciador. Figura 12-17 Secuenciador controlado por tiempo con intervalo de tiempo constante entre pasos. 14.2- Comparación de secuenciador (SQC) La instrucción de comparación de secuenciador (SQC) es una instrucción de salida utilizada para comparar bits de un archivo fuente de entrada con bits correspondientes de palabras de datos en un archivo de secuenciador. Cuando los pares de bits son iguales, el bit encontrado (FD) en el registro de control se establece en 1. Esta instrucción se puede utilizar para comparar el estado de los dispositivos de entrada de una máquina con lo que se requiere para el funcionamiento normal. Cuando el estado de los dispositivos de entrada en la máquina (encendido o apagado) es idéntico a los datos almacenados en el archivo secuenciador, el bit de control encontrado se establece en 1. En la Figura 12-19 se muestra un ejemplo de un programa de instrucción de comparación del secuenciador SLC 500 o Micrologix (SQC). El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: 27 • • Los datos en en las últimas entradas (I: 1) (I: 1/12, I: 1/13, I: 1/14 e I: 1/15) se comparan con los datos en el archivo #B3:22. En este ejemplo, los 4 bits más altos en I: 1 coinciden con el estado de los 4 bits más altos en B3: 25 en la posición de paso 3. • Si la entrada del botón I: 1/0 es verdadera en este punto, se establece el bit encontrado (FD), que activa la salida PL1. • Siempre que la combinación de interruptores abiertos y cerrados conectados a I: 1/12, I: 1/13, I: 1/14 e I: 1/15 sea igual a la combinación de 1s y 0s en un paso en el secuenciador archivo de referencia y la entrada I: 1/0 es verdadera, la salida PL1 se activará. Figura 12-19 Programa de instrucción de comparación de secuenciador (SQC). 28 14.3- Desplazamiento de registro de bits/ Bit Shift Registers El PLC no solo usa un patrón fijo de bits de registro (palabra), sino que también puede manipular y cambiar fácilmente bits individuales. Un registro de desplazamiento de bits es un registro que permite el desplazamiento de bits a través de un único registro o grupo de registros. El registro de desplazamiento de bits desplaza bits en serie (de bit a bit) a través de una matriz de manera ordenada. Se puede usar un registro de desplazamiento para simular el movimiento o rastrear el flujo de partes e información de los productos. Usamos el registro de desplazamiento cada vez que necesitamos almacenar el estado de un evento para poder actuar en un momento posterior. Los registros de desplazamiento pueden cambiar el estado o los valores a través de archivos de datos. Las aplicaciones comunes para los registros de desplazamiento incluyen lo siguiente: • • • • Seguimiento de piezas a través de una línea de montaje. Control de operaciones de máquinas o procesos. Control de inventario Diagnostico del sistema La figura 12-21 ilustra el concepto básico de un registro de desplazamiento. Un pulso o reloj de desplazamiento hace que cada bit en el registro de desplazamiento se mueva 1 posición hacia la derecha. En algún momento, el número de bits de datos alimentados al registro de desplazamiento excederá la capacidad de almacenamiento del registro. Cuando esto sucede, los primeros bits de datos alimentados al registro de desplazamiento por el impulso de desplazamiento se pierden al final del registro de desplazamiento. Típicamente, los datos en el registro de desplazamiento podrían representar lo siguiente: • • • • • Tipos de piezas, calidad y tamaño. La presencia o ausencia de partes. El orden en que ocurren los eventos. Números de identificación o ubicaciones Una condición de falla que causó un apagado Figura 12-21 Concepto básico de un registro de desplazamiento. 29 14.3.1- Bit shift left (BSL) y Bit shift right (BSR) Puede programar un registro de desplazamiento para desplazar los datos de estado hacia la derecha o hacia la izquierda, como se ilustra en la Figura 12-22, desplazando el estado o los valores a través de los archivos de datos. Cuando desee rastrear partes en función del estado, utilice registros de desplazamiento de bits. Las instrucciones de cambio de bit cambiarán el estado de bit desde una dirección de bit de origen, a través de un archivo de datos, y hacia un bit de descarga, un bit a la vez. Hay dos instrucciones de desplazamiento de bits: desplazamiento de bits a la izquierda/ Bit shift left (BSL), que cambia el estado de bits de un número de dirección más bajo a un número de dirección más alto a través de un archivo de datos, y desplazamiento de bits a la derecha/bit shift right (BSR), que desplaza datos de un número de dirección más alto un número de dirección más bajo a través de un archivo de datos. Algunos PLC proporcionan una función de registro de desplazamiento circulante, que le permite repetir un patrón una y otra vez. Figura 12-22 Tipos de registros de desplazamiento. Al trabajar con un registro de desplazamiento de bits, puede identificar cada bit por su posición en el registro. Por lo tanto, trabajar con cualquier bit en el registro se convierte en una cuestión de identificar la posición que ocupa en lugar del esquema de direccionamiento convencional de número de palabra / número de bit. 30 La Figura 12-23 muestra la pestaña del menú File Shift y los bloques de instrucciones BSL y BSR que forman parte del conjunto de instrucciones para los controladores Allen-Bradley SLC 500 o Micrologix. Los comandos se pueden resumir de la siguiente manera: BSL (Bit Shift Left): carga un bit de datos en una matriz de bits, desplaza el patrón de datos a través de la matriz hacia la izquierda y descarga el último bit de datos en la matriz. BSR (Bit Shift Right): carga un bit de datos en una matriz de bits, desplaza el patrón de datos a través de la matriz hacia la derecha y descarga el último bit de datos en la matriz. Figura 12-23 Instrucciones de desplazamiento hacia la izquierda (BSL) y hacia la derecha (BSR) Los registros de desplazamiento son útiles para rastrear el estado o la identificación de una pieza a medida que baja por una línea de ensamblaje. El archivo de datos utilizado para un registro de desplazamiento generalmente es el archivo de bits porque sus datos se muestran en formato binario, lo que facilita su lectura. BSL y BSR son instrucciones de salida que cargan datos en una matriz de bits un bit a la vez. Los datos se desplazan a través de la matriz y luego se descargan un bit a la vez. La instrucción BSL tiene los mismos operandos que la instrucción BSR. La diferencia es la dirección en que se indexan los bits. Se ejecutará una instrucción de cambio de bit cuando su lógica de control de entrada pase de falso a verdadero. Para programar una instrucción de cambio de bit, debe proporcionar al procesador la siguiente información: • File: la dirección de la matriz de bits que desea manipular. La dirección debe comenzar con el signo # y en el bit 0 de la primera palabra o elemento. Los bits restantes en la última palabra de la matriz no se pueden usar en ninguna otra parte del programa porque la instrucción los invalida. • Control: tipo de tabla de datos R. La dirección es exclusiva de la instrucción y no se puede usar para controlar ninguna otra instrucción. Es un elemento de tres palabras que consta de la palabra de estado, la longitud y la posición. • Bit address: es la dirección del bit de origen. La instrucción inserta el estado de este bit en la primera posición de bit (más baja) (para la instrucción BSL) o en la última posición de bit (más alta) (para la instrucción BSR) en la matriz. 31 • Length: indica el número de bits que se desplazarán, o la longitud del archivo, en bits (16 bits, 32 bits, etc.). Los bits de estado de la palabra de control son los bits enable, done, error, y unload bits. Sus funciones se pueden resumir de la siguiente manera: o Enable Bit (EN): el bit de habilitación sigue el estado de las instrucciones y se establece en 1 cuando la instrucción es verdadera. o Done Bit (DN): el bit done se establece en 1 cuando la instrucción ha cambiado todos los bits en el archivo una posición. Se restablece a 0 cuando la instrucción se vuelve falsa. o Error Bit (ER): el bit de error se establece en 1 cuando la instrucción ha detectado un error, lo que puede suceder cuando se ingresa un número negativo en la longitud. o Unload Bit (UL): el estado del bit de descarga se controla cambiando el último bit del archivo al bit de descarga cuando se ejecuta la instrucción. Es la ubicación del bit en el que cambia el estado del último bit del archivo cuando la instrucción pasa de falso a verdadero. Cuando se produce el siguiente cambio, estos datos se pierden, a menos que se realice una programación adicional para retener los datos. En la Figura 12 24 se muestra un ejemplo de un programa de instrucción de desplazamiento a la izquierda (BSL). El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • • • • • • La actuación momentánea del interruptor de límite LS hace que se ejecute la instrucción BSL. Cuando el renglón pasa de falso a verdadero, el bit EN se establece y el bloque de datos se desplaza a la izquierda (a un número de bit más alto) una posición de bit. El bit especificado, en la dirección de bit del sensor I: 1/1, se desplaza a la posición del primer bit, B3: 10/0. El último bit se desplaza fuera de la matriz y se almacena en el bit de descarga, R6: 0 / UL. Se pierde el estado que estaba anteriormente en el bit de descarga. Todos los bits en la parte no utilizada de la última palabra del archivo no son válidos y no deben usarse en ninguna otra parte del programa. Para la operación envolvente, establezca la posición de la dirección de bit en el último bit de la matriz o en el bit UL, según corresponda. En la Figura 12 25 se muestra un ejemplo de un programa de instrucción de desplazamiento a la derecha de bit (BSR). La operación del programa se puede resumir de la siguiente manera: • Antes de que el renglón pase de falso a verdadero, el estado de los bits en las palabras B3: 50 y B3: 51 es el que se muestra. • • El estado de la dirección de bit, I: 3/5, es un 0, y el estado del bit de descarga, R6: 1 / UL, es un 1. Cuando se cierra el interruptor de límite LS, el estado de la dirección de bit, I: 3/5, se desplaza a B3: 51/7, que es el bit 24 del archivo. • El estado de todos los bits en el archivo se desplaza una posición hacia la derecha, a lo largo de 24 bits. El estado de B3: 50/0 se desplaza al bit de descarga, R6: 1 / UL. Se pierde el estado que estaba anteriormente en el bit de descarga. • 32 Figura 12-24 Programa de instrucción Bit shift left (BSL). 33 Figura 12-25 Programa de instrucciones de desplazamiento a la derecha de bit (BSR). 34 En la Figura 12-26 se muestra un ejemplo de un programa de instrucción BSL. La entrada de pulso de reloj es un temporizador T4: 0 de 3 segundos de pulso fijo normal generado por pulso. El funcionamiento del programa se puede resumir de la siguiente manera: • • Vaya a las tablas de datos y configure las direcciones de bits B3: 0/0, B3: 0/1, B3: 0/2 a la lógica 0 y la dirección de bits R6: 0 / UL a la lógica 1. Cuando el PLC se pone en funcionamiento, el bit B3: 0/0 se establece en la lógica 1, lo que hace que PL1 se active. • • El interruptor de entrada SW al cerrarse inicia el temporizador T4: 0. Después de 3 segundos, el bit de finalización del temporizador se configura para restablecer el tiempo acumulado del temporizador a cero y desplazar el bit lógico 1 a la izquierda a B3: 0/1. • • • Esto hace que PL1 se apague y PL2 se encienda. Después de otros 3 segundos, el bit DN del temporizador se establece nuevamente. La instrucción BSL desplaza los bits hacia la izquierda una vez más y hace que PL2 se apague y PL3 se encienda. El proceso continúa con cada una de las luces piloto encendidas en secuencia durante 3 segundos. • Figura 12-26 Instrucción BSL con una operación envolvente. 35 Un registro de desplazamiento se usa a menudo en procesos de manejo de materiales donde alguna forma de información binaria debe sincronizarse con una parte móvil en un transportador. La información binaria se refiere a dos condiciones que pueden asignarse al producto en movimiento, por ejemplo, la presencia o ausencia de una parte. A medida que la pieza se mueve a lo largo del transportador, alguna forma de dispositivo de detección determinará en cuál de estas dos categorías cae el producto que pasa. La figura 12-27 ilustra los cartones que viajan en un transportador detectado por un sensor fotoeléctrico. El sensor que impulsa la línea de datos en un registro de desplazamiento se fija de modo que el haz detecte la presencia o ausencia de una caja de cartón. Un estado de condición del sensor 1 lógico puede indicar la presencia de una caja de cartón, y un 0 la ausencia. Figura 12-27 Cajas que viajan en una cinta transportadora detectadas por un sensor fotoeléctrico El proceso de la Figura 12-28 ilustra una operación de pintura en aerosol controlada por un registro de desplazamiento a la izquierda. A medida que las piezas pasan a lo largo de la línea de producción, los patrones de bits del registro de desplazamiento representan los artículos en los ganchos del transportador a pintar. Cada ubicación de bit de archivo representa una estación en la línea, y el estado del bit indica si una parte está presente o no en esa estación. Figura 12-28 Operación de pintura en aerosol controlada por un registro de desplazamiento a la izquierda. El programa para la operación de pintura en aerosol se muestra en la Figura 12-29. Su funcionamiento se puede resumir de la siguiente manera: 36 • El interruptor de límite LS1 se usa para detectar el colgador (hanger) y el interruptor de límite LS2 la pieza (part enter). El pulso generado por el interruptor de límite LS1 operado por el colgador cambia el estado de los datos proporcionados por el interruptor de límite de detección parcial LS2. • La lógica de esta operación es tal que cuando una parte a pintar y un colgador de piezas ocurren juntos en la estación 1 (indicado por el cierre simultáneo de LS2 y LS1), la lógica 1 se ingresa en el registro de desplazamiento en B3: 0/0 . • Esto hace que el renglón SOL 1 sea verdadero y que la pistola rociadora de capa inferior se energice. • En la estación 5, aparece un 1 en el bit B3: 0/5 del registro de desplazamiento para hacer que el renglón SOL 2 sea verdadero y la pistola pulverizadora de capa superior se energice. • La lógica 0 en el registro de desplazamiento indica que el transportador no tiene partes para rociar y, por lo tanto, inhibe el funcionamiento de las pistolas de pulverización. • El contador C5: 1 cuenta las piezas que entran en el proceso y el contador C5: 2 a medida que salen. Figura 12-29 Programa de operación de pintado en aerosol. 37 Capítulo 15- Instalación, mantenimiento y reparación de sistemas con PLC Un sistema PLC, si se instala correctamente, debería brindar años de servicio sin problemas. El diseño de los PLC incluye una serie de características resistentes que permiten su instalación en casi cualquier entorno industrial. Sin embargo, pueden ocurrir problemas si el sistema no está instalado correctamente. Los controladores lógicos programables (PLC) requieren protección contra temperaturas extremas, humedad, polvo, golpes y vibraciones o ambientes corrosivos. Por estas razones, los PLC generalmente se montan dentro de una máquina o en un gabinete separado como se muestra en la Figura 13-1. Un gabinete o armario de control es la principal protección contra las condiciones atmosféricas. La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) ha definido los tipos de armarios, según el grado de protección que proporcionará el panel. Para la mayoría de los dispositivos de control de estado sólido, se recomienda un gabinete NEMA 12. Este tipo de gabinete es para áreas de uso general y está diseñado para ser a prueba de polvo. Por lo general, las cajas metálicas se usan porque las cajas metálicas proporcionan blindaje que ayuda a minimizar los efectos de la radiación electromagnética que pueden generar los equipos circundantes. 1. Fuente de alimentación 2. PLC (controlador lógico programable) 38 3. Tarjetas de entrada digital 4. Tarjetas de salida digital 5. Tarjetas de entrada analógica 6. Protectores contra sobretensiones transitorias 7. Rompedores de circuito 8. Interruptores de relé 9. Terminal de interfaz del operador 10. Recinto NEMA 12 Figura 13-1 Gabinete típico del panel de control del PLC. Los PLC siempre se montan horizontalmente con el nombre del fabricante hacia afuera y hacia arriba, como se ilustra en la Figura 13-2. No se recomienda el montaje vertical debido a consideraciones térmicas. Figura 13-2 Los PLC siempre se montan horizontalmente. 15.1- Requerimientos de energía y circuitos de seguridad La alimentación de PLC es generalmente monofásica de 120 o 240 VCA. Si el controlador está instalado en un gabinete, los dos cables de alimentación (L1 potencial y L2 común) normalmente ingresan al gabinete a través de la parte superior del gabinete para minimizar la interferencia con otras líneas de control. 15.1.1- Requerimientos de la alimentación Alimentación del sistema en AC. La alimentación del sistema y de los dispositivos de entradas y salidas deben tener una fuente de CA común (consulte la Figura 20-6). Esto minimiza la interferencia de línea y evita las señales de entrada defectuosas derivadas de una fuente de CA estable a la fuente de alimentación y la CPU, pero una fuente de CA inestable a los dispositivos de E / S. Al mantener tanto la fuente de alimentación como los dispositivos de E / S en la misma fuente de alimentación, el usuario puede aprovechar al máximo la función de monitoreo de línea de la fuente de alimentación. 39 Figura 20-6. Fuente de alimentación del sistema y dispositivos de E / S con una fuente de CA común. Si las condiciones de la línea caen por debajo del nivel mínimo de funcionamiento, la fuente de alimentación detectará la condición anormal e indicará al procesador, que dejará de leer los datos de entrada y apagará todas las salidas. Transformadores de aislamiento. Otra buena práctica es usar un transformador de aislamiento en la línea de alimentación de CA que va al controlador. Un transformador de aislamiento es especialmente deseable cuando es probable que un equipo pesado introduzca ruido en la línea de CA. Un transformador de aislamiento también puede servir como transformador reductor para reducir el voltaje de línea entrante al nivel deseado. El transformador debe tener una potencia nominal suficiente (en unidades de voltamperes) para suministrar la carga, por lo que los usuarios deben consultar al fabricante para obtener la capacidad de transformación recomendada para su aplicación particular. Normalmente se incluye un relé de control maestro electromecánico (MCR) cableado como parte del cableado para un sistema PLC. El relé de control maestro proporciona un medio para desenergizar todo el circuito que no depende del software. El MCR programado internamente de un PLC no es suficiente para cumplir con los requisitos de seguridad. El MCR cableado está conectado para interrumpir la alimentación al rack de E / S en caso de emergencia, pero aún así permite mantener la alimentación en el procesador. La Figura 13-3 muestra el cableado típico para una distribución de alimentación de CA con un relé de control maestro. 15.2- Circuito de seguridad El sistema PLC debe contener un número suficiente de circuitos de emergencia para detener parcial o totalmente el funcionamiento del controlador o la máquina o proceso controlado (consulte la Figura 207). Estos circuitos deben enrutarse fuera del controlador, de modo que el usuario pueda apagar el sistema de forma manual y rápida en caso de falla total del controlador. Los dispositivos de seguridad, como los interruptores de cuerda de emergencia y los interruptores de límite de final de carrera, deben pasar por alto el controlador para operar arrancadores de motor, solenoides y otros dispositivos directamente. Estos circuitos de emergencia deben usar lógica simple con un número mínimo de componentes altamente confiables, preferiblemente electromecánicos. 40 Figura 20-7. Circuitos de emergencia conectados al sistema PLC. Pulsador Stop de Emergencia. El sistema debe tener circuitos de parada de emergencia para cada máquina directamente controlada por el PLC. Para proporcionar la máxima seguridad, estos circuitos no deben conectarse al controlador, sino que deben dejarse conectados. Estos interruptores de emergencia deben colocarse en lugares a los que el operador pueda acceder fácilmente. Los interruptores de parada de emergencia generalmente están conectados a los relés de control maestro o circuitos de relé de control de seguridad, que eliminan la alimentación del sistema de las entradas y salidas del PLC en caso de emergencia. 41 Figura 20-8. Control de arranque maestro para un PLC con MCR que permiten la potencia de entrada y salida. Un circuito MCR puede extenderse colocando un relé de falla del PLC (cerrado durante la operación normal del PLC) en serie con cualquier otra condición de parada de emergencia. Esta mejora hará que el circuito MCR corte la alimentación de E / S en el caso de una falla del PLC (error de memoria, error de comunicaciones de E / S, etc.). La Figura 20-9 ilustra el cableado típico de un circuito de relé de control maestro. Switch de seguridad. El circuito de alimentación que alimenta la fuente de alimentación debe usar una desconexión de alimentación de emergencia con capacidad nominal adecuada, proporcionando así una forma de eliminar la energía de todo el sistema de controlador programable (consulte la Figura 20-9). A veces, se coloca un condensador (0.47 µF para 120 VCA, 0.22 µF para 220 VCA) a través de la desconexión para protegerlo contra una condición de arranque. Outrush ocurre cuando la desconexión de energía apaga los triacs de salida, haciendo que la energía almacenada en las cargas inductivas busque la ruta más cercana a tierra, que a menudo es a través de los triacs. 42 Figura 20-9. Circuito que habilita / deshabilita la alimentación de E / S a través de MCR y detección de contacto de falla del PLC 15.3- Ruido eléctrico El ruido eléctrico, también llamado interferencia electromagnética, o EMI, son señales eléctricas no deseadas que producen efectos indeseables y que, de lo contrario, interrumpen los circuitos del sistema de control. La EMI puede ser radiada o conducida. El ruido irradiado se origina en una fuente y viaja a través del aire mientras el ruido conducido viaja en un conductor real, como una línea de alimentación. Cuando el PLC se opera en un entorno industrial contaminado por ruido, se debe prestar especial atención a la posible interferencia eléctrica. Para aumentar el margen de ruido de funcionamiento, el controlador debe ubicarse lejos de dispositivos generadores de ruido, como grandes motores AC y soldadores de alta frecuencia. El mal funcionamiento resultante del ruido es una ocurrencia temporal de errores de operación que pueden resultar en la operación peligrosa de la máquina en ciertas aplicaciones. El ruido generalmente ingresa a través de las líneas de entrada, salida y fuente de alimentación. El ruido puede acoplarse a estas líneas mediante un campo electrostático o mediante inducción electromagnética. Lo siguiente reduce el efecto de la interferencia eléctrica: 43 • Características de diseño del fabricante. • Montaje adecuado del controlador dentro de un armario Conexión a tierra adecuada del equipo. Enrutamiento adecuado del cableado Supresión adecuada añadida a dispositivos generadores de ruido. • • La supresión de ruido normalmente se necesita para cargas inductivas, como relés, solenoides y arrancadores de motor cuando son operados por dispositivos de contactos de contactores o relays, como botones pulsadores o interruptores selectores. Cuando se desconectan las cargas inductivas, se generan altos voltajes transitorios que, si no se suprimen, pueden alcanzar varios miles de voltios. La Figura 13-4 ilustra un circuito de supresión de ruido típico que se utiliza para suprimir los picos de alto voltaje generados cuando una bobina de arranque del motor está desenergizada. Figura 13-4 Supresión de ruido del motor de arranque. La falta de supresión de sobretensiones en cargas inductivas puede contribuir a fallas del procesador y funcionamiento esporádico. La RAM puede estar dañada (perdida) y los módulos de E / S pueden parecer defectuosos o pueden reiniciarse. Cuando los dispositivos inductivos se activan o desactivan, pueden hacer que un pulso eléctrico se retroalimente al sistema del PLC. El pulso retroalimentado, al ingresar al sistema PLC, puede ser confundido por el PLC con un pulso de computadora. Solo se necesita un impulso falso para crear un mal funcionamiento del flujo ordenado de las secuencias operativas del PLC. El enrutamiento adecuado de la alimentación de campo y el cableado de la señal al gabinete del PLC, así como al interior del gabinete, ayuda a reducir el ruido eléctrico (también conocido como interferencia de conversación cruzada). Las siguientes son algunas pautas generales para el enrutamiento de cables PLC: • • Utilice los cables más cortos posibles para las señales de E / S. Cuando sea posible, los conductores que se ejecutan desde el gabinete del PLC a otra ubicación deben estar en un conducto de metal ya que el metal puede servir como un escudo contra las interferencias. • Nunca pase el cableado de señal y el cableado de alimentación en el mismo conducto. 44 • • • Separe el cableado de E / S por tipo de señal. Dirija los cables de señal de E / S de CA y CC en canales separados. Los conductores de señal de bajo nivel, como los termopares y las comunicaciones en serie, deben ejecutarse como par trenzado blindado y enrutarse por separado. Un sistema de fibra óptica, que es totalmente inmune a todo tipo de interferencia eléctrica, también se puede utilizar para el cableado de la señal. Una parte importante de una instalación de PLC es identificar claramente cada cable que se va a conectar y el terminal al que está conectado. Se debe utilizar un método de etiquetado confiable, como los manguitos de identificación de cables termocontraíbles que se muestran en la Figura 13-5, para etiquetar cada cable. Los conectores de cableado para módulos de entrada / salida generalmente incluyen espacios para las etiquetas utilizadas para identificar cada dirección de E / S y dispositivo conectado. La identificación adecuada de los cables y terminales simplificará la instalación y ayudará en la resolución de problemas y el mantenimiento. Figura 13-5 Mangas de identificación de cables termocontraíbles. En ocasiones, si la situación del nivel de ruido es crítica, se deben suprimir todos los cables del motor trifásico (consulte la Figura 20-10). La figura 20-11 ilustra las configuraciones de filtrado de línea que se utilizan para eliminar el ruido de alimentación de entrada a un controlador o transmisor. Figura 20-10. Supresión de un cable de motor trifásico. Calor excesivo. Los controladores programables pueden soportar temperaturas que oscilan entre 0 y 60 ° C. Normalmente se enfrían por convección, lo que significa que una columna vertical de aire, dibujada hacia arriba sobre la superficie de los componentes, enfría el PLC. Para mantener la temperatura dentro de los límites, el aire de enfriamiento en la base del sistema no debe exceder los 60 ° C. 45 Los componentes del PLC deben estar adecuadamente espaciados cuando se instalan para evitar el exceso de calor. El fabricante puede proporcionar recomendaciones de espacio, que se basan en condiciones típicas para la mayoría de las aplicaciones de PLC. Las condiciones típicas son las siguientes: • • • 60% de las entradas están encendidas en cualquier momento 30% de las salidas están encendidas en cualquier momento la corriente suministrada por todos los módulos combinados cumple con las especificaciones proporcionadas por el fabricante • la temperatura del aire es de alrededor de 40 ° C Las situaciones en las que la mayoría de las E / S están encendidas al mismo tiempo y la temperatura del aire es superior a 40 ° C no son típicas. En estas situaciones, el espacio entre los componentes debe ser mayor para proporcionar un mejor enfriamiento por convección. Si el equipo dentro o fuera del gabinete genera cantidades sustanciales de calor y el sistema de E / S está ENCENDIDO continuamente, el gabinete debe contener un ventilador que reduzca los puntos calientes cerca del sistema PLC al proporcionar una buena circulación de aire. El aire que ingresa el ventilador debe pasar primero a través de un filtro para evitar que la suciedad u otros contaminantes ingresen al gabinete. El polvo obstruye la capacidad de disipación de calor de los componentes y daña los disipadores de calor cuando disminuye la conductividad térmica del aire circundante. En casos de calor extremo, el gabinete debe estar equipado con una unidad de aire acondicionado o un sistema de control de enfriamiento que utilice aire comprimido. No es una buena práctica dejar las puertas del gabinete abiertas para enfriar el sistema, ya que esto permite que entre polvo conductor al sistema. 15.4- Corrientes de fugas en entradas y salidas Muchos dispositivos electrónicos con salidas de transistor o triac exhiben una pequeña corriente de fuga, incluso en el estado apagado, que puede ser necesario considerar cuando están conectados a los módulos de entrada del PLC. Esta llamada fuga se exhibe típicamente por sensores de proximidad de dos hilos, fotoeléctricos y otros similares. A menudo, la entrada con fugas solo hará que el indicador de entrada del módulo parpadee. Sin embargo, una corriente de fuga lo suficientemente grande puede activar el circuito de entrada, creando una señal de entrada falsa. Una solución común al problema de la corriente de entrada con fugas es conectar una resistencia de purga a través o en paralelo con la entrada, como se muestra en la Figura 13-6. La resistencia de purga actúa como una carga de resistencia más baja adicional, lo que permite que la corriente de fuga fluya a través de la ruta de resistencia más baja. Por lo general, se utiliza una resistencia de 10 a 20 kΩ para resolver el problema. 46 Figura 13-6 Conexión de resistencia de purga para sensores de entrada. La corriente de fuga también puede ocurrir con el interruptor de estado sólido utilizado en muchos módulos de salida. Se pueden crear problemas similares a los encontrados con los módulos de entrada cuando se usa un dispositivo de carga de alta impedancia con estos módulos. Por ejemplo, una salida de PLC puede suministrar un dispositivo de alerta de sonido como se ilustra en la Figura 13-7. En este caso, la corriente de fuga podría causar una operación continua falsa o intermitente. Se puede conectar una resistencia como se muestra para purgar esta corriente. También se podría usar un relé de aislamiento para resolver este tipo de problema. Figura 13-7 Conexión de resistencia de purga para una salida de alta impedancia. 15.5- Sistema de puesta a tierra La figura 13-8 ilustra un sistema de puesta a tierra del PLC. Un sistema de conexión a tierra instalado correctamente proporcionará una ruta de baja impedancia a tierra. La instalación completa del PLC, incluidos los gabinetes, la CPU y el chasis de E / S, y las fuentes de alimentación están todos conectados a una única tierra de baja impedancia. Estas conexiones deben exhibir baja resistencia de CC y baja impedancia de alta frecuencia. Se proporciona una barra de bus de tierra central como un único punto 47 de referencia dentro del gabinete al que están conectados todos los conductores de puesta a tierra del chasis y del equipo de suministro de energía. El bus de tierra se conecta a la tierra del edificio. Figura 13-8 Sistema de puesta a tierra del PLC. En el caso de un alto valor de corriente de tierra, la temperatura del conductor podría hacer que la soldadura se derrita, lo que provocaría la interrupción de la conexión a tierra. Por lo tanto, la ruta de conexión a tierra debe ser permanente (sin soldadura), continua y capaz de conducir de manera segura la corriente de falla a tierra en el sistema con una impedancia mínima. La pintura u otro material no conductivo debe rasparse del área donde un chasis hace contacto con el gabinete. El tamaño mínimo del cable a tierra debe ser cobre trenzado No. 12 AWG para conexiones a tierra de equipos PLC y cobre trenzado No. 8 AWG para conexiones a tierra del plano posterior del gabinete. Las conexiones a tierra se deben hacer con una arandela de estrella entre el cable de conexión a tierra y la orejeta y la superficie de la caja metálica, como se ilustra en la Figura 13-9. • • Cualquier cable a tierra de protección debe tener un valor de resistencia de menos de 0.1 Ω. La resistencia de la tierra del sistema a la tierra debe tener un valor inferior a 0.1 Ω. 48 Figura 13-9 Realice las conexiones a tierra con una arandela de estrella. Los bucles de tierra pueden causar problemas al sumar o restar corriente o voltaje de los dispositivos de señal de entrada. Se puede desarrollar un circuito de bucle de tierra cuando la tierra de cada dispositivo está vinculada a un potencial de tierra diferente, lo que permite que la corriente fluya entre las tierras, como se ilustra en la Figura 13-10. Si un campo magnético variable pasa a través de uno de estos circuitos de tierra, se produce un voltaje y la corriente fluye en el circuito. El dispositivo receptor no puede diferenciar entre las señales deseadas y no deseadas y, por lo tanto, no puede reflejar con precisión las condiciones reales del proceso. Ciertas conexiones requieren cables blindados para ayudar a reducir los efectos del acoplamiento de ruido eléctrico. Cada escudo debe estar conectado a tierra solo en un extremo, ya que un escudo conectado a tierra en ambos extremos forma un bucle de tierra. Figura 13-10 Formación de bucles de tierra. 49 15.6- Variaciones de voltaje y sobretensiones La sección de suministro de energía del sistema PLC está construida para mantener las fluctuaciones de línea y aún así permitir que el sistema funcione dentro de su rango operativo. Si las fluctuaciones de voltaje exceden este rango, se producirá un apagado del sistema. En áreas donde se anticipa una variación excesiva de voltaje de línea o caídas de tensión prolongadas, puede ser necesario instalar un transformador de voltaje constante (CV) para minimizar las interrupciones molestas del PLC. Cuando la corriente en una carga inductiva se interrumpe o se apaga, se genera un pico de voltaje muy alto. Este alto voltaje puede reducirse o eliminarse mediante técnicas de supresión que absorben el voltaje inductivo inducido. En general, los módulos de salida diseñados para impulsar cargas inductivas incluyen redes de supresión integradas como parte del circuito del módulo. Figura 13-11 Diodo conectado para suprimir cargas inductivas de CC. Se recomienda un dispositivo de supresión externo adicional si se usa un módulo de salida para controlar dispositivos como relés, solenoides, arrancadores de motor o motores. El dispositivo de supresión está conectado en paralelo (directamente a través) y lo más cerca posible del dispositivo de carga. Los componentes de supresión deben tener una clasificación adecuada para suprimir la característica transitoria de conmutación del dispositivo inductivo particular. La figura 13-11 ilustra cómo se conecta un diodo para suprimir las cargas inductivas de CC. El funcionamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • • El diodo está conectado en polarización inversa a través de la carga del solenoide. En funcionamiento normal, la corriente eléctrica no puede fluir a través del diodo, por lo que fluye a través de la bobina del solenoide. • Cuando se desconecta el voltaje del solenoide, el campo magnético colapsante genera un voltaje opuesto en polaridad al voltaje aplicado original. • El voltaje inducido crea un flujo de corriente a través del diodo que sale del pico de alto voltaje. La Figura 13-12 ilustra cómo se conecta un circuito amortiguador RC (resistencia / condensador) para suprimir dispositivos de carga de CA. El funcionamiento del circuito se puede resumir de la siguiente manera: • El pico de voltaje, que ocurre en el instante en que se abre la ruta de corriente a la bobina, está cortocircuitado de manera segura por la red RC. 50 • • La resistencia y el condensador conectados en serie disminuyen la velocidad de aumento del voltaje transitorio. El voltaje a través del condensador no puede cambiar instantáneamente, por lo que una corriente transitoria decreciente fluirá a través de él por una pequeña fracción de segundo, permitiendo que el voltaje aumente más lentamente cuando se abre el circuito. Figura 13-12 Circuito amortiguador RC conectado para suprimir las cargas de CA. El supresor de sobretensiones de varistor de óxido de metal (MOV), que se muestra en la Figura 13 13, es el dispositivo de protección contra sobretensiones más popular. Funciona de manera similar a dos diodos zener conectada de forma consecutiva. El funcionamiento de un MOV se puede resumir de la siguiente manera: • El dispositivo actúa como un circuito abierto hasta que el voltaje que lo atraviesa en cualquier dirección excede su valor nominal. • Cualquier pico de voltaje mayor al instante hace que el dispositivo actúe como un cortocircuito que evita este voltaje del resto del circuito. Figura 13-13 Supresor de sobretensiones de varistor de óxido de metal (MOV) 51 15.7- Mantenimiento preventivo La mayor disuasión para las fallas del sistema PLC es un programa de mantenimiento preventivo adecuado. Aunque los PLC se han diseñado para minimizar el mantenimiento y proporcionar un funcionamiento sin problemas, existen varias medidas preventivas que deben analizarse regularmente. Muchos sistemas de control operan procesos que deben cerrarse por períodos cortos para cambios de producto. Las siguientes tareas de mantenimiento preventivo deben llevarse a cabo durante estos cortos períodos de apagado: • Todos los filtros que se hayan instalado en el armario de control deben limpiarse o reemplazarse para garantizar que haya circulación de aire limpio dentro del recinto. • Se debe limpiar el polvo o la suciedad acumulada en las placas de circuito del PLC. Si se permite que se acumule polvo en los disipadores de calor y los circuitos electrónicos, podría producirse una obstrucción de la disipación de calor y causar un mal funcionamiento del circuito. Además, si el polvo conductor llega a las placas electrónicas, podría producirse un cortocircuito y causar daños permanentes a la placa de circuitos. Asegurarse de que la puerta del gabinete se mantenga cerrada evitará la acumulación rápida de estos contaminantes. Las conexiones a los módulos de E / S deben verificarse para asegurar que todos los enchufes, regletas de terminales y conexiones de módulos estén haciendo conexiones y que el módulo esté instalado de manera segura. Las conexiones sueltas pueden provocar no solo un funcionamiento incorrecto del controlador, sino también daños en los componentes del sistema. • • Todos los dispositivos de E / S de campo deben inspeccionarse para asegurarse de que estén ajustados correctamente. Las placas de circuito que se ocupan de los análogos de control de procesos deben calibrarse cada 6 meses. Otros dispositivos, como los sensores, deben recibir servicio mensualmente. Los dispositivos de campo en el entorno, que tienen que traducir señales mecánicas en eléctricas, pueden ensuciarse, agrietarse o romperse, y luego ya no se activarán en la configuración correcta. • Se debe tener cuidado para garantizar que el equipo que genera mucho ruido o calor no se mueva demasiado cerca del PLC. • Verifique el estado de la batería que respalda la memoria RAM en la CPU. La mayoría de las CPU tienen un indicador de estado que muestra si el voltaje de la batería es suficiente para hacer una copia de seguridad de la memoria almacenada en el PLC. Si se va a reemplazar un módulo de batería, se debe reemplazar con exactamente el mismo tipo de módulo de batería. • Stock de repuestos comúnmente necesarios. Los módulos de entrada y salida son los componentes del PLC que fallan con mayor frecuencia. • Mantenga una copia maestra de los programas operativos utilizados. Para evitar lesiones al personal y evitar daños en el equipo, las conexiones siempre deben verificarse con la alimentación desconectada del sistema. Además de desconectar la energía eléctrica, todas las demás fuentes de energía (neumática e hidráulica) deben desenergizarse antes de que alguien trabaje en una máquina o proceso controlado por un PLC. La mayoría de las empresas utilizan los procedimientos de bloqueo y etiquetado, que se muestran en la Figura 13-18, para asegurarse de que el equipo no funcione mientras se realizan tareas de mantenimiento y reparación. Se coloca una etiqueta de protección del personal en la fuente de alimentación para el equipo y el PLC, y solo la puede quitar la 52 persona que colocó originalmente la etiqueta. Además de la etiqueta, también se adjunta una cerradura para que el equipo no pueda energizarse. Figura 13-18 Dispositivos de bloqueo / etiquetado. 15.8- Solución de problemas En el caso de una falla del PLC, debe emplear un enfoque cuidadoso y sistemático para solucionar el problema. Los problemas en el PLC son relativamente fáciles de solucionar porque el programa de control puede mostrarse en un monitor y observarse en tiempo real mientras se ejecuta. Si un sistema de control ha estado funcionando, puede estar bastante seguro que el problema no está en el programa. Para un sistema que nunca ha funcionado, se deben considerar los errores de programación. Cuando ocurre un problema, el primer paso en el procedimiento de solución de problemas es identificar el problema y su origen. La fuente de un problema generalmente puede reducirse al módulo del procesador, el hardware de E / S, el cableado, las entradas o salidas de la máquina o el programa de lógica de escalera. Una vez que se reconoce un problema, generalmente es bastante sencillo tratarlo. Las siguientes secciones se ocuparán de la solución de problemas de estas áreas problemáticas potenciales. 15.8.1- Módulo Procesador El procesador es responsable de la autodetección de posibles problemas. Realiza comprobaciones de errores durante su funcionamiento y envía información de estado a los indicadores que normalmente se encuentran en la parte frontal del módulo del procesador. Puede diagnosticar fallas del procesador u obtener información más detallada sobre el procesador accediendo al estado del procesador a través del software de programación. La Figura 13-19 muestra ejemplos de LED de diagnóstico encontrados en un módulo de procesador. Lo que indican se puede resumir de la siguiente manera: RUN (Verde) • • Encendido fijo indica que el proceso está en el modo RUN. El parpadeo durante la operación indica que el proceso está transfiriendo un programa desde la RAM al módulo de memoria. 53 • Apagado indica que el procesador está en un modo diferente a RUN. Figura 13-19 LED de diagnóstico del procesador. FLT (Rojo) • • El parpadeo en el encendido indica que el procesador no se ha configurado. El parpadeo durante la operación indica un error importante en el procesador, el chasis o la memoria. • • Encendido fijo indica que hay un error fatal (no hay comunicaciones). Apagado indica que no hay errores. BATT (Rojo) • • Encendido fijo indica que el voltaje de la batería ha caído por debajo de un nivel de umbral, o la batería falta o no está conectada. Apagado indica que la batería funciona. Luego que el procesador se monitorea a sí mismo continuamente en busca de cualquier problema que pueda causar que el controlador ejecute el programa de usuario incorrectamente. Dependiendo del controlador, puede haber disponible un conjunto de contactos de relé de falla. El relé de falla es controlado por el procesador y se activa cuando ocurren una o más condiciones de falla específicas. Los contactos del relé de falla se usan para deshabilitar las salidas y señalar una falla. La mayoría de los PLC incorporan un temporizador de vigilancia para monitorear el proceso de escaneo del sistema. El temporizador de vigilancia suele ser un circuito de temporización separado que el procesador debe configurar y restablecer dentro de un período predeterminado. El circuito del temporizador de vigilancia monitorea cuánto tiempo le toma a la CPU completar un escaneo. Si la exploración de la CPU lleva demasiado tiempo, se declarará un error importante de vigilancia. Los manuales de usuario del PLC mostrarán cómo aplicar esta función. No es probable que el hardware del procesador del PLC falle porque los microprocesadores y el hardware de la microcomputadora de hoy en día son muy confiables cuando funcionan dentro de los límites establecidos de temperatura, humedad, etc. El chasis del procesador PLC está típicamente diseñado para soportar entornos hostiles. 15.8.2- Fallas en las entradas Si el controlador está funcionando en el modo RUN pero los dispositivos de salida no funcionan según lo programado, las fallas podrían estar asociadas con cualquiera de los siguientes: • Cableado de entrada y salida entre dispositivos de campo y módulos. 54 • • • • • Dispositivo de campo o fuentes de alimentación del módulo Dispositivos de detección de entrada Actuadores de salida Módulos de E / S del PLC Procesador del PLC La reducción del origen del problema generalmente se puede lograr comparando el estado real de la E / S sospechosa con los indicadores de estado del controlador. Por lo general, cada dispositivo de entrada o salida tiene al menos dos indicadores de estado. Uno de estos indicadores está en el módulo de E / S; el otro indicador lo proporciona el monitor del dispositivo de programación. Figura 13-20 Comprobación de mal funcionamiento de la entrada. El circuito de la Figura 13-20 ilustra cómo verificar el mal funcionamiento de la entrada discreta. Los pasos dados se pueden resumir de la siguiente manera: • • • • Cuando se sospecha dispositivo de entrada es la fuente de un problema, la primera verificación es ver si el indicador de estado en el módulo de entrada se ilumina cuando está recibiendo energía de su dispositivo de entrada correspondiente (por ejemplo, botón pulsador, interruptor de límite). Si el indicador de estado en el módulo de entrada no se ilumina cuando el dispositivo de entrada está encendido, realice una medición de voltaje a través del terminal de entrada para verificar el nivel de voltaje adecuado. Si el nivel de voltaje es correcto, se debe reemplazar el módulo de entrada. Si el nivel de voltaje no es correcto, la fuente de alimentación, el cableado o el dispositivo de entrada pueden estar defectuosos. Si el monitor del dispositivo de programación no muestra la indicación de estado correcta para una instrucción de condición, es posible que el módulo de entrada no esté convirtiendo la señal de entrada correctamente al voltaje de nivel lógico requerido por el módulo del procesador. En este caso, el módulo 55 de entrada debe ser reemplazado. Si al reemplazarse el módulo no se elimina el problema y se supone que el cableado es correcto, entonces debe sospecharse el rack de E / S, el cable de comunicación o el procesador. La Figura 13-21 muestra una guía típica de solución de problemas de dispositivos de entrada. Esta guía revisa las instrucciones de condición y cómo su estado verdadero / falso se relaciona con los dispositivos de entrada externos. 15.8.3- Fallos en las salidas Además del indicador lógico, algunos módulos de salida incorporan un indicador de fusible fundido o un indicador de alimentación o ambos. Un indicador de fusible quemado indica el estado del fusible de protección en el circuito de salida, mientras que un indicador de alimentación muestra que se está aplicando energía a la carga. La protección electrónica, como se muestra en la Figura 13-22, también se utiliza para proporcionar protección a los módulos contra cortocircuitos y sobrecargas. La protección se basa en un principio de desconexión térmica. En el caso de una condición de corriente de cortocircuito o sobrecarga en un canal de salida, ese canal limitará la corriente en milisegundos después de que se haya alcanzado su temperatura de corte térmico. Todos los demás canales continúan operando según las indicaciones del procesador. 56 Figura 13-22 Protección del módulo de salida electrónica. Cuando una salida no se energiza como se esperaba, primero verifique el indicador de fusible fundido del módulo de salida. Muchos módulos de salida tienen cada salida fusionada. Este indicador normalmente se iluminará solo cuando el circuito de salida correspondiente al fusible quemado esté energizado. Si este indicador está iluminado, corrija la causa del mal funcionamiento y reemplace el fusible quemado en el módulo. La Figura 13-23 muestra una guía típica de solución de problemas del módulo de salida discreta. En general, deben tenerse en cuenta los siguientes elementos al solucionar problemas de módulos de salida discretos: • • • • • Si el indicador de fusible fundido no está iluminado (fusible en buen estado), compruebe si el dispositivo de salida responde al indicador de estado LED. El indicador de estado lógico de un módulo de salida funciona de manera similar al indicador de estado de un módulo de entrada. Cuando está encendido, el LED de estado indica que el circuito lógico del módulo ha reconocido un comando del procesador para encenderse. Si se energiza un renglón de salida, el indicador de estado del módulo está encendido y el dispositivo de salida no responde, entonces se debe sospechar el cableado al dispositivo de salida o al propio dispositivo de salida. Si, de acuerdo con el monitor del dispositivo de programación, se ordena que se encienda un dispositivo de salida pero el indicador de estado está apagado, entonces el módulo de salida o los procesadores pueden tener fallas. Verifique el voltaje en la salida; si es incorrecto, la fuente de alimentación, el cableado o el dispositivo de salida pueden estar defectuosos. 57 58 Capítulo 16- Relé inteligente o Smart Relay Los PLCs se utilizan básicamente en el sector industtial, dada su enorme potencia, como en las cadenas de producción, control de robots y similares. La diferencia con los relés programables, también conocidos como módulos lógicos, es que estos se utilizan en automatización para el sector terciario y residencial (domótica, alumbrado de tiendas, control de automatismos de gestión energética en edificios y similar). Diferentes modelos de relé inteligentes Respecto a los PLCs, presentan las siguientes ventajas e inconvenientes: Inconvenientes • • • La ejecución de los programas en memoria es más lenta. Disponen de menor potencia de cálculo que sus hermanos mayores. La conexión de módulos de ampliación (de E/S, de comunicación, etc.) es limitada, sin embargo suele ser suficiente para instalaciones domóticas de viviendas o pequeñas empresas. Ventajas • • • • Son más económicos. La mayoría de los modelos tiene integrado en su frontal una pequeña pantalla de cristal líquido y un teclado básico, 6 u 8 teclas, con el que es posible realizar todas las tareas de programación y parametrización sin necesidad de conectar un ordenador o una programadora externa. Son de fácil instalación ya que están diseñados para el montaje sobre cuadros de protección y distribución doméstica. Disponen de funciones de programación de uso inmediato en instalaciones domésticas (telerruptor, reloj horario, temporizador de escalera, etc.). 59 • En la actualidad existen modelos que permiten la conexión a redes Ethernet y buses domóticos (EIB/KNX). 16.1- Partes de un relé programable Los relés programables constan de un módulo principal en el que se encuentran integradas: la unidad de control (CPU), la memoria, la interfaz de programación y un grupo de entradas/salidas. 16.2- Conexión de un relé programable La integración de un relé programable en una instalación eléctrica requiere realizar al menos tres tipos de conexiones: la de la alimentación eléctrica, la de los sensores a las entradas y la de los actuadores a las salidas. 60 16.2.1- Conexión de entradas Las entradas de easy se conectan electrónicamente. Una vez realizado un contacto a través de un borne de entrada, éste puede utilizarse como contacto de maniobra en el esquema de contactos de easy tantas veces como se desee. Realice las conexiones en los bornes de entrada de contactos easy, p. ej. pulsadores, interruptores, contactos de relé o del contactor, detectores de proximidad (tres conductores). Figura 12: Conexión de entradas digitales easy-AC y easy-AB 61 Figura 18: Conexión de entradas digitales easy-DC, easy-DA 16.2.2- Conexión de salidas Las salidas Q funcionan son activadas por la programación interna, el contacto correspondiente a la salida se cierra cuando la salida es activada. 62 1.1- Teclas de programación DEL: para borrar en el esquema de contactos. ALT: funciones especiales en el esquema de contactos, pantalla de menú. Teclas de cursor : mover el cursor seleccionar opciones de menú configurar números, contactos y valores. Aceptar: seguir, guardar. ESC: atrás, cancelar. 18.3Introducir el primer esquema de contactos Igual que en los cableados convencionales en el esquema de contactos, el Smart Relay también se utilizan contactos y relés. Pero con el Smart Relay ya no es necesario conectar todos los componentes uno a uno. Con tan sólo pulsar unas pocas teclas, el Smart Relay se encarga del cableado completo. Y sólo queda el trabajo de conectar los interruptores, los sensores, las lámparas o los contactores. Figura 37: Accionamiento de lámparas mediante relés Dado el circuito de arriba, el cableado de las entradas y salidas sería: 63 Figura 38: Accionamiento de lámparas 64 16.4- Congiguración del Smart Relay 16.4.1- Inicio en la pantalla de estado Después de la conexión, easy visualiza la pantalla de menú. La pantalla de menú informa del estado de conexión de las entradas y salidas y muestra si easy está ejecutando un esquema de contactos. > Para pasar al menú principal, pulse Aceptar Con Aceptar pasará al siguiente nivel de menú, con ESC podrá pasar a un nivel anterior. 65 16.4.2- Pantalla de esquema de contactos La pantalla de esquema de contactos todavía está vacía. El cursor parpadea en la parte superior izquierda; en ese punto iniciará su programación. El Smart Relay ofrece automáticamente la primera entrada de contacto I1. El cursor se desplaza con las teclas de cursor mediante el retículo del esquema de contactos no visible. Las tres primeras columnas dobles representan los campos de contactos, las columnas de la derecha constituyen el campo de bobinas. Cada línea es una vía lógica. > Cablee ahora el siguiente esquema de contactos. En la entrada se hallan los interruptores S1 y S2. I1 e I2 son los contactos de maniobra para los bornes de entrada. El relé K1 se representa mediante la bobina de relé [Q1. El símbolo [ indica la función de la bobina, en este caso una bobina de relé con función de contactor. Q1 es el nombre de la salida. 66 16.4.3- Guardar programa 16.4.4- Probar programa (Modo RUN) 67 16.4.5- Borrar programa 68 16.5- Relé, relé de función easy le ofrece distintos tipos de relés para el cableado en un esquema de contactos. Las funciones de conmutación del relé se regulan a través de las funciones de bobina y de los parámetros. 69 16.6- Pantalla de esquema de contactos Los contactos de maniobra y las bobinas del relé se cablean en el esquema de contactos easy de izquierda a derecha, del contacto hacia la bobina. El esquema de contactos se introduce en un retículo de cableado invisible con campos de contacto, campos de bobinas y vías lógicas y se cablea mediante conexiones. • Se introducen los contactos de maniobra en los tres campos de contacto. El primer campo de contacto está conectado automáticamente a la tensión. • En el campo de bobina se introduce la bobina de relé con la función de bobina y la denominación de relé. • Cada línea del esquema de contactos crea una vía lógica. En un esquema de contactos pueden cablearse un máximo de 128 vías lógicas. Trabajar con contactos y relés Los interruptores, pulsadores y relés del esquema de contactos convencional se cablean en el esquema de contactos easy a través de los contactos de entrada y de las bobinas de relé. Contactos de entrada Un contacto de maniobra se selecciona mediante el nombre y número de contacto. 70 Salidas a relé En una bobina de relé se selecciona la función de bobina, el nombre y el número del relé. Cambiar contacto normalmente abierto por contacto normalmente cerrado > Cambie al modo “Entrar” y coloque el cursor sobre los nombres de contacto. > Pulse ALT. El contacto de cierre pasa a contacto de apertura. > Pulse 2 veces Aceptar para confirmar el cambio Figura 39: Cambiar el contacto I3 de contacto NO a contacto NC 16.7- Uso de las teclas de cursor como pulsadores P easy ofrece la posibilidad de poder utilizar las cuatro teclas de cursor en el esquema de contactos como entradas conectadas de forma fija. Las teclas se cablean en el esquema de contactos como contactos P1 a P4. Las teclas P pueden activarse y desactivarse desde el menú especial. Las teclas P pueden utilizarse para comprobar conexiones o para el modo manual. La función de teclas es ideal para la puesta en marcha y para la asistencia. 71 Ejemplo 1: Una lámpara en el relé de salida Q1 se puede encender y apagar a través de las entradas I1 e I2 o a través de las teclas de cursor según se desee. , Ejemplo 2: El relé de salida Q1 se maniobra a través de la conexión I1. I5 cambia al mando de cursor y desacopla la vía lógica I1 a través de M1. Ejemplo: arranque-paro de salida con retención Al activar la entrada I1 se energiza la salida Q1, se retiene por el contacto auxiliar interno, para realizar la parada debe activarse la entrada I2. Ejemplo: aplicación de contacto auxiliar M En la línea lógica de la programación no se pueden agregar más de 4 parametros. Por lo que la siguiente programación es incorrecta: En casos de más de tres contactos en serie, utilizar uno de los relés auxiliares. 72 Set y Reset Utilice por relé y sólo una vez cada una de las dos funciones de bobina S y R. Agregando la función Set se puede retener la salida con un pulso, y con la función asociada a la misma salida utilizando Reset se puede desactivar la salida. En el siguiente ejemplo la salida SQ1 se activa cuando se active la entrada I1 , después que este envíe la señal a la salida SQ1 esta se mantiene activada sin importar que I1 esté desactivado. Para desactivar la basta con energizar la salida RQ1 al activarse la entrada I2. 16.8- Funciones de bobina Las funciones de conmutación de las bobinas de relé se determinan a través de la función de bobina. Para los relés Q, M, S, D, “:” existen las siguientes funciones de bobina: 73 74 16.9- Temporizadores Con el relé temporizador puede cambiarse el tiempo de conexión y la hora de conexión y desconexión de un contacto de maniobra. Los tiempos de retardo regulables se encuentran entre 2 ms y 99 h 59 min. Pantalla de parámetros y registro de parámetros para un relé temporizador 75 16.9.1- Ejemplos de relés temporizadores Ejemplo: relé temporizador con temporización de trabajo En este ejemplo se pone en funcionamiento una cinta transportadora 10 s más tarde que el inicio de la instalación. 76 Ejemplo: relé temporizador con temporización de trabajo y reposo En caso de que deba retardarse tanto el arranque como la desconexión, deberá realizarse con la función de temporización de trabajo y reposo. Ejemplo: relé temporizador intermitente En este ejemplo se crea un impulso intermitente permanente. Según el estado de marca de las marcas M8 o M9 las salidas Q3 o Q4 parpadean. 77 16.10- Contadores El contador CC1 se configura para el conteo de 10 veces. Este es activado por la entrada I5. Luego que el contador CC1 llega un valor de 10 activado por la entrada I5. Este cierra el contacto C1 que a su vez activa el temporizador TT1, este temporizador está configurado para la función de intermitencia, es decir 1 segundo apagado y 0.5 segundo encendido. El contacto T1 intermitente activará la salida Q1 con esta intermitencia cuando el contador alcance el valor de 10. Para restablecer el valor del contador a cero “0” debe activarse la entrada I6 la cual actua sobre la salida RC1. 78 16.11- Reloj temporizador semanal Este dispositivo esta equipado con un reloj de tiempo real, posee una batería que permite al programa continuar actualizando el reloj en caso de un fallo en la energía de suministro. Con esta instrucción se puede programar los 7 días de la semana indicando el día en que la instrucción será verdadera y el día en que será falsa (D), además puede especificar el periodo de tiempo durante el cual será verdadera. ON especifica el tiempo en que comienza a ser verdadera y OFF el tiempo en que inicia a ser falsa. Pantalla de parámetros y registro de parámetros para el reloj temporizador semana En la pantalla de parámetros de un reloj temporizador semanal puede modificar los días de la semana, el tiempo de conexión, el tiempo de desconexión y la autorización de la pantalla de parámetros. Tabla 13: Tiempos de conexión y desconexión 79 Ejemplo: temporización semanal En el ejemplo se utilizo el canal A para que la salida Q1 se energice de lunes a viernes de 6:45 AM hasta las 7:45 PM y el canal B para que encienda los sábados de 6:45 AM a 3:00 PM. El ejemplo siguiente es utilizado para programar el fin de semana. 80 El alumbrado exterior de un edificio se conecta de forma automática de lunes a viernes desde las 19:00 a las 23:30. 16.12- Reloj temporizador anual (Y) La opción Y nos permite programar tomando en cuenta el día, el mes y el año. En el ejemplo siguiente se ha programado el canal A del switch Y1 para que active la salida Q1 el día 1 de enero de 2004 y la desactive el 31 de diciembre de 2004 En el ejemplo siguiente el switch Y2 se activa en marzo a las 12:00 AM y se desactiva en septiembre a las 11:59 PM El switch Y3 se activa el día primero de cada mes a las 12:00 AM y se desactiva el día 28 de cada mes a las 11:59 PM. 81 Para actualizar el reloj, ir a la pantalla principal, seleccionar REGUL. RELOJ y otra vez REGUL. RELOJ, cuando las opciones parpadeen pueden ser cambiadas. 16.13- Instrucciones de comparación Usted puede programar 16 comparadores analógicos desde A1 hasta A16, se pueden utilizar con las entradas analógicas I7 e I8 o con contadores y temporizadores. En el ejemplo siguiente la salida Q1 estará energizada mientras el acumulador del temporizador TT1 sea menor que 5. Para introducir los parámetros La opción EQ parpadea presione cursor UP para cambiar y seleccionar la opción LE, presione OK hasta llegar a la opción I1 (primer valor a comparar), con 0+ parpadeando presione cursor UP hasta obtener 82 T1, presione OK para aceptar. Mueva el cursor hasta llegar a I2 (segundo valor a comparar), en 0+ presionar OK hasta que aparezca 0000, presionar cursor UP hasta colocar el valor deseado. 83 84
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